CN110130688A - 一种树状双层自行车停放装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于自行车停放技术领域，提出了一种树状双层自行车停放装置，该装置包括停车架、升降装置、旋转装置和遮雨装置四大功能模块。停车架中的竖立机构与固定夹具相配合，实现自行车的固定和竖立停放；升降装置包括螺旋传动装置和燕尾槽滑动装置两部分，螺旋传动装置由电动机驱动，带动螺杆旋转和螺母的升降平台上下移动，燕尾槽滑动装置由内滑槽和外滑槽组成；旋转装置主要由棘轮机构、空心转轴和六车位转盘组成，通过摇动棘杆，可依次带动棘轮、转轴、转盘旋转；防雨遮阳装置主要由伞面、固定盘、连杆组成。该装置将自行车竖立停放且具有双层停放空间，充分利用空间资源，节省了自行车占地面积，同时让自行车的存放和提取更加方便有序。

Description

一种树状双层自行车停放装置

技术领域

本发明属于自行车停放技术领域，具体涉及一种树状的双层自行车停放装置。

背景技术

随着绿色出行的逐渐流行，自行车越来越成为城市居民短途通勤、旅游和运动健身的一种首选方式，其轻便快捷、绿色环保、占地面积小的优点被广泛接受。尤其是共享单车的出现，更是将自行车出行的流行程度推向极致。但是自行车的普及也给城市带来了许多困扰，诸如自行车乱停乱放阻塞道路交通、共享单车堆积而形成“垃圾大山”、自行车集中停放点车满为患存取困难、露天停放无避雨雪措施而造成自行车生锈报废等问题。

在国内外，众多高校和企业设计出了各式各样的自行车停放装置，这些装置很多在理论上具有实践的可行性，有些已投入实际生产和使用阶段，取得了很好的成效，但在实际使用过程中仍然存在较多的需要改进的地方，有待进一步完善。

本树状双层自行车停放装置是一个能够规整地放置自行车、半自动化地存取自行车、具有遮挡雨雪功能、能增大自行车停车密度的停车设备。在改善城市的交通拥堵，减少自行车的占地面积，降低自行车的报废率，节省自行车存取时间等方面可以起到很重要的作用。

发明内容

为了实现规整地放置自行车、方便快捷地存取自行车、减少自行车停放占地面积以及安全防护自行车等功能，本发明采用的技术方案如下：

一种树状双层自行车停放装置，包括停车架、升降装置、旋转装置；其中，停车架包括固定夹具和竖立机构；升降装置包括螺旋传动机构和燕尾槽滑动机构；旋转装置包括旋转机构和支撑机构；

所述的固定夹具包括停车槽、后轮挡板、挡板固定锁和前轮固定锁；停车槽的平直处设有前后两圆弧形的凹形沉槽，用于限位自行车的前后轮，平直处的前端为竖直的沟槽；后轮挡板与停车槽平直处后端的销轴配合；挡板固定锁由两部分组成，一部分固连在后轮挡板上，另一部分固连在停车槽侧面，用于锁定后轮挡板的旋转；前轮固定锁包括空心环形导向锁架、圆环形锁轴、旋钮，锁架固连在停车槽的竖直沟槽处，空心环形导向锁架与圆环形锁轴配合，拨动旋钮使圆环形锁轴伸出和缩回；

所述的竖立机构，包括竖立凹板、与固定夹具一体的可倾斜凹板、旋转把手、旋转支撑杆、旋转销轴和上下移动销轴；竖立凹板的上半部分两侧开设含竖直滑槽，可倾斜凹板的一端两侧设置上下移动销轴，沿竖直滑槽上下滑动，可倾斜凹板的中部位置设置轴孔，配合旋转支撑杆一端的旋转销轴转动，旋转支撑杆的另一端与竖立凹板底部铰接；旋转把手设置于旋转支撑杆侧面用于拖动旋转支撑杆带动可倾斜凹板沿竖直滑槽滑动；

竖立凹板的竖直滑槽的下部侧面设置可伸缩弹簧定位销，可伸缩弹簧定位销包括固定支架、空心圆柱筒、弹簧A、定位销杆；固定支架焊接在竖立凹板侧面中部位置，同时空心圆柱筒焊接在固定支架上，弹簧一端固定在空心圆柱筒中部，另一端固定与销杆固定；定位销杆顶端呈楔形，初始状态下，定位销杆在弹簧力作用下伸出圆柱筒，在力的作用下销杆缩回到圆柱筒内；

所述的螺旋传动装置包括旋转电动机、螺杆、螺母、联轴器、角接触滚子轴承，各零部件均呈竖立安装状态，且位置同轴心；所述的旋转电动机采用BYG系列三相混合式步进电动机，安装在地面以下，电机轴朝上；所述的螺杆由上至下依次设有限位段、螺纹段、轴肩段、轴承配合段和连接段；所述的螺母与螺杆螺纹段配合，其上设有升降平台和梯形楔块；所述的角接触滚子轴承与螺杆的轴承配合段配合，并安装在下箱体的轴承支座上；所述的联轴器，一端连接电机轴，一端连接螺杆的连接段；该螺旋传动装置通过电机的旋转带动螺母的上下移动，实现升降的功能；

所述的燕尾槽滑动装置包括燕尾内滑槽、燕尾外滑槽、滑动锁定装置；所述的燕尾内滑槽的顶端具有限位挡板式结构，其侧面设有矩形板，用于与转盘连接；所述的燕尾外滑槽，其上端具有凸出的限位块结构，保证每次滑动的最大距离，下端侧面开设有两圆柱形深孔，锁定销圆柱杆插入其中，从而防止外滑槽在自重的作用下向下滑动；

所述的滑动锁定装置，包括圆柱筒、弹簧B、锁定销；所述的圆柱筒通过螺钉固连在燕尾内滑槽下端；所述的弹簧B一端固连在圆柱筒431内，另一端与锁定销固定连接；所述的锁定销自由端为对称设置的两圆柱杆结构，锁定销自由端在弹簧力作用下自动向外伸出，插入燕尾外滑槽的内孔实现锁定功能，锁定销的另一端为楔形块，当该楔形块与螺母上的梯形楔块发生挤压时，楔形块受挤压力作用，克服弹簧力而向后移动，拉动锁定销自由端伸出燕尾外滑槽内孔，从而解除滑槽的滑动锁定功能，使其上下滑动；

所述的旋转机构包括棘轮传动机构、空心转轴、转盘、长轴套、短轴套、棘轮挡片、短轴套挡圈；

所述的棘轮传动机构包括棘轮、棘杆、棘爪；棘轮含有12个棘齿，内部设有内花键槽；棘杆一端为圆柱孔，作为棘杆的转动副，中部设置有竖立轴，作为棘爪的转动副，另外还设置有一对弹簧，用于压缩棘爪使棘爪与棘轮紧密接触；所述的棘爪一端与棘杆的竖立轴同心配合，另一端与棘轮齿啮合，传递推动力；

所述的空心转轴呈阶梯状，小径轴段设有外花键结构，与棘轮的内花键配合，通过螺钉将棘轮挡片固定在轴端部，防止棘轮向下窜动；转盘上设置有矩形凹槽停车位，相对轴心呈中心对称分布，用于燕尾内滑槽的定位和固连，转盘为上层自行车停放的支撑板；空心转轴大径端与转盘通过螺栓组固连以实现同步转动；所述的长轴套、短轴套和短轴套挡圈用于深沟球轴承在转轴上的轴向定位和支撑；

整个机构的旋转运动过程如下：摇动棘轮杆512，带动棘轮511同步地旋转，棘轮通过花键使空心转轴52和转盘53同步旋转，从而实现上层停车位的旋转即上层停车架位置的改变。所述的棘轮杆每次摇动的最大摆角为60度，及旋转机构做60度的步进式旋转运动。

所属的支撑机构包括下箱体、上箱体、一个推力滚子轴承、两个深沟球轴承、轴承端盖；下箱体底部具有中心对称分布的停车位，用于底层停车架的定位和固定，底部还具有用于安放螺旋传动装置中角接触滚子轴承的轴承支座结构，起到螺旋传动装置的支撑作用，底部还设置有两个竖直的圆柱形导杆，用于螺母上下移动的导向；顶部中心设有一圆柱轴，与棘轮杆的圆柱孔同心配合，构成棘轮杆旋转的转动副；所述的上箱体，上端设置有安装推力轴承的轴承支座结构，中端设置有用于安装深沟球轴承的箱体内孔结构，底部设有用于连接轴承端盖的螺纹孔，底端还开设有70度的缺口槽，用于棘轮杆的伸出和设定旋转机构的每次间歇运动的角度；推力轴承和深沟球轴承安装在上箱体的对应位置，起到空心转轴和转盘的支撑作用；所述的轴承端盖通过螺钉连接在上箱体上，对深沟球轴承进行轴向定位；所述的上箱体与下箱体，利用上箱体设置的销轴插入下箱体设置的销孔实现定位，通过螺栓固定连接在一起；通过膨胀型锚固连接将下箱体固定在地面上。

进一步地，还包括防雨遮阳装置，该防雨遮阳装置包括Z字形连杆、支撑圆盘、防雨遮阳伞；所述的支撑圆盘侧面开设有中心对称分布的矩形槽口，为防雨遮阳伞的安装载体；Z字形连杆，端具有螺钉孔，通过螺钉与燕尾槽内滑槽固定在转盘上固定连接，另外端插入支撑圆盘槽口内，与支撑圆盘固定连接；所述的防雨遮阳伞通过螺钉固定在支撑圆盘上，实现整个装置的防雨遮阳功能，在上层停车架的旋转过程中，所述的防雨遮阳装置跟随停车架同步旋转。

进一步地，在防雨遮阳伞的伞面上设置太阳能电池板收集电能，供手机充电。

本发明的有益效果为，该装置将自行车竖立停放且具有双层停放空间，充分利用空间资源，节省了自行车占地面积，同时让自行车的存放和提取更加方便有序。

附图说明

图1为整个树状双层自行车停放装置的立体结构示意图。

图2为停放装置不安装上下层停车架时的立体结构示意图。

图3(a)为单个停车架的立体结构示意图；图3(b)为可伸缩弹簧定位销

结构示意图。

图4(a)为螺旋传动机构的立体结构示意图；图4(b)为局部放大图。

图5(a)为燕尾槽滑动装置闭合状态的立体结构示意图；图5(b)为燕尾

槽滑动装置展开状态的立体结构示意图；图5(c)为滑动锁定装置的结构示

意图。

图6(a)为旋转装置的立体结构示意图，图6(b)为上半部局部剖视图，

图6(c)为下半部局部剖视图。

图7为防雨遮阳装置的立体结构示意图。

图中：11停车槽；12后轮挡板；13挡板固定锁；14前轮固定锁；

21竖立凹板；22可倾斜凹板；23旋转把手；24旋转支撑杆；25旋转销轴； 26上下移动销轴；27可伸缩弹簧定位销；271固定支架；272空心圆柱筒；273 弹簧A；274定位销杆；

31旋转电动机；32螺杆；33螺母；331梯形楔块；34联轴器；35角接触滚子轴承；

41燕尾内滑槽；42燕尾外滑槽；43滑动锁定装置；431圆柱筒；432弹簧B； 433锁定销；4331楔形块；

51棘轮传动机构；511棘轮；512棘杆；513棘爪；52空心转轴；53转盘； 54推力滚子轴承；55深沟球轴承；56长轴套；57短轴套；58棘轮挡片；59短轴套挡圈；

61下箱体；62上箱体；63轴承端盖；611轴承支座；612圆柱形导杆；

71Z字形连杆；72支撑圆盘；73防雨遮阳伞。

具体实施方式

为了使相关领域的技术人员以及使用群体更好地理解本停车装置，下面详细阐述本装置的实际操作过程，进一步解释技术方案中各功能模块和零部件。

停车装置的装配及固定：

首先，通过锚固连接将下箱体61固定在地面上，将棘轮511、空心转轴52、转盘53、推力轴承54、深沟球轴承55、长轴套56、短轴套57以及轴承端盖63 安装与上箱体上，再利用定位销和螺栓连接将上箱体和下箱体固连，完成主体结构的安装。

然后，将旋转电动机31安装在地面以下恰当位置，角接触滚子轴承35安装在下箱体底板的轴承支座611位置，螺母33穿过下箱体上的两根圆柱形导杆612，依次连接螺杆32、螺母33、联轴器34，完成螺旋传动装置的安装；先在地面上完成燕尾内、外滑槽41、42的装配，并将滑动锁定装置43安装在燕尾内滑槽41 指定位置，再通过螺钉将燕尾内滑槽41固连在上层的转盘53上，完成燕尾槽滑动装置的安装。

最后，先安装好的每个独立的停车架(包括固定夹具和竖立机构)，将五个下层停车架固定在下箱体底部的对应位置，将六个上层停车架分别固定在六个燕尾槽外滑槽42的外侧面。

下层自行车的停放和提取：

当使用者需要在下层停放自行车时，首先，拉动可伸缩弹簧定位销27的销杆，摇动旋转把手23到下极限位置使固定夹具呈30度倾斜放置，并将后轮挡板12 放下；然后，将自行车推入固定夹具的停车槽11当中，将后轮挡板12竖立并通过挡板固定锁13锁定，同时通过前轮固定锁14将前轮锁定；最后摇动旋转把手23到上极限位置使自行车竖立，此时可伸缩弹簧定位销27会自动完成旋转把手 23状态的锁定。完成自行车的停放。

当使用者需要提取停放在下层的自行车时，首先，拉动可伸缩弹簧定位销27 的销杆，摇动旋转把手23到下极限位置使固定夹具呈30度倾斜放置；然后，解除挡板固定锁13的锁定并将后轮挡板12放下，同时解除前轮固定锁14对前车轮的锁定；最后，将自行车沿着停车槽11后退推出。完成自行车的提取。

上层自行车的停放和提取：

当使用者需要将自行车停放在上层时，启动螺旋升降装置的电动机31，将螺母33(升降平台)运送到上极限位置，推动棘轮杆512，使上层的六个停车架按 60度步进角旋转，将空着的停车架旋转到升降平台上方；此时，燕尾内滑槽41 上滑动锁定装置43的锁定销433下端楔形块与螺母33上的楔形块相互挤压，解除了锁定销433对燕尾外滑槽42向下滑动的锁定，由于自重作用，燕尾外滑槽 42及其停车架压在螺母33的升降平台上，再次启动升降装置的电动机31，使该燕尾外滑槽42和上层停车架随螺母一起向下运动到下极限位置，最后再按照与下层自行车停放完全一样的步骤将自行车固定在停车架上并竖立起来，再一次启动电动机31，将燕尾外滑槽42和带自行车的停车架运送到上极限位置，推动棘轮杆512使该停车架旋转至下一个位置；此时，燕尾内滑槽41上滑动锁定装置 43的锁定销433下端楔块结构4331与螺母33上的楔形块结构331分离，在滑动锁定装置43的弹簧432的作用下，锁定销433向外伸出插入燕尾外滑槽42的内孔，防止燕尾外滑槽42及其停车架向下滑动，完成上层自行车的停放。

当使用者需要取出停放在上层的自行车时，启动螺旋升降装置的电动机31，将螺母33(升降平台)运送到上极限位置，手动推动棘轮杆512，使上层的六个停车架按60度步进角旋转，将停放自行车的停车架旋转到升降平台上方，再次启动电动机31，使燕尾外滑槽42和停车架随螺母33一起向下运动到下极限位置，最后再按照与提取下层自行车完全一样的步骤将停车架上的自行车取出，取出自行车后，完成上层自行车的提取。后续，将空着的停车架竖立并锁定，再一次启动电动机31，将燕尾外滑槽42和空着的停车架运送到上极限位置，推动棘轮杆 512使该空停车架旋转至下一个位置，将空停车架收回到上层。

Claims (3)

1.一种树状双层自行车停放装置，其特征在于：包括停车架、升降装置、旋转装置；其中，停车架包括固定夹具和竖立机构；升降装置包括螺旋传动机构和燕尾槽滑动机构；旋转装置包括旋转机构和支撑机构；

所述的固定夹具包括停车槽(11)、后轮挡板(12)、挡板固定锁(13)和前轮固定锁(14)；停车槽(11)的平直处设有前后两圆弧形的凹形沉槽，用于限位自行车的前后轮，平直处的前端为竖直的沟槽；后轮挡板(12)与停车槽(11)平直处后端的销轴配合；挡板固定锁(13)由两部分组成，一部分固连在后轮挡板上，另一部分固连在停车槽侧面，用于锁定后轮挡板的旋转；前轮固定锁(14)包括空心环形导向锁架、圆环形锁轴、旋钮，锁架固连在停车槽(11)的竖直沟槽处，空心环形导向锁架与圆环形锁轴配合，拨动旋钮使圆环形锁轴伸出和缩回；

所述的竖立机构，包括竖立凹板(21)、与固定夹具一体的可倾斜凹板(22)、旋转把手(23)、旋转支撑杆(24)、旋转销轴(25)和上下移动销轴(26)；竖立凹板(21)的上半部分两侧开设含竖直滑槽，可倾斜凹板(22)的一端两侧设置上下移动销轴(26)，沿竖直滑槽上下滑动，可倾斜凹板(22)的中部位置设置轴孔，配合旋转支撑杆(24)一端的旋转销轴(25)转动，旋转支撑杆(24)的另一端与竖立凹板(21)底部铰接；旋转把手(23)设置于旋转支撑杆(24)侧面用于拖动旋转支撑杆带动可倾斜凹板沿竖直滑槽滑动；

竖立凹板的竖直滑槽的下部侧面设置可伸缩弹簧定位销(27)，可伸缩弹簧定位销(27)包括固定支架(271)、空心圆柱筒(272)、弹簧A(273)、定位销杆(274)；固定支架(271)焊接在竖立凹板(21)侧面中部位置，同时空心圆柱筒(272)焊接在固定支架上，弹簧(273)一端固定在空心圆柱筒(272)中部，另一端固定与销杆(274)固定；定位销杆(274)顶端呈楔形，初始状态下，定位销杆(274)在弹簧力作用下伸出圆柱筒，在力的作用下销杆(274)缩回到圆柱筒内；

所述的螺旋传动装置包括旋转电动机(31)、螺杆(32)、螺母(33)、联轴器(34)、角接触滚子轴承(35)，各零部件均呈竖立安装状态，且位置同轴心；所述的旋转电动机，安装在地面以下，电机轴朝上；所述的螺杆(32)由上至下依次设有限位段、螺纹段、轴肩段、轴承配合段和连接段；所述的螺母(33)与螺杆螺纹段配合，其上设有升降平台和梯形楔块(331)；所述的角接触滚子轴承(35)与螺杆(32)的轴承配合段配合，并安装在下箱体的轴承支座(36)上；所述的联轴器(34)，一端连接电机轴，一端连接螺杆的连接段；该螺旋传动装置通过电机的旋转带动螺母的上下移动，实现升降的功能；

所述的燕尾槽滑动装置包括燕尾内滑槽(41)、燕尾外滑槽(42)、滑动锁定装置(43)；所述的燕尾内滑槽的顶端具有限位挡板式结构，其侧面设有矩形板，用于与转盘(53)连接；所述的燕尾外滑槽(42)，其上端具有凸出的限位块结构，保证每次滑动的最大距离，下端侧面开设有两圆柱形深孔，锁定销圆柱杆插入其中，从而防止外滑槽在自重的作用下向下滑动；

所述的滑动锁定装置(43)，包括圆柱筒(431)、弹簧B(432)、锁定销(433)；所述的圆柱筒(431)通过螺钉固连在燕尾内滑槽下端；所述的弹簧B(432)一端固连在圆柱筒431内，另一端与锁定销(433)固定连接；所述的锁定销(433)自由端为对称设置的两圆柱杆结构，锁定销(433)自由端在弹簧力作用下自动向外伸出，插入燕尾外滑槽的内孔实现锁定功能，锁定销(433)的另一端为楔形块(4331)，当该楔形块与螺母上的梯形楔块(331)发生挤压时，楔形块受挤压力作用，克服弹簧力而向后移动，拉动锁定销(433)自由端伸出燕尾外滑槽内孔，从而解除滑槽的滑动锁定功能，使其上下滑动；

所述的旋转机构包括棘轮传动机构(51)、空心转轴(52)、转盘(53)、长轴套(56)、短轴套(57)、棘轮挡片(58)、短轴套挡圈(59)；

所述的棘轮传动机构(51)包括棘轮(511)、棘杆(512)、棘爪(513)；棘轮(511)含有12个棘齿，内部设有内花键槽；棘杆(512)一端为圆柱孔，作为棘杆的转动副，中部设置有竖立轴，作为棘爪的转动副，另外还设置有一对弹簧，用于压缩棘爪使棘爪与棘轮紧密接触；所述的棘爪(513)一端与棘杆(512)的竖立轴同心配合，另一端与棘轮齿啮合，传递推动力；

所述的空心转轴(52)呈阶梯状，小径轴段设有外花键结构，与棘轮的内花键配合，通过螺钉将棘轮挡片(58)固定在轴端部，防止棘轮(511)向下窜动；转盘(53)上设置有矩形凹槽停车位，相对轴心呈中心对称分布，用于燕尾内滑槽(41)的定位和固连，转盘为上层自行车停放的支撑板；空心转轴(52)大径端与转盘(53)通过螺栓组固连以实现同步转动；所述的长轴套(56)、短轴套(57)和短轴套挡圈(59)用于深沟球轴承(55)在转轴上的轴向定位和支撑；

支撑机构包括下箱体(61)、上箱体(62)、一个推力滚子轴承(54)、两个深沟球轴承(55)、轴承端盖(63)；下箱体(61)底部具有中心对称分布的停车位，用于底层停车架的定位和固定，底部还具有用于安放螺旋传动装置中角接触滚子轴承(35)的轴承支座(611)结构，起到螺旋传动装置的支撑作用，底部还设置有两个竖直的圆柱形导杆(612)，用于螺母(33)上下移动的导向；顶部中心设有一圆柱轴，与棘轮杆(512)的圆柱孔同心配合，构成棘轮杆旋转的转动副；所述的上箱体(62)，上端设置有安装推力轴承(54)的轴承支座结构，中端设置有用于安装深沟球轴承(55)的箱体内孔结构，底部设有用于连接轴承端盖(63)的螺纹孔，底端还开设有70度的缺口槽，用于棘轮杆(512)的伸出和设定旋转机构的每次间歇运动的角度；推力轴承(54)和深沟球轴承(55)安装在上箱体的对应位置，起到空心转轴和转盘的支撑作用；所述的轴承端盖(63)通过螺钉连接在上箱体(62)上，对深沟球轴承(55)进行轴向定位；所述的上箱体与下箱体，利用上箱体(61)设置的销轴插入下箱体(62)设置的销孔实现定位，通过螺栓固定连接在一起；通过膨胀型锚固连接将下箱体(61)固定在地面上。

2.根据权利要求1所述的一种树状双层自行车停放装置，其特征在于：还包括防雨遮阳装置，该防雨遮阳装置包括Z字形连杆(71)、支撑圆盘(72)、防雨遮阳伞(73)；所述的支撑圆盘(72)侧面开设有中心对称分布的矩形槽口，为防雨遮阳伞的安装载体；Z字形连杆，端具有螺钉孔，通过螺钉与燕尾槽内滑槽(41)固定连接，另外端插入支撑圆盘槽口内，与支撑圆盘(72)固定连接；所述的防雨遮阳伞(73)通过螺钉固定在支撑圆盘(72)上，实现整个装置的防雨遮阳功能，在上层停车架的旋转过程中，所述的防雨遮阳装置跟随停车架同步旋转。

3.根据权利要求2所述的一种树状双层自行车停放装置，其特征在于：在防雨遮阳伞的伞面上设置太阳能电池板收集电能，供手机充电。