实用型自行车停车位装置设计

摘 要：现在城市提倡低碳出行，迫使自行车的数量急剧增加，针对城市各道路自行车停靠杂乱无章且占用较大的空间问题，设计了一新型自行车停靠装置，大大解决了以上问题。

关键词：自行车；停车装置；机械结构；电控；SOlidWorks

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.134

1 引言

本文设计的实用型自行车停车装置旨在解决占地问题，停取问题以及长久使用问题等。综合了当今出现的状况和其他停车装置所不能解决的问题，从而设计出能解决以上问题的这种实用型装置，并用SolidWorks绘制出其模型，本文将从机械和电控两方面，系统的介绍其功能和实现方法。

2 实用型停车装置机械结构

如图所示：此新型自行车停靠装置，其机械结构由下到上为：下层旋转电机、下层载车架、滑轨及滑动、绕线控制系统及最顶层的尼龙遮雨棚等结构构成。

3 实用型停车装置电子模块设计

近年来以嵌入式系统为核心的控制系统得到大力推广与发展，尤其是在工业中因其低价、稳定，接口类型丰富等特点得到广泛应用。控制系统用于控制上述3×5模块载车板的合理移动，以便于规划出一条通道方便车辆进出车库。

3.1 系统硬件设计

本装置控制系统选用由stm32f103作为主控芯片，由主控模块、电机驱动模块、人机交互模块、电磁铁模块、显示模块及传感器模块组成，用于控制3组电机和15组电磁铁的动作，除此以外，每个载车板模块中还配备了光电传感器，用于检测车位停车状态[3]。

（1）主控模块。平面横移式模块化自动停车系统采用stm32f103zet6作为主控芯片，该芯片共有144个引脚，112个双向I/O接口，完全满足该装置控制需求。主控模块主要控制3组电机带动齿条正反向移动载车板。电磁铁的吸合由继电器驱动，主控芯片通过人机交互模块中的按键控制电磁铁动作。主控模块能够记忆车辆存取指令，对任一车位停车情况均在主控模块中配置相应寄存器以便车位停车情况，车位停入车该模块flag置1，取车后置0。

（2）人机交互模块和显示模块。人机交互模块为控制按键和数字字母面板，控制按键包括启动、停止、重启、急停和存车、取车确认按键，数字字母面板用于选择停车位。重启按键用于系统复位操作，按下后恢复到最初无任何停车的初始状态下；急停按键按下后切断电源对控制系统的供电；存取车确认按键用于在数字字母面板选定车位后装置实施相应存取车动作，如该车位无法停车或无车可取则系统发出警告。

显示模块使用液晶屏显示每个车位的使用情况，以及对错误操作进行警告。

（3）传感器模块。该装置中使用红外光电传感器配置于每个车位端部，用于检测载车板中车辆的长度、是否停车到位，以及载车板的回位情况。若检测到车辆长度过长、停车歪斜，或载车板没有正确回位等异常情况，系统则立即发出警报并停止当且动作，等待人工排除故障。

3.2 系统软件设计

停车时，程序首先要求车主选择一个目标车位，此时系统会自动判断是存车或取车。若检测不到正确输入系统则发出报警信号，并等待车主重新输入。若已完成目标车位的选择，系统判断对应动作后，控制器将在控制程序中启动对应的控制程序块，对进入或驶出目标车库的运动方向上的模块进行移动调整，即控制电机输出动力与车位间的连接，对相关车位进行横向移动，保证进入或驶出目标车位的过道畅通。

4 实用型自行车停靠装置工作原理

整个自行车停靠系统主要包含上下两层旋转装置和升降装置构成，和其他辅助装置，当需要停车时，按下矩阵键盘停车按钮，该系统会识别出如果上层有无空停车位，如果上层有空车位，该系统会发出指令控制上层旋转电机2旋转指定角度，到达该指定位置，后升降电机1工作，通过绕线控制模块，给控制模块发布指令，绕线控制模块中所对应的电磁离合器会得电闭合，控制其指定的滑动架下落，当滑动架下落完成后，传感器或编程中控制模块识别出后，控制指示灯或者蜂鸣器，提醒人可以停靠，后从而可以把自行车停在上面，通过滑动架的机械结构实现三点固定，自行车三点都已固定住后，固定完成后且红外识别人已离开划定范围内时，电机1工作使其升至第二层。如第二层已满直接停靠在第一層。原理类似，系统识别出空停车位后，发出指令控制下层旋转电机3工作，后停车。同时此系统还包含了一些开发功能，例如加装光敏传感器天黑时，自动亮灯，红外传感器，防止电机旋转式带动车架旋转，从而误伤别人，等功能。

5 结论及前景展望

该实用型自行车停靠系统，主要设计了机械结构和电路部分；详细介绍了此双层旋转式自行车停靠系统的各个结构，此实用型自行车停靠装置，既解决了占地问题，又解决了自行车停靠杂乱无章的现象，同时也避免了自行车的日晒雨淋的现状和自行车停取车困难的问题。此自行车停靠装置具有较大的开发和改造空间，根据特定的需要可以加装新的功能。就目前来看，此立式停取车的实现，可较大程度解决城市中关于自行车较多而引起的众多问题，其简单安全创新。

参考文献：

[1]钱俊磊.立体式自行车停车棚：201310675139[P].2014-3-19.

[2]张礼华，张泉东，唐小东.环境市地下立体车库钢结构有限元分析及优化设计[J].机械与电子，2018（12）：19-27.

[3]韩进，贾富拓.STM32F107的停车引导系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2015，15（04）：57-59.

作者简介：方国春（1996-），男，安徽安庆人，本科在读，研究方向：测控技术与仪器。