一种摩天轮式自行车停车装置的制作方法

本发明涉及自行车停车技术领域，尤其是涉及一种摩天轮式自行车停车装置。

背景技术：

现有的自行车停放系统的普遍情况是就地停放，没有明确系统的停车方式。在现有的简单排放停车机制下，停车空间利用率极低，加上高水平的自行车持有量，使自行车停放占用了大量空间的同时，给自行车的存取也带来了极大的不便，加之监管不足造成的乱停乱放现象，大大的降低了市民的出行质量和出行效率，也对相关行业有或多或少的负面影响；而纵观现有的自行车停放优化装置，基本上都有效率低下，操作僵硬，能量消耗，造价高昂，依赖维护等诸多问题的一项或几项，无法达到令人满意的效果。

中国专利cn208137538u公布了一种摩天轮式自行车停车装置，包括：至少两组旋转架、用于支撑所述旋转架做垂直旋转的支座、以及向所述旋转中心轴传输旋转动力的传动装置；所述旋转架通过金属链或者铰支座活动连接有用于装载自行车的载车箱；所述载车箱的底部设置有若干停车架，所述停车架包括一纵向的凹槽以及分别位于所述凹槽两端的固定端车轮固定组件、移动端车轮固定组件。该专利技术的转动动力来源于电机，对放置地点要求配备电源，使用范围较窄，并且该装置需要用螺栓紧固到地面上，不利于移动和安装。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种摩天轮式自行车停车装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种摩天轮式自行车停车装置，包括主支架、转轮主体、停车单元和控制单元，所述主支架与所述转轮主体通过轴转动连接，所述转轮主体上设有若干停车单元，所述控制单元向所述转轮主体传输旋转动力；

所述控制单元包括手轮和通过动力输送带连接的手轮带轮、若干个中间带轮、转轮主体带轮，所述转轮主体带轮与所述转轮主体固定连接。

所述的控制单元的部件分为两部分，上部与整体回转体固结；下部与控制手轮固结。而这两部分的一定传动比传动，通过带轮组合及传动轴实现；手轮上需要的传输的力大小有机构上所自行车数量决定，多级传动比确保手轮出力最多不会超过人力可控范围，以保证机构的安全性。

使用时，该摩天轮式自行车停车装置被放置于停车区域，通过人为操作来实现自行车的高效空间利用停放。

所述若干个中间带轮包括第一带轮，第二带轮和第三带轮，所述手轮带轮与所述第一带轮设于手轮支架上，所述第二带轮、第三带轮安装于主支架上，所述第一带轮通过传动轴与所述第二带轮连接。所述手轮带轮与第一带轮传动比为1:5～1:4，优选为1:4，第二带轮与第三带轮之间的传动比为1:5～1:4，优选为1:4，第三带轮和转轮主体带轮的传动比为1:6～1:4，优选为1:5。

中间带轮优选为三个，如果中间带轮过多，则占用的空间增加，导致整个设备繁琐，安装空间增加；如果中间带轮过少，总的传动比较小，导致整个摩天轮停车装置上挂满自行车时，需要的操作动力过大，超出人力范围。本发明优化了中间带轮的个数，并且将传动带轮合理布置，充分考虑了用于体验和装置的占用面积。

所述手轮支架上设有锁扣，该锁扣与所述手轮支架铰接；所述手轮上设有若干均匀分布的凸台，所述锁扣与所述凸台配套卡接。

该手轮为人工控制部分，采用半开式传动，可以外置于支撑部件，根据用户的需求，可以旋至相应位置，并通过锁定装置进行固定，从而约束了主体旋转，以起到保护用户的目的。

所述控制单元设有两套，分别中心对称安装于所述主支架两侧；所述转轮主体带轮与所述轴的连接处设有滚子轴承，以减小轴孔之间的摩擦；所述主支架与所述轴的连接处通过连接销进行固定，避免主支架与轴之间的磨损。

还包括两套中心对称布置的第一侧支架，该第一侧支架的侧面与所述主支架固定连接，所述第一侧支架的侧面设有肋状结构，该肋状结构上设有供动力输送带穿过的通孔；所述第一侧支架的底座与所述手轮支架固定连接。

还包括两套中心对称布置的第二侧支架，所述第二侧支架的侧面与所述主支架固定连接；所述第一侧支架和第二侧支架之间设有中间支架，该中间支架的底座与所述第一侧支架和第二侧支架的底座接触连接；所述中间支架的上部和所述主支架设有匹配的销轴安装孔，该销轴安装孔内设有销轴，所述第三带轮通过所述销轴安装于所述中间支架和所述主支架之间。

通过对称设计第一侧支架、第二侧支架以及中间支架构成主支架辅助支撑部件，这些主体辅助支撑部件通过螺栓连接的方式固定在主支撑体两侧，起到对主支架进行支撑的作用，提高主支架的稳定性，以保证整个装置的强度和稳定性，来获得更好的安全性和可靠性；双边对称设计确保了装置放置时的平稳性。主轴及主轴孔侧面开孔以实现螺栓固定锁定主轴防止不必要的磨损。在主支架与主支架辅助支撑部件之间设计有副支撑和倒角来满足装置自身和所停车辆带来的重力支撑及结构稳定要求。

所述停车单元包括停车单元连接板和立式自行车停车机构；所述转轮主体通过轴与停车单元连接板转动连接，且所述停车单元连接板的轴安装孔处设有加强环；所述停车单元连接板上设有若干个错列分布的立式自行车停车机构。

优选地，一个停车单元连接板上设有三个该立式自行车停车机构，并且将立式自行车停车机构采用错列分布，可以避免自行车相互干涉，提高自行车的占用空间，进一步提高空间利用率。

所述立式自行车停车机构包括l型固定架、移动架和锁紧部件，所述固定架的长端为内部中空的结构，所述固定架的安装面上设有长条形的通槽；所述移动架一侧设有移动架连接板，另一侧设有车轮夹具；所述移动架连接板通过所述通槽伸入所述固定架的内部中空结构中，所述移动架连接板上设有限位结构，该限位结构与所述固定架卡接；所述锁紧部件包括卡紧齿条，所述固定架的安装面设有凸起，所述卡紧齿条的齿部卡接到所述凸起上。

所述第二侧支架底座设有与所述l型固定架底部相匹配的凹槽，当所述自行车停车机构处于最低点时，所述l型固定架的底部卡接入所述凹槽内。

所述动力输送带连接、手轮带轮、若干个中间带轮、转轮主体带轮和停车单元外部设有保护罩。

该保护罩优选为透明的保护罩，一方面对使用者的自行车进行保护，另一方面也是保护机构的长久使用。

与现有技术相比，本发明设计了多级带轮组合传动，使得转轮主体上产生的旋转阻力可以逐步减小，从而减小控制装置，即手轮处对用户控制以及操作的施力需求，节省人力，提高用户体验；该调节系统可以方便用户进行控制使停车单元精确地达到使用者的预定位置；该机构为纯机械结构，不需要电机进行输送动力，不依赖电源，因此具有更大的适用范围；本发明的停车单元采用了立式自行车停车机构，增加了可容纳自行车的数量，进一步提高了空间利用率；手轮上设有锁止机构，当使用者完成自行车存取后，可使用手轮处锁扣进行锁定，从而约束了主体旋转，以起到保护用户的目的；本发明能够弥补由于自行车持有量过高而引起的自行车停放拥堵，从而改善城市现状。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的分解结构示意图；

图3为本发明的支撑底座结构示意图；

图4为本发明的支撑底座侧视结构示意图；

图5为本发明的支撑底座俯视结构示意图；

图6为本发明的支撑底座主视结构示意图；

图7为本发明的主支架主视结构示意图；

图8为本发明的转轮主体主视结构示意图；

图9为本发明的手轮支架主视结构示意图；

图10为本发明的手轮支架俯视结构示意图；

图11为本发明的手轮锁止机构的结构示意图；

图12为本发明的计算参数示意图；

图中，1为主支架，2为第一侧支架，3为第二侧支架，4为轴，5为端盖，6为套筒，7为销轴，8为手轮支架，9为连接销，10为传动轴，13为功能单元体，27为中间支架，28为轮辐，29为手轮带轮，30为第一带轮，31为第二带轮，32为第三带轮，33为转轮主体带轮，34位手轮，35为锁扣，36为盖板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种摩天轮式自行车停车装置，如图1和图2所示，包括主支架1、转轮主体、停车单元和控制单元。

主支架1的结构如图7所示，为三角形结构的镂空设计，转轮主体为轮辐28，如图8所示，主支架的上部设有轴安装孔，该轴安装孔内设有轴4，该轴安装孔的两侧装有转轮主体带轮33，转轮主体带轮33、主支架1与转轮主体通过轴4进行连接，并且带轮主体带轮33和轮辐28通过螺栓进行固定连接，有带轮主体带轮33转动带动轮辐28进行转动，轮辐28和转轮主体带轮33通过套筒6实现定位，轴4的端部设有端盖5；为了防止主支架1和轴4之间不必要的磨损，主支架1和轴4的侧面进行配套开孔，通过连接销9连接主支架1和轴4。为了防止转轮主体带轮33与轴4之间的摩擦，转轮主体带轮33与轴4的连接处设有滚子轴承。

控制单元包括手轮34和通过动力输送带连接的手轮带轮29、第一带轮30，第二带轮31、第三带轮32和转轮主体带轮33，控制单元中的带轮均安装在支撑底座上，支撑底座的结构如图3、图4、图5和图6所示，转轮主体带轮33与转轮主体固定连接，设于主支架3的顶角处。主支架的两侧分别中心对称设置了两套控制单元，并且为了实现控制单元的安装以及主支架的稳定性，中心对称设置了第一侧支架2、第二侧支架3和中间支架27，第一侧支架2、第二侧支架3与中间支架27底部的凹凸卡合可以在实现定位的基础上，加强对主支架1的支撑作用。第一侧支架2的侧面与主支架1固定连接，第一侧支架2的侧面设有肋状结构，该肋状结构上设有供动力输送带穿过的通孔；第一侧支架2的底座与手轮支架8固定连接；手轮支架8的结构如图9和图10所示，为三角形结构，下部设有螺栓孔与第一侧支架2固定连接。第二侧支架3的侧面与主支架1固定连接；第一侧支架2和第二侧支架3之间设有中间支架27，该中间支架的底座与第一侧支架2和第二侧支架3的底座接触连接；中间支架27的上部设有盖板36，中间支架27的上部和盖板36之间设有销轴安装孔，该销轴安装孔内设有销轴7，第三带轮32通过销轴7安装于中间支架27和主支架1之间，并且中间支架27上。

手轮带轮29与第一带轮30设于手轮支架8上，第二带轮31、第三带轮32安装于主支架1上，其中第二带轮31安装于主支架底部顶角处，第三带轮32安装于主支架1的下部中间位置，第一带轮30通过传动轴10与第二带轮31连接。该装置的动力传输顺序为用户通过转动手轮34，转动手轮带轮29，通过动力输送带依次转动第一带轮、第二带轮和第三带轮，最后使得转轮主体带轮33进行转动，转轮主体带轮33与轮辐28固定连接，带动轮辐28转动。

手轮与手轮支架上设有锁止结构，如图11所示，手轮支架8上设有锁扣35，该锁扣35与手轮支架8铰接；手轮34上设有若干均匀分布的凸台，锁扣35与凸台配套卡接。

转轮主体上设有若干停车单元13，该停车单元13包括停车单元连接板和立式自行车停车机构；转轮主体通过轴与停车单元连接板转动连接，且停车单元连接板的轴安装孔处设有加强环；停车单元连接板上设有若干个错列分布的立式自行车停车机构。立式自行车停车机构包括l型固定架、移动架和锁紧部件，固定架的长端为内部中空的结构，固定架的安装面上设有长条形的通槽；移动架一侧设有移动架连接板，另一侧设有车轮夹具；移动架连接板通过通槽伸入固定架的内部中空结构中，移动架连接板上设有限位结构，该限位结构与固定架卡接；锁紧部件包括卡紧齿条、扳机和转动零件，固定架的安装面设有凸起，卡紧齿条的齿部卡接到凸起上，卡紧齿条的上部与转动零件固定连接；转动零件通过第一转动零件连接轴与移动架转动连接，通过第二转动零件连接轴与扳机上的椭圆形弯槽滑动连接；扳机的上部通过扳机连接轴与移动架转动连接。

第二侧支架3底座设有与l型固定架底部相匹配的凹槽，当自行车停车机构处于最低点时，l型固定架的底部卡接入凹槽内。

动力输送带连接、手轮带轮29、若干个中间带轮、转轮主体带轮33和停车单元13外部设有保护罩。

本实施例为三级传动，传动比可灵活选择，现选择传动比具体为：手轮带轮与第一带轮传动比为1:4，第二带轮与第三带轮之间的传动比为1:4，第三带轮和转轮主体带轮的传动比为1:5，则总传动比i＝80，为了验证本实施例的装置可以实现人工转动，计算匀速转动需要的力矩。一侧最多挂三个单元即9辆自行车，三个单元以上会有力矩抵消的情况。分别计算挂满两个单元与三个单元的力。

假设该装置上有两个停车单元挂满自行车，计算参数如图12所示，取轮辐半径l＝1.7m，

一条轮辐条m1＝52kg，

挂满自行车的一个单元总质量(包含3个l型立式停车装置3*6kg及3辆自行车3*16kg)m2＝66kg，

未挂自行车的一个单元总质量(含3个l型立式停车装置3*6kg)m3＝18kg

则总力矩m＝5m1+2m2-3m3

取g＝9.8m/s^-2代入数据化简得

m＝99.5602sinθ+760.4957cosθ(36°≤θ≤72°)

取得最大值时为679.7824n此时θ＝36°

对应手轮上的力矩：

m手＝m/i＝680/80＝8.5n.m

设取手轮半径为0.25m，

则所需力f＝m/x＝8.5/0.25＝34n，即负重3.5kg，在人力范围内。

假设该装置上有两个停车单元挂满自行车，计算参数如图12所示，

带入数据化简得m＝399.84sinθ+1230.71cosθ(0≤θ≤36°)

取最大值时为1230.71n此时θ＝0°对应手轮上的力矩为

m手＝m/i＝1230＝/80＝8.5n.m

设取手轮半径为0.25m，

则所需力f＝m手/x＝12.3/0.25＝49.2n，即负重5.0kg，在人力范围内。

本实施例的停车装饰通过组合带轮传动，转轮主体上产生的旋转阻力可以逐步减小，从而减小控制装置端对用户控制及操作的施力要求；为了实现产品的兼容性，即对不同车长、轮径、重量的车辆在存取上的适应性，该停放装置在控制端的末端与主支撑带轮组中间连接处引入了一个额外带轮级数，这个调节系统由传动长轴和额外带轮对组成；控制端额外传动比可以进一步的地减少使用者大致需要的控制，操作施力，再通过进一步的连续传动系统，精确地达到使用者的预定位置。

实施例2

本实施例的主体设备与实施例1中相同，不同之处在于采用了不同的中间带轮进行多级传动。所述手轮带轮与第一带轮传动比为1:5，第二带轮与第三带轮之间的传动比为1:4，第三带轮和转轮主体带轮的传动比为1:4，总的传动比为80。

实施例3

本实施例的主体设备与实施例1中相同，不同之处在于采用了不同的中间带轮进行多级传动。所述手轮带轮与第一带轮传动比为1:4，第二带轮与第三带轮之间的传动比为1:5，第三带轮和转轮主体带轮的传动比为1:6，优选为120。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。