慧鱼智能化立体旋转停车库的创新设计

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智能机械是由执行机构、控制器、伺服驱动系统、检测传感装置及智能材料构成，是-种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电-体化自动化设备，适合于多品种 、变批量的柔性生产。以慧鱼创意组合模型为平台，以机械原理及设计、控制工程基储微机原理及应用等为先修课程，在涉及机械学、计算机技术、传感器技术、人工智能等多学科理论的基础上，本文设计了-种智能化立体旋转停车库，并对复杂智能产品开发问题和控制运动特江苏大学国家实验教学示范中心教改项 目 (编号：ZXJG2012007)收稿日期：2013-02-28性矩阵的理论方法进行了深入研究。

1建立产品功能模型智能立体旋转停车库”，创意来自于立体旋转式能充分地利用空间，每个车库可以在电机M1驱动 蜗轮蜗杆--齿轮传动”的二级传动下旋转 ，其二 级传 动 的组 合效 率 0.95×0.960.912，传动方案克服了带传动易打滑的缺点，在合理分配蜗轮蜗杆--齿轮传动比的基础上u ，车库可灵活地循环，自动伸缩，结构新颖，自动化程度好。

根据TRIZ理论中的 Stone的功能结构”，首蒯苏苏 等：慧鱼智能化立体旋转停车库的创新设计 研究与c 车库的体积不变；当停车库气动门打开，伸缩板伸出，车库底面积增大，存车 (或取车)后伸缩板缩进，气动门关闭，车库的体积保持不变。伸缩机构与气动门的逻辑关系见表 1。

表1 伸缩机构与气动门的运动顺序① 电磁阀开， ④ 电磁阀关，汽缸进气 汽缸排气(库门开) (库门闭)② 丝杠正行程 ③ 丝杠反行程(电机正传) (电机反传)(伸缩板伸出) (伸缩板缩进)1.2分功能2：车位与地面分离使用 摩天轮”式转盘结构。转盘轴心处安装-个固定的中心轮，每6O。安置-齿轮和链传动与中心轮啮合。在每个行星轮系的系杆上安装- 个 停车库”停放 1辆私家车，-个 摩天轮”可停放6辆车。电机 M1驱动 蜗轮蜗杆- - 行星轮系”时，转盘转动，车库与地面分离。SolidWorks建模的旋转停车库见图4(a)。

由于汽车行走 的是二维轨迹 ，用 TRIZ中40个发明原理中的第 l5个原理 动态化”，概念设计时将智能车库的执行机构划分成具有相互关系的齿轮机构，形成动态车库解决车辆停放的空间化，采用行星轮系可实现将-为保证车库在旋转时无相对滑动，添加物质s ，s 为链传动装置 (并联在行星轮上)，F：为机械能 ，S，为在旋转的过程中不至于出现倒置和椅的车库。

行星轮系及链传动复合传动装置 ，达到了将车库用多层排列代替单层排列的状态，如图4(c)所示。在图4(c)中，用三角固定杆固定中心齿轮，利用轮系中齿轮间的相互啮合，以无侧隙啮合保证车库在旋转的过程中时刻保持相对水平位置，当3号齿轮固定不动时，齿轮2和齿轮4保持相对位置做行星运动，齿轮l和齿轮5的旋转方向与齿轮3-致。由于齿轮3固定，所以齿轮 1和齿轮5也相对静止。这样能保证车库在旋转的过程中始终水平。从而达到改善接触运动物体面积的根本目的。

1.3分功能3：存车和取车当-辆轿车进人停车场要求停车时，发散思维的工作流程为：信息输入 旋转臂旋转 (行星F1/-Sr------S2(b)车库转盘的链式物 -场模型l边缘齿轮(a)SolidWorks建模的旋转停车库 (c)行星轮系及链传动装置图4 立体旋转停车库结构设计维空间中静止的停车库变成在二维空间中运动或静止的停车库，在二维空间中的车位变成三维空间中的运动的车位。

该技术系统包含-个在重力作用下中心轮绕轴运动的物体，而且必须控制这个运动，问题可以通过给物体引入-种以控制的方式，在物体内运动的物质来移动物体的重心进行解决，需建立物-场模型。对照TRIZ中76个标准解，选用标准解法第2级 ：S2.1向合成物-场模型转化[31，S2.1.1链式物-场模型来解决问题。如图4(b)所示 ，其中F。为电能 ，S。为行星轮系 ，S：为车库；轮系的系杆)-识别车位 伸缩板伸缩等步骤并进行拈化设计 ，过程控制采用循环软启动模式 ]，工作流程如图5所示。

手按车主 所需车位按钮”触点开关1 ，摩天轮”根据相应的停车位信息指令要求，旋转臂旋转”行星轮系传动，选定的 车主库号”车位到达接近地面距离最近时，电子触动开关呈 打开”状态，车库平台自动伸出，轿车开人停车库中的-个车位后 ，车库出人 口装有感应开关 ，在检测到车辆存放进去且人员离开后，车库平台自动缩进，电子触动开关呈 闭合”状态，然后玉 牵丞 重