小区立体式单车停车装置的设计与研究

宋文歌 叶剑

摘  要：文章对生活中几种常见的单车停车装置进行了调研，通过分析各种停车装置的单车固定机构、升降机构和单车移动机构的类型及其优缺点，文章提出了环形双层立体停车架的设计方案。

关键词：小区;单车;停车装置;双层

中图分类号：TP391.7        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）06-0098-03

1 研究背景

随着各城市中私家车数量大幅上涨，公共道路拥挤给人们出行造成不便的同时，也带来了安全隐患。因此，单车成为一种方便的短途交通工具，在环保时代，也符合“绿色出行”的理念。那么，随之而来的便是单车的停放问题，尤其是居民小区内的单车停放。经过走访发现，单车占用楼道以及机动车停车位的现象在诸多小区均有发生，高层住宅楼道内同时停放四五辆也实属常见。

经过市场调研，现今存在的车辆停车装置主要有以下几种类型：

（1）并排单层停车架。此类单车停放装置一般供单车并排停放，装置占地面积为较长的规则矩形，而小区内空地形状通常呈不规则的碎片化零星分布，所以这种单车停放装置一般用于马路上的公共单车，不适宜在小区内布置。

（2）并排双层立体停车架。此类单车停放装置针对并排单层停车架进行了改进，采用了双层机构，在相同占地面积下单车停放数量翻倍，通过提高停车密度，提高了上层空间的利用率。但与并排单层停车架存在类似问题，由于需要占用较长空地，所以无法在小区内大规模使用。

（3）并排立式停车架。与并排单层停车架相比较，此類单车停车装置可减少占地面积的宽度，相应提升空间利用率，但占地长度仍未有改进。

（4）环形绕轴立体停车架。此类单车停放装置能够在很大程度上弥补并排式停车装置的缺点，可尽量利用小区内碎片区域，多设停放点，方便居民停放和取车。但装置仅仅利用了上层空间，下层空间利用率不足。

通过对现存单车停放装置的比较，得出现阶段居民小区单车停放存在的两大主要问题：一是小区碎片空间利用不充分;二是考虑占地面积有限、单车停放装置缺乏原始规划等居民小区内存在的单车停放问题，为了缓解小区的单车停放压力，本文提出了“环形双层立体停车架”的设计方案。

2 总体结构与工作原理

本装置为圆柱形双层结构（如图1所示），上下两层均可停放单车。单车的上下移动和单车在第二层的左右移动通过专用电机实现，操作方便。圆柱形设计便于各方位进行单车存取（除了升降装置处），达到高效省时的目的。为了防止雨雪和日晒，装置设计了顶棚，可以在一定程度上减小恶劣天气对车身的损坏。

由于装置的双层结构，装置第一层采用抽屉式设计，采用可内外滑动的车辆固定架。用户在存车时可以将车辆固定架如抽屉般拉出，把自己的单车固定其上，再将车辆固定架推回即可，存放简单。取车时则将存有自己单车的车辆固定架拉出，取走自己的单车，再推回车辆固定架即可。

装置第二层采用了绕轴滑动式的停车位设计，使用者停车时可以将空的二层车辆固定架通过内外两层圆形导轨移动至升降装置处，按动按钮等待电梯降下之后拉出车辆固定架，放入单车，再按动按钮使升降装置上升，将车辆固定架抬升至二层。取车时同理，将存有自己单车的车辆固定架通过导轨移动至升降装置处，按动按钮升降装置下降，取出单车，按动按钮升降装置归位，将空的单车固定架归位到导轨上即可。

3 主要部件设计

3.1 车轮固定板设计

如图2所示，在单车固定板上，靠近中轴端一侧设置三块车轮固定板，用来限制单车前轮的左右摆动和向前滚动;远离中轴端一侧设置两块车轮固定板，其间串一根细铁丝，用来限制单车后轮的左右摆动和后退。其中，后轮固定板采用三角形结构是为了更好地将车停入固定架，细铁丝则在防止单车后退的同时更好地限制了单车后轮左右摇摆的幅度。考虑到装置整体不会出现大幅度振动摇晃，采用此种固定方式制造成本低，用户操作简单方便。

3.2 单车固定架存放装置设计

如图1中第2部分所示，单车固定架存放于特定装置中，此装置采用抽屉式设计，用于拉出和推回单车固定架。推拉操作通过存放装置下方对称安装的4个定向轮实现。存放装置由六块板构成，左右两块长板限制了固定架在推拉过程中的左右偏移。前后两块板的作用是通过限制靠近中轴端的两个滚轮的位置，进而限制固定架的移动范围，使固定架不会因拉出距离太长而脱离存放装置。另外，在左右两块长板上还分别固定了两块板，其目的是保证公共停车装置的安全，使单车固定架不会被轻易拿走。

3.3 升降装置设计

如图3所示，升降装置由升降架，导轨滑块，丝杆，电机等部分组成。在升降架靠近中轴端一侧安装滑块和导轨，在远离中轴端一侧的其中一边安装导轨和滑块，另一边安装丝杆。电机和丝杆通过联轴器相连，电机通电后带动丝杆转动，装置实现升降，达到存取单车的目的。

4 结束语

该装置占地为圆形，半径2.4米，总占地面积约为18平方米。单车总停放量为20，停车密度为每平方米1辆。装置满载时总重200kg，其中第二层重60Kg。立体的造型设计，增加了小区单位面积的停车数量，圆柱形的设计使用和操作简便，老人和小孩都能轻便进行单车存取。同时，装置占地面积小，可在小区内多处放置，增加碎片空间的利用率。

本作品荣获全国大学生机械设计大赛省赛三等奖。

参考文献：

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