垂直转盘式立体车库及控制系统 技术领域：
本发明涉及车辆的存放设施技术领域，一种垂直转盘式立体车库及控制系统。
背景技术：
2003年以来，中国汽车市场产销两旺，据统计，目前我国私人汽车的保有量已经突破1000万辆，平均每120多人就拥有1辆私家车，我国已经进入私人购车时代。但随之而来的停车难问题便摆在了面前，车乱放，引发的车辆丢失案件频繁发生，很大程度上给有车族的享受生活带来麻烦甚至于苦恼，同时也扰乱了社会治安秩序。小轿车正以空前的速度进入家庭，停车位的需求量将是一个天文数字，而我国大中城市停车场之缺乏是显而易见的，停车场制造业将是我国的新兴产业。随着私家车的迅猛发展，未来几年我国将产生具有巨大市场和商机的“停车经济”。
目前，国内生产的机械式立体车库均是采用卷扬机机械提升汽车上下的传动方式，使用这种车库因存在造价高、使用及维护费用高、前期资金投入大等因素，使很多投资商无法接受。楼房式大型停车场，有多层停车位置，进出口、上下层之间其必须具备汽车跑道，占地面积大，造价高，由于车辆集中停放，给停车者带来许多不方便之处。
【发明内容】
为了克服现有存车库技术上的不足，本发明的目的是提供一种垂直转盘式立体车库及控制系统，使其占地面积小，结构设计合理、且容易实现自动化管理，使用维护费用低，总体造价低，存取车辆方便快捷，安全可靠。
为达到上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
所述的垂直转盘式立体车库及控制系统，其包括垂直放置于地下和地面上的立式圆形转盘；地面上设固定中心轴的支撑结构，转盘采用钢架式支撑结构，圆形转盘绕轴心转动，支撑架上悬挂多个停车吊篮，吊篮以圆盘地轴心对称分布；圆盘式转盘的中心位置有一个随转盘同步转动的编码盘，编码盘外有一组能够反映转盘转动角位移的传感器，传感器与编码盘光电耦合，传感器把耦合到的数码信号送入单片机，实现动力系统的自动控制。
所述的垂直转盘式立体车库，其圆形转盘由两个盘片中间加吊梁组成，每个盘片由三根长钢管的长梁交叉与三个环形钢管的圆梁连接成转盘主支撑构架结构；盘片上的三道圆梁从圆心向外为第一圆梁、第二圆梁、第三圆梁，盘片均匀分成六个扇区，在六个扇区的中间设六个短梁，每个短梁的一端连接在第三圆梁上，另一端连接在第二圆梁上；每个盘片上共有11根斜梁，11根斜梁分别安装在六个扇区中，11根斜梁中四根长斜梁，其一端连接在第三圆梁上，另一端经第二圆梁再连接在长梁上，其余七根短斜梁，一端连接在第三圆梁上，另一端连接在第二圆梁上；在第三圆梁与第二圆梁之间的长梁和短梁上，焊接12个法兰盘，第一圆梁与第二圆梁之间的长梁上，焊接6个法兰盘。吊梁的两端分别焊接法兰盘，吊梁与盘片之间就是通过法兰盘用固定螺丝连接的，两个相同的盘片之间连接上吊梁，形成圆柱型的转盘，转盘的厚度为吊梁的长度，每个吊梁悬挂着停车吊篮，吊篮与吊梁之间成铰链连接；在圆盘中以中心轴对称分布。
所述的垂直转盘式立体车库，其圆形转盘的外圈上绕有钢丝绳，钢丝绳连接减速机，减速机由电机控制，动力系统控制电路控制着电机转动，该车库设有四个车门。
所述的垂直转盘式立体车库，其吊篮为圆桶形状，圆桶内下边为停车托板，用于停放车辆，圆桶上边安装铰链，用于把吊篮悬挂在吊梁上，圆桶侧面开窗，便于司机打开车门走出吊篮，当吊篮随转盘转动时永远处于垂吊状态。
所述的垂直转盘式立体车库的控制系统，设置计算机监控中心，把反映转盘转动角位移的传感器系统、电子卡读写系统的信息，经单片机系统处理输出信号给控制电路，再给动力电机，再由单片机把当前信息送入计算机监控系统。
所述的垂直转盘式立体车库的控制系统，其立体车库的编码系统，采用编码盘和传感器，转盘上以径向分布的吊篮为行，以圆心分布的吊篮为列，一个吊篮一次停放一辆车，每个吊篮对应一个行列号，编码盘上的编码与行对应，编码盘固定在转盘上；当转盘转动时，编码盘于之同步转动，转盘转动角位移的大小，可以从传感器中得到。三个光电耦合器U1、U2、U3分别对应编码盘上的弧形条22、23、24；光电耦合器U4、U5对应编码盘上的弧形条21，当编码盘转动时，光电耦合器U1、U2、U3通过编码盘上各扇区分布的码条耦合出各扇区的编码信号，集成电路U6把光电耦合器得到的信号经过整形后与单片机89C51的P1.0-P1.2接口相接；光电耦合器U4、U5耦合出停车到位信号，集成电路U7把耦合的信号经过整形与单片机89C51的P2.0、P2.1接口连接，编码盘上的弧形条21为停车到位标志，该标志在同一扇区的中间，运动的转盘在到位标志到来时，提前半个扇区把扇区码送给单片机，通过调整到位标志的长度，可以调整到位精度。发光二极管，可反映转盘的当前状态。
所述的垂直转盘式立体车库的控制系统，其单片机AT89C51的处理系统，由P1口的P1.0-P1.4端连接传感电路，X1、X2口连接石英晶体Y1，RXD、TXD连接计算机监控中心，P2口的P2.0、P2.1连接控制电路；AT89C51的WR、RD口分别连接EEPROM芯片5、6脚；电容器C3与电阻R30串联，提供单片机AT89C51的上电复位信号。
所述的垂直转盘式立体车库的控制系统，其三极管Q1、Q2的基极与AT89C51芯片的P2.0、P2.1口连接，由三极管Q1、Q2的集电极连接继电器J的线圈，继电器的触点为直流电机MOTOR的开关，当AT89C51芯片的P2.0、P2.1为低电平时，K1、K2触点断开，电机不运转；当P2.1为高电平时，Q1导通，K1触点闭合，电机正转；当P2.0为高电平时，Q2导通，K2触点闭合，电机反转；R6、R7分别提供Q1、Q2的基极电流，D8-D11为保护三极管Q1、Q2所设。
由于本发明采用了如上所述的技术方案，其系统的运行过程和特点如下：
1、运行过程
1.1当需要取车时，司机首先将存车凭证卡插入读写器中，单片机读到卡中的信息后，根据卡上提供的车位、时间，打印出收费单据，然后启动控制电路，将该车位转动到地平面上，由于编码盘与转盘同步转动，从传感器上感应出的信息能准确反映转盘的角位移，当转动到该车位的扇区时，单片机控制减速机减速运转，当接收到停止信号，转盘能够立即停下来，当司机把车开出车库时自动感应开关输出结束信号，系统进入下一辆的存取工作。
1.2当需要存车时，司机需要按下存车按钮，单片机接收到该信号，立即分配给一个空车位，分配原则是最大限度的保持转盘的平衡，这个由单片机根据预先编好的软件来完成，当把车开进车库，司机走出库门时，有语音提示“请放下标志杆，带上存车卡”，司机放下标志杆，系统进入下一辆的存取工作。
2、系统特点
2.1、本车库结构简单，转盘为一个整体，从力学角度分析，各个部位受力均匀，整个转盘的重量除中心轴承担一部分外，大部分由下面的惰性轮承担，因此，该系统运行平稳，寿命长，维护简单；
2.2、由于该系统可以把车辆直接开入车库，不需要中间环节，这是该车库能够快速存取的一个原因；由于该车库有4个门可以出入，所以只需要转盘转动正负90度，所有的车位都可以移动到地平面上，这也是该车库能够快速存取的另一原因；由于该车库最多有4辆车可以同时出入，存取速度使其它类型的立体车库无法相比；
2.3、在地平面上停放6辆车的地方，修建本车库后可以停放18辆车，相当于地面利用率的3倍；车库占地少、经济、实用、安全、环保、文明；
2.4、自动化控制水平高，实现无人管理，运行费用小；
2.5、该车库为密闭结构，存放安全可靠。
【附图说明】
图1是垂直转盘式立体车库的结构示意图；
图2是垂直转盘式立体车库的侧视结构示意图；
图3垂直转盘式立体车库控制系统的电路方框图；
图4是垂直转盘式立体车库控制系统编码盘的结构示意图；
图5是垂直转盘式立体车库控制系统编码盘O-O’向视图；
图6是垂直转盘式立体车库吊篮的结构图；
图7是垂直转盘式立体车库吊篮的侧视图；
图8是垂直转盘式立体车库控制系统的传感器电路原理图；
图9是垂直转盘式立体车库控制系统的电机电路原理图；
图10是垂直转盘式立体车库控制系统单片机与电子卡读写电路原理图；
图11是垂直转盘式立体车库控制系统程序控制流程图；
图12是垂直转盘式立体车库的使用效果示意图。
如图中所示：1-长梁，2-短梁，3、4-斜梁，5、6、7-圆梁，8-编码盘，9-中心轴，10-法兰盘，11-内圈，12-外圈，13-吊梁，14-传感器，15-单片机电路，16-电子卡读写电路，17-控制电路，18-电机，19-计算机监控中心，20-编码盘，21-到位标记，22、23、24-二进制码条，26-吊篮骨架，27-铰链，28-停车托板，29-钢丝绳，30-减速机，31-惰性轮，32-地平面，33-吊篮，34-标志杆，35-控制箱，36-车库门。
【具体实施方式】
该垂直转盘式立体车库，由钢管组成的构架和由电器与计算机组成的控制系统，由长梁(1)、短梁(2)、斜梁(3)(4)、圆梁(5)(6)(7)组成圆形转盘，两个相同的转盘中间加吊梁(13)，吊梁(13)与转盘用法兰盘(9)连接，吊梁(13)以中心轴(10)对称分布，有内圈(11)和外圈(12)之分，组成固定的圆柱体构架，该构架可以绕中心轴(10)转动，转动时一部分在地平线(32)下面，其余在地平线(32)上面，吊梁(13)上悬挂停车吊篮(33)，吊篮(33)与吊梁(13)之间成铰链(27)连接，当吊篮(33)被转动到地平面(32)时，车辆可以从吊篮(33)出入，圆柱体构架上固定编码盘(8)，圆柱体构架外绕有钢丝绳(29)，减速机(30)带动钢丝绳(29)，控制电路(17)控制电机(18)转动，标志杆(34)，控制箱(35)与车库门用于配合该系统的自动化控制和车库的安全。
计算机监控中心监控车库的存取，在圆盘式转盘的同心位置，设置同步转动的编码盘，经光电耦合传感器把耦合的数码信号送入单片机，实现车库的存取系统的自动控制。其程序包括如下：
1、车库没有存入车辆时，转盘停留在初始位置；
2、如有汽车入库按如下步骤进行：
2.1申请存车，按动存车按钮；
2.2单片机根据程序规定的规则，分配一个车位，库门自动打开，在灯光引导下，司机把车辆直接开进车库；
2.3写卡机自动写出一张存车凭证电子卡，上面记载有存车时间、存车位置和车库序列号；
2.4存车成功，提示司机带上该存车凭证卡。
3、如有汽车出库按如下步骤进行：
3.1插入存车凭证卡，打印收费单据，按下取车确认按钮；
3.2单片机根据存车凭证卡上的信息，控制转动机构到位，库门打开，司机直接进库把车辆开出；
3.3感应器确认车已出库，写卡机清卡，提车完成。
4、每当存车或取车完成，单片机与主机通信一次，把存取信息记录在数据库中，以便日后查询。