固定站点式公共自行车立体车库设计

陈永辉 赵世英 李江浩 程诚 王逸腾

【摘 要】为了解决城市交通如何将公共自行车停放在安全有序的小空间这个问题，研发了一款公共自行车三层立体车库。使用SolidWorks对其进行整体三维设计并装配。本固定站点式立体车库能根据人们需求在车库中灵活调动自行车，满足人们随时取车、随时停车。并且密度高，布局灵活，大大的提高了空间利用率。

【关键词】自行车库；立体车库；SolidWorks

中图分类号： U491.225 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）33-0050-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.33.021

【Abstract】In order to to store bicycles in a safe and orderly small space，the three-layer stereoscopic bicycle garage is designed by SolidWorks software. This kind of stereo garage can move bicycle flexibly in the garage according to peoples demand， satisfy people to pick up the car at any time and stop at any time. Improve the utilization rate of space while play the role of beautifying the city. It has the advantages of high density， flexible layout， low cost， convenient use and good social benefit.

【Key words】Bicycle garage； Stereo garage； SolidWorks

隨着经济的发展，汽车的需求量越来越高。在一些一线二线城市，往往一到早晚出行高峰时，出行便成了一个难题。经常出现一公里的路程拥堵半个小时甚至一个小时的情况，公共自行车作为一种绿色代步工具越来越被广大居民的青睐。公共自行车具有轻便，灵活，环保，且使用时间段不受限制等特点，已成为居民短途出行的首选。但是，随着公共自行车的投放量越来越多，自行车的停放问题就变成了一个难题。以北京为例，在市面上的共享单车的停放随意性很大，许多人大多数是骑到哪就停哪，一些固定的投放站点也是露天停放，没有车库，没有车桩。而公共自行车的停放倒是固定有序，但也有不小的弊端。就大兴区的公共自行车站点而言，首先存在站点少，需要在骑行目的地寻找站点停放的问题。其次分布不均，有出现某个站点因用车需求太大而出现无车可借的情况。

1 固定站点式公共自行车立体车库的工作参数和总体结构设计

本设计的三层自行车立体车库与传统的公共自行车相比较，由于是三层的立体结构，所以占地面积小，结构紧凑。能扩大在一个自行车停放站点的自行车库存量，有效缓解自行车使用高峰期时站点的压力。适合在人流量较大的区域，如学校小区或者地铁站口使用。同时该设计能防止车辆之间的碰撞，防风防雨，以减少外界因素对公共自行车的侵蚀。并且还能防止自行车被破坏和丢失的现象。模块化的处理使自行车立体车库的投放更加灵活，每个自行车立体车库为一个模块，若干个模块进行组合，形成公共自行车存放站点，可以根据不同地点的自行车使用情况进行组合，合理利用资源。本立体自行车库设计为通过手机app实现存车和取车的过程，具体实现为当用户需要取车时，打开手机APP中的二维码，该立体自行车库扫描手机上的二维码，用户即可取走自行车。当用户还车的时候，同样需要再次扫描手机app中的二维码才能将自行车归还。在这个存车与取车的过程，整个立体车库系统会记录下用户取车和还车的时间与地点。建立数据库，并对这一串数据进行分析，可以更加完善供应链。将为广大民众提供自行车的服务完善的更加合理与人性化。达到资源的合理分配，真正做到物尽其用。同时用户还可以通过自己手机上的APP向系统反馈自行车的使用状况，如自行车有没有损坏，或者自行车库的自行车数量，没法满足出行需求。而我们则可以收集这些实时数据及时进行调整。

在总体结构设计阶段，通过对北京市不同地区公共自行车使用情况的调研，以及从网上检索资料，参考与日本荷兰等国家的立体车库。先确定所需要的运动，再选取为实现该运动所需要的机构，进行对比，确定出最优解[1]。再确定出合适的传动系统，然后用SolidWorks进行零件设计，接着进行整机装配和修改，确定该立体车库最终的三维模型。

图1为该自行车立体车库存取示意图，车库有三层，底层高度预留出比人略高，方便行人进行存取自行车。立体车库的每个单元都有一个自行车车库的出入口，底层的停车位固定在其位置上，而第二层和第三层是由升降结构和水平移动结构组成的。

2 自行车立体车库的详细设计方案

如图2所示，该立体车库主要有工形停车板、自行车车架、滑轨、皮带装置、链轮链条装置和辅助挡板。其中停车板的设计主要用以承受自行车架的重量并完成升降过程和横向辅助移动。升降机构是由链轮以及链条带动停车板进行上下升降。自行车架的横移由皮带传动完成，由于车架在皮带上会由于重力下沉，所以设计有能在轨道中移动的脚轮以减小摩擦[2]。

当用户发出取车指令后，通过传感器反馈信号，系统将自动在高层车架中选取合适的有车车架，通过四个同步电机带动链轮链条传动，使停车板竖直移动到指定位置[3]。自行车车架下方四个脚轮可在轨道中水平移动。此时带轮开始转动，通过皮带的摩擦力给车架水平移动的动力，当车架水平定向移动至皮带边侧被传感器检测到之后，停车板上的扇形限位挡板顺时针旋转90度，将自行车架推至停车板上。停车板上有限位装置使其固定在停车板上。通过重力传感器得知自行车停稳后，通过链轮链条传动，使停车板下降至水平地面，用户即可将自行车取走。

3 结束语

传统的自行车停车空间，要么为简易的自行车架，要么是单层的自行车库，空间利用率极低。自行车的停放也比较随意没有规范性，影响城市环境。如果普及本项目的自行车立体车库，充分利用立体空间，能解决自行车无处停放的问题，同时该立体车库的自行车存放环境较为封闭，能有效减少自然环境对自行车的侵蚀。不仅美化城市，还能提高广大民众的出行体验。让人们做到享受出行的乐趣。

【参考文献】

[1]付翠玉，关景泰.立体车库发展的现状与挑战[J].机械工业出版社，2005，2（1）：67-103.

[2]成大先.机械设计手册-单行本-机械传动（第6版）[M].北京：化学工业出版社，2017.

[3]张发军，杜轩.机电一体化技术[M].北京：中国水利水电出版社，2018.