本发明属于共享单车日常维护领域，尤其涉及一种共享单车收集与排布装置。
背景技术：
随着“共享单车”的推广，在很大程度上解决了城市居民的“最后一公里出行”问题。但是，在带来便捷的同时，也出现了问题：热点地区固定时间段的大量车辆流入、流出问题，造成个别地点车辆过多或过少，所以有很多单车需要被整理收集、运输、摆放，需要大量的人工劳动，而且目前还没有方便快捷的辅助设备来代替人工。
而现有共享单车的收集和排布，主要是人工收集和排布结合小货车运输，劳动强度大，效率低。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足和空白，本发明采用以下技术方案：
一种共享单车收集与排布装置，其特征在于，包括：共享单车叉取安置架和叉取安置架驱动机构；所述共享单车叉取安置架包括多个平行设置的形状尺寸相同的共享单车叉取单元；所述共享单车叉取单元包括内径小于共享单车坐垫宽度的u型叉取部、内径大于共享单车坐垫宽度且小于共享单车左右把手最外侧间距的把手支撑部、以及连接u型叉取部和把手支撑部的台阶状连接部；所述叉取安置架驱动机构控制共享单车叉取安置架的伸出、缩回、以及在竖直方向的旋转。
优选地，所述共享单车叉取安置架和叉取安置架驱动机构设置在货车的厢体内；所述叉取安置架驱动机构包括两段叉取机械臂，其中第一叉取机械臂的一端与厢体铰接，另一端与第二叉取机械臂的一端铰接，第二叉取机械臂的另一端与共享单车叉取安置架固接；所述第一叉取机械臂的正、反向旋转控制共享单车叉取安置架的伸出、缩回；所述第二叉取机械臂的旋转半径小于第一叉取机械臂的旋转半径，控制共享单车叉取安置架在竖直方向的旋转；所述叉取机械臂的旋转通过旋转油缸驱动。
优选地，共享单车安置架和共享单车捕获装置；所述共享单车安置架包括多个平行设置的形状尺寸相同的共享单车安置单元；所述共享单车安置单元包括内径小于共享单车坐垫宽度的u型部、内径大于共享单车坐垫宽度且小于共享单车左右把手最外侧间距的把手支撑部、以及连接u型部和把手支撑部的台阶状连接部；所述共享单车捕获装置包括设置有电磁铁的头部和控制头部伸缩及旋转的捕获机械臂。
优选地，所述共享单车安置架和共享单车捕获装置设置在货车的厢体内；所述捕获机械臂的一端设置在货车的厢体内的导轨上，所述导轨的高度大于共享单车安置架的高度；所述捕获机械臂可相对于导轨平移或转动。
优选地，所述捕获机械臂包括一端连接导轨的伸缩臂，所述伸缩臂的另一端铰接有转接架；所述转接架铰接有转动方向与转接架转动方向正交的抓取架；所述抓取架与头部固接。
优选地，所述头部设置有至少2个朝向不同的电磁铁。
优选地，所述导轨包括两条平行的横向导轨和一条与两条横向导轨垂直滑动连接的纵向导轨；所述伸缩臂与纵向导轨滑动并转动连接；所述横向导轨与多个共享单车安置单元的设置方向平行。
优选地，所述横向导轨上预设有多个定位点，每个定位点对应一个共享单车安置单元；所述共享单车捕获装置捕获共享单车后，只允许在有效的定位点处完成共享单车的安置动作；当某个共享单车安置单元安置有共享单车之后，其对应的定位点失效。
优选地，所述捕获机械臂的转动通过旋转油缸驱动。
优选地，所述捕获机械臂的运动通过太阳能电池供能。
本发明及其优选方案的设计，解决了当前共享单车回收和投放过程中大量消耗劳动力资源、严重依赖人工、且效率低下的问题，一方面通过与规划好的共享单车停车位相配合，实现了便捷的共享单车整排一次性收、放；另一方面设计完成的能够实现零散停放共享单车收纳的机械臂系统也能够很好地处理零散停放共享单车的自动收集问题。
本发明设计的提出能够有效提高全社会的效率，降低共享单车模式的运营成本，具备较高市场价值和推广前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1为本发明实施例整体结构示意图；
图2为本发明实施例中整排收放装置示意图；
图3为本发明实施例中共享单车捕获装置示意图1；
图4为本发明实施例中共享单车捕获装置示意图2；
图5为本发明实施例中整排收放装置收取动作示意图；
图6为本发明实施例中整排收放装置排放动作示意图；
图7为本发明实施例中共享单车捕获装置抓取示意图；
图中：1-货车车体；2-整排收放装置；3-单台抓取装置（共享单车捕获装置）；4-厢体；5-第一叉取机械臂；6-第二叉取机械臂；7-共享单车叉取单元；71-u型叉取部；72-台阶状连接部；73-把手支撑部；8-共享单车叉取安置架；9-横向导轨；10-头部；11-伸缩小臂；12-伸缩大臂；13-横向滑套；14-纵向滑套；15-转接架；16-抓取架；17-电磁铁a；18-电磁铁b。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
如图1所示，在本实施例中，主要包含对共享单车的整排收放装置2和单台抓取装置3，这两组装置均设置在货车车体1后的厢体4内（此处需要注意的是，在本实施例中，将两组装置设置在厢式货车的厢体4内只是一种优选的方案，只要具备共享单车容纳空间的运输工具载货部件均可以作为本实施例的可行选择。）
在本实施例中，在货车传动系统中变速箱上取力口加装油泵，即可为两组装置输出动力。
如图2所示，本实施例的整排收放装置2包括：共享单车叉取安置架8和叉取安置架驱动机构。
其中，共享单车叉取安置架8包括多个平行设置的，由一根横杆彼此固接的，形状尺寸相同的共享单车叉取单元7，用于叉取并固定单台共享单车。共享单车叉取单元7包括内径小于共享单车坐垫宽度，且能够下穿通过坐垫所在区域，以保证能够叉住共享单车坐垫部位的u型叉取部71、内径大于共享单车坐垫宽度且小于共享单车左右把手最外侧间距，并能够下穿通过车把手所在区域，以保障能够架住车把手部位的把手支撑部73、以及连接u型叉取部71和把手支撑部73的台阶状连接部，该台阶装连接部72的设置目的在于：由于共享单车的把手底部所在平面和坐垫所在平面并不共面，故无法在一个平面上实现两个部位的支撑，该台阶装连接部72的设置既可以错开分别支撑两个部位的u型叉取部71和把手支撑部73，使得叉取共享单车更加顺利和稳定。
叉取安置架驱动机构用于控制共享单车叉取安置架8的伸出、缩回、以及在竖直方向的旋转，其中，在竖直方向的旋转的目的是在于：
如图5所示，在收取共享单车时，共享单车叉取安置架8从厢体4伸出后，其前端应向下倾斜（或水平），这样可以使每个共享单车叉取单元7的u型叉取部71和把手支撑部73通过共享单车车体下部的区域；之后向上旋转，即可实现共享单车叉取单元7对共享单车的叉取。
如图6所示，在排放（投放）共享单车时，叉取着多个共享单车的共享单车叉取安置架8从厢体4伸出后，其前端应向上倾斜（或水平），这样可以使共享单车不至脱离；待将共享单车叉取到指定地点后，向下旋转并收缩回厢体4，即可实现共享单车的排放。
如图2所示，叉取安置架驱动机构也设置在货车的厢体4内。在本实施例中，叉取安置架驱动机构包括两段叉取机械臂，其中第一叉取机械臂5的一端与厢体4铰接，另一端与第二叉取机械臂6的一端构成铰接，第二叉取机械臂6的另一端与共享单车叉取安置架8固接。这样的设置，可以使得第一叉取机械臂5的正、反向旋转控制共享单车叉取安置架8的伸出、缩回；同时，由于第二叉取机械臂6的旋转半径小于第一叉取机械臂5的旋转半径，则可控制共享单车叉取安置架8在竖直方向的旋转。
在本实施例中，叉取机械臂的旋转通过旋转油缸驱动，即在上述两个铰接点处均设置有旋转油缸，以带动两端机械臂的分别转动。
如图3、图4所示，单台抓取装置3，即共享单车捕获装置，其与上述共享单车叉取安置架8配合共同完成单台共享单车的抓取和收纳（如图7）。需要特别说明的是，在该功能的实现实际上与整排收放装置2能否移动没有关系，因此，在该部分功能的实现过程中，整排收放装置2也可以看做只包含不可移动的“共享单车安置架”，该共享单车安置架的形态和设计要求与，整排收放装置2中的共享单车叉取安置架8相同。
共享单车捕获装置包括设置有电磁铁的头部10和控制头部10伸缩及旋转的捕获机械臂。
其中，头部10设置有2个朝向不同的电磁铁a17和电磁铁b18，以便能够更有效及牢固地在头部10靠近共享单车时能够通过电磁吸力将共享单车捕获。
在本实施例中，捕获机械臂的一端设置在货车的厢体4内的导轨上，导轨的高度大于共享单车安置架的高度，以方便捕获机械臂的移动；捕获机械臂可相对于导轨平移或转动。
其中，捕获机械臂包括一端连接导轨的伸缩臂，伸缩臂由相套叠的伸缩大臂12和伸缩小臂11组成；伸缩臂的另一端铰接有转接架15；转接架15铰接有转动方向与转接架15转动方向正交的抓取架16；抓取架16与头部10固接。转接架15和抓取架16的设置保障了头部10能够有2个维度的转动方向，使之能够充分满足不同场景下的抓取需求。
导轨包括两条平行的横向导轨9和一条与两条横向导轨9通过横向滑套13垂直滑动连接的纵向导轨，伸缩臂与纵向导轨通过纵向滑套14滑动连接，且伸缩臂与纵向滑套14构成铰接，以保障伸缩臂移动尽可能大的范围。
在本实施例中，横向导轨9与多个共享单车安置单元的设置方向平行；横向导轨9上预设有多个定位点，每个定位点对应一个共享单车安置单元；共享单车捕获装置捕获共享单车后，只允许在有效的定位点处完成共享单车的安置动作；当某个共享单车安置单元安置有共享单车之后，其对应的定位点失效。这样的设置可以保证单台共享单车的抓取和收纳能够得以有效地进行。
在本实施例中，捕获机械臂的转动也通过旋转油缸驱动，旋转油缸设置在捕获机械臂的铰接点处。
此外，为了优化本实施例的能源配置，捕获机械臂和叉取机械臂的运动可设计为通过太阳能电池供能，太阳能电池板可考虑安装在厢体4的顶部。
对于本实施例装置而言，当共享单车放置点上有停车隔栏，单车间距比较统一的时候，可以使用整排收放装置2直接收取一排共享单车；当有个别单车没有停放到标准位置，可以使用单台抓取装置3将单车收集。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的共享单车收集与排布装置，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。