孟文生 牛偉傑
0 引言從我國目前停車設備市場需求與停車設備行業的發展來看，雖然機械式立體停車設備在我國應用已較廣泛，但多為低端產品的開發應用，高端產品的開發應用並不多。機械停車真正實現人性化、智能化，還需著力研發機械立體車庫專用核心技術：具有一定智能的存取交接搬運器的技術，以提升機械式立體停車設備技術含量，提高停車設備行業整體技術發展水平。
對於倉儲類停車設備，如平面移動、巷道堆垛、圓形塔庫、垂直移動等類型停車設備，其核心技術為汽車存取交接技術。所開發的梳齒式智能存取交接搬運器技術含量高，結構複雜，精巧緊湊，功能齊全，外觀美觀，電氣控制程序要求高，液壓系統精準可靠，不同於常規臺板式存取交接技術，其所有驅動裝置等零部件置於有限幾何空間內，為典型集成機電液一體化的高端產品。
1 梳齒搬運技術的發展自動車庫中的車輛交接技術分為車臺板交接技術和無車臺板交接技術兩種形式，車臺板交接技術的缺陷在於：每連續存車或取車一次，在存或取第二部車前，均無法避免一個運送空車臺板的行程，存在做無用功的情況，耗電又費時，因此，不符合市場的需求。改進的雙車臺板交接技術分為步進式雙臺板交接技術和同步式車臺板交換技術。然而，這二種雙車臺板交接技術均製造成本高且安裝複雜，也難以適應市場需要。
無臺板交接技術帶來了新的突破，其中梳齒式無臺板交接技術以綜合性價比較高而應用普遍。第一代梳齒搬運技術於20 世紀80 年代問世並進入商業化，被稱為COMPARK 系統，它是義大利工業發明家和歐盟註冊工程師喬萬尼瓦利發明的，從1997 年開始該系統被引進到我國的上海、深圳、廣州等地。
2 梳齒搬運技術的基本原理梳齒式交接搬運器運用梳齒錯位交叉動作，首先將梳齒式停車臺上的汽車提取到搬運器上，然後再運用梳齒錯位交叉動作，將搬運器上的汽車轉移到另一個梳齒式停車臺上，如圖1 所示。
圖1 梳齒搬運技術原理圖
3 智能梳齒搬運器介紹與分析3.1 梳齒搬運器總體組成和工作原理智能梳齒搬運器如圖2 所示，主要由11 部分組成，完成車輛自堆垛機或平移搬運器停泊地至停車位直線距離接車並返回車輛的存取動作。工作原理：梳齒搬運器梳齒處於收縮狀態從車輛底部穿行至前輪定位位置，將梳齒通過液壓系統和齒條裝置伸展開，同時自帶的對中裝置在滾輪取車臺上將車輛矯正，然後再通過頂升液壓缸將車輛頂升70 mm，開始運行至固定梳齒架前輪定位停車位置，頂升裝置下落，車輛放置完成。取車程序相反。具體過程如圖3 所示。
1. 前水平導向輪 2. 前輪驅動裝置 3. 前輪對中裝置及可伸縮梳齒架 4. 電氣控制系統 5. 液壓系統 6. 機架 7. 頂升液壓缸 8. 運行承載輪 9. 後輪對中裝置及伸縮梳齒架 10. 後輪驅動裝置 11. 後水平導向輪圖2 梳齒搬運器的組成
圖3 智能梳齒搬運器工作原理
3.2 梳齒搬運器規格參數及動力配備搬運車質量：1.43 t( 含液壓油)搬運車規格：5 000 mm×1 020 mm×220 mm承載汽車最大尺寸：5 300 mm×2 000 mm（以車軸距計1 800 ～ 3 260 mm）推正車寬：以兩輪胎內側計1 020 ~1 440 mm舉升質量：2.5 t（額定）、 2.75 t（最大）機器人自堆垛機或平移搬運器停泊地至停車位直線距離接車並返回單次運載時間：﹤ 25 s行走電機：0.75 kW ×2（380 V）液壓泵電機：1.5 kW × 2（380 V）軸流風機：20 W × 6 （220 V）控制系統電路：24 V液壓油規格: HM46 號抗磨液壓油
3.3 梳齒搬運器性能特點該梳齒式智能車輛搬運器技術先進、功能強大，是目前國內最先進的智能停車庫汽車搬運工具之一，主要性能特點如下：1） 液壓傳遞動力，運轉平穩噪聲小；2） 推正系統輪胎夾緊臂採用滾動體，與輪胎無性接觸，不損傷輪胎；3） 採用雙限位模式，安全可靠, 出現故障有代碼顯示，多重線路保護；4） 進線電纜僅三相五線，可選用小型化電纜捲筒，控制系統實現無線傳輸；5） 採用高性能矢量變頻器，實現動態無級變速；6） 具備高精度位置檢測功能，位置解析度達0.25mm；7） MINI 型控制器可選配多種高速通信接口；8） 行走系統採用帶手動釋放制動電機，出現故障可搬起制動手柄，解除制動後輕鬆將搬運車復位；9） 液壓系統採用雙泵工作，互為保護，若其中一個泵出現故障，另一個泵可繼續工作復位；10） 控制系統出現故障時，可用隨車配套的手動操作控制器外接搬運車電器箱的航空插線口，將呈工作狀態中的搬運車復位；11）整機電氣線路內藏式設置，外露線部分均用鋼絲簧管保護，確保防鼠。12）設備總高僅為22 cm，車庫空間高度利用率高;13）運行平穩可靠故障低，智能化程度高。14）安裝方便、快捷，機電液一體化，性價比高。15）用途廣，可用於如巷道堆垛式、平面移動式、圓形塔式、垂直移動式等車庫類型。
3.4 梳齒搬運器技術優勢該產品與國內外同類產品相比的創新點：1） 升降動作和推正動作均由液壓系統提供動力，動力強大，精準可靠，平穩安全；2） 額定舉升質量2.5 t，最大舉升質量2.75 t，推正（兩輪胎內壁距離1 440 mm）車寬可達2 m，可覆蓋包括SUV 車型及95% 以上的轎車車型；3） 增加並完善了高度集成的機電一體化控制系統，配置PLC、變頻器、編碼器、零位檢測光電開關等進口元件；4） 液壓系統由兩套電機泵組同步獨立工作，確保液壓動力的強勁可靠，均採用進口元件和密封件；5） 搬運機器人與車庫中央控制系統信號傳輸可採用無線式通信對接或有線式通信對接。
4 產品升級改進分析1） 提高空間利用率車庫車位高度僅需1 750 mm，在保持COMPARK系統車位寬度和長度的情況下，將原車位的高度降低200 mm。同時，與該搬運器配套的橫向移動搬運器的結構尺寸也隨之能大大降低。
2） 通過漸進式對中裝置實現真正對中採用前後分體、四條斜面、可調長條形擋板來對中，當梳型搬運器伸到車輪底後，同時伸出左右四組梳齒和四個長條形擋板，四個擋板要與四個車輪分別接觸。在長條形擋板後面設有檢測開關，確保將車完全停放在中心位置，完成真正的對中，然後再託起車輛進行下一步動作。
3） 搬運器存取車速度大大提高搬運器從升降機到進出口取車過程操作步驟：搬運器行走到車位上、搬運器上的梳架伸出並對中車輛、快速抬起車輛、 回到載荷平臺。
結構穩定，定位精確牢固，對中定位抬升車輛一氣呵成，通過先進的調速技術大幅度提升了升降機系統和穿梭車系統的速度，行走、提升和對中速度均都有所提高，從進出口回到升降機載荷平臺這一過程，該梳齒搬運器僅需25 s 就可以完成，大大降低了車庫的單次存取車時間。
4） 搬運器行走穩定性大大提高搬運器梳齒架摒棄了原來的滾輪結構，採用優質的實心條狀梳齒架，車輛停放在至少2 條以上的條狀平面上，由具有適用功能的分體式對中推板將前後四輪固定，停放在該搬運器上的汽車安全穩固。六輪支撐結構帶來良好的運行穩定性，為了徹底改善COMPARK 搬運器由前後四輪承載車體、軸距過大、輪徑過小、行走極不穩定的狀況，特在搬運器中間增加了一對滾輪，共6 個滾輪，提高了運行的平穩性，降低了更換行走輪的頻率，同時降低了維護成本。
5） 限重裝置及耗能分析搬運器自身帶有限重裝置，超重車輛將被自動阻擋入庫，車庫安全性能大大提高。梳齒式系統在每次交換車輛時僅需抬升70 mm 以上, 在兩次提升動作中耗能不到COMPARK 系統的三分之一。
6） 車位結構的改進前車位結構完全突破了之前的梳齒架結構設計，它採用一個近似車輪圓弧的凹形託架，如圖4 所示，車輪可以穩穩地停放在槽中，各種規格的輪胎置入其中均可多面接觸，可減少長時間存放輪胎產生的磨損。
圖4 凹形託架與輪胎接觸圖
後車位仍採用12 排梳齒架，但改變了原來的懸臂結構，採用全部著地式，受力情況完全改變，不再受梳齒架變形的影響，建築師們再不用擔心安裝梳齒架會破壞土建樓板的結構。
5 結束語設計開發高端智能梳齒式存取交接搬運器，實現梳齒架停車方式，摒棄傳統板式停車方式，具有諸多優勢和重大意義。通過樣機對不同規格型號汽車試驗和可靠性測試表明，該技術存取交接時間短，運行效率高，安全可靠，實現了停車設備高度自動化，為傳統機械式立體停車庫向大型化、智能化方向應用與發展提供了核心技術設備。