一種立體循環(huán)式自行車停放裝置的設計

郭慧東 呂澤鑫

摘 要：針對數量日益增多的共享單車以及個人單車的情況，設計了一張立體循環(huán)式自行車停放裝置，可以容量多輛自行車，以節(jié)約占地面積，同時解決自行車被偷被損壞的問題。該裝置實現(xiàn)了自行車的存取功能。智能控制系統(tǒng)由ARM微控制器（LM3S811主控芯片）與12864LCD顯示模塊構成 ，通過串行方式連接顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)控制功能，保證存車、取車的準確性、快速性。

關鍵詞：立體循環(huán)式;自行車停放;智能控制

0 引言

隨著時代的進步，科學的發(fā)展，人們的生活日益豐富。但同時，經濟社會的高速發(fā)展，交通擁堵、環(huán)境污染等大城市病日益嚴重。在國家倡導環(huán)保生活和綠色交通的大趨勢下，自行車作為城市出行交通工具之一的自行車，普遍被大眾接受。但由于自行車擺放占用道路資源，為城市交通和市容環(huán)境帶來負面影響。同時，自行車隨意擺放，面臨被偷、損壞（人為、自然）的問題。因此，合理安排和設計一種自行車停車設施成為一現(xiàn)代城市待解決的問題。

設計的此種立體循環(huán)式自行車停放裝置，可容量多輛自行車，節(jié)約占地面積，解決自行車丟失、損壞的問題。

1 立體循環(huán)式自行車停放裝置的總體設計方案和布局

立體循環(huán)式停車裝置具有突出的節(jié)約空間優(yōu)勢，傳統(tǒng)的平放停車方式所占有的用地面積較多，如采用雙層甚至多層的停車裝置，可使土地使用率提高80%-90%，如采用高低錯位式的立體停車裝置，單位平方米土地上就可以停放更多的單車。

硬件方面主要是由機架、托車臺2、車軌與鎖車裝置3和旋轉傳動裝置4組成。其中機架和臺階1采用螺栓固定在地面上，具有足夠的穩(wěn)定性，能夠確定機架在承載停車位2和自行車時具有一定的平衡能力。停車位2用來承載自行車，以及停車位上安有車軌和鎖車裝置，用來存放時固定自行車和取車時松開自行車，旋轉裝置4保證自行車存放方便，自行車停放時旋轉裝置將空托車臺2旋轉至停車口，取車時，將與取車票相對性的托車臺旋轉至取車口?？刂葡到y(tǒng)以超市存儲柜為基礎，存好車后會在出票口彈出一張取車票，取車時，在識別口掃描取車票，會將相對應的車旋轉至取車口。如圖1所示

2 立體循環(huán)式自行車停放裝置的部分內部結構分解

2.1托車臺及車軌與鎖車裝置

停放裝置的托車臺底盤長2000mm，寬700mm，高度1500mm，適用于各種類型的自行車。車軌與鎖車裝置，車軌全長1200mm，高200mm，車軌開口呈梯形（200mmX70mmX400mm），方便自行車推入車軌，后部車軌呈矩形（800mmX70mm）以便固定住車，不讓其傾倒。鎖車裝置在車軌前面有一感應裝置，當自行車推至車軌底部時，這時車胎觸碰鎖車裝置開關，將車輪鎖住。當取車時，感應裝置收到取車信號，車鎖將自動打開并將自行車彈出。

3 立體循環(huán)式自行車停放裝置的實施方案

基于運動學原理（主要是對機構平動知識的應用）實現(xiàn)車體的空間運動過程，采用數控和機械裝置相配合，采用單片機輔助控制機械裝置完成查找空位、鎖車、找車、取車等功能。

本裝置在自行車立體停放裝置門上安裝感應裝置，當將自行車推到臺階（1）時，旋轉裝置（4）會將未停放自行車的托車臺（2）轉下來，將自行車推到車軌（3）上，自行車會自動滑至托車臺底部，這時車胎觸碰鎖車裝置開關（3），將車輪鎖住。這時門自動關閉，出票口會彈出一張取車票，取車時，旋轉裝置（4）會將自行車轉下來，門自動打開，鎖車裝置將鎖打開并將車彈出，以此實現(xiàn)存車，鎖車，取車功能。

4 立體式自行車停車場控制系統(tǒng)

4.1立體式自行車停車場控制系統(tǒng)組成

立體式自行車場的控制系統(tǒng)由中央控制和門控制電路構成，中央控制由微機構成，門控制電路采用lm3s811單片機作為主控芯片，每個單片機可控制多個停車位。

4.11 LM3S811芯片

ARM處理器不但便宜而且性能較傳統(tǒng)的51單片機高得多，集成度也大大提高，為單芯片解決方案提供了非常方便的平臺，在很多場合都可以用一個芯片就能包容所需的全部資源，同時ARM處理器具有程序代碼少、功耗低、響應速度快、自動化程度高、體積小、可根據需要靈活定制等特點，適合于要求多任務處理和實時的場合。因此本設計采用ARM處理器。

本設計所用的ARM處理器LM3S811有48個引腳[3]，其大部分引腳具有復用功能，如LM3S811的用作JTAG的五個管腳，同時也可以作為GPIO使用。

4.1.2硬件總體框圖

5 結語

立體循環(huán)式自行車停放裝置可以容量多輛自行車，以節(jié)約占地面積，同時解決自行車被偷被損壞的問題。裝置管理系統(tǒng)實現(xiàn)了停放裝置的自動化運行，很大程度提高了管理系統(tǒng)的可靠性、自行車的安全性和運行有效性。停放裝置的自動化管理最大程度上減少了人工的參與，降低了人為方面造成的失誤和損失，提高了停放裝置的安全性、經濟性、和使用效率。節(jié)約了土地資源提高了城市空間利用率。

參考文獻：

[1]趙紫琴，吳志濤，淺談城市自行車公共停放設施存在的問題及改善措施一以佛山市為例[J/OL]建筑知識，2017（13）：1[2018-03-29].

[2]曹智群，汪沙娜，概念式高校校園自行車停放設施設計研究[J].輕工科技，2016，32（06）：109-110.

[3]楊玲，張明春，城市自行車停放設施設計探析[J].室內設計，2010（1）：18-21

[4]王琴，自行車停放裝置的開發(fā)應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]，現(xiàn)代機械，2009（5）：82-85.

[5]金李偉，胡志彭，彭衛(wèi)軍，自行車輪胎尺寸體系的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀[J].中國橡膠，2014，30（1）：26-30.

[6]曹建林，孫婕，孫雪穎等.電子密碼鎖設計[J].成都信息工程學院學報，2010，4（25）

[7]張志利，侯傳勛，蔡偉等，全功能硬件掃描鍵盤控制器IP核的實現(xiàn)[J].電子技術應用，2006，10（111）.

[8]馬忠梅，籍順心，張凱等，單片機的C語言應用程序設計[M].北京航空航天大學出版社，2006.

[9]張先震，黃山，李寧等.自動儲物柜控制系統(tǒng)設計[J].微計算機信息，2009，25（43）.