一种升降旋转平移式自动停车控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种升降旋转平移式自动停车控制系统及其控制方法，该系统包括机械装置、硬件电路和控制程序；机械装置包括控制机箱和自动停车平台；自动停车平台的侧面设置有立柱，立柱上安装有旋转载车板，旋转载车板能沿立柱作升降运动，并绕立柱作旋转运动；自动停车平台上层设置有移动载车板和多个车位，自动停车平台上层的两侧设置有轨道，移动载车板能沿轨道作平移运动，将待停的汽车运送到空闲的车位中；通过控制程序规划停/取车路径，并控制旋转载车板的升降和旋转动作，控制移动载车板的停/取车动作以及平移动作，实现对汽车的自动停车和取车。本发明专利技术结构简单、操作方便，能够大大缓解城市的停车压力，具有较高的经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种升降旋转平移式自动停车控制系统及其控制方法
本专利技术涉及自动控制
，尤其涉及一种升降旋转平移式自动停车控制系统及其控制方法。
技术介绍
随着城市交通的发展和人民生活水平的提高，私人小汽车的数量急剧增加，停车难已成为世界各大城市面临的共同问题。近年来，机动车及驾驶员增势迅猛，例如武汉市，截至目前，全市机动车保有量266万辆，机动车驾驶人406万人。国外对城市停车问题的研究始于上世纪中期，随着美国、德国等一些早期工业化国家的经济复苏，越来越多的人们开始拥有汽车，停车问题备受人们的关注，由此推动了学者们对自动停车单元的研究。与发达国家相比，我国对停车系统的研究比较晚，在上世纪90年代，才逐步有了自动停车的概念。通过十几年不断地研究，也取得了一些成就。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种升降旋转平移式自动停车控制系统及其控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种升降旋转平移式自动停车控制系统，该系统包括机械装置、硬件电路和控制程序；其中：机械装置包括控制机箱和自动停车平台，自动停车平台分为上下两层，下层停车位供用户直接停车使用，上层停车位通过系统控制辅助停车使用；自动停车平台的侧面设置有立柱，立柱上安装有旋转载车板，旋转载车板能沿立柱作升降运动，并绕立柱作旋转运动；自动停车平台上层设置有移动载车板和多个车位，自动停车平台上层的两侧设置有轨道，移动载车板能沿轨道作平移运动，将待停的汽车运送到空闲的车位中；每个车位上均设置有红外对管；控制机箱与自动停车平台相连；硬件电路设置在控制机箱内，包括电源管理电路、K60最小系统电路、步进电机驱动电路以及车位检测电路；电源管理电路、步进电机驱动电路和车位检测电路均与K60最小系统电路相连；车位检测电路与红外对管相连，用于检测车位上是否停有汽车；控制程序存储在K60最小系统电路中，通过控制程序规划停/取车路径，并控制旋转载车板的升降和旋转动作，控制移动载车板的停/取车动作以及平移动作，实现对汽车的自动停车和取车。进一步地，本专利技术的系统还包括与步进电机驱动电路相连的六个用于辅助停车的步进电机；其中：第一电机和第二电机设置在立柱和旋转载车板之间，通过第一电机控制旋转载车板沿立柱进行升降，通过第二电机控制旋转载车板绕立柱进行旋转；第三电机和第四电机分别设置在移动载车板的两端，通过第三电机和第四电机控制汽车在移动载车板上进行升降，实现停/取车操作；第五电机和第六电机分别与两侧的轨道固定连接，通过第五电机和第六电机控制移动载车板在轨道上进行平移。进一步地，本专利技术的控制机箱上还设置有液晶显示屏、OLED显示屏、复位按键、停车按键和开关按键。进一步地，本专利技术的电源管理电路采用三级电压供电，三级电压分别为12V、5V、3.3V；12V电压由12V20A开关电源供电，为电机供电；3.3V电压为K60最小系统电路；5V电压为红外对管、液晶显示屏供电。进一步地，本专利技术的K60最小系统电路中的主控芯片采用32位ARMCrotex-M4为内核，其内部集成有晶振电路和时钟电路，外部连接有3.3V供电电源电路和滤波电路。进一步地，本专利技术的步进电机驱动电路中的驱动具有16细分，并能手动设置步进电机的细分值，其工作电流为2.5A；步进电机驱动电路上还连接有5V的信号电源和12V的电机电源，两者电气绝缘。进一步地，本专利技术的车位检测电路设置有多组车位检测接口，每组接口相互独立；当车位上停了车时，红外对管检测到物体，OUT口输出低电平，默认状态为高电平，K60最小系统电路检测到该信号后判断此车位上有车。本专利技术提供一种升降旋转平移式自动停车控制方法，包括以下步骤：停车操作：S1、用户将待停的汽车驾驶到旋转载车板上，通过控制机箱选择自动停车功能；S2、获取红外对管采集到的数据，判断得到空闲的车位所处的位置，系统进而完成自动停车路径规划；S3、步进电机驱动电路开始工作，控制旋转载车板沿立柱上升到指定高度，并沿立柱旋转将汽车放置在移动载车板上；移动载车板将汽车升起，并沿轨道平移至指定的车位，再将汽车下降至该车位，完成停车操作；取车操作：S4、用户通过控制机箱输入待取汽车的车位信息，选择自动取车功能；S5、获取红外对管采集到的数据，检测到汽车位于该车位上，系统进而完成自动取车路径规划；S6、步进电机驱动电路开始工作，移动载车板沿轨道移动至该车位，控制移动载车板将汽车升起，继续沿轨道平移至旋转载车板上，控制移动载车板将汽车放置在旋转载车板上；控制旋转载车板绕立柱旋转，并沿立柱下降至用户取车的位置，完成取车操作。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术的升降旋转平移式自动停车控制系统及其控制方法，结构简单，能够适用于各种停车环境，提供了一种能够大大提供停车位使用效率的自动化停车系统；操作方便，停车过程自动实现，避免了停车高峰期，由于用户停车时间较长造成的拥堵；该系统能够大大缓解城市的停车压力，具有较高的经济价值。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术机械结构部分；图2为本专利技术控制系统框图；图3为本专利技术3.3V电源电路；图4为本专利技术5.0V电源电路；图5为本专利技术K60最小系统简图；图6为本专利技术电机驱动电路；图7为本专利技术单次停取车程序设计流程图。图中：1-第一电机，2-第二电机，3-第三电机，4-第四电机，5-第五电机，6-第六电机，7-汽车，8-移动载车板，9-立柱，10-旋转载车板，11-轨道，12-车位。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例由机械装置、硬件电路设计和程序开发三部分组成。机械装置分为上下两层，共8个车位。第一层停车位用户可直接停车，第二层停车位需要电机辅助停车。硬件电路设计主要包括电源管理电路、K60最小系统电路、步进电机驱动电路、车位检测电路等。程序开发主要包括步进电机控制、规划停/取车路径、车位和按键检测、液晶显示程序等。机械装置中第二层停车位需要六个电机辅助停车。其中一个电机控制旋转载车板的升降，一个电机控制旋转载车板的旋转，两个电机同步控制取/放车动作，两个电机实现移动载车板的平移动作，经过升降旋转平移等动作可以实现停/取车操作，整个过程中用户可通过液晶显示屏观看整个系统的运动状态。第一层停车位用户可直接停车，第二层停车位需要电机辅助停车，其中1号电机控制旋转载车板的升降，2号电机控制旋转载车板的旋转，3、4号电机同步控制取/放车动作，5、6号电机实现移动载车板的平移动作，经过升降旋转平移等动作可以实现停/取车操作，整个过程中用户可通过液晶显示屏观看整个系统的运动状态。其中自主设计的专用电路板电路主要包括电源管理电路、K60最小系统电路、步进电机驱动电路、车位检测电路等。程序开发主要包括步进电机控制、规划停/取车路径、车位和按键检测、液晶显示程序等。其控制系统框图如图2。电源管理电路采用三级电压供电，分别为12V、5V、3.3V。12V电压由12V20A开关电源供电，保证了多电机同时工作时能提供足够大的电流。如图3，3.3V电压专门给K60微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升降旋转平移式自动停车控制系统，其特征在于，该系统包括机械装置、硬件电路和控制程序；其中：机械装置包括控制机箱和自动停车平台，自动停车平台分为上下两层，下层停车位供用户直接停车使用，上层停车位通过系统控制辅助停车使用；自动停车平台的侧面设置有立柱(9)，立柱(9)上安装有旋转载车板(10)，旋转载车板(10)能沿立柱(9)作升降运动，并绕立柱(9)作旋转运动；自动停车平台上层设置有移动载车板(8)和多个车位(12)，自动停车平台上层的两侧设置有轨道(11)，移动载车板(8)能沿轨道(11)作平移运动，将待停的汽车(7)运送到空闲的车位(12)中；每个车位(12)上均设置有红外对管；控制机箱与自动停车平台相连；硬件电路设置在控制机箱内，包括电源管理电路、K60最小系统电路、步进电机驱动电路以及车位检测电路；电源管理电路、步进电机驱动电路和车位检测电路均与K60最小系统电路相连；车位检测电路与红外对管相连，用于检测车位(12)上是否停有汽车(7)；控制程序存储在K60最小系统电路中，通过控制程序规划停/取车路径，并控制旋转载车板(10)的升降和旋转动作，控制移动载车板(8)的停/取车动作以及平移动作，实现对汽车(7)的自动停车和取车。...

【技术特征摘要】
1.一种升降旋转平移式自动停车控制系统，其特征在于，该系统包括机械装置、硬件电路和控制程序；其中：机械装置包括控制机箱和自动停车平台，自动停车平台分为上下两层，下层停车位供用户直接停车使用，上层停车位通过系统控制辅助停车使用；自动停车平台的侧面设置有立柱(9)，立柱(9)上安装有旋转载车板(10)，旋转载车板(10)能沿立柱(9)作升降运动，并绕立柱(9)作旋转运动；自动停车平台上层设置有移动载车板(8)和多个车位(12)，自动停车平台上层的两侧设置有轨道(11)，移动载车板(8)能沿轨道(11)作平移运动，将待停的汽车(7)运送到空闲的车位(12)中；每个车位(12)上均设置有红外对管；控制机箱与自动停车平台相连；硬件电路设置在控制机箱内，包括电源管理电路、K60最小系统电路、步进电机驱动电路以及车位检测电路；电源管理电路、步进电机驱动电路和车位检测电路均与K60最小系统电路相连；车位检测电路与红外对管相连，用于检测车位(12)上是否停有汽车(7)；控制程序存储在K60最小系统电路中，通过控制程序规划停/取车路径，并控制旋转载车板(10)的升降和旋转动作，控制移动载车板(8)的停/取车动作以及平移动作，实现对汽车(7)的自动停车和取车。2.根据权利要求1所述的升降旋转平移式自动停车控制系统，其特征在于，系统还包括与步进电机驱动电路相连的六个用于辅助停车的步进电机；其中：第一电机(1)和第二电机(2)设置在立柱(9)和旋转载车板(10)之间，通过第一电机(1)控制旋转载车板(10)沿立柱(9)进行升降，通过第二电机(2)控制旋转载车板(10)绕立柱(9)进行旋转；第三电机(3)和第四电机(4)分别设置在移动载车板(8)的两端，通过第三电机(3)和第四电机(4)控制汽车(7)在移动载车板(8)上进行升降，实现停/取车操作；第五电机(5)和第六电机(6)分别与两侧的轨道(11)固定连接，通过第五电机(5)和第六电机(6)控制移动载车板(8)在轨道(11)上进行平移。3.根据权利要求1所述的升降旋转平移式自动停车控制系统，其特征在于，控制机箱上还设置有液晶显示屏、OLED显示屏、复位按键、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，陈绪兵，刘丽芳，詹伟杰，罗过，袁晓义，陈宇豪，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42