Bãi đỗ xe tự động - Auto car-park system

PHẦN I

TỔNG QUAN BÃI  ĐỖ XE TỰ ĐỘNG

Read more in:
http://www.nmc-vn.com.vn/
http://www.nmc-vn.com.vn/do-xe-tu-dong-en.html

Với tốc độ hiện đại hoá đô thị như hiện nay, ứng dụng hệ thống bãi đỗ xe tự động  là cần thiết và cấp bách. Trước nhu cầu đó, nhóm kỹ sư công nghệ cơ khí và tự động hóa VinTecMac phối hợp các nhà cung cấp thiết bị nghiên cứu, thiết kế chế tạo – nội địa hoá thiết bị công nghệ .

Hệ thống lưu đỗ xe tự động (bãi đậu xe tự động) là công nghệ sắp xếp, lưu trữ và truy hồi (AS/RS) xe ô tô sao cho tiết kiệm không gian và thời gian, đặc biệt là diện tích mặt bằng xây dựng thời gian truy xuất. Để đạt hiệu  suất sử dụng diện tích mặt bằng bến bãi thì hệ thống phải được thiết kế nhiều tầng nhiều lớp và hoạt động với mức độ tự động hoá khá cao đảm bảo an toàn theo tiêu chuẩn ngành.

Cơ sở kỹ thuật thiết kế nội địa hóa bãi đỗ xe tự động:

-Tìm hiểu, phân tích công nghệ bãi đỗ xe tự động đã có trên Thế giới và ứng dụng nguyên lý kết cấu, nguyên lý hoạt động của hệ thống.

- Nghiên cứu khả năng ứng dụng phù hợp với thực tiễn ở Việt Nam

-Tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật, tiêu chuẩn an toàn môi trường, tiêu chuẩn an toàn giao thông và quy hoạch đô thị

Qua nghiên cứu các công nghệ trên Thế giới, chúng tôi nghiên cứu ứng dụng 8 dạng bãi đỗ xe tự động

1.1, Phân loại hệ thống bãi đỗ xe tự động

1.1.1, phân loại theo quy trình lưu chuyển /

Cơ cấu vận chuyển

1, Hệ thống thang máy- robot                            elevator-robot system

2, Hệ thống cầu trục-dị chuyển                          system-moving crane

3, Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang          lifting system-level revolving shift

4, Hệ thống thang nâng -quay vòng tầng           Lifting system-level revolving vertical 

5, Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn             lift-elevator system revolving round

6, Hệ thống thang nâng-dịch chuyển ngang       elevators system-level shift

7, Hệ thống quay vòng đứng                              vertical rotation system

8, Hệ thống nâng hạ-dịch chuyển ngang             lifting system-level shift

Mỗi dạng hệ thống có thể áp dụng  nhiều dạng cơ cấu chấp hành tùi thuộc vào điều kiện thực tế

Cơ cấu vận chuyển (structure transport )thực hiện chức năng di chuyển cơ cấu chấp hành đến vị trí vào ra (IN/OUT Posion)     

Cơ cấu chấp hành (Actuators) là cơ cấu thực hiện chức năng dich chuyển vào/ra xe oto khỏi vị trí đỗ thông dụng:

-Cơ cấu cánh tay robot

-Cơ cấu móc léo

-Cơ cấu liên kết khớp

1.1.2, Phân loại theo hệ thống điều khiển

1, Hệ thống bãi đỗ xe cơ khí  

2, Hệ thống bãi đỗ xe tự động

3, Hệ thống bài đỗ xe thông minh  

1.1.2, Phân loại theo kiến trúc không gian

1, Bãi đỗ lưu kho

2, Bãi đỗ ngầm

3, Bãi đỗ tháp cao

1.1.3 Phân loại theo quy mô sử dụng

1, Bãi đồ xe công cộng

2, Bãi đỗ xe công sở

3, Bãi đỗ xe hộ gia đình

4, Bãi đỗ xe  gara

1.2. Phân tích nguyên lý vận hành

1.2.1,Hệ thống thang máy-robot

Hệ thống gồm 1 lối đi ở giữa, hai bên gồm 1-2 dãy vị trí lưu đỗ

Thang máy : thang máy có nhiệm vụ nâng hạ robot đến đường ray của mỗi tầng, tại điểm xuất phát này Robot tự hành đến vị chí lấy xe oto. Tại vị trí này, cánh tay robot di chuyển đến các các bánh xe oto thực hiện thao tác: kep, nâng di chuyển

 Hình 121

Lưu đồ vận chuyển xếp/ rỡ  của hệ thống thang máy-robot

 Đặc điểm :

-Hệ thống này được sử dung rất rộng rãi cho lưu kho và đỗ xe có quy mô lớn , hệ số an toàn cao (do vị trí lưu đỗ là tĩnh tại) . Đặc biệt hệ thống này là giải pháp tiết kiệm năng lượng lưu chuyển. Để tăng số lượng lưu đỗ, 1 hệ thống có thể có nhiều robot.

Ưu điểm:

Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ xe công cộng có quy mô lớn, an toàn và tiết kiệm năng lượng điện

Nhược điểm:

Điều khiển hệ thống khá phức tạp và chi phí đầu tư lớn

-Hệ số sử dung diện tích: 60% - 80%

-Chiều rộng: 18 – 30m

-Dài:30-45m

-Cao:15-30m

-Số vị trí đỗ:200-600 vị trí

1.2.2, Hệ thống cầu trục-di chuyển

Cầu trục : cầu trục tự hành có nhiệm vụ nâng hạ và dịch  chuyển bàn thao tác ( pallet)  

 Bàn thao tác có cơ cấu móc kéo chuyển pallet ( khay chứa xe oto) thực hiện thao tác vào/ra vị trí lưu đỗ. Cơ cấu chấp hành có thể sử dụng nhiều dạng khác nhau

 Lưu đồ vận chuyển : (hinh 122)

Hình 122 : lưu đồ vận chuyển hệ thống cầu trục-dịch chuyển ngang

Ảnh minh họa: Hệ thống cầu trục chi chuyển

 Đặc điểm :

Hệ thống này có kết cấu nguyên lý đơn giản dễ điều khiển và thông dụng, thích hợp với mô hình vừa và nhỏ do hạn chế về chiều cao của cầu trục .

Hệ thống có tốc độ xử lý khá cao và linh hoạt sử dụng cho bãi đỗ công cộng, chung cư, công sở

Nhược điểm: Hệ thống hạn chế chiều cao nâng chuyển và phát thải ồn cơ học

 Hệ số sử dung diện tích: 60%

-Rộng: 7,5m

-Dài:30-50m

-Cao: 10m

-Số lượng:60-100 vị trí

1.2.3, Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang

-Thang nâng

Thang nâng trong hệ thống này có dạng thang máy: nâng, hạ pallet theo phương đứng.

 -Cơ cấu vạn chuyển trên 1 tầng theo phương pháp đấy/ kéo trượt ngang các pallet theo một vòng chòn khép kín ( pallet có thể dịch chuyển theo 2 phương nằm ngang trên 1 tầng)

-Cơ cấu chấp hành xếp vào/lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc “ăn khớp” truyền lực giữa các pallet với nhau

 Sơ đồ lưu chuyển

Hình 123 sơ đồ lưu chuyển hệ thống thang nâng-quay vòng ngang

Ưu điểm :

Hệ thống này cho hệ số sử dung diện tích khá cao (>80%) thường sử dung cho bãi đỗ ngầm và nổi tòa cao ốc .

Nhược điểm của hệ thống này là giới hạn diện tích sử dụng, chi phí năng lượng riêng lớn

-Rộng:13m

-Dài: 30-35m

-Cao:10-15m

-Số lượng: 120- 160 vị trí đỗ/1hệ thống

1.2.4 Hệ thống thang nâng-quay vòng tầng

Thang nâng ở đây thuộc loại xích tải (Kiểu thang cuốn) nó có thể nâng/hạ pallet liên tục theo vòng tròn đứng

 Việc dịch chuyển trên mỗi tầng được thực hiện nhờ cơ cấu đấy kéo chuỗi pallet theo từng nhịp (mỗi bước dich chuyển bằng chiều rộng của pallet). Mỗi đường vận chuyển có 1 bộ truyền động riêng.

 Truyền lực giữa pallet với nhau bằng liên kết khớp nối. Khi thang cuốn chịch chuyển thì khớp liên kết giữa pallet tự phân khai ra khỏi chuỗi.

Đường lưu chuyển của hệ thống này được thiết lập nhờ kết hợp truyền động chịch chuyển ngang của cả và thang nâng ở 2 đầu. Đườn chuyển động là vòng chuyển động ngược chiều khép kín giữa tầng này với tầng khác qua 2 đầu  thang cuốn

Hình 124 Sơ đỗ lưu chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng tầng

 Ưu điểm :

Hệ thống này sử dung tối đa không gian lưu trữ trong diện tích hẹp. Hệ thống này thích hợp cho bãi đỗ ngầm của khu trung cư, khách sạn

 Hạn chế của hệ thống này ở chỗ : phái sử dung đến nhiều bộ truyền động , chi phí năng lượng riêng cao

-Rộng:6,5m

-Dài:25-30m

-Cao:7-12m

-Số lượng:32-40 vị trí

1.2.5, Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn

-Thang nâng ở hệ thống này thực hiện 2 chuyển động : nâng hạ theo phương đứng và quay quanh trục của nó

-Thực hiện thao tác xếp vào/lấy ra nhờ cơ cấu cánh tay robot.

Sơ đồ lưu chuyển : (hình 125)

Khi thang nâng nâng bàn robot kết hợp chuyển động quay vòng đến vị trí xác định thì robot bắt đầu làm việc

Hình 125 sơ đồ lưu chuyển

Hệ thống thang nâng - xoay vòng tròn

Ưu điểm: BãI đỗ hình trụ ngầm hoặc nổi, kiến trục đẹp, khung kết cấu thép hoặc beton Tốc độ xỷ của hệ thống khá cao.

Nhược điểm: Chiều cao hạn chế do kết cấu thang nâng phức tạp

Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ khu công sở, siểu thị,..Bãi đỗ có thể thiết kế ngầm và nổi

-Đường kính mặt bằng: 20m

-Cao: 10-16m + 16-20m

-Số chứa: 100-200 vị trí đỗ

1.2.6, Hệ thống thang máy – dịch chuyển ngang

Nguyên lý vận hành:

Thang nâng kiểu thang máy ròng rọc kép di chuyển trên 4 đường ray theo phương thẳng đứng

Cơ cấu chấp hành thường dung dạng móc kéo chịch chuyển pllet vào/ra vị trí lưu đỗ. Truyền động cho cơ cấu này nhờ 1 bộ truyền xích.

Ưu điểm :

-Hệ thống này có kết cấu và điều khiển đơn giản, thường sử dung cho bãi đỗ kiểu ngầm và tháp cao.

-Tốc độ xử lý cao và ổn định

Bãi đỗ đáp úng mọi nhu cầu sử dụng và đạt hiệu quả kinh tế cao

Nhược điểm: Do có chiều cao lớn khó khăn cho công tác phong chống cháy nổ

-Hệ số sử dung diện tích cao (k= 66 -80%)

-Diện tích mặt bằng: 13m x 6,5m Hoặc 18x6,5m

-Cao: 20-30m

-Số chứa:30-80 vi trí đỗ

Hình 126 sơ đồ lưu chuyển
Hệ thống thang nâng-dich chuyển ngang

1.2.8, Hệ thống nâng hạ- dịch chuyển

Hệ thống này dùng cáp treo nâng hạ 3/4 vị trí đỗ/ 1 bộ truyền động cáp treo.

Ưu điểm: Hệ thống này điều kiển dơn giản, tời gian xuất/nhập nhỏ, hệ số sử dụng diện tích cao. Hệ thống này hích hợp cho bãi đỗ công cộng.

Nhược điểm: Hệ thống này rất hạn chế về chiều cao không gian sử dụng.

Kích thước 1 modul:

-Rộng: 6m

-Cao:6m-8m

-Dài: 15-20m

-Số vị trí đỗ:15-20

-Hệ số sử dụng diện tích:85%

Sơ đồ lưu chuyển : Hình 128

1.2.8, Hệ thống quay vòng đứng

Ảnh 8:

Hệ thống quay vòng đứng

Nguyên lý cấu tạo:

Các pallet chứa xe được treo trên 2 dải xích tải và di chuyển vòng tròng theo chuỗi xích. Trên khung pallet có con lăn tựa dẫn hướng giữ thăng bằng pallet khi chuyển động. Hệ thống sử dụng duy nhất 1 bộ truyền động.

Ưu  điểm: Hệ thống này có nguyên lý làm việc đơn giản đạt chỉ tiêu sử cao về không gian và thời gian xuất/nhập.

Nhược điển: Hệ thống này hạn chế vầ chiều cao và phát thải tiếng ồn cơ học

 Sử dụng: Hệ thống này được sử dụng rộng rãi cho mọi qui mô và nhiều đối tượng sử dụng: Công sở, cụm dân cư và dịch vụ trông giữ xe, đầu tuyến phố bộ

Đặc điểm:

-Diệt tích sử dụng 1 modul 7-14 vị trí: 6,5 x5,6m

-Cao 7-16m

-Hệ số sử dụng diện ích: 95%

-Số lượng vị trí/ 1 modul: 7-14 vị trí

PHẦN II

THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ

THIẾT KẾ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG

(KIỂU: xxx)

Căn cứ cơ sở:

Các ăn cứ các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn cho bãi đỗ xe tự động:

-Căn cứ vào nhu cầu, điều kiện bến bãi, cơ sở hạ tầng và nhu cầu sử dụng của chủ đầu tư.

-Căn cứ tiêu chuẩn xây dựng nhà cao tầng TCXDVN 323-2004 về chỗ để xe, đường xe chữa cháy

-Căn cứ tiêu chuẩn về thiết bị phòng cháy chữa cháy :

TCVN 3890 : 2009;  TCVN 6379 : 1998

-Căn cứ tiêu chuẩn về thiết kế oto con (P): TCVN 4054-85; TCVN 4054-98

-Tham khảo tiêu chuẩn ngành ASA  (U.S.A) về an toàn bãi đỗ xe cơ giới

-Tham khảo các tiêu chuẩn ASME 30 – (U.S.A) về an toàn hệ thống AS/RS và thiết bị nâng hạ

-Tham khảo đề xuất tiêu chuẩn thiết kế bãi đỗ xe: COP – bản quyền 2011 của hiệp hội thiết kế bãi đỗ xe Singapo và Châu Á

-Tham khảo ứng dụng tiêu chuẩn kích thước bãi đỗ xe của Korea

Thông số kỹ thuật cơ bản

Kích thước tiêu chuẩn xe oto 4 chỗ, mã chủng loại P theo TCVN 4054-85

Chiều cao (h): 1300

Chiều rộng(w): 2100

Chiều dài (l): 4800

Cơ sở (WB): 3400, cách trước (f):900

Bán kính rẽ tối thiểu  vòng trong: 4200 , Vòng ngoài: 7300

Tiêu chuẩn không gian cho 1 vị trí lưu đỗ thiết kế áp dụng cho dự án này:

Đường giao thông trong bãi đỗ rộng 3600 (cho 1 chiều), rộng 6000 (cho 2 chiều)

Bán kính quay vòng nhỏ 4500 mm

Không gian chứa xe

Dài: 5800

Rộng: 2400

Cao: 1600

Thông số kỹ thuật bãi đỗ xe tự động loại:

Số vị trí đỗ xe/ 1 hệ thống:

Tốc độ di chuyển:

Thời gian lấy xe lớn nhất: 3,5 phút

Công suất động cơ:

Nguồn điện: 3pha AC 220/380 50Hz

Điều khiển tự động PLC

Kích thước bao: Dài x rộng x cao:

2.1. 

Tính toán thiết kế thiết bị cơ khí

Phần tính toán thiết kế cơ khí truyền động và kết cấu máy tôi sử dụng phần mềm việt hóa "VNMitCalc" - theo mã nguồn mở MiTCalc với tiêu chuẩn thiết kế Châu Âu http://www.mitcalc.com/en/products.htm . Để tìm hiểu, sở hữu bản Tiếng Việt 100%, bản liên hệ tác giả Ngvavinh@gmail.com

. 

A, Khung đỡ

Khung đỡ có kết cấu thép định hình đỡ toàn bộ trọng của hệ thống .....

B, Pallet

Pallet là khung sàn chứa ô tô cần lưu đỗ trên hệ thống. ......

      C.Bộ truyền động thang máy

      Cơ cấu nâng hạ........

D, Cơ cấu chấp hành

Cơ cấu xếp vào / lấy ra khỉ vị trí lưu trữ

2.2. Hệ thống điều khiển tự động:

A, Quy trình vận hành         

- Quy trình vận hành (đối với khác hàng)

Khi đưa xe vào bãi đỗ (IN):

Khi xe vào đúng vị trí đỗ, lái xe kéo phanh tay và đóng cửa hoàn toàn. Khi lái xe ra khỏi pallet và đăng nhập hệ thống (Login) trên bảng điều khiển (IN). Khi  đủ điều kiện an toàn và đã đăng nhập thì motor bắt đầu khởi động và chạy đến vị trí dừng nghỉ ( Vị trí Png)

Khi lấy xe ra (OUT):

Khi lâý xe ra, khác hàng đăng nhập hệ thống ( Login) và chọn lệnh lấy ra (OUT) thì motor khởi động theo chiều lấy ra và đến điểm dừng ) Home và khác hàng vào lấy xe. Sau khi xe ra khỏi hệ thống thì motor tự động chạy đến vị trí nghỉ (Png) kết thúc quy trình

Thủ tục đăng nhập hệ thống bằng phương thức : Tự do miễn phí ( Free); mật khẩu (Password); thẻ từ (FIR); vé mã vạch (Cod) hay tín nhắn SMS tùy theo chủ đầu tư lựa chọn cấu hình thiết bị.

Ví dụ với hình thức dăng nhập tự do thì thủ tục là:

Khi vào bạn chỉ cần bấn nút khởi động (Start) > (In) và nhớ số pallet

Khi ra bạn cần khởi động (Start)> nhập số pallet (No)> (Out) và chờ khi hệ thống dừng hoàn toàn và phát tín hiệu OK!

- Quy trình vận hành của thiết bị hệ thống

Khi lấy xe ra:

Khi lấy xe ra  khác hàng đăng nhập thành công và chọn lệnh vào (In) hệ thống xác định mã số vị trí pallet rồi khởi động động cơ truyền động. Trức khi khởi động 3s phan trục động cơ mở ra để khởi động quá độ. Bộ truyền động hoạt động, cơ cấu di động quét qua công tác hành trình làm đòng /mở tiếp điểm tín hiệu số đầu vào cho bộ điều khiển logic. Khi đến vị trí xác định pallet cần lấy xe ra thì động cơ dừng và phan đúng vị trí Home. Khi đã phanh dừng thì đèn tín hiệu làm việc để khách hàng lấy xe. Quá trình xe lùi ra được cảm biến quang phát hiện chiều ra. Khi xe rời khỏi hoàn toàn pallet thì quá trình trở về vị trí cân bằng và dừng nghỉ.

Quy trình  đưa xe vào

theo chu tri chình ngược lại.

Khách hàng chỉ cần đăng nhập Log chọn In/Out nhấn Run

B, Thiết kế thuật toán và phần mềm điều khiển giám sát

C, Thiết kế kết nối phần cứng hệ thống

D, Thiết kế công suất

2.3. Các chế độ bảo trì công nghệp

2.4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ

 Bản thiết kế hệ thống phần cứng và phần mềm " Điều khiển giám sát trên LoGo - Siemens"

Ngvavinh@gmail.com

PHẦN III

THUYẾT MINH XÂY LẮP

Căn cứ theo điều kiện mặt bằng xây dựng, thiết bị công nghệ và đường vận chuyển. Bố trí quy hoach mặt bằng xây dựng, lắp đặt:

1.1. 

Sơ đồ quy hoạch mặt bằng xây lắp

1.2. 

Giải pháp kết cấu xây dựng

1.3. 

Giải pháp ung cấp năng lượng

1.4. 

Giải pháp an toàn phòng chống cháy nổ