CN109372295A - 升降旋转式自行车自动停车装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升降旋转式自行车自动停车装置，包括固定在地面上的固定板，固定板下方沿竖直方向平行间隔安装有多层半圆环状或圆环状托架，沿每层托架圆周内圈及外圈边缘，分别垂直安装有多根立柱，将固定板及多层托架固定连接成停车架，底层托架下方安装有底板，固定板上方安装有与其平行的顶板；还包括安装于停车架内侧的升降平台，其由升降机构控制在顶板与底板之间上下移动，或由回转机构控制做水平旋转运动，升降平台上安装有用于夹持和移动待停放自行车的夹持进给机构；该装置机电控制***包括主控制电路板和智能识别模块。本发明具有占地面积小、智能识别存取车效率高安全性能好等优点。

Description

升降旋转式自行车自动停车装置

技术领域

本发明涉及自行车停车装置技术领域，尤其是一种升降旋转式自行车自动停车装置。

背景技术

随着国家发展战略对低碳环保的大力倡导，自行车数量剧增，出现了自行车停车杂乱无序，停车占地面积过大等问题。国内最普遍的停车装置是样式各异的自行车简易停车架，这种停车架由普通金属制成，形状近似于栏杆，使用者利用停车架布置上的间隙，将自行车车轮夹持在停车架中，使自行车固定，或利用停车架形状特点，依靠车锁和停车架连接，避免车辆丢失。这类自行车停车架被普遍用于商场、学校、社区等公共场所，具有安装简便，成本低廉转移性好等特点。但是由于自行车暴露于户外，受天气和人为因素影响较大，长时间停放使自行车易折旧。另一种自行车停车棚也同样普遍，它是自行车停车架的改良，利用封闭或半封闭的棚顶和围墙，进一步对自行车进行保护，可以有效避免自行车受到外界因素的影响。但是，以上两种装置考虑到自行车结构的不同以及使用者无法规范停车，在停车数量增加时，停取车不便，常常出现车辆停放杂乱、歪倒等现象，给自行车停放管理增加了难度。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的升降旋转式自行车自动停车装置，从而解决自行车停放杂乱、占地面积过大，导致停取车不便、车辆易折旧和停车空间受限等问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种升降旋转式自行车自动停车装置，包括固定在地面上的固定板，固定板上表面设有放置存取前自行车的槽道，固定板下方沿竖直方向平行间隔安装有多层托架，固定板和托架均成圆环状，固定板和托架之间、以及相邻两层托架之间沿圆周内圈及外圈边缘均垂直安装有多根立柱，位于最底层的托架的下表面通过相同的立柱固定安装有底板，固定板上表面内圈位置通过立柱安装有与其平行的顶板；还包括升降平台，升降平台安装于托架的圆环中心位置，且由升降机构控制在顶板与底板之间上下移动，或者由回转机构控制做水平旋转运动，升降平台上安装有用于夹持和移动待停放自行车的夹持进给机构；还包括机电控制***，机电控制***包括主控制电路板和智能识别模块。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述升降机构的安装结构为：包括下安装板，其安装在最底层托架圆环中心的下方，下安装板上表面安装曳引机，顶板下表面通过轴承装置安装有转轴一，其端部连接有一块与下安装板平行的上安装板，上安装板与下安装板之间通过多根直线导柱连接，升降平台通过直线轴承安装在直线导柱上；曳引机上安装有卷绕有钢丝绳的滚筒，滚筒上的钢丝绳绕经安装在升降平台上的动滑轮组，再绕至上安装板下表面的定滑轮组，滚筒由驱动装置驱动旋转，并通过钢丝绳带动升降平台沿直线导柱升降。

回转机构的安装结构为：包括安装在底板上表面的步进电机，其输出轴通过轴承装置连接转轴二，其端部固定连接在下安装板的底部；顶板上安装的转轴一上套置有随其转动的码盘，码盘一侧的顶板上安装有光电开关，光电开关上设有与码盘配合的夹缝。

升降平台上安装所述夹持进给机构，其安装结构为：包括安装在升降平台上表面的导槽，其一侧安装有的与其平行的轨道，另一侧安装有齿条，轨道上通过滑块安装有沿其滑动的夹持部，夹持部的底部通过齿轮一与所述齿条配合传动；所述夹持部上安装有将自行车夹持到导槽内的两个夹爪。

所述夹持部的安装结构为：包括电机安装板，其通过螺栓连接有一块与其平行的连接板，连接板固接在所述滑块上表面，电机安装板上表面安装驱动电机，驱动电机的输出轴穿出电机安装板的底面，并在其端部连接一个主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，主动齿轮和从动齿轮分别通过一根连杆一铰接所述夹爪，两个夹爪中部分别铰接有一根连杆二，两根连杆二的另一端均连接在电机安装板的底部。

电机安装板与连接板之间安装有驱动所述齿轮一转动的电机一。

每层托架由若干扇形板沿圆周方向拼接形成，每块扇形板中间开有一条与自行车车轮卡合的停车槽，停车槽内前部设有圆弧凹坑。

机电控制***的智能识别模块包括读卡器和显示装置。

所述槽道沿固定板径向设置，并与所述升降平台对接。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过在停车架一侧设置升降机构、回转机构，在升降平台上安装夹持进给机构，完成自行车的智能识别、自动停车

和取车的过程，大大提高了停取车效率，节省空间和时间，提高了车辆存放的安全性。同时，本发明还具有如下优点：

1.本发明占地面积小，停车架部分位于地下，地面部分占地极小，大大节省了地表空间；且停车结构层层固结，有效避免了停放车辆受到大风天气，大雨天气对车体造成的损伤。即便车辆长时间停放，保证车辆保存状况良好。

2.本发明安全性高，通过用户持有的IC卡进行智能识别，机器自动完成存取车过程，实行“一人一卡一车”的工作流程，相较于传统停车装置，省时省力，更加方便快捷，且有效减少自行车失窃事件的发生，大大提高了自行车停车过程中的安全性。

3.本发明存取车效率高，升降平台上安装的夹持进给机构，能够在识别车辆后，由主电路板控制，按照给定的进给距离移动夹爪，并将自行车夹持到升降平台的导槽内，然后通过回转机构回转，将其转动至待停放区域所处的角度，再通过升降机构送至待停放区域所在的托架层，然后在利用夹持进给机构将车辆移送至相应的空位中。

4.本发明扇形板上停车槽内设置的圆弧凹槽这样每次停放车辆时车轮和圆弧凹槽的作用使得车子每次都能静止在一个地方，所以每次夹持时只需要进给设定距离就可准确夹持到车轮，取车同样适用。

5.本发明升降平台上安装的直线轴承与直线导柱配合，保证平台在升降和旋转时保持平稳。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明的除去停车架后其他机构的安装结构示意图。

图3为本发明升降平台的结构示意图。

图4为本发明升降平台的结构示意图(另一视角)。

图5为本发明加持部中主动齿轮、从动齿轮及夹爪的安装结构示意图。

图6为本发明扇形板的结构示意图。

图7为图6中A-A截面的剖视图。

其中：1、固定板；2、托架；3、立柱；4、底板；5、顶板；6、升降平台；7、曳引机；8、下安装板；9、转轴一；10、上安装板；11、直线导柱；12、步进电机；13、转轴二；14、光电开关；15、码盘；21、扇形板；22、停车槽；23、圆弧凹坑；101、槽道；601、直线轴承；602、导槽；603、轨道；604、齿条；605、齿轮一；606、夹爪；607、驱动电机；608、主动齿轮；609、从动齿轮；610、滑块；611、电机安装板；612、电机一；613、连杆一；614、连杆二。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的升降旋转式自行车自动停车装置，包括固定在地面上的固定板1，固定板1上表面设有放置存取前自行车的槽道101，固定板1下方沿竖直方向平行间隔安装有多层托架2，固定板1和托架2均成圆环状，固定板1和托架2之间、以及相邻两层托架2之间沿圆周内圈及外圈边缘均垂直安装有多根立柱3，位于最底层的托架2的下表面通过相同的立柱3固定安装有底板4，固定板1上表面内圈位置通过立柱3安装有与其平行的顶板5；还包括升降平台6，升降平台6安装于托架2的圆环中心位置，且由升降机构控制在顶板5与底板4之间上下移动，或者由回转机构控制做水平旋转运动，升降平台6上安装有用于夹持和移动待停放自行车的夹持进给机构；还包括机电控制***，机电控制***包括主控制电路板和智能识别模块。

如图2所示，升降机构的安装结构为：包括下安装板8，其安装在最底层托架2圆环中心的下方，下安装板8上表面安装曳引机7，顶板5下表面通过轴承装置安装有转轴一9，其端部连接有一块与下安装板8平行的上安装板10，上安装板10与下安装板8之间通过多根直线导柱11连接，升降平台6通过直线轴承601安装在直线导柱11上；曳引机7上安装有卷绕有钢丝绳的滚筒，滚筒上的钢丝绳绕经安装在升降平台6上的动滑轮组，再绕至上安装板10下表面的定滑轮组，滚筒由驱动装置驱动旋转，并通过钢丝绳带动升降平台6沿直线导柱11升降。

回转机构的安装结构为：包括安装在底板4上表面的步进电机12，其输出轴通过轴承装置连接转轴二13，其端部固定连接在下安装板8的底部；顶板5上安装的转轴一9上套置有随其转动的码盘15，码盘15一侧的顶板5上安装有光电开关14，光电开关14上设有与码盘15配合的夹缝。

如图3、图4和图5所示，升降平台6上安装夹持进给机构，其安装结构为：包括安装在升降平台6上表面的导槽602，其一侧安装有的与其平行的轨道603，另一侧安装有齿条604，轨道603上通过滑块610安装有沿其滑动的夹持部，夹持部的底部通过齿轮一605与齿条604配合传动；夹持部上安装有将自行车夹持到导槽602内的两个夹爪606。

夹持部的安装结构为：包括电机安装板611，其通过螺栓连接有一块与其平行的连接板，连接板固接在滑块610上表面，电机安装板611上表面安装驱动电机607，驱动电机607的输出轴穿出电机安装板611的底面，并在其端部连接一个主动齿轮608，主动齿轮608与从动齿轮609相啮合，主动齿轮608和从动齿轮609分别通过一根连杆一613铰接夹爪606，两个夹爪606中部分别铰接有一根连杆二614，两根连杆二614的另一端均连接在电机安装板611的底部。

电机安装板611与连接板之间安装有驱动齿轮一605转动的电机一612。

如图6和图7所示，每层托架2由若干扇形板21沿圆周方向拼接形成，每块扇形板21中间开有一条与自行车车轮卡合的停车槽22，停车槽22内前部设有圆弧凹坑23。

机电控制***的智能识别模块包括读卡器和显示装置。

槽道101沿固定板1径向设置，并与升降平台6对接。

本实施例的实施过程及原理如下：

停车架部分由若干层设有停车位的托架2构成，托架2之间可由钢柱固定连接，托架2及其车位都内嵌于地下，停车入口位于固定板1上，且在地面上。升降系机构通过控制钢丝绳伸出的长短来控制升降平台6的升降，并保证其在竖直方向上高度的定位。自行车的抓取由夹持进给机构的夹持部完成，自行车由停车入口至升降平台6的移送由夹持进给机构的齿轮齿条配合完成。自行车的周向旋转定位由回转机构完成，回转机构通过步进电机12经过减速器，以及转轴实现。

本实施例停车装置的具体实施过程：首先将自行车放到地面指定位置上，然后经过读卡器进行刷卡，基于主控制电路板上的主控制芯片Arduino Mega2560和RFID读卡器及显示装置，记录***储存用户信息后执行进给运动，夹持进给机构的夹持部由齿轮一605和齿条604进行进给，控制夹持部的两个夹爪606夹住自行车车轮的两侧，然后接着在齿轮一605和齿条604配合下，将车移至升降平台6的导槽602内，步进电机12带动转轴二13驱动下安装板8转动，下安装板8通过直线导柱11带动上安装板10绕转轴一9旋转，控制升降平台6旋转到有空车位的指定角度，然后曳引机7牵引，将升降平台6降至指定停车层(托架2)，夹持进给机构再次进给适当距离后，将自行车停入指定空车位，夹爪606松开车轮，停车结束，整个***复位至初始，复位时，由顶板5下方设置的光电开关14与套置在转轴一9上的码盘15配合，当码盘15旋转至其狭缝处即光电开关14，回零结束。反之，就是取车过程。

本实施例在工作过程中，升降机构的工作过程是曳引机7正向转动，钢丝绳通过滑轮改变方向带动升降平台6完成上升运动，直线轴承601保证其沿着直线导柱11平稳下降，反之，曳引机7反转，实现下降运动。步进电机12在升降过程中调整旋转角度。由于回转过程中，升降平台6的转动惯量较大，因此步进电机12可选用减速器来匹配转矩和转动惯量。同时，升降平台四个角处安装的直线轴承601和直线导柱11的配合保证了升降平台6转动的平稳性。由于顶板5下方的转轴一9的轴承并不会受到轴向力的作用，因此可采用普通角接触轴承即可满足要求。

本实施例的利用在停车槽22的底部开设圆弧凹槽23解决精准抓取自行车的问题，每次停放车辆时车轮和圆弧凹槽23的作用使得车子每次都能静止在同一个地方，所以每次夹持时只需要夹持进给机构的进给量预设一个距离就可准确夹持到车轮，取车同样适用。

本实施例的机电控制***的设计如下：

主控制电路板：自行车自动停车***主控制芯片为Arduino Mega 2560，它具有54路数字输入/输出口(其中16路可作为PWM输出)，16路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，可以满足停车装置的控制需要。

人机接口：输入装置为一RFID读卡器，用户可通过刷IC卡来让***确定用户身份，显示装置为一八段二位数码管，可显示剩余车位数。

机电接口：电机一612为直流电机，通过L298N芯片进行控制，此芯片内为H桥电路；步进电机12通过控制芯片A4988控制，驱动电机607通过主控制电路板发出的方波信号控制夹爪开合。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：包括固定在地面上的固定板(1)，固定板(1)下方沿竖直方向平行间隔安装有多层托架(2)，固定板(1)和托架(2)均成圆环状，固定板(1)和托架(2)之间、以及相邻两层托架(2)之间沿圆周内圈及外圈边缘均垂直安装有多根立柱(3)，位于最底层的托架(2)的下表面通过相同的立柱(3)固定安装有底板(4)，固定板(1)上表面内圈位置通过立柱(3)安装有与其平行的顶板(5)；还包括升降平台(6)，升降平台(6)安装于托架(2)的圆环中心位置，且由升降机构控制在顶板(5)与底板(4)之间上下移动，或者由回转机构控制做水平旋转运动，升降平台(6)上安装有用于夹持和移动待停放自行车的夹持进给机构；还包括机电控制***，机电控制***包括主控制电路板和智能识别模块。

2.如权利要求1所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：所述升降机构的安装结构为：包括下安装板(8)，其安装在最底层托架(2)圆环中心的下方，下安装板(8)上表面安装曳引机(7)，顶板(5)下表面通过轴承装置安装有转轴一(9)，其端部连接有一块与下安装板(8)平行的上安装板(10)，上安装板(10)与下安装板(8)之间通过多根直线导柱(11)连接，升降平台(6)通过直线轴承(601)安装在直线导柱(11)上；曳引机(7)上安装有卷绕有钢丝绳的滚筒，滚筒上的钢丝绳绕经安装在升降平台(6)上的动滑轮组，再绕至上安装板(10)下表面的定滑轮组，滚筒由驱动装置驱动旋转，并通过钢丝绳带动升降平台(6)沿直线导柱(11)升降。

3.如权利要求2所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：回转机构的安装结构为：包括安装在底板(4)上表面的步进电机(12)，其输出轴通过轴承装置连接转轴二(13)，其端部固定连接在下安装板(8)的底部；顶板(5)上安装的转轴一(9)上套置有随其转动的码盘(15)，码盘(15)一侧的顶板(5)上安装有光电开关(14)，光电开关(14)上设有与码盘(15)配合的夹缝。

4.如权利要求1所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：升降平台(6)上安装所述夹持进给机构，其安装结构为：包括安装在升降平台(6)上表面的导槽(602)，其一侧安装有的与其平行的轨道(603)，另一侧安装有齿条(604)，轨道(603)上通过滑块(610)安装有沿其滑动的夹持部，夹持部的底部通过齿轮一(605)与所述齿条(604)配合传动；所述夹持部上安装有将自行车夹持到导槽(602)内的两个夹爪(606)。

5.如权利要求4所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：所述夹持部的安装结构为：包括电机安装板(611)，其通过螺栓连接有一块与其平行的连接板，连接板固接在所述滑块(610)上表面，电机安装板(611)上表面安装驱动电机(607)，驱动电机(607)的输出轴穿出电机安装板(611)的底面，并在其端部连接一个主动齿轮(608)，主动齿轮(608)与从动齿轮(609)相啮合，主动齿轮(608)和从动齿轮(609)分别通过一根连杆一(613)铰接所述夹爪(606)，两个夹爪(606)中部分别铰接有一根连杆二(614)，两根连杆二(614)的另一端均连接在电机安装板(611)的底部。

6.如权利要求5所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：电机安装板(611)与连接板之间安装有驱动所述齿轮一(605)转动的电机一(612)。

7.如权利要求1所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：每层托架(2)由若干扇形板(21)沿圆周方向拼接形成，每块扇形板(21)中间开有一条与自行车车轮卡合的停车槽(22)，停车槽(22)内前部设有圆弧凹坑(23)。

8.如权利要求1所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：固定板(1)上表面沿径向设置有放置存取前自行车的槽道(101)，所述槽道(101)与所述升降平台(6)对接。

9.如权利要求1所述的升降旋转式自行车自动停车装置，其特征在于：机电控制***的智能识别模块包括读卡器和显示装置。