李佳兵，司卓印，馬福祥，周詩駿

（中國礦業(yè)大學徐海學院，江蘇 徐州 221008）

自行車的使用雖然在一定程度上緩解了交通的擁堵壓力，但是當不使用時在哪里停放又成了一個問題，給停放地的業(yè)主和小區(qū)物業(yè)帶來了不便，我國自行車的數(shù)量很多，但自行車停放設(shè)施和場所還相對緊缺，布局比較混亂，部分停放場所過于簡陋，缺乏基本的自行車固定設(shè)施，很容易造成車輛的無序停放，也容易導致以下現(xiàn)象：大面積倒車現(xiàn)象；堵塞交通，影響市容；有的缺乏明顯的標識，容易造成亂停亂放現(xiàn)象；有的停放場所直接占用人行道，妨礙人行交通，影響城市的景觀風貌。一些發(fā)達國家對自行車停放架的研究已經(jīng)相當成熟，不僅有效地解決了城市自行車亂停放的問題，也美化了城市環(huán)境。我國在20世紀70年代一些地方就開始規(guī)劃、建設(shè)、資助自行車的設(shè)施，自行車停放架的構(gòu)建已經(jīng)處于世界先進水平，但在人口稠密的大都市，寸土寸金，停車架空間化、立體化的發(fā)展不可或缺，極具前景。因此通過對以往停車結(jié)構(gòu)改進和創(chuàng)新設(shè)計了一款花圃改造式自行車輔助停車裝置。此設(shè)計可以達到以下幾點：使用時方便快捷；將自行車規(guī)劃到花圃下方，不占用傳統(tǒng)停車場；提高空間利用率；美化小區(qū)，避免了自行車停放雜亂問題，可以作為“特色標志型建筑”。

1 方案設(shè)計

本設(shè)計所要解決的問題是提供一種花圃改造式輔助停車裝置，采用如下技術(shù)方案：輔助停車裝置包括電機、離合器、夾具、滑塊、蝸輪蝸桿減速器、連接軸、回轉(zhuǎn)支承。

具體的工作原理如下：通過電機帶動離合器，經(jīng)由蝸輪蝸桿減速器改變傳動方向，最后經(jīng)鏈傳動帶動軌道滑塊移動，實現(xiàn)自行車存、取操作。自行車停放平臺可圍繞中心旋轉(zhuǎn)，外側(cè)平均分布滾輪以起支撐作用。另外我們在蓋頂增加了起到綠化作用的花草，如圖1。

圖1 總體圖

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)自行車的車寬，計算繞圓柱排放的輛數(shù)，在圍繞半徑450mm的圓柱面排列時，可實現(xiàn)22輛自行車互不干涉排列，排列方式為車頭朝外型，水平排放與傾斜排放交替進行，此次設(shè)計停放20輛自行車，如圖2所示。經(jīng)三維建模進行模擬排列，當傾斜軌道傾斜角大于35度時，可以達到自行車取放時自行車之間不會發(fā)生碰撞，如圖3、4所示。

圖2 20個自行車停車軌道

考慮所研究自行車的長度，車體最長影響距離為1600mm，故設(shè)置水平軌道長度為1800mm，傾斜軌道向上傾斜35度，軌道共20個。軌道為槽型，傾斜導軌下端用角鐵與底板平面相連，上端與設(shè)計的連接板焊接，連接板與中間旋轉(zhuǎn)圓柱筒用螺栓連接固定。導軌的兩側(cè)與底邊各開有長槽，導軌上設(shè)有滑塊，滑塊沿著導軌兩側(cè)的開槽。

圖3 外形設(shè)計方案

圖4 內(nèi)部設(shè)計方案

如圖5所示。在滑塊上裝有機械式抓手，用于夾緊車輪，機械抓手位置低于軌道兩側(cè)板高度。為了實現(xiàn)機械抓手在往復運行中夾緊、松開，在軌道底部把軌道兩側(cè)板張開一定角度，機械抓手行進到側(cè)板張開處，抓手張開，自行車便可取出。機械抓手向內(nèi)側(cè)移動時，導軌兩側(cè)板抵住抓手側(cè)邊，使抓手閉合，夾緊自行車。在機械抓手前端設(shè)有弧形板，起到拖動自行車時，保證自行車不會傾倒。水平導軌采用同樣形式的結(jié)構(gòu)方案，但在固定中選擇了軌道兩側(cè)伸出固定板，通過固定板用螺栓與底板平面連接。

圖5 水平軌道

滑塊的運動采用齒輪傳動、蝸輪蝸桿變向和鏈傳動實現(xiàn)。通過固定在旋轉(zhuǎn)中心圓柱筒上的電機，設(shè)計思路是導軌整體結(jié)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)，電機為豎直放置，電機通過離合器與豎直放置的齒輪軸連接。齒輪軸組件上下各一個齒輪，作為傾斜導軌與水平導軌滑塊的驅(qū)動輸入。輸入齒輪與蝸輪蝸桿連接齒輪間歇嚙合，蝸輪蝸桿輸出軸帶動鏈條，鏈條通過彎板連接滑塊，以實現(xiàn)不同導軌上滑塊運動，如圖6所示。導軌整體結(jié)構(gòu)下方通過轉(zhuǎn)動軸承，在底板平板下方設(shè)置6個滾輪，通過電機驅(qū)動輪，實現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)自行車的定位存取。流程圖如圖7。

圖6 主體傳動

本發(fā)明的操作過程如下。

停車：將自行車后輪推至夾持滑塊固定裝置中，在動力輸出裝置1（如圖8）的作用下帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，工業(yè)鏈條裝置帶動夾持滑塊裝置在滑道內(nèi)滑動。由于滑道底端側(cè)滑道向外伸展，中間部分與下滑道側(cè)邊垂直。滑塊上滑的同時左右支撐收縮實現(xiàn)裝置自鎖。夾持滑塊運動到特定位置后伺服電機停止轉(zhuǎn)動，在鏈輪處固定，實現(xiàn)自行車的存放過程。通過PLC自動控制系統(tǒng)，動力輸出裝置5（如圖9）輸出力矩帶動萬向輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，改變正面軌道，存放下一輛自行車。

退車：通過PLC自動控制系統(tǒng)控制，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到特定自行車軌道。在動力輸出制作1的作用下，鏈輪反轉(zhuǎn)，帶動滑塊緩慢下滑至滑道底端。在彈簧作用下左右支撐打開，裝置解除自鎖狀態(tài)，實現(xiàn)自行車的方便收取。

本實用新型的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”指示的方位基于附圖所示的方位，僅是為了便于描述本實用新型而不是要求本實用新型必須以特定的方位操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

圖7 停車操作流程圖

圖8 動力輸出裝置1

圖9 動力輸出裝置5

3 結(jié)語

本文設(shè)計了一種花圃式輔助自行車停車裝置。本設(shè)計停放20輛自行車，做到不亂放，提高了空間利用率，方便快捷。加上在頂蓋種上花草起到美觀、環(huán)保的作用。停車裝置的出現(xiàn)在一定程度上解決了已有小區(qū)停車困難的問題。