公共自行车停放装置的制作方法

本实用新型涉及一种公共自行车停放装置。
背景技术：
：公共自行车的出现为绿色出行提供了方便，但是也出现了乱停放、占地空间大、对行人存在安全隐患等问题。早在一百多年前，自行车从国外传入中国，随着时间的推移，汽车成为大多数人出行的方式。但是汽车的增多，导致环境污染增多，雾霾加重，因此，减少交通工具的气体排放势在必行。在许多国家，自行车成为出行短距离的交通工具。在我国，共享单车的出现，将自行车的生产推向了顶峰。公共自行车的增多也导致了自行车在路边随意丢弃，且随意停放自行车，也影响市容市貌。一些自行车停车的位置非常窄小，自行车的外表就容易损坏。如今，公共自行车的停放越来越引起人们的重视。为了解决以上的问题，国内外相继研发出充分利用空间的公共自行车停车装置，实现空间利用的最大化。随着机械电子技术的发展，全自动、大型的自行车停放装置也受到了人们的重视。公共自行车停放装置在国外的研究时间比国内早，目前日本、德国、韩国等国的双层公共自行车停车架以及地下立体停车架设施都已很完善。这些装置主要位于地铁口、汽车站、火车站等人口密集处。德国等一些发达国家已经开始研究全自动地下自行车停车车库，这类车库能容纳自行车的数量非常的大，一次性可容纳上百辆自行车甚至上千辆，这类自行车的停放装置，受到广泛的欢迎。以欧洲自行车停放装置来说，自行车停车库一般为一个圆柱体，直径为7.5米，高度为5.3米，一次性能容纳上百辆自行车。日本东京某公司所设计的停车库，一次性可容纳几百辆自行车。并且在此基础上进行了改进，现在已经发明出一次性能容纳几千辆自行车的停车装置，大大的缓解了自行车停车难的问题，这种全自动自行车停车车库特别适用于没有规划的交通路线，停放自行车的空间少且居民区比较密集的地方。我国也开始在一些大中型城市发展起公共自行车停放装置，但总体情况并不是很成熟。我国在上个世纪90年代也逐渐对自行车的停放装置进行了相应的研究，并且得到了推广，总的来说，国内的公共自行车停放装置主要有以下几种：1）公共自行车的停车架和停车棚公共自行车停放装置是目前在国内最普遍的装置，通过停车柱中间的间隙把自行车的一个轮子固定住，确保自行车的平稳。这类公共自行车停车架安装非常简便，可移动性也非常好，并且成本非常低，适合大规模的安装。但是，随着公共自行车的数量越来越多，由于车架之间的间隙非常小，当我们在取车或者在停车的过程中就非常容易产生摩擦和阻碍，会造成自行车的损伤。并且，这类停车装置一般是处于露天中，容易受到风吹雨淋，不能达到对自行车作出有效的保护。针对这一缺陷，停车棚就应运而生了。在自行车的停车装置上面建立一个封闭或者半封闭的一个遮蔽棚，对自行车做到一个有效的遮盖，使其不被风吹雨淋，停车棚的结构也比较简单并且制造成本比较低，而且能够有效的避免自行车受外界的干扰，还能够有效的减少人们胡乱停放自行车这一现象。）双层公共自行车停放装置及直立式自行车停车架上面提到的常用自行车停车架和停车棚的停放区域要求面积比较大，人流量大并且地方小的区域不适合采用这种方式，为了满足流量大空间小这一需求，国内外出现了一种双层自行车停放装置，这种装置是由自行车的车架演变而来的，增大了存车的容量、降低安全隐患起到了显著作用。这类自行车的停放装置也在国内的许多城市，得到了广泛的应用。）隔间式公共自行车停放装置以上我们介绍的公共自行车停放装置都存在一个共同缺陷，那就是保护的功能不是很强大，随时有可能被不法分子盗取。随着科学技术的不断发展，人们研发出一种隔间式自行车的一种停放装置，在每个位置停放的装置上面都安装有一个电子卡片，在停车站的下部有一个读写器与锁是相连接的，当把电子卡片插入到读写器当中，此时输入这个车位的编号，就可以准确的实现自行车和停车架的存取，操作也是非常的简便。这里停车装置最重要的一个特点就是防盗功能，美化停车环境，防止自行车在存取之间相互摩擦，而影响自行车的外观。）地下立体停车装置随着人们的生活水平不断的提高，对空间要求更高，便开始研制更新型的停车装置，开发了一系列机械电子自动化的停车装置，这类装置主要的目的是美观适用，但是制作成本高，结构复杂。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种相对安全，占地空间小，能够有效提升空间利用率的公共自行车停放装置。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种公共自行车停放装置，其组成包括:立架，所述的立架固定连接横架，所述的立架与所述的横架之间通过斜架连接，所述的立架的顶部垂直连接顶横架，所述的顶横架连接伺服电机，所述的伺服电机连接柔性联轴器，所述的柔性联轴器连接丝杆，所述的丝杆连接丝杆螺母，所述的丝杆螺母固定在丝杆螺母座上,所述的丝杆螺母座连接连接板，所述的立架连接导轨，所述的导轨供滑块滑动。所述的公共自行车停放装置，所述的顶横架与所述的立架之间通过顶斜架连接，所述的立架连接固定卡环，所述的立架连接丝杆支撑端，所述的连接板连接自行车支撑架，所述的横架连接一组半口形底限位件。所述的公共自行车停放装置，所述的自行车支撑架包括上立架，所述的上立架固定连接上横架，所述的上立架与所述的上横架之间通过上斜架连接，所述的上横架连接一组上半口形底限位件，所述的上立架连接固定卡环，所述的上立架连接所述的连接板。有益效果1.本实用新型实现了公共自行车自动化存取,节省了占地空间,能够满足使用要求。本实用新型采用双层停放节省空间，只需控制伺服电动机操作方便，实用性强。本实用新型每辆自行车间距会比较近，在停车和取车的过程中，自行车之间可能会发生碰撞，存在安全隐患；在取车时先取下层，存车时先存上层，由于存放同一类公共自行车，因此影响不大。附图说明附图1是本产品的结构示意图。附图2是本产品的对滑块处受力分析图。附图3是本产品的导轨图。附图4是本产品的对滑块俯视图。附图5是本产品的丝杆螺母图。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1一种公共自行车停放装置，其组成包括:立架7，所述的立架固定连接横架12，所述的立架与所述的横架之间通过斜架13连接，所述的立架的顶部垂直连接顶横架14，所述的顶横架连接伺服电机2，所述的伺服电机连接柔性联轴器1，所述的柔性联轴器连接丝杆3，所述的丝杆连接丝杆螺母15，所述的丝杆螺母固定在丝杆螺母座16上,所述的丝杆螺母座连接连接板5，所述的立架连接导轨6，所述的导轨供滑块4滑动。所述的顶横架与所述的立架之间通过顶斜架17连接，所述的立架连接固定卡环9，所述的立架连接丝杆支撑端10，所述的连接板连接自行车支撑架，所述的横架连接一组半口形底限位件18。所述的自行车支撑架包括上立架11，所述的上立架固定连接上横架19，所述的上立架与所述的上横架之间通过上斜架20连接，所述的上横架连接一组上半口形底限位件21，所述的上立架连接固定卡环8，所述的上立架连接所述的连接板。实施例2所述的公共自行车停放装置，在分析公共自行车结构的基础上，设计了双层公共自行车停放装置；通过伺服电动机连接联轴器来控制丝杆转动，丝杆连接滑块，将丝杆的转动转化为滑块在导轨上的上下移动，滑块连接支撑架进而控制自行车上下运动；根据传动功率选择了合适的伺服电动机，选取了联轴器并对丝杆与直线导轨进行了设计和强度校核。实施例3上述所述的公共自行车停放装置，基本原理如下：先使自行车支撑架和地面保持水平，当有自行车需要停放时，把自行车推放在固定卡环上面，点击存放按钮，这时伺服电动机启动，动力通过柔性联轴器带动丝杆转动，丝杆螺母在丝杆的转动下将会向上移动，丝杆螺母和丝杆螺母座固定在一起，丝杆螺母座则固定在连接板上面，这时连接板5将会在导轨和滑块的作用下进行向上移动，从而达到自行车的存放。取车步骤相反；丝杆的两端设置有安装和固定端，可以提高传动精度。实施例4上述所述的公共自行车停放装置，本装置结构设计与计算⑴设定基本参数与受力分析设计自行车抬高的高度为1.8m,即升降行程s=1.8m,整个上升过程为t=4s,每一层可以停放三个自行车，每个自行车的重量为15kg,在上升的过程中，可以看作匀速直线运动。载车架整个装置重量大约在25kg。由式（1）得上升速度：（1）由式（2）上升时支撑架受力：（2）对滑块处受力分析：如附图2以a为原点列力矩平衡方程：（3）其中：，，，，。带入公式（3）解得：。设每天滑块在导轨上工作16h，滑块行程为1800mm，滑块平均每小时的停车次数为20次，每年工作365天，设计丝杆使用寿命为20年。⑵电机的计算与选型①电机选型原则电机的选用非常重要，当我们选择电动机时，主要根据以下几点：1）根据电动机负载大小、扭矩以及转动速度何以进行初步选择。）根据电动机的安装精度以及工作环境进行选择。）在选用电动机时，通常选用的功率比实际计算出的功率大一些。）选择方便安装与维修的电动机。②电机选型计算整个装置在上升时可以视为匀速直线运动，上升速度，。则由式（4）得驱动功率：（4）滑块在导轨上的运动可以看成一个上升下降的往复运动，初步选择伺服电机作为动力元件。伺服电动机在工作过程中功率一般都会降低，不会以额定功率输出。所以根据参数，广州数控伺服电机符合设计要求，该伺服电机的型号为：80sjt-m032c-0.66kw。额定功率：0.66kw；额定转矩：3.2n·m；最大扭矩：9.6n·m；额定转速：2000r/min。表1为该电机的选取参数表。表1③丝杆的设计丝杆在本设计中是将回转运动转换成直线运动，将丝杆的转动转变为滑块在导轨上的上下移动。丝杆的转速、刚度、强度都有严格的要求，因此丝杆的设计非常重要。初选丝杆的导程为,由等式（5）：（5）其中：s——行程，；t——时间，；n——丝杆转速；p——螺距，。得转速n：（6）丝杆最小直径的确定：几种常用轴材料的τp及a值，如表2几种常用轴材料的τp及a值所示。表2轴的材料q235-a、20q275、35（1gr18ni9ti）451gr18ni9ti40gr、35simnτp/m15～2520～3525～4515～2535～55a149～126135～112126～103148～125112～97丝杆是40cr材质的实心轴，根据扭转公式（7）：（7）式中t代表扭矩，（8）其中系数c为常数通常取c=97-112，现取。轴径为：（9）由式（9）得：。考虑其强度，我们这里选择。已知,。主轴的扭矩为：（10）由式（10）得：。根据轴类校核公式：（11）由式（11）可得式（12）：（12）将扭矩t与轴径d代入式（12）可得切应力：；远远小于最大切应力35mpa，因此该丝杆轴径大小合理。初选上银丝杆作为本设计丝杆，丝杆的型号为：pgt-25-10-rh-2500。其中：螺旋方式：右旋；导程：；公称直径：；总长：；滚珠直径：4.762mm。丝杆轴的刚性ks计算由公式（13）：（13）式中：e——弹性模量；d——螺杆轴沟槽直径；l——安装间距。代入上式（13）得：（14）该型号上银丝杆的刚性ks为33，。该丝杆选型与设计符合要求。④联轴器的设计联轴器是机械传动中常用的零部件，主要用来连接轴与轴（或连接轴与其他回转零件），以传递运动或转矩。联轴器耦合是由两部分组成，分别与活动轴和从动轴连接。电动机输出端通常连接联轴器来控制机械运转。本设计选用柔性联轴器，主要包括十字滑块联轴器、弹性套住销联轴器以及轮胎式联轴器等。这些联轴器可以补偿两轴之间的相对位移，具有缓冲的作用。通过比较，选择的联轴器型号为hli40-15-22。该联轴器的一端连接着伺服电动机输出端，其轴径为22mm，另一端则连接着丝杆，其轴径为15mm，常用额定扭矩为16.5n·m，最大额定扭矩为33n·m。⑤直线导轨的设计直线导轨在机械中应用非常广泛，如机床、吊车等。其设计准则包括精度、摩擦性能以及使用寿命。类型选择目前国内市场上生产直线导轨的厂家很多，其中台湾上银公司生产的直线导轨使用广泛，性能相对较好，因此本设计选择上银导轨。直线导轨的选型主要是依据精度、适用设备以及使用寿命进行选择，可参照下表3直线导轨选用类型参照表。表3类型适用设备自调心全钢珠重负荷型(msa)数控机床自调心全钢珠低组装型(msb)产业机器、电子设备、测试平台全不锈钢微小型(msc)检测机器、医疗器械静音钢珠重负荷型(sme)数控机床、工业机器人、医疗器械b精度选择直线导轨的精度包括行走平行度与几何尺寸精度，精度的选择对导轨的寿命有很大的关系。表4为直线导轨精度等级适用数控机床类型参考表。表4机床类型机床坐标精度等级普通机床x/y/zh/h/h&n/n/n电火花机床x/y/zsp/p/h数控十字台x/yp/h数控磨床x/y/zsp/p/p数控车床x/yp/p&h/hc滑块载荷计算由于滑块受到的力并不是很大，主要是由丝杆承受力。假设自行车和载车架的力全部由滑块承受，来计算出滑块的寿命。这样设计出来的寿命肯定能满足设计使用寿命。每个滑块承受的重量为：，已知滑块寿命计算公式如下：（15）已知:取硬度系数、温度系数、负荷系数；基本动额定负载c，工作载荷。初选上银直线导轨hgw-35ca-r2500，该导轨：宽度,长度，型号基本参数见附录3。由附录3可知：，由式（15）得导轨长：设每天滑块在导轨上工作16h，滑块行程为1800mm，滑块平均每小时的停车次数为20次，每年工作365天，设计丝杆使用寿命为20年。则滑块每天行走的公里数为：；则每年行走的公里数为：；总共寿命为n年：年＞20年。该直线导轨选型合理。此过程主要分析了公共自行车停放装置及其相关技术和结构的发展情况与趋势。双层公共自行车停放装置较普通公共自行车停放装置而言，有一定的自动化程度，是通过伺服电机来控制自行车升降。主要计算了伺服电动机、丝杆、滑块的刚度寿命；主要介绍了伺服电动机的选取、丝杆滑块以及导轨的选取。此设计节省了停车空间，停取车操作也方便简单。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。当前第1页12