固定桩式公共自行车站点的立体车库设计

张哲玮　赵世英　杨雅君　张玥　李江浩

【摘 要】为了解决城市交通拥挤造成的自行车停车难和绿色出行问题，研发了一款公共自行车双层立体车库。使用SolidWorks进行参数设定和整体三维设计。本固定桩式立体车库能够有效降低停车设施的占地和有效的提高单位面积内的停车数，保证有效的减少城市里出现公共自行车停车难、找车难的一系列问题。

【关键词】公共自行车；立体双层车库；SolidWorks

随着社会整体环保意识的不断提升，越来越多的绿色环保交通工具出现在公众的视线范围中，公共自行车作为绿色出行的载体成为一种轻便、低耗的交通工具，能够满足居民多层次的旅行距离要求，提高了城市交通运行效率[1]；由于使用的时间段不受限制，即使是早晚出行高峰时，也可顺利出行，给使用者提供了极大的方便。但是，现有固定桩式公共自行车也存在一些弊端，以北京市大兴区公共自行车站点为例：取还车的站点较少，往往需要在目的地附近寻找一个站点或多个站点才能将车存回站点；每个站点的车辆库存较少，不能满足人流量较大地区车辆的使用；出行高峰时间段，有站点车辆库存分布不均匀的情况出现。例如早上从家里出发上班上学的出行人士较多，导致小区附近站点的车辆库存急剧减少，而地铁附近站点的自行车辆会增加，晚上则呈现相反状态，造成了非高峰期出行民众使用车辆的不方便。

1 固定桩式公共自行车立体车库的工作参数和总体结构设计

本项目设计的公共自行车立体双层车库较之传统的公共自行车车桩，占地面积少、库存可调，不需要在目的地附近寻找一个站点或多个站点才能将车存回。因为有效扩大了车辆站点库存量，能够满足人流量较大地区车辆的使用。该自行车立体车库工作原理是先由专用公共自行车卡刷卡后，在该车架上自选一辆车解锁并取出使用，还车时，同样在有空位的车架上刷卡以后，将自行车放回车架并上锁，已完成一次使用，与传统公共自行车租赁经营原理不同的是，我们在立体车库上设置了可以预约车位并可以关注车位的实时变化情况。

在总体结构设计阶段，通过调研和检索同類型自行车车库车架等相关资料，结合机械运作特点进行研讨和分析，选出合理设计方案；用SolidWorks软件进行传动系统设计，机械结构设计、各部件组成零件的详细设计；利用SolidWorks实体建模软件完成固定桩式自行车立体车库的三维实体模型虚拟展示和装配模拟；最后进行装配过程分析，建立整机立体三维模型。

如图1所示，本车库每个单元独立的下车架的可移动行程是150mm，每个单元独立的上车架的可移动行程是1150mm，占地面积小于传统固定车桩的占地面积；每个单元立体车库的车桩拥有3个停车位，两个可水平移动下车架和一个竖直升降的上车架。由于本立体车库是适用于公共自行车，在下车架中添加了4个横杆用于固定停放的自行车的前后轮，并在上车架的拉杆处设置了凹槽，用于固定上层车架停放的自行车不会发生滑落。最后，在上下车架的前轮支架处设置了一个智能锁，用于识别并上锁停放的公共自行车。

图1 立体车库SolidWorks三维结构总装配图

2 自行车立体车库结构详细设计方案

自行车车库车架的主体部分由下层支架导轨、上层车架立柱、上下层车架、智能锁、高导槽等五部分构成，整个车库机械结构三维图见图1。从图中可以看出，上层车架由圆柱销轴固定，使得车架可以在滑动块万向轮的作用下，在垂直方向上手动上下移动。下层车架通过导槽和导轨和支架万向轮，可以自由的作水平方向左右移动。选择这种双层立体车架布局方案的原因，主要是考虑到同样的占地面积可以多存放两辆自行车解决车辆停放状态问题。为了降低下车架在移动过程中对导轨产生的影响，避免使（下转第34页）（上接第20页）之发生变形，它在三维空间的三个垂直方向上拓宽了两个滚动导轨之间的跨度。在整体结构上用多个三角形保证车架的牢固可靠，在保证立体车库整体具备足够抗压能力和刚度特性的前提下，简化结构，选用轻型材料。

车库和停放的自行车的重量都由前支架支撑导轨和后导槽支架来承载，所以它们应该有较强的刚度，不易变形。车架总成包括聚乙烯导槽横杆，两侧挡架，前车轮支架，智能锁。垂直柱的结构由轴向焊接接头和两侧导轨组成，以及滑动块和万能轮支撑框架的滑动。框架的作用是支撑和储存自行车。框架通常设计为在表面有一个U形槽的形状，作为直线运动在引导槽和通用车轮当中的引导。

3 结束语

考虑到现在共享单车的大量使用，其便捷性和使用条件的低门槛，随骑随停的特性，所以固定桩式公共自行车面临共享单车的竞争和挑战。但是，共享单车存在乱停乱放、管理混乱和损耗严重等一系列难以解决的问题[2]。而固定桩式公共自行车站点多位于繁华路段，数量较多，并且位置都相隔不远。如果普及本项目研发的自行车立体车库，可以充分的提高用车的便捷性，有效避免车辆毁损，大大提高固定桩式公共自行车的市场竞争力。

【参考文献】

[1]王在涛.城市公共自行车系统管理模式分析[J].城市发展研究，2013（9）：93-97.

[2]李振宇，尹志芳.北京居民自行车出行意愿调查与发展对策[J].交通运输研究，2016（3）：14-16.endprint