開放式停車泊位地鎖鎖車裝置的結構設計改進

摘 要：開放式停車泊位智能收費管理系統的泊位地鎖主要包括車牌識別裝置、車輛檢測地磁感應器、鎖車裝置等組成部分，其中起擋車作用的鎖車裝置的結構設計直接影響到系統工作的可靠性和耐久性。通過對鎖車裝置的結構設計不斷改進，使其功能不斷完善，故障率不斷降低，維護保養更加便捷。

關鍵詞：泊位地鎖 鎖車裝置 結構設計 改進

0 引言

隨著汽車擁有量飛速增長，市區內停車難的問題非常突出，目前的解決辦法是在中心城區的馬路邊、人行道畫線設置停車泊位，采用泊位地鎖的鎖車裝置來鎖住車輛，以便提供臨時性的有償停車服務。

傳統的泊位地鎖大多為機械手動式，如，地坎式三角車位鎖，車輛出入停車泊位時，司乘人員需下車把鎖車裝置的撐竿放下或撐起，然后再上鎖，使用很不方便。若是露天泊位又遇到雨雪天氣，那就更麻煩了。另外，手動的泊位地鎖均無防撞功能，當遇到撞擊時，汽車和地鎖都易受損。

應用于開放式停車泊位智能收費管理系統的泊位地鎖主要包括車牌識別裝置、車輛檢測地磁感應器、鎖車裝置等組成部分，如圖1所示。其中，起擋車作用的鎖車裝置一般都鑲嵌在地面以下，其結構設計直接影響到系統工作的可靠性和耐久性。本文專門針對鎖車裝置的結構設計方案作詳細介紹。

1 結構設計方案1——雙電機垂向布置

本方案為最初的設計方案，動力傳動方式采用雙電機垂向布置，通過鎖住汽車底盤來自動鎖車，并自動解鎖，方便快捷，泊位地鎖能承受3t重的汽車碾壓而不致破壞，節約資源，提高效率，能解決停車難的困境。

如圖2所示，鎖車裝置包括擋車桿、支撐筒2、外筒組件5、電機連接組件6、電機總成7、傳動螺桿9、傳動絲母10。其中，外筒組件5埋入地下，電機總成7的下端通過六角頭長螺栓8固裝在外筒組件5的底部，傳動絲母10通過十字槽沉頭螺釘11固裝在支撐筒2的內壁上，并與傳動螺桿9螺紋配合，支撐筒2沿外筒組件5的內壁上下滑動。傳動絲母10通過限位墊片12、六角頭短螺栓13固定在傳動螺桿9的頂端。支撐筒2、外筒組件5、電機連接組件6、電機總成7、傳動螺桿9、傳動絲母10均為兩套完全相同的部件，對稱布置在擋車桿1兩端下方的對應位置。左、右外筒組件5的頂部通過外筒連接板3、外筒連接筋板4、不銹鋼管18聯成一個整體。

擋車桿包括擋車桿1、擋車桿連接件一15、擋車桿連接件二16、擋車桿連接件三17。其中，擋車桿連接件一15、擋車桿連接件三17分別固裝在擋車桿1的下方，擋車桿連接件二16固裝在支撐筒2的頂端，通過連接銷14與擋車桿連接件一15、擋車桿連接件三17活動鏈接；擋車桿連接件一15和擋車桿連接件三17對稱固裝在擋車桿1的左、右兩端。為保證擋車桿升降更加靈活，擋車桿連接件一15中的銷孔為圓形，擋車桿連接件三17中的銷孔為扁形。

自動鎖車與泊位解鎖的工作原理：停車時，汽車駛入停車泊位，觸發地感線圈，感應信號通過電控器向電機發出正轉鎖車指令，傳動螺桿的旋轉使升降絲筒上升，擋車桿上升至貼緊車輛底盤，將車輛鎖定；交費后取車時，電機接到反轉指令，傳動螺桿的旋轉使升降絲筒下降，擋車桿降下，離開車輛底盤至地面，解除泊鎖。

2 結構設計方案2——單電機垂向布置

在使用過程中，發現設計方案1存在電機傳動沖擊振動較大、雙電機傳動不同步導致擋車桿升降時有犯卡等故障，為此，將動力傳動方式改為單電機垂向布置，使擋車桿上下運動較為靈活。

如圖3所示，支撐筒2、外筒組件5、電機連接組件6、電機總成7、傳動螺桿9、傳動絲母10為一套組件，布置在擋車桿1中間下方的對應位置，兩套導向內筒19和導向外筒20對稱布置在擋車桿1兩端下方的對應位置，左、右導向外筒20與外筒組件5的頂部通過外筒連接板3、外筒連接筋板4聯成一個整體。擋車桿連接件一15固裝在擋車桿1的中間位置，兩個擋車桿連接件三17對稱固裝在擋車桿1的左、右兩端，其余部分與結構設計方案1相同。

3 結構設計方案3——鋼槽式單電機水平布置

該設計方案將單電機水平布置在鋼制帶蓋埋槽內，電機不承受垂向載荷，延長了使用壽命，如圖4所示。鎖車裝置包括鋼制帶蓋埋槽1、鎖車桿裝置3、絲桿升降裝置5、電機6、絲桿外套7、絲桿8，電機6位于兩個絲桿升降裝置5之外側。鋼制帶蓋埋槽1埋入地下，槽蓋扣合到位后與地面平齊，絲桿外套7焊裝在鋼制帶蓋埋槽1的底板下面；絲桿升降裝置5包括蝸輪、蝸桿、箱體，箱體安裝在鋼制帶蓋埋槽1的底板上面，蝸桿的一端與電機6的輸出軸相連，另一端通過聯軸器4與傳動軸2相連，兩個絲桿升降裝置5之間通過一根傳動軸2相連；絲桿8位于所述蝸輪的中心，與蝸輪螺紋配合傳動，絲桿8的上端與所述鎖車桿裝置3相連，下部伸入所述絲桿外套7內。

電機通過蝸桿帶動蝸輪轉動，蝸輪帶到絲桿上下運動。絲桿的位移引起鎖車桿裝置的升降，達到鎖車或解鎖目的。

作為對上述技術方案的進一步改進，將電機6內置在兩個絲桿升降裝置5之間，通過兩根傳動軸2分別與兩個絲桿升降裝置5相連。為更好地保證兩根絲桿升降的同步性，將電機6布置在兩個絲桿升降裝置5之間的中心位置，如圖5所示。

4 結構設計方案4——滾軸式鎖車裝置

該設計方案將以往對車輛底盤進行接觸鎖定改為對車輛輪胎進行空轉鎖定，利用鎖定機構中的鎖板與兩根滾軸的鎖定或分離，使車輪處于移動狀態或空轉狀態，既可防止車主逃費，又可避免車輛底盤刮傷。

如圖6所示，滾軸式鎖車裝置包括鋼支撐架1、滾軸2、鎖定機構3，鋼支撐架1為由左側主梁、右側主梁、邊梁、底板組焊而成的框架結構，在左側主梁上鉆有滾軸安裝孔和推桿安裝孔，在右側主梁上鉆有滾軸安裝孔，邊梁的橫截面為倒扣的U字形，在其內焊有加強筋板，在左側主梁與加強筋板的空間為直線電機安裝間隔，在其內焊有電機安裝座，在左側主梁的外側還配有一塊端蓋板10；滾軸2的兩端分別通過帶防塵蓋的深溝球軸承5、孔用彈性擋圈6、密封板7安裝在滾軸安裝孔內；鎖定機構3包括電機9、閉鎖彈簧、推桿、鎖板，電機9固裝在電機安裝座上，推桿穿過推桿安裝孔，并始終與電機9的軸線保持同心，在其右端套上閉鎖彈簧，鎖板為長條狀，在其上對稱布置2個六方孔和2個圓孔，通過鎖板螺母、鎖板墊圈固裝在推桿的左端，六方孔與滾軸2的六方端頭為間隙配合，圓孔與推桿的左端軸頸為過渡配合；推桿左移的有效行程S為22mm。

為防止行人陷入滾軸之間的空隙，在兩根滾軸2的中間位置安裝一塊浮動板4，其橫截面為倒扣的U字形，并在內部設置浮動板彈簧8。

當車輛準備駛入停車泊位時，鎖定機構的電機軸與推桿不相接觸，鎖板對滾軸進行鎖定，滾軸不能自由轉動。當停放車輛進入了計費時段后，鎖定機構的電機得電正轉，電機軸向左伸出，先與推桿進行接觸，進而推動推桿左移，壓縮閉鎖彈簧，當推桿有效行程到達22mm時，鎖板與滾軸端頭分離，滾軸處于自由狀態，車輛無法駛出。當車主掃碼付費后，電機得電反轉，電機軸向右回縮，推桿在閉鎖彈簧反力的作用下，將鎖板回位鎖定滾軸，車輛方可駛離停車泊位。

5 結論

停車泊位地鎖已從傳統的地坎式三角車位鎖發展到應用于開放式停車泊位智能收費管理系統的智能型自動升降地鎖，與此同時，其起擋車作用的鎖車裝置也經歷了多次改進。通過擋車桿的自動升降實現對車輛底盤進行接觸鎖定方式，電機布置方向有垂向和水平，電機數量有單電機和雙電機。此外還有通過滾軸式鎖車裝置對車輛輪胎進行空轉鎖定的方式。

參考文獻

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