邱語(yǔ)嫣，孫淑媛，姚恩龍

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430070）

在綠色出行等政策的號(hào)召下，自行車使用量迅速增加，帶來(lái)了一系列的城市管理問(wèn)題，如停放空間狹小、自行車易損壞；自行車亂停亂放，影響小區(qū)容貌；停放點(diǎn)監(jiān)管不嚴(yán)，盜竊頻率高等。三部委聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于加強(qiáng)城市步行和自行車交通系統(tǒng)建設(shè)的指導(dǎo)意見》中，要求加快自行車停車設(shè)施建設(shè)，新建住宅小區(qū)必須配建永久性自行車停車場(chǎng)等配套設(shè)施，并以地面停車位為主，解決居民自行車停放問(wèn)題。

針對(duì)所述問(wèn)題，從多層停放、錯(cuò)開把手、豎直停放等方面進(jìn)行考慮，設(shè)計(jì)一款主要用于城市小區(qū)的樹狀螺旋自行車庫(kù)，利用螺旋、立式及雙層停放結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省占地面積?；剞D(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)有效提高了停車效率，空間利用率高且安全便捷，為解決城市小區(qū)停車難問(wèn)題提供了新思路。

1 車庫(kù)整體設(shè)計(jì)

停車庫(kù)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，車庫(kù)由擋雨頂棚、上層車架、下層車架和底座組成，主要功能由輔助直立裝置、中心旋轉(zhuǎn)裝置、升降裝置實(shí)現(xiàn)，通過(guò)重力平衡機(jī)構(gòu)、滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、固定鎖緊機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)的配合作用，實(shí)現(xiàn)自行車的存取。裝置停車區(qū)域分為上下兩層，存取車架繞軸成螺旋狀分布，車架為弧形結(jié)構(gòu)，弧形軌道上的導(dǎo)向滑塊起到固定自行車前輪并帶動(dòng)自行車直立的作用，車架底部的腳踏板聯(lián)動(dòng)鋼絲線可拉動(dòng)鎖舌，從而控制導(dǎo)向滑塊的鎖緊與釋放。位于車架頂部的平衡器為直立自行車提供主動(dòng)力，人只需提供較少動(dòng)力保持自行車走向，即可實(shí)現(xiàn)自行車的直立。升降裝置同樣由平衡器提供抬升的動(dòng)力，二層存取車架在升降軌道上通過(guò)滑軌上升和下降，以實(shí)現(xiàn)二層自行車的存取。

2 車庫(kù)結(jié)構(gòu)分析

車庫(kù)主要結(jié)構(gòu)包括輔助直立裝置、中心旋轉(zhuǎn)裝置和升降裝置。輔助直立裝置起到人工輔助將自行車直立的作用，升降裝置則實(shí)現(xiàn)上層自行車的存取功能，中心旋轉(zhuǎn)裝置和升降裝置共同負(fù)責(zé)上層自行車的調(diào)度和存取。下文將對(duì)各結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析。

圖1 停車庫(kù)整體結(jié)構(gòu)圖

2.1 輔助直立裝置

上下層停放空間存取自行車，使自行車直立和水平的功能主要由輔助直立裝置實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)主要包括：①提供直立軌道的弧形車架；②導(dǎo)向滑塊、前輪固定擋板和后輪固定凹槽組成的三點(diǎn)穩(wěn)定裝置；③提供使自行車直立動(dòng)力的平衡器。弧形軌道車架設(shè)計(jì)能夠更好地實(shí)現(xiàn)自行車由平放變?yōu)橹绷⒌倪\(yùn)動(dòng)過(guò)程，而平滑弧形設(shè)計(jì)能使自行車運(yùn)動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)，操作方便，且加工工藝較為簡(jiǎn)單。

2.2 中心旋轉(zhuǎn)裝置

上層停放空間存取自行車，其中上層車架的的旋轉(zhuǎn)功能通過(guò)中心旋轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)主要包括：①支撐升降架和上層車架的支撐架；②中心軸與軸套間的調(diào)心滾子軸承；③承受重力以及導(dǎo)向的作用的牛眼滾珠及圓形滾珠軌道。

2.3 升降裝置

上層停放空間存取自行車，其中上層車架的升降功能由升降裝置實(shí)現(xiàn)。升降裝置主要包括：①平衡升降過(guò)程中自行車和上層車架重力的雙平衡器；②內(nèi)部安裝有圓形直線導(dǎo)軌的升降架，使上層車架能按導(dǎo)軌豎直升降；③升降鎖緊聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使上層車架在升降結(jié)束后保持固定。④下層導(dǎo)向軌道，與上層升降架相配合，提高上層車架升降的穩(wěn)定性。雙平衡器可以平衡車架升降過(guò)程中的重力，用戶在下拉和上推車架時(shí)幾乎不費(fèi)力。手腳并用觸發(fā)鎖緊機(jī)構(gòu)，操作靈活。下層導(dǎo)向軌道為“漏斗”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用于引導(dǎo)車架準(zhǔn)確滑入軌道，達(dá)到旋轉(zhuǎn)裝置周向自鎖的目的，保證升降的穩(wěn)定性。

3 存取車流程分析

3.1 下層存取車流程

用戶在下層存車時(shí)需完成以下步驟：①將自行車前輪掛在車架的導(dǎo)向滑塊上；②腳踩直立鎖緊踏板，卡塊下移，在人工輔助情況下平衡器帶動(dòng)自行車直立；③鎖車，完成存車。用戶在下層取車時(shí)需完成以下步驟：①打開車鎖；②拉下自行車，將車身放平，完成取車。

3.2 上層存取車流程

相比于下層存取車，用戶在上層存取車時(shí)多了拉下車架和觸發(fā)升降鎖緊裝置這兩個(gè)步驟。

以存車為例，用戶先將上層車架旋轉(zhuǎn)至與下層對(duì)應(yīng)的預(yù)留空位處，觸發(fā)升降鎖緊裝置，拉下車架（下拉后車架自動(dòng)鎖緊），將自行車停放并輔助其直立后再次觸發(fā)開關(guān)，車架便順勢(shì)上移至上層完成停車。上下層存取車操作流程如圖2所示。

4 車庫(kù)應(yīng)用可行性分析

目前普通的居民小區(qū)對(duì)自行車的停車位需求大概在100個(gè)左右，以百輛自行車占地為例，普通自行車庫(kù)至少占地120 m2，而本作品占地約為普通車庫(kù)的1/4，節(jié)省了近90 m2的占地面積，普通轎車的停車位尺寸為13.25 m2，將省下的占地面積折合成汽車車位空間，每百輛自行車位節(jié)省的空間約6.8個(gè)汽車停車位的面積。

以目前小區(qū)機(jī)動(dòng)車停放車費(fèi)300～400元/月計(jì)算，本裝置使用一年可節(jié)省的經(jīng)濟(jì)效益約為28 560元，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益（不含小區(qū)自行車管理費(fèi)用）。

圖2 存取車操作流程圖

5 總結(jié)

本設(shè)計(jì)通過(guò)筆者制作實(shí)物并試點(diǎn)應(yīng)用，車庫(kù)占地面積小，空間利用率高，適用于小區(qū)等公共場(chǎng)所。其方便快捷的存取設(shè)計(jì)能夠滿足小區(qū)居民的使用需求，解決了傳統(tǒng)自行車車庫(kù)的許多問(wèn)題，在有效自行車庫(kù)匱乏、自行車停車難的背景下具有可觀的應(yīng)用前景。