CN108482528A - 一种前轮夹持式自行车助力竖起停放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前轮夹持式自行车助力竖起停放装置，涉及自行车停放机械装置结构设计领域，以减少停车占地面积为目标，并解决竖直停放自行车时前轮夹持不稳定、误操作误碰等情形带来的安全问题。自行车助力升起过程由助力提升装置带动上下滑动装置和前轮夹持装置升起实现；利用铰链作为支点，实现开合锁板与滑动底板间的开合过程；为避免人为误操作误碰时上下滑动装置突然升起导致危险，本发明特别设计了安全钥匙结构，该结构能有效限制开合锁板的开合，只有在人为操作该结构旋转180度时才能实现开合，进而使上下滑动装置升起；设计的L型转动件结构配合前轮夹持锁实现对前轮的有效夹持，保证自行车在停取过程中始终处于前轮稳定夹持状态。

Description

一种前轮夹持式自行车助力竖起停放装置

技术领域

本发明涉及一种自行车停放机械装置，具体涉及一种夹持自行车前车轮方式的助力竖起停放机械装置。

背景技术

自行车作为一种使用方便、价格低廉，相对于私家车节省空间、节省能源的交通工具，而且更加符合国家大力倡导的绿色出行、健康出行理念，目前已逐渐成为人们在近距离出行时的首选交通工具。各大城市家用自行车拥有率逐年攀升而且随着互联网+的不断深入发展，在城市街道上逐渐出现了越来越多的共享单车，这都使各个城市自行车保有量很高。大量自行车的出现在给我们日常短距出行带来便利的同时，也日益困扰着我们的日常生活，如：住宅小区公共区域内随意停放的自行车、被成排停放的共享单车占据后的狭窄人行道等等。因此，摆在我们面前亟待要解决好的问题是在有限的城市空间里如何才能将自行车摆放整齐、如何才能以较小的占地面积停放更多的自行车。

为此，交管部门、城市管理部门以及共享单车公司等都做了诸多尝试，但目前来看这些尝试仅仅局限于投入人力的专人看管、设置自行车专用停车架、搭建自行车停车棚等方式。从实际成效来看上述尝试尚不能从根本上提高城市空间的利用率，仅仅解决了市容市貌的问题，使城市看上去更加整齐。在自行车保有量日益增多的情况下，自行车的停放问题将日趋严重。基于节省占地面积、提高空间利用率的根本需求，各种类型的停车装置被设计出来并投入使用。大体上可分为两大类型：第一大类装置是在原来一个停车位处搭建两层，实现相同空间多停放一辆自行车的目的；另一大类是将自行车竖直停放，可使一辆自行车的停放空间节省一半。两层停车架的方式存在的主要问题是当下层有车停放时，取出上层车不方便，这种方式比较适合共享车使用，不能推广到家用自行车停放使用，同时还存在横向作用力时的安全隐患问题。竖直停放装置不存在取车困难的问题，但现有这类装置通常是设计机构单点抱住前轮的方式，会存在如下安全隐患：(1)夹紧力度不够、前轮容易脱落；(2)前轮不固定、活动范围大，受到横向力作用时容易造成自行车摆动；(3)未设计升起自行车的控制开关，若有误操作或者小孩误碰等无意触发情况，将会直接造成人员受伤。因此，现有竖直停放装置表面上看节省了空间和占地面积，但实则又带来了使用安全方面的新问题，限制了实际大规模推广使用，并未从根本上解决好自行车停放占地面积小的难题。

发明内容

为切实提高停放自行车的空间利用率和减少占地面积，避免目前竖直停放方式在安全设计方面的不足，本发明的主要内容是提供一种夹持自行车前轮的助力竖起停放装置，通过夹持前轮轮圈、固定住前轮、设置安全钥匙等途径，使停放好的自行车前轮可靠的固定不动、不存在误操作误碰等安全问题，充分节省空间和减少占地面积。

本发明所述的前轮夹持式自行车助力竖起停放装置主要由基础支撑装置、助力提升装置、上下滑动装置和前轮夹持装置等四部分组成。现将各部分的发明内容分别简述如下。

基础支撑装置固定附着于地面，起到整个停放装置的固定支撑作用，包括立柱、弹性锁舌、滑轨、行程限位销等四个部件。其中：立柱的下端固定于地面、上端处分别固定连接弹性锁舌、滑轨和行程限位销。

助力提升装置由助力弹簧、钢丝绳和定滑轮组成。其中助力弹簧的一端固定连接在立柱上，另一端连钢丝绳，钢丝绳通过定滑轮后连接在上下滑动装置上。该装置借助助力弹簧的回复拉力实现对自行车的助力竖起功能。

上下滑动装置由滑动底板、开合锁板、安全钥匙、开合限位螺栓、铰链、锁孔、滑动销、开合复位弹簧等部件组成。其中滑动销置于滑轨的沟槽内，由钢丝绳带动整个上下滑动装置在滑轨上实现升降。

在上下滑动装置的下部位置处固定连接有前轮夹持装置。前轮夹持装置由支撑底座、U型卡槽、转动限位挡杆、L型转动件、前轮固定支架、斜坡引导件、前轮开锁压杆和前轮夹持锁组成，实现对前轮轮圈夹持、固定前轮的作用。

与现有同类技术相比，本发明所提供技术方案的有益效果是：(1)通过对前轮的有效夹持和固定，即便有外界的横向力作用也能在装置的刚性下保持自行车的竖起停放状态不变，提高了自行车停放时的稳定性和安全性；(2)配备的安全钥匙部件能有效防止人为的误操作误碰撞导致的安全隐患问题，不会出现在人不经意时突然向上升起自行车的危险情形；(3)所设计的前轮夹持装置能保证在自行车升降过程中始终被夹持、不脱落；(4)不需额外的能源，节能环保，后期使用易于维护；(5)占地面积减少一半、使用安全性高，具有较高的实用价值。

附图说明

图1是本发明的总体组成结构示意图。

图2是上下滑动装置组成结构示意图。

图3是安全钥匙实现开合锁板开合控制原理图。

图4是前轮夹持装置组成结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的自行车助力竖起停放装置由基础支撑装置1、助力提升装置2、上下滑动装置3和前轮夹持装置4组成，基础支撑装置1是由立柱1.1、弹性锁舌1.2、滑轨1.3、行程限位销1.4等部件组成，助力提升装置由助力弹簧2.1、钢丝绳2.2和定滑轮2.3等部件组成。

立柱1.1的下端与地面固定连接，上端固定连接滑轨1.3。滑轨1.3的下端和上端分别固定连接弹性锁舌1.2和行程限位销1.4。

助力弹簧2.1的一端固定连接在立柱1上，另一端与钢丝绳2.2固定连接，钢丝绳2.2通过定滑轮2.3后与上下滑动装置3相连。

如图2所示为上下滑动装置3的组成结构，主要包括：滑动底板3.1、开合锁板3.2、安全钥匙3.3、开合限位螺栓3.4、铰链3.5、锁孔3.6、滑动销3.7、开合复位弹簧3.8等部件。滑轨1.3上开有T型沟槽，滑动销3.7置于T型沟槽内，在滑动销3.7上固定连接滑动底板3.1，由滑动销3.7带动滑动底板3.1沿着滑轨1.3的T型沟槽上下滑动。开合锁板3.2通过铰链3.5与滑动底板3.1实现铰支连接，即开合锁板3.2相对于滑动底板3.1有转动，同时在两板之间设置一对开合限位螺栓3.4和一对开合复位弹簧3.8，可实现无外力作用时保持开合锁板3.2和滑动底板3.1成固定角度。在开合锁板下部有锁孔3.6。当上下滑动装置3下滑到锁孔3.6经过弹性锁舌1.2时，可实现对上下滑动装置3的锁止操作。当有作用于开合锁板3.2下部的外拉力时(此时开合复位弹簧3.8受压)，使得锁孔3.6脱离弹性锁舌1.2，上下滑动装置3在助力弹簧2.1的回复拉力作用下被向上提升，实现对上下滑动装置3的解锁操作。同时开合锁板3.2受开合复位弹簧3.8回复力作用回到与滑动底板3.1成固定角度的状态。

但是，前述上下滑动装置3的解锁方式存在如下安全问题：如果有人为误操作在不经意间拉动了开合锁板3.2的下部(即对上下滑动装置3解锁)，将导致上下滑动装置3突然升起可能伤到人员的安全隐患。针对这个安全问题，本发明还设计一把安全钥匙3.3专门用于防止此类不经意解锁的危险行为。

所设计的安全钥匙3.3的外形如图3所示，其左端为圆柱面，在滑动底板3.1的上部开一圆形孔，安全钥匙3.3左端柱面直径小于滑动底板3.1的圆孔直径，并且两者间的间隙要足够大，大到能足以保证安全钥匙3.3在圆孔里可随意转动。将安全钥匙左端置入滑动底板3.1的圆孔内并在其轴向方向做限位处理。如图3所示，安全钥匙中部靠右端处固定一个直角三角形块，并使从左至右高度逐渐增大，并达到直角三角形块最大设计高度。在开合锁板3.2的相应位置处设计一个方孔。方孔的宽度等于滑动底板3.1的圆孔直径、高度应大于直角三角形块最大设计高度与安全钥匙3.3柱面直径之和。安全钥匙3.3的右端穿过方孔后，设计一限位手柄对其进行轴向方向的限位，保证安全钥匙3.3始终不会与开合锁板3.2脱离。限位手柄除限位功能外，还有两个作用：一是它与直角三角形块放置在同一平面且朝向相同，偏心设计起到配重的作用，以保证直角三角形块在没有外力时为朝下放置状态；第二个作用是作为操作手柄供人旋转安全钥匙3.3使用。

安全钥匙3.3的作用是可实现对开合锁板3.2转动的人为控制，其具体的实现原理和工作节拍是：如图3中的(a)所示，不人为旋转限位手柄时，安全钥匙3.3的直角三角形块在限位手柄重力作用下朝下放置，此时由于直角三角形块的阻挡，导致开合锁板被限制转动，保持与滑动底板3.1的固定角度状态；如图3中的(b)所示，只有在人为的将限位手柄翻转180度时，由于方孔高度大于直角三角形块最大设计高度与安全钥匙3.3柱面直径之和，开合锁板可以朝减小角度的方向转动，完成上下滑动装置3的解锁操作，此时开合复位弹簧3.8为受压的状态；解锁完成时，开合锁板3.2的方孔应位于安全钥匙3.3直角三角形块的左端处，同时安全钥匙3.3在限位手柄的偏重作用下回到直角三角形块朝下的状态；开合复位弹簧3.8推动开合锁板3.2向右端转动，由于直角三角形块为斜坡结构，方孔可以通过直角三角形块最终又回到图3(a)所示的状态。

如图4所示，在上下滑动装置3的下部位置处固定连接有前轮夹持装置4。前轮夹持装置4由支撑底座4.1、U型卡槽4.2、转动限位挡杆4.3、L型转动件4.4、前轮固定支架4.5、斜坡引导件4.6、前轮开锁压杆4.7和前轮夹持锁舌4.8组成。转动限位挡杆4.3起到限定L型转动件4.4转动角度的作用，并在其上固定一块磁铁，用于吸住L型转动件4.4。L型转动件4.4分为长段和短段，等待停车时，短段封闭U型卡槽4.2，长段被转动限位挡杆4.3上的磁铁吸住。夹持前轮轮圈的功能由L型转动件4.4实现，具体实现原理是：停车时，将自行车的前轮推入前轮固定支架4.5，前轮轮胎首先接触L型转动件4.4的短段部分，继续向前推动自行车，使L型转动件4.4转动，此时长段顺着前轮条幅空隙转动，在斜坡引导件4.6的辅助下，碰触并按压前轮夹持锁4.8的锁舌，通过其锁舌后，锁舌弹出，限制L型转动件4.4的长段回转。此时，前轮轮圈被U型卡槽4.2和L型转动件4.4长段环抱且不能打开，完成停车时对前轮的夹持。取车时，用脚踩前轮开锁压杆4.7，使前轮夹持锁4.8的锁舌向下移动，同时向后拉动自行车，带动L型转动件4.4回转直至其长段再次被转动限位挡杆4.3上的磁铁吸住。

应用本发明所述停放装置停车的具体实施方式是：(1)未停车时，弹性锁舌1.2通过开合锁板3.2上的锁孔3.6将整个上下滑动装置3锁止住，助力弹簧2.1处于受拉状态，L型转动件4.4的短段封闭U型卡槽4.2、长段被转动限位挡杆4.3上的磁铁吸住；(2)有人停车时，前轮被推入前轮固定支架4.5，推动L型转动件4.4的短段使L型转动件4.4的长段转动，利用前轮夹持锁4.8将前轮轮圈夹持住；(3)将安全钥匙3.3旋转180度，向后拉动自行车使开合锁板3.2上的锁孔3.6与弹性锁舌1.2分离，助力弹簧2.1回复收缩并通过钢丝绳2.2将上下滑动装置2向上拉起，并同时带动前轮上升，自行车逐渐竖起；(4)当滑动底板3.1碰到行程限位销1.4不再继续上升时，完成停车。

应用本发明所述停放装置取车的具体实施方式是：(1)取车人取车时，向下施加拉力，在拉力和自行车重力的共同作用下，将上下滑动装置3、前轮夹持装置4和自行车缓慢下移，助力弹簧2.1开始伸长；(2)当开合锁板3.2上的锁孔3.6经过弹性锁舌1.2时，上下滑动装置3被锁止住，此时自行车前后轮均已着地；(3)用脚踩压前轮开锁压杆4.7，使前轮夹持锁4.8的锁舌向下移动，同时向后拉动自行车，带动L型转动件4.4的长段向转动限位挡杆4.3方向转动直至被磁铁吸住，至此前轮已处于打开状态；(4)向后拉动自行车，完成取车。

Claims (3)

1.一种前轮夹持式自行车助力竖起停放装置，其特征在于在滑动底板和开合锁板间设计了铰链连接方式，利用铰链的杠杆作用实现开合锁板的开合，进而实现对上下滑动装置的锁止和解锁操作。

2.为实现对权利要求1中所述开合过程的人为操作控制，设计了一种安全钥匙部件，其特征一在于在圆柱形杆件上同平面同朝向设计了直角三角形块形成锲形结构和限位手柄，利用限位手柄的偏心重使直角三角形块无外力作用时朝下，以此限制开合锁板的开合；其特征二在于开合锁板上开的方孔高度大于直角三角形块最大设计高度与安全钥匙柱面直径之和，用途在于只有在人为的将限位手柄翻转180度时，开合锁板可顺利通过直角三角形块，以此解除对开合锁板开合的限制。

3.设计了一种前轮夹持机构，其特征在于L型转动件分长段和短段，前轮推动短段使长段转过90度后与U型卡槽闭合环抱住前轮轮圈，为防止后L型转动件长段往回转导致轮圈脱离卡槽，设计了斜坡引导件和前轮夹持锁，长段通过斜坡引导件后再通过前轮夹持锁的弹簧锁舌，锁舌弹出，以此限制住L型转动件长段回转。