本发明涉及一种自行车停靠装置，特别是涉及一种可以使自行车直立停靠的模块化装置。
背景技术：
随着我国城市化进程的推进，交通拥堵问题已然成为众多大城市共同面临的问题。目前，机动车数量的迅猛增长一方面造成了城市交通的拥堵，另一方面汽车排放的尾气严重影响空气质量，制约了城市的绿色发展。自行车作为一种解决交通拥堵、推崇绿色出行的良好载体，越来越受到市民的欢迎。但是小区内自行车停放无序、自行车可停放位置少等现象普遍，停车难问题严重制约了自行车这一低碳、绿色、环保的出行方式的发展。
自行车停车装置合理的空间利用率、良好的操作便捷性、低成本易维护性是解决小区停车难问题的关键点，通过实测数据对比发现，直行车直立停放相比与自行车水平停放方式，停放空间减小40%以上，具有较高的空间利用率，因此近段时间相关技术人员针对自行车直立停靠装置做了大量研究：例如（1）自行车停靠装置的上部固定支撑机构和下部固定支撑机构中设置橡胶块及旋转槽（如参考专利201710574168.7），使用者将自行车轮向前或向后推入槽内，即可实现自行车存取，该装置结构简单、易于维护，但是使用时需要手动将自行车立起，耗费较大力气，难以供女士、老人及儿童使用；（2）停靠装置内设有卡锁，自行车前轮轴放入卡锁后，通过配重块及人力使自行车前轮上抬，实现直行车直立停放功能（如参考专利201710635662.x），在直行车直立过程，该装置有助于减小使用者所花费的力气，但是该装置的锁扣机构不能保证自行车上抬或下降过程，前轮的可靠锁定，使用者操作过程存在安全隐患，此外自行车直立过程，前轮上抬所需提拉力是逐渐减小的，该专利采用固定重力配重装置，使用者上抬自行车或下拉自行车的某个阶段，会受到较大的牵绊力，影响该产品的使用舒适性。（3）停靠装置内设有夹爪和弧形夹板，当需要停靠自行车时，两侧弧形夹板形成合抱状，夹紧车轮（如参考专利201711265926.3），该装置使用方便，且夹紧机构具有较大的夹紧力，但该装置结构复杂，不易维护，且采用较大偏摆力将自行车推入弧形夹板机构时，连接构件及传力构件容易卡死。
综上所述，目前的立式自行车停靠装置难以同时兼顾安全、便捷、低成本、易维护等关键点，为了适应城市绿色出行的发展需要，设计了一款空间利用率高、操作安全便捷、低成本、易于维护的立式自行车停靠装置具有重要意义。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种自行车模块化立靠装置，立靠装置包含导轨、滑块、拉伸弹簧以及安装在滑块上的锁紧机构，当自行车前轮触碰锁紧机构的异形曲柄后，锁紧机构夹紧车前轮，并触发滑块及车前轮沿导轨向上移动，最终实现自行车直立停靠在该装置上，该装置操作安全便捷、结构精简易于维护，可以有效缓解城市小区自行车停车难的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种自行车模块化立靠装置，包含细长导轨以及可以沿导轨移动的滑块，导轨内设置有拉伸弹簧，拉伸弹簧连接导轨与滑块，滑块左右两侧分别设置有左侧板和右侧板，左侧板和右侧板之间设置有底板，滑块前侧固定连接有支撑块；
左侧异形曲柄和右侧异形曲柄通过主销轴可转动的支撑在支撑块上，左侧异形曲柄和右侧异形曲柄为形如“人字形”的柱状杆件，分别具有三个伸出端，其中左侧异形曲柄第一伸出端设置有左侧连杆，左侧连杆的一端与左侧异形曲柄第一伸出端之间通过销连接形成转动副，左侧连杆的另一端与轴承心轴的一端通过销连接形成转动副，轴承心轴的另一端与右侧连杆的一端通过销连接形成转动副，右侧连杆的另一端设置有右侧异形曲柄，右侧连杆与右侧异形曲柄第一伸出端通过销连接形成转动副；
左侧异形曲柄第二伸出端、左侧异形曲柄第三伸出端、右侧异形曲柄第二伸出端和右侧异形曲柄第三伸出端之间形成卡槽，左侧异形曲柄第二伸出端与右侧异形曲柄第二伸出端分别加工有导柱孔，轴承导柱穿过导柱孔，轴承导柱的上下两端设置有夹紧轴承；
轴承导引槽通过螺栓安装在支撑块的顶部，轴承导引槽的后表面设置有调节导柱，调节导柱中间穿有压缩弹簧，调节导柱的另一端设置有调节块；
导轨的中间靠近底端位置安装有锁扣槽。
进一步的，所述夹紧轴承的外圈表面粘附有橡胶环。
进一步的，所述左侧异形曲柄与右侧异形曲柄对称布置，左侧连杆和右侧连杆对称布置。
进一步的，所述左侧异形曲柄第三伸出端与左侧异形曲柄第二伸出端形成α夹角，优选的α角范围为30°≤α≤90°。
进一步的，所述右侧异形曲柄第三伸出端与右侧异形曲柄第二伸出端形成β夹角，优选的β角范围为30°≤β≤90°。
进一步的，所述左侧异形曲柄第三伸出端为“凹”字形的柱状结构，右侧异形曲柄第三伸出端为“凸”字形的柱状结构。
进一步的，所述锁扣槽为侧躺的“u字形”柱状结构，其内侧上表面开有钩槽，其内侧下表面开有短线槽。
进一步的，所述拉伸弹簧由多节拉伸弹簧组成，相邻两节拉伸弹簧之间设置有弹性套柱。
进一步的，所述调节块的一侧开有弧形槽。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本装置操作简单，使用方便。锁紧机构为对称曲柄滑块机构与移动凸轮机构的结合，当使用者需要停放自行车时，只需将自行车前轮推入卡槽，车轮触碰异形曲柄后，同步触发自行车前轮夹紧及滑块解锁上移，当使用者需要取车时只要抓住车座包顺势一拉，滑块下移至下极限位置并上锁，自行车即可取出，使用该装置平均驻车时间仅需20s，平均取车时间仅需5s。
（2）装置使用过程安全性高。自行车前轮上抬过程，中心轴承一直顶靠在导槽中，锁紧机构保持车前轮紧紧嵌在卡槽内，夹紧轴承夹紧车轮内圈，并保持自锁状态，不张开，当且仅当滑块处在下极限位置时，卡槽才能张开，本装置所述锁紧机构在工作时可以保持自锁夹紧状态，保证了自行车在直立存取过程，车前轮牢靠锁紧，提高使用者在操作停车装置时的安全性及稳定性。
（3）本立靠装置适合多种车型停放，普适性强。锁紧机构具有调节功能，可根据车轮大小，自适应调整夹紧力大小及卡槽空间大小，提高了该停车装置应用于不同型号车辆的普适性，此外本立靠装置结构精简，易维护，成本低，易于实现大规模推广。
附图说明
图1是立靠装置的总体结构示意图。
图2是本发明中支撑块的轴侧图。
图3是本发明中锁紧机构的轴侧图。
图4是本发明中锁紧机构的俯视图。
图5是左侧异形曲柄的轴侧图。
图6是左侧异形曲柄的俯视图。
图7是右侧异形曲柄的轴侧图。
图8是右侧异形曲柄的俯视图。
图9是夹紧力调节机构的结构示意图。
图10是导轨的结构示意图。
图11是方管内拉伸弹簧部分结构示意图。
图12是锁扣槽的轴测图。
图13是图12在a-a向的剖视图。
图14是本立靠装置中滑块处于下极限位置时的效果图。
图15是锁紧机构展开时的工作原理图。
图16是本立靠装置中滑块处于上极限位置时的效果图。
图17是锁紧机构闭合时的工作原理图。
图18是多个立靠装置采用圆周阵列排布效果图。
图19是多个立靠装置采用高低交错线状排布效果图。
图中：1、滑块，2、导轨，3、拉伸弹簧，4、左侧板，5、右侧板，6、底板，7、支撑块，8、锁紧机构，9、限位凸块，10、左侧异形曲柄，11、左侧连杆，12、右侧异形曲柄，13、右侧连杆，14、主销轴，15、轴承心轴，16、中心轴承，17、轴承导引槽，18、调节块，19、压缩弹簧，20、调节导柱，21、夹紧轴承，22、轴承导柱，23、卡槽，24、导柱孔，25、橡胶环，26、弧形槽，27、弹性套柱，28、钩槽，29、短线槽，30、车前轮，101、左侧异形曲柄第一伸出端，102、左侧异形曲柄第二伸出端，103、左侧异形曲柄第三伸出端，121、右侧异形曲柄第一伸出端，122、右侧异形曲柄第二伸出端，123、右侧异形曲柄第三伸出端，201、方管，202、背板，203、导槽，204、锁扣槽
具体实施方式
下面结合附图和实施例，说明本发明的具体实施方式。
图1表示了本发明的总体结构，一种自行车模块化立靠装置，包含细长导轨2以及可以沿导轨2移动的滑块1，导轨2内设置有拉伸弹簧3，拉伸弹簧3连接导轨2与滑块1，滑块1左右两侧分别设置有左侧板4和右侧板5，左侧板4和右侧板5之间设置有底板6，此外滑块1前侧固定连接有支撑块7、支撑块7上设置有锁紧机构8。
图2中，支撑块7的左右两侧面加工有位置对称的限位凸块9。
图3~图8中，锁紧机构8为对称曲柄滑块机构和移动凸轮机构的组合体，其包括左侧异形曲柄10、左侧连杆11、右侧异形曲柄12、右侧连杆13、主销轴14、轴承心轴15、中心轴承16、轴承导引槽17、调节块18、压缩弹簧19、调节导柱20、夹紧轴承21、轴承导柱22。
左侧异形曲柄10和右侧异形曲柄12为锁紧机构8的承力构件，二者通过主销轴14可转动的支撑在支撑块7上，左侧异形曲柄10和右侧异形曲柄12为形如“人字形”的柱状杆件，分别具有三个伸出端，其中左侧异形曲柄第一伸出端101设置有左侧连杆11，左侧连杆11的一端与左侧异形曲柄第一伸出端101之间通过销连接形成转动副，左侧连杆11的另一端与轴承心轴15的一端通过销连接形成转动副，轴承心轴15的另一端与右侧连杆13的一端通过销连接形成转动副，右侧连杆13的另一端设置有右侧异形曲柄12，右侧连杆13与右侧异形曲柄第一伸出端121通过销连接形成转动副，左侧异形曲柄10与右侧异形曲柄12对称布置，左侧连杆11和右侧连杆13对称布置。
左侧异形曲柄第二伸出端102、左侧异形曲柄第三伸出端103、右侧异形曲柄第二伸出端122和右侧异形曲柄第三伸出端123之间形成卡槽23。
左侧异形曲柄第二伸出端102与右侧异形曲柄第二伸出端122分别加工有导柱孔24，轴承导柱22穿过导柱孔24，二者之间采用过盈配合，轴承导柱22的上下两端设置有夹紧轴承21，夹紧轴承21的外圈表面粘附有橡胶环25。
左侧异形曲柄第三伸出端103与左侧异形曲柄第二伸出端102形成α夹角，优选的α角范围为30°≤α≤90°。
右侧异形曲柄第三伸出端123与右侧异形曲柄第二伸出端122形成β夹角，优选的锐角β范围为30°≤β≤90°。
左侧异形曲柄第三伸出端103为“凹”字形的柱状结构，右侧异形曲柄第三伸出端123为“凸”字形的柱状结构。
图9中，轴承导引槽17、调节块18、压缩弹簧19和调节导柱20组成了本装置的夹紧力调节机构，其中轴承导引槽17通过螺栓安装在支撑块7的顶部，轴承导引槽17的后表面设置有调节导柱20，调节导柱20中间穿有压缩弹簧19，调节导柱20的另一端设置有调节块18，调节块18可沿调节导柱20移动，当调节块18向着轴承导引槽17方向移动时，压缩弹簧19被压缩并产生一个反向回复力，作用在调节块18上。为了得到最优的压紧力，调节块18的一侧开有与车前轮30外径相配合的弧形槽26。
图10~图11中，导轨2由方管201、背板202、导槽203、锁扣槽204组成，两根方管201通过螺栓连接在背板202之上，两方管对称轴线位置安装有导槽203，导槽203的底部（即导轨2的中间靠近底端位置）安装有锁扣槽204，方管201内设置有多节拉伸弹簧3，相邻两节拉伸弹簧3之间设置有弹性套柱27，多节拉升弹簧与弹性套柱组成的升降助力装置的一端与滑块1连接，另一端与方管201的顶端连接。多节拉伸弹簧串联组合可以有效缓解一根弹簧因拉伸量过大而失效的现象，且弹性套柱可以吸收自行车上升下降过程中的冲击与振动，增加立靠装置使用时的舒适性。
如图12~图13所示，锁扣槽204为侧躺的“u字形”柱状结构，其内侧上表面开有钩槽28，其内侧下表面开有短线槽29，钩槽28和短线槽29垂直方向的距离e大于中心轴承16的外径d，优选的该距离范围为d≤e≤1.5d。
如图14~图15所示，当自行车未停靠在本发明装置上时，滑块1锁紧在下极限位置，如使用者需停放自行车，应将车前轮推上底板6并使前轮进入卡槽23，车前轮30进入卡槽23过程中，首先车前轮30压紧调节块18，并使调节块18沿着调节导柱20方向向里移动，此时压缩弹簧19不断压缩，并产生回复力使调节块18紧贴在前轮外侧，接着前轮触碰左侧异形曲柄第三伸出端103和右侧异形曲柄第三伸出端123，并带动左侧异形曲柄10、右侧异形曲柄12分别绕着各自主销轴14沿图示箭头方向转动，带动卡槽23的空间逐渐收紧，与此同时，中心轴承16和轴承心轴15沿着轴承导引槽17向外移动（图示箭头方向），随着自行车继续前进，上述各构件位移量加大，当中心轴承16脱离锁扣槽204时，拉升弹簧3收缩并带动滑块1及锁紧机构8沿着导轨2上移，此时锁紧机构8上的夹紧轴承21牢牢夹紧车前轮内圈的两侧，并带动前轮上抬，当自行车上抬至与地面成一定角度后，操作者扶住车座包向着停靠装置一推，便可实现自行车的直立停靠。
如图16~图17所示，当使用者提取自行车时，只需抓住车座包顺着箭头方向一拉，此时在车重力作用下，滑块1和锁紧机构8沿着导轨2下移，当滑块移动到一定位置时，用手轻轻按压车把手，滑块1下移到下极限位置，使用者向外一拉自行车，夹紧轴承21从车前轮内圈的两侧松开，此时夹紧轴承21驱动左侧异形曲柄10、右侧异形曲柄12分别绕着各自主销轴14沿图示箭头方向转动，带动卡槽23的空间逐渐增大，与此同时，中心轴承16沿着轴承导引槽17向着锁扣槽204移动，并最终滑入锁扣槽204中，从而实现自行车提取后，滑块1锁紧在下极限位置，自行车立靠装置即可进入下一个使用循环。
当滑块1锁紧在下极限位置时，中心轴承16的上表面顶在锁扣槽204的钩槽28之中，由于滑块1此时受到拉升弹簧产生的竖直向上的提拉力，保证了中心轴承16锁紧在锁扣槽204之中不滑脱，进一步提高了该装置的可靠性。
通过对称曲柄滑块机构与移动凸轮机构的有机结合，极大的提高了本装置操作的便捷性及可靠性，经实物多次验证，该停靠装置平均驻车时间仅需20s，平均取车时间仅需5s。
自行车前轮上抬或下降过程，由于中心轴承16一直顶在导槽203中，使得锁紧机构8保持前轮紧紧嵌在卡槽23内，夹紧轴承21夹紧车轮内圈，并保持自锁状态，不张开。只有当滑块1处在下极限位置时，卡槽23才能张开，本装置所述锁紧机构8在工作时可以保持自锁状态，保证了自行车在直立存取过程，车前轮牢靠锁紧，提高使用者在操作停车装置时的安全性及稳定性。
所述调节块18的移动量以及压缩弹簧19的压缩量根据车轮大小决定，当车轮直径较大时，调节块18的移动量大，产生的夹紧力大，当车轮直径较小时，调节块18的移动量小，产生的夹紧力小，该调节功能，提高了停车装置应用于不同型号车辆的普适性，有助于该装置的大规模推广。
本发明中的立靠装置结构精简，易于维护，可以多元化使用，针对老旧小区该停靠装置可以作为一个独立的单元，安装在小区内有限的空置区域（墙面或地面），尽可能多的提供停车位；针对设有公共停车区域的小区，多个立靠装置可采用圆周阵列排布（如图18所示）或高低交错线状排布（如图19所示），在保证共同区域整洁美观的同时，进一步提高整体空间利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。