交错立体停车装置

邱煜煜　刘怡　汤丛文

摘要：为解决小区内部自行车停放混乱以及停车难的问题，设计了一种交错立体停车装置。从解决小区自行车乱停乱放、高端自行车容易损坏、小区停车位规划不合理等共性问题出发，达到了节约停车占地面积、保护自行车、规范小区停车、免于日常维护等目的。

关键词：自行车停放;停车装置;传动机构;锁车装置

中图分类号：U491.7

文献标识码：A

DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.051

1 项目背景

我们生活中有着许许多多的自行车，它们在我们的身边起着巨大的作用，每天为我们的生活带来极大的便利。然而，我们在不用它的时候，就需要停放好。但目前小区自行车乱停乱放现象严重，各种问题日益凸显，急需解决。

2 设计方案

该装置的工作由两部分组成，分别是用户停车和用户取车。用户停车工作流程如图1所示，用户取车工作流程如图2所示。

本装置主要通过滑块的运动带动卡死机构卡死自行车把，通过弹簧锁头机构对车龙头进行卡死操作，通过五杆传动打开卡死装置完成存取过程。通过车架的设计对脚蹬进行自适应限位，使其在实现交错停车的同时不会产生干涉。通过手轮丝杆来提升车架高度，综合小区不同的情况调整高度。本装置采用纯机械化设计，具有成本低、结构简单、占地面积小、免维护等优点，能有效解决城市小区自行车停放问题。

3 机械部分设计

3.1 自动锁车装置

自动锁车装置模型如图3所示。该装置由凸形滑块、单向锁头、弹簧以及2个滚轮组成。车架的上支撑架自行车停放位置设有一个凹槽，在凹槽的下方有一個通孔，用于连杆传动机构中的顶针传递运动。

车架未存进车辆前，由于受到车架的上支撑架对单向锁头的压力，弹簧一直处于收缩状态。自行车被推进车架，完成车把固定后，凸形滑块带动自行车向凹槽方向进给。当凸形滑块运动至凹槽处，由于失去车架上支撑架对单向锁头的压力，弹簧伸张，推动单向锁头锁头向凸形凹槽下的通孔进给，使得单向锁头进入凸形凹槽中。凸形凹槽的限制作用，使得自行车位置锁死，最终实现自行车的停放。

3.2 连杆传动机构

连杆传动机构由L形连杆架、短连杆、水平推杆、滑块推杆、顶针滑块和直线轴承组成，具体如图4所示。

当取车时，用户握住L形连杆架，逆时针转动L形连杆架，L形连杆架驱动短连杆，使得水平连杆靠近顶针滑块方向进给，进而滑块推杆推动顶针滑块完成向上运动，使顶针滑块通过凹槽的通孔把自动锁车机构中的单向锁头顶出，弹簧压缩，完成自行车的解锁功能。取车后，顺时针转动L形连杆架，经过杆件的运动传递，顶针滑块复原，准备下一个用户的存车工作。

3.3 车把固定装置

车把固定装置由圆柱插销、横向滑块、卡位圆盘、滚轮和固定架组成，其整体三维模型如图5所示。

车把固定装置的工作原理：停放自行车时，用户把车把推进车把固定装置的卡位圆盘的U形凹槽中，推动自行车向里运动，带动卡位圆盘运动。由于卡位圆盘运动，圆柱插销在工字凹槽中滑动，从而带动工字滑块进行横向滑动，滚轮也随之转动到极限位置，最终至横向滑块卡入自行车的卡位凹槽中，完成车把的固定工作。

4 项目创新点

项目创新点主要体现在：①提出交错式停放的新理念，针对现有的停车场地不足，将车架设置为交错式安装，极大程度地提高了空间利用率，节约了土地资源，有利于规范停车;②创新设计了车把固定及自行车锁死机构，简单、高效、经济实用、无需维护;③将各机构创意组合，通过曲柄滑块机构和锁车机构等的创意组合，实现了高效存取车的功能。

5 项目优势

5.1 节省空间

以停放3辆24寸自行车为例。普通装置长为1.6m，宽约0.6 m，采用普通的停放方式平均每辆车占地为0.96 m2，而采用我们的交错式立体停车装置占地约为0.64 m2。同时停放3辆车对比发现，交错式停车比普通停车方式平均每辆节约33%的占地。以长为9.0 m，宽为2.1 m的车棚为例，车棚的面积为18.9 m2，仅螺旋式的方式停车，就能够停放18辆自行车。而应用交错式停车架能停放32辆，利用率高达140%.

5.2 免维护

整体装置采用简单的机械结构，选用结实耐用的不锈钢作为整体车架的材料，基本的连接件都是使用螺钉螺母连接，并且没有使用电子设备，使整体的装置实现了免维护。

5.3 保护车辆

该车架的设计避免了两车之间的摩擦，整体车架具有一定的稳定性，避免了车辆倾倒和碰撞，保护了车主的自行车。同时，车架操作方便，使用者只需推动自行车即可存车，用户体验得到了改善。

6 总结

综上所述，与其他装置相比，本装置的建造费用更低，在后期使用时也无需专门的维护，总投入成本更少。我们设计的产品如果能大批量生产，既能满足市民的停车需求，一定程度上缓解了现有城市小区的停车难问题，为小区提供一个良好的环境，同时在管理者的经济推广能力范围内具有广阔的市场前景。

参考文献：

[1]周路菡.传统自行车产业升级转型[J].新经济导刊，2015（12）.

[2]杜守帅，过伟敏.日本自行车停放设施设计研究[J].包装工程，2015（ 10）.

[3]惠晓荣.一种新型的自行车防盗装置[J].装备制造技术，2015 （1）.

[4]曹伟，李超，魏秋雨，等.抱闸结构式自行车锁的设计与校核[J].机械设计与制造工程，2014（ 8）.