МНОГОЭТАЖНЫЙ ГАРАЖ-СКЛАД И МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ НЕГО

МНОГОЭТАЖНЫЙ ГАРАЖ-СКЛАД И МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ НЕГО


RU (11) 2111325 (13) C1

(51) 6 E04H6/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1998.05.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 96103775/03 
(22) Дата подачи заявки: 1996.03.04 
(45) Опубликовано: 1998.05.20 
(56) Аналоги изобретения: 1. SU, патент 5173027, кл. E 04 H 6/20, 1992. 2. CH, патент, 649340, кл. E 04 H 6/28, 1985. 3. BE, заявка, 2115648, кл.E 04 H 6/24, 1984. 4. EP, заявка, 3821452, кл. E 04 H 6/18, 1989. 
(71) Имя заявителя: Штейнбок Лев Залманович (RU) 
(72) Имя изобретателя: Штейнбок Лев Залманович[RU]; Штейнбок Игорь Львович[IL] 
(73) Имя патентообладателя: Штейнбок Лев Залманович (RU) 

(54) МНОГОЭТАЖНЫЙ ГАРАЖ-СКЛАД И МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ НЕГО 
Многоэтажный гараж-склад выполнен в виде здания цилиндрообразной формы, на каждом этаже которого по периферии размещаются ячейки хранения автомобилей. Ячейки выполнены двух размеров по ширине и сгруппированы попарно по своим размерам, а в местах стыковки широких ячеек расположены направляющие лифта. В каждой ячейке независимо от ее размеров размещаются два автомобиля. Подъемник-лифт установлен в центре здания гаража и имеет поворотную платформу, на которой смонтированы два манипулятора и две пары неподвижных гребенок, позволяющих одновременно разместить на платформе четыре автомобиля с двумя параллельными потоками. Рама с гребенками каретки манипулятора, осуществляющая непосредственное взаимодействие с колесами автомобиля при его подъеме, опускании и переносе в ячейки хранения и обратно, выполнена в виде двух коленно-рычажных механизмов, сгруппированных параллельно и попарно установленных зеркально друг относительно друга, рычаги которых крепятся шарнирно как к каретке, так и к подъемной раме, при этом нижние рычаги соединены шарнирно тягами с кривошипами раздаточных коробок. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 7 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к сооружениям для хранения большого количества автомобилей с механическими средствами для перемещения автомобилей в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Известен многоэтажный гараж, в котором ячейки для хранения автомобилей расположены на каждом этаже по окружности, а центральный круг занят лифтом с поворотной платформой, на которой смонтирован манипулятор [1].
Недостатком известного решения является низкая производительность транспортных средств для перемещения автомобилей, т. е. значительные затраты времени на перемещения автомобиля с зоны загрузки при въезде в гараж до поступления автомобиля в ячейку и обратно.
Известен также многоэтажный гараж, в котором расположенный в центральной части лифт оснащен поворотной платформой с двумя манипуляторами, т.е. с размещением на платформе двух автомобилей [2]. Такое конструктивное решение обеспечивает повышение производительности транспортных средств в гараже по сравнению с предыдущим решением. Однако, это решение также не является оптимальным, так как на платформе лифта остается значительная часть неиспользованной площади.
Для перемещения автомобилей с загрузочно-разгрузочной зоны в лифт и обратно, а также для перемещения автомобилей с лифтами в ячейки для хранения и обратно используются манипуляторы разнообразных конструкций, в каждой из которых имеются перемещающаяся по горизонтальным рельсам каретка и элементы, взаимодействующие с колесами перемещаемого автомобиля: приводы перемещения каретки и приведения упомянутых элементов в соприкосновение с колесами. В частности, известны манипуляторы, у которых с колесами автомобиля взаимодействуют ролики, смонтированные на каретке [3].
Недостатком такого решения является сложность конструкции. Так, для приведения роликов в соприкосновение с колесами необходимо сначала осуществить перемещение четырех узлов, несущих ролики, в направлении, перпендикулярном оси автомобиля, так, чтобы ролики установились бы по ширине колеи автомобиля. Затем узлы с роликами должны сдвигаться в противоположном направлении до соприкосновения роликов с колесами автомобиля, и лишь после этого сможет осуществиться перемещение автомобиля по назначению.
Также известен манипулятор, на каретке которого расположена рама с гребенками, взаимодействующими с колесами автомобиля. Гребенки, зубья которых направлены наружу (от оси автомобиля), вступают во взаимодействие с колесами при подъеме рамы четырьмя гидроцилиндрами. При этом автомобиль приподнимается и перемещается, например, в ячейку для хранения, а затем опускается на неподвижные гребенки, зубья которых направлены внутрь (к оси автомобиля). При дальнейшем движении вниз рамы с гребенками зубья неподвижных гребенок опускаются ниже зубьев неподвижных гребенок, что позволяет каретке беспрепятственно вернуться в исходное положение. Привод продольного перемещения включает в себя двигатель (например, электрический) и передачи к колесам, смонтированным на каретке [4].
Недостатком такого решения являются большие размеры манипулятора по высоте, так как при выдвинутом штоке длина цилиндра превышает удвоенную длину хода. Кроме того, перемещение каретки с помощью привода, ходовых колес без соответствующих устройств, обеспечивающих постоянный контакт как приводных, так и неприводных колес с рельсами, осложняет перемещение при переходе этих колес с рельсов, расположенных в лифте, на рельсы, расположенные в ячейках.
Целью изобретения является создание многоэтажного гаража-склада, обеспечивающего малую земельную площадь, приходящуюся на один автомобиль.
Другой целью изобретения является сокращение затрат времени на перемещение автомобилей с начала въезда в гараж до загрузки в ячейки и обратно на выезд из гаража.
Еще одной целью изобретения является сокращение высоты каждого этажа и всего гараж в целом.
Для достижения указанных целей изобретение предусматривает расположение по кольцу ячеек с достаточно большим диаметром, что обеспечивает большое число ячеек на каждом этаже, а для сокращения площади, приходящейся на один автомобиль, в каждой ячейке предусмотрены две пары неподвижных гребенок для параллельной установки на них двух автомобилей.
Большой внутренний диаметр кольца позволяет разместить на поворотной платформе лифта параллельно и симметрично относительно диаметра два манипулятора и две пары неподвижных гребенок для размещения четырех автомобилей, образующих два потока, при этом два из четырех автомобилей располагаются на манипуляторах, а два - на неподвижных гребенках, зоны въезда и выезда автомобилей выполнены также в виде двух параллельных потоков, и в ячейках хранения размещены две пары неподвижных гребенок для установки двух автомобилей, оси которых расположены параллельно диаметру поворотной платформы.
Этой же цели служит то, что в зоне въезда в каждом из двух потоков смонтированы въездные неподвижные гребенки, за которыми установлены перед лифтом манипуляторы.
Той же цели служит то, что в зоне выезда в каждом из двух потоков перед лифтом смонтированы две пары неподвижных гребенок, за которыми установлены манипуляторы.
Таким образом, разделение мест въезда и выезда, а также наличие сквозных потоков движения автомобилей по поворотной платформе лифта позволяет снизить затраты времени на прием и выдачу автомобилей.
Диаметр поворотной платформы с четырьмя автомобилями и ячейки хранения с двумя автомобилями определяют оптимальный размер диаметра многогранника гаража-склада. При этом надежность стыковки рельсов в лифте и в ячейках во многом зависит от жесткости направляющих лифта, которые желательно установить вблизи зоны его перемещения, не увеличивая габаритов здания.
Это достигается тем, что ячейки хранения выполнены двух размеров по ширине и сгруппированы по своим размерам, а в местах стыковки широких ячеек расположены направляющие лифта.
Упрощение конструкции и повышение надежности механизмов гаража обеспечивается тем, что в манипуляторе привод подъема, опускания рамы с гребенками, предотвращающий смещение ее в горизонтальном направлении, выполнен с помощью двух коленно-рычажных механизмов, сгруппированными параллельно и попарно установленными зеркально друг к другу, рычаги которых крепятся шарнирно как к каретке, так и к подъемной раме, при этом нижние рычаги соединены шарнирно тягами с кривошипами раздаточных коробок.
Той же цели служит и то, для обеспечения в манипуляторе постоянного контакта всех колес с рельсами привод передвижения каретки в горизонтальном направлении смонтирован с возможным покачиванием вокруг горизонтальной оси, соединяющей раму привода с кареткой.
Применение этого новшества в манипуляторе позволило уменьшить также его высоту и, как следствие этого, высоту этажа гаража, что является существенным для многоэтажного гаража.
На фиг. 1 изображен гараж, вертикальный разрез; на фиг. 2 - план первого этажа с положением платформы лифта при загрузке автомобилей; на фиг. 3 - план первого этажа с положением платформы при выгрузке автомобилей из лифта; на фиг. 4 - план типового этажа; на фиг. 5 - манипулятор, фронтальный вид; на фиг. 6 - манипулятор, вид сбоку; на фиг. 7 - манипулятор с торца.
Многоэтажный гараж-склад (см. фиг. 1 - 4) имеет форму цилиндрообразного здания (имеет форму многогранной призмы) 1. По периферии гаража на каждом его этаже и частично на первом размещены ячейки 2 и 3 хранения автомобилей 4. Ячейки имеют два размера по ширине. Независимо от ширины ячеек в каждой из них размещаются на неподвижных гребенках 5 два автомобиля 4, оси которых расположены параллельно диаметру платформы 7. В центре здания расположен лифт 6 с поворотной платформой 7. На последней смонтированы параллельно и симметрично относительно диаметра платформы два манипулятора 8 и два комплекта сдвоенных неподвижных гребенок 5. Такие сдвоенные комплекты гребенок 5 размещаются во всех ячейках 2, 3. Две направляющие 9 удерживают лифт 6 от смещения, расположены в местах стыковки широких ячеек 3. На первом этаже знания в зоне въезда 10 автомобилей в гараж размещаются две пары сдвоенных комплектов неподвижных гребенок 12, за которыми следуют два параллельно установленных манипулятора 8. В зоне 11 выезда автомобилей из гаража также имеются сдвоенные комплекты неподвижных гребенок 5 и два манипулятора 13, но размещены они в обратном порядке: манипуляторы 13 на выезде, гребенки 5 за манипуляторами перед лифтом 6. Кроме того, на первом этаже расположено помещение 14, в котором оформляется прием и выдача автомобилей, помещение 15 оператора и другие вспомогательные помещения 16.
Здание 1 гаража может быть выполнено целиком надземным, как показано на фиг. 1. Оно может быть выполнено целиком подземным. Также часть этажей здания может находиться над землей, а часть этажей - ниже уровня земли. Однако во всех случаях находящийся на уровне земли этаж, на котором предусмотрен въезд и выезд, будет называться первым этажом.
Манипулятор 8 (см. фиг. 5 - 7) предназначен для транспортировки автомобилей в гараже (см фиг. 2, 3) без водителя. Манипулятор состоит из каретки 17, которая имеет приводные и неприводные колеса 18, 19 для продольного перемещения по рельсам 20. Приводные колеса монтируются на раме 21, которая соединяется осью 22 непосредственно с кареткой 17 и имеет возможность покачиваться вокруг этой оси. На приводной раме 21 смонтированы электродвигатель 23, редуктор 24, полуоси 25 с колесами 18. На каретке 17 смонтирована подъемная рама 26 с гребенками, зубья 27 которых направлены наружу от оси 22. Длина зубьев позволяет производить установку автомобиля различной колеи (см. фиг. 6 позиция 28). Таким образом, без переналадки манипулятора можно транспортировать автомобили среднего класса, включая автомобиль "Волга".
Подъемная рама 26 соединяется с кареткой 17 двумя коленно-рычажными механизмами 29, 30 установленными попарно и зеркально друг другу. Звенья этих механизмов шарнирно соединены с подъемной рамой 26 и кареткой 17. При этом нижние звенья механизмов также шарнирно соединены тягами 31 с кривошипами 32 раздаточных коробок 33. На фиг. 5 позицией 34 показано верхнее положение подъемной рамы 26 с автомобилем.
Работает многоэтажный гараж-склад следующим образом.
Заехав на одну из неподвижных гребенок 12 в зоне въезда 10 гаража 1, водитель-клиент покидает автомобиль и направляется в помещение 14 для оформления приема автомобиля на хранение. После подачи сигнала Прием один из манипуляторов 8 забирает автомобиль "на себя" и освобождает неподвижную гребенку, что позволяет следующему водителю въехать в гараж. Въезд на гребенки 12 двух потоков позволяет работать манипуляторам 8 независимо и одновременно. Если при этом лифт 6 разгружен и находится на первом этаже в положении загрузки (см. фиг. 2), то соответствующий манипулятор не останавливает автомобиль "на себя", а сразу переносит его в лифт 6 и устанавливает его на неподвижные гребенки 5 платформы 7. Вслед за этим манипулятор 8 и платформы 7 забирают автомобиль "на себя", освобождая соответствующую гребенку 5 для установки следующего автомобиля. После того как все четыре автомобиля заполнят платформу 7, лифт 6 отправляется на этаж, где в ячейках 2, 3 имеются свободные гребенки. Одновременно с движением лифта 6 осуществляется поворот его платформы 7 на необходимый угол. После остановки лифта 6 один манипулятор 8 (или оба манипулятора одновременно) осуществляет перенос автомобиля "с себя" в ячейки 2, 3. Затем осуществляется ход лифта на соответствующий этаж и/или поворот платформы на соответствующий угол. Одновременно один из манипуляторов 8 (или оба манипулятора 8 одновременно) забирает автомобили "на себя" на неподвижных гребенках 5 платформы 7 и переносит их в исходное положение для загрузки в следующие ячейки 2, 3 после остановки лифта 6. Выдача автомобилей из гаража осуществляется после поступления заказов от клиентов и оплаты ими услуг гаража в обратном описанному порядке. Манипулятор 8 или оба манипулятора заполняют гребенку (или гребенки) платформы 7. Затем заполняют себя автомобилями. Лифт 6 следует на первый этаж. При этом платформа 7 разворачивается на угол зоны 11 выдачи автомобилей таким образом, чтобы манипулятор 8 с автомобилем 4 находился на выходе из лифта. После остановки лифта манипулятор 8 переносит автомобиль на гребенку зоны 11 выдачи и направляется за следующим автомобилем на гребенке 5 платформы 7. В это время манипулятор 13 зоны 11 забирает поступивший автомобиль "на себя" и переносит его в исходное положение для выезда из гаража. Клиент своим ходом, садясь в автомобиль, освобождает гараж.
Каждый манипулятор работает следующим образом.
При необходимости забирать автомобиль, находящийся на гребенке спереди или сзади манипулятора (см. фиг. 5 - 7), каретка 17 перемещается к соответствующей гребенке с опущенной рамой 26. При этом зубья 27 гребенки на раме проходят ниже зубьев неподвижных гребенок.
Привод перемещения каретки осуществляется от электродвигателя 23, редуктора 24, который вращает полуоси 25 с колесами 18. После остановки каретки включается привод подъема рамы: электродвигатель 35 вращает червячный редуктор 36, который передает вращение раздаточным коробкам 33. Тяги 31 через вращающиеся кривошипы 32 приводят в движение коленно-рычажные механизмы 29, 30 и осуществляют подъем рамы 26. Зубья 27 проходят между зубьями неподвижных гребенок, поднимают автомобиль за колеса и занимают положение над зубьями неподвижных гребенок, что позволяет каретке 17 перемещать автомобиль на соответствующую неподвижную гребенку. После опускания рамы 26 автомобиль остается на неподвижной гребенке. При подъеме и опускании рамы 26 привод вращается всегда в одну сторону. За половину оборота кривошипа осуществляется подъем рамы 26, за следующие пол-оборота кривошипа - опускание рамы. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Автоматизированный гараж-склад, содержащий здание цилиндрической формы, на всех этажах которого по периферии расположены ячейки для хранения автомобилей, а в центре расположен лифт, оснащенный поворотной платформой, на которой размещен манипулятор для горизонтального перемещения автомобилей из лифта в ячейки и обратно, на первом этаже расположены зоны въезда и выезда автомобилей, отличающийся тем, что на поворотной платформе лифта смонтированы параллельно и симметрично относительно диаметра два манипулятора и две пары неподвижных гребенок для размещения четырех автомобилей, образующих два потока, при этом два из четырех автомобилей располагаются на манипуляторах, а два - на неподвижных гребенках, зоны въезда и выезда автомобилей выполнены также в виде двух параллельных потоков и в ячейках хранения размещены две пары неподвижных гребенок для установки двух автомобилей, оси которых расположены параллельно диаметру поворотной платформы.
2. Гараж-склад по п.1, отличающийся тем, что в зоне въезда в каждом из двух потоков смонтированы въездные неподвижные гребенки, за которыми установлены перед лифтом манипуляторы.
3. Гараж-склад по п.1, отличающийся тем, что в зоне выезда в каждом из двух потоков перед лифтом смонтированы две пары неподвижных гребенок, за которыми установлены манипуляторы.
4. Гараж-склад по п.1, отличающийся тем, что ячейки хранения выполнены двух размеров по ширине и сгруппированы попарно по своим размерам, а в местах стыковки широких ячеек расположены направляющие лифта.
5. Манипулятор для горизонтального перемещения автомобилей в автоматизированном гараже-складе, содержащий перемещаемую продольно каретку и смонтированную на каретке подъемную раму, оснащенную гребенками, на которые становятся колеса перемещаемого автомобиля, приводы перемещения каретки и подъемной рамы с гребенками, отличающийся тем, что привод подъема-опускания рамы с гребенками выполнен в виде двух коленно-рычажных механизмов, сгруппированных параллельно и попарно установленных зеркально друг другу, рычаги которых крепятся шарнирно как к каретке, так и к подъемной раме, при этом нижние рычаги соединены шарнирно тягами с кривошипами раздаточных коробок.
6. Манипулятор по п.5, отличающийся тем, что привод передвижения каретки в горизонтальном направлении смонтирован с возможностью покачивания вокруг горизонтальной оси, соединяющей раму привода с кареткой.