固定站點式公共自行車立體車庫設計

陳永輝 趙世英 李江浩 程誠 王逸騰

【摘 要】為了解決城市交通如何將公共自行車停放在安全有序的小空間這個問題，研發了一款公共自行車三層立體車庫。使用SolidWorks對其進行整體三維設計并裝配。本固定站點式立體車庫能根據人們需求在車庫中靈活調動自行車，滿足人們隨時取車、隨時停車。并且密度高，布局靈活，大大的提高了空間利用率。

【關鍵詞】自行車庫；立體車庫；SolidWorks

中圖分類號： U491.225 文獻標識碼： A 文章編號： 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

隨著經濟的發展，汽車的需求量越來越高。在一些一線二線城市，往往一到早晚出行高峰時，出行便成了一個難題。經常出現一公里的路程擁堵半個小時甚至一個小時的情況，公共自行車作為一種綠色代步工具越來越被廣大居民的青睞。公共自行車具有輕便，靈活，環保，且使用時間段不受限制等特點，已成為居民短途出行的首選。但是，隨著公共自行車的投放量越來越多，自行車的停放問題就變成了一個難題。以北京為例，在市面上的共享單車的停放隨意性很大，許多人大多數是騎到哪就停哪，一些固定的投放站點也是露天停放，沒有車庫，沒有車樁。而公共自行車的停放倒是固定有序，但也有不小的弊端。就大興區的公共自行車站點而言，首先存在站點少，需要在騎行目的地尋找站點停放的問題。其次分布不均，有出現某個站點因用車需求太大而出現無車可借的情況。

1 固定站點式公共自行車立體車庫的工作參數和總體結構設計

本設計的三層自行車立體車庫與傳統的公共自行車相比較，由于是三層的立體結構，所以占地面積小，結構緊湊。能擴大在一個自行車停放站點的自行車庫存量，有效緩解自行車使用高峰期時站點的壓力。適合在人流量較大的區域，如學校小區或者地鐵站口使用。同時該設計能防止車輛之間的碰撞，防風防雨，以減少外界因素對公共自行車的侵蝕。并且還能防止自行車被破壞和丟失的現象。模塊化的處理使自行車立體車庫的投放更加靈活，每個自行車立體車庫為一個模塊，若干個模塊進行組合，形成公共自行車存放站點，可以根據不同地點的自行車使用情況進行組合，合理利用資源。本立體自行車庫設計為通過手機app實現存車和取車的過程，具體實現為當用戶需要取車時，打開手機APP中的二維碼，該立體自行車庫掃描手機上的二維碼，用戶即可取走自行車。當用戶還車的時候，同樣需要再次掃描手機app中的二維碼才能將自行車歸還。在這個存車與取車的過程，整個立體車庫系統會記錄下用戶取車和還車的時間與地點。建立數據庫，并對這一串數據進行分析，可以更加完善供應鏈。將為廣大民眾提供自行車的服務完善的更加合理與人性化。達到資源的合理分配，真正做到物盡其用。同時用戶還可以通過自己手機上的APP向系統反饋自行車的使用狀況，如自行車有沒有損壞，或者自行車庫的自行車數量，沒法滿足出行需求。而我們則可以收集這些實時數據及時進行調整。

在總體結構設計階段，通過對北京市不同地區公共自行車使用情況的調研，以及從網上檢索資料，參考與日本荷蘭等國家的立體車庫。先確定所需要的運動，再選取為實現該運動所需要的機構，進行對比，確定出最優解[1]。再確定出合適的傳動系統，然后用SolidWorks進行零件設計，接著進行整機裝配和修改，確定該立體車庫最終的三維模型。

圖1為該自行車立體車庫存取示意圖，車庫有三層，底層高度預留出比人略高，方便行人進行存取自行車。立體車庫的每個單元都有一個自行車車庫的出入口，底層的停車位固定在其位置上，而第二層和第三層是由升降結構和水平移動結構組成的。

2 自行車立體車庫的詳細設計方案

如圖2所示，該立體車庫主要有工形停車板、自行車車架、滑軌、皮帶裝置、鏈輪鏈條裝置和輔助擋板。其中停車板的設計主要用以承受自行車架的重量并完成升降過程和橫向輔助移動。升降機構是由鏈輪以及鏈條帶動停車板進行上下升降。自行車架的橫移由皮帶傳動完成，由于車架在皮帶上會由于重力下沉，所以設計有能在軌道中移動的腳輪以減小摩擦[2]。

當用戶發出取車指令后，通過傳感器反饋信號，系統將自動在高層車架中選取合適的有車車架，通過四個同步電機帶動鏈輪鏈條傳動，使停車板豎直移動到指定位置[3]。自行車車架下方四個腳輪可在軌道中水平移動。此時帶輪開始轉動，通過皮帶的摩擦力給車架水平移動的動力，當車架水平定向移動至皮帶邊側被傳感器檢測到之后，停車板上的扇形限位擋板順時針旋轉90度，將自行車架推至停車板上。停車板上有限位裝置使其固定在停車板上。通過重力傳感器得知自行車停穩后，通過鏈輪鏈條傳動，使停車板下降至水平地面，用戶即可將自行車取走。

3 結束語

傳統的自行車停車空間，要么為簡易的自行車架，要么是單層的自行車庫，空間利用率極低。自行車的停放也比較隨意沒有規范性，影響城市環境。如果普及本項目的自行車立體車庫，充分利用立體空間，能解決自行車無處停放的問題，同時該立體車庫的自行車存放環境較為封閉，能有效減少自然環境對自行車的侵蝕。不僅美化城市，還能提高廣大民眾的出行體驗。讓人們做到享受出行的樂趣。

【參考文獻】

[1]付翠玉，關景泰.立體車庫發展的現狀與挑戰[J].機械工業出版社，2005，2（1）：67-103.

[2]成大先.機械設計手冊-單行本-機械傳動（第6版）[M].北京：化學工業出版社，2017.

[3]張發軍，杜軒.機電一體化技術[M].北京：中國水利水電出版社，2018.