貼墻式自行車停車裝置的研究與設計

李彥晶，胡忠強，張亞萍

（1.蘭州工業學院汽車工程學院，甘肅 蘭州 730050；2.浙江四方股份有限公司，浙江 金華 321300）

引言

近年來，隨著汽車保有量的增加，環境污染和交通擁堵現象日益加劇，阻礙了城市的可持續發展，更多的人在短途出行時更喜歡選擇節能環保、方便快捷、安全以及經濟實用的自行車作為代步工具[1-3]，尤其是隨著共享單車潮的興起，自行車因其零等候、低費用、靈活等優勢更是受到人們的熱捧[4]。但自行車使用量的增加引發了其停靠安放的突出問題，如自行車停車設施不足、亂停亂放、占用人行道、易損壞且丟失、公共空間利用率低及影響市容市貌等[5-7]。

目前，對于自行車停放裝置的研究主要集中在提高有限空間的利用率、存取的智能化及便捷性等方面。文獻[2]提出了地嵌式自助停車位，其存取方便，智能管理，但空間利用率不高；文獻[5-6,8-9]設計的屬于輪式自行車停放裝置，其共同點是根據摩天輪的運動原理而設計，只是在結構、控制方式及停車數目等方面有所差異，這些停車裝置具有空間利用率高、結構簡單、成本低等優點，但是自行車長年累月受到日曬雨淋的影響而會縮短使用壽命；文獻[10]提出了一種基于慧魚模型的頂樓式自行車智能停車裝置，適合多個年齡段人群的使用，實現了自行車存取的智能化及規范化管理，同時還可以對自行車重點部位進行清潔；文獻[11-12]設計了懸掛式停車裝置，該裝置提高了空間利用率，但卻機動性不足；文獻[13]中設計了新型停車裝置，它也屬于懸掛式停車裝置，與其他懸掛式的不同在于停車時，該裝置的底盤與地面固定，而遇到緊急情況時，底盤下設計有機動輪，可以移動，故機動性好；文獻[1,14-16]提出了雙層或多層立體式自行車停車裝置，這些裝置應用較廣泛，雖存車容量大，但存取時不太適用于婦女、兒童及老人；文獻[17]中提到的全自動地下自行車停車庫，該車庫雖然具有全自動化、海量存放等的優勢，但卻成本較高。

綜上所述，針對本文提出一種提高空間利用率、智能存取、成本低、停放平穩及美觀的貼墻式自行車停車裝置的設計，通過采用旋轉結構的設計方案，將平面停車轉化為立體停車，達到占地少及亂停亂放的現象，可以緩解“停車難、難停車”的現狀。

1 停車裝置的結構

設計的貼墻式自行車停車裝置結構如圖1所示，該裝置主要由驅動電機、遮陽板、轉盤、圓形滑動槽、導向桿、固定桿、滑塊及自行車停放裝置等部分組成。

圖1 自行車停車裝置結構圖

遮陽板可以避免自行車的暴曬和淋雨，為了減輕整個裝置的重量及電機的負荷，延長使用壽命，轉盤橫截面設計為工形結構，滑塊在圓形滑動槽中滑動，短導向桿與固定桿通過轉軸連接；固定桿沿著轉盤的柱面米字型布置，轉盤的圓心在圓形滑動槽圓心的下方，且在同一豎直線上，圓心間隔為短導向桿的長度；圖2所示為自行車停放裝置，該裝置由放置板、支架、前輪固定夾和后輪固定夾組成，其中放置板與固定桿、長導向桿分別轉動連接，長導向桿與自行車放置板兩兩間隔連接，自行車放置板上有兩個方向相反布置的自行車固定夾；控制機構控制轉盤轉到相應的位置，完成自行車的停、取。

圖2 自行車停放裝置

2 工作原理

驅動電機通過帶傳動帶動轉盤的運動。為了提高便捷程度，該停車裝置可完成自動化的停放與提取。當用戶需要停車時，掃描操作盤上的二維碼，然后在系統操作界面上點擊“存車”按鈕，空的自行車停放裝置會自動旋轉至底部，此時停車板與推送軌道相接觸，并在其軌道中運動，將自行車停放在停放板，并通過固定夾進行前后輪的固定，最后推送自行車停放板到轉盤的支架上，同時系統會發送停車號及相應的取車密碼，利用SOLIDWORKS軟件繪制停車裝置的停車結束位置三維圖如圖3所示；當用戶需要取車時，同樣掃描操作盤上的二維碼，然后在系統操作界面上點擊“取車”按鈕，并輸入停車號及相應的密碼完成取車。

圖3 停車結束位置三維圖

3 結語

該設計針對自行車亂停亂放、空間利用率不高等現狀，提出一種充分利用現有空間的貼墻式自行車停車裝置的設計。在方案設計中采用旋轉結構，將平面停車轉化為立體停車，既解決了占地問題，又解決了自行車亂停亂放的現象；遮陽板可以避免自行車的日曬和雨淋；智能化使得停車取車的整個操作過程不僅簡單便捷，而且適合不同年齡段人群的使用；用戶通過密碼取車，則保證了存儲的安全性。因此墻式自行車停車裝置具有結構簡單、空間利用率高、智能存取、成本低、停放平穩、美觀等優點，一定程度上可緩解“停車難、難停車”的現狀，具有良好的應用前景。