本發明涉及停車設備領域，具體涉及一種采用單電機驅動，利用設置在載車板之上的若干個導輪換向，使得雙立柱結構的兩層停車設備的載車板在兩根立柱的內部區域獲得鋼絲繩曳引同步升降的相關機構及其控制方法。
背景技術：
隨著我國家用汽車的普及，能夠節省停車用地的停車設備已普遍使用，其中就包括單獨一個停車位安裝的兩層停車設備。非對稱雙立柱型式的兩層停車設備具有傾覆力矩小的獨特優勢，但傳統形式的載車板升降驅動機構難以適應這種新穎結構停車設備的實際需求。為使得載車板能夠同步升降，通常采取雙電機變頻驅動，增加旋轉編碼器檢測和單片機開環控制的方式來實現，或者采用液壓雙油缸加上機械強制同步的方式。這些方式均存在結構和控制相對復雜的缺點。本發明采用單電機驅動，利用設置在載車板之上的若干個導輪換向，以簡單的設置使得雙立柱結構的兩層停車設備的載車板在兩根立柱的內部區域獲得鋼絲繩曳引同步升降，具有結構簡單、控制簡單、剛性好、穩定性好、造價低等優點，值得推廣使用。
技術實現要素：
本發明的目的就是針對現有技術中存在的不足，提供一種采用單電機驅動，利用設置在載車板之上的若干個導輪換向，使得雙立柱結構的兩層停車設備的載車板在兩根立柱的內部區域獲得鋼絲繩曳引同步升降的相關機構及其控制方法。
為實現上述目的，一種單電機導輪換向驅動兩層停車設備的機構及控制的技術方案，其特征在于：所述兩層停車設備是指在單獨一個停車位上安裝，停車層數為兩層，其中地面層直接停放車輛，第二層通過載車板停放車輛的停車設備。
所述停車設備的機構由非對稱設置的兩根立柱、一件載車板、一套驅動裝置組成。
所述兩根立柱為鋼結構柱狀件，垂直緊固安裝在停車位的縱向左側和右側地面，分別為左側立柱和右側立柱，為非對稱設置；立柱的橫截面為一側設置有槽形缺口的空心矩形，其中，有槽形缺口的一側正對載車板，該槽形缺口用于容納載車板支承塊；或者，橫截面為槽形，其中，有槽形缺口的一側正對載車板，該槽形缺口用于容納載車板的支承塊；兩根立柱的其中一根的頂部位置安裝有電機減速單元，另一根的頂部位置設置有鋼絲繩固定裝置。
所述載車板為若干橫梁和若干縱梁組成的鋼結構矩形框架，上層平面為鋼板，用于承載車輛；載車板設置在停車位的內部位置，位于兩根立柱之間，在與立柱的對應位置設置有支承塊；其中，對應左側立柱為左側支承塊，左側支承塊的一端與載車板的左側緊固連結，另一端從左側立柱的槽形缺口伸入至立柱的內部區域；對應右側立柱為右側支承塊，右側支承塊的一端與載車板的右側緊固連結，另一端從右側立柱的槽形缺口伸入至立柱的內部區域。
所述驅動裝置包括一套電機減速單元、一個鋼絲繩卷筒、一個左側曳引繩輪、一個右側曳引繩輪、若干個換向導輪、若干根鋼絲繩，還包括左側導向單元和右側導向單元；所述電機減速單元緊固安裝在其中一根立柱的頂部位置，其輸出軸上緊固安裝有鋼絲繩卷筒，電機減速單元轉動使得鋼絲繩卷筒轉動；所述左側曳引繩輪通過軸和軸承座固定安裝在載車板的左側支承塊的上方，右側曳引繩輪通過軸和軸承座固定安裝在載車板的右側支承塊的上方，左側曳引繩輪以及右側曳引繩輪的轉動軸線與載車板承載車輛的平面平行；鋼絲繩卷筒的鋼絲繩工作區域的位置與設置在該側的曳引繩輪外緣的鋼索槽的位置相對應，另一側的曳引繩輪外緣的鋼索槽的位置與該側立柱頂部位置設置的鋼絲繩固定裝置的位置相對應；所述若干個換向導輪的作用是把鋼絲繩從其中一側的曳引繩輪引導至另一側的曳引繩輪，換向導輪通過軸和軸承座固定安裝在載車板之上，轉動軸線與載車板承載車輛的平面垂直，至少設置兩個，其中第一個設置在載車板左側靠近端部的位置，為左側換向導輪；第二個設置在載車板右側靠近端部的位置且與左側換向導輪的設置位置相對應，為右側換向導輪；所述鋼絲繩至少設置兩根，鋼絲繩的一端緊固安裝在鋼絲繩卷筒工作區域的表面位置，另一端往下繞經與鋼絲繩卷筒同側的曳引繩輪的底部，然后伸向與鋼絲繩卷筒同側的換向導輪并繞經該換向導輪；之后，鋼絲繩伸向非鋼絲繩卷筒一側的換向導輪并繞經該換向導輪，到達該側的曳引繩輪底部位置并繞經該曳引繩輪的底部，然后往上，最后緊固設置在該側立柱的頂部位置；所述左側導向單元和右側導向單元分別緊固安裝在左側支承塊和右側支承塊之上，分別設置在左側立柱和右側立柱的內部區域，左側導向單元和右側導向單元的外側安裝有與立柱內表面滑動接觸的若干個滾輪裝置或者滑塊裝置，用于平衡載車板的縱向傾覆力矩及橫向傾覆力矩。
以上所述停車設備的機構的控制通過一套控制裝置及其控制方法實現：
所述控制裝置包括一個人機界面單元、至少一個上升到位檢測單元、在每一根鋼絲繩固定安裝在立柱頂部位置的端部安裝的一個拉力傳感器、一個強電單元以及一個控制單元；所述人機界面單元用于接受用戶的指令輸入，為按鍵操作盒或者觸摸屏操作盒，設置有“上升”、“下降”、“暫停”、“繼續”按鍵以及“急停”按鍵；所述上升到位檢測單元為搖臂開關或者接近開關或者壓迫開關，設置在任一根立柱的其中一個側面之上，當載車板上升至指定高度時觸發動作；所述強電單元的作用是根據控制單元發出的“正轉”、“反轉”或者“停止”信號使得電機減速單元的電機實現正向轉動、反向轉動或者停止轉動；所述控制單元為以單片機為主控芯片的電子控制裝置，或者直接采用工控機；控制單元分別與人機界面單元、上升到位檢測單元以及拉力傳感器的信號輸出端實現信號連接，與強電單元的控制信號輸入端實現信號連接；控制單元內部預先設定有最大總荷載、最大偏載、單根鋼絲繩最大荷載的具體數值，在載車板上升或者下降過程中，控制單元定時接收、處理所有拉力傳感器的荷載數據，當所有拉力傳感器的荷載之和大于最大總荷載，或者任意兩個拉力傳感器之間的荷載之差大于最大偏載，或者任意一個拉力傳感器的荷載大于單根鋼絲繩最大荷載，即輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機停止轉動從而使得載車板停止運行，并作出故障報警提示。
所述停車設備的機構的正常運行控制是：當載車板位于地面層靜置，用戶按“上升”鍵，控制單元即輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機作正向轉動，然后帶動鋼絲繩卷筒轉動，使得鋼絲繩卷筒往上收緊鋼絲繩，鋼絲繩通過對安裝在載車板之上的若干組換向導輪最終對左側曳引繩輪和右側曳引繩輪實施兜底往上曳引，使得載車板在鋼絲繩的上升曳引力的作用之下、在左側導向單元和右側導向單元的輔助定位之下沿左側立柱和右側立柱往上運行，其上升速度是鋼絲繩卷筒繞卷鋼絲繩的線速度的一半；當載車板往上運行至指定高度，觸發上升到位檢測單元動作，控制單元即輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機停止轉動，從而使得載車板停止上升。
當載車板位于非地面位置靜置，用戶按“下降”鍵，控制單元即輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機作反向轉動，然后帶動鋼絲繩卷筒轉動，使得鋼絲繩卷筒往下放送鋼絲繩，鋼絲繩通過對安裝在載車板之上的若干組換向導輪最終對左側曳引繩輪和右側曳引繩輪實施兜底往下放送，使得載車板在重力的作用之下、在左側導向單元和右側導向單元的輔助定位之下沿左側立柱和右側立柱往下運行，其下降速度是鋼絲繩卷筒放送鋼絲繩的線速度的一半，此時，鋼絲繩仍然承受載車板的重力荷載；當載車板往下運行至接觸地面，作用在鋼絲繩的荷載消失，拉力傳感器的荷載為零，觸發控制單元輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機停止轉動，從而使得載車板停止下降。
人機界面單元的“暫停”按鍵和“繼續”按鍵配合使用；當載車板處于上升運行狀態或者下降運行狀態時，按“暫停”鍵將觸發控制單元輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機停止轉動；之后，按“繼續”鍵將觸發控制單元輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機按之前的轉動方向恢復正常轉動；人機界面單元的“急停”按鍵為帶自鎖功能的按鍵，當載車板處于上升運行狀態或者下降運行狀態時，按下“急停”鍵將觸發控制單元輸出信號使得強電單元驅動電機減速單元的電機停止轉動，且“急停”按鍵即處于自鎖狀態；除非對“急停”按鍵進行解鎖操作，否則，按下“急停”鍵之后的人機界面單元的任何按鍵操作均視為無效操作，不能起到任何作用。
與現有技術相比，本發明具有如下優點與有益效果：采用單電機驅動，利用設置在載車板之上的若干組導輪換向，以簡單的設置使得雙立柱結構的兩層停車設備獲得鋼絲繩曳引同步升降，具有結構簡單、控制簡單、剛性好、穩定性好、造價低等優點，值得推廣使用。
附圖說明
圖1是本發明一種單電機導輪換向驅動兩層停車設備的機構其中的鋼絲繩繞行原理圖。圖中，1鋼絲繩卷筒；2鋼絲繩；3-1左側曳引繩輪；4-1左側換向導輪；3-2右側曳引繩輪；4-2右側換向導輪。
圖2是本發明一種單電機導輪換向驅動兩層停車設備的機構的電子控制裝置主程序流程簡圖。
圖3是配套圖2所述主程序流程簡圖的判斷是否超載的子程序流程簡圖。
圖4是配套圖2所述主程序流程簡圖的急停按鍵中斷處理程序流程簡圖。
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的描述。
如圖1所示，本發明一種單電機導輪換向驅動兩層停車設備的機構其中的鋼絲繩運行原理圖。為簡化起見，實際運行所需的多根鋼絲繩在圖中只顯示為一根；設備的立柱、載車板等結構部件也沒有顯示。圖中可見，鋼絲繩卷筒1設置在停車位左側的左側立柱頂部位置（驅動鋼絲繩卷筒1轉動的電機減速單元在圖中沒有顯示）；左側曳引繩輪3-1和右側曳引繩輪3-2分別通過軸和軸承座緊固安裝在載車板的左側支承塊和右側支承塊之上，其旋轉軸線與載車板承載車輛的平面平行；左側換向導輪4-1和右側換向導輪4-2分別通過軸和軸承座緊固安裝在載車板前方區域的左側位置和右側位置之上，其旋轉軸線與載車板承載車輛的平面垂直；鋼絲繩2的一端緊固設置在鋼絲繩卷筒1的工作區域表面之上，另一端往下，繞經左側曳引繩輪3-1的底部，然后往前方繞經左側換向導輪4-1，然后往右，再繞經右側換向導輪4-2，然后往后方繞經右側曳引繩輪3-2的底部，然后往上，最終固定連結在右側立柱的頂部位置。
當電機減速單元正向轉動，帶動鋼絲繩卷筒1按圖示順時針轉動，使得鋼絲繩卷筒1往上收緊鋼絲繩2，鋼絲繩2通過對安裝在載車板之上的左側換向導輪4-1和右側換向導輪4-2最終對左側曳引繩輪3-1和右側曳引繩輪3-2實施兜底往上曳引，使得載車板在鋼絲繩2的上升曳引力的作用之下、在左側導向單元和右側導向單元的輔助定位之下沿左側立柱和右側立柱往上運行，其上升速度是鋼絲繩卷筒1繞卷鋼絲繩2的線速度的一半。
當電機減速單元反向轉動，帶動鋼絲繩卷筒1按圖示逆時針轉動，使得鋼絲繩卷筒1往下放送鋼絲繩2，鋼絲繩2通過對安裝在載車板之上的左側換向導輪4-1和右側換向導輪4-2最終對左側曳引繩輪3-1和右側曳引繩輪3-2實施兜底往下放送，使得載車板在重力的作用之下、在左側導向單元和右側導向單元的輔助定位之下沿左側立柱和右側立柱往下運行，其下降速度是鋼絲繩卷筒1放送鋼絲繩2的線速度的一半。
本發明的機構的關鍵點在于曳引繩輪和換向導輪實際上都是安裝在載車板之上，與載車板隨動。這種結構不僅在單個車位設置的停車設備上并無先例，在其他類型停車設備上也沒有類似結構。
本發明使用的電機減速單元為通用的機械部件，安裝在任一立柱（圖1所示為安裝在左側立柱）的頂部位置，其動力輸出用于驅動鋼絲繩卷筒1轉動。圖1所示的左側換向導輪4-1和右側換向導輪4-2設置在載車板的前方區域。實際上，也可以把左側換向導輪4-1和右側換向導輪4-2設置在載車板的后方區域，只需把鋼絲繩2的繞行方式作出適應性改變，即可達到相同的效果。為了使得載車板獲得更佳的平衡效果，甚至可以在載車板的前方區域和后方區域都分別設置左側換向導輪和右側換向導輪，在載車板的左側支承塊以及右側支承塊分別設置兩個曳引繩輪、合計為四個曳引繩輪；多根鋼絲繩其中的一部分鋼絲繩自鋼絲繩卷筒1往下繞經同側的其中一個曳引繩輪的底部之后，再繞經載車板前方區域設置的左側換向導輪和右側換向導輪，然后繞經另一側的其中一個曳引繩輪的底部，然后往上緊固連接在該側立柱的頂部位置；多根鋼絲繩的其余鋼絲繩自鋼絲繩卷筒1往下繞經同側的另外一個曳引繩輪的底部之后，再繞經載車板后方區域設置的左側換向導輪和右側換向導輪，然后繞經另一側的另外一個曳引繩輪的底部，然后往上緊固連接在該側立柱的頂部位置。這種做法的好處是使得載車板的鋼絲繩曳引位置從兩個增加至四個，能夠獲得更佳的平衡效果。
如圖2所示，為本發明一種單電機導輪換向驅動兩層停車設備的機構的電子控制裝置主程序流程簡圖。圖中已有詳盡的文字描述，這里不作重復敘述。
如圖3所示，為配套圖2所述主程序流程簡圖的判斷是否超載的子程序流程簡圖。圖中已有詳盡的文字描述，這里不作重復敘述。
如圖4所示，為配套圖2所述主程序流程簡圖的急停按鍵中斷處理程序流程簡圖。圖中已有詳盡的文字描述，這里不作重復敘述。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。