一种基于露天汽车车位的自行车停放装置的制作方法

本发明涉及自行车停放设备领域，具体是一种基于露天汽车车位的自行车停放装置。

背景技术：

现代社会快速发展，城市的可用地面规划越来越趋于商业化，导致城市小区和公共场所自行车经常出现乱停乱放的现象，上下班时间和双休日尤为严重。在寸土寸金的城市用地方面，无法仅仅凭借扩大停车占地面积来解决停车问题，同时自行车的乱停乱放必然会导致一些交通安全事故，给来往行人的正常生活带来诸多不便；在人流和车流较大的繁华地段，管理者往往为了维持自行车的有序摆放而付出较大的管理成本，但这并不能从根本上解决问题。

目前，国内外针对这一问题提出一些解决方案。最常见的是双层立式自行车停车架和竖立自行车停车架。双层立式自行车停车架装有助力液压杆，上段存放架可以自由下拉，并且可以自动提升自行车。此种双层自行车停车架可以在有限的占地面积内停放更多的自行车，且更好地保证自行车的安全，使用者可以通过拉杆存取车辆，但在一定程度上仍旧存在占地较大，且需要借助人力实现拉取，为使用者带来不便的弊端。大型竖立自行车停车架是一种新型的综合利用城市立体空间的市政公共设施，目前仅在少部分城市投入了使用。方便存取，采用空中封闭存放自行车，减少了车辆乱停放对市容市貌的影响；采用自动式存放，操作简便，在一定程度上减少了人力；由于采用空中存车方式，减少了地面自行车占据人行道现象，在一定程度上减轻了道路拥堵。但竖立放置目前安全性较低，稳定性存在隐患。日本的eco-cycle自行车地下自动停车场，技术较先进，能在13秒内自动停取好一辆自行车，但存在造价高，技术水平要求高，推广难度大等问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于露天汽车车位的自行车停放装置。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种基于露天汽车车位的自行车停放装置，其特征在于该装置包括自行车架机构、车棚顶板机构、输送板机构和起降机构；

所述自行车架机构包括车架主体、档位锁、车架推板、车轮夹具和夹具托板；车架推板固定在车架主体上；所述夹具托板安装在车架主体竖直部分的滑道中；车轮夹具固定在夹具托板上；所述档位锁安装于车架主体竖直部分上方，档位锁与夹具托板配合，用于固定夹具托板的位置；

所述车棚顶板机构包括棚板、纵向丝杠、输送步进电机、输送磁性开关、光电开关、步进电机支架、起降电磁铁、起降丝杠轴承支座和车棚立柱；所述棚板通过车棚立柱放置于露天汽车车位的上方；车棚立柱一端与水平面接触，另一端支撑棚板；所述棚板开有一个纵向凹槽和若干个横向凹槽，横向凹槽与车架主体水平部分配合；所述输送步进电机安装在棚板远离起降机构的一侧上，其输出端安装有纵向丝杠，纵向丝杠位于纵向凹槽中；两个输送磁性开关分别位于纵向凹槽的两端处；所述光电开关位于每个横向凹槽与纵向凹槽交叉处，与输送板机构的输送板配合使用；步进电机支架安装在棚板靠近起降机构的一侧上；所述起降电磁铁安装在棚板边缘靠近起降机构的一侧上；起降丝杠轴承支座固定在步进电机支架上；

所述输送板机构包括输送板、输送电磁铁和气缸；所述输送板安装在纵向丝杠的螺母上；输送电磁铁固定在输送板的端部，与输送磁性开关配合；气缸安装在输送板上，气缸杆顶部安装有气缸杆推板，与车架推板配合；

所述起降机构包括起降丝杠、起降步进电机、起降板、起降磁性开关、起降自行车步进电机、起降自行车丝杠、托板、细铁柱、夹具托板、地面轴承支座和地面电磁铁；所述起降步进电机固定在步进电机支架上；起降丝杠通过轴承安装在起降丝杠轴承支座上，下端通过地面轴承支座和轴承安装于水平面上，上端与起降步进电机的输出端连接；起降板安装在起降丝杠上；所述起降板开有凹槽，起降板的凹槽和纵向凹槽能够相接合；所述起降磁性开关安装在起降板上，分别与起降电磁铁和地面电磁铁配合；所述起降自行车步进电机固定于起降板上，输出端朝上；所述起降自行车丝杠安装在起降自行车步进电机的输出端上；所述托板安装在起降自行车丝杠的螺母上；所述细铁柱竖直固定在起降板上，穿过托板的通孔与托板接触；夹具托板位于托板的上方，当托板向上运动时，能够与夹具托板配合，带动夹具托板一起运动。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1.本装置利用露天汽车车位的上方空间来停取自行车，没有占用额外的未被利用的地面且不会妨碍下方汽车的正常停放，在安全可靠的前提下最大化节约空间，最大限度的解决因为地面空间规划不足导致的自行车乱停乱放问题。

2.自行车架机构能够将自行车由两轮水平与地面接触逐渐变为自行车竖直固定状态，不需要耗费人力将自行车竖起。同时自行车竖直放置，更加节约空间，安全可靠，省力方便，提高停取车效率。

3.档位锁具有多个档位可以满足不同种尺寸自行车的停放要求，其同时起到自行车车锁作用，使本装置兼具安全防盗的特点，有效解决了安全性问题。

4.该装置外部还可以配备车棚罩，同时为自行车和汽车提供了遮雨避风的场所，一举多得。

5.本装置在现有的小区或其他公共场所的一些露天停车位上即可搭建，制作成本较低，且结构设计合理、新颖、独特、简单，使用方便，实现较大程度的自动化停车取车，对于城市空间进行了合理的利用分配，具有较高的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明一种实施例的整体结构轴测示意图；

图2是本发明一种实施例的整体结构主视示意图；

图3是本发明一种实施例的自行车架机构主视示意图；

图4是本发明一种实施例的自行车架机构右视示意图；

图5是本发明一种实施例的自行车架机构俯视示意图；

图6是本发明一种实施例的车轮夹具结构示意图；

图7是本发明一种实施例的车棚顶板机构俯视示意图；

图8是本发明一种实施例的起降机构右视示意图；

图9是本发明图8的局部放大示意图；

图10是本发明一种实施例的一侧自行车架机构和输送板配合的主视图；

图11是本发明一种实施例的另一侧自行车架机构和输送板配合的主视图；

图12是本发明一种实施例的气缸杆推板与车架推板配合俯视示意图；

图中：1-自行车架机构；2-车棚顶板机构；3-输送板机构；4-起降机构；

11-车架主体；12-档位锁；13-车架推板；14-车轮夹具；15-夹具托板；

20-棚板；21-纵向凹槽；22-横向凹槽；23-纵向丝杠；24-输送步进电机；25-输送磁性开关；26-光电开关；27-步进电机支架；28-起降电磁铁；29-起降丝杠轴承支座；210-棚板立柱；

31-输送板；32-输送电磁铁；33-气缸；331-气缸杆推板；

41-起降丝杠；42-起降步进电机；43-起降板；44-起降磁性开关；45-起降自行车步进电机；46-起降自行车丝杠；47-托板；48-细铁柱；49-夹具托板；410-地面轴承支座；411-地面电磁铁；

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种基于露天汽车车位的自行车停放装置(简称装置，参见图1-12)，其特征在于该装置包括自行车架机构1、车棚顶板机构2、输送板机构3和起降机构4；

所述自行车架机构1包括车架主体11、档位锁12、车架推板13、车轮夹具14和夹具托板15；每一个车架主体11均由竖直部分111和水平部分112组成；所述车架主体11的竖直部分111中部开有滑道，水平部分112为弧状凹槽结构，与自行车车轮形状配合；车架推板13固定在车架主体11上；所述夹具托板15安装在车架主体11竖直部分111的滑道中；车轮夹具14固定在夹具托板15上，用于固定自行车前轮；所述档位锁12安装于车架主体11竖直部分111上方一侧，档位锁12与夹具托板15配合，用于固定夹具托板15的位置，进而将自行车竖直固定在车架主体11上；

所述车棚顶板机构2包括棚板20、纵向丝杠23、输送步进电机24、输送磁性开关25、光电开关26、步进电机支架27、起降电磁铁28、起降丝杠轴承支座29和车棚立柱210；

所述棚板20通过车棚立柱210放置于露天汽车车位的上方；车棚立柱210竖直放置，一端与水平面接触，另一端支撑棚板20，高度用于停放汽车；所述棚板20开有一个纵向凹槽21和若干个横向凹槽22，纵向凹槽21用于放置纵向丝杠23，横向凹槽22用于放置车架主体11，与车架主体11水平部分112配合；所述输送步进电机24安装在棚板20远离起降机构4的一侧上，其输出端通过联轴器安装有纵向丝杠23，纵向丝杠23位于纵向凹槽21中；两个输送磁性开关25分别位于纵向凹槽21的两端处，通过感应输送电磁铁32实现输送磁性开关25的开闭，从而使得输送板31运动和停止；所述光电开关26位于每个横向凹槽22与纵向凹槽21交叉处，通过输送板31是否挡住光电开关26发出的红外光线来控制输送板31的运动；步进电机支架27通过角铁支架安装在棚板20靠近起降机构4的一侧上；所述起降电磁铁28安装在棚板20边缘靠近起降机构4的一侧上，用于与起降磁性开关44配合；起降丝杠轴承支座29固定在步进电机支架27上；

所述输送板机构3包括输送板31、输送电磁铁32和气缸33；所述输送板31安装在纵向丝杠23的螺母上；输送电磁铁32固定在输送板31的端部，与输送磁性开关25配合，当输送板31处在纵向凹槽21的最前端和最后端时，输送电磁铁32被输送磁性开关25感应，控制输送步进电机24进行相应操作；气缸33安装在输送板31上，气缸杆顶部安装有气缸杆推板331，与车架推板13配合；

所述起降机构4包括起降丝杠41、起降步进电机42、起降板43、起降磁性开关44、起降自行车步进电机45、起降自行车丝杠46、托板47、细铁柱48、夹具托板49、地面轴承支座410和地面电磁铁411；

所述起降步进电机42固定在步进电机支架27上；起降丝杠41通过轴承安装在起降丝杠轴承支座29上，使得起降丝杠41维持保持竖直状态，下端通过地面轴承支座410和轴承安装于水平面上，上端通过联轴器与起降步进电机42的输出端连接；起降板43安装在起降丝杠41上；所述起降板43开有凹槽，当起降板43位于最高位置时，起降板43的凹槽和纵向凹槽21在同一水平面上并能够相接合；所述起降磁性开关44安装在起降板43上，位于靠近车棚顶板机构2的一侧，分别与起降电磁铁28和地面电磁铁411配合，当起降板43位于最高位置时，起降磁性开关44能够感应到起降电磁铁28，当起降板43位于最低位置时，起降磁性开关44能够感应到地面电磁铁411，控制起降步进电机42来控制起降板43的运动；所述起降自行车步进电机45固定于起降板43上，输出端朝上；所述起降自行车丝杠46通过联轴器安装在起降自行车步进电机45的输出端上；所述托板47安装在起降自行车丝杠46的螺母上；所述细铁柱48竖直固定在起降板43上，穿过托板47的通孔与托板47接触，限制托板47只能进行竖直运动；夹具托板15位于托板47的上方，当托板47向上运动时，能够与夹具托板15配合，带动夹具托板15一起向上运动。

优选地，纵向凹槽21位于棚板20的中部，若干个横向凹槽22相互平行交错的分布于纵向凹槽21两侧，两侧之间相互间隔布置，两侧的横向凹槽22高度不同，且均与纵向凹槽21垂直相交；两个气缸33上下叠放于输送板31上，气缸杆输出方向相反，分别对应两侧的横向凹槽22；

优选地，横向凹槽22的数量和车架主体11的数量相同；

优选地，档位锁12具有若干个(本实施例为3个)纵向排列的锁舌，每一个锁舌为一个档位，调节不同档位停放不同尺寸的自行车；档位锁12同时具有车锁功能，车主在停取车的时候需要将钥匙插入档位锁中，档位锁的锁舌才可以伸出或回缩，才可以在停车时让自行车竖直固定在车架主体11上，在取车时自行车解除在车架主体11上的竖直状态；

优选地，所述输送步进电机24和起降步进电机42的型号为57gybh7801；起降自行车步进电机45的型号为j-5718hb2401；输送磁性开关25和起降磁性开关44的型号为d-a93；光电开关26的型号为e3f-ds30c4；

优选地，所述起降电磁铁28、输送电磁铁32和地面电磁铁411均为吸盘式磁性铁。

优选地，所述横向凹槽22、纵向凹槽21和起降板43的凹槽均为倒t形槽，且纵向凹槽21的截面形状和起降板43凹槽的截面形状相同，车架主体11水平部分112的底端也为倒t形结构。

优选地，该装置还包括控制面板；控制面板上有启动按钮、位置按钮和停取车按钮；每一个横向凹槽22对应一个位置按钮，使用者停自行车时可通过控制面板上的位置按钮随意选择任意一个横向凹槽22停放自行车；使用者取自行车时可通过控制面板上自己自行车所在的横向凹槽22的位置所对应的位置按钮来取下自己的自行车。

优选地，该装置还包括外部控制系统；外部控制系统(本实施例为单片机)分别与控制面板、输送步进电机24、输送磁性开关25、光电开关26、气缸33、起降步进电机42、起降磁性开关44和起降自行车步进电机45连接，使用者通过控制面板和外部控制系统即可让整个自行车停放装置工作。单片机型号为stc89c52。

优选地，该装置还包括车棚罩；车棚罩放置于整个装置的外部，用于保护自行车停放装置、汽车和人员；

本发明基于露天汽车车位的自行车停放装置的工作原理和工作流程是：

在非工作状态时，自行车架机构1位于横向凹槽22中，输送板31位于纵向凹槽21靠近输送步进电机24的一侧，气缸33的气缸杆处于回缩状态，起降板43和棚板20处于同一高度，有利于快速停取自行车，同时不会妨碍装置下方的人员和汽车等。

当需要停车时，使用者在控制面板上按下启动按钮和相应的位置按钮。

步骤1、将自行车架机构1从横向凹槽22中移动到起降板43中，再移动到起降板43的最低位置：输送步进电机24带动纵向丝杠23上的输送板31在纵向凹槽21中运动，输送板31运动到使用者选择的相应位置的横向凹槽22时，此处的光电开关26感应到输送板31达到指定位置，输送步进电机24停止转动。气缸33的气缸杆伸出，气缸杆推板331与车架推板13接触配合后，气缸杆回缩，将自行车架机构1从横向凹槽22带出，进入纵向凹槽21中。输送步进电机24继续带动输送板31运动，位于输送板31上的输送电磁铁32到达输送磁性开关25处，控制输送磁性开关25关闭，输送步进电机24停止运转，此时自行车架机构1已经从纵向凹槽21移动到起降板43的凹槽中，起降步进电机42开始工作，起降板43沿起降丝杠41运动到最低位置时，起降磁性开关44感应到地面电磁铁411，起降步进电机42停止运转。自行车架机构1到达最接近地面的位置。

步骤2、使用者将自行车停放至自行车架机构1中：使用者将自行车前轮推至车架主体11中，并使车轮夹具14夹住前轮。起降自行车步进电机45带动托板47竖直向上运动，托板47运动至能够与夹具托板15作用的位置，带动夹具托板15和车轮夹具14竖直运动，使自行车前轮向上运动，自行车由两轮水平与地面接触逐渐变为自行车竖直固定在自行车架机构1中，当自行车达到竖直状态后，起降自行车步进电机45停止转动，手动控制使得档位锁12伸出相应的锁舌，与夹具托板15接触，同时锁住自行车前轮起到车锁的作用，此时起降自行车步进电机45反转，托板47下降，由于锁舌拖住了夹具托板15，故夹具托板15不会一起下降，自行车被固定自行车架机构1上。

步骤3、将悬挂有自行车的自行车架机构1从起降板43的最低位置移动到最高位置，自行车架机构1从起降板43移动到横向凹槽22中：起降步进电机42带动起降板43向上运动，运动到最高位置时，起降磁性开关44感应到起降电磁铁28，起降步进电机42停止运转，此时起降板43和棚板20处于同一高度，起降板43的凹槽和纵向凹槽21在同一水平面上并能够相接合，输送步进电机24运转，带动输送板机构3运动，位于输送板31上的输送电磁铁32到达输送磁性开关25处，控制输送磁性开关25关闭，输送步进电机24停止运转，气缸杆推板331与车架推板13接触配合后，输送步进电机24开始反向工作，拉动自行车架机构1从起降板43的凹槽进入纵向凹槽21中。输送板机构3继续运动，相应位置的光电开关26感应到输送板31达到后，输送步进电机24停止转动，气缸33的气缸杆伸出，将自行车架机构1推入位置按钮对应的横向凹槽22中，气缸杆回缩，输送步进电机24开始继续推动输送板31运动，到达初始位置，完成停车过程。

当需要取车时，使用者在控制面板上按下启动按钮和相应的位置按钮。将悬挂有自行车的自行车架机构1从横向凹槽22中移动到起降板43中，再移动到起降板43的最低位置。使用者从自行车架机构1中取出车辆，此过程档位锁12解锁。再将空的自行车架机构1从起降板43的最低位置移动到最高位置，自行车架机构1从起降板43移动到横向凹槽22中，完成取车过程。

本发明未述及之处适用于现有技术。