МНОГОЯРУСНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ АВТОСТОЯНКА МОДУЛЬНОГО ТИПА
MODULE-TYPE MULTI-STORIED AUTOMATED PARKING PLACE

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при проектировании в конструкциях многоярусных гаражей и автостоянок, обслуживающих организации и предприятия, расположенные в районах деловых центров и развлекательно зрелищных комплексов, где ожидается значительное количество автомобилей: концертные залы, магазины, выставки, стадионы, а также в спальных районах многоэтажной застройки населенных пунктов.
Общеизвестны всевозможные проекты многоярусных, наземного и подземного размещения, автоматизированных автостоянок и складов-гаражей для хранения материальных ценностей и автомобилей как долговременного, так и кратковременного хранения, на поддонах и без них.
Известна автостоянка, оборудованная на каждом этаже двумя наклонными рампами и продольными проездами, вдоль которых расположены ячейки хранения автомобилей (см. патент США №1782997, кл. 52/176, 1927). Недостатком технического решения является неэффективное использование площадей территории автостоянки.
Известны также различные конструкции для размещения автомобилей (см. патенты РФ №2003600, В65G 1/02, 1993, №2134760, Е04Н 6/18, 1999, №2120012, Е04Н 6/18, 1998, Германии №4032529, Е04Н 6/22, В66F 7/00, 1992, США, №5314284, 1994).
Недостатком этих конструкций является наличие поддонов для размещения автомобилей и механизмы перемещения в ячейках. Поддоны сложны в изготовлении и не обеспечивают герметичность относительно ниже расположенных ячеек, требуют места хранения и дополнительного времени на их размещение. В результате увеличивается материалоемкость конструкции и расход электроэнергии.
Известны также многоэтажные автостоянки (см. авт. св. СССР №1808082, 1993, Е04Н 6/121, патент РФ №210144, 1998).
Недостатком известной конструкции является снабжение ее гребенчатой стационарной платформой, а также шахтным подъемником - загрузочным устройством, содержащим гребенчатую подъемную платформу, так как гребенчатое основание не обеспечивает герметичность относительно ниже расположенных ячеек. Кроме того, в зимних условиях мокрая грязь со снегом будет заполнять промежутки между гребенками, замерзать, слипаться, препятствуя ходу гребенчатых платформ. Конструкция материалоемка и трудоемка в изготовлении.
Известна многоэтажная монорельсовая механизированная автостоянка-гараж (см. патент РФ №2188919, 2002, Е04Н 6/12). В известной конструкции производят перекатывание автомобилей под действием собственной силы тяжести с одной (вышележащей) платформы на другую (нижележащую) при установке обеих платформ под единым углом к горизонту с образованием скатывающей наклонной плоскости. Воздушный зазор между платформами перекрыт трапом. Для торможения и остановки автомобиля после его перемещения на нижележащую платформу используются специальные технические средства (пневмоподушка, камера-баллон стопора амортизатора). Для автомобиля, находящегося на грузовой площадке машиноместа, трогание с места обеспечивается энергией разжатия пневмоподушки.
Недостатком этой конструкции является сложность исполнения, намерзание на платформах в зимнее время, высокая себестоимость машиноместа.
Известна механизированная автостоянка, включающая стационарные площадки для хранения автомобилей, вертикальный конвейер с клетями и механизмом их взаимной фиксации с площадками (см. патент США №3927772, кл. 414/247, 1975).
Известна также автостоянка, содержащая установленный на валу с возможностью вращения от привода барабан, по периметру которого свободно и равномерно на осях подвешены клети с днищем для размещения автомобилей (см. патент РФ №2112851, Е04Н 6/16).
Недостатками этих конструкций являются сложность технологического исполнения и высокая себестоимость машиноместа.
Известен автоматизированный гараж-склад по заявке на изобретение РФ №94014497. Этот склад представляет собой многоэтажный цилиндр, на каждом этаже которого выполнена неподвижная кольцевая платформа, в которой имеются радиально расположенные ячейки для хранения автомобилей и лифты. Внутри неподвижных кольцевых платформ выполнены поворотные платформы, на которых смонтированы манипуляторы, предназначенные для перемещения автомобилей из лифтов и установки их в ячейки хранения, а также в обратном направлении. Одновременно сами манипуляторы могут использоваться как ячейки для хранения автомобилей.
Недостатком изобретения является то, что гараж неполностью автоматизирован.
Известен гараж для легковых автомобилей (см. патент РФ №2168596, Е04Н 6/18, 1997), который содержит размещенные в несколько этажей боксы прямоугольной формы и две системы доставки транспортного средства в бокс - вертикального и горизонтального перемещения. Система для установки транспортных средств на стоянку включает два горизонтальных рельса, установленных на расстоянии друг от друга, и горизонтальный транспортер, имеющий возможность перемещаться по рельсам. Вторая система представляет собой вертикальный подъемник, расположенный сбоку от рельсов. Для гаражей больших габаритов вертикальные подъемники установлены, например, через 5 рядов боксов. В боксе может храниться несколько автомобилей. Процесс размещения автомобилей в боксах и их выдача длятся достаточно долго.
Известна многоэтажная автоматизированная автостоянка по патенту РФ на изобретение №2238381. Многоэтажная механизированная автостоянка содержит наземное или заглубленное здание, в центре которого расположена шахта с подъемником, по обе стороны от шахты на этажах расположены боксы для парковки легковых автомобилей на поддонах. Боксы оборудованы приводными рольгангами с общим приводом. Подъемник имеет привод, расположенный сверху шахты и состоящий из электропривода, редуктора с двумя выходными валами, установленных с возможностью вращения с помощью червячных или конических редукторов, двух параллельно расположенных валов с насаженными на каждый из них двумя приводными звездочками, на которые надеты приводные цепи, образующие замкнутые петли, натянутые снизу двумя звездочками, установленными на общем валу с образованием двух пар приводных цепей, расположенных в торцах шахты, на каждой из которых подвешены не менее двух полок для подъема и опускания поддонов с подлежащими парковке автомобилями или без автомобилей.
Известен многоэтажный гараж-склад по патенту РФ №2111325, Е04Н 6/18, опубл. 20.05.1998. Многоэтажный гараж-склад выполнен в виде здания цилиндрообразной формы, на каждом этаже которого размещены боксы для хранения автомобилей. В центре выполнен лифт. На полу лифта установлена поворотная платформа. На поворотной платформе смонтированы манипуляторы для размещения автомобилей на платформе и их установки в бокс и проведения обратных действий для выдачи автомобилей владельцам.
Недостатками этой конструкции являются:
- сложность механизмов погрузки и выгрузки автомобилей;
- длительность процесса размещения автомобиля в бокс и его выдачи;
- низкий уровень техники безопасности из-за отсутствия фиксаторов точного положения автомобиля на поворотной платформе и в боксах, а также ограничителей и демпферов.
В качестве прототипа выбрана многоэтажная стоянка для легковых автомобилей по патенту РФ №2188920. Многоэтажная стоянка содержит сборно-разборный каркас, имеющий несколько стеллажей с ячейками хранения автомобилей. Ряды стеллажей образуют на каждом ярусе коридор с оппозитным расположением ячеек. Несущие конструктивные элементы каркаса образуют шахту подъемника, содержащую грузовую платформу, на которой установлена тележка с катками, движущимися по направляющим, расположенным на грузовой платформе и вдоль коридора на каждом ярусе. В автостоянке имеются механизмы фиксации грузовой платформы относительно яруса и тележки относительно ячеек хранения.
Наиболее существенными недостатками многоэтажной стоянки являются;
- необходимость оборудования каждого бокса элементами транспортной системы перемещения автомобиля;
- необходимость оборудования каждого яруса рельсовыми направляющими;
- низкий уровень техники безопасности из-за отсутствия фиксаторов точного положения автомобиля на грузовой платформе и в боксах;
- не обеспечено герметичное покрытие основания бокса, исключающее попадание влаги на ниже расположенный автомобиль от растаявшего снега;
- не предусмотрен резервный механизм доставки автомобиля к месту хранения и обратно в случае поломки основного.
Задача предлагаемого изобретения - разработка быстровозводимой многоярусной автоматизированной автостоянки модульного типа с низкой себестоимостью, высокой надежностью и улучшенными эксплуатационно-сервисными услугами. Транспортировка автомобиля к месту хранения и обратно производится без применения поддонов, а также сокращение времени цикла.
Решение этой задачи достигается тем, что в многоярусной автоматизированной автостоянке модульного типа, содержащей сборно-разборный каркас с несколькими ярусами стеллажей, расположенных в два ряда, с ячейками для хранения автомобилей, согласно изобретению внутри каркаса между двумя рядами ячеек расположена клеть, снабженная механизмом горизонтального перемещения по рельсовому пути, внутри которой размещен подъемник лифтового типа с платформой и механизмом подъема, способного к вертикальному перемещению автомобиля на требуемый ярус, при этом на платформе смонтирован манипулятор для захвата передних колес автомобиля с целью его подъема и передвижения по направляющему каналу с платформы в ячейку для хранения, и наоборот.
При этом каждая ячейка имеет настил, уложенный на несущие элементы каркаса стеллажей, выполненный из листовой стали с углублением для расположения передних колес автомобиля, и с незначительным горизонтальным уклоном, обеспечивающим сбор и удаление стекающей с автомобиля влаги.
Клеть выполнена в виде шахты лифтового подъемника, оборудована колесами и электромеханическим приводом, обеспечивающим возможность перемещения ее в горизонтальном направлении между стеллажами по направляющим рельсам, закрепленным к несущим конструкциям стеллажей на уровне второго яруса ячеек.
Клеть оборудована электромагнитными фиксаторами относительно стеллажей, датчиками системы контроля, видеокамерами и системой подсветки.
Платформа выполнена с покрытием, имеющим направляющий канал для передвижения манипулятора, и настилом для размещения автомобиля с углублением в районе расположения его передних колес и оборудована электромагнитными фиксаторами относительно клети и относительно ячейки размещения автомобиля, датчиками системы контроля и выносным пультом ручного управления механизмом доставки автомобиля к месту хранения и обратно.
Манипулятор дополнительно оборудован механизмом очистки настила ячейки от мусора, системами подсветки, видеокамерами, электромагнитными фиксаторами положения манипулятора относительно платформы и датчиками систем контроля.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид автостоянки с торца здания;
на фиг.2 - разрез здания по А-А;
на фиг.3 - разрез платформы подъемника с манипулятором по Б-Б;
на фиг.4 - разрез платформы подъемника с манипулятором по В-В;
на фиг.5 - разрез механизма привода подъема манипулятора по Г-Г;
на фиг.6 - разрез электромагнитного фиксатора по Д-Д;
на фиг.7 - разрез механизма выдвижения захватов передних колес по Е-Е.
Многоярусная автоматизированная автостоянка представляет собой многоярусный стеллаж в виде металлоконструкции 1 туннельного типа. По обе стороны по горизонту и по вертикали смонтированы ячейки 2 для хранения автомашин. Между стеллажами на рельсовом пути 3 размещены два специальных транспортных механизма - клеть 4, внутри которой смонтирован подъемник 5. Клеть 4 имеет механизм перемещения по рельсовому пути, который обеспечивает плавное трогание и остановку с жесткой фиксацией в месте выгрузки или загрузки автомашины с помощью электромагнитных фиксаторов. Подъемники оборудованы грузовыми платформами 6 для установки автомашины 7 с последующим ее подъемом в ячейку для хранения 2. Через отводной блок 8 с помощью механизма перемещения подъемника клети по тросу 9 или цепям 10 подвешен противовес 11. Перемещение специального транспортного механизма 4 по рельсовому пути 3 кинематически связано с механизмом перемещения 12 подачи клети 4 к нужному ряду ячеек согласно разработанной программе. Доставка автомашины с платформы подъемника в ячейку осуществляется с помощью самодвижущей тележки - манипулятора, которая на момент въезда машины на платформу подъемника находится в районе расположения передних колес и зафиксирована с помощью электромагнитных фиксаторов.
Пандус 13, по которому заезжает автомобиль 7, обеспечивает ориентацию автомобиля относительно оси платформы 6. Углубления настила платформы 6 обеспечивают позиционирование автомобиля на платформе 6 двумя передними колесами.
На фиг.3-7 показаны: манипулятор - 14, винтовой домкрат механизма подъема манипулятора - 15, механизм подъема - 16, электромагнитные фиксаторы - 17, 23, 24, механизм выдвижения захватов - 18, захваты передних колес автомобиля - 19, звездочки механизма подъема манипулятора - 20, 22, натяжитель механизма подъема манипулятора - 21, винт механизма подъема манипулятора - 25, гайка механизма подъема манипулятора - 26, звездочка механизма передвижения манипулятора - 27, цепь механизма передвижения манипулятора - 28, трансмиссионный вал механизма передвижения манипулятора - 29, подшипник механизма передвижения манипулятора - 30, корпус подшипника механизма передвижения манипулятора - 31, колесо механизма передвижения манипулятора - 32, датчик контроля положения манипулятора - 33, направляющие настила - 34.
Многоярусная автоматизированная автостоянка работает следующим образом. Владелец автомашины 7 при открытии ворот по команде оператора и высвечивании на табло надписи «въезд разрешен», ориентируясь по направляющим 34, препятствующим сходу колес автомобиля с пандуса 13, въезжает на грузовую платформу 6 подъемника 5 до момента захода передних колес в углубление платформы 6. Затем водитель выключает мотор, установив рычаг переключения скорости в нейтральное положение, проверяет, чтобы ручной тормоз был выключен, выходит из машины, закрывает двери на замок, идет к оператору, получает жетон с указанием номера ячейки, по которому через кассовый аппарат водитель производит оплату за время парковки при получении автомашины, и покидает помещение. Все операции по доставке автомашины 7 к месту парковки и обратно для выдачи водителю осуществляются в автоматическом режиме по команде оператора, получившего жетон от водителя с квитанцией, подтверждающей оплату за время парковки.
Автомашина 7 зафиксирована передними колесами в углублении, находится на грузовой платформе 6 подъемника 5, которая зафиксирована с помощью электромагнитных фиксаторов от смещения.
По команде оператора программа, определившая оптимальное свободное место для парковки, дает команду на загрузку автомашины в ячейку. В автоматическом режиме срабатывает механизм выдвижения 18 захватов 19 для передних колес до срабатывания приборов контроля выполнения операции. Весь процесс отслеживают приборы системы безопасности двумя различными способами. Согласно программе при несрабатывании одной из систем осуществляется команда «назад» и вновь включается фиксация платформы. Подачей звукового сигнала оператор извещается сообщением на пульте.
Для того, чтобы в случае поломки системы автоматики оператор мог выполнить загрузку или выгрузку автомобиля, клеть 4 и подъемник 5 имеют выносной пульт дистанционного, ручного управления (условно не показан) всеми операциями.
После того, как передние колеса автомашины 7, находящиеся в углублении настила платформы 6, зафиксированы захватами 19, с помощью механизма подъема 16 и цепной передачи, кинематически с помощью звездочек 20, 22, винтовых домкратов 15, винтовых пар - винт 25, гайка 26 и натяжного механизма 21 выполняется команда на подъем (отрыв) передних колес на высоту не менее 60 мм.
Срабатывает система расфиксации грузовой платформы 6 относительно клети 4, и подъемник 5 перемещает платформу на уровень второго яруса ячейки 2. Фиксаторы 23 фиксируют платформу относительно клети 4. По команде расфиксируются электромагнитные фиксаторы клети 4 относительно стеллажей 24. Клеть 4 перемещает платформу 6 в ряд размещения свободной ячейки 2. Фиксаторы 24 фиксируют клеть 4 относительно стеллажа. Срабатывает система расфиксации грузовой платформы 6 относительно клети 4 и подъемник 5 перемещает платформу 6 на уровень яруса свободной ячейки. Фиксаторы фиксируют платформу 6 относительно клети 4 и относительно свободной ячейки 2 стеллажа. Срабатывает электромагнитный фиксатор 17 перемещения манипулятора 14 относительно грузовой платформы 6 (расфиксация), срабатывает механизм передвижения манипулятора 26, в котором детали привода кинематически связаны звездочками 27 с цепями 28, трансмиссионными валами 29, в подшипниках 30, установленных в корпусах 31 на площадке манипулятора 14. Колеса 32 жестко закреплены на валах 29 и контактируют с грузовой платформой 6. Движение манипулятора как на платформе 6, так и в ячейке 2 в направляющем канале обеспечивает передвижение движущегося манипулятора 14 с поднятой за передние колеса автомашиной 7 по прямой до места ее установки передними колесами в углубление в настиле ячейки. Задние колеса автомашины 7 катятся по настилу платформы 6 и ячейки 2 свободно. Система слежения положения передних колес срабатывает, выключает механизм передвижения манипулятора 14, срабатывает система фиксации 17 манипулятора относительно настила ячейки, с помощью механизма подъема 16 манипулятор опускает передние колеса автомобиля в специальные углубления в настиле ячейки. Срабатывают приборы контроля выполнения операции, механизм выдвижения 18 захватов 19 срабатывает на их возврат в исходное состояние, до срабатывания приборов слежения. Срабатывает система расфиксации 17 и механизм передвижения манипулятора 14 перемещает его на грузовую платформу 6 подъемника 5, где после срабатывания приборов слежения места ее остановки срабатывает система фиксации 24 манипулятора относительно платформы подъемника, и механизм готов к приему новой автомашины или перемещения автомобиля из ячейки хранения владельцу. На случай отклонения и предотвращения схода задних колес с настила по всей его длине с двух сторон смонтированы направляющие настила 34.
Все, что за время эксплуатации автомашины в различных погодных условиях налипло на днище, при хранении в боксе опадает и загрязняет настил и напольную часть. Настилы выполнены герметично, с небольшим наклоном к стенкам для стока воды в коллектор, который отводит воду по трубам в отстойник и канализацию. Мусор удаляется щетками, закрепленными на манипуляторе, в процессе его перемещения в ячейку. Можно также сделать уборку с помощью напора воды и щетки.
Предусмотрено централизованное пожаротушение всех боксов автостоянки путем заполнения пространства модуля специальной газовой смесью.
Клеть, подъемник, платформа и манипулятор оборудованы камерами видеонаблюдения для визуального контроля производственных процессов на пульте оператора.
Модуль комплектуется системой оборотного водоснабжения для мойки ячеек и автомобилей.
При необходимости платформу с подъемником лифтового типа и специальным манипулятором можно использовать при проектировании многоярусных складов, для перемещения на хранение всевозможных грузов, помещенных в контейнерах, пачках, рулонах, бочках, мешках, которые укладываются на специальные площадки или в контейнеры на колесах для погрузки на платформу. Ячейки для хранения могут быть глубокими, т.к. их размер ничем не ограничивается.
Конструктивные особенности манипулятора при реконструкции позволяют использовать его как загрузочный самоходный механизм для доставки в контейнерах овощей, консервов и других изделий в холодильные камеры.
Многоярусная, автоматизированная автостоянка в зависимости от желания «Заказчика» может быть спроектирована и изготовлена по любому варианту компоновки:
- Наземная, с парковкой автомобилей в ячейки с нулевой отметки.
- Наземная с парковкой автомобилей в ячейки с отметки ~ +3,2 и использованием ниже расположенных площадей для размещения сферы обслуживания, магазина запасных деталей и.т.п.
- Полностью подземное размещение для парковки автомашин.