架空组合式智能立体单车库技术领域
本发明涉及立体库房领域，具体是架空组合式智能立体单车库。
背景技术
公知当前单车基本没有专用智能立体库房，单车一般都为在公共区域路面采用单
层存放或者单车存放专区采用手动式两层机械存放，随着当今中国新型城镇化和绿色环保
生活概念的推进，单车数量和单车使用频率急剧增加，解决区域地面上行人与单车拥挤和
单车扎堆存放易成为安全隐患的问题已成当务之急；现阶段单车存放与管理的实施方法，
其实施具有以下特点①公共区域路面单层停放单车和开放式管理，存放单车与行人易产生
刮擦造成城市管理不便和单车易丢失损坏，且存放单车需占用较多地面造成土地利用率不
高；②单车存放专区设置二层简单机械存放库，用户需采用人力方式存取单车，其使用不便
利还容易造成用户使用过程受伤；以现在单车采用地面单层停放和单车存放专区采用手动
式两层机械存放及管理功能，尚待解决地面单车停放方式时行人与单车拥挤、单车易丢失
损坏、管理不便、土地利用率不高和二层简单机械存放库人力存取易造成用户受伤的问题。
发明内容
为了克服现有的单车采用地面单层停放和单车存放专区采用手动式两层机械存
放及管理功能，尚待解决地面单车停放方式时行人与单车拥挤、单车易丢失损坏、管理不
便、土地利用率不高和二层简单机械存放库人力存取易造成用户受伤的问题，本发明的目
的是提供一种由架空钢结构立体库房与AGV搬运车及智能存取系统有机组合成一体的架空
组合式智能立体单车库，更好解决地面单车停放方式时行人与单车拥挤、单车易丢失损坏、
管理不便、土地利用率不高和二层简单机械存放库人力存取易造成用户受伤问题的架空组
合式智能立体单车库。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在地面上，导轨型材、立柱、横梁、辅
立柱和顶棚共同组合成架空型立体单车库的结构外框，在后侧横梁的上端均匀固定设置存
车支架，在前侧横梁的内侧分别固定设置C形横移导向槽，在架空型立体单车库的结构外框
与地面之间的架空层相应位置分别固定设置隔断，左侧隔断的下端为进出通道，与进出通
道对应在左侧隔断的一侧设置竖向开启式安全门，与安全门对应在左侧隔断的一侧分别固
定设置门电机、链轮、开门限位传感器、关门限位传感器、电缆，环绕门电机出轴的驱动链轮
和链轮设置门链条，门链条的两端分别与安全门的相应位置固定连接，正面隔断的相应位
置分别固定设置控制主机和充电线圈，地面上正面隔断和左侧隔断组合成的区域为交换
区，导轨型材之间嵌入设置垂直滑动式升降平台，导轨型材的上端相应位置固定设置提升
电机，环绕提升电机出轴的链轮设置提升链条，提升链条的两端分别与配重块和升降平台
的相应位置固定连接，在交换区和升降平台的上侧相应位置固定设置C形横移导向槽，与C
形横移导向槽对应在AGV搬运车的相应位置分别固定设置滚轮和驱动轮，滚轮、驱动轮分别
嵌入在C形横移导向槽内；在AGV搬运车的相应位置分别固定设置滚轮横移电机、分控主机、
充电电池、轮胎导向槽、感应线圈和测距模块，横移电机的出轴与驱动轮的入轴同轴心固定
连接，与轮胎导向槽对应在AGV搬运车的相应位置分别平行固定设置导轨和齿条，在搬运支
架内的相应位置分别固定设置高速滑块和搬运电机、直线导轨、下限位传感器、上限位传感
器和推杆电机，高速滑块与导轨为滑动配合，拖链的两端分别与搬运支架和AGV搬运车的相
应位置固定连接，直线导轨与滑块为滑动配合，滑块与夹轮器外壳的相应位置固定连接，推
杆电机的输出端与夹轮器外壳的相应位置固定连接，搬运电机的出轴齿轮与齿条啮合；夹
轮器外壳的相应位置分别固定设置夹持导轨、轮胎传感器、夹持电机，夹持导轨与夹持滑块
为滑动配合，夹持滑块、夹持齿条、夹持传感器分别与夹轮器的相应位置固定连接，夹持电
机的出轴齿轮与夹持齿条啮合。外接电源线的一端分别与外线交流电源电连接，外接电源
线的另一端分别与控制主机的相应端口电连接，门电机、开门限位传感器、关门限位传感
器、提升电机、充电线圈分别通过相应的电缆与控制主机的相应端口电连接；横移电机、充
电电池、感应线圈、测距模块、搬运电机、下限位传感器、上限位传感器、推杆电机、轮胎传感
器、夹持电机、夹持传感器分别通过相应的电缆与分控主机的相应端口电连接，控制主机与
分控主机分别通过各自嵌入的无线通信模块进行通信数据交换；架空型立体单车库处于通
电待机状态时，升降平台停在地面层，安全门将左侧隔断下端的进出通道关闭，关门限位传
感器给控制主机位置信号，AGV搬运车停在安全门外侧的交换区，感应线圈靠近在充电线圈
的耦合位置，正常情况下充电电池通过对应电缆给分控主机供电，当分控主机检测到充电
电池电量不足时即控制感应线圈给充电电池充电，搬运支架停在AGV搬运车靠后端的预设
位置，搬运电机的编码器给分控主机位置信号，夹轮器外壳停在搬运支架靠下端的预设位
置，下限位传感器给分控主机位置信号，夹轮器处于张开状态，夹持电机的内置传感器给分
控主机位置信号；存车流程：用户在控制主机上确认存放操作，用户将存放单车沿着轮胎导
向槽推入到夹轮器之间，直至前轮胎的前端压到轮胎传感器，轮胎传感器给分控主机信号，
分控主机控制夹持电机分别驱动夹持齿条带动夹轮器做夹紧动作，直至夹持传感器都接触
到前轮胎的两侧即夹紧了前轮胎，分控主机接收到夹持传感器的到位信号后通过无线通信
模块发送相应数据信号，控制主机接收到分控主机发送的相应数据信号后语音提示存车人
员离开，控制主机的传感器在确认存车人员已在安全距离之外后即启动存车程序，控制主
机先通过驱动门电机、门链条带动安全门上移直至开门限位传感器给出信号即打开进出通
道，分控主机接收到控制主机相应数据，分控主机分别控制推杆电机和横移电机进行驱动，
推杆电机驱动夹轮器外壳、夹持导轨、夹持滑块、夹轮器和所存放单车的前轮抬起运动直至
预设位置即上限位传感器给出到位信号，横移电机与驱动轮驱动AGV搬运车和所存放单车
通过进出通道向升降平台进行横移运动直至预设位置即测距模块给出到位信号，控制主机
通过控制门电机驱动门链条、安全门下移直至关门限位传感器给出信号即关闭进出通道，
控制主机控制提升电机驱动提升链条、升降平台、AGV搬运车和所存放单车上移运动直至预
设存车层即提升电机的编码器给出到位信号，分控主机控制横移电机、驱动轮驱动AGV搬运
车和所存放单车横移运动直至预设位置即测距模块给出到位信号，分控主机控制搬运电机
驱动搬运支架、直线导轨、滑块、推杆电机、夹轮器外壳、夹持导轨、夹持滑块、夹轮器和所存
放单车做推入运动，所存放单车的后轮转动沿轮胎导向槽插入存车支架的导向槽直至预设
位置即搬运电机的编码器给出到位信号，分控主机控制推杆电机驱动夹轮器外壳、夹持导
轨、夹持滑块、夹轮器将所存放单车的前轮下移放至存车支架的导向槽内即下限位传感器
给出到位信号，分控主机控制夹持电机分别驱动夹持齿条带动夹轮器做张开动作直至预设
位置即夹持电机的内置传感器给出位置信号，所存放单车完成入仓存放；分控主机控制搬
运电机驱动搬运支架、直线导轨、滑块、推杆电机、夹轮器外壳、夹持导轨、夹持滑块和夹轮
器做复位运动直至预设位置即搬运电机的编码器给出到位信号，分控主机控制横移电机、
驱动轮驱动AGV搬运车向升降平台横移运动直至预设位置即测距模块给出到位信号，控制
主机控制提升电机驱动提升链条、升降平台和AGV搬运车下移运动直至地面层即提升电机
的编码器给出到位信号，控制主机通过控制门电机驱动门链条、安全门上移直至开门限位
传感器给出信号即打开进出通道，分控主机控制横移电机与驱动轮驱动AGV搬运车通过进
出通道向交换区进行横移运动直至预设位置即测距模块给出到位信号，控制主机通过控制
门电机驱动门链条、安全门下移直至关门限位传感器给出信号即关闭进出通道，整机再次
进入待机状态；取车流程：用户在控制主机上完成车辆对应认证后确认取车操作，控制主机
的传感器在确认取车人员已在安全距离之外后即启动取车程序，控制主机先通过驱动门电
机、门链条带动安全门上移直至开门限位传感器给出信号即打开进出通道，分控主机接收
到控制主机相应数据，横移电机与驱动轮驱动AGV搬运车通过进出通道向升降平台进行横
移运动直至预设位置即测距模块给出到位信号，控制主机通过控制门电机驱动门链条、安
全门下移直至关门限位传感器给出信号即关闭进出通道，控制主机控制提升电机驱动提升
链条、升降平台和AGV搬运车上移运动直至对应存车层即提升电机的编码器给出到位信号，
分控主机控制横移电机、驱动轮驱动AGV搬运车横移运动直至对应存车库位置即测距模块
给出到位信号，分控主机控制搬运电机驱动搬运支架、直线导轨、滑块、推杆电机、夹轮器外
壳、夹持导轨、夹持滑块、夹轮器做推入运动直至对应存放单车前轮胎的前端压到轮胎传感
器，轮胎传感器给分控主机信号，分控主机控制夹持电机分别驱动夹持齿条带动夹轮器做
夹紧动作，直至夹持传感器都接触到前轮胎的两侧即夹紧了前轮胎，分控主机接收到夹持
传感器的到位信号，分控主机控制推杆电机驱动夹轮器外壳、夹持导轨、夹持滑块、夹轮器
和对应存放单车的前轮抬起运动直至预设位置即上限位传感器给出到位信号，分控主机控
制搬运电机驱动搬运支架、直线导轨、滑块、推杆电机、夹轮器外壳、夹持导轨、夹持滑块、夹
轮器和对应存放单车做拖出运动，对应存放单车的后轮转动沿存车支架的导向槽拖入轮胎
导向槽内直至预设位置即搬运电机的编码器给出到位信号，分控主机控制横移电机、驱动
轮驱动AGV搬运车向升降平台横移运动直至预设位置即测距模块给出到位信号，控制主机
控制提升电机驱动提升链条、升降平台、AGV搬运车和对应存放单车下移运动直至地面层即
提升电机的编码器给出到位信号，控制主机通过控制门电机驱动门链条、安全门上移直至
开门限位传感器给出信号即打开进出通道，分控主机控制横移电机与驱动轮驱动AGV搬运
车和对应存放单车通过进出通道向交换区进行横移运动直至预设位置即测距模块给出到
位信号，控制主机通过控制门电机驱动门链条、安全门下移直至关门限位传感器给出信号
即关闭进出通道，分控主机控制推杆电机驱动夹轮器外壳、夹持导轨、夹持滑块、夹轮器将
对应存放单车的前轮下移放至轮胎导向槽内即下限位传感器给出到位信号，分控主机控制
夹持电机分别驱动夹持齿条带动夹轮器做张开动作直至预设位置即夹持电机的内置传感
器给出位置信号，控制主机接收到分控主机发送的相应数据信号后语音提示取车人员取车
及离开，整机再次进入待机状态。
本发明的有益效果是，将一种由架空钢结构立体库房与AGV搬运车及智能存取系
统有机组合成一体的架空组合式智能立体单车库，它环保可循环安装使用、易安装、方便操
作实用、维护简单，更好解决地面单车停放方式时行人与单车拥挤、单车易丢失损坏、管理
不便、土地利用率不高和二层简单机械存放库人力存取易造成用户受伤问题，并节费省材，
满足了现代绿色高效城市生活的发展趋势和要求，同时能解决单车易损易丢失所造成的公
共资源管理等问题。
附图说明
图1是本发明的待机状态正视整体结构示意图。
图2是本发明的待机状态左视整体结构示意图。
图3是本发明的AGV搬运车空载状态正视整体结构示意图。
图4是本发明的AGV搬运车空载状态左视整体结构示意图。
图5是本发明的AGV搬运车空载状态A局部放大图。
图6是本发明的AGV搬运车空载状态B局部放大图。
图7是本发明的电控原理方框图。
图中：1.导轨型材，2.立柱，3.横梁，4.顶棚，5.存车支架，6.辅立柱，7.隔断，8.控
制主机，9.外接电源线，10.电缆，11.安全门，12.门电机，13.门链条，14.开门限位传感器，
15.关门限位传感器，16.提升电机，17.提升链条，18.升降平台，19.配重块，20.C形横移导
向槽，21.充电线圈，22.地面，23.AGV搬运车，24.滚轮，25.横移电机，26.驱动轮，27.分控主
机，28.充电电池，29.轮胎导向槽，30.感应线圈，31.测距模块，32.高速滑块，33.齿条，34.
导轨，35.搬运电机，36.搬运支架，37.拖链，38.直线导轨，39.滑块，40.下限位传感器，41.
上限位传感器，42.夹轮器外壳，43.夹轮器，44.夹持导轨，45.夹持滑块，46.夹持齿条，47.
夹持传感器，48.轮胎传感器，49.夹持电机，50.无线通信模块，51.链轮，52.推杆电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参阅附图1和附图2，箭头方向为前向，在地面22上，导轨型材1、立柱2、横梁3、辅立
柱6和顶棚4共同组合成架空型立体单车库的结构外框，在后侧横梁3的上端均匀固定设置
存车支架5，在前侧横梁3的内侧分别固定设置C形横移导向槽20，在架空型立体单车库的结
构外框与地面22之间的架空层相应位置分别固定设置隔断7，左侧隔断7的下端为进出通
道，与进出通道对应在左侧隔断7的一侧设置竖向开启式安全门11，与安全门11对应在左侧
隔断7的一侧分别固定设置门电机12、链轮51、开门限位传感器14、关门限位传感器15、电缆
10，环绕门电机12出轴的驱动链轮和链轮51设置门链条13，门链条13的两端分别与安全门
11的相应位置固定连接，正面隔断7的相应位置分别固定设置控制主机8和充电线圈21，地
面22上正面隔断7和左侧隔断7组合成的区域为交换区，导轨型材1之间嵌入设置垂直滑动
式升降平台18，导轨型材1的上端相应位置固定设置提升电机16，环绕提升电机16出轴的链
轮设置提升链条17，提升链条17的两端分别与配重块19和升降平台18的相应位置固定连
接，在交换区和升降平台18的上侧相应位置固定设置C形横移导向槽20。
参阅附图3、附图4、附图5和附图6，与C形横移导向槽20对应在AGV搬运车23的相应
位置分别固定设置滚轮24和驱动轮26，滚轮24、驱动轮26嵌入在C形横移导向槽20内；在AGV
搬运车23的相应位置分别固定设置滚轮横移电机25、分控主机27、充电电池28、轮胎导向槽
29、感应线圈30和测距模块31，横移电机25的出轴与驱动轮26的入轴同轴心固定连接，与轮
胎导向槽29对应在AGV搬运车23的相应位置分别平行固定设置导轨34和齿条33，在搬运支
架36内的相应位置分别固定设置高速滑块32和搬运电机35、直线导轨38、下限位传感器40、
上限位传感器41和推杆电机52，高速滑块32与导轨34为滑动配合，拖链37的两端分别与搬
运支架36和AGV搬运车23的相应位置固定连接，直线导轨38与滑块39为滑动配合，滑块39与
夹轮器外壳42的相应位置固定连接，推杆电机52的输出端与夹轮器外壳42的相应位置固定
连接，搬运电机35的出轴齿轮与齿条33啮合；夹轮器外壳42的相应位置分别固定设置夹持
导轨44、轮胎传感器48、夹持电机49，夹持导轨44与夹持滑块45为滑动配合，夹持滑块45、夹
持齿条46、夹持传感器47分别与夹轮器43的相应位置固定连接，夹持电机49的出轴齿轮与
夹持齿条46啮合。
参阅附图7，外接电源线9的一端分别与外线交流电源电连接，外接电源线9的另一
端分别与控制主机8的相应端口电连接，门电机12、开门限位传感器14、关门限位传感器15、
提升电机16、充电线圈21分别通过相应的电缆10与控制主机8的相应端口电连接；横移电机
25、充电电池28、感应线圈30、测距模块31、搬运电机35、下限位传感器40、上限位传感器41、
推杆电机52、轮胎传感器48、夹持电机49、夹持传感器47分别通过相应的电缆10与分控主机
27的相应端口电连接，控制主机8与分控主机27分别通过各自嵌入的无线通信模块50进行
通信数据交换；架空型立体单车库处于通电待机状态时，升降平台18停在地面层，安全门11
将左侧隔断7下端的进出通道关闭，关门限位传感器15给控制主机8位置信号，AGV搬运车23
停在安全门11外侧的交换区，感应线圈30靠近在充电线圈21的耦合位置，正常情况下充电
电池28通过对应电缆10给分控主机27供电，当分控主机27检测到充电电池28电量不足时即
控制感应线圈30给充电电池28充电，搬运支架36停在AGV搬运车23靠后端的预设位置，搬运
电机35的编码器给分控主机27位置信号，夹轮器外壳42停在搬运支架36靠下端的预设位
置，下限位传感器40给分控主机27位置信号，夹轮器43处于张开状态，夹持电机49的内置传
感器给分控主机27位置信号；存车流程：用户在控制主机8上确认存放操作，用户将存放单
车沿着轮胎导向槽29推入到夹轮器43之间，直至前轮胎的前端压到轮胎传感器48，轮胎传
感器48给分控主机27信号，分控主机27控制夹持电机49分别驱动夹持齿条46带动夹轮器43
做夹紧动作，直至夹持传感器47都接触到前轮胎的两侧即夹紧了前轮胎，分控主机27接收
到夹持传感器47的到位信号后通过无线通信模块50发送相应数据信号，控制主机8接收到
分控主机27发送的相应数据信号后语音提示存车人员离开，控制主机8的传感器在确认存
车人员已在安全距离之外后即启动存车程序，控制主机8先通过驱动门电机12、门链条13带
动安全门11上移直至开门限位传感器14给出信号即打开进出通道，分控主机27接收到控制
主机8相应数据，分控主机27分别控制推杆电机52和横移电机25进行驱动，推杆电机52驱动
夹轮器外壳42、夹持导轨44、夹持滑块45、夹轮器43和所存放单车的前轮抬起运动直至预设
位置即上限位传感器41给出到位信号，横移电机25与驱动轮26驱动AGV搬运车23和所存放
单车通过进出通道向升降平台18进行横移运动直至预设位置即测距模块31给出到位信号，
控制主机8通过控制门电机12驱动门链条13、安全门11下移直至关门限位传感器15给出信
号即关闭进出通道，控制主机8控制提升电机16驱动提升链条17、升降平台18、AGV搬运车23
和所存放单车上移运动直至预设存车层即提升电机16的编码器给出到位信号，分控主机27
控制横移电机25、驱动轮26驱动AGV搬运车23和所存放单车横移运动直至预设位置即测距
模块31给出到位信号，分控主机27控制搬运电机35驱动搬运支架36、直线导轨38、滑块39、
推杆电机52、夹轮器外壳42、夹持导轨44、夹持滑块45、夹轮器43和所存放单车做推入运动，
所存放单车的后轮转动沿轮胎导向槽29插入存车支架5的导向槽直至预设位置即搬运电机
35的编码器给出到位信号，分控主机27控制推杆电机52驱动夹轮器外壳42、夹持导轨44、夹
持滑块45、夹轮器43将所存放单车的前轮下移放至存车支架5的导向槽内即下限位传感器
40给出到位信号，分控主机27控制夹持电机49分别驱动夹持齿条46带动夹轮器43做张开动
作直至预设位置即夹持电机49的内置传感器给出位置信号，所存放单车完成入仓存放；分
控主机27控制搬运电机35驱动搬运支架36、直线导轨38、滑块39、推杆电机52、夹轮器外壳
42、夹持导轨44、夹持滑块45和夹轮器43做复位运动直至预设位置即搬运电机35的编码器
给出到位信号，分控主机27控制横移电机25、驱动轮26驱动AGV搬运车23向升降平台18横移
运动直至预设位置即测距模块31给出到位信号，控制主机8控制提升电机16驱动提升链条
17、升降平台18和AGV搬运车23下移运动直至地面层即提升电机16的编码器给出到位信号，
控制主机8通过控制门电机12驱动门链条13、安全门11上移直至开门限位传感器14给出信
号即打开进出通道，分控主机27控制横移电机25与驱动轮26驱动AGV搬运车23通过进出通
道向交换区进行横移运动直至预设位置即测距模块31给出到位信号，控制主机8通过控制
门电机12驱动门链条13、安全门11下移直至关门限位传感器15给出信号即关闭进出通道，
整机再次进入待机状态；取车流程：用户在控制主机8上完成车辆对应认证后确认取车操
作，控制主机8的传感器在确认取车人员已在安全距离之外后即启动取车程序，控制主机8
先通过驱动门电机12、门链条13带动安全门11上移直至开门限位传感器14给出信号即打开
进出通道，分控主机27接收到控制主机8相应数据，横移电机25与驱动轮26驱动AGV搬运车
23通过进出通道向升降平台18进行横移运动直至预设位置即测距模块31给出到位信号，控
制主机8通过控制门电机12驱动门链条13、安全门11下移直至关门限位传感器15给出信号
即关闭进出通道，控制主机8控制提升电机16驱动提升链条17、升降平台18和AGV搬运车23
上移运动直至对应存车层即提升电机16的编码器给出到位信号，分控主机27控制横移电机
25、驱动轮26驱动AGV搬运车23横移运动直至对应存车库位置即测距模块31给出到位信号，
分控主机27控制搬运电机35驱动搬运支架36、直线导轨38、滑块39、推杆电机52、夹轮器外
壳42、夹持导轨44、夹持滑块45、夹轮器43做推入运动直至对应存放单车前轮胎的前端压到
轮胎传感器48，轮胎传感器48给分控主机27信号，分控主机27控制夹持电机49分别驱动夹
持齿条46带动夹轮器43做夹紧动作，直至夹持传感器47都接触到前轮胎的两侧即夹紧了前
轮胎，分控主机27接收到夹持传感器47的到位信号，分控主机27控制推杆电机52驱动夹轮
器外壳42、夹持导轨44、夹持滑块45、夹轮器43和对应存放单车的前轮抬起运动直至预设位
置即上限位传感器41给出到位信号，分控主机27控制搬运电机35驱动搬运支架36、直线导
轨38、滑块39、推杆电机52、夹轮器外壳42、夹持导轨44、夹持滑块45、夹轮器43和对应存放
单车做拖出运动，对应存放单车的后轮转动沿存车支架5的导向槽拖入轮胎导向槽29内直
至预设位置即搬运电机35的编码器给出到位信号，分控主机27控制横移电机25、驱动轮26
驱动AGV搬运车23向升降平台18横移运动直至预设位置即测距模块31给出到位信号，控制
主机8控制提升电机16驱动提升链条17、升降平台18、AGV搬运车23和对应存放单车下移运
动直至地面层即提升电机16的编码器给出到位信号，控制主机8通过控制门电机12驱动门
链条13、安全门11上移直至开门限位传感器14给出信号即打开进出通道，分控主机27控制
横移电机25与驱动轮26驱动AGV搬运车23和对应存放单车通过进出通道向交换区进行横移
运动直至预设位置即测距模块31给出到位信号，控制主机8通过控制门电机12驱动门链条
13、安全门11下移直至关门限位传感器15给出信号即关闭进出通道，分控主机27控制推杆
电机52驱动夹轮器外壳42、夹持导轨44、夹持滑块45、夹轮器43将对应存放单车的前轮下移
放至轮胎导向槽29内即下限位传感器40给出到位信号，分控主机27控制夹持电机49分别驱
动夹持齿条46带动夹轮器43做张开动作直至预设位置即夹持电机49的内置传感器给出位
置信号，控制主机8接收到分控主机27发送的相应数据信号后语音提示取车人员取车及离
开，整机再次进入待机状态。