實用型自行車停車位裝置設計

摘 要：現(xiàn)在城市提倡低碳出行，迫使自行車的數(shù)量急劇增加，針對城市各道路自行車停靠雜亂無章且占用較大的空間問題，設計了一新型自行車停靠裝置，大大解決了以上問題。

關鍵詞：自行車；停車裝置；機械結(jié)構(gòu)；電控；SOlidWorks

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

1 引言

本文設計的實用型自行車停車裝置旨在解決占地問題，停取問題以及長久使用問題等。綜合了當今出現(xiàn)的狀況和其他停車裝置所不能解決的問題，從而設計出能解決以上問題的這種實用型裝置，并用SolidWorks繪制出其模型，本文將從機械和電控兩方面，系統(tǒng)的介紹其功能和實現(xiàn)方法。

2 實用型停車裝置機械結(jié)構(gòu)

如圖所示：此新型自行車停靠裝置，其機械結(jié)構(gòu)由下到上為：下層旋轉(zhuǎn)電機、下層載車架、滑軌及滑動、繞線控制系統(tǒng)及最頂層的尼龍遮雨棚等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

3 實用型停車裝置電子模塊設計

近年來以嵌入式系統(tǒng)為核心的控制系統(tǒng)得到大力推廣與發(fā)展，尤其是在工業(yè)中因其低價、穩(wěn)定，接口類型豐富等特點得到廣泛應用。控制系統(tǒng)用于控制上述3×5模塊載車板的合理移動，以便于規(guī)劃出一條通道方便車輛進出車庫。

3.1 系統(tǒng)硬件設計

本裝置控制系統(tǒng)選用由stm32f103作為主控芯片，由主控模塊、電機驅(qū)動模塊、人機交互模塊、電磁鐵模塊、顯示模塊及傳感器模塊組成，用于控制3組電機和15組電磁鐵的動作，除此以外，每個載車板模塊中還配備了光電傳感器，用于檢測車位停車狀態(tài)[3]。

（1）主控模塊。平面橫移式模塊化自動停車系統(tǒng)采用stm32f103zet6作為主控芯片，該芯片共有144個引腳，112個雙向I/O接口，完全滿足該裝置控制需求。主控模塊主要控制3組電機帶動齒條正反向移動載車板。電磁鐵的吸合由繼電器驅(qū)動，主控芯片通過人機交互模塊中的按鍵控制電磁鐵動作。主控模塊能夠記憶車輛存取指令，對任一車位停車情況均在主控模塊中配置相應寄存器以便車位停車情況，車位停入車該模塊flag置1，取車后置0。

（2）人機交互模塊和顯示模塊。人機交互模塊為控制按鍵和數(shù)字字母面板，控制按鍵包括啟動、停止、重啟、急停和存車、取車確認按鍵，數(shù)字字母面板用于選擇停車位。重啟按鍵用于系統(tǒng)復位操作，按下后恢復到最初無任何停車的初始狀態(tài)下；急停按鍵按下后切斷電源對控制系統(tǒng)的供電；存取車確認按鍵用于在數(shù)字字母面板選定車位后裝置實施相應存取車動作，如該車位無法停車或無車可取則系統(tǒng)發(fā)出警告。

顯示模塊使用液晶屏顯示每個車位的使用情況，以及對錯誤操作進行警告。

（3）傳感器模塊。該裝置中使用紅外光電傳感器配置于每個車位端部，用于檢測載車板中車輛的長度、是否停車到位，以及載車板的回位情況。若檢測到車輛長度過長、停車歪斜，或載車板沒有正確回位等異常情況，系統(tǒng)則立即發(fā)出警報并停止當且動作，等待人工排除故障。

3.2 系統(tǒng)軟件設計

停車時，程序首先要求車主選擇一個目標車位，此時系統(tǒng)會自動判斷是存車或取車。若檢測不到正確輸入系統(tǒng)則發(fā)出報警信號，并等待車主重新輸入。若已完成目標車位的選擇，系統(tǒng)判斷對應動作后，控制器將在控制程序中啟動對應的控制程序塊，對進入或駛出目標車庫的運動方向上的模塊進行移動調(diào)整，即控制電機輸出動力與車位間的連接，對相關車位進行橫向移動，保證進入或駛出目標車位的過道暢通。

4 實用型自行車停靠裝置工作原理

整個自行車停靠系統(tǒng)主要包含上下兩層旋轉(zhuǎn)裝置和升降裝置構(gòu)成，和其他輔助裝置，當需要停車時，按下矩陣鍵盤停車按鈕，該系統(tǒng)會識別出如果上層有無空停車位，如果上層有空車位，該系統(tǒng)會發(fā)出指令控制上層旋轉(zhuǎn)電機2旋轉(zhuǎn)指定角度，到達該指定位置，后升降電機1工作，通過繞線控制模塊，給控制模塊發(fā)布指令，繞線控制模塊中所對應的電磁離合器會得電閉合，控制其指定的滑動架下落，當滑動架下落完成后，傳感器或編程中控制模塊識別出后，控制指示燈或者蜂鳴器，提醒人可以停靠，后從而可以把自行車停在上面，通過滑動架的機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三點固定，自行車三點都已固定住后，固定完成后且紅外識別人已離開劃定范圍內(nèi)時，電機1工作使其升至第二層。如第二層已滿直接停靠在第一層。原理類似，系統(tǒng)識別出空停車位后，發(fā)出指令控制下層旋轉(zhuǎn)電機3工作，后停車。同時此系統(tǒng)還包含了一些開發(fā)功能，例如加裝光敏傳感器天黑時，自動亮燈，紅外傳感器，防止電機旋轉(zhuǎn)式帶動車架旋轉(zhuǎn)，從而誤傷別人，等功能。

5 結(jié)論及前景展望

該實用型自行車停靠系統(tǒng)，主要設計了機械結(jié)構(gòu)和電路部分；詳細介紹了此雙層旋轉(zhuǎn)式自行車停靠系統(tǒng)的各個結(jié)構(gòu)，此實用型自行車停靠裝置，既解決了占地問題，又解決了自行車停靠雜亂無章的現(xiàn)象，同時也避免了自行車的日曬雨淋的現(xiàn)狀和自行車停取車困難的問題。此自行車停靠裝置具有較大的開發(fā)和改造空間，根據(jù)特定的需要可以加裝新的功能。就目前來看，此立式停取車的實現(xiàn)，可較大程度解決城市中關于自行車較多而引起的眾多問題，其簡單安全創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]錢俊磊.立體式自行車停車棚：201310675139[P].2014-3-19.

[2]張禮華，張泉東，唐小東.環(huán)境市地下立體車庫鋼結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化設計[J].機械與電子，2018（12）：19-27.

[3]韓進，賈富拓.STM32F107的停車引導系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2015，15（04）：57-59.

作者簡介：方國春（1996-），男，安徽安慶人，本科在讀，研究方向：測控技術與儀器。