弧线轨迹式剪叉机构及应用其的双层无避让立体车库

摘要

本发明涉及立体车库领域，旨在解决现有双层无避让立体车库存取车效率低的技术问题，提供一种弧线轨迹式剪叉机构，设置有铰接座及剪叉组件，所述剪叉组件分为摆杆、连动杆和驱动杆，通过铰接座及摆杆、连动杆和驱动杆三种杆的巧妙连接，能够实现圆心角接近180°的弧线运动，并且受力合理，结构可靠，为双层无避让车库的上层车库沿弧线平行升降提供了可靠的技术支撑；本发明还提供一种双层无避让立体车库，上层载车板采用本发明公开的弧线轨迹式剪叉机构进行驱动，上层载车板可沿弧线平行移动至地面，存车或取车后再沿弧线平行返回至初始位置，大大提高了上层车库汽车的存取效率。

说明书

技术领域

本发明涉及立体车库领域，具体是弧线轨迹式剪叉机构及应用其的双层无避让立体车库。

背景技术

随着汽车数量的增多，居民小区和城市道路边的传统地面停车位显得越来越紧张，很难满足汽车停放的需求，这是城市的经济、交通发展到一定程度产生的必然后果。现有部分地方采用多层立体车库，但多层立体车库高度较大，结构复杂，维护成本高，不适合用于居民小区和城市道路边传统地面停车位的改造。相比传统地面停车位而言，双层立体车库的平均单车占地面积小，能提供更多的停车位，将其布置于居民小区和城市道路边代替传统地面停车位后，能有效解决居民小区和城市道路边传统地面停车位紧张的问题，且其对居民楼的采光影响程度和对城市道路边路灯照明、绿化带采光等的影响程度较小，优于多层立体车库。目前主要有两种双层立体车库，一种是需避让类型的双层立体车库，这种车库在存取上层车位的汽车时需要下层车位的汽车挪车避让，存取上层车位的汽车不方便；另一种是无避让类型的双层立体车库，这种类型的车库均设置有横移装置和升降装置，存取车时上层载车板先横移再下降，然后先上升再横移，才能实现上层车库存取车的过程，不但驱动结构复杂，成本高，而且存取车的效率较低。

发明内容

本发明旨在解决现有双层无避让立体车库存取车效率低的技术问题。为此，本发明提出一种应用于双层车库上的弧线轨迹式剪叉机构及应用其的双层无避让立体车库。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种弧线轨迹式剪叉机构，包括固定设置的铰接座及剪叉组件，所述剪叉组件由动作平面相互平行的第一摆杆、第二摆杆、第一连动杆、第二连动杆、第三连动杆及驱动杆组成（这里所谓的动作平面，就是指剪叉组件的每个组成杆件动作时所形成的平面，动作平面互相平行，即是指剪叉组件的各组成杆件之间或组成杆件与外部零件之间的铰接轴相互平行）；所述第一摆杆的第一端铰接在所述铰接座上、第二端铰接有负载、中部与所述第一连动杆的第一端铰接，第一连动杆的第二端与所述第二连动杆的第一端铰接，第二连动杆的中部与所述第三连动杆的第一端铰接，第三连动杆的第二端与所述第二摆杆的第一端铰接，第二摆杆的第二端铰接在所述铰接座上，第二连动杆的第二端与所述驱动杆的第一端铰接，所述驱动杆的第二端与直线往复机构的输出端铰接，第二摆杆的中部与驱动杆的中部铰接，所述第二连动杆的中部铰接点至其第二端的距离、所述驱动杆的中部铰接点至其第一端的距离及所述第二摆杆的中部铰接点至其第二端的距离三个距离皆小于对应杆长的1/2，这样弧线运动的效果才能叠加，实现圆心角接近180°的弧线运动。本弧线轨迹式剪叉机构的自由度为1，即驱动端动作确定后，输出端动作就唯一确定，之所以称为弧线轨迹式剪叉机构就是指其输出端的运动轨迹为圆弧。本发明的弧线轨迹式剪叉机构相对现有的一些弧线轨迹式剪叉机构，主要的创新点在于通过铰接座及摆杆、连动杆和驱动杆三种杆的巧妙连接，能够实现圆心角接近180°的弧线运动，并且受力合理，结构可靠。现有的易想到的弧线轨迹式剪叉机构难以实现对重量较大的汽车的支撑与驱动。使用时，只需控制直线往复机构的直线动作便可实现弧线轨迹式剪叉机构输出端的弧线运动，尤其适用于双层车库的上层车库上，从而提供一种结构可靠、实用性强的双层无避让立体车库。

本发明还提供一种安装有上述弧线轨迹式剪叉机构的双层无避让立体车库，包括上层车库，所述上层车库包括水平设置的长方形的上层载车板，所述长方形的上层载车板的两条短边的正上方皆平行设置有横杆，长方形的上层载车板的上表面的四个角皆固定有竖直向上的立杆，所述横杆的两端分别固定于位于同一短边两端的两根立杆的上端部（即上层载车板的每条短边都形成有一个矩形的竖直框架，用以支撑并驱动上层载车板），两条横杆的中部各铰接有一个支撑并驱动横杆沿弧线平行向上移入/向下移出的所述弧线轨迹式剪叉机构，所述弧线轨迹式剪叉机构的剪叉组件位于上层载车板的短边的外侧、且剪叉组件的任一动作平面为与上层载车板短边平行的竖直面，这样设置的弧线轨迹式剪叉机构能够实现上层载车板从其一侧的长边方向沿弧线下降到地面上，所述弧线轨迹式剪叉机构的第一摆杆的第二端铰接于横杆中部、铰接座通过竖直设置的多根支撑杆支撑于地面上、驱动杆的第二端连接有直线往复机构，支撑同一铰接座的多根所述支撑杆共面且形成的平面与上层载车板的短边平行，所述直线往复机构的动作轨迹与下层载车板的短边平行，支撑杆与对应的上层载车板的短边之间竖直设置有固定在地面上的立柱（这里立柱之所以要位于支撑杆和短边之间，是为了避免支撑杆对稳定杆的干涉），所述立柱的上端铰接有稳定杆的一端，所述稳定杆的另一端铰接在上层载车板的远离横杆移出方向的长边的端部上，所述稳定杆与所述第一摆杆等长且平行（稳定杆主要作用是在上层载车板下降或上升过程中，与弧线轨迹式剪叉机构配合共同稳定平衡上层载车板）；还包括下层车库，所述下层车库包括与上层载车板大小相同、且位于上层载车板正下方的下层载车板，用以支撑两个弧线轨迹式剪叉机构的支撑杆之间形成有容置下层载车板的空间，所述下层载车板通过至少四个支撑轮支撑于地面上，下层载车板连接有驱动其沿下层载车板的短边所在直线方向运动的直线往复组件，下层载车板与上层载车板同侧移入/移出，同侧移入/移出保障上层载车板和下层载车板都位于同一位置进行上车，这样有效减小了整个车库存取车时的占地面积。使用状态主要分为以下四种情况：下层存车状态，直线往复组件动作，驱动下层载车板沿短边所在直线方向伸出，汽车驾驶至下层载车板上，然后直线往复组件反向动作，驱动下层载车板收回至原始的位置，存车完成；下层取车状态，与下层存车状态类似，只是在下层载车板伸出时，汽车由驶入变为了驶出；上层存车状态，直线往复机构动作，控制弧线轨迹式剪叉机构动作，将直线运动变为了弧线运动，位于弧线轨迹式剪叉机构输出端的横杆相应地做弧线运动，从而实现上层载车板从初始位置沿弧线平行移动到地面上，并且位于下层载车板的旁边，不需要下层车的避让，当上层载车板运动至地面上时，汽车从短边驶入上层载车板，然后直线往复机构反向动作将上层载车板沿原来的运动轨迹反向收回，完成存车；上层取车状态，与上层存车状态类似，只是在上层载车板下降至地面上时，由汽车驶入变为了驶离上层载车板。

本发明的有益效果是：本发明提供一种弧线轨迹式剪叉机构，通过铰接座及摆杆、连动杆和驱动杆三种杆的巧妙连接，能够实现圆心角接近180°的弧线运动，并且受力合理，结构可靠，为双层无避让车库的上层车库沿弧线升降提供了可靠的技术支撑；本发明还提供一种双层无避让立体车库，上层载车板采用本发明公开的弧线轨迹式剪叉机构进行驱动，上层载车板可沿弧线轨迹平行移动至地面，存车或取车后再沿弧线平行移动至初始位置，大大提高了上层车库汽车的存取效率。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的上层车库存取车的中间状态示意图；

图3是本发明的下层车库存取车的中间状态示意图；

图4是本发明的弧线轨迹式剪叉机构收缩状态的结构示意图；

图5是本发明的弧线轨迹式剪叉机构伸张状态的结构示意图；

图6是本发明的直线往复组件的结构示意图。

具体实施方式

参照图4至图5，本发明的弧线轨迹式剪叉机构，包括固定设置的铰接座11及剪叉组件，所述剪叉组件由动作平面相互平行的第一摆杆12、第二摆杆13、第一连动杆14、第二连动杆15、第三连动杆16及驱动杆17组成（这里所谓的动作平面，就是指剪叉组件的每个组成杆件动作时所形成的平面，动作平面互相平行，即是指剪叉组件的各组成杆件之间或组成杆件与外部零件之间的铰接轴相互平行）；所述第一摆杆12的第一端铰接在所述铰接座11上、第二端铰接有负载、中部与所述第一连动杆14的第一端铰接，第一连动杆14的第二端与所述第二连动杆15的第一端铰接，第二连动杆15的中部与所述第三连动杆16的第一端铰接，第三连动杆16的第二端与所述第二摆杆13的第一端铰接，第二摆杆13的第二端铰接在所述铰接座11上，第二连动杆15的第二端与所述驱动杆17的第一端铰接，所述驱动杆17的第二端与直线往复机构2的输出端铰接，第二摆杆13的中部与驱动杆17的中部铰接，所述第二连动杆15的中部铰接点至其第二端的距离、所述驱动杆17的中部铰接点至其第一端的距离及所述第二摆杆13的中部铰接点至其第二端的距离三个距离皆小于对应杆长的1/2，这样弧线运动的效果才能叠加，实现圆心角接近180°的弧线运动，可参照图4，对三个距离的关系进一步说明：图4所示三个距离皆小于对应杆长的1/2，弧线轨迹式剪叉机构向左做弧线运动，这时，本领域人员公知的，应该将第一摆杆12的第一端铰接在第二摆杆13的第二端的左侧，这样才能实现圆心角接近180°的弧线运动。本弧线轨迹式剪叉机构的自由度为1，即驱动端动作确定后，输出端动作就唯一确定，之所以称为弧线轨迹式剪叉机构就是指其输出端的运动轨迹为圆弧。本发明的弧线轨迹式剪叉机构相对现有的一些弧线轨迹式剪叉机构，主要的创新点在于通过铰接座11及摆杆、连动杆和驱动杆17三种杆的巧妙连接，能够实现圆心角接近180°的弧线运动，并且受力合理，结构可靠。使用时，只需控制直线往复机构2的直线动作便可实现弧线轨迹式剪叉机构输出端的弧线运动，尤其适用于双层车库的上层车库3上，从而提供一种结构可靠、实用性强的双层无避让立体车库。

作为上述弧线轨迹式剪叉机构的进一步改进，所述第一摆杆12的第二端与第一连动杆14的第二端之间连接有第一拉伸弹簧18，这里设置为拉伸弹簧一方面可在初始位置时提供拉力，增强整个弧线轨迹式剪叉机构的稳定性，另一方面在上层载车板31上行的过程中为横杆32施加一定的拉力，抵消部分重力，减轻弧线轨迹式剪叉机构的负担；所述第二连动杆15的第一端与第二摆杆13的第一端之间连接有弹簧19，这里的弹簧19可以是拉伸弹簧，也可是初始状态为无弹性变形或压缩状态的弹簧，只需要在上层载车板31存取车的过程中处于拉伸状态，一方面在弧线轨迹式剪叉机构上行时提供助力，抵消部分车及上层载车板31的重力作用，进一步减轻弧线轨迹式剪叉机构的负担，另一方面在上层载车板31下降移出到地面的过程中起到稳定上层载车板31下降速度的作用。细节地，这里所述的第一拉伸弹簧18和弹簧19的安装皆采用两端铰接的方式实现。

参照图1至图6，本发明还提供一种安装有上述弧线轨迹式剪叉机构的双层无避让立体车库，包括上层车库3，所述上层车库3包括水平设置的长方形的上层载车板31，所述长方形的上层载车板31的两条短边的正上方皆平行设置有横杆32，长方形的上层载车板31的上表面的四个角皆固定有竖直向上的立杆33，所述横杆32的两端分别固定于位于同一短边两端的两根立杆33的上端部（即上层载车板31的每条短边都形成有一个矩形的竖直框架，用以支撑并驱动上层载车板31），每条横杆32的中部各铰接有一个支撑并驱动横杆32沿弧线平行向上移入/向下移出的所述弧线轨迹式剪叉机构，所述弧线轨迹式剪叉机构的剪叉组件位于上层载车板31的短边的外侧、且剪叉组件的任一动作平面为与上层载车板31短边平行的竖直面，这样设置的弧线轨迹式剪叉机构能够实现上层载车板31从其一侧的长边方向沿弧线平行下降到地面上，所述弧线轨迹式剪叉机构的第一摆杆12的第二端铰接于横杆32中部、铰接座11通过竖直设置的多根支撑杆34支撑于地面上、驱动杆17的第二端连接有直线往复机构2，支撑同一铰接座11的多根所述支撑杆34共面且形成的平面与上层载车板31的短边平行，所述直线往复机构2的动作轨迹与下层载车板41的短边平行，支撑杆34与对应的上层载车板31的短边之间竖直设置有固定在地面上的立柱35（这里立柱35之所以要位于支撑杆34和短边之间，是为了避免支撑杆34对稳定杆36的干涉），所述立柱35的上端铰接有稳定杆36的一端，所述稳定杆36的另一端铰接在上层载车板31的远离横杆32移出方向的长边的端部上，所述稳定杆36与所述第一摆杆12等长且平行（稳定杆36主要作用是在上层载车板31下降或上升过程中，与弧线轨迹式剪叉机构配合共同稳定平衡上层载车板31）；还包括下层车库4，所述下层车库4包括与上层载车板31大小相同、且位于上层载车板31正下方的下层载车板41，用以支撑两个弧线轨迹式剪叉机构的支撑杆34之间形成有容置下层载车板41的空间，所述下层载车板41通过至少四个支撑轮42支撑于地面上，下层载车板41连接有驱动其沿下层载车板41的短边所在直线方向运动的直线往复组件43，下层载车板41与上层载车板31同侧移入/移出，同侧移入/移出保障上层载车板31和下层载车板41都位于同一位置进行上车，这样有效减小了整个车库存取车时的占地面积。使用状态主要分为以下四种情况：下层存车状态，直线往复组件43动作，驱动下层载车板41沿短边所在直线方向伸出，汽车驾驶至下层载车板41上，然后直线往复组件43反向动作，驱动下层载车板41收回至原始的位置，存车完成；下层取车状态，与下层存车状态类似，只是在下层载车板41伸出时，汽车由驶入变为了驶出；上层存车状态，直线往复机构2动作，控制弧线轨迹式剪叉机构动作，将直线运动变为了圆弧运动，位于弧线轨迹式剪叉机构输出端的横杆32相应地做弧线运动，从而实现上层载车板31从初始位置沿弧线平行移动到地面上，并且位于下层载车板41的旁边，不需要下层车的避让，当上层载车板31运动至地面上时，汽车从短边驶入上层载车板31，然后直线往复机构2反向动作将上层载车板31沿原来的运动轨迹反向收回，完成存车；上层取车状态，与上层存车状态类似，只是在上层载车板31下降至地面上时，由汽车驶入变为了驶离上层载车板31。

作为上述直线往复机构2的一种优选结构，所述直线往复机构2为液压缸，所述液压缸的缸体固定在所述铰接座11上，且液压缸的活塞杆的杆头与驱动杆17的第二端铰接，所述缸体远离活塞杆的杆头的一端与活塞杆的杆头之间连接有第二拉伸弹簧21。液压缸活塞杆的直线运动带动整个弧线轨迹式剪叉机构的弧线动作。因为上层载车板31在载有车时的重量很大，而整个上层车库3的支撑和驱动全由液压缸完成，所以第二拉伸弹簧21的设置可在上层载车板31向上移入时为液压缸提供助力，降低其工作负担，在上层载车板31向下移出时起到稳定上层载车板31下降速度的作用。具体地，为了便于安装，液压缸的缸体的尾部可铰接在铰接座11上。

进一步地，所述活塞杆的杆头铰接有一水平设置且与活塞杆垂直的滑动杆22，所述驱动杆17的第二端铰接在滑动杆22上，所述铰接座11上开设有两个水平分布的条形孔，两个所述条形孔的宽度方向皆竖直分布且宽度方向的中心线共处同一水平面，所述滑动杆22的两端分别外伸于两个所述条形孔外部。因为在上层车库3存取车的过程中，活塞杆的杆头会受到竖直方向的分力，所以条形孔与滑动杆22的设置可抵消竖直分力的作用，提高液压缸的结构稳定性。另外，这里所设置的条形孔的两端分别对应上层载车板31的向下移出和向上移入的极限位置，可起到稳定上层载车板31的作用，并且在上层载车板31向上移入至极限位置时，汽车的重力为第一摆杆12提供一个向下的压力，使滑动杆22抵接在条形孔的靠近液压缸的端部同时还有回缩的趋势，这样就实现了上层载车板31的自锁，进一步提高了整个上层车库3的结构可靠性。

作为弧线轨迹式剪叉机构的一种优选尺寸要求，所述第一连动杆14和第三连动杆16等长，所述第二连动杆15、第二摆杆13和驱动杆17等长，所述第二连动杆15的中部铰接点与其第一端之间的距离、所述第二摆杆13的中部铰接点与其第一端之间的距离及所述驱动杆17的中部铰接点与其第二端之间的距离皆与第一连动杆14长度相等。这样的尺寸关系具有以下三个好处：首先能够保障弧线轨迹式剪叉机构的可靠运行；其次可使上层载车板31在向上移入至极限位置时能够使第二连动杆15和第二摆杆13靠拢，节省了占用的空间；再者各杆件的尺寸相等或相关，便于杆件的加工，并且降低了组装的难度。

作为支撑杆34的一种优选结构，所述支撑杆34为三根，所述支撑杆34的上端固定在铰接座11的下底面，下端用地脚螺栓固定于停车场地上，以保证支撑杆34及铰接座11的稳固。显而易见地，所述支撑杆34的高度保证上层车库3中的上层载车板31的底面与下层载车板41上表面之间的高度大于所停汽车的高度。

为保障支撑杆34和铰接座11的稳固，远离横杆32移出方向的最外侧的支撑杆34上固定有配重。具体地，所述配重为竖直筒状花坛，美观大方。

作为直线往复组件43的一种优选结构，所述直线往复组件43包括等杆长剪叉机构431，等杆长剪叉机构431采用机械领域公知的结构（由多个“X”型剪叉单元依次首尾铰接串联形成，每个“X”型剪叉单元由两个等长的杆在中部铰接形成），这样在等杆长剪叉机构431的驱动端和输出端各设置两个端部，所述等杆长剪叉机构431的动作平面为水平面（由于等杆长剪叉机构431是平面直线驱动机构，所以这里所述的动作平面就是等杆长剪叉机构431伸缩时所形成的平面），所述等杆长剪叉机构431的驱动端的第一端铰接在地面上、第二端铰接于支撑在地面上的直线驱动机构432的输出端上（这里所谓的“支撑”，是指采用本领域公知的手段将直线驱动机构432的外壳部分固定在地面上，输出端可自由移动），所述直线驱动机构432的动作轨迹与下层载车板41的长边平行；所述直线往复组件43还包括固定在下层载车板41的下底面、且与下层载车板41的长边平行的安装条435，所述安装条435的顶面与下层载车板41的下底面贴合，安装条435的远离下层载车板41的移出方向的侧面设置有轨道433，所述轨道433上嵌装有滑块434，等杆长剪叉机构431的输出端的与驱动端的第一端位于等杆长剪叉机构431的同一侧的一个端部铰接在安装条435上、另一个端部铰接在滑块434上。动作时，直线驱动机构432的输出端动作，带动等杆长剪叉机构431的驱动端的第二端直线运动，从而使等杆长剪叉机构431伸缩，带动下层载车板41直线运动，完成伸出和收回。

优选地，所述直线往复机构2和直线驱动机构432皆为液压缸，所述液压缸连接有控制其动作或闭锁的O型中位机能的三位四通换向阀。当三位四通换向阀的阀芯处于中位时，液压缸闭锁。这样的控制结构可保障上层载车板31或下层载车板41在运行轨迹端部时能够牢固地停靠。

为方便汽车驶入或驶出上层载车板31或下层载车板41，所述上层载车板31和下层载车板41的两条短边皆设置有便于车进出的斜板5。

以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。