李彥晶，胡忠強(qiáng)，張亞萍

（1.蘭州工業(yè)學(xué)院汽車工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；2.浙江四方股份有限公司，浙江 金華 321300）

引言

近年來，隨著汽車保有量的增加，環(huán)境污染和交通擁堵現(xiàn)象日益加劇，阻礙了城市的可持續(xù)發(fā)展，更多的人在短途出行時(shí)更喜歡選擇節(jié)能環(huán)保、方便快捷、安全以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自行車作為代步工具[1-3]，尤其是隨著共享單車潮的興起，自行車因其零等候、低費(fèi)用、靈活等優(yōu)勢(shì)更是受到人們的熱捧[4]。但自行車使用量的增加引發(fā)了其?？堪卜诺耐怀鰡栴}，如自行車停車設(shè)施不足、亂停亂放、占用人行道、易損壞且丟失、公共空間利用率低及影響市容市貌等[5-7]。

目前，對(duì)于自行車停放裝置的研究主要集中在提高有限空間的利用率、存取的智能化及便捷性等方面。文獻(xiàn)[2]提出了地嵌式自助停車位，其存取方便，智能管理，但空間利用率不高；文獻(xiàn)[5-6,8-9]設(shè)計(jì)的屬于輪式自行車停放裝置，其共同點(diǎn)是根據(jù)摩天輪的運(yùn)動(dòng)原理而設(shè)計(jì)，只是在結(jié)構(gòu)、控制方式及停車數(shù)目等方面有所差異，這些停車裝置具有空間利用率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是自行車長(zhǎng)年累月受到日曬雨淋的影響而會(huì)縮短使用壽命；文獻(xiàn)[10]提出了一種基于慧魚模型的頂樓式自行車智能停車裝置，適合多個(gè)年齡段人群的使用，實(shí)現(xiàn)了自行車存取的智能化及規(guī)范化管理，同時(shí)還可以對(duì)自行車重點(diǎn)部位進(jìn)行清潔；文獻(xiàn)[11-12]設(shè)計(jì)了懸掛式停車裝置，該裝置提高了空間利用率，但卻機(jī)動(dòng)性不足；文獻(xiàn)[13]中設(shè)計(jì)了新型停車裝置，它也屬于懸掛式停車裝置，與其他懸掛式的不同在于停車時(shí)，該裝置的底盤與地面固定，而遇到緊急情況時(shí)，底盤下設(shè)計(jì)有機(jī)動(dòng)輪，可以移動(dòng)，故機(jī)動(dòng)性好；文獻(xiàn)[1,14-16]提出了雙層或多層立體式自行車停車裝置，這些裝置應(yīng)用較廣泛，雖存車容量大，但存取時(shí)不太適用于婦女、兒童及老人；文獻(xiàn)[17]中提到的全自動(dòng)地下自行車停車庫(kù)，該車庫(kù)雖然具有全自動(dòng)化、海量存放等的優(yōu)勢(shì)，但卻成本較高。

綜上所述，針對(duì)本文提出一種提高空間利用率、智能存取、成本低、停放平穩(wěn)及美觀的貼墻式自行車停車裝置的設(shè)計(jì)，通過采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，將平面停車轉(zhuǎn)化為立體停車，達(dá)到占地少及亂停亂放的現(xiàn)象，可以緩解“停車難、難停車”的現(xiàn)狀。

1 停車裝置的結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)的貼墻式自行車停車裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，該裝置主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、遮陽(yáng)板、轉(zhuǎn)盤、圓形滑動(dòng)槽、導(dǎo)向桿、固定桿、滑塊及自行車停放裝置等部分組成。

圖1 自行車停車裝置結(jié)構(gòu)圖

遮陽(yáng)板可以避免自行車的暴曬和淋雨，為了減輕整個(gè)裝置的重量及電機(jī)的負(fù)荷，延長(zhǎng)使用壽命，轉(zhuǎn)盤橫截面設(shè)計(jì)為工形結(jié)構(gòu)，滑塊在圓形滑動(dòng)槽中滑動(dòng)，短導(dǎo)向桿與固定桿通過轉(zhuǎn)軸連接；固定桿沿著轉(zhuǎn)盤的柱面米字型布置，轉(zhuǎn)盤的圓心在圓形滑動(dòng)槽圓心的下方，且在同一豎直線上，圓心間隔為短導(dǎo)向桿的長(zhǎng)度；圖2所示為自行車停放裝置，該裝置由放置板、支架、前輪固定夾和后輪固定夾組成，其中放置板與固定桿、長(zhǎng)導(dǎo)向桿分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接，長(zhǎng)導(dǎo)向桿與自行車放置板兩兩間隔連接，自行車放置板上有兩個(gè)方向相反布置的自行車固定夾；控制機(jī)構(gòu)控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，完成自行車的停、取。

圖2 自行車停放裝置

2 工作原理

驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)。為了提高便捷程度，該停車裝置可完成自動(dòng)化的停放與提取。當(dāng)用戶需要停車時(shí)，掃描操作盤上的二維碼，然后在系統(tǒng)操作界面上點(diǎn)擊“存車”按鈕，空的自行車停放裝置會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至底部，此時(shí)停車板與推送軌道相接觸，并在其軌道中運(yùn)動(dòng)，將自行車停放在停放板，并通過固定夾進(jìn)行前后輪的固定，最后推送自行車停放板到轉(zhuǎn)盤的支架上，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)送停車號(hào)及相應(yīng)的取車密碼，利用SOLIDWORKS軟件繪制停車裝置的停車結(jié)束位置三維圖如圖3所示；當(dāng)用戶需要取車時(shí)，同樣掃描操作盤上的二維碼，然后在系統(tǒng)操作界面上點(diǎn)擊“取車”按鈕，并輸入停車號(hào)及相應(yīng)的密碼完成取車。

圖3 停車結(jié)束位置三維圖

3 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)計(jì)針對(duì)自行車亂停亂放、空間利用率不高等現(xiàn)狀，提出一種充分利用現(xiàn)有空間的貼墻式自行車停車裝置的設(shè)計(jì)。在方案設(shè)計(jì)中采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，將平面停車轉(zhuǎn)化為立體停車，既解決了占地問題，又解決了自行車亂停亂放的現(xiàn)象；遮陽(yáng)板可以避免自行車的日曬和雨淋；智能化使得停車取車的整個(gè)操作過程不僅簡(jiǎn)單便捷，而且適合不同年齡段人群的使用；用戶通過密碼取車，則保證了存儲(chǔ)的安全性。因此墻式自行車停車裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、空間利用率高、智能存取、成本低、停放平穩(wěn)、美觀等優(yōu)點(diǎn)，一定程度上可緩解“停車難、難停車”的現(xiàn)狀，具有良好的應(yīng)用前景。