本发明涉及载运工具、运用工程、道路铁道工程技术领域，具体涉及一种地轨式立体环形自行车停车装置及方法。
背景技术：
自行车作为人们生活工作“最后一公里”的主要工具有许多优点。随着共享单车的盛行、公共自行车的乱停乱放、城市用地的紧张导致人们对城市停车空间的利用率急需改良。
采用立体圆形装置将自行车停车立体化成为研究的新方向，在地面上铺设地轨，在地轨上配备多个立体圆形停放装置，并通过传动装置实现停放装置左右移动，缩减通道面积，能够实现停放空间的利用最大化。立体圆形装置简约、美观，可以高效利用停车空间，可避免了自行车摆放杂乱。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明提供一种地轨式立体环形自行车停车装置及方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种地轨式立体环形自行车停车装置，包括：轨道系统（2）、三角太阳能支架结构（1）、停车环结构（3）、控制系统（4），所述轨道系统（2）为两个平行的可制动轨道（5），两个平行的可制动轨道（5）上设置有若干横向移动装置，横向移动装置的上固定有环形停车装置，环形停车装置由三角太阳能支架结构（1）、停车环结构（3）组成，三角太阳能支架结构（1）内设置有转动的停车环结构（3），停车环结构（3）的中心轴设置在三角太阳能支架结构（1）的两中心轴套上，停车环结构（3）的外圆轮齿与可制动轨道（5）上控制旋转角度的舵机（13）啮合连接，停车环结构（3）腔体内设置有若干停车位；所述横向移动装置、舵机（13）通过电缆与控制系统（4）相连。
一种地轨式立体环形自行车停车装置，所述三角太阳能支架结构（1）由三角支架（8）、弧形太阳能供电板（7）组成，三角支架（8）顶部设置有防雨防晒的弧形太阳能供电板（7），三角支架（8）底部分别固定于支架两个平行的可制动轨道（5）的横向移动装置上；三角支架（8）中部固定的轴套设置有停车环结构（3）。
一种地轨式立体环形自行车停车装置，所述三角支架（8）由对称的两个支撑腿通过三角孔架与三个支撑杆连接组成，对称的两个支撑腿底部通过固定在横向移动装置的固定连杆连接，对称的三个支撑杆顶端与弧形太阳能供电板（7）的两侧边固定连接；三角孔架的顶端设置有与停车环结构（3）轴配合连接的轴套。
一种地轨式立体环形自行车停车装置，所述横向移动装置由滑体、横向驱动电机（6）、舵机（13）组成，滑体上固定有用于滑体沿可制动轨道（5）左右移动的驱动电机（6）；滑体上固定有用于停车环结构（3）控制旋转角度的舵机（13）。
一种地轨式立体环形自行车停车装置，所述停车环结构（3）由两个圆盘通过转轴连接组成，两个圆盘分别为正六边形外接圆，正六边形外接圆的两个圆盘相间腔体具有六个停车位，每个停车位一侧的外檐上设置有相对应的识别编号（9），每个停车位设置有固定自行车前后轮的凹槽结构装置（1）；正六边形外接圆的两个圆盘的底部轮齿与横向移动装置的控制旋转角度的舵机（13）啮合连接。
一种地轨式立体环形自行车停车装置，所述停车环结构（3）的两个圆盘分别为正四边形外接圆，或为正五边形外接圆、正八边形外接圆、正十边形外接圆；停车环结构（3）的高度依次为：2.94米、3.53米、4.12米、5.44米、6.73米。
一种地轨式立体环形自行车停车装置，所述凹槽结构装置10由两块相间的弧形板通过两端的连接杆连接构成，相间的两块弧形板上设置有固定车轮的插入式车锁（14）或弧形扣式车锁。
一种地轨式立体环形自行车停车方法，其步骤如下：
1）、制作自行车停车装置，将轨道系统（2）的两个平行的可制动轨道（5）固定在地基上，将环形停车装置安装在两个平行的可制动轨道（5）的横向移动装置上，环形停车装置的三角太阳能支架结构（1）内安装有转动的停车环结构（3），使停车环结构（3）的轮齿与横向移动装置上控制旋转角度的舵机（13）啮合；其中每个环形停车装置顶部均安装有绿色环保的弧形太阳能供电板；
2）观察，使用者将自行车行驶至地轨式立体环形自行车停车装置前，观察车位指示灯是否为绿色，是，进入存车步骤；
3）存车，按下左右横向移动按钮（12），通过横向移动装置安装的驱动电机（6）将单个环形停车装置横向左右移动到容许单辆自行车通过的位置；
其次通过选取显示为绿色数字表示的空停车位的编号按钮，摁下按钮（11），通过横向移动装置上控制旋转角度的舵机（13），使单个停车环结构（3）转动至所选取的空停车位编号的停车位停车，将自行车的前后轮放入停车位的凹槽结构装置（10），并用插入式车锁（14）或弧形扣式车锁锁上自行车的前后轮，最后确保锁紧，并显示放入停车位卡槽的数字编号，同时该停车位指示灯显示红色；
4）、取车时，使用者首先回到地轨式立体环形自行车停车前，若环形停车装置位于其它环形停车装置之间，则按下左右横向移动按钮（12），通过横向移动装置的驱动电机（6），将单个环形停车装置移动留出一个单辆自行车通过的过道空间位置；再选取自己的车辆位置编号按钮，通过摁下选取的数字按钮（11），使横向移动装置上控制旋转角度的舵机（13）将单个停车环结构（3）转动至所选取的自己车辆停的车位编号的停车位停车，打开自行车的前后轮车锁（14），取出自行车即可离开；同时该车位指示灯显示绿色，该车位处于空闲状态。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
一种地轨式立体环形自行车停车装置及方法，通过地面轨道的电机驱动来实现装置的横向移动，太阳能板支架采用三角式支架，太阳能板覆盖在整体上部，停车环采用正多边形外接圆停车环结构，停车环结构内的停车位采用凹槽嵌式结构的凹槽结构。本装置能够提高自行车停放的服务水平，完善城市交通出行结构，缓解城市交通问题。其原理结构简单，工程应用可实现性增强。根据实际需要可以调整装置数量，总体可以在单个装置基础上再节省30%的空间。
附图说明
图1为地轨式立体环形自行车停车装置的整体结构示意图。
图2为图1中轨道系统的结构示意图。
图3为图1中三角太阳能支架结构示意图。
图4为图1中停车环示意图。
图5为图4中凹槽镶嵌式结构示意图。
图6为图1中车锁示意图。
图7为图1中按钮示意图。
图8为图1中按钮控制示意图。
图9为图1中舵机示意图。
具体实施方式
如图1所示：一种地轨式立体环形自行车停车装置，包括：轨道系统（2）、三角太阳能支架结构（1）、停车环结构（3）、控制系统（4），所述轨道系统（2）为两个平行的可制动轨道（5），两个平行的可制动轨道（5）上设置有若干横向移动装置，横向移动装置的上固定有环形停车装置，环形停车装置由三角太阳能支架结构（1）、停车环结构（3）组成，三角太阳能支架结构（1）的中心设置有转动的停车环结构（3），停车环结构（3）的轮齿与可制动轨道（5）上控制旋转角度的舵机（13）啮合连接，停车环结构（3）腔体内设置有若干停车位；所述横向移动装置、舵机（13）通过电缆与控制系统（4）相连。
所述三角太阳能支架结构（1）由三角支架（8）、弧形太阳能供电板（7）组成，三角支架（8）顶部设置有防雨防晒的弧形太阳能供电板（7），三角支架（8）底部分别固定于支架两个平行的可制动轨道（5）的横向移动装置上；三角支架（8）中部固定的轴套设置有停车环结构（3）。所述三角支架（8）由对称的两个支撑腿通过三角孔架与三个支撑杆连接组成，对称的两个支撑腿底部通过固定在横向移动装置的固定连杆连接，对称的三个支撑杆顶端与弧形太阳能供电板（7）的两侧边固定连接；三角孔架的顶端设置有与停车环结构（3）轴配合连接的轴套。
所述横向移动装置由滑体、横向驱动电机（6）、舵机（13）组成，滑体上固定有用于滑体沿可制动轨道（5）左右移动的驱动电机（6）；滑体上固定有用于停车环结构（3）控制旋转角度的舵机（13）。
所述停车环结构（3）由两个圆盘通过转轴连接组成，两个圆盘分别为正六边形外接圆，正六边形外接圆的两个圆盘相间腔体具有六个停车位，每个停车位一侧的外檐上设置有相对应的识别编号（9），每个停车位设置有固定自行车前后轮的凹槽结构装置（1）；正六边形外接圆的两个圆盘的底部轮齿与横向移动装置的控制旋转角度的舵机（13）啮合连接。
所述停车环结构（3）的两个圆盘分别为正四边形外接圆，或为正五边形外接圆、正八边形外接圆、正十边形外接圆；停车环结构（3）的高度依次为：2.94米、3.53米、4.12米、5.44米、6.73米。
所述凹槽结构装置10由两块相间的弧形板通过两端的连接杆连接构成，相间的两块弧形板上设置有固定车轮的插入式车锁（14）或弧形扣式车锁。
一种地轨式立体环形自行车停车方法，其步骤如下：
1）、制作自行车停车装置，将轨道系统（2）的两个平行的可制动轨道（5）固定在地基上，将环形停车装置安装在两个平行的可制动轨道（5）的横向移动装置上，环形停车装置的三角太阳能支架结构（1）内安装有转动的停车环结构（3），使停车环结构（3）的轮齿与横向移动装置上控制旋转角度的舵机（13）啮合；其中每个环形停车装置顶部均安装有绿色环保的弧形太阳能供电板；
2）观察，使用者将自行车行驶至地轨式立体环形自行车停车装置前，观察车位指示灯是否为绿色，是，进入存车步骤；
3）存车，按下左右横向移动按钮（12），通过横向移动装置安装的驱动电机（6）将单个环形停车装置横向左右移动到容许单辆自行车通过的位置；
其次通过选取显示为绿色数字表示的空停车位的编号按钮，摁下按钮（11），通过横向移动装置上控制旋转角度的舵机（13），使单个停车环结构（3）转动至所选取的空停车位编号的停车位停车，将自行车的前后轮放入停车位的凹槽结构装置（10），并用插入式车锁（14）或弧形扣式车锁锁上自行车的前后轮，最后确保锁紧，并显示放入停车位卡槽的数字编号，同时该停车位指示灯显示红色；
4）、取车时，使用者首先回到地轨式立体环形自行车停车前，若环形停车装置位于其它环形停车装置之间，则按下左右横向移动按钮（12），通过横向移动装置的驱动电机（6），将单个环形停车装置移动留出一个单辆自行车通过的过道空间位置；再选取自己的车辆位置编号按钮，通过摁下选取的数字按钮（11），使横向移动装置上控制旋转角度的舵机（13）将单个停车环结构（3）转动至所选取的自己车辆停的车位编号的停车位停车，打开自行车的前后轮车锁（14），取出自行车即可离开；同时该车位指示灯显示绿色，该车位处于空闲状态。
其中的轨道系统如图2所示，采用可制动轨道（5），通过电机（6）驱动来实现环形停车装置的横向移动，其结构简单，工程应用可实现性增强。根据实际需要可以调整环形停车装置的数量，总体可以在单个环形停车装置基础上再节省30%的空间。
所述三角太阳能支架结构如图3所示，既能独立供电（7）绿色环保，又能够防雨防晒。考虑到装置的稳定性，设置为三角支架（8），三角形式最稳定的形状。同时为了提高安全性，支架可以固定于地面。增强抗风能力，不轻易倾倒。
所述停车环结构如图4所示，是立体圆形停车装置最重要的部分，也是存放自行车的部分。停车环本身具有负载能力。共设计分析了5种停车环结构：正四边形外接圆、正五边形外接圆、正六边形外接圆、正八边形外接圆、正十边形外接圆。以最大型号28寸自行车为基础进行设计，预估的实际高度依次为：2.94米、3.53米、4.12米、5.44米、6.73米。
当停车环处于四边形到六边形过渡时，空间利用率是逐渐升高，在正六边形外接圆时达到最高。由于根据不同地段，高度需求不同，正四边形、正五边形以及正八边形的需求也是可以使用，在此，研究小组以正六边形外接圆停车环为例。在相应的停车位上也进行了相应的编号（9），以方便识别。
所述凹槽结构装置如图5所示，采用凹槽嵌式结构（10），通过调查及考虑绝大部分车型轮胎，设置凹槽凹槽嵌式结构从外观看非常简洁美观，又能防止自行车的倾斜，相比于自行车自带的脚撑，更具有稳定性。普通自行车仅靠脚撑支撑，极易被外物大风推到，造成自行车的损坏。
所述车锁系统如图6所示，采用手动锁装置，将自行车放入轨道后手动将车锁推入，前后车轮都配备了锁车的装置以及对应钥匙，每个锁架的承重能力都在50公斤以上。即使自行车倒置、斜置也可以完美控制锁头使自行车稳固于空中。车的锁头设置为圆锥头，避免了在推动锁的过程中损坏车轮的辐条。整体将采用钢材，外表封上橡胶，以增强抓附车轮的能力。
所述控制部分采用的是电机控制使用者在使用时，通过摁按钮（11）来实现作品的滚动。为了增强用户停车体验，对所有车位进行编号，当车位处于空闲状态时，指示灯为绿色，否则为红色。横向移动也是通过按钮控制，摁下按钮（12）即可实现左右横向移动。该装置采用的是舵机来控制旋转角度，舵机可以非常准确地将停车环转至相应的角度。使用者将车停放好之后在取车时重复停车步骤，将自己的自行车转至取车位取走自行车。该装置控制设备均采用太阳能板供电，作品理念也更加的绿色、环保。如图7、8所示，
以上所述，仅为本发明的最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。