開放式停車泊位地鎖鎖車裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)

摘 要：開放式停車泊位智能收費(fèi)管理系統(tǒng)的泊位地鎖主要包括車牌識(shí)別裝置、車輛檢測(cè)地磁感應(yīng)器、鎖車裝置等組成部分，其中起擋車作用的鎖車裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性和耐久性。通過對(duì)鎖車裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)，使其功能不斷完善，故障率不斷降低，維護(hù)保養(yǎng)更加便捷。

關(guān)鍵詞：泊位地鎖 鎖車裝置 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 改進(jìn)

0 引言

隨著汽車擁有量飛速增長(zhǎng)，市區(qū)內(nèi)停車難的問題非常突出，目前的解決辦法是在中心城區(qū)的馬路邊、人行道畫線設(shè)置停車泊位，采用泊位地鎖的鎖車裝置來鎖住車輛，以便提供臨時(shí)性的有償停車服務(wù)。

傳統(tǒng)的泊位地鎖大多為機(jī)械手動(dòng)式，如，地坎式三角車位鎖，車輛出入停車泊位時(shí)，司乘人員需下車把鎖車裝置的撐竿放下或撐起，然后再上鎖，使用很不方便。若是露天泊位又遇到雨雪天氣，那就更麻煩了。另外，手動(dòng)的泊位地鎖均無防撞功能，當(dāng)遇到撞擊時(shí)，汽車和地鎖都易受損。

應(yīng)用于開放式停車泊位智能收費(fèi)管理系統(tǒng)的泊位地鎖主要包括車牌識(shí)別裝置、車輛檢測(cè)地磁感應(yīng)器、鎖車裝置等組成部分，如圖1所示。其中，起擋車作用的鎖車裝置一般都鑲嵌在地面以下，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到系統(tǒng)工作的可靠性和耐久性。本文專門針對(duì)鎖車裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案作詳細(xì)介紹。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案1——雙電機(jī)垂向布置

本方案為最初的設(shè)計(jì)方案，動(dòng)力傳動(dòng)方式采用雙電機(jī)垂向布置，通過鎖住汽車底盤來自動(dòng)鎖車，并自動(dòng)解鎖，方便快捷，泊位地鎖能承受3t重的汽車碾壓而不致破壞，節(jié)約資源，提高效率，能解決停車難的困境。

如圖2所示，鎖車裝置包括擋車桿、支撐筒2、外筒組件5、電機(jī)連接組件6、電機(jī)總成7、傳動(dòng)螺桿9、傳動(dòng)絲母10。其中，外筒組件5埋入地下，電機(jī)總成7的下端通過六角頭長(zhǎng)螺栓8固裝在外筒組件5的底部，傳動(dòng)絲母10通過十字槽沉頭螺釘11固裝在支撐筒2的內(nèi)壁上，并與傳動(dòng)螺桿9螺紋配合，支撐筒2沿外筒組件5的內(nèi)壁上下滑動(dòng)。傳動(dòng)絲母10通過限位墊片12、六角頭短螺栓13固定在傳動(dòng)螺桿9的頂端。支撐筒2、外筒組件5、電機(jī)連接組件6、電機(jī)總成7、傳動(dòng)螺桿9、傳動(dòng)絲母10均為兩套完全相同的部件，對(duì)稱布置在擋車桿1兩端下方的對(duì)應(yīng)位置。左、右外筒組件5的頂部通過外筒連接板3、外筒連接筋板4、不銹鋼管18聯(lián)成一個(gè)整體。

擋車桿包括擋車桿1、擋車桿連接件一15、擋車桿連接件二16、擋車桿連接件三17。其中，擋車桿連接件一15、擋車桿連接件三17分別固裝在擋車桿1的下方，擋車桿連接件二16固裝在支撐筒2的頂端，通過連接銷14與擋車桿連接件一15、擋車桿連接件三17活動(dòng)鏈接；擋車桿連接件一15和擋車桿連接件三17對(duì)稱固裝在擋車桿1的左、右兩端。為保證擋車桿升降更加靈活，擋車桿連接件一15中的銷孔為圓形，擋車桿連接件三17中的銷孔為扁形。

自動(dòng)鎖車與泊位解鎖的工作原理：停車時(shí)，汽車駛?cè)胪＼嚥次唬|發(fā)地感線圈，感應(yīng)信號(hào)通過電控器向電機(jī)發(fā)出正轉(zhuǎn)鎖車指令，傳動(dòng)螺桿的旋轉(zhuǎn)使升降絲筒上升，擋車桿上升至貼緊車輛底盤，將車輛鎖定；交費(fèi)后取車時(shí)，電機(jī)接到反轉(zhuǎn)指令，傳動(dòng)螺桿的旋轉(zhuǎn)使升降絲筒下降，擋車桿降下，離開車輛底盤至地面，解除泊鎖。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案2——單電機(jī)垂向布置

在使用過程中，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案1存在電機(jī)傳動(dòng)沖擊振動(dòng)較大、雙電機(jī)傳動(dòng)不同步導(dǎo)致?lián)踯嚄U升降時(shí)有犯卡等故障，為此，將動(dòng)力傳動(dòng)方式改為單電機(jī)垂向布置，使擋車桿上下運(yùn)動(dòng)較為靈活。

如圖3所示，支撐筒2、外筒組件5、電機(jī)連接組件6、電機(jī)總成7、傳動(dòng)螺桿9、傳動(dòng)絲母10為一套組件，布置在擋車桿1中間下方的對(duì)應(yīng)位置，兩套導(dǎo)向內(nèi)筒19和導(dǎo)向外筒20對(duì)稱布置在擋車桿1兩端下方的對(duì)應(yīng)位置，左、右導(dǎo)向外筒20與外筒組件5的頂部通過外筒連接板3、外筒連接筋板4聯(lián)成一個(gè)整體。擋車桿連接件一15固裝在擋車桿1的中間位置，兩個(gè)擋車桿連接件三17對(duì)稱固裝在擋車桿1的左、右兩端，其余部分與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案1相同。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案3——鋼槽式單電機(jī)水平布置

該設(shè)計(jì)方案將單電機(jī)水平布置在鋼制帶蓋埋槽內(nèi)，電機(jī)不承受垂向載荷，延長(zhǎng)了使用壽命，如圖4所示。鎖車裝置包括鋼制帶蓋埋槽1、鎖車桿裝置3、絲桿升降裝置5、電機(jī)6、絲桿外套7、絲桿8，電機(jī)6位于兩個(gè)絲桿升降裝置5之外側(cè)。鋼制帶蓋埋槽1埋入地下，槽蓋扣合到位后與地面平齊，絲桿外套7焊裝在鋼制帶蓋埋槽1的底板下面；絲桿升降裝置5包括蝸輪、蝸桿、箱體，箱體安裝在鋼制帶蓋埋槽1的底板上面，蝸桿的一端與電機(jī)6的輸出軸相連，另一端通過聯(lián)軸器4與傳動(dòng)軸2相連，兩個(gè)絲桿升降裝置5之間通過一根傳動(dòng)軸2相連；絲桿8位于所述蝸輪的中心，與蝸輪螺紋配合傳動(dòng)，絲桿8的上端與所述鎖車桿裝置3相連，下部伸入所述絲桿外套7內(nèi)。

電機(jī)通過蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪帶到絲桿上下運(yùn)動(dòng)。絲桿的位移引起鎖車桿裝置的升降，達(dá)到鎖車或解鎖目的。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將電機(jī)6內(nèi)置在兩個(gè)絲桿升降裝置5之間，通過兩根傳動(dòng)軸2分別與兩個(gè)絲桿升降裝置5相連。為更好地保證兩根絲桿升降的同步性，將電機(jī)6布置在兩個(gè)絲桿升降裝置5之間的中心位置，如圖5所示。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案4——滾軸式鎖車裝置

該設(shè)計(jì)方案將以往對(duì)車輛底盤進(jìn)行接觸鎖定改為對(duì)車輛輪胎進(jìn)行空轉(zhuǎn)鎖定，利用鎖定機(jī)構(gòu)中的鎖板與兩根滾軸的鎖定或分離，使車輪處于移動(dòng)狀態(tài)或空轉(zhuǎn)狀態(tài)，既可防止車主逃費(fèi)，又可避免車輛底盤刮傷。

如圖6所示，滾軸式鎖車裝置包括鋼支撐架1、滾軸2、鎖定機(jī)構(gòu)3，鋼支撐架1為由左側(cè)主梁、右側(cè)主梁、邊梁、底板組焊而成的框架結(jié)構(gòu)，在左側(cè)主梁上鉆有滾軸安裝孔和推桿安裝孔，在右側(cè)主梁上鉆有滾軸安裝孔，邊梁的橫截面為倒扣的U字形，在其內(nèi)焊有加強(qiáng)筋板，在左側(cè)主梁與加強(qiáng)筋板的空間為直線電機(jī)安裝間隔，在其內(nèi)焊有電機(jī)安裝座，在左側(cè)主梁的外側(cè)還配有一塊端蓋板10；滾軸2的兩端分別通過帶防塵蓋的深溝球軸承5、孔用彈性擋圈6、密封板7安裝在滾軸安裝孔內(nèi)；鎖定機(jī)構(gòu)3包括電機(jī)9、閉鎖彈簧、推桿、鎖板，電機(jī)9固裝在電機(jī)安裝座上，推桿穿過推桿安裝孔，并始終與電機(jī)9的軸線保持同心，在其右端套上閉鎖彈簧，鎖板為長(zhǎng)條狀，在其上對(duì)稱布置2個(gè)六方孔和2個(gè)圓孔，通過鎖板螺母、鎖板墊圈固裝在推桿的左端，六方孔與滾軸2的六方端頭為間隙配合，圓孔與推桿的左端軸頸為過渡配合；推桿左移的有效行程S為22mm。

為防止行人陷入滾軸之間的空隙，在兩根滾軸2的中間位置安裝一塊浮動(dòng)板4，其橫截面為倒扣的U字形，并在內(nèi)部設(shè)置浮動(dòng)板彈簧8。

當(dāng)車輛準(zhǔn)備駛?cè)胪＼嚥次粫r(shí)，鎖定機(jī)構(gòu)的電機(jī)軸與推桿不相接觸，鎖板對(duì)滾軸進(jìn)行鎖定，滾軸不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)停放車輛進(jìn)入了計(jì)費(fèi)時(shí)段后，鎖定機(jī)構(gòu)的電機(jī)得電正轉(zhuǎn)，電機(jī)軸向左伸出，先與推桿進(jìn)行接觸，進(jìn)而推動(dòng)推桿左移，壓縮閉鎖彈簧，當(dāng)推桿有效行程到達(dá)22mm時(shí)，鎖板與滾軸端頭分離，滾軸處于自由狀態(tài)，車輛無法駛出。當(dāng)車主掃碼付費(fèi)后，電機(jī)得電反轉(zhuǎn)，電機(jī)軸向右回縮，推桿在閉鎖彈簧反力的作用下，將鎖板回位鎖定滾軸，車輛方可駛離停車泊位。

5 結(jié)論

停車泊位地鎖已從傳統(tǒng)的地坎式三角車位鎖發(fā)展到應(yīng)用于開放式停車泊位智能收費(fèi)管理系統(tǒng)的智能型自動(dòng)升降地鎖，與此同時(shí)，其起擋車作用的鎖車裝置也經(jīng)歷了多次改進(jìn)。通過擋車桿的自動(dòng)升降實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛底盤進(jìn)行接觸鎖定方式，電機(jī)布置方向有垂向和水平，電機(jī)數(shù)量有單電機(jī)和雙電機(jī)。此外還有通過滾軸式鎖車裝置對(duì)車輛輪胎進(jìn)行空轉(zhuǎn)鎖定的方式。

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