Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini

Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Chương I. Tổng quan về hệ thống bãi đỗ xe gắn máy
1.1 .Giới thiệu hoàn cảnh
Việt Nam là một nước đang phát triển với cơ sở hạ tầng về giao thông công cộng
còn chưa phát triển, với nhu cầu đi lại ngày càng cao thì tất yếu kéo theo sự gia tăng
nhanh chóng của các phương tiện cá nhân, đặc biệt là xe gắn máy. Trong khi đó quỹ
đất dành cho các bãi đỗ xe rất nhỏ, các bãi đỗ xe luôn trong tình trạng thiếu về số
lượng và quá tải về diện tích. Có thể nói với diện tích bãi đỗ xe trên mặt đất như
hiện này thì không thể đáp ứng được nhu cầu, đòi hỏi phải có một hệ thống bãi đỗ
xe gắn máy mới có thể chứa được nhiều xe hơn tính với cùng một khoảng diện tích.

Hình 1.1.Bãi đỗ xe máy trên vỉa hè
1.2 .Thực trạng khả năng đáp ứng của các bãi đỗ xe Việt Nam và kinh
nghiệm của các nước phát triển
1.2.1

Thực trạng Việt Nam

Hiện tại, khả năng đáp ứng của các bãi đỗ xe gắn máy ở các thành phố lớn của
Việt Nam là quá thấp so với nhu cầu. Và thực tế khảo sát ở các thành phố lớn cho
thấy chúng ta chưa có một bãi đỗ xe gắn máy nào được thiết kế để làm tăng số
lượng xe. Chúng ta đơn thuần chỉ sử dụng các bãi đỗ xe gắn máy truyền thống với
diện tích đỗ xe bằng diện tích trống có thể sử dụng, không tận dụng được khoảng
không của các bãi đỗ xe.

1


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Theo tiêu chuẩn về xây dựng đô thị tại Việt Nam, diện tích đất dành cho giao
thông tĩnh, tức đất xây dựng các bãi đậu xe phải đạt từ 3-5% diện tích đất đô thị,
nhưng hiện nay, chúng ta mới chỉ đạt chưa tới 1% nên nạn ùn tắc giao thông và tình
trạng đậu xe lấn chiếm lòng lề đường thường xuyên xảy ra.
Như vậy, cần nhanh chóng nâng cao diện tích cho giao thông tĩnh. Bên cạnh
từng bước chỉnh trang các đô thị hiện hữu, các đô thị mới xây dựng thì buộc phải
thỏa mãn tỉ lệ giao thông tĩnh từ 3-5%. Nguyên tắc trong phát triển đô thị là tiết
kiệm đất đai, nên chắc chắn các đô thị buộc phải khai thác tối đa không gian đậu xe,
cả trên không lẫn dưới lòng đất, hình thành các bãi đậu xe ngầm, tháp đậu xe trên
cao.
Vài năm gần đây, bộ Xây dựng đã cho phép nhà đầu tư áp dụng các tiêu chuẩn
của nước ngoài để xây dựng các bãi đậu xe ngầm, thí điểm làm các tháp đậu xe trên
cao đặc biệt là tại các đô thị lớn.
1.2.2 Giải pháp của các nước phát triển
-

Áp dụng khoa học công nghệ đặc biệt là lĩnh vực điều khiển tự động vào

thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh, nhờ đó có thể quy hoạch bãi đỗ tận dụng
được các khoảng không gian phía trên. Diện tích sử dụng có thể tăng từ 4-8 lần tùy
nhu cầu và mức đầu tư.
-

Dựa theo phương thức vận chuyển xe, người ta chia bãi đỗ xe thông mình

thành các dạng sau: bãi đỗ xe dạng nâng, bãi đỗ xe dạng tháp, bãi đỗ xe dạng xích
đu …
-

Các mô hình hệ thống bãi đỗ xe thông dụng:

a/Dạng thang nâng:
Hệ thống bao gồm: lối vào và lối ra (lưu trữ xe và điều hành lấy xe ra), lối vào

và lối ra thang máy, bàn quay (điều chỉnh hướng cho xe vào và ra, cấu hình theo nhu
cầu), thiết bị di chuyển xe thông minh (vận chuyển xe bên trong nhà để xe), tấm
thiết bị để xe (lưu trữ và lấy xe ra) và trung tâm điều khiển.
Hệ thống thuộc loại này được sử dụng chủ yếu cho việc để xe dưới lòng đất,
một nửa để xe ngầm và các công trình chiều cao có giới hạn.

2


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

b/Dạng tháp
Hệ thống bãi đậu xe này là kinh tế hơn, an toàn hơn, nhanh hơn, thẩm mỹ hơn.
Nó gây tiếng ồn thấp, độ rung nhỏ và có khả năng tương thích tốt với các tòa nhà và
bảo trì dễ dàng, vì vậy nó đặc biệt thích hợp cho việc xây dựng các hệ thống đỗ xe
dọc trong thành phố. Đây là một sự lựa chọn tốt nhất cho việc sử dụng hiệu quả đất
và tạo ra nhiều không gian hơn. Hệ thống đỗ xe và lấy xe ra thông qua các thiết bị
trượt và nâng, và các chế độ được thiết lập của bàn quay bên trong lối vào và ra tạo
cho các phương tiện vào và ra khỏi nhà để xe thuận tiện. Các phương tiện có thể di
chuyển về phía trước để vào hoặc thoát ra khỏi hệ thống và toàn bộ quá trình được
tự động thực hiện.
c/Dạng tuần hoàn nhiều tầng
Hệ thống này phù hợp cho việc xây dựng ở tầng hầm tòa nhà và bên trong của
tòa nhà, là một thiết bị có tỷ lệ sử dụng không gian cao. Hệ thống này sử dụng cấu
trúc khép kín và không cần xe chuyên chở để vận chuyển xe, nhưng nó sử dụng các
đơn vị di chuyển và xoay, kết hợp với thang máy để lấy xe. Các hệ thống phụ có thể
thiết lập lối vào và lối ra ở thang máy và bất kỳ vị trí của tầng đậu xe, phù hợp với

địa hình phức tạp khác nhau
d/Dạng xích đu (xoay vòng trục đứng)
Là hệ thống mang lại hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất. Hệ
thống đỗ xe dạng xích đu là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các
bàn nâng (pallet), các bàn nâng này di chuyển xoay vòng 3600 quanh trục cố định,
có thể đảo chiều xoay.
Hệ thống được lập trình để tối ưu việc lấy xe, di chuyển xe sao cho có thể lấy
xe ra nhanh nhất.
Hệ thống có đặc điểm chính:
- Tận dụng được chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, có thể lắp nhiều hệ thống
đơn thành một tổ hợp.
- Điểm vào xe từ dưới mặt đặt.
- Có thể lắp đặt độc lập hoặc lắp bên trong tòa nhà cao tầng.

3


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Trong thực tế điều kiện Việt Nam, ta thấy hệ thống đỗ xe dạng xoay vòng trục
đứng là phù hợp để áp dụng cho việc giữ xe gắn máy tại các nơi có diện tích nhỏ
hẹp như trong các chung cư mini, các tòa nhà liền kề không có nhiều diện tích dành
cho đỗ xe nhưng lại có nhiều khoảng không gian trên cao.
1.3 .Giới thiệu về bãi đỗ xe dạng xích đu
1.3.1

Khái niệm về hệ thống bãi giữ xe dạng xích đu

Hệ thống bãi giữ xe dạng xích đu hoạt động dựa trên nguyên lý hoạt động của hệ
thống lưu kho tự động, trong đó hàng hóa là ô tô, xe máy.

Trong hệ thống này xe được lưu giữ ở các khay dưới mặt đất hoặc trên cao. Hệ
thống sử dụng các thiết bị nâng chuyển để lưu giữ và vận chuyển xe đến vị trí định
trước nhờ sự điều khiển của máy tính hoặc các thiết bị điều khiển lập trình.
1.3.2

Hình thành và phát triển

Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc sản xuất xe ô tô, xe máy ngày càng
đơn giản hơn, giá thành hạ, năng suất tăng. Trong khi đó cơ sở hạ tầng lại không
phát triển kịp so với đà tăng của các phương tiện vận chuyển: đường xá, chỗ giữ xe
có chiều hướng giảm do được sử dụng không đúng mục đích hoặc sử dụng cho mục
đích khác. Chính vì lý do này các nhà quy hoạch thiết kế hạ tầng phải nghĩ cách tận
dụng triệt để diện tích sẵn có để có tạo ra không gian tối đa cho việc đỗ xe.
Hệ thống giữ xe tự động đầu tiên khởi nguồn từ Mỹ vào những năm đầu thập kỷ
90 sau đó lan sang Châu Âu. Đến nay hệ thống giữ xe tự động đã phát triển trên
toàn thế giới với nhiều dạng khác nhau và những tính năng ngày càng được cải tiến
để đáp ứng những nhu cầu đòi hỏi khắt khe.
Hiện nay Nhật Bản và Hàn Quốc là 2 nước có số lượng hệ thống đỗ xe tự động
nhiều nhất thế giới. Hệ thống giữ xe dạng xích đu được dùng tương đối phổ biến tại
Nhật và Hàn Quốc.
1.3.3 Nguyên lý hoạt động của bãi đỗ xe dạng xích đu
Hệ thống quản lý bãi giữ xe máy hoạt động dựa trên nguyên tắc lập trình vi điều
khiển dùng để điều khiển các cửa vào ra và đếm số xe thông qua các cảm biến, động

4


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

cơ, công tắc hành trình,v.v,…Các cơ cấu chấp hành hoạt động nhờ sự vận hành của

các động cơ dưới tín hiệu điều khiển được gửi đến từ bộ vi điều khiển.

Hình 1.2. Bãi đỗ xe ô tô dạng xích đu
* Quá trình gửi xe:
Khi có tín hiệu báo gửi xe, vi điều khiển sẽ tính toán và điều khiển động cơ hoạt
động đưa khay có chứa giá đỡ trống về vị trí sàn lấy xe. Hệ thống hoạt động được
nhờ các cảm biến gắn trên khay xe, các cảm biến gửi tín hiệu về vi xử lý và được
giải mã để nhận dạng chính xác các khay xe. Khi khay chứa xe dừng ở vị trí sàn lấy
xe thông qua tín hiệu của cảm biến hành trình đặt tại cửa, vi xử lý sẽ gửi tín hiệu để
cơ cấu gắp xe hoạt động. Hành trình của cơ cấu gắp được xác định nhờ các công tắc
hành trình đặt ở các vị trí khác nhau để định dạng từng lộ trình gắp các giá đỡ xe
riêng biệt. Giá đỡ xe được chuyển đến vị trí cửa và người gửi xe có thể đưa xe vào
để bắt đầu thực hiện quá trình cất xe.
* Quá trình cất xe:
Khi xe đã ổn định trên giá đỡ và có tín hiệu báo cất xe, vi điều khiển sẽ điều
khiển cơ cấu gắp xe đưa giá đỡ xe về khay xe định trước. Đây là hành trình ngược
quá trình gắp giá đỡ ra khỏi khay. Khi giá đỡ xe và xe được đưa lên khay chứa, cơ
cấu gắp xe sẽ tự động di chuyển về vị trí cửa ban đầu. Quá trình cất xe kết thúc.

5


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

*Quá trình lấy xe:
Tương tự như quá trình gửi xe, khi nhận được tín hiệu báo lấy xe, vi điều khiển
sẽ điều khiển các động cơ phối hợp để đưa khay xe về vị trí sàn lấy xe và điều khiển
cơ cấu gắp xe thực hiện quá trình đưa giá đỡ xe về vị trí cửa. Quá trình lấy xe kết
thúc khi ta lấy xe ra khỏi giá đỡ và đưa tín hiệu báo xe đã ra vị trí an toàn. Máy tính
sẽ tính tiền thời gian mà xe đã gửi trong bãi xe.

1.3.4. Các thông số cơ bản của hệ thống
1.3.4.1. Sức chứa lớn nhất: Sức chứa lớn nhất là số lượng tối đa mà hệ thống có
thể chứa được.
1.3.4.2. Hệ số sử dụng diện tích
Hệ số sử dụng diện tích là tỷ số giữa diện tích mặt đất và số lượng xe giữ tối đa.
Thông số này phụ thuộc vào hệ thống sử dụng cũng như chiều cao công trình. Hệ số
sử dụng diện tích cho ta biết mức độ sử dụng đất từ đó thiết kế mô hình và lựa chọn
hệ thống sao cho hệ số này là tối ưu.
1.3.4.3. Thời gian nhập hoặc lấy xe
Đây là thông số quan trọng thể hiện mức độ hiệu quả của hệ thống. Nó phụ
thuộc vào tốc độ di chuyển của các thiết bị nâng chuyển và hành trình di chuyển của
các thiết bị nâng chuyển. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào đỗ trễ của bộ xử lý tốc độ,
lập trình tối ưu.
1.3.5.

Lợi ích của hệ thống giữ xe tự động

-Tiết kiệm diện tích, không gian: hệ thống tận dụng toàn bộ thể tích không gian
nhờ khai thác tối đa chiều cao của không gian sẵn có.
-Tiết kiệm thời gian: khách hàng không phải mất nhiều thời gian cho việc tìm
khoảng trống đậu xe. Việc tìm và chuyển xe do hệ thống tự đảm nhận nên tiết kiệm
được thời gian cho khách hàng.
-Không ô nhiễm môi trường: Hệ thống hoạt động hoàn toàn nhờ vào điện năng
nên khống có khí thải trong quá trình vận hành.

6


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

-An toàn, bền: không gây va quệt giữa các xe với nhau, chống việc mất mát phụ
tùng, phá hoại như khi đỗ xe thông thường.
-Chi phí hoạt động, bảo trì và sửa chữa thấp: hệ thống chỉ cần vài người điều
khiển nên tiết kiệm được nhân lực. Việc bảo trì và sửa chữa dễ dàng do hệ thống
được tạo thành từ nhiều modun riêng biệt.
-Tính linh hoạt cao: có thể thay đổi phù hợp với diện tích đặt bãi đỗ, các lựa
chọn được thay đổi dễ dàng nhờ việc lập trình.
1.4. Kết luận: Giải pháp cho các bãi đỗ xe mini, các bãi đỗ xe cho chung cư
Với trình độ khoa học kỹ thuật của Việt Nam hiện tại có thể áp dụng để đưa vào
thiết kế chế tạo bãi đỗ xe gắn máy dạng xích đu, qua đó chúng ta có thể tận dụng
được các khoảng không gian phía trên vốn bị bỏ phí bao lâu nay.
Thông thường bên cạnh các tòa nhà hoặc trong các chung cư luôn tồn tại những
khoảng đất hoặc diện tích trống có thể chứa 10 đến 12 xe gắn máy (tương đương với
hai hàng xe, mỗi hàng chứa 5 đến 6 xe và tốn thêm một khoảng không gian để làm
lối lưu thông đưa xe vào vị trí). Trung bình một diện tích như vậy cần khoảng 30m2.
Nhưng thực tế nhu cầu đỗ xe của các chung cư lại lớn hơn như vậy rất nhiều.
Để tăng số lượng đầu xe lưu giữ, chúng ta cần xây dựng các bãi đỗ xe gắn máy
chồng tầng để tăng diện tích lưu giữ. Với cùng diện tích mặt đất, bãi đỗ xe máy
dạng xích đu sẽ có sức chứa lớn hơn từ 3-8 lần (tùy thuộc vào chiều cao tối đa được
phép sử dụng của bãi đỗ xe). Đây là điều mơ ước trước kia nhưng với công nghệ
hiện nay hoàn toàn thực hiện được với giải pháp bãi đỗ xe gắn máy dạng xích đu.
Với kết cấu thép lắp ráp theo từng cụm chi tiết nên hệ thống đỗ xe xoay vòng
dạng xích đu có thể chồng tăng thêm số khay chứa tùy vào nhu cầu sử dụng. Tùy
theo cao độ được phép sử dụng, chúng ta có thể thiết kế 6-12 khay, mỗi khay chứa
4-8 xe để tăng công suất của bãi đỗ lên từ 3-8 lần. Hơn nữa chúng ta cũng có thể
liên kết nhiều cụm xích đu lại với nhau thành một hệ đỗ xe dạng xích đu. Ưu điểm
của thiết kế là diện tích mặt đất không đòi hỏi nhiều, vận hành đơn giản, dễ lắp đặt
bảo trì hệ thống.

7

Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Chương 2. Yêu cầu thực tiễn và giải pháp cho bãi đỗ xe gắn
máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini
2.1 .Lý do lựa chọn hệ thống đỗ xe gắn máy dạng xích đu
Trong đồ án này em lựa chọn hệ thống đỗ xe gắn máy dạng xích đu bởi nó phù
hợp với yêu cầu của các bãi đỗ xe cho các chung cư mini, các bãi đỗ có diện tích
nhỏ hẹp.
-

Các ưu điểm chính của hệ thống:

+ Tiết kiệm không gian, có thể sử dụng thích hợp với địa hình nhà chung cư Việt
Nam.
+ An toàn, bền, ứng dụng khoa học kỹ thuật cao vào điều khiển.
+ Đơn giản, dễ lắp đặt và vận hành, bảo trì bảo dưỡng.
-

Đặc biệt phù hợp với điều kiện Việt Nam:

+ Đất đai thiếu thốn, đặc biệt là ở các đô thị đông dân cư.
+ Đội ngũ kỹ thuật viên ít kinh nghiệm nhưng ham học hỏi, dễ dàng tiếp thu
công nghệ mới để vận hành đưa vào sử dụng.
+ Chi phí thấp.
+ Ứng dụng chuyên biệt cho xe gắn máy.
2.2. Yêu cầu thực tiễn đối với hệ thống đỗ xe
+ Thiết kế hệ thống đỗ xe cho các loại xe gắn máy thông dụng ở Việt Nam:
a/ Tên sản phẩm

Air Blade 125

Trọng lượng bản thân

115kg

Dài x Rộng x Cao

1.901mm x 687mm x 1.115mm

Khoảng cách trục bánh xe

1.288mm

Độ cao yên

777mm

Khoảng cách gầm so với mặt đất

131mm

8


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

b/Tên sản phẩm

SH125i/SH150i

Trọng lượng bản thân

134 kg

Dài x Rộng x Cao

2.034mm x 740mm x 1.152mm

Khoảng cách trục bánh xe

1.340mm

Độ cao yên

799mm

Khoảng sáng gầm xe

144mm

c/Tên sản phẩm

Lead

Khối lượng bản thân

115 kg

Dài x Rộng x Cao

1.832 mm x 680 mm x 1.120 mm

Khoảng cách trục bánh xe

1.273 mm

Độ cao yên

760 mm

Khoảng sáng gầm xe

138 mm

d/Tên sản phẩm

Wave 110 RSX

Trọng lượng bản thân

101 kg

Dài x Rộng x Cao

1.898mm x 709mm x 1.080mm

Khoảng cách trục bánh xe

1.227mm

Độ cao yên

764mm

Khoảng sáng gầm xe

135mm

e/Tên sản phẩm

Exciter 150 GP

Trọng lượng bản thân

115 kg

Dài x Rộng x Cao

1.970mm x 670mm x 1.080mm

Khoảng cách trục bánh xe

1.290mm

Độ cao yên

780mm

Khoảng sáng gầm xe

135mm

9


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

f/Tên sản phẩm

Nouvo FI SX

Trọng lượng bản thân

112 kg

Dài x Rộng x Cao

1.943mm x 705mm x 1.067mm

Khoảng cách trục bánh xe

1.290mm

Độ cao yên

776mm

Khoảng sáng gầm xe

130mm

Bảng 2.1. Thông số cơ bản của các loại xe thông dụng.
+ Sức chứa tối đa của hệ thống (8 khay, mỗi khay 4 ô chứa): 8 x 4 =32 (xe).
+ Diện tích sử dụng chính của hệ thống (dài 6m, rộng 5): 5 x 6 = 30 (m2)
+ Diện tích phụ sử dụng để dịch chuyển xe vào bãi: 2.5 x 4 = 10 (m2)
+ Chiều cao tối đa của hệ thống : 8 m

2.3. Yêu cầu công nghệ
+ Hệ thống sử dụng thẻ quẹt để xác định chính xác xe máy vào ra. Người quản
lý có thể sử dụng máy tính để gửi và cất xe, cũng có thể sử dụng trực tiếp thẻ quẹt
để đưa xe vào vị trí và lấy xe ra.
+ Sau khi quá trình gửi xe kết thúc, người quản lý hoặc khách hàng sẽ ấn nút báo
hiệu quá trình gửi xe đã hoàn tất để hệ thống chuyển xe về vị trí lưu giữ.
+ Màn hình máy tính báo hiệu các ô trống và các ô đã kín xe, số ô trống trên
tổng số các ô giữ xe.
+ Màn hình LCD cho phép khách hàng nhìn thấy số ô xe sau khi quẹt thẻ để gửi
xe hoặc lấy xe.
+ Hệ thống vận hành êm, an toàn không rung lắc.
+ Hệ thống điện tính toán đủ công suất, không gây hiện tượng chập cháy do quá
tải.
+ Thời gian gửi và nhận xe nhanh chóng, chính xác.
+ Tối ưu hóa diện tích sử dụng.
+ Chịu được môi trường làm việc khắc nghiệt: mưa gió, bụi bẩn, độ ẩm…

10


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

2.4. Giải pháp
Hệ thống sẽ sử dụng bộ điều khiển trung tâm và các động cơ, các cảm biến, cữ
hành trình… vận chuyển và lưu giữ xe.
Hệ thống sử dụng thẻ quẹt được mã hóa để xác định chính xác số ô trên từng
khay. Mỗi thẻ sẽ tương ứng với vị trí của một vị trí lưu giữ. Khi quẹt thẻ, tín hiệu sẽ
được truyền về vi điều khiển. Vi điều khiển sẽ xử lý dữ liệu dựa trên các thuật toán
để điều khiển các động cơ hoạt động, đưa ô xe về vị trí thích hợp. Sau khi quẹt thẻ,
trên màn hình LCD sẽ hiển thị số ô xe cần lấy, đồng thời trên giao diện máy tính
cũng xuất hiện số ô giữ xe hệ thống đang lấy.
Quá trình gửi và lấy xe được thực hiện trơn tru êm ái nhờ hệ thống ray dẫn
hướng chính và các rãnh lăn phụ đưa khay chứa xe chuyển động ổn định theo quỹ
đạo cho trước.
Trên các ô giữ xe có cơ cấu kẹp xe bán tự động, cơ cấu này sẽ tự động kẹp khi
xe được đưa ra khu lưu giữ và tự động mở khi xe về gần vị trí lấy xe. Cơ cấu kẹp xe
có tác dụng giữ cho xe ổn định, không bị xô lệch trong quá trình khay chứa di
chuyển theo chu trình định sẵn.

11


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Chương 3. Thiết kế hệ thống cơ khí
3.1. Hệ thống cơ khí
Hệ thống cơ khí của bãi đỗ xe gắn máy dạng xích đu gồm 2 phần chính là khung
quay chính và hệ thống dịch chuyển xe ra vào bãi.

Hình 3.1. Kết cấu tổng thể của hệ thống bãi đỗ xe dạng xích đu

12


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Trong đó :
1-Khung chính của bãi đỗ xe.
2.-Khung dẫn hướng trong
3- Khung dẫn hướng ngoài: khung dẫn hướng trong và khung dẫn hướng ngoài
được lắp ráp tạo thành rãnh dẫn hướng cho hệ truyền động con lăn xích tải.
4- Hệ con lăn xích tải: chuyển động trong rãnh dẫn hướng, khi con lăn xích tải
chuyển động, khay đỡ với trục chính của khay được gắn cố định trên hai đầu con lăn
cũng chuyển động theo.
5-Cơ cấu chống lắc (rãnh dẫn hướng phụ): cho phép con lăn của khay đỡ chuyển
động trong rãnh phụ, giúp khay đỡ ổn định, không rung lắc.
6- Khay giữ xe: trên khay có các thanh để ngăn cách các ô xe với nhau.
7- Ô để xe: nơi lưu giữ các xe trong quá trình xe được gửi tại hệ thống.
8-Thanh ray ngang của cơ cấu dịch chuyển : cho phép cơ cấu dịch chuyển
chuyển động ổn định theo phương ngang.
9- Động cơ Q2 : tạo chuyển động quay giúp cơ cấu chuyển động theo phương
ngang.
10-Động cơ Q3: tạo chuyển động quay giúp cơ cấu chuyển động theo phương
dọc.
11- Tay kẹp: kẹp chặt các ô để xe trong quá trình dịch chuyển.
12- Thanh ray dọc của cơ cấu dịch chuyển: cho phép cơ cấu dịch chuyển chuyển
động ổn định theo phương dọc.
13- Cơ cấu kẹp xe bán tự động: kẹp xe trong quá trình vận chuyển và mở khi xe
về bãi đỗ.
14-Đĩa xích bị động: có nhiệm vụ nhận lực từ bánh xe chủ động nối với động cơ,
thông qua đó dịch chuyển hệ thống xích tải.

15-Động cơ chính Q1: tạo chuyển động quay giúp vận hành hệ thống xích tải và
khay giữ xe.

13


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống bãi đỗ xe gắn máy
Trạng thái 1: Khi xe đến bãi đỗ, sau khi quẹt thẻ, hệ thống sẽ nhận biết được vị
trí ô xe cần lấy. Nhờ chuyển động của hệ thống con lăn xích tải, khay chứa ô để xe
sẽ được đưa về vị trí lấy xe để cơ cấu dịch chuyển làm nhiệm vụ kẹp ô xe cần lấy và
chuyển đến bãi đỗ.
Trạng thái 2: Xe được đẩy vào ô xe đã đợi sẵn trên bãi, người xếp xe phải để xe
đúng vào vị trí đánh dấu trước (trên ô xe có các khía nhám để đánh dấu vị trí bánh
trước và bánh sau của xe), dựng chân trống (có thể sử dụng chân chống phụ hoặc
chân trống giữa).
Trạng thái 3: Khi có tín hiện từ người gửi, ô chứa xe và xe được kéo trở lại
khung. Cơ cấu kẹp xe bán tự động đặt trên ô xe chuyển từ trạng thái mở sang trạng
thái làm việc (kẹp chặt) khi ô xe xa dần vị trí bãi đỗ. Xe luôn được kẹp chặt trong
quá trình vận chuyển trên khay đỡ.
3.3. Các bộ phận và cơ cấu chính
3.3.1. Khung
Khung là hệ thống chịu lực chính của toàn bộ hệ thống, vật liệu chế tạo bằng
thép.
Các kích thước của khung được cho trong hình dưới.

14

Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Hình 3.2. Khung đỡ chính

15


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

3.3.2. Ray dẫn hướng
Ray dẫn hướng được tạo thành nhờ sự kết hợp của khung dẫn hướng trong và
khung dẫn hướng ngoài. Hệ thống con lăn xích sẽ chuyển động trong rãnh dẫn
hướng, nhờ đó hệ thống chuyển động ổn định theo hướng định sẵn.

Hình 3.3. Ray dẫn hướng hệ con lăn – xích tải.
3.2.3. Khay chứa các ô xe
Khay chứa xe được thiết kế cho 4 ô để xe, có kết cấu dạng khung, sử dụng thép
hộp mạ kẽm 50x100x2mm làm khung chính. Xe máy được đặt trên các ô chứa xe
nên bề mặt của khay chứa không cần thiết phải làm kín, ở trường hợp này để tiết
kiệm chi phí và giảm trọng lượng, bề mặt khay để hở.
Các kích thước của khung được cho trong hình dưới:

16


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Hình 3.4. Kích thước của khay chứa các ô xe

Hình 3.5. Khay chứa bốn ô xe

17


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

3.2.4. Các ô giữ xe
Mỗi ô giữ xe được thiết kế để chứa một xe máy. Đường bao của ô chứa có kích
thước 2100mm x 900mm để có thể chứa vừa cả những xe tay ga lớn như SH, Lead.
Ô giữ xe được cấu tạo từ các hộp thép mạ kẽm hàn với nhau thành khung, phía trên
bề mặt khung được lắp tấm thép phủ kín bề mặt, phía dưới có bốn thanh thép hộp
50x100x2mm được hàn song song với nhau dọc theo chiều dài khung tạo thành hai
rãnh định hình phục vụ việc vận chuyển khay (hai tay của cơ cấu kẹp xe sẽ trượt dọc
hai rãnh định hình này trong quá trình nâng hạ ô giữ xe).
Kết cấu của ô chứa xe được thể hiện trong hình dưới:

Hình 3.6. Kích thước ô giữ xe.

18


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Hình 3.7. Ô giữ xe
3.2.5. Cơ cấu chống lắc cho khay giữ xe (rãnh dẫn hướng phụ)
Khi chuyển động xoay quanh ray dẫn hướng chính, khay giữ xe có thể bị rung
lắc quanh trục chính của khay nối với thanh định hình gắn cố định vào xích tải. Do
đó đòi hỏi chúng ta phải thiết kế cơ cấu chống lắc để hệ thống hoạt động ổn định,
trơn tru, tránh hiện tượng các khay rung lắc gây mất an toàn cho hệ thống. Cơ cấu
chống lắc này sẽ phải giúp cố định thêm một trục song song với trục nối chính của

khay và có biên dạng phù hợp với biên dạng chuyển động của khay.
Cơ cấu chống lắc cho khay giữ xe được thiết kế bao gồm các con lăn được gắn
trên hai đầu cùng phía của các khay giữ xe và hệ ray dẫn hướng phụ để các con lăn
có thể chuyển động trong đó. Nếu chỉ sử dụng một con lăn cho mỗi khay với biên
dạng ray dẫn khép kín thì khi khay chuyển động, trục chính của khay sẽ giao cắt với
rãnh ray này. Do đó cần sử dụng thêm một con lăn nữa để tạo thành hai biên dạng
ray hở nhưng nếu kết nối chúng lại theo các điểm đầu cuối sẽ tạo thành một biên
dạng khép kín phù hợp với biên dạng chuyển động của trục chính của khay. Với hai

19


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

con lăn được sử dụng trên mỗi khay, ta luôn có một trong hai con lăn chạy trong
rãnh biên dạng định trước, vậy khay luôn ổn định trạng thái, không bị rung lắc.

Hình 3.8. Vị trí lắp con lăn phụ
* Xác định biên dạng chuyển động của trục chính khay:
Trục chính khay được lắp ráp đồng trục với thanh tam giác gắn cố định vào mắt
xích. Khi xích chuyển động trục chính của khay chuyển động theo. Do mắt xích
được tạo thành từ hai con lăn ống nên khi hai con lăn ống chuyển động chuyển tiếp
trong đoạn giao giữa cung tròn và đường thẳng vuông góc với mặt đất, thanh tam
giác gắn cố định trên đó sẽ có biên dạng cong, việc xác định biên dạng này được
thực hiện nhờ phương pháp tập hợp điểm. Ta cho con lăn chuyển động dần trên
đoạn chuyển tiếp và đánh dấu các vị trí chuyển động của trục chính khay. Sau đó
nối các điểm này ta được biên dạng con của đoạn chuyển tiếp.
Khi 2 con lăn ống của mắt xích cùng chuyển động trên cung tròn và đường thẳng
của rãnh dẫn hướng, biên dạng của trục chính khay được xác định dễ dàng.
Biên dạng của trục chính khay gồm các đoạn chính sau:

1- Hai cung tròn.

20


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

2- Bốn đoạn chuyển tiếp.
3- Hai đường thẳng đứng.
Chúng ta có thể thấy rõ điều đó hơn qua các hình vẽ biên dạng bên dưới

Hình 3.9. Biên dạng khi giao cắt nếu chỉ sử dụng một con lăn

21


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Hình 3.10. Biên dạng phối hợp của hai rãnh con lăn

22


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Hình 3.11. Biên dạng của hai rãnh khi ghép tạo thành một biên dạng khép kín.

23

Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Hình 3.12. Rãnh dẫn hướng phụ

24


Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình đỗ xe máy ứng dụng trong các chung cư, bãi đỗ xe mini.

Hình 3.13. Các kích thước của ray dẫn hướng phụ
3.2.6. Cơ cấu kẹp xe bán tự động
a/Kết cấu của cơ cấu kẹp xe:
Khi xe được đặt trên ô giữ xe, nếu chỉ sử dụng chân chống phụ hoặc chân chống
giữa, xe có nguy cơ bị trượt dọc treo chiều dài của ô giữ xe. Cơ cấu kẹp xe được
thiết kế để khắc phục hiện tượng trượt dọc của xe khi ô giữ xe chuyển động.
Cơ cấu kẹp xe được gắn cố định trên ô chứa xe, bao gồm: má kẹp bằng cao su,
cổ trục xoay, hệ thống tay quay – thanh trượt, lò xo.
Má kẹp bằng cao su được nối với cổ trục xoay cho phép tự lựa để kẹp chặt bánh
sau của xe mà không làm biến dạng vành bánh. Trục xoay của má kẹp được nối với
hệ thống thanh trượt, tay quay để truyền chuyển động tịnh tiến từ hai thanh trượt
bên ngoài ngoài của ô chứa xe đến má kẹp. Cơ cấu tự động trả về vị trí ban đầu nhờ
hai lò xo đặt trên cữ hành trình.
Trong quá trình đưa xe lên ô giữ xe, xe có thể bị đặt lệch khỏi tâm của ô giữ
nhưng các bánh xe vẫn nằm trên sàn nhám. Việc xe bị đặt lệch như vậy đòi hỏi các

25