CN113530328A - 一种适用于智能停车收费管理的车位锁及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于智能停车收费管理的车位锁及其控制方法，属于智能停车技术领域。车位锁包括埋设于地面的安装主体、用于驱动升降结构的驱动机构、用于锁定和解锁车辆的升降机构、电机、用于检测车辆在位情况的车辆传感器、用于检测电机电流变化的电机电流传感器、用于与云服务器通信的无线通信模块，车辆传感器、电机电流传感器和无线通信模块均与车位锁控制器信号连接，将本发明安装在车位上，可与地感、地磁、AI、第三方支付、自助收费终端配合，实现路面停车位无人值守自助服务管理，有效减少乱停、强行停车、不缴费等现象，同时节约人工成本，实现对路面停车位及停车场的高效管理。

Description

一种适用于智能停车收费管理的车位锁及其控制方法

技术领域

本申请涉及一种车位锁及其控制方法，具体涉及一种适用于智能停车收费管理的车位锁及其控制方法。

背景技术

目前，中国私家车保有量逐年上升，城市交通压力不断增大，而目前我国城市交通服务基础建设尚不完善，大型的公共停车区已经满足不了人们的停车需求，而路边街头的一些小型空地却长期处于无人管辖的状态，不仅造成了资源的浪费，另一方面，由于这些地方的乱停车现象，甚至出现私自放置车位锁长期占用公共区域的现象，给城市交通管理带来一定的困难。如何实现对这些零散区域的统一管理，合理利用车位资源，一定程度上缓解了城市停车难问题，同时对于城市交通管理也有一定的益处。

现有技术中，也存在一些电动车位锁的设计，如公开号为CN103470089A，公开日为2013年12月25日，名称为一种闭环控制的遥控车位锁的中国发明专利，其技术方案为：一种闭环控制的遥控车位锁，包括安装座（1）；所述安装座（1）上设置有控制装置（10）、电机（2）、丝杠（3）和底杆（6），其中所述控制装置（8）上配置有可拆卸的蓄电池（8），丝杠（3）的两端分别设置有丝母位置传感器a和丝母位置传感器b，所述丝杠（3）的外周面上还套设有有丝帽（7），其随着丝杠（3）的正反转动而在丝杠（3）上作往复运动；所述底杆（6）的上端两侧分别安装有无线信号接收模块（15）和车辆离开传感器模块（16）；所述遥控车位锁还包括支撑杆（4），其一端与丝帽（7）卡合连接，另一端与可动面板（5）铰接连接。

上述专利主要存在以下问题：首先，该遥控车位锁所适用的场景是私家车位的锁定，主要用于防止他人占用自己的车位，无法适用于路面车位的无人自动停车收费管理。其次，该车位锁通过丝母位置传感器a和丝母位置传感器b来判断可动面板是否起升或下降到位，然而，由于汽车的型号不同，其底盘高度也是有差异的，通过前述方式，可动面板的起升高度是固定的，无法防止一些底盘较高的车体占用车位，易造成车主的利益损失。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的车位锁无法适用于路面停车收费管理的问题，提出了一种适用于智能停车收费管理的车位锁及其控制方法，该车位锁及其控制方法可以与地感、地磁、AI、第三方支付、自助收费终端配合，实现路面停车位无人值守自助服务管理。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种适用于智能停车收费管理的车位锁，包括：

安装主体，所述安装主体埋设于地面以下；

驱动机构，用于驱动升降机构的上升和下降；

升降机构，用于在车辆到位时上升锁定车辆，车辆离位时下降解锁；所述升降机构包括可动翻盖和传动件，可动翻盖的一侧转动连接在安装主体上，传动件设置在可动翻盖和驱动机构之间用于传递动力；

电机，用于为驱动机构提供动力；

车辆传感器，用于检测车辆的在位情况并将检测信号传递给车位锁控制器；

电机电流传感器，用于在升降机构上升至接触车辆底盘时感应电机的电流变化并将信号反馈至车位锁控制器；

无线通信模块，用于车位锁控制器与云服务器之间建立通信连接；

车位锁控制器，用于根据云服务器的指令控制电机的正反转；

所述车辆传感器、电机电流传感器、无线通信模块和电机均与车位锁控制器电性连接。

进一步的，可动翻盖与安装主体盖合后形成一个相对封闭的空间，可动翻盖下降至最低点时其上表面与地面齐平。

进一步的，所述驱动机构包括与电机输出端相连的梯形螺杆，梯形螺杆的两端转动连接在轴承座上，梯形螺杆上连接有滑块，滑块和可动翻盖上均设置有铰座，传动件两端分别转动连接在两个铰座上。

进一步的，所述驱动机构共设置有两组，两组驱动机构对称分布在电机两侧，且两个驱动机构中的梯形螺杆平行布置，电机的输出端同轴连接有主动链轮，两个梯形螺杆的一端同轴连接有从动链轮，所述主动链轮与两个从轮链轮通过链条实现链传动。

进一步的，所述可动翻盖的自由端与车辆底盘接触的位置设置有防撞部件。

进一步的，所述防撞部件为橡胶软垫。

进一步的，车位锁锁定步骤包括：

车辆传感器检测到车位上有车辆停靠，并将检测信号发送给车位锁控制器；

车位锁控制器将车辆到位信息通过无线通信模块发送至云服务器，云服务器下发锁定命令至车位锁控制器；

车位锁控制器接收锁定命令后控制电机正转，电机旋转带动梯形螺杆同步旋转，梯形螺杆上的滑块开始沿梯形螺杆做直线运动；传动件跟随滑块做直线运动的同时带动可动翻盖绕安装主体匀速上升；

可动翻盖上升至碰触到汽车底盘时，电机电流传感器检测到电机电流变化信号并发送给车位锁控制器，车位锁控制器随机控制电机反转，使可动翻盖下降1-2cm后保持不动；

进一步的，车位锁解锁步骤包括：

车主使用手机扫描安装主体外表面的二维码，进入与云服务器绑定的订单生成页面，通过智能结账方式支付当前停车费；

云服务器在收到车主支付成功后，下发解锁命令至车位锁控制器；

车位锁控制器接收解锁命令后控制电机反转，电机旋转带动梯形螺杆同步旋转，梯形螺杆上的滑块开始沿梯形螺杆做反向直线运动；传动件跟随滑块做直线运动的同时带动可动翻盖绕安装主体匀速下降，当滑块运动至梯形螺杆的尽头时，电机电流传感器检测到电机电流变化信号并发送给车位锁控制器，车位锁控制器随即控制电机停止转动，此时可动翻盖下降至与地面齐平。

进一步的，在车位锁锁定之前，判断当前车位上的车辆停靠时间是否超过预设的免费停车时长，若是，服务器发送开锁命令给车位锁控制器控制车位锁的升降机构上升；若否，车位锁不动作；

进一步的，在车位锁解锁之后，判断车辆是否在预设的规定时间内立场，是则车位锁不动作；否则进入车位锁锁定步骤，可动翻盖重新升起，订单继续计费，用户之前的缴费金额作为预支金额，在最终结算时扣除。

本发明的有益效果：

1、本发明所述的车位锁是一种自助停车管理设备，主要应用于路面泊车及停车场泊车位管理，将该设备安装在车位上，并与地感、地磁、AI、第三方支付、自助收费终端配合，可实现路面停车位无人值守自助服务管理，有效减少乱停、强行停车、不缴费等现象，同时节约人工成本，实现对路面停车位及停车场的高效管理；

2、本发明所述的车位锁是一种嵌入式停车锁，安装时嵌入地面，不会阻碍路面的正常通行，相对于路面式车位锁，嵌入式更加安全、美观、便捷，在没有车辆入场的时候不会对路面造成占用；

3、本发明在电机两侧对称设置有两组传动机构，一个电机控制两个传动机构同时等速同步运行，这两组传动机构通过两个传动件与可动翻盖连接，增加了可动翻盖的稳定性和支承性能；

4、本发明通过电机电流传感器监测可动翻盖碰触到车辆底部时，电机的电流变化，使车位锁控制器使可动翻盖回退一段距离，防止将车辆底盘刮花，保护用户的权益不受损失；

5、本发明在可动翻盖顶端与车辆底盘接触的位置处设置有防撞块，防止刮花车辆底盘，减少使用过程中的纠纷；

6、本发明中，车位锁控制器安装后全用环氧树脂灌胶密封，蓄电池安装在电池盒内，电池盒采用注塑件制作并用超声波焊接完成，能达IP67防水等级，其它机构不受进水影响。

附图说明

图1为本发明车位锁的侧视图；

图2为本发明车位锁的安装主体内部结构示意图；

图3为本发明车位锁应用时的逻辑交互图；

图4为本发明的应用流程图；

其中，

1、安装壳体，2、车位锁控制器，4、蓄电池，5、可动翻盖，6、铰链，7、梯形螺杆，8、轴承座，9、滑块，10、电机，11、传动件，12、主动链轮，13、从动链轮，14、链条，15、防撞块，16、铰座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例为最基本的实施方式。

本实施例提供了一种适用于智能停车收费管理的车位锁，该车位锁可以与智能停车收费管理系统相结合，实现无人值守的自动停车收费。

车位锁包括安装主体1、驱动机构、升降机构、电机10、车辆传感器、电机电流传感器、无线通信模块、车位锁控制器2。

安装主体1呈规则的长方体形，安装壳体上设有可动翻盖5，可动翻盖5的一侧通过铰链6与安装壳体的一个侧边铰接。安装时，安装主体1埋设于地面以下，可动翻盖5与安装主体1盖合后可形成一个相对封闭的空间，可动翻盖5下降至最低点时，其上表面与地面齐平。

在安装主体1的外表面或附近设置有二维码，车主扫描所述二维码可进入与云服务器绑定的订单生成页面，完成订单支付。

驱动机构用于驱动升降机构的上升和下降。

升降机构用于在车辆到位时上升锁定车辆，车辆离位时下降解锁。升降机构包括可动翻盖5和传动件11，可动翻盖5的一侧转动连接在安装主体1上，传动件11设置在可动翻盖5和驱动机构之间用于传递动力。

电机10用于为驱动机构提供动力。优选的，电机10采用直流有刷电机10。

车辆传感器用于检测车辆的在位情况并将检测信号传递给车位锁控制器2。优选的，车辆传感器为NB-IoT双模地磁传感器或超声波传感器。

电机电流传感器安装在直流有刷电机10上，用于在升降机构上升至接触车辆底盘和下降至最低点时感应电机10的电流变化并将信号反馈至车位锁控制器2。其工作原理为：当可动翻盖5碰触到汽车底盘的时候，电机电流传感器会检测到电机10电流突然增大，此时车位锁控制器2控制电机10反转3秒，使可动翻盖5降低到离汽车底盘2CM的高度。当可动翻盖5下降到底时，电机电流传感器会检测到电机10电流突然增大，此时车位锁控制器2控制电机10停转。

无线通信模块用于车位锁控制器2与云服务器之间建立通信连接。优选的，无线通信模块为蓝牙模块或4G网络传输模块。

车位锁控制器2用于根据云服务器的指令控制电机10的正反转。

车辆传感器、电机电流传感器、无线通信模块和电机10均与车位锁控制器2电性连接。

安装主体1内还设有蓄电池4，蓄电池4用于电机10和车位锁控制器2的供电。车位锁控制器2安装后全用环氧树脂灌胶密封，蓄电池4安装在电池盒内，电池盒采用注塑件制作并用超声波焊接完成，能达IP67防水等级，其它机构不受进水影响。

本实施例的工作原理为：

车辆入场时，车辆传感器检测车辆的到位状态，并以开关信号传递给车位锁控制器2，车位锁控制器2通过无线通信模块发送车辆的入场信息至服务器，并由服务器开始计时，当免费停车时间到后，服务器向车位锁下发关锁命令，车位锁控制器2控制车位锁的升降机构上升将车辆锁定；

车辆出场时，车主通过扫描安装主体1外表面的二维码进入与云服务器绑定的订单生成页面，车主支付完成后，云服务器向车位锁控制器2发送解锁命令，车位锁控制器2控制车位锁的升降机构下降至与地面齐平。车主需在规定时间内立场，否则车位锁重新起升可动翻盖5并开始计费。

实施例2

本实施例公开了一种适用于智能停车收费管理的车位锁，在实施例1的基础上，进一步的，驱动机构包括梯形螺杆7、设置在梯形螺杆7两端的轴承座8以及连接在梯形螺杆7上的滑块9。梯形螺杆7两端的光杆部分转动连接在轴承座8上，其中一端与电机10输出端连接，由电机10输出轴旋转带动梯形螺杆7旋转。在滑块9与可动翻盖5之间设置有传动件11，滑块9与可动翻盖5上均设置有铰座16，如图1所示，传动件11两端分别铰接在两个铰座16上。

电机10驱动梯形螺杆7旋转带动滑块9在梯形螺杆7上做直线往复运动，滑块9带动与之连接的传动件11运动，从而带动可动翻盖5绕安装主体1的一侧转动上升或转动下降，实现车位的锁定和解锁。

实施例3

本实施例公开了一种适用于智能停车收费管理的车位锁，在实施例2的基础上，进一步的，如图2所示，电机10位于安装主体1的中部，在电机10的两侧对称设置有两个驱动机构。两个驱动机构均包括梯形螺杆7、设置在梯形螺杆7两端的轴承座8以及连接在梯形螺杆7上的滑块9，两个梯形螺杆7平行设置在电机10两侧。可动翻盖5和两个驱动机构分别通过两个传动件11连接，连接方式同实施例2。

在电机10的输出轴端同轴连接有一个主动链轮12，两个梯形螺杆7的同一端同轴固定连接有从动链轮13，两个从动链轮13均通过链条14与主动链轮12连接实现链传动。电机10转动带动两个梯形螺杆7同步转动，从而带动两个梯形螺杆7上的滑块9做同步直线运动，进而带动可动翻盖5绕安装主体1的一侧边转动上升或转动下降，实现车位的锁定和解锁。

在电机10两侧对称设置有两组驱动机构，由一个电机10控制两个驱动机构同时等速同步运行，增加了可动翻盖5的稳定性和支承性能。

进一步的，如图1所示，为了防止可动翻盖5刮花车底部，所述可动翻盖5顶端与车辆底部接触的位置处设置有防撞部件15，优选的，所述防撞垫为橡胶软垫。

实施例4

本实施例公开了一种适用于智能停车收费管理的车位锁的控制方法，步骤如下：

① 当车辆入场时

车辆传感器检测到车位上有车辆停靠，并将检测信号发送给车位锁控制器2；

车位锁控制器2将车辆到位信息通过无线通信模块发送至云服务器，云服务器开始计时，判断当前车位上的车辆停靠时间是否超过预设的免费停车时长，若是，云服务器发送开锁命令给车位锁控制器2控制车位锁的升降机构上升；若否，车位锁不动作。

车位锁控制器2接收锁定命令后控制电机10正转，电机10旋转带动梯形螺杆7同步旋转，梯形螺杆7上的滑块9开始沿梯形螺杆7做直线运动；传动件11跟随滑块9做直线运动的同时带动可动翻盖5绕安装主体1匀速上升；

可动翻盖5上升至碰触到汽车底盘时，电机电流传感器检测到电机10电流变化信号并发送给车位锁控制器2，车位锁控制器2随机控制电机10反转，使可动翻盖5下降1-2cm后保持不动。

② 车辆出场时

车主使用手机扫描安装主体1外表面的二维码，进入与云服务器绑定的订单生成页面，通过智能结账方式支付当前停车费；

云服务器在收到车主支付成功后，下发解锁命令至车位锁控制器2；

车位锁控制器2接收解锁命令后控制电机10反转，电机10旋转带动梯形螺杆7同步旋转，梯形螺杆7上的滑块9开始沿梯形螺杆7做反向直线运动；传动件11跟随滑块9做直线运动的同时带动可动翻盖5绕安装主体1匀速下降，当滑块9运动至梯形螺杆7的尽头时，电机电流传感器检测到电机10电流变化信号并发送给车位锁控制器2，车位锁控制器2随即控制电机10停止转动，此时可动翻盖5下降至与地面齐平。

在车位锁解锁之后，云服务器通过车辆传感器的检测信号判断车辆是否在预设的规定时间内立场，是则车位锁不动作；否则进入①中的车位锁锁定步骤，可动翻盖5重新升起，订单继续计费，用户之前的缴费金额作为预支金额，在最终结算时扣除。

本发明通过上述的车位锁及其控制方法，对路面泊车及停车场泊车位进行管理，并通过智能化控制与电子支付相结合的方式，有效减少乱停、强行停车、不缴费等现象，同时节约人工成本，实现对路边停车位及停车场的高效管理。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于智能停车收费管理的车位锁，其特征在于，包括：

安装主体（1），所述安装主体（1）埋设于地面以下；

驱动机构，用于驱动升降机构的上升和下降；

升降机构，用于在车辆到位时上升锁定车辆，车辆离位时下降解锁；所述升降机构包括可动翻盖（5）和传动件（11），可动翻盖（5）的一侧转动连接在安装主体（1）上，传动件（11）设置在可动翻盖（5）和驱动机构之间用于传递动力；

电机（10），用于为驱动机构提供动力；

车辆传感器，用于检测车辆的在位情况并将检测信号传递给车位锁控制器（2）；

电机电流传感器，用于在升降机构上升至接触车辆底盘和下降至最低点时感应电机（10）的电流变化，并将信号反馈至车位锁控制器（2）；

无线通信模块，用于车位锁控制器（2）与云服务器之间建立通信连接；

车位锁控制器（2），用于根据云服务器的指令控制电机（10）的正反转；

所述车辆传感器、电机电流传感器、无线通信模块和电机（10）均与车位锁控制器（2）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于智能停车收费管理的车位锁，其特征在于：可动翻盖（5）与安装主体（1）盖合后形成一个相对封闭的空间，可动翻盖（5）下降至最低点时其上表面与地面齐平。

3.根据权利要求2所述的一种适用于智能停车收费管理的车位锁，其特征在于：所述驱动机构包括与电机（10）输出端相连的梯形螺杆（7），梯形螺杆（7）的两端转动连接在轴承座（8）上，梯形螺杆（7）上连接有滑块（9），滑块（9）和可动翻盖（5）上均设置有铰座（16），传动件（11）两端分别转动连接在两个铰座（16）上。

4.根据权利要求3所述的一种适用于智能停车收费管理的车位锁，其特征在于：所述驱动机构共设置有两组，两组驱动机构对称分布在电机（10）两侧，且两个驱动机构中的梯形螺杆（7）平行布置，电机（10）的输出端同轴连接有主动链轮（12），两个梯形螺杆（7）的一端同轴连接有从动链轮（13），所述主动链轮（12）与两个从轮链轮通过链条（14）实现链传动。

5.根据权利要求1所述的一种适用于智能停车收费管理的车位锁，其特征在于：所述可动翻盖（5）的自由端与车辆底盘接触的位置设置有防撞部件（15）。

6.根据权利要求5所述的一种适用于智能停车收费管理系统的车位锁，其特征在于：所述防撞部件（15）为橡胶软垫。

7.一种适用于智能停车收费管理的车位锁的控制方法，其特征在于，车位锁锁定步骤包括：

车辆传感器检测到车位上有车辆停靠，并将检测信号发送给车位锁控制器（2）；

车位锁控制器（2）将车辆到位信息通过无线通信模块发送至云服务器，云服务器下发锁定命令至车位锁控制器（2）；

车位锁控制器（2）接收锁定命令后控制电机（10）正转，电机（10）旋转带动梯形螺杆（7）同步旋转，梯形螺杆（7）上的滑块（9）开始沿梯形螺杆（7）做直线运动；传动件（11）跟随滑块（9）做直线运动的同时带动可动翻盖（5）绕安装主体（1）匀速上升；

可动翻盖（5）上升至碰触到汽车底盘时，电机电流传感器检测到电机（10）电流变化信号并发送给车位锁控制器（2），车位锁控制器（2）随机控制电机（10）反转，使可动翻盖（5）下降1-2cm后保持不动。

8.根据权利要求7所述的一种适用于智能停车收费管理的车位锁的控制方法，其特征在于，车位锁解锁步骤包括：

车主使用手机扫描安装主体（1）外表面的二维码，进入与云服务器绑定的订单生成页面，通过智能结账方式支付当前停车费；

云服务器在收到车主支付成功后，下发解锁命令至车位锁控制器（2）；

车位锁控制器（2）接收解锁命令后控制电机（10）反转，电机（10）旋转带动梯形螺杆（7）同步旋转，梯形螺杆（7）上的滑块（9）开始沿梯形螺杆（7）做反向直线运动；传动件（11）跟随滑块（9）做直线运动的同时带动可动翻盖（5）绕安装主体（1）匀速下降，当滑块（9）运动至梯形螺杆（7）的尽头时，电机电流传感器检测到电机（10）电流变化信号并发送给车位锁控制器（2），车位锁控制器（2）随即控制电机（10）停止转动，此时可动翻盖（5）下降至与地面齐平。

9.根据权利要求8所述的一种适用于智能停车收费管理的车位锁的控制方法，其特征在于，在车位锁锁定之前，判断当前车位上的车辆停靠时间是否超过预设的免费停车时长，若是，服务器发送开锁命令给车位锁控制器（2）控制车位锁的升降机构上升；若否，车位锁不动作。

10.根据权利要求9所述的一种适用于智能停车收费管理的车位锁的控制方法，其特征在于，在车位锁解锁之后，判断车辆是否在预设的规定时间内立场，是则车位锁不动作；否则进入车位锁锁定步骤，可动翻盖（5）重新升起，订单继续计费，用户之前的缴费金额作为预支金额，在最终结算时扣除。

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