孟文生 牛伟杰

0 引言
从我国目前停车设备市场需求与停车设备行业的发展来看，虽然机械式立体停车设备在我国应用已较广泛，但多为低端产品的开发应用，高端产品的开发应用并不多。机械停车真正实现人性化、智能化，还需着力研发机械立体车库专用核心技术：具有一定智能的存取交接搬运器的技术，以提升机械式立体停车设备技术含量，提高停车设备行业整体技术发展水平。

对于仓储类停车设备，如平面移动、巷道堆垛、圆形塔库、垂直移动等类型停车设备，其核心技术为汽车存取交接技术。所开发的梳齿式智能存取交接搬运器技术含量高，结构复杂，精巧紧凑，功能齐全，外观美观，电气控制程序要求高，液压系统精准可靠，不同于常规台板式存取交接技术，其所有驱动装置等零部件置于有限几何空间内，为典型集成机电液一体化的高端产品。

1 梳齿搬运技术的发展
自动车库中的车辆交接技术分为车台板交接技术和无车台板交接技术两种形式，车台板交接技术的缺陷在于：每连续存车或取车一次，在存或取第二部车前，均无法避免一个运送空车台板的行程，存在做无用功的情况，耗电又费时，因此，不符合市场的需求。改进的双车台板交接技术分为步进式双台板交接技术和同步式车台板交换技术。然而，这二种双车台板交接技术均制造成本高且安装复杂，也难以适应市场需要。

无台板交接技术带来了新的突破，其中梳齿式无台板交接技术以综合性价比较高而应用普遍。第一代梳齿搬运技术于20 世纪80 年代问世并进入商业化，被称为COMPARK 系统，它是意大利工业发明家和欧盟注册工程师乔万尼瓦利发明的，从1997 年开始该系统被引进到我国的上海、深圳、广州等地。

2 梳齿搬运技术的基本原理
梳齿式交接搬运器运用梳齿错位交叉动作，首先将梳齿式停车台上的汽车提取到搬运器上，然后再运用梳齿错位交叉动作，将搬运器上的汽车转移到另一个梳齿式停车台上，如图1 所示。

图1 梳齿搬运技术原理图

3 智能梳齿搬运器介绍与分析
3.1 梳齿搬运器总体组成和工作原理
智能梳齿搬运器如图2 所示，主要由11 部分组成，完成车辆自堆垛机或平移搬运器停泊地至停车位直线距离接车并返回车辆的存取动作。工作原理：梳齿搬运器梳齿处于收缩状态从车辆底部穿行至前轮定位位置，将梳齿通过液压系统和齿条装置伸展开，同时自带的对中装置在滚轮取车台上将车辆矫正，然后再通过顶升液压缸将车辆顶升70 mm，开始运行至固定梳齿架前轮定位停车位置，顶升装置下落，车辆放置完成。取车程序相反。具体过程如图3 所示。

1. 前水平导向轮 2. 前轮驱动装置 3. 前轮对中装置及可伸缩梳齿架 4. 电气控制系统 5. 液压系统 6. 机架 7. 顶升液压缸 8. 运行承载轮 9. 后轮对中装置及伸缩梳齿架 10. 后轮驱动装置 11. 后水平导向轮
图2 梳齿搬运器的组成

图3 智能梳齿搬运器工作原理

3.2 梳齿搬运器规格参数及动力配备
搬运车质量：1.43 t( 含液压油)
搬运车规格：5 000 mm×1 020 mm×220 mm
承载汽车最大尺寸：5 300 mm×2 000 mm（以车轴
距计1 800 ～ 3 260 mm）
推正车宽：以两轮胎内侧计1 020 ~1 440 mm
举升质量：2.5 t（额定）、 2.75 t（最大）
机器人自堆垛机或平移搬运器停泊地至停车位直线距离接车并返回单次运载时间：﹤ 25 s
行走电机：0.75 kW ×2（380 V）
液压泵电机：1.5 kW × 2（380 V）
轴流风机：20 W × 6 （220 V）
控制系统电路：24 V
液压油规格: HM46 号抗磨液压油

3.3 梳齿搬运器性能特点
该梳齿式智能车辆搬运器技术先进、功能强大，是目前国内最先进的智能停车库汽车搬运工具之一，主要性能特点如下：
1） 液压传递动力，运转平稳噪声小；
2） 推正系统轮胎夹紧臂采用滚动体，与轮胎无性接触，不损伤轮胎；
3） 采用双限位模式，安全可靠, 出现故障有代码显示，多重线路保护；
4） 进线电缆仅三相五线，可选用小型化电缆卷筒，控制系统实现无线传输；
5） 采用高性能矢量变频器，实现动态无级变速；
6） 具备高精度位置检测功能，位置分辨率达0.25mm；
7） MINI 型控制器可选配多种高速通信接口；
8） 行走系统采用带手动释放制动电机，出现故障可搬起制动手柄，解除制动后轻松将搬运车复位；
9） 液压系统采用双泵工作，互为保护，若其中一个泵出现故障，另一个泵可继续工作复位；
10） 控制系统出现故障时，可用随车配套的手动操作控制器外接搬运车电器箱的航空插线口，将呈工作状态中的搬运车复位；
11）整机电气线路内藏式设置，外露线部分均用钢丝簧管保护，确保防鼠。
12）设备总高仅为22 cm，车库空间高度利用率高;
13）运行平稳可靠故障低，智能化程度高。
14）安装方便、快捷，机电液一体化，性价比高。
15）用途广，可用于如巷道堆垛式、平面移动式、圆形塔式、垂直移动式等车库类型。

3.4 梳齿搬运器技术优势
该产品与国内外同类产品相比的创新点：
1） 升降动作和推正动作均由液压系统提供动力，动力强大，精准可靠，平稳安全；
2） 额定举升质量2.5 t，最大举升质量2.75 t，推正（两轮胎内壁距离1 440 mm）车宽可达2 m，可覆盖包括SUV 车型及95% 以上的轿车车型；
3） 增加并完善了高度集成的机电一体化控制系统，配置PLC、变频器、编码器、零位检测光电开关等进口元件；
4） 液压系统由两套电机泵组同步独立工作，确保液压动力的强劲可靠，均采用进口元件和密封件；
5） 搬运机器人与车库中央控制系统信号传输可采用无线式通信对接或有线式通信对接。

4 产品升级改进分析
1） 提高空间利用率
车库车位高度仅需1 750 mm，在保持COMPARK系统车位宽度和长度的情况下，将原车位的高度降低200 mm。同时，与该搬运器配套的横向移动搬运器的结构尺寸也随之能大大降低。

2） 通过渐进式对中装置实现真正对中
采用前后分体、四条斜面、可调长条形挡板来对中，当梳型搬运器伸到车轮底后，同时伸出左右四组梳齿和四个长条形挡板，四个挡板要与四个车轮分别接触。在长条形挡板后面设有检测开关，确保将车完全停放在中心位置，完成真正的对中，然后再托起车辆进行下一步动作。

3） 搬运器存取车速度大大提高
搬运器从升降机到进出口取车过程操作步骤：搬运器行走到车位上、搬运器上的梳架伸出并对中车辆、快速抬起车辆、 回到载荷平台。

结构稳定，定位精确牢固，对中定位抬升车辆一气呵成，通过先进的调速技术大幅度提升了升降机系统和穿梭车系统的速度，行走、提升和对中速度均都有所提高，从进出口回到升降机载荷平台这一过程，该梳齿搬运器仅需25 s 就可以完成，大大降低了车库的单次存取车时间。

4） 搬运器行走稳定性大大提高
搬运器梳齿架摒弃了原来的滚轮结构，采用优质的实心条状梳齿架，车辆停放在至少2 条以上的条状平面上，由具有适用功能的分体式对中推板将前后四轮固定，停放在该搬运器上的汽车安全稳固。六轮支撑结构带来良好的运行稳定性，为了彻底改善COMPARK 搬运器由前后四轮承载车体、轴距过大、轮径过小、行走极不稳定的状况，特在搬运器中间增加了一对滚轮，共6 个滚轮，提高了运行的平稳性，降低了更换行走轮的频率，同时降低了维护成本。

5） 限重装置及耗能分析
搬运器自身带有限重装置，超重车辆将被自动阻挡入库，车库安全性能大大提高。梳齿式系统在每次交换车辆时仅需抬升70 mm 以上, 在两次提升动作中耗能不到COMPARK 系统的三分之一。

6） 车位结构的改进
前车位结构完全突破了之前的梳齿架结构设计，它采用一个近似车轮圆弧的凹形托架，如图4 所示，车轮可以稳稳地停放在槽中，各种规格的轮胎置入其中均可多面接触，可减少长时间存放轮胎产生的磨损。

图4 凹形托架与轮胎接触图

后车位仍采用12 排梳齿架，但改变了原来的悬臂结构，采用全部着地式，受力情况完全改变，不再受梳齿架变形的影响，建筑师们再不用担心安装梳齿架会破坏土建楼板的结构。

5 结束语
设计开发高端智能梳齿式存取交接搬运器，实现梳齿架停车方式，摒弃传统板式停车方式，具有诸多优势和重大意义。通过样机对不同规格型号汽车试验和可靠性测试表明，该技术存取交接时间短，运行效率高，安全可靠，实现了停车设备高度自动化，为传统机械式立体停车库向大型化、智能化方向应用与发展提供了核心技术设备。