CN112554616A - 一种模块化的自行车立体停车柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化的自行车立体停车柜，它涉及交通设施技术领域。双轴心前导轨架与双轴心后导轨架之间安装有电机构架总成和停车轿厢模块；电机外部框架与电机内部框架上均安装有驱动电机，每台驱动电机的前后方向设有输出轴，输出轴上安装有驱动齿轮；停车轿厢模块上下左右四个方向的板框上设有驱动齿条，驱动齿条与驱动齿轮相啮合，停车轿厢模块前后的各四个角上均设有滑块，停车轿厢模块通过滑块滑动设置在导轨框架总成上，停车轿厢模块内部设置有自行车伺服机构。本发明高效利用日益拥挤的城市地面空间，便于多辆自行车的集中存放，方便用户集中取用归还以及共享单车运营单位的集中管理维护，灵活实用，应用前景广阔。

Description

一种模块化的自行车立体停车柜

技术领域

本发明涉及的是交通设施技术领域，具体涉及一种模块化的自行车立体停车柜。

背景技术

自行车是一种节能环保的常用自助交通工具，目前可折叠自行车正在加速普及，由于其折叠后体积小巧，已经进入千家万户，成为人们日常通勤工具。基于常规自行车的共享单车商业应用已十分常见，共享电动车的商业应用也在广泛发展。目前共享单车和共享电单车在实际应用种普遍存在以下四个问题：

(1)热点区域的共享单车密集摆放，侵占交通道路，影响城市面貌；

(2)露天放置的共享单车在雨雪气候下加速磨损老化；

(3)共享单车，特别是共享电动车分散在城市各个角落，导致运营部门去人工收集、充电、保养，这种方式效率低、成本高；

(4)电动自行车在不使用状态下实际无人维护，其内部高容量电池成为城市街头潜在的安全隐患，这也是目前共享电动自行车尚未在一线大城市普及的主要原因。

为了解决上述问题，设计一种新型的模块化的自行车立体停车柜尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种模块化的自行车立体停车柜，结构设计合理，高效利用日益拥挤的城市地面空间，便于多辆自行车的集中存放，方便用户集中取用归还以及共享单车运营单位的集中管理维护，灵活实用，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种模块化的自行车立体停车柜，包括导轨框架总成、电机构架总成和多个停车轿厢模块，导轨框架总成由双轴心前导轨架和双轴心后导轨架组成，双轴心前导轨架与双轴心后导轨架之间安装有电机构架总成和停车轿厢模块；所述的电机构架总成包括有电机外部框架、电机内部框架、驱动电机、输出轴和驱动齿轮，电机外部框架与电机内部框架上均安装有多台驱动电机，每台驱动电机的前后两个方向都设置有输出轴，每个输出轴上均安装有驱动齿轮；所述的停车轿厢模块包括有上下左右四个方向的板框，每个板框上均设置有驱动齿条，驱动齿条与驱动齿轮的位置相对应，驱动齿条与驱动齿轮相啮合，停车轿厢模块前后的各四个角上均设置有滑块，停车轿厢模块通过滑块滑动设置在导轨框架总成上，停车轿厢模块内部设置有自行车伺服机构；所述的双轴心前导轨架上安装有前面板，所述的前面板的上部设置有屏幕，前面板的下部一侧设置有取还车窗口。

作为优选，所述的双轴心前导轨架、双轴心后导轨架对称分布在电机构架总成的前后两侧，双轴心前导轨架、双轴心后导轨架上设置有支持停车轿厢模块横向移动和纵向移动的导轨槽，用于约束停车轿厢模块上滑块的运动轨迹。

作为优选，所述的驱动电机的分布位置与所述停车轿厢模块在导轨框架总成上的排布位置对应，驱动电机的输出轴上设置的驱动齿轮与停车轿厢模块外壁的驱动齿条啮合，通过多个驱动电机分布式联合传动，使得相应位置的停车轿厢模块外壁的驱动齿条被驱动，实现对停车轿厢模块的传送。

作为优选，所述的驱动电机采用步进电机，通过步进电机精确控制驱动齿条的位移量；步进电机可替换为非步进电机，同时在停车轿厢上设置接触传感器，接触传感器接入系统主控单元，非步进电机与接触传感器相配合，停车轿厢到达后触发接触传感器，通知主控单元停止驱动电机的转动。

作为优选，所述的停车轿厢模块内部设置有容纳多辆自行车的停车位，所述的自行车伺服机构的数量与轿厢容纳自行车数量相对应，通过自行车伺服机构完成夹持固定、自行车状态自检测、电池充电功能。

作为优选，所述的取还车窗口位于前面板的右下方，用户通过取还车窗口实现自行车的取用与归还，取还车窗口的位置大小与最下排右边的停车轿厢模块对应，取还车窗口的开合方式为全部打开，把整个停车轿厢模块的全部自行车都展现在用户面前；取还车窗口也可以设计为开合特定的槽位，只把特定的某一辆自行车都展现在用户面前。

作为优选，所述的停车轿厢模块的排布方式为三排两列，电机外部框架与电机内部框架构成的回字形通道共容纳六个停车轿厢位，分别为第一停车轿厢位、第二停车轿厢位、第三停车轿厢位、第四停车轿厢位、第五停车轿厢位、第六停车轿厢位，实际使用中空缺一个空位，该回字形通道共设有五个停车轿厢模块，停车轿厢模块的运送方式为依次顺时针移动，或依次逆时针移动；电机外部框架与电机内部框架上共固定有十四个驱动电机，其中电机外部框架上固定有第一电机-第十电机，电机内部框架上固定有第十一电机-第十四电机。

作为优选，所述的停车轿厢模块的排布方式为四排两列，电机外部框架与电机内部框架构成的回字形通道共容纳八个停车轿厢位，该回字形通道共设有七个停车轿厢模块。

作为优选，所述的停车轿厢模块的排布方式为三排三列，电机外部框架与电机内部框架构成的回字形通道共容纳八个停车轿厢位，该回字形通道共设有七个停车轿厢模块。

本发明的有益效果：本装置用于多辆自行车的集中存放，能高效利用日益拥挤的城市地面空间，方便用户集中取用归还以及共享单车运营单位的集中管理维护，同时该停车柜采用模块化设计结构，其整体体积与容纳数量可以依据应用现场的具体情况灵活调整，灵活性好，应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明导轨框架总成与电机构架总成的安装示意图；

图3为本发明停车轿厢模块的结构示意图；

图4为本发明前面板的安装示意图；

图5为本发明停车轿厢模块的运送方式示意图；

图6为本发明停车轿厢模块横向运送及双轴心导轨的结构示意图；

图7为本发明停车轿厢模块竖向运送的结构示意图；

图8为本发明停车轿厢模块采用四排两列的排布结构示意图；

图9为本发明停车轿厢模块采用三排三列的排布结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-9，本具体实施方式采用以下技术方案：一种模块化的自行车立体停车柜，包括导轨框架总成1、电机构架总成2和多个停车轿厢模块3，导轨框架总成1由双轴心前导轨架101和双轴心后导轨架102组成，双轴心前导轨架101与双轴心后导轨架102之间安装有电机构架总成2和停车轿厢模块3，停车轿厢模块3由电机构架总成2驱动运送，其运送轨迹由导轨框架总成1限定。所述的电机构架总成2包括有电机外部框架201、电机内部框架202、驱动电机203、输出轴204和驱动齿轮205，电机外部框架201与电机内部框架202上均安装有多台驱动电机203，每台驱动电机203的前后两个方向都设置有输出轴204，每个输出轴204上均安装有驱动齿轮205；所述的停车轿厢模块3包括有上下左右四个方向的板框301，每个板框301上均设置有驱动齿条302，驱动齿条302与驱动齿轮205的位置相对应，驱动齿条302与驱动齿轮205相啮合，停车轿厢模块3前后的各四个角上均设置有滑块303，停车轿厢模块3通过滑块303滑动设置在导轨框架总成1上，滑块303使得停车轿厢模块3可以在所述导轨框架总成1规定的轨迹上运动，停车轿厢模块3内部设置有自行车伺服机构304；所述的双轴心前导轨架101上安装有前面板4，所述的前面板4的上部设置有屏幕401，前面板4的下部一侧设置有取还车窗口402。

本具体实施方式在停车轿厢模块3上设置有滑块303，滑块303运动范围由导轨限定，使停车轿厢模块3只能在导轨框架形状约束的行程内移动；停车轿厢模块3外壁上下左右四方设置有驱动齿条302，电机构架总成2上设置有多部驱动电机203，电机的输出轴204上有驱动齿轮205，驱动齿轮205与停车轿厢外壁驱动齿条302接触，通过部分电机组合驱动齿轮，带动停车轿厢外壁的驱动齿条302移动，使停车轿厢模块3沿导轨架运动，运送轿厢内的自行车至相应位置供用户取用。

值得注意的是，所述的双轴心前导轨架101、双轴心后导轨架102对称分布在电机构架总成2的前后两侧，双轴心前导轨架101、双轴心后导轨架102上设置有支持停车轿厢模块3移动的导轨槽，前后两个双轴心导轨架用于约束停车轿厢模块3上滑块303的运动轨迹，导轨框架的形状设置使得多个停车轿厢模块3同时紧密容纳于导轨框架总成1上，并且导轨框架总成1方便在横向移动与竖向移动之间切换，支持停车轿厢模块3的横向移动和纵向移动。

值得注意的是，所述的驱动电机203的分布位置与所述停车轿厢模块3在导轨框架总成1上的排布位置对应，驱动电机203的输出轴204上设置的驱动齿轮205与停车轿厢模块3外壁的驱动齿条302啮合，驱动电机203驱动齿轮，使驱动齿条302移动以带动停车轿厢；通过多个驱动电机203分布式联合传动，使得相应位置的停车轿厢模块3外壁的驱动齿条302被驱动，实现对停车轿厢模块3的传送。

所述的驱动电机203采用步进电机，通过步进电机精确控制驱动齿条302的位移量；驱动电机203也可采用非步进电机，该方式需要在停车轿厢上的每个位置设置接触传感器，将接触传感器接入系统主控单元，非步进电机与接触传感器相配合，停车轿厢到达后触发接触传感器，通知主控单元停止驱动电机203的转动。

此外，所述的停车轿厢模块3内部设置有容纳多辆自行车的停车位305，所述的自行车伺服机构304的数量与轿厢容纳自行车数量相对应，自行车伺服机构304的功能具体实现与自行车或折叠自行车联合设计，通过自行车伺服机构304完成停车轿厢模块内自行车或折叠自行车的夹持锁定、自行车状态自检测、电池充电等功能。同时，需要注意的是，本装置停车轿厢内部不依赖于所停放的是折叠自行车还是非折叠的自行车，对于折叠自行车，本具体实施方式也不受限于折叠自行车的折叠方式。

本具体实施方式停车轿厢模块3的排布方式组合多样，可根据实际使用需求设置，停车轿厢容纳多辆自行车，自行车数量在具体实施时酌情调整，本具体实施方式以每个停车轿厢模块3容纳四辆自行车为例，譬如停车轿厢模块3采用三排两列的排布方式(图1)，总容量为20辆自行车，电机外部框架201与电机内部框架202构成的回字形通道共容纳六个停车轿厢位，该回字形通道共设有五个停车轿厢模块3；停车轿厢模块3也可采用四排两列的排布方式(图8)，总容量为28辆，电机外部框架201与电机内部框架202构成的回字形通道共容纳八个停车轿厢位，该回字形通道共设有七个停车轿厢模块3；停车轿厢模块3还可采用三排三列的排布方式(图9)，总容量也为28辆，电机外部框架201与电机内部框架202构成的回字形通道共容纳八个停车轿厢位，该回字形通道共设有七个停车轿厢模块3；上述三种为最基本的排布结构，具体应用时可以根据车辆摆放位置及城市管理需求采取基于这三种形式的排列组合，或其它形式，同时在实际应用中应用依据具体采用的电机种类与功率，适当变化或简化驱动电机203的排布结构。

具体地，针对三排两列的停车轿厢模块排布结构，其电机外部框架201与电机内部框架202构成的回字形通道共容纳六个停车轿厢位，分别为第一停车轿厢位P1、第二停车轿厢位P2、第三停车轿厢位P3、第四停车轿厢位P4、第五停车轿厢位P5、第六停车轿厢位P6，实际使用中空缺一个空位，使得停车轿厢模块3在回字形通道内自如移动，该回字形通道共设有五个停车轿厢模块3，其运送方式为依次顺时针移动，或依次逆时针移动。在电机外部框架201与电机内部框架202上共固定有十四个驱动电机203，其中电机外部框架201上固定有第一电机M1-第十电机M10，电机内部框架202上固定有第十一电机M11-第十四电机M14，该停车轿厢模块3在导导轨框架总成1上的移动方式如下：

(1)以横向移动为例：由第一停车轿厢位P1移动到第二停车轿厢位P2，起始状态时停车轿厢模块3与第十电机M10、第二电机M2接触，第二电机M2启动，带动驱动齿轮205转动，停车轿厢模块3下方驱动齿条302被驱动，停车轿厢模块3开始向右滑动；同时第十二电机M12、第十三电机M13、第二电机M2启动，停车轿厢模块3开始向右滑动后立即与第十电机M10脱离，与第十二电机M12啮合，然后依次与第十三电机M13、第二电机M2啮合(如图6)，多台电机联合传动，移动停车轿厢模块3到第二停车轿厢位P2，到达第二停车轿厢位P2时，停车轿厢模块3与第一电机M1、第十二电机M12、第十三电机M13脱离接触，与第二电机M2、第三电机M3保持接触。

(2)以转向移动为例：由第三停车轿厢位P3移动到第四停车轿厢位P4，起始状态时停车轿厢模块3与第十三电机M13、第十四电机M14、第四电机M4接触，第四电机M4启动，带动驱动齿轮205转动，停车轿厢右方驱动齿条302被驱动，停车轿厢模块3开始向上滑动；同时第十四电机M14、第五电机M5启动，停车轿厢模块3开始向上滑动后立即与第十三电机M13脱离，与第十四电机M14啮合，然后与第五电机M5啮合(如图7)，多台电机联合传动，移动停车轿厢模块3到第四停车轿厢位P4，到达第四停车轿厢位P4时，停车轿厢与第四电机M4、第十三电机M13、第十四电机M14脱离接触，与第五电机M5、第六电机M6保持接触。

本具体实施方式在前面板4的右下方对应停车轿厢设置有自动开合的取还车窗口402，用户通过取还车窗口402实现自行车的取用与归还，取还车窗口402的位置大小与最下排右边的停车轿厢模块3对应，取还车窗口402的开合方式为全部打开，把整个停车轿厢模块3的全部自行车都展现在用户面前；取还车窗口402也可以设计为开合特定的槽位，只把特定的某一辆自行车都展现在用户面前。

需要注意的是，作为一种优化设计，应该保障柜内自行车尽量均匀分布在每个停车轿厢模块3内，例如，如果柜内总共只有总容量数量一半的自行车数量，则应尽量让每个停车轿厢模块3内的自行车数量都是单个停车轿厢模块总容量的一半，这样处理的有益效果在于：无论对于取车用户还是还车用户，都将减少用户可能需要的内部操作时间，即减少用户的等待时间。另外，无人使用时，所述取还车窗口402对应的停车轿厢模块3的相邻位置，例如正上方，应常保持为空档，这样处理的有益效果在于：如果当前取还车窗口402对应的停车轿厢模块3无法满足用户的取车或还车需求，则该停车轿厢模块3可以立刻上移到该空档，留出位置供其左边的停车轿厢补位。

本具体实施方式采用全新的分布式传动结构，相较于目前已有的自行车立体车库普遍采用的大功率升降机或卷扬机方式，该装置不仅简便易行而且最大化地利用空间，具备新颖性；同时本停车柜采用模块化设计，停车轿厢模块可以跨区域复用，停车柜整体体积与容纳数量可以依据应用现场的具体情况灵活调整，模块化停车轿厢支持多样化的安装形式，非常适合因地制宜地应用到各种不同尺寸结构的城市场景里去，具有实质性特点和显著的进步，具备创造性。该装置能够批量制造与使用，可以用于常规自行车的集中存放，更适合于存放折叠自行车或者折叠电动自行车，尤其适用共享单车行业应用，能高效利用日益拥挤的城市地面空间，方便用户集中取用归还及共享单车运营单位的集中管理维护，实用性强，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，包括导轨框架总成(1)、电机构架总成(2)和多个停车轿厢模块(3)，导轨框架总成(1)由双轴心前导轨架(101)和双轴心后导轨架(102)组成，双轴心前导轨架(101)与双轴心后导轨架(102)之间安装有电机构架总成(2)和停车轿厢模块(3)；所述的电机构架总成(2)包括有电机外部框架(201)、电机内部框架(202)、驱动电机(203)、输出轴(204)和驱动齿轮(205)，电机外部框架(201)与电机内部框架(202)上均安装有多台驱动电机(203)，每台驱动电机(203)的前后两个方向都设置有输出轴(204)，每个输出轴(204)上均安装有驱动齿轮(205)；所述的停车轿厢模块(3)包括有上下左右四个方向的板框(301)，每个板框(301)上均设置有驱动齿条(302)，驱动齿条(302)与驱动齿轮(205)的位置相对应，驱动齿条(302)与驱动齿轮(205)相啮合，停车轿厢模块(3)前后的各四个角上均设置有滑块(303)，停车轿厢模块(3)通过滑块(303)滑动设置在导轨框架总成(1)上，停车轿厢模块(3)内部设置有自行车伺服机构(304)；所述的双轴心前导轨架(101)上安装有前面板(4)，所述的前面板(4)的上部设置有屏幕(401)，前面板(4)的下部一侧设置有取还车窗口(402)。

2.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的双轴心前导轨架(101)、双轴心后导轨架(102)对称分布在电机构架总成(2)的前后两侧，双轴心前导轨架(101)、双轴心后导轨架(102)上设置有支持停车轿厢模块(3)移动的导轨槽，前后两个双轴心导轨架用于约束停车轿厢模块(3)上滑块(303)的运动轨迹，导轨框架的形状设置使得多个停车轿厢模块(3)同时紧密容纳于导轨框架总成(1)上，支持停车轿厢模块(3)的横向移动和纵向移动。

3.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的驱动电机(203)的分布位置与所述停车轿厢模块(3)在导轨框架总成(1)上的排布位置对应，通过多个驱动电机(203)分布式联合传动，使得相应位置的停车轿厢模块(3)外壁的驱动齿条(302)被驱动，实现对停车轿厢模块(3)的传送。

4.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的驱动电机(203)采用步进电机，通过步进电机控制驱动齿条(302)的位移量。

5.根据权利要求4所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的驱动电机(203)可替换为非步进电机，同时在停车轿厢上设置接触传感器，将接触传感器接入系统主控单元，非步进电机与接触传感器相配合，停车轿厢到达后触发接触传感器，通知主控单元停止驱动电机(203)的转动。

6.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的停车轿厢模块(3)内部设置有容纳多辆自行车的停车位(305)，所述的自行车伺服机构(304)的数量与轿厢容纳自行车数量相对应，通过自行车伺服机构(304)完成停车轿厢模块内自行车或折叠自行车的夹持锁定、自行车状态自检测、电池充电功能。

7.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的取还车窗口(402)位于前面板(4)的右下方，用户通过取还车窗口(402)实现自行车的取用与归还，取还车窗口(402)的位置大小与最下排右边的停车轿厢模块(3)对应。

8.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的停车轿厢模块(3)的排布方式为三排两列，电机外部框架(201)与电机内部框架(202)构成的回字形通道共容纳六个停车轿厢位，分别为第一停车轿厢位(P1)、第二停车轿厢位(P2)、第三停车轿厢位(P3)、第四停车轿厢位(P4)、第五停车轿厢位(P5)、第六停车轿厢位(P6)，该回字形通道共设有五个停车轿厢模块(3)，电机外部框架(201)与电机内部框架(202)上共固定有十四个驱动电机(203)，其中电机外部框架(201)上固定有第一电机(M1)-第十电机(M10)，电机内部框架(202)上固定有第十一电机(M11)-第十四电机(M14)。

9.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的停车轿厢模块(3)的排布方式为四排两列，电机外部框架(201)与电机内部框架(202)构成的回字形通道共容纳八个停车轿厢位，该回字形通道共设有七个停车轿厢模块(3)。

10.根据权利要求1所述的一种模块化的自行车立体停车柜，其特征在于，所述的停车轿厢模块(3)的排布方式为三排三列，电机外部框架(201)与电机内部框架(202)构成的回字形通道共容纳八个停车轿厢位，该回字形通道共设有七个停车轿厢模块(3)。

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