張海青　胡志杰　羅偉　鐘美玲　唐峰

摘 要：以便捷、實用、高效的解決城市小區(qū)中自行車停車難、停車亂問題的機械設(shè)備為研究對象。提出了一種循環(huán)式結(jié)構(gòu)，再巧妙地配以高低載車架及滑軌，便制成了一種高空間利用率、安全便捷的立體車庫。該車庫由機架系統(tǒng)、電動機、傳動系統(tǒng)、載車系統(tǒng)、防擺系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成，具有安裝便捷和載車數(shù)量高等特點。

關(guān)鍵詞：自行車；立體車庫；循環(huán)式

中圖分類號：U491.225 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）23-0053-02

0 引言

在日益發(fā)展進步的社會環(huán)境下，全民提倡綠色出行的的呼聲越來越多，騎自行車就是綠色出行中最為普遍的方式之一，自行車出行不但能有效的保護環(huán)境還可以鍛煉身體。也因此，近年來城鎮(zhèn)社區(qū)中自行車的數(shù)量也普遍增多。而調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前自行車的存放成為一大問題，在小區(qū)內(nèi)隨處隨意停放自行車的現(xiàn)象處處可見，居民存放自行車極不方便、不安全、沒規(guī)律，另一方面也影響了社區(qū)整體形象。當(dāng)下正缺乏一種能有效解決小區(qū)自行車停車難問題，又具有高實用性的機械。

現(xiàn)今自行車機械停車裝置分為雙層自行車停車架（上層車架采用垂直升降式、抽拉式、直壓式等方式，下層采用固定式、水平移動式等方式），立柱型停車架、U型停車架、波浪型停車架、曲線型停車架、水平螺旋型停車架、柵欄型停車架等。傳統(tǒng)的雙層停車架雖然節(jié)省了空間，但效果并不明顯，仍然存在著很大的不便，車庫從原來的露天式發(fā)展到現(xiàn)在的敞門式再到封閉式，從原來的一層發(fā)展為兩層再到現(xiàn)在的立體式，隨著信息時代的發(fā)展，電腦智能化管理和自動化存儲技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了自動化存儲式機械停車庫，更加提高了土地利用率，車庫的不斷變化標(biāo)志著科技的不斷進步，社會的不斷發(fā)展。因此，進行全自動循環(huán)式自行車立體車庫研發(fā)具有一定的技術(shù)意義和經(jīng)濟意義。

1 立體車庫總體結(jié)構(gòu)

該自行車停車庫包含機架系統(tǒng)、電動機、傳動系統(tǒng)、載車系統(tǒng)、防擺系統(tǒng)等機械結(jié)構(gòu)部分，如圖1所示。

車庫的每個系統(tǒng)之間采用可拆的連接方式，有著拆裝簡單、安裝周期短的特點。機架系統(tǒng)由方鋼焊接而成，并通過材料力學(xué)計算得出最為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；傳動系統(tǒng)是電動機由減速箱和鏈傳動減速后經(jīng)傳動機構(gòu)帶動和傳送鏈裝配的載車系統(tǒng)；載車系統(tǒng)上的載車架下面裝有滑軌，在打開開關(guān)的情況下人力可輕易拉出載車架并把自行車放置于載車架上并推入載車板，另外相鄰載車架一高一低配置，這樣可錯開自行車龍頭達到停放自行車數(shù)量最大化的效果；防擺系統(tǒng)主要作用是約束載車系統(tǒng)的周向自由度，完全保證了系統(tǒng)的的穩(wěn)定運行[1]。

2 立體車庫工作原理

車庫傳動采用循環(huán)式結(jié)構(gòu)，如圖2所示電動機7通過減速箱8和鏈傳動3、4、5減速后傳動給撥盤9，撥盤撥動傳送鏈上的撥銷2來帶動傳送鏈運動，載車系統(tǒng)（圖2中1、5所示）隨傳送鏈上的吊耳1在空間上循環(huán)運行。

存車：控制系統(tǒng)自動檢測當(dāng)前有車位的載車板，在無人使用并確認安全的前提下將有車位的載車板運行至地面以便于用戶隨時存車。取車：按下車位號，控制系統(tǒng)確認車庫內(nèi)無安全隱患后，根據(jù)車位離地面的距離選擇使相應(yīng)載車板最快到達地面的轉(zhuǎn)向開始運行，載車板到達地面后停止運行，用戶即可取車。

3 電機選型

按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動機。取單個自行車重量30kg，單個載車平板重量100kg，為了系統(tǒng)平穩(wěn)運行取傳送鏈線速度10.8m/min，載車數(shù)量為30。

總質(zhì)量：m=30kg×30+100kg×6=1500kg；總負載：G=mg=1500×9.8=14700N；故撥盤的的牽引力F=G= 14700N。

撥盤的輸出功率：

PW=（Fv）/1000

=（14700×10.8m/min）/60000

=2.65kW

電機輸出功率：Pd=PW/ηW

傳動裝置的總效率：

ηW=η1×η22×η32×η4

式中，η1、η2、η3、η4為從電動機至撥盤之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。查機械設(shè)計手冊得：蝸桿傳動η1=0.75；聯(lián)軸器η2=0.99；滾子鏈傳動η3=0.92；軸承 η4=0.97[2]。

則：

ηW=η1×η22×η32×η4

=0.75×0.992×0.922×0.97

=0.604

故Pd=PW/ηW=2.65/0.604=4.39kW

由以上計算數(shù)據(jù)選取電動機型號為：Y160M2-8[3]。

4 結(jié)語

本作品設(shè)計主要從停車庫的空間利用率及用戶存取車的體驗方面設(shè)計，從局部到全局，對小區(qū)停車難、停車亂問題進行了分析，提出了以上方案，對城市小區(qū)解決停車問題及小區(qū)現(xiàn)代化具有積極意義。作品主要有傳動系統(tǒng)、載車系統(tǒng)、防擺系統(tǒng)等亮點部分，另外該車庫安裝便捷、占地面積窄，正常安裝調(diào)試單個車庫只需一周左右，幾輛車的占地面積可存放30余輛自行車。

參考文獻

[1]張翠華，楊文敏.機械設(shè)計[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2015.

[2]機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社，2007.

[3]蘆書榮，主編.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].西南交通大學(xué)出版社，2014.