CN114248860A - 一种柔性全自动锁车装置及锁车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性全自动锁车装置及锁车系统，包括，壳体，两侧安装有带传感器的支撑架；锁体，包括锁体基座、锁芯、推杆及锁车抓手，当外力抵压推杆时，固定车轮，并实现锁芯与推杆互锁；第一驱动电机，其输出轴与所述锁体基座传动连接；控制器，用于根据传感器发送的电压信号，控制第一驱动电机动作，以使得锁体移动到指定位置。本发明通过传感器可以自动感应进入锁车装置的车辆，并调整锁体位置；通过车辆向锁车装置施加外力，实现自动化锁车。采用了锁车抓手的方案，针对各类非机动车都具有普遍适用性。

Description

一种柔性全自动锁车装置及锁车系统

技术领域

本发明涉及一种柔性全自动锁车装置及锁车系统，属于公共设施技术领域。

背景技术

伴随着技术的改革，经济的发展，环境污染问题也逐渐加重。在推动节能低碳发展，整体优化运输设备，完善慢行服务的号召下，共享单车行业迅猛发展，非机动车数量急剧增加，然而，现有的锁车装置和停车桩通用性较差，大量非机动车乱停乱放，已经影响了人们的正常生活和交通。此外，对于一些骑行爱好者，由于锁车装置的缺乏，车主离开后自行车被盗的案例屡见不鲜，给人们带来不小的经济损失。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种柔性全自动锁车装置及锁车系统，解决现有锁车装置和停车桩无法实现自动锁车及通用性较差的问题。

为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种柔性全自动锁车装置，包括，

壳体，两侧均安装有一支撑架，所述支撑架上安装有传感器；所述两支撑架之间设有固定车轮的间隔；

锁体，包括安装于壳体内的锁体基座、锁芯、推杆及伸出壳体的锁车抓手；所述锁车抓手转动连接锁体基座；所述锁体基座上设有与推杆相配合的推杆槽，所述推杆位于推杆槽内，一端弹性连接锁体基座，另一端连接锁车抓手的固定端；所述推杆槽朝向锁车抓手一端的侧壁向推杆槽两侧倾斜设置，使得外力抵压推杆向推杆槽内滑动时，锁车抓手的夹持端能够转动合拢；所述锁体基座上还设有与锁芯相配合的锁芯槽，所述锁芯位于锁芯槽内，且一端弹性连接锁体基座；所述推杆朝向锁芯的侧面上设有锁车沉孔，所述锁芯能够抵接推杆侧壁或贯穿至锁车沉孔内，以实现锁芯与推杆互锁；

第一驱动电机，安装于壳体内，其输出轴与所述锁体基座传动连接；

控制器，所述第一驱动电机的控制端连接控制器；所述传感器用于检测所述车轮的位置信息，并将所述位置信息转化为电压信号发送至控制器；所述控制器根据所述电压信号，驱动第一驱动电机动作，以控制锁体移动到指定位置。

具体的，首先，当车辆进入锁车装置附近时，传感器检测所述车轮的位置信息，并将位置信息转化为电压信号发送至控制器，控制器控制第一驱动电机动作，以使得锁体上下移动到车轮固定位置处。其次，当车轮进入支撑架并撞击推杆向推杆施加外力时，所述推杆沿推杆槽向内滑动，带动锁车抓手的夹持端转动合拢，固定车轮；最后，当推杆沿推杆槽向内滑动一定距离后，锁芯在第一弹性件的作用力下，贯穿推杆槽与锁车沉孔连接，以实现锁芯与推杆互锁，至此，完成整个锁车操作。

优选的，所述锁体还包括第一弹性件和第二弹性件；所述第一弹性件位于锁芯槽远离推杆的端部，所述第二弹性件位于推杆槽远离锁车抓手的端部；

所述第一弹性件的作用力方向与锁芯的滑动方向平行，第二弹性件的作用力方向与推杆的滑动方向平行。

优选的，所述第一弹性件两端配置有第一弹性件底座，分别连接锁芯和锁体基座内壁；所述第二弹性件两端配置有第二弹性件底座，分别连接推杆和锁体基座内壁。方便第一弹性件或第二弹性件的安装。

优选的，所述锁芯槽上方设有第一盖板，用于固定第一弹性件；所述推杆槽上方设有第二盖板，用于固定第二弹性件。防止第一弹性件或第二弹性件脱离锁体基座。

优选的，所述锁体还包括挡块、第二驱动电机及与第二驱动电机输出轴连接的凸轮；所述挡块的一端连接凸轮，另一端连接锁芯，使得挡块具有复位位置和向第一弹性件施加压力的压缩位置；

优选的，所述控制器控制第二驱动电机动作，能够带动凸轮转动，使得挡块由复位位置移动到向第一弹性件施加压力的压缩位置，从而带动锁芯移出锁车沉孔，车辆可以从锁车装置中推出。

优选的，所述锁体基座外侧设有连接座，所述连接座上相对设有第一连接件和第二连接件，分别与锁车抓手构成两个转动副。通过双转动副的设计，可以实现推杆在运动的过程中带动锁车抓手转动。

优选的，所述第一连接件和第二连接件分别为圆柱状。

优选的，所述锁体还包括扳手，位于锁体基座内的传动机构及顶锥；扳手，传动机构及顶锥共同组成防触动装置。

所述扳手的一端伸出至锁体基座外部，另一端与传动机构活动连接，所述传动机构连接顶锥，使得顶锥具有固定推杆的第一位置和远离推杆的第二位置。

优选的，所述推杆靠近顶锥的侧面上设有顶锥沉孔，所述顶锥贯穿推杆槽与顶锥沉孔连接，以固定推杆。

通过扳手控制防触动装置的启动状态，当启动防触动装置时，顶锥贯穿推杆槽与顶锥沉孔连接，推杆处于固定状态，有效规避了外界因素导致的异常上锁。

当关闭防触动装置时，顶锥离开顶锥沉孔，推杆处于活动状态，进行正常的锁车或解锁操作。

另一方面，本发明还提供了一种柔性全自动锁车系统，所述系统使用权利要求上述的柔性全自动锁车装置，还包括移动终端及服务器；

所述移动终端用于发送解锁指令；

所述服务器根据移动终端发送的解锁指令，向控制器发送解锁信号；

所述控制器根据所述解锁信号，控制第二驱动电机动作，带动凸轮转动，使挡块由复位位置移动到压缩位置，以将锁芯从推杆沉孔中移出；推杆在第二弹性件的反作用力下，沿推杆槽向外滑动，带动锁车抓手的夹持端转动张开。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明通过传感器能够自动感应进入锁车装置的车辆，并相应地调整锁体位置；通过车辆向锁车装置施加外力，使得锁芯与推杆互锁固定车轮，实现自动化锁车。

本发明采用了锁车抓手的方案，针对不同直径大小、轮胎宽度的非机动车都具有普遍适用性。

本发明增加了防触动装置设计，有效规避了外界因素导致的异常上锁。

附图说明

图1是柔性全自动锁车装置的整体结构图；

图2是柔性全自动锁车装置的锁体结构图；

图3是柔性全自动锁车装置的结构剖面图；

图中： 1、壳体；2、支撑架；3、传感器；4、锁体；5、锁体基座；6、锁车抓手；7、锁芯；8、推杆；9、第一弹性件；10、第一驱动电机；11、控制器；12、挡块；13、第二驱动电机；14、凸轮；15、第二弹性件；16、第一弹性件底座；17、第二弹性件底座；18、第一盖板；19、第二盖板；20、连接座；21、第一连接件；22、第二连接件；23、扳手；24、传动机构；25、顶锥；26、丝杆螺母；27、齿条；28、齿轮；29、齿轮固定轴；30、销轴；31、车轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供了一种柔性全自动锁车装置，如图1、图2和图3所示，包括，

壳体1，两侧均安装有一支撑架2，支撑架2上安装有传感器3；两支撑架2之间设有固定车轮31的间隔；

锁体4，包括安装于壳体1内的锁体基座5、锁芯7、推杆8及伸出壳体1的锁车抓手6；锁车抓手6转动连接锁体基座5；锁体基座5上设有与推杆8相配合的推杆槽，推杆8位于推杆槽内，一端弹性连接锁体基座5，另一端连接锁车抓手6的固定端；推杆槽朝向锁车抓手6一端的侧壁向推杆槽两侧倾斜设置，使得外力抵压推杆8向推杆槽内滑动时，锁车抓手6的夹持端能够转动合拢；锁体基座5上还设有与锁芯7相配合的锁芯槽，锁芯7位于锁芯槽内，且一端弹性连接锁体基座5；推杆8朝向锁芯7的侧面上设有锁车沉孔，锁芯7能够抵接推杆侧壁或贯穿至锁车沉孔内，以实现锁芯7与推杆8互锁；

第一驱动电机10，安装于壳体1内，其输出轴与锁体基座5传动连接；

控制器11，第一驱动电机10的控制端连接控制器11；传感器3用于检测车轮31的位置信息，并将位置信息转化为电压信号发送至控制器11；控制器11根据电压信号，驱动第一驱动电机10动作，以控制锁体4移动到指定位置。

本发明的技术构思为，当非机动车靠近本装置时，传感器3自动感应非机动车车轮的位置信息，并转化为不同大小的电压信号发送至控制器11，控制器11根据电压信号控制第一驱动电机10动作，以使得锁体4上下移动到固定车轮的指定位置。当非机动车的车轮31进入支撑架2并向推杆8施加外力时，推杆8沿推杆槽向内滑动，带动锁车抓手6的夹持端转动合拢，以固定车轮31。当推杆8沿推杆槽向内滑动至一定距离后，锁芯7由抵接推杆侧壁的状态转为贯穿推杆槽与锁车沉孔连接，以固定推杆8，实现锁芯7与推杆8互锁。本装置通过锁体4、第一驱动电机10、传感器3和控制器11的相互配合，实现了非机动车的自动锁车过程。

在本实施例中，第一驱动电机10选用丝杆电机，与锁体基座5安装的丝杆螺母26配合使用，丝杆螺母26可以用螺钉固定在锁体基座5内腔底面；当丝杆电机动作时，通过丝杆螺母26带动锁体4上下移动。

支撑架2杆件有两处弯折，底部通过螺栓与装置壳体1的侧面固定，上部横梁留出传感器3安装空间；装置壳体1内部为空腔，设有一隔板，丝杆电机可以通过法兰与隔板下侧面固定；推杆8一端通过销轴30活动连接锁车抓手6的固定端。

需要强调的是，传感器3用于检测车轮31的位置信息，并将位置信息转化为电压信号，通过电压信号还可以反馈车轮31的轮胎直径。

实施例2

本实施例提供的柔性全自动锁车装置，如图2所示，锁体4还包括第一弹性件9和第二弹性件15；第一弹性件9位于锁芯槽远离推杆8的端部，第二弹性件15位于推杆槽远离锁车抓手6的端部；

其中，第一弹性件9的作用力方向与锁芯7的滑动方向平行，第二弹性件15的作用力方向与推杆8的滑动方向平行。

第一弹性件9两端配置有第一弹性件底座16，分别连接锁芯7和锁体基座5内壁；第二弹性件15两端配置有第二弹性件底座17，分别连接推杆8和锁体基座5内壁。

锁芯槽上方设有第一盖板18，用于固定第一弹性件9；推杆槽上方设有第二盖板19，用于固定第二弹性件15。其中，第一盖板和第二盖板可通过螺钉固定于锁体基座5上，防止第一弹性件或第二弹性件脱离锁体基座。

进一步的，锁体4还包括挡块12、第二驱动电机13及与第二驱动电机13输出轴连接的凸轮14；挡块12的一端连接凸轮14，另一端连接锁芯7，使得挡块12具有复位位置和向第一弹性件9施加压力的压缩位置；

第二驱动电机13的控制端连接控制器11，控制器11控制第二驱动电机13动作，能够带动凸轮14180度转动，使得挡块12由复位位置移动到向第一弹性件9施加压力的压缩位置，从而带动锁芯7移出锁车沉孔。

锁体基座5外侧设有连接座20，连接座20上相对设有第一连接件21和第二连接件22，分别与锁车抓手6构成两个转动副。第一连接件21和第二连接件22分别为圆柱状。通过设计转动副的位置控制锁车抓手6夹持端的转动角度，保证对各种直径、宽度不同的轮胎都适用。

具体的，当非机动车在锁车时，推杆8沿推杆槽向内滑动至一定距离后，锁芯7贯穿推杆槽与锁车沉孔连接，推杆8被卡住停止运动，锁芯7也被第一弹性件9顶住无法返回，从而使推杆8与锁芯7达到互锁状态，完成锁车操作。

当非机动车需要解锁时，可通过移动终端进行扫码操作发送解锁信号至控制器11，控制器11控制第二驱动电机13输出轴旋转180°，同时输出轴带动凸轮14也旋转180°，凸轮14转动过程中推动与锁芯7固定的挡块12，从而将锁芯7从锁车沉孔中移出，第一弹性件9被压缩。与此同时，推杆8在第二弹性件15的反作用力下，沿推杆槽向外滑动，带动锁车抓手6的夹持端转动张开，非机动车可以从锁车装置内推走。经过一段时间后，控制器11再次控制第二驱动电机13输出轴旋转180°，挡块12由向第一弹性件9施加压力的压缩位置移动到复位位置，锁芯7在第一弹性件9的作用下，抵接于推杆8侧壁，等待下一次使用，至此完成整个解锁过程。

具体的，第一弹性件9和第二弹性件15可选用弹簧，第一弹性件底座16和第二弹性件底座17可通过螺钉与锁体基座5内壁固接，用于安装第一弹性件9和第二弹性件15；挡块12通过螺钉连接与锁芯7固定；锁体基座5内还安装有电机槽，用于容纳第二驱动电机13，第二驱动电机13可选用步进电机；凸轮14与第二电机输出轴通过异形孔连接。

本实施例提供的柔性全自动锁车装置，锁体4还包括防触动装置，防触动装置由扳手23，位于锁体基座5内的传动机构24及顶锥25组成。

扳手23的一端伸出至锁体基座5外部，另一端与传动机构24活动连接，传动机构24连接顶锥25，使得顶锥25具有固定推杆8的第一位置和远离推杆8的第二位置。

推杆8靠近顶锥25的侧面上设有顶锥沉孔，顶锥25贯穿推杆槽与顶锥沉孔连接，以固定推杆8。

当有非机动车需要停放时，用户首先需要把扳手23从右侧扳至左侧，通过传动机构24带动顶锥25从顶锥沉孔移出，关闭防触动装置。

具体的，传动机构24包括齿条27、齿轮28及齿轮固定轴29，扳手23的一端设有螺纹线，与齿轮固定轴29的螺纹通孔旋紧配合，齿轮28与齿轮固定轴29通过键连接，齿条27与齿轮28啮合连接，齿条27靠近推杆槽的一端连接顶锥25；当扳手23从右侧扳至左侧时，通过齿轮固定轴29带动齿轮28转动，进而带动齿条27做直线运动，使得顶锥25从固定推杆8的第一位置移动到远离推杆8的第二位置，关闭防触动装置。

锁体4上还安装有锁体盖板，锁体盖板与锁体基座之间为可拆卸连接，锁体基座周部设有安装孔，锁体盖板周部安装有与安装孔相适配的卡钉，锁体盖板通过卡钉与锁体基座卡合连接；或者通过锁体基座四周安装的卡扣与锁体基座连接。

若长时间无需使用本装置，在解锁动作全部完成之后，将扳手23从左侧扳回右侧，防止因为外界因素导致的锁车装置意外上锁，从而影响正常使用的现象。

实施例3

本实施例还提供了一种柔性全自动锁车系统，包括实施例1或实施例2的柔性全自动锁车装置，以及移动终端及服务器；

移动终端用于发送解锁指令；

服务器根据移动终端发送的解锁指令，向控制器11发送解锁信号；

控制器11根据解锁信号，控制第二驱动电机13动作，带动凸轮14转动，使挡块12由复位位置移动到压缩位置，以将锁芯7从推杆8沉孔中移出；推杆8在第二弹力件的反作用力下，沿推杆槽向外滑动，带动锁车抓手6的夹持端转动张开，非机动车可以从锁车装置内推走。经过一段时间后，控制器11再次控制第二驱动电机13输出轴，挡块12由压缩第一弹性件9的压缩位置移动到复位位置，锁芯7在第一弹性件9的作用下，被顶在推杆8一侧，等待下一次使用，至此完成整个解锁过程。

具体的，每次第二驱动电机13动作时，其输出轴固定转动180度，带动凸轮180度转动。当挡块12处于复位位置时，锁芯7能够被顶在推杆8一侧，即抵接推杆7侧壁或贯穿至锁车沉孔内。当挡块12处于压缩位置时，第一弹性件9处于被压缩状态，锁芯7移出锁车沉孔。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“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，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性全自动锁车装置，其特征是，包括，

壳体（1），两侧均安装有一支撑架（2），所述支撑架（2）上安装有传感器（3）；所述两支撑架（2）之间设有固定车轮（31）的间隔；

锁体（4），包括安装于壳体（1）内的锁体基座（5）、锁芯（7）、推杆（8）及伸出壳体（1）的锁车抓手（6）；所述锁车抓手（6）转动连接锁体基座（5）；所述锁体基座（5）上设有与推杆（8）相配合的推杆槽，所述推杆（8）位于推杆槽内，一端弹性连接锁体基座（5），另一端连接锁车抓手（6）的固定端；所述推杆槽朝向锁车抓手（6）一端的侧壁向推杆槽两侧倾斜设置，使得外力抵压推杆（8）向推杆槽内滑动时，锁车抓手（6）的夹持端能够转动合拢；所述锁体基座（5）上还设有与锁芯（7）相配合的锁芯槽，所述锁芯（7）位于锁芯槽内，且一端弹性连接锁体基座（5）；所述推杆（8）朝向锁芯（7）的侧面上设有锁车沉孔，所述锁芯（7）能够抵接推杆侧壁或贯穿至锁车沉孔内，以实现锁芯（7）与推杆（8）互锁；

第一驱动电机（10），安装于壳体（1）内，其输出轴与所述锁体基座（5）传动连接；

控制器（11），所述第一驱动电机（10）的控制端连接控制器（11）；所述传感器（3）用于检测所述车轮（31）的位置信息，并将所述位置信息转化为电压信号发送至控制器（11）；所述控制器（11）根据所述电压信号，驱动第一驱动电机（10）动作，以控制锁体（4）移动到指定位置。

2.根据权利要求1所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述锁体（4）还包括第一弹性件（9）和第二弹性件（15）；所述第一弹性件（9）位于锁芯槽远离推杆（8）的端部，所述第二弹性件（15）位于推杆槽远离锁车抓手（6）的端部；

所述第一弹性件（9）的作用力方向与锁芯（7）的滑动方向平行，第二弹性件（15）的作用力方向与推杆（8）的滑动方向平行。

3.根据权利要求2所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述第一弹性件（9）两端配置有第一弹性件底座（16），分别连接锁芯（7）和锁体基座（5）内壁；所述第二弹性件（15）两端配置有第二弹性件底座（17），分别连接推杆（8）和锁体基座（5）内壁。

4.根据权利要求2所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述锁芯槽上方设有第一盖板（18），用于固定第一弹性件（9）；所述推杆槽上方设有第二盖板（19），用于固定第二弹性件（15）。

5.根据权利要求2所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述锁体（4）还包括挡块（12）、第二驱动电机（13）及与第二驱动电机（13）输出轴连接的凸轮（14）；所述挡块（12）的一端连接凸轮（14），另一端连接锁芯（7），使得挡块（12）具有复位位置和向第一弹性件（9）施加压力的压缩位置；

所述第二驱动电机（13）的控制端连接控制器（11），所述控制器（11）控制第二驱动电机（13）动作，能够带动凸轮（14）转动，使得挡块（12）由复位位置移动到向第一弹性件（9）施加压力的压缩位置，从而带动锁芯（7）移出锁车沉孔。

6.根据权利要求1所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述锁体基座（5）外侧设有连接座（20），所述连接座（20）上相对设有第一连接件（21）和第二连接件（22），分别与锁车抓手（6）构成两个转动副。

7.根据权利要求6所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述第一连接件（21）和第二连接件（22）分别为圆柱状。

8.根据权利要求1所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述锁体（4）还包括扳手（23），位于锁体基座（5）内的传动机构（24）及顶锥（25）；

所述扳手（23）的一端伸出至锁体基座（5）外部，另一端与传动机构（24）活动连接，所述传动机构（24）连接顶锥（25），使得顶锥（25）具有固定推杆（8）的第一位置和远离推杆（8）的第二位置。

9.根据权利要求8所述的柔性全自动锁车装置，其特征是，所述推杆（8）靠近顶锥（25）的侧面上设有顶锥沉孔，所述顶锥（25）贯穿推杆槽与顶锥沉孔连接，以固定推杆（8）。

10.一种柔性全自动锁车系统，其特征是，所述系统使用权利要求1-9任一项所述的柔性全自动锁车装置，还包括移动终端及服务器；

所述移动终端用于发送解锁指令；

所述服务器根据移动终端发送的解锁指令，向控制器（11）发送解锁信号；

所述控制器（11）根据所述解锁信号，控制第二驱动电机（13）动作，带动凸轮（14）转动，使挡块（12）由复位位置移动到压缩位置，以将锁芯（7）从推杆（8）沉孔中移出；推杆（8）在第二弹力件的反作用力下，沿推杆槽向外滑动，带动锁车抓手（6）的夹持端转动张开。

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