一种自行车辅助停放装置的研究

2018-07-23 04:06赵泽彬陈锦洪陈晓聪郭荣传曾宸
世界家苑 2018年6期
关键词:圆弧前轮后轮

赵泽彬 陈锦洪 陈晓聪 郭荣传 曾宸

课题背景

自行车作为一种既节能又环保的交通工具,价格适中,维修方便。随着环保健康的理念逐渐深入人心,城市自行车数量剧增,加上共享单车的投入,导致大中城市自行车车位供应不足,出现自行车停放乱象,影响城市形象和发展等。

因此,自行车停放装置的设计及制造的发展前景极为乐观。本课题组拟研究设计制造出一新颖的、高效的、空间利用率大的自行车停放装置,以缓解当今城市交通及居民区等公共区域的停车难问题。

课题研究内容与方法

调研发现由于自行车没有足够的停放空间导致出现各种乱放现象,即使现在有出现几种自行车停放装置,但由于其操作繁琐、费力、空间利用率不高等原因,无法推广此类装置。本项目是对城市公共场所或小区自行车停放难的研究并制造出便捷高效的创新实践装置。

装置结构与原理

本装置同时采用卧式和立式两种自行车停放方式。下层安装两条导轨,在下层两条导轨之间安装两条立式圆弧交叉轨道,使得在原本停放两辆自行车的空间多停了两辆立式停放的自行车,达到节省空间的作用;同时,在立式轨道上安装弹簧,利用弹簧伸长、压缩变形产生的机械储能起到辅助停车,节省人力的目的。

下层采取卧式停放方式。通过调研,装置下层的两条平行导轨确定两车距离,采用对立入库、出库的方式,充分利用下层原本的停车空间。

上层采取立式交叉的停放方式。利用两个圆弧交叉导轨,在自行车上升下降的过程中起到缓冲的作用。相对直线导轨,其可减少自行车后架外伸的量,亦可达到节省空间。

圆弧导轨装置有定滑轮、大弹簧、前轮固定架、后轮定位槽、固定架定位凸台。

定滑轮:安装在圆弧轨道最上端,改变尼龙绳上力的方向。

弹簧:上端固定在圆弧轨道,下端连接尼龙绳;尼龙绳另一端通过定滑轮连接在前轮定位架。

前轮固定架:由两个凸台和小弹簧组成。当固定架处于非工作状体时,小弹簧处于原长状态;当固定架处于工作状体时,即当自行车前轮进入两凸台之间,小弹簧处于压缩状态。小弹簧产生垂直于轮胎表面的弹力,达到锁紧自行车轮胎的作用。

后轮定位槽:当前轮定位架将自行车沿着轨道上升时,后轮随即上升,经过后轮定位槽。后轮定位,装置停止上升。

固定架定位凸台:由倒圆凸台和小弹簧组成,弹簧固定在凸台下面,安装在圆弧导轨下端。非工作状态时,弹簧处于原长状态。取车时,前轮固定架沿着圆弧导轨下降,经过固定架凸台,倒圆凸台内弹簧受力压缩,前轮固定架继续下移;当前轮固定架完全经过凸台,凸台弹簧瞬间恢复原长,前轮固定架固定在固定架凸台上。倒圆凸台的结构设计有利于前轮固定架和定位架凸台顺利配合,固定定位。停车时,前轮进入前轮固定架固定,与此同时,前轮触碰圆弧凸台,凸台弹簧压缩,前轮固定架顺利经过固定架凸台,沿着圆弧轨道上升,弹簧恢复原长。

装置的运动过程

分为非工作状态、停车、取车过程三个部分来体现。

一、非工作状态时,大弹簧一端固定在圆弧轨道,另一端连接尼龙绳,尼龙绳另一端通过定滑轮连接在前轮固定架上,而前轮固定架固定在固定架凸轮上,此时弹簧处于压缩状态。

二、停车状态时,前轮触碰固定架上的凸台,凸台小弹簧压缩,前轮顺利固定住,沿着圆弧轨道上升,直到自行车后轮进入后轮固定槽,过程由于前轮固定架上移,大弹簧由压缩恢复为原长状态,通过定滑轮的作用,给前轮固定架一个沿着圆弧轨道向上的力,减少了人力的输入,达到省力的作用。

三、取车状态时,将自行车后轮从后轮定位槽拉下,由于自行车重力作用,自行车与前轮固定架会自然沿着圆弧轨道下滑。装置采用圆弧轨道设计,能减小自行车下滑速度;再者,前轮固定架下滑,弹簧从原长变为压缩状态,通过定滑轮,能給前轮固定架一个向上的弹力,也能减少自行车下滑速度,达到安全的目的。当自行车后轮经过固定架凸台时,倒圆凸台内弹簧受力压缩,前轮固定架继续下移;当前轮固定架完全经过凸台,凸台弹簧瞬间恢复原长,前轮固定架固定在固定架凸台上。将自行车取出。

研究结果

我们的研究动机是利用所学的知识,加上社会实际需要,进行完美的结合,解决所面临的问题。显然,我们研究的产品在解决停车难及充分利用空间上取得不错的成效,加之简单的机构组合,造价低廉,操作方便,可以停放各式车辆,体现出我们产品在解决停车难问题上独有的优势。

创新点及课研究方向

我们这个辅助停车装置,创新点体现在以下几方面:

一,圆弧导轨设计。使停车、取车过程更加平稳,提高安全性。圆弧导轨设计,使得车辆在停车导轨上更能减少突出所占据的空间,对比直线导轨可知。

二,前轮固定架。一个机构同时实现了两个功能:固定和牵引;充分体现机构的精简和实惠。使得车能稳定得进行导轨上行运动,也能进行稳定取车运动。

三,后轮定位槽。在保证下方停车够用空间的同时,充分利用圆弧形槽设计,一方面使得上方车辆后轮定位固定;另一方面减少整个机构的空隙空间,使得整个装置更加紧凑。

四,固定架定位凸台。灵活地运用按钮的形式,配合前轮固定架,在未放置车辆时,使前轮固定架停滞在导轨下方,便于前轮固定架在停车时锁住前轮。上车时靠前轮固定架下方刚性挤压凸台,使前轮固定架脱离固定,完成停车过程。

结束语

整个方案讨论,方案设计等过程都经历很长的时间,期间我们组员合理分配各项任务,虽然因为课程耽误了不少时间,但是我们还是充分利用时间完成此次设计。收获很多,感悟很多,经历了此次课题设计,我们对自己本专业方向的认识颇为深刻,明白了如何设计一个产品,如何解决一个难题等。

作者简介

赵泽彬(1996-)男,广东省汕头人,汉族 学历:在读本科,专业方向:机械设计制造及其自动化。

(作者单位:韶关学院物理与机电工程学院机电系)

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