摘 要：現(xiàn)在城市提倡低碳出行，迫使自行車的數(shù)量急劇增加，針對城市各道路自行車?？侩s亂無章且占用較大的空間問題，設(shè)計(jì)了一新型自行車停靠裝置，大大解決了以上問題。

關(guān)鍵詞：自行車；停車裝置；機(jī)械結(jié)構(gòu)；電控；SOlidWorks

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.134

1 引言

本文設(shè)計(jì)的實(shí)用型自行車停車裝置旨在解決占地問題，停取問題以及長久使用問題等。綜合了當(dāng)今出現(xiàn)的狀況和其他停車裝置所不能解決的問題，從而設(shè)計(jì)出能解決以上問題的這種實(shí)用型裝置，并用SolidWorks繪制出其模型，本文將從機(jī)械和電控兩方面，系統(tǒng)的介紹其功能和實(shí)現(xiàn)方法。

2 實(shí)用型停車裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)

如圖所示：此新型自行車?？垦b置，其機(jī)械結(jié)構(gòu)由下到上為：下層旋轉(zhuǎn)電機(jī)、下層載車架、滑軌及滑動、繞線控制系統(tǒng)及最頂層的尼龍遮雨棚等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

3 實(shí)用型停車裝置電子模塊設(shè)計(jì)

近年來以嵌入式系統(tǒng)為核心的控制系統(tǒng)得到大力推廣與發(fā)展，尤其是在工業(yè)中因其低價(jià)、穩(wěn)定，接口類型豐富等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用?？刂葡到y(tǒng)用于控制上述3×5模塊載車板的合理移動，以便于規(guī)劃出一條通道方便車輛進(jìn)出車庫。

3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本裝置控制系統(tǒng)選用由stm32f103作為主控芯片，由主控模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、人機(jī)交互模塊、電磁鐵模塊、顯示模塊及傳感器模塊組成，用于控制3組電機(jī)和15組電磁鐵的動作，除此以外，每個載車板模塊中還配備了光電傳感器，用于檢測車位停車狀態(tài)[3]。

（1）主控模塊。平面橫移式模塊化自動停車系統(tǒng)采用stm32f103zet6作為主控芯片，該芯片共有144個引腳，112個雙向I/O接口，完全滿足該裝置控制需求。主控模塊主要控制3組電機(jī)帶動齒條正反向移動載車板。電磁鐵的吸合由繼電器驅(qū)動，主控芯片通過人機(jī)交互模塊中的按鍵控制電磁鐵動作。主控模塊能夠記憶車輛存取指令，對任一車位停車情況均在主控模塊中配置相應(yīng)寄存器以便車位停車情況，車位停入車該模塊flag置1，取車后置0。

（2）人機(jī)交互模塊和顯示模塊。人機(jī)交互模塊為控制按鍵和數(shù)字字母面板，控制按鍵包括啟動、停止、重啟、急停和存車、取車確認(rèn)按鍵，數(shù)字字母面板用于選擇停車位。重啟按鍵用于系統(tǒng)復(fù)位操作，按下后恢復(fù)到最初無任何停車的初始狀態(tài)下；急停按鍵按下后切斷電源對控制系統(tǒng)的供電；存取車確認(rèn)按鍵用于在數(shù)字字母面板選定車位后裝置實(shí)施相應(yīng)存取車動作，如該車位無法停車或無車可取則系統(tǒng)發(fā)出警告。

顯示模塊使用液晶屏顯示每個車位的使用情況，以及對錯誤操作進(jìn)行警告。

（3）傳感器模塊。該裝置中使用紅外光電傳感器配置于每個車位端部，用于檢測載車板中車輛的長度、是否停車到位，以及載車板的回位情況。若檢測到車輛長度過長、停車歪斜，或載車板沒有正確回位等異常情況，系統(tǒng)則立即發(fā)出警報(bào)并停止當(dāng)且動作，等待人工排除故障。

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

停車時(shí)，程序首先要求車主選擇一個目標(biāo)車位，此時(shí)系統(tǒng)會自動判斷是存車或取車。若檢測不到正確輸入系統(tǒng)則發(fā)出報(bào)警信號，并等待車主重新輸入。若已完成目標(biāo)車位的選擇，系統(tǒng)判斷對應(yīng)動作后，控制器將在控制程序中啟動對應(yīng)的控制程序塊，對進(jìn)入或駛出目標(biāo)車庫的運(yùn)動方向上的模塊進(jìn)行移動調(diào)整，即控制電機(jī)輸出動力與車位間的連接，對相關(guān)車位進(jìn)行橫向移動，保證進(jìn)入或駛出目標(biāo)車位的過道暢通。

4 實(shí)用型自行車?？垦b置工作原理

整個自行車停靠系統(tǒng)主要包含上下兩層旋轉(zhuǎn)裝置和升降裝置構(gòu)成，和其他輔助裝置，當(dāng)需要停車時(shí)，按下矩陣鍵盤停車按鈕，該系統(tǒng)會識別出如果上層有無空停車位，如果上層有空車位，該系統(tǒng)會發(fā)出指令控制上層旋轉(zhuǎn)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)指定角度，到達(dá)該指定位置，后升降電機(jī)1工作，通過繞線控制模塊，給控制模塊發(fā)布指令，繞線控制模塊中所對應(yīng)的電磁離合器會得電閉合，控制其指定的滑動架下落，當(dāng)滑動架下落完成后，傳感器或編程中控制模塊識別出后，控制指示燈或者蜂鳴器，提醒人可以?？浚髲亩梢园炎孕熊囃Ｔ谏厦?，通過滑動架的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)固定，自行車三點(diǎn)都已固定住后，固定完成后且紅外識別人已離開劃定范圍內(nèi)時(shí)，電機(jī)1工作使其升至第二層。如第二層已滿直接停靠在第一層。原理類似，系統(tǒng)識別出空停車位后，發(fā)出指令控制下層旋轉(zhuǎn)電機(jī)3工作，后停車。同時(shí)此系統(tǒng)還包含了一些開發(fā)功能，例如加裝光敏傳感器天黑時(shí)，自動亮燈，紅外傳感器，防止電機(jī)旋轉(zhuǎn)式帶動車架旋轉(zhuǎn)，從而誤傷別人，等功能。

5 結(jié)論及前景展望

該實(shí)用型自行車?？肯到y(tǒng)，主要設(shè)計(jì)了機(jī)械結(jié)構(gòu)和電路部分；詳細(xì)介紹了此雙層旋轉(zhuǎn)式自行車?？肯到y(tǒng)的各個結(jié)構(gòu)，此實(shí)用型自行車?？垦b置，既解決了占地問題，又解決了自行車停靠雜亂無章的現(xiàn)象，同時(shí)也避免了自行車的日曬雨淋的現(xiàn)狀和自行車停取車?yán)щy的問題。此自行車停靠裝置具有較大的開發(fā)和改造空間，根據(jù)特定的需要可以加裝新的功能。就目前來看，此立式停取車的實(shí)現(xiàn)，可較大程度解決城市中關(guān)于自行車較多而引起的眾多問題，其簡單安全創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢俊磊.立體式自行車停車棚：201310675139[P].2014-3-19.

[2]張禮華，張泉東，唐小東.環(huán)境市地下立體車庫鋼結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械與電子，2018（12）：19-27.

[3]韓進(jìn)，賈富拓.STM32F107的停車引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2015，15（04）：57-59.

作者簡介：方國春（1996-），男，安徽安慶人，本科在讀，研究方向：測控技術(shù)與儀器。