交錯立體停車裝置

邱煜煜　劉怡　湯叢文

摘要：為解決小區內部自行車停放混亂以及停車難的問題，設計了一種交錯立體停車裝置。從解決小區自行車亂停亂放、高端自行車容易損壞、小區停車位規劃不合理等共性問題出發，達到了節約停車占地面積、保護自行車、規范小區停車、免于日常維護等目的。

關鍵詞：自行車停放;停車裝置;傳動機構;鎖車裝置

中圖分類號：U491.7

文獻標識碼：A

DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.051

1 項目背景

我們生活中有著許許多多的自行車，它們在我們的身邊起著巨大的作用，每天為我們的生活帶來極大的便利。然而，我們在不用它的時候，就需要停放好。但目前小區自行車亂停亂放現象嚴重，各種問題日益凸顯，急需解決。

2 設計方案

該裝置的工作由兩部分組成，分別是用戶停車和用戶取車。用戶停車工作流程如圖1所示，用戶取車工作流程如圖2所示。

本裝置主要通過滑塊的運動帶動卡死機構卡死自行車把，通過彈簧鎖頭機構對車龍頭進行卡死操作，通過五桿傳動打開卡死裝置完成存取過程。通過車架的設計對腳蹬進行自適應限位，使其在實現交錯停車的同時不會產生干涉。通過手輪絲桿來提升車架高度，綜合小區不同的情況調整高度。本裝置采用純機械化設計，具有成本低、結構簡單、占地面積小、免維護等優點，能有效解決城市小區自行車停放問題。

3 機械部分設計

3.1 自動鎖車裝置

自動鎖車裝置模型如圖3所示。該裝置由凸形滑塊、單向鎖頭、彈簧以及2個滾輪組成。車架的上支撐架自行車停放位置設有一個凹槽，在凹槽的下方有一個通孔，用于連桿傳動機構中的頂針傳遞運動。

車架未存進車輛前，由于受到車架的上支撐架對單向鎖頭的壓力，彈簧一直處于收縮狀態。自行車被推進車架，完成車把固定后，凸形滑塊帶動自行車向凹槽方向進給。當凸形滑塊運動至凹槽處，由于失去車架上支撐架對單向鎖頭的壓力，彈簧伸張，推動單向鎖頭鎖頭向凸形凹槽下的通孔進給，使得單向鎖頭進入凸形凹槽中。凸形凹槽的限制作用，使得自行車位置鎖死，最終實現自行車的停放。

3.2 連桿傳動機構

連桿傳動機構由L形連桿架、短連桿、水平推桿、滑塊推桿、頂針滑塊和直線軸承組成，具體如圖4所示。

當取車時，用戶握住L形連桿架，逆時針轉動L形連桿架，L形連桿架驅動短連桿，使得水平連桿靠近頂針滑塊方向進給，進而滑塊推桿推動頂針滑塊完成向上運動，使頂針滑塊通過凹槽的通孔把自動鎖車機構中的單向鎖頭頂出，彈簧壓縮，完成自行車的解鎖功能。取車后，順時針轉動L形連桿架，經過桿件的運動傳遞，頂針滑塊復原，準備下一個用戶的存車工作。

3.3 車把固定裝置

車把固定裝置由圓柱插銷、橫向滑塊、卡位圓盤、滾輪和固定架組成，其整體三維模型如圖5所示。

車把固定裝置的工作原理：停放自行車時，用戶把車把推進車把固定裝置的卡位圓盤的U形凹槽中，推動自行車向里運動，帶動卡位圓盤運動。由于卡位圓盤運動，圓柱插銷在工字凹槽中滑動，從而帶動工字滑塊進行橫向滑動，滾輪也隨之轉動到極限位置，最終至橫向滑塊卡入自行車的卡位凹槽中，完成車把的固定工作。

4 項目創新點

項目創新點主要體現在：①提出交錯式停放的新理念，針對現有的停車場地不足，將車架設置為交錯式安裝，極大程度地提高了空間利用率，節約了土地資源，有利于規范停車;②創新設計了車把固定及自行車鎖死機構，簡單、高效、經濟實用、無需維護;③將各機構創意組合，通過曲柄滑塊機構和鎖車機構等的創意組合，實現了高效存取車的功能。

5 項目優勢

5.1 節省空間

以停放3輛24寸自行車為例。普通裝置長為1.6m，寬約0.6 m，采用普通的停放方式平均每輛車占地為0.96 m2，而采用我們的交錯式立體停車裝置占地約為0.64 m2。同時停放3輛車對比發現，交錯式停車比普通停車方式平均每輛節約33%的占地。以長為9.0 m，寬為2.1 m的車棚為例，車棚的面積為18.9 m2，僅螺旋式的方式停車，就能夠停放18輛自行車。而應用交錯式停車架能停放32輛，利用率高達140%.

5.2 免維護

整體裝置采用簡單的機械結構，選用結實耐用的不銹鋼作為整體車架的材料，基本的連接件都是使用螺釘螺母連接，并且沒有使用電子設備，使整體的裝置實現了免維護。

5.3 保護車輛

該車架的設計避免了兩車之間的摩擦，整體車架具有一定的穩定性，避免了車輛傾倒和碰撞，保護了車主的自行車。同時，車架操作方便，使用者只需推動自行車即可存車，用戶體驗得到了改善。

6 總結

綜上所述，與其他裝置相比，本裝置的建造費用更低，在后期使用時也無需專門的維護，總投入成本更少。我們設計的產品如果能大批量生產，既能滿足市民的停車需求，一定程度上緩解了現有城市小區的停車難問題，為小區提供一個良好的環境，同時在管理者的經濟推廣能力范圍內具有廣闊的市場前景。

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