非機動車停車裝置的分析與設計

孫金華，周 巖

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非機動車停車裝置的分析與設計

孫金華，周 巖

（武漢商學院機電工程與汽車服務學院，湖北 武漢 430056）

近年來，隨著電池技術的發展，社會交通工具不斷進步，電動車漸漸代替自行車占據市場的主要部分。電動車已經成為了居民短途出行的首選交通工具。然而社區對電動車停放問題卻普遍缺乏統一規劃管理，社區內電動車亂停亂放，占用公共設施區域等現象層出不窮，既不便于電動車充電又極易出現電動車被盜問題。為解決這一系列問題，對非機動車簡易停車裝置進行了分析，設計了一種全新立體的停車裝置，充分節約社區車輛停放空間。同時構想將其與微信小程序及公眾號相結合，實現自助式服務終端。與大數據接軌可將不同地區的非機動車數量、里程、電池使用年限、回收利用的數據收集統計起來并上傳到云端。該非機動車停車裝置的設計最大程度節約了空間利用率，為社區居民的停車問題提供了便利和安全保障，具有一定的實用價值和實際意義。

非機動車；停車裝置；節約空間；自助式終端

1 非機動車發展現狀分析

非機動車輛的迅猛增長，給道路交通安全帶來了越來越大的隱患。在我國，非機動車尤其是自行車和電動自行車，一直是個人出行的主要交通工具之一。非機動車有很多優勢，它主要采用清潔能源作為主要動力，幾乎不造成任何污染。同時非機動車由于體型較小靈活方便，對道路條件要求不高，在老舊城區的狹窄道路上更具有優勢。20世紀80年代，天津市約有80%的人出行使用自行車電動車作為交通工具，到了90年代，這個比值達到90%[1]，這得益于非機動車具有更好的靈活性、機動性、便捷性和環保性。發展非機動車交通符合社會對緩解城市交通壓力的需求，據國家統計局數據統計，2016年中國電動自行車社會保有量達2.5億輛，電動三輪車社會保有量達5 000萬輛。總而言之，非機動車交通始終是城市交通的重要組成部分之一。

雖然非機動車有許多優點，但隨著城市不斷發展，人們生活節奏加快，對出行時間、舒適度的要求使人們對機動車的需求快速增長，因此，非機動車交通的發展正面臨著許多的困難。在交通參與者方面，大多數非機動車駕駛人員安全保障措施不足，許多駕駛人甚至利用非機動車的機動性和靈活性不遵守交通規則，這都是一些亟待解決的問題[2]。而且隨著非機動車保有量的增加，非機動車停車需要的空間也越來越大，但機動車的停車空位都比較緊張，尤其是社區內，非機動車的停車位更加緊張，而且缺少統一的規劃管理[3]。

2 非機動車停車裝置的方案分析

2.1 實物分析

本文在閱讀大量的文獻和專利的基礎上，對現有較為普遍的非機動車停車裝置進行了分析和研究，具體方案設計如圖1所示。

圖1 非機動車停車裝置方案圖

2.2 框架選型與模型的建立

電動車長為1.3 m，車寬0.5 m，車座高0.3 m，為一般停車方式所占用地面面積為：1.3 m×0.5 m=0.65 m2.

使用本停車裝置后占地面積：底板長為1.4 m，立柱內槽高度1.2 m，根據勾股定理計算得底板上升的角度最大為60°，考慮到車輛的質量，我們加固裝置材料，增加動力，通過車輪兩側、后輪支撐點、車輛龍頭三點的固定使裝置更穩定。此時車輛的占地面積為：（1.4 m÷2）×0.5+0.2 m×0.5=0.45 m2，則節約的比例為：（0.65－0.45）÷0.6=34%.

2.3 設計意義

該裝置結構簡單，造價低廉，停車費用計時收費，在廣大民眾的經濟承受范圍之內。統一規范小區內非機動車的停放，改善小區內非機動車亂停亂放現象。可將其與微信小程序及公眾號相結合，實現自助式服務終端，實現與大數據接軌，可將不同地區的非機動車數量、里程、電池使用年限、回收利用的數據收集統計起來并上傳到云端。該產品設計為公共便利設施，還可增加充電寶、雨傘等自助式租賃服務。

具體而言，該設計具有如下意義：①社區統一規劃管理，杜絕占用盲道、消防栓等公共設施的問題，提高社區精神文明面貌與市容市貌。②停車位結合懸空裝置使電動車的投影占地面積更加節省空間，空間節省率可達20%左右。③通過充電裝置與停車位相結合解決了亂接電線引起安全隱患的問題。充電裝置采用記時計費，時間到即斷電，在節約能源的同時，還可以防止電池過度充電，以此可增加電瓶使用壽命和減少發生安全隱患的概率。④整體結構簡潔。整個停車的過程使用者可以看得一清二楚，可以讓我們系統性地認識不同機構的運動傳遞過程，而且成本較低。⑤運動控制。本停車位采用機電結合，利用電動機帶動齒輪傳動，實現預期的運動規律，貼心的設計更人性化。

3 非機動車停車裝置的結構設計

3.1 裝置整體設計

本裝置本著簡單、易懂、高效、節約的設計原則，總體包括機械結構與電氣控制兩部分。機械結構主要特制停車底板、齒輪傳動機構、電動機構等。電氣控制主要包括電動機、停車裝置上的充電設備。非機動車停車成型機總體結構如圖2所示。

1—電機；2—立柱；3—底板；4—齒輪；5—旋轉軸；6—定滑輪；7—固定柱；8—栓柱；9—移動護欄；10—固定護欄；11—擋板；12—輪子。

3.2 裝置細化設計[4]

3.2.1 傳動裝置

齒輪傳動主要由兩個齒輪傳動機構等組成，其傳動結構如圖3所示。電機通過兩個齒輪帶動旋轉軸旋轉，然后通過定滑輪使繩索實現底板一段上升，另一端通過輪子立柱平移，旋轉軸帶動繩索轉動裝置如圖4所示。

3.2.2 加固裝置

立柱上連接有兩端彈簧和鉤子，當車主將車停好后，通過鉤子將電動車自行車龍頭勾住，使車輛加固不易傾倒。

圖3 齒輪傳動結構

圖4 旋轉軸帶動繩索轉動裝置

3.2.3 底板

整個底板是承載車輛的主要構件，底板結構如圖5所示。

1—固定欄桿所處的位置；2—固定電動車自行車龍頭的位置；3—連接旋轉軸上定滑輪使底板一段上升；4—工形槽里面的3個小孔，用于栓柱插入的地方以適應不同的小車并固定電動車或自行車輪胎，防止向兩側傾倒；5—底板上的移動護欄的滑動工形槽口；6—輪的固定軸。

3.2.4 擋板

擋板是當車輛傾斜時，使后輪有一個支撐點，使車輛不易滑落，擋板可以旋轉，使車輛方便進入底板。

3.2.5 移動欄桿

移動欄桿可以調節護欄的寬度，適應不同的車輛，移動欄桿上有一個栓柱可固定移動欄桿的位置。

3.2.6 立柱

立柱內側有凹槽，使底板在上升的過程中保持豎直上升。

3.3 裝置過程分析

裝置過程具體為：①將電動車停至特制停車板上，用移動欄桿將輪胎固定，柱子通過鉤子將車輛龍頭固定住，車主用擋板把車輛后輪卡住。②按下啟動按鈕，電動機啟動運轉，通過齒輪裝置與繩索緩慢地將電動車的前車輪一端底板升起，底板前端兩側左右各有一個小滑輪，在緊貼滑輪的兩個立柱的滑槽里垂直上下滑動，底板后端在前端受鋼索的垂直牽引下向前滑動，底板后端兩側也各有一個滑輪與地面接觸以減少摩擦。③當停車板上升至指定高度后停止，客戶可在裝置旁邊充電設備打開自行充電（此充電設備后期推廣會與微信小程序建立鏈接，進行掃碼開鎖及計費）。

4 總結

本文基于目前非機動車停車管理不規范及可能涉及到的安全隱患等現狀，通過簡單的機構，小型電機，轉換裝置，以比較低的成本來節約空間和杜絕安全隱患。結合人性化的設計給人們帶來極大的便利，以集成式的排列方式節約更多空間。本文介紹分析的非機動車停車裝置簡單、便利、實用，已在模型實物操作中得到驗證，經過大量數據分析，理論驗證與實際操作表明，該裝置功能實現效果良好。在很大程度上，提高了空間利用率，減少了安全隱患，推廣后可以為社區廣大居民解決停車問題。

［1］王勵旸.我國道路交通事故影響因素統計回歸分析［D］.北京：清華大學，2016.

［2］葉洋.基于綠色交通理念的城市中心區空間優化研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2016.

［3］王瑞，姚望，劉昌貴，等.老舊社區非機動車停車設施創新設計［J］.工業設計，2017（4）：81-83.

［4］聞邦椿，張義民，鄂中凱，等.機械設計手冊［M］.第5版.北京：機械工業出版社，2010.

U491.7

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.038

2095－6835（2018）22－0038－02

孫金華（1996—），湖北宜昌人，主要從事車輛工程領域的機械創新設計研究。

周巖（1991—），遼寧朝陽人，助教，主要從事汽車市場營銷、汽車生態設計及循環利用等方面的研究。

〔編輯：嚴麗琴〕