CN107165444A - 基于triz的共享单车停车装置及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于TRIZ的共享单车停车装置包括立柱、上层加持装置、下层加持装置、电控液压推杆、电控机箱以及底座，立柱的侧壁上设有滑轨，底座安装在立柱的底端并固定在地面上，下层加持装置固定在立柱的下部，电控液压推杆与上层加持装置相连接，上层加持装置在电控液压推杆的驱动下可沿立柱的滑轨上下滑动。本发明的方法采用TRIZ理论，根据发明原理设计解决方案，设计的停车装置设有上下两层加持装置可将共享单车悬挂起来，解决了共享单车停放杂乱无章、现有停车架占地面积大、空间利用低、结构不稳定等问题。本发明利用电控液压推杆具有稳定的性能，且其自锁功能可以减少停放共享单车时出现的系统失误，避免不必要的损失。

Description

基于TRIZ的共享单车停车装置及其设计方法

技术领域

本发明涉及共享单车的停车装置，尤其涉及基于TRIZ的共享单车停车装置及其设计方法。

背景技术

随着社会的进步、人们生活水平的提高，人们的出行方式出现多元化。共享单车的出现，改变了城市居民的出行方式。人们在享用便捷骑行的同时，也在践行低碳生活的号召。所以，共享单车成为许多人的出行首选。第三方数据研究机构比达咨询日前发布的《2016中国共享单车市场研究报告》显示，截至2016年底，中国共享单车市场整体用户数量已达到1886万，预计2017年，共享单车市场用户规模将继续保持大幅增长，年底将达5000万用户规模。

但是，由共享单车停放引起的社会问题层出不穷。自行车停放地面侵占道路、阻挡人行通道，甚至众多单车已经停在了行车道上，阻碍交通。而没有规范的停车区域也造成许多民事纠纷，造成人力物力的损失浪费。这不但扰乱了城市的空间管理，还影响了城市的文明形象。

目前，共享单车的停车装置是固定在地面上，能够并排单层摆放的自行车架，这样虽然避免停放的杂乱无章，但是造成空间的利用降低，使得公共场所道路拥挤。针对以上问题，专利号为CN201510596333.X和CN201510617320.6的中国专利分别提出不同的解决方案。但是前者空间的利用需要加强，且实用价值较低。后者双层结构上层需要提供动力，造成结构复杂程度提高，而且空间的利用率较小。

要从根本上解决共享单车的停放问题，就需要从停车装置的设计阶段入手，开展停车装置设计方法的研究，寻求问题的解决办法。但是，迄今为止没有相关技术的公开报导。

发明内容

本发明实施例提供一种基于TRIZ的共享单车停车装置及其设计方法，通过该方法设计的停车装置解决了共享单车停放杂乱无章、现有停车架占地面积大、空间利用低、结构不稳定等问题。

本发明提供一种基于TRIZ的共享单车停车装置，包括立柱、上层加持装置、下层加持装置、电控液压推杆、电控机箱以及底座，所述立柱的侧壁上设有滑轨，所述底座安装在立柱的底端并固定在地面上，所述下层加持装置固定设置在立柱的下部，所述电控液压推杆与上层加持装置相连接，上层加持装置在电控液压推杆的驱动下可沿立柱的滑轨上下滑动。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述下层加持装置包括固定座、下层加持臂以及下层多维钩子，所述固定座与立柱固定连接，所述下层加持臂的末端与固定座固定连接，下层加持臂的前端与下层多维钩子连接，所述多个下层加持臂均匀设置在同一圆周面上。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述固定座上设有供电控液压推杆穿过的通孔。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述上层加持装置包括连接座、上层加持臂以及上层多维钩子，所述上层加持臂的末端与连接座固定连接，上层加持臂的前端与上层多维钩子连接，所述多个上层加持臂均匀设置在同一圆周面上。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述连接座包括连接环、滑块以及连接孔，所述电控液压推杆的上端插入所述连接孔并与连接孔内壁焊接，所述连接环套设在立柱外壁上，所述滑块设置在连接环的内壁上，所述滑块沿立柱的侧壁上的滑轨滑动。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述下层多维钩子和上层多维钩子的结构相同，包括连接部和设置于连接部前端的两个向上弯曲的用于支撑单车的车首竖梁的钩子，两个钩子之间设有供单车斜梁插入的容置空间。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述上层加持臂和下层加持臂交错布置，且上层加持臂和两个相邻的下层加持臂之间形成的夹角相等。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述上层加持臂的长度大于下层加持臂的长度。

在本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置中，所述停车装置还包括设置在立柱顶端的顶棚。

本发明还提供一种基于TRIZ的共享单车停车装置的设计方法，将TRIZ中40个发明原理加以利用，并将发明原理中的分割原理、等势原理、空间维数变化原理以及机械系统替代原理融合于改进构思中，具体包括如下步骤：

1)根据分割原理将现有并排停车装置分割成多个停车单元，采用上下两层且沿圆周分布的停车结构，使停车装置包括下层加持装置和上层加持装置；

2)根据空间维数变化原理设计上层多维钩子和下层多维钩子，包括连接部和设置于连接部前端的两个向上弯曲的用于支撑单车的车首竖梁的钩子，两个钩子之间设有供单车斜梁插入的容置空间，利用多层结构代替单层结构，实现对单车的稳定加持；

3)根据等势原理设计上层加持装置，上层加持装置的多个上层加持臂均匀设置在同一圆周面上，且通过上层多维钩子加持共享单车的车首竖梁和斜梁，上层共享单车停满后，共享单车的质心在同一平面上；

4)根据机械系统替代原理设计停车装置中的上层加持装置的驱动机构，采用液压驱动机构代替传统的电机驱动机构以获得更好的稳定性并降低系统的复杂性，液压驱动机构包括电控液压推杆和电控机箱。

本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置及其设计方法至少具有以下有益效果：

1、本发明的设计方法采用了TRIZ理论，通过矛盾矩阵确定应用的发明原理，根据发明原理设计解决方案，通过此方法设计的共享单车停车装置有效的解决了现有停车架占地面积大、空间利用低、结构不稳定等缺点

2、将共享单车悬挂起来，解决了共享单车停放杂乱无章，横纵乱放甚至影响交通的问题，为共享单车的存取提供了一种新思路。

3、本发明利用的电控液压推杆具有稳定的性能，且其自锁功能可以减少停放共享单车时出现的系统失误，避免不必要的损失。

附图说明

图1是本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置的结构示意图；

图2是本发明的上层加持装置的结构示意图；

图3是本发明的下层加持装置的结构示意图；

图4是本发明的多维钩子的结构示意图。

具体实施方式

TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)是“发明问题解决理论”的简称，TRIZ理论是由前苏联人根里奇.阿奇舒勒及其领导的一批研究人员在分析研究世界各国250万件专利的基础上，总结出各种技术推演所遵循的规律和模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的理论及方法。对于物理矛盾可以采用分离原理寻找解决方案；对于技术矛盾，则利用矛盾矩阵找到相应的发明原理，找出解决矛盾冲突的方法。

应用TRIZ理论来分析自行车停车装置现有技术存在的不足，可以指出现有技术中存在典型的技术矛盾：停车装置系统功能有一定保留和略有增强，但装置对超系统所产生的有害因素提高。因此，认为在研发设计阶段就有必要对原有产品或同类产品进行分析比较，进行必要的改进和创新，尤其是针对共享单车停车装置提出的设计创新。

如图1所示为基于TRIZ的共享单车停车装置的结构示意图，停车装置包括立柱1、上层加持装置2、下层加持装置3、电控液压推杆4、电控机箱5、底座6以及顶棚7。立柱1的侧壁上设有滑轨11，顶棚7设置在立柱1的顶端，底座6安装在立柱1的底端并固定在地面上。下层加持装置3固定设置在立柱1的下部，电控液压推杆4与上层加持装置2相连接，上层加持装置2在电控液压推杆4的驱动下可沿立柱1的滑轨11上下滑动。

如图3所示，下层加持装置3包括固定座31、下层加持臂32以及下层多维钩子33。固定座31与立柱1固定连接，下层加持臂32的末端与固定座31固定连接，下层加持臂32的前端与下层多维钩子33连接。多个下层加持臂32均匀设置在同一圆周面上。在固定座31上设有供电控液压推杆4穿过的通孔34。

如图2所示，上层加持装置2包括连接座21、上层加持臂22以及上层多维钩子23。上层加持臂22的末端与连接座21固定连接，上层加持臂22的前端与上层多维钩子23连接。多个上层加持臂22均匀设置在同一圆周面上。连接座21包括连接环211、滑块212以及连接孔213。电控液压推杆4的上端插入到连接孔213内并与连接孔213的内壁焊接。连接环211套设在立柱1的外壁上，滑块212设置在连接环211的内壁上，在电控液压推杆4的推动下滑块212沿立柱1的侧壁上的滑轨11滑动。

如图4所示，下层多维钩子33和上层多维钩子23的结构相同，包括连接部91和设置于连接部91前端的两个向上弯曲的用于支撑单车的车首竖梁的钩子92，两个钩子之间设有供单车斜梁插入的容置空间93。

上层加持臂2和下层加持臂3交错布置，且上层加持臂2和两个相邻的下层加持臂3之间形成的夹角相等。上层加持臂2的长度大于下层加持臂3的长度。

本发明的一种基于TRIZ的共享单车停车装置的设计方法，将TRIZ中40个发明原理加以利用，并将发明原理中的分割原理、等势原理、空间维数变化原理以及机械系统替代原理融合于改进构思中，具体包括如下步骤：

1)现有的停车装置采用并排停车的形式，存在空间利用率低的问题。根据分割原理将现有并排停车装置分割成多个停车单元，采用上下两层且沿圆周分布的停车结构，使停车装置包括下层加持装置3和上层加持装置2，实现提供空间利用率的目的；

2)根据空间维数变化原理设计上层多维钩子23和下层多维钩子33，上层多维钩子23和下层多维钩子33的结构相同，包括连接部91和设置于连接部91前端的两个向上弯曲的用于支撑单车的车首竖梁的钩子92，两个钩子92之间设有供单车斜梁插入的容置空间93，利用多层结构代替单层结构，实现对单车的稳定加持；

3)根据等势原理设计上层加持装置2，上层加持装置2的多个上层加持臂22均匀设置在同一圆周面上，且通过上层多维钩子23加持共享单车8的车首竖梁和斜梁，上层共享单车8停满后，共享单车8的质心在同一平面上；

4)同类产品或专利中有通过滚珠丝杠来提升上层停车位，稳定性较差，可行性较小，系统复杂性较大。根据机械系统替代原理设计停车装置中的上层加持装置2的驱动机构，采用液压驱动机构代替传统的电机驱动机构以获得更好的稳定性并降低系统的复杂性，液压驱动机构包括电控液压推杆4和电控机箱5。

使用本发明的基于TRIZ的共享单车停车装置的停车过程如下：

步骤1、当停车装置无共享单车8停放时，电控液压推杆4降至最低，此时上层加持装置2与下层加持装置3紧贴；有停放需求时，首先选择停放于上层加持装置2上。

步骤2、停放共享单车8时，由于上下层加持装置具有特殊的高度要求，使得停放者将共享单车8前轮翘起，轻抬单车使后轮稍微离开地面后，将共享单车8斜梁送至上层多维钩子23纵向的容置空间93内，横向使车首竖梁被钩子92固定，完成停放。

步骤3、当上层加持装置2停满共享单车后，启动电控机箱5上开关，控制电控液压推杆4将上层加持装置2推至设定高度，即满足上下两层共享单车停放过程互不干涉的高度。电控液压推杆4自锁，上层共享单车被固定于上方。随后开始停放至下层加持装置3，方法同步骤2。

步骤4、当有提取共享单车需求时，先取下层共享单车，当下层共享单车被取完后，控制电控机箱5上开关，使上层加持装置2下移后，提取上层共享单车。

以上所述仅为本发明的较佳实施实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，包括立柱、上层加持装置、下层加持装置、电控液压推杆、电控机箱以及底座，所述立柱的侧壁上设有滑轨，所述底座安装在立柱的底端并固定在地面上，所述下层加持装置固定设置在立柱的下部，所述电控液压推杆与上层加持装置相连接，上层加持装置在电控液压推杆的驱动下可沿立柱的滑轨上下滑动。

2.如权利要求1所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述下层加持装置包括固定座、下层加持臂以及下层多维钩子，所述固定座与立柱固定连接，所述下层加持臂的末端与固定座固定连接，下层加持臂的前端与下层多维钩子连接，所述多个下层加持臂均匀设置在同一圆周面上。

3.如权利要求2所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述固定座上设有供电控液压推杆穿过的通孔。

4.如权利要求2所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述上层加持装置包括连接座、上层加持臂以及上层多维钩子，所述上层加持臂的末端与连接座固定连接，上层加持臂的前端与上层多维钩子连接，所述多个上层加持臂均匀设置在同一圆周面上。

5.如权利要求4所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述连接座包括连接环、滑块以及连接孔，所述电控液压推杆的上端插入所述连接孔并与连接孔内壁焊接，所述连接环套设在立柱外壁上，所述滑块设置在连接环的内壁上，所述滑块沿立柱的侧壁上的滑轨滑动。

6.如权利要求4所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述下层多维钩子和上层多维钩子的结构相同，包括连接部和设置于连接部前端的两个向上弯曲的用于支撑单车的车首竖梁的钩子，两个钩子之间设有供单车斜梁插入的容置空间。

7.如权利要求4所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述上层加持臂和下层加持臂交错布置，且上层加持臂和两个相邻的下层加持臂之间形成的夹角相等。

8.如权利要求4所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述上层加持臂的长度大于下层加持臂的长度。

9.如权利要求1所述的基于TRIZ的共享单车停车装置，其特征在于，所述停车装置还包括设置在立柱顶端的顶棚。

10.一种基于TRIZ的共享单车停车装置的设计方法，其特征在于，将TRIZ中40个发明原理加以利用，并将发明原理中的分割原理、等势原理、空间维数变化原理以及机械系统替代原理融合于改进构思中，具体包括如下步骤：

1)根据分割原理将现有并排停车装置分割成多个停车单元，采用上下两层且沿圆周分布的停车结构，使停车装置包括下层加持装置和上层加持装置；

2)根据空间维数变化原理设计上层多维钩子和下层多维钩子，包括连接部和设置于连接部前端的两个向上弯曲的用于支撑单车的车首竖梁的钩子，两个钩子之间设有供单车斜梁插入的容置空间，利用多层结构代替单层结构，实现对单车的稳定加持；

3)根据等势原理设计上层加持装置，上层加持装置的多个上层加持臂均匀设置在同一圆周面上，且通过上层多维钩子加持共享单车的车首竖梁和斜梁，上层共享单车停满后，共享单车的质心在同一平面上；

4)根据机械系统替代原理设计停车装置中的上层加持装置的驱动机构，采用液压驱动机构代替传统的电机驱动机构以获得更好的稳定性并降低系统的复杂性，液压驱动机构包括电控液压推杆和电控机箱。