立体停车库具有占地少、自动化程度高等优点，其应用越来越受到重视。但也存在着存取车时间较长、性能不稳定等缺点。因此，研究开发新型的立体车库，以适应城市现代化发展需求，已成为车库建设领域的热点之一。本文在分析国内外现有立体车库特点的基础上，结合我国城市土地紧张的现状，提出了一种应用重力平衡原理的机械旋转式立体停车库，并对其工作原理、结构优化设计、控制系统中的关键技术进行了研究。论文主要研究内容如下：基于模块化创新思想，把立体车库根据相似程度建立相关矩阵，划分出主要功能模块，通过形态学矩阵综合可能的方案，应用模糊综合评价法优选最佳方案，即重力平衡机械旋转式立体车库。对最佳方案进行了结构设计，在自重、风载荷和惯性载荷作用下，应用ANSYS软件、正交试验技术对轮盘与支撑架结构进行了强度分析。在数值分析的基础上优化了轮盘、支撑架结构。构建了机械旋转式立体车库存取车时间与能耗优化模型，应用MATLAB软件进行了仿真，在此基础上提出了综合优化存取车辆模式。设计了机械旋转式立体车库监控系统方案，并应用组态王软件、Access数据库技术等开发了计算机辅助信息管理系统与监控系统软件。与其他类型的立体车库进行对比分析，文中所提机械旋转式立体车库具有重力平衡、节能、占地少、建设与运行成本低。可与景观结合进行设计等优点，适用于城市居民区建设。