本实用新型涉及存放多辆车的车库技术领域，特别是涉及一种自行车的自动存取系统。
背景技术：
为了方便市民的出行，各地政府的大力推广公共自行车，公交自行车作为一种绿色环保的出行工具，具有低碳、环保、体量小、灵活等优势。现有技术中，公共自行车出行系统通常由数据中心、驻车站点、驻车电子防盗锁、自行车及相应的通讯、监控设备组成。一般一台驻车站点同时只能管理锁定一台自行车，使得管理成本较高。大多数自行车车库的存车方式为单层平面摆放形式。这种方式虽然存取较为方便，但存在自行车车库占用场地面积较大的问题。
中国实用新型专利（专利号：ZL 2012 2 0173408.5）公开了“一种立体自行车车库及回转架”，该立体自行车车库采用圆柱形设计，能够提高自行车的存放数量。但是，该立体自行车车库为了实现对自行车存放的回转，由此使得存在设计体积较大的问题。而针对现有城市进行规划时，往往并未能保证有充足的空间设置此类种自行车车库。
中国实用新型专利（专利号：ZL 2013 2 0154235.7）公开了“一种自行车智能型存取库”，该自行车智能型存取库包括车库本体，还包括装设在车库本体内的机架，沿纵向方向间隔设置在机架上的若干个存车传输机构，装设在机架上用于自动存车的存车升降机构，以及装设在机架上用于自动取车的取车升降机构，每一个存车传输机构是由传输带和装设在传输带上用于存放自行车的若干个存车单元构成。该自行车智能型存取库虽然可以实现智能化自动存取自行车，但是该自行车智能型存取库在存放自行车时采用的是平面摆放形式，并未能解决占现有技术中自行车车库占地面积大、空间利用率低的问题。
中国发明专利申请（申请号：2014 1 0164941.9）公开了“一种自行车的自动存取系统”，该自行车的自动存取系统包括存取车定位架、推拉车机构组件、旋转升降机构组件、水平移动机构组件、操作界面和多个停车架，存取车定位架位于停车区域的入口，用于接受使用者存放或取出自行车，推拉车机构组件用于推拉自行车，旋转升降机构组件用于将自行车旋转、升降至指定位置，水平移动机构组件用于将自行车水平移动到指定位置，操作界面位于停车区域的入口，用于使用者操作存放或取出自行车。但是，该自行车的自动存取系统依然采用平面摆放形式，并没有解决自行车存放时占用空间较大、空间利用率较低的问题。
因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种成本低廉、占用空间小、空间利用率高的自行车存取技术以解决现有技术中的不足之处显得尤为重要。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种成本低廉、占用空间小、空间利用率高的自行车的自动存取系统。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
提供一种自行车的自动存取系统，其中：包括设置有自行车存取装置和输送链组，所述自行车存取装置包括设置有机械手、横向伸缩机构、水平伸缩机构、升降机构和机架；所述自行车的前端固定设置有锁杆，所述锁杆的长度方向与所述自行车的前进方向一致，所述锁杆设置有锁孔；所述输送链组包括有两条传送链条、连接杆、同步轮和吊臂，所述传送链条通过同步轮装设为环形连接的传送链条，所述连接杆两端分别与两条所述传送链条的连接部固定连接，所述吊臂的一端与所述连接杆铰接，另一端设置有挂钩，所述挂钩的高度大于所述自行车的前进方向的长度；所述机械手、横向伸缩机构、水平伸缩机构、升降机构、机架依次连接，所述横向伸缩机构、水平伸缩机构及升降机构驱动所述机械手在三维方向移动，所述机械手夹紧或者松开所述锁杆。
优选的，所述吊臂间隔交替设置为两行。
更优选的，设置有限位链组，所述限位链组包括有两条限位链条、限位杆和同步轮，所述限位链条通过同步轮装设为环形连接的限位链条，所述限位杆两端分别与两条所述传送链条的连接部固定连接，所述限位链组平行设置于所述输送链组下方。
进一步的，所述限位杆设置于所述吊臂垂直位置的两侧。
另一更优选的，所述机械手与所述横向伸缩机构之间设置有垂直旋转机构，所述垂直旋转机构设置有轴承座、垂直旋转轴、旋转手臂和同步带传动副；所述轴承座及同步带传动副设置于所述横向伸缩机构的横向伸缩臂，所述垂直旋转轴穿过所述轴承座，并与所述同步带传动副枢接； 所述旋转手臂设置为U形的旋转手臂，所述旋转手臂的一端固定连接于所述垂直旋转轴，另一端与机械手固定连接。
进一步的，所述同步带传动副设置有垂直旋转电机、垂直驱动轮、垂直同步轮和同步带，所述垂直旋转电机的机身固定设置于横向伸缩臂，垂直驱动轮固定连接于垂直旋转电机的输出轴，垂直驱动轮通过同步带连接垂直同步轮，垂直旋转轴固定连接于垂直同步轮。
更进一步的，所述机械手设置有夹爪、夹爪驱动机构、水平旋转轴、水平旋转轴承套和水平旋转电机；所述水平旋转轴通过水平旋转轴承套可转动设置于所述旋转手臂的下端部，所述水平旋转电机的输出轴与所述水平旋转轴枢接；所述水平旋转电机的机身固定设置于所述旋转手臂；所述夹爪驱动机构的输出端与所述夹爪固定连接，所述夹爪驱动机构设置于所述水平旋转轴，并驱动所述夹爪夹持或者松开。
再进一步的，所述夹爪驱动机构设置为夹爪驱动气缸，所述夹爪驱动气缸的缸体固定设置于所述水平旋转轴，所述夹爪驱动气缸的活塞杆与所述夹爪固定连接。
优选的，所述夹爪夹紧或者松开所述锁孔的一侧，所述挂钩可以进入或者退出所述锁孔。
以上的，设置有二个或者二个以上垂直设置的输送链组，所述输送链组间的距离大于所述自行车的前进方向的长度。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的一种自行车存取系统，其中：包括设置有自行车存取装置和输送链组，所述自行车存取装置包括设置有机械手、横向伸缩机构、水平伸缩机构、升降机构和机架；所述自行车的前端固定设置有锁杆，所述锁杆的长度方向与所述自行车的前进方向一致，所述锁杆设置有锁孔；所述输送链组包括有两条传送链条、连接杆、同步轮和吊臂，所述传送链条通过同步轮装设为环形连接的传送链条，所述连接杆两端分别与两条所述传送链条的连接部固定连接，所述吊臂的一端与所述连接杆铰接，另一端设置有挂钩，所述挂钩的高度大于所述自行车的前进方向的长度；所述机械手、横向伸缩机构、水平伸缩机构、升降机构、机架依次连接，所述横向伸缩机构、水平伸缩机构及升降机构驱动所述机械手在三维方向移动，所述机械手夹紧或者松开所述锁杆。
通过设置自行车存取系统，实现对自行车的抓取、锁定、旋转、悬挂的步骤。本实用新型的自行车存取装置与包含悬挂输送链的车库相配合，构成自行车自动存取系统。由此，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1. 管理系统成本低廉；
2. 避免了自行车遭受日晒雨淋，减缓自行车的老化，降低运营成本；
3. 精确实现对自行车擒取、定位，自动化高；
4. 采用立体化结构，空间利用率高，而且可以实现自行车的有序摆放，美化环境。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。
图1是本实用新型的一种自行车的自动存取系统的自行车存取装置的结构示意图；
图2是图1中的“A——A”剖面结构示意图；
图3是图1中的B向中旋转手臂和机械手的结构示意图；
图4是本实用新型的一种自行车的自动存取系统的结构示意图；
图5是本实用新型的一种自行车的自动存取系统的一种实施方式的自行车停放状态示意图；
图6是本实用新型的一种自行车的自动存取系统的一种实施方式的自行车挂起于a吊臂的状态示意图；
图7是本实用新型的一种自行车的自动存取系统的一种实施方式的自行车停放状态示意图；
图8是本实用新型的一种自行车的自动存取系统的一种实施方式的自行车挂起于b吊臂的状态示意图；
图9是本实用新型的一种自行车的自动存取系统的一种实施方式的自行车位于车库的状态示意图。
在图1至图9中包括有：
1——旋转手臂、
2——横向伸缩臂、
21——横向导向座、
22——横向驱动电机、
23——丝杆、
3——轴承座、
31——垂直旋转轴、
32——同步带、
33——垂直旋转电机、
4——机架、
411——垂直升降电机、
412——垂直升降牵引链、
413——垂直升降同步轮、
42——垂直运动滑座、
43——垂直运动导轨、
5——水平导向座、
51——水平伸缩臂、
521——水平平移电机、
522——齿轮、
523——齿条、
53——滚针轴承、
6——夹爪、
61——夹爪驱动气缸、
62——水平旋转轴、
63——水平旋转轴承套、
64——水平旋转电机、
7——自行车、
71——锁杆、
72——锁孔、
8——输送链组、
81——传送链条、
82——连接杆、
83——同步轮、
84——吊臂、
841——挂钩、
9——限位链组、
91——限位链条、
92——限位杆。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例1
本实用新型的自行车的自动存取系统的实施方式之一，如图1至图9表示，包括设置有自行车存取装置和输送链组8，自行车存取装置包括设置有机械手、横向伸缩机构、水平伸缩机构、升降机构和机架4；自行车7的前端固定设置有锁杆71，锁杆71的长度方向与自行车7的前进方向一致（如图5所示），锁杆71设置有锁孔72；输送链组8包括有两条传送链条81、连接杆82、同步轮83和吊臂84，传送链条81通过同步轮83装设为环形连接的传送链条81，连接杆82两端分别与两条传送链条81的连接部固定连接，吊臂84的一端与连接杆82铰接，另一端设置有挂钩841，挂钩841的高度大于自行车7的前进方向的长度；机械手、横向伸缩机构、水平伸缩机构、升降机构、机架4依次连接，横向伸缩机构、水平伸缩机构及升降机构驱动机械手在三维方向移动，机械手夹紧或者松开锁杆71。
升降机构设置有垂直运动导轨43、伺服垂直运动驱动副和垂直运动滑座42，伺服垂直运动驱动副包括有垂直升降电机411、垂直升降牵引链412和垂直升降同步轮413，垂直运动导轨43固定设置于机架4，伺服垂直运动驱动副的垂直升降电机411驱动垂直升降牵引链412通过垂直升降同步轮413带动垂直运动滑座42沿垂直运动导轨43往复移动。
水平伸缩机构设置有伺服齿轮齿条传动副、水平导向座5和水平伸缩臂51，水平导向座5固定连接于垂直运动滑座42，水平伸缩臂51套设于水平导向座5，伺服齿轮齿条传动副设置有水平平移电机521、齿轮522和齿条523，齿轮522固定连接于水平平移电机521的输出轴，水平平移电机521的机身固定设置于水平导向座5，齿条523固定连接于水平伸缩臂51的一侧，齿轮522与齿条523啮合。伺服齿轮齿条传动副驱动水平伸缩臂51沿水平导向座5往复移动。水平导向座5内与水平伸缩臂51的抵接部设置有滚针轴承53。
横向伸缩机构设置有横向伸缩臂2、横向导向座21和滚珠丝杆传动副；横向导向座21固定连接于水平伸缩机构的水平伸缩臂51，滚珠丝杆传动副设置有横向驱动电机22、丝杆23和丝杆螺母，丝杆设置于横向导向座21内，丝杆螺母固定连接于横向伸缩臂2，横向驱动电机22固定连接于横向导向座21，驱动横向伸缩臂2往复移动。
本实施例的工作过程（如图5、图6）：
1. 抓入：将机械手移动到自行车的锁杆71，用夹爪6将锁紧锁杆71；
2. 提升：使机械手将自行车提升至挂钩位置高度；
3. 挂起：将自行车通过锁孔72挂到吊臂84的挂钩上，松开夹爪6，机械手回复原位；
4. 入库：输送链组8带动自行车入库。
对自行车的出库步骤为上述入库过程的逆序操作。
实施例2
本实用新型的自行车的自动存取系统的实施方式之一，如图1至图9所示，本实施例2的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例2中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：具体的，吊臂84间隔交替设置为两行。通过对输送链吊臂84交错设置，将自行车挂起时使对自行车正反交错摆放（如图9所示），使自行车的停放更加紧密，进一步减少自行车车库的占用空间。
具体的，机械手与横向伸缩机构之间设置有垂直旋转机构，垂直旋转机构设置有轴承座3、垂直旋转轴31、旋转手臂1和同步带传动副；轴承座3及同步带传动副设置于横向伸缩机构的横向伸缩臂2，垂直旋转轴31穿过轴承座3，并与同步带传动副枢接； 旋转手臂1设置为U形的旋转手臂1，旋转手臂1的一端固定连接于垂直旋转轴31，另一端与机械手固定连接。
更具体的，同步带传动副设置有垂直旋转电机33、垂直驱动轮、垂直同步轮和同步带32，垂直旋转电机33的机身固定设置于横向伸缩臂2，垂直驱动轮固定连接于垂直旋转电机33的的输出轴，垂直驱动轮通过同步带32连接垂直同步轮，垂直旋转轴31固定连接于垂直同步轮。
本实施例的工作过程：
判断输送链吊臂84的位置，若吊臂84在a位置，则旋转手臂1不旋转，其工作过程如下（如图5、图6）：
1. 抓入：将机械手移动到自行车的锁杆71，用夹爪6将锁紧锁杆71；
2. 提升：使机械手将自行车提升至挂钩位置高度
3. 挂起：将自行车通过锁孔72挂到a吊臂挂钩上，松开夹爪6，机械手回复原位；
4. 入库：输送链组8带动自行车入库。
若吊臂在b位置，则先将旋转手臂1旋转180度，之后的工作过程如下（如图7、图8）：
1. 抓入：将机械手移动到自行车的锁杆71，用夹爪6将锁紧锁杆71；
2. 提升：使机械手将自行车提升至挂钩位置高度；
3. 旋转就位：使旋转手臂1旋转180度带动自行车相应旋转；
4. 挂起：将自行车通过锁孔72挂到b吊臂的挂钩上，松开夹爪6，机械手回复原位；
5. 入库：输送链组8带动自行车入库。
以上自行车存取装置的位置移动通过预设程序或者通过光学镜头与计算机配合，实现控制升降机构、水平伸缩机构、横向伸缩机构、垂直旋转机构、旋转手臂1和机械手的配合及准确定位。
对自行车的出库步骤为上述入库过程的逆序操作。
实施例3
本实用新型的自行车的自动存取系统的实施方式之一，如图1至图9所示，本实施例3的主要技术方案与实施例2基本相同，在本实施例3中未作解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于：设置有限位链组9，限位链组9包括有两条限位链条91、限位杆92和同步轮，限位链条91通过同步轮装设为环形连接的限位链条91，限位杆92两端分别与两条传送链条81的连接部固定连接，限位链组9平行设置于输送链组8下方。
通过设置与输送链组8配合的限位链组9，限位链组9与输送链组8同步逆向旋转，使限位链组9实现对出入库的自行车进行限位的作用，减少自行车的自动存取系统运行时自行车的摆动，提高整机的运行效率。
具体的，限位杆92设置于吊臂垂直位置的两侧。通过设置适当的高度和相邻限位杆92的间距，使限位链组9与输送链组8同步运行时，当挂起自行车进行入库操作时，自行车的后轮恰好可以放置在两个限位杆92间位置，当进一步向入库方向移动时，随着吊臂带动自行车的下降，使入库的自行车后轮置入两个限位杆92间。
本实施例的工作过程：
判断输送链吊臂的位置，若吊臂在a位置，则旋转手臂1不旋转，其工作过程如下：
1. 抓入：将机械手移动到自行车的锁杆71，用夹爪6将锁紧锁杆71；
2. 提升：使机械手将自行车提升至挂钩位置高度
3. 挂起：将自行车通过锁孔72挂到a吊臂挂钩上，松开夹爪6，机械手回复原位；
4. 入库：输送链组8和限位链组同时带动自行车入库。
若吊臂在b位置，则先将旋转手臂1旋转180度，之后的工作过程如下：
1. 抓入：将机械手移动到自行车的锁杆71，用夹爪6将锁紧锁杆71；
2. 提升：使机械手将自行车提升至挂钩位置高度；
3. 旋转就位：使旋转手臂1旋转180度带动自行车相应旋转；
4. 挂起：将自行车通过锁孔72挂到b吊臂的挂钩上，松开夹爪6，机械手回复原位；
5. 入库：输送链组8和限位链组同时带动自行车入库。
对自行车的出库步骤为上述入库过程的逆序操作。
实施例4
本实用新型的自行车的自动存取系统的实施方式之一，如图1至图9所示，本实施例4的主要技术方案与实施例1、实施例2、实施例3基本相同，在本实施例4中未作解释的特征，采用实施例1、实施例2、实施例3中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的区别在于：机械手设置有夹爪6、夹爪驱动机构、水平旋转轴62、水平旋转轴承套63和水平旋转电机64；水平旋转轴62通过水平旋转轴承套63可转动设置于旋转手臂1的下端部，水平旋转电机64的输出轴与水平旋转轴62枢接；水平旋转电机64的机身固定设置于旋转手臂1；夹爪驱动机构的输出端与夹爪固定连接，夹爪驱动机构设置于水平旋转轴62，并驱动夹爪夹持或者松开。
具体的，夹爪驱动机构设置为夹爪驱动气缸61，夹爪驱动气缸61的缸体固定设置于水平旋转轴62，夹爪驱动气缸61的活塞杆与夹爪固定连接。
更具体的，夹爪夹紧或者松开锁孔72的一侧，挂钩可以进入或者退出锁孔72。
本实施例的工作过程：
入库步骤：判断输送链吊臂位置，若吊臂在a位置，则旋转手臂1不旋转，其工作过程如下：
1. 抓入：将机械手移动到自行车的锁杆71，用夹爪将锁紧锁杆71；
2. 提升：使机械手将自行车提升至挂钩位置高度，水平旋转轴62随着自行车的上升而与锁杆71旋转；
3. 挂起：将自行车通过锁孔72挂到a吊臂的挂钩上，松开夹爪，机械手回复原位；
4. 入库：输送链带动自行车入库。
若吊臂在b位置，则先将旋转手臂1旋转180度，之后的工作过程如下：
1. 抓入：将机械手移动到自行车的锁杆71，用夹爪将锁紧锁杆71；
2. 提升：使机械手将自行车提升至b吊臂的挂钩位置高度，水平旋转轴62随着自行车的上升而与锁杆71旋转；
3. 旋转就位：使旋转手臂1旋转180度带动自行车相应旋转；
4. 挂起：将自行车通过锁孔72挂到b吊臂的挂钩上，松开夹爪，机械手回复原位；
5. 入库：输送链带动自行车入库。
出库步骤：判断输送链吊臂位置，若吊臂在a位置，对自行车的出库过程如下：
1. 出库：输送链带动自行车出库。
2. 取车：机械手移动a吊臂的挂钩位置，水平旋转电机64驱动水平旋转轴62旋转至抓取位置，夹紧锁杆71将自行车从挂钩上取出；
3. 下降：下降机械手将自行车下降至自行车水平放置位置；
4. 松开：夹爪松开锁杆71，机械手回复原位。
若挂钩在b位置，对自行车的出库过程如下：
1. 出库：输送链带动自行车出库。
2. 取车：机械手移动至b吊臂位置，水平旋转电机64驱动水平旋转轴62旋转至抓取位置，夹紧锁杆71将自行车从挂钩上取出；
3. 旋转：将旋转手臂1旋转180度
4. 下降：下降机械手将自行车下降至自行车水平放置位置；
5. 松开：夹爪松开锁杆71，机械手回复原位。
实施例5
本实用新型的自行车的自动存取系统的实施方式之一，如图1至图9所示，本实施例5的主要技术方案与实施例1、实施例2、实施例3或实施例4基本相同，在本实施例5中未作解释的特征，采用实施例1、实施例2、实施例3或实施例4中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1、实施例2、实施例3或实施例4的区别在于：设置有二个或者二个以上垂直设置的输送链组8，输送链组8间的距离大于自行车的前进方向的长度。二个或者二个以上垂直设置的输送链组8可以共用同一个自行车存取装置，以节约使用成本。
通过设置两层或者两层以上的输送链组8，采用立体化结构，能够进一步提高利用率高，节约占地面积，减少使用成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。