一种多层环形自行车立体车库及操作方法

技术领域

本发明属于停车库技术领域，特别涉及一种多层环形自行车立体车库及操作方法。

背景技术

近年来，随着人民生活的改善，自行车越来越普及，自行车作为一种方便快捷的交通工具，相比于汽车具有质量更轻、体积更小的特点。由于老旧小区规划不合理或十字路口和马路边空间狭窄，没有设计自行车充足的的停放区域，再加上人们乱摆乱放的陋习，进而产生了自行车停车难、取车难等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层环形自行车立体车库及操作方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多层环形自行车立体车库，包括车库机架、防护机构、竖直传动机构、自行车固定架和水平传动机构；车库机架垂直设置在地面，车库机架的顶部为停车区，防护机构设置在停车区外侧；竖直传动机构沿着车库机架轴向设置，停车区设置有若干层水平传动机构；

水平传动机构包括环形滑轨、推拉块驱动机构和第一推拉块，第一推拉块套设在环形滑轨上，推拉块驱动机构固定设置在第一推拉块上，用于带动第一推拉块在环形滑轨上滑动；

竖直传动机构包括丝杠驱动机构、丝杆、竖直滑轨、滑块和托板；竖直滑轨沿着车库机架轴向设置，竖直滑轨侧面平行设置有丝杠，丝杠驱动机构设置在车库机架顶部，丝杠驱动机构输出端连接丝杠，滑块螺纹套设在丝杠上，滑块的侧面卡在竖直滑轨上，托板固定设置在滑块上；

自行车固定架包括弧形滑轨、第二推拉块和自行车车架槽；第二推拉块套设在弧形滑轨，自行车车架槽固定设置在第二推拉块上；环形滑轨为有缺口的环形滑轨，弧形滑轨能够和环形滑轨的缺口匹配形成完整圆形滑轨。

进一步的，推拉块驱动机构包括伺服电机、伺服电机机架、电机齿轮和底座齿轮；底座齿轮通过螺栓固定套设在车库机架上，环形滑轨同心设置在底座齿轮上，伺服电机设置在伺服电机机架上，伺服电机输出端设置电机齿轮，电机齿轮和底座齿轮啮合。

进一步的，底座齿轮为具有缺口的齿轮，缺口位置和环形滑轨缺口位置重合；托板的形状和底座齿轮的缺口相匹配，托板的边缘设置为齿轮状，托板能够和底座齿轮形成一个完整的圆形齿轮。

进一步的，底座齿轮上设置有光电门传感器。

进一步的，丝杠驱动机构包括步进电机、控制台和单片机控制器；单片机控制器设置在控制台上，步进电机连接单片机控制器，步进电机的输出端连接丝杠。

进一步的，丝杠的底端通过轴承和轴承座设置在车库机架底部；自行车车架槽内设置有压力传感器，压力传感器连接单片机控制器；单片机控制器通过无线连接到手机端的小程序。

进一步的，车库机架包括三根钢筋混凝土柱、底座和桁架；三根钢筋混凝土柱绕底座的几何中心等弧度设置，三根钢筋混凝土柱中心处固定设置有桁架。

进一步的，防护机构包括顶棚、防护罩和防护网；顶棚设置在车库机架顶部，防护罩设置在停车区外侧，防护网设置在停车区下方的车库机架外侧。

进一步的，一种多层环形自行车立体车库的操作方法，包括以下步骤：

步骤1，行人将自行车推入自行车车架槽；

步骤2，行人通过扫描二维码登录小程序获得停车号码，建立用户与小程序之间通信，小程序将对所停放自行车编码，并将编码数据记录到数据库中；

步骤3，通过地面上位于自行车车架槽下方的压力传感器感知自行车是否停放在自行车车架槽内，若检测到已经停放自行车，将进行下一步入库操作；

步骤4，竖直传动机构、水平传动机构先后动作，托板升起和停车区域的环形滑轨拼接成完整滑轨，推拉块驱动机构带动第一推拉块环形移动，推动带有自行车的第二推拉块移动，按照数据库所建立的车位编码将自行车停放到相应的位置；

步骤5，取车时候，行人登录小程序，查看所停放车辆的号码，输入停车号码，系统识别停车号码，数据库搜索所输入号码的停放位置，并将数据传输给单片机，单片机制水平传动系统和竖直传动系统先后动作，将自行车取出，停放到地面上。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明区别于现有的停车库，利用自行车轻便的优点，将自行车车架的沟槽向环形车库中心向心倾斜，为自行车提供向心力，由于圆周运动速度小，离心力不大，同时车架结构上在后轮处设计有挡板，可防止自行车随意运动，这样设计无需夹车装置夹住车轮，简化了车架结构，提高了自行车种类的兼容性，节省了制造成本。

本发明区别于具有夹车机构的自行车停车库，具有夹车机构的自行车停车库其采用夹持自行车车轮再推入车库的方式，本发明将自行车与车架一起停入车库，无需水平推入装置将自行车夹持再推入车库，节省了一个动力装置以及推拉机构，其结构上大幅简化，并且控制系统更简单，停放车更方便快捷，所需材料更少，制造成本更低，可行性更高。

本发明设计的环形车库使得占地面积更小，在相同条件下能停放车辆更多，可在两辆自行车的占地面积上布置此车库，充分利用停车空间，可以将自行车每层停放31辆，如果两层车库可停放71辆自行车，占地面积使用率将大幅提高，并且在废旧小区以及狭窄空间更容易布置车库，提高了车库的商业价值以及可行性。

本发明与通信技术相结合，停车库具有智能化、人性化的特点，并且停车取车更方便，更方便人们的生活，可以优化交通秩序的同时，美化城市，对推动智能生活具有很大的作用意义。

附图说明

图1是实施本专利的车库外观示意图。

图2是实施本专利的车库结构示意图。

图3是实施本专利的车库竖直传动系统示意图。

图4是实施本专利的车库水平传动系统示意图。

图5是实施本专利的自行车车架槽示意图。

图6是实施本专利的托板示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1至图6，一种多层环形自行车立体车库，包括车库机架、防护机构、竖直传动机构、自行车固定架和水平传动机构；车库机架垂直设置在地面，车库机架的顶部为停车区，防护机构设置在停车区外侧；竖直传动机构沿着车库机架轴向设置，停车区设置有若干层水平传动机构；

水平传动机构包括环形滑轨13、推拉块驱动机构和第一推拉块18，第一推拉块18套设在环形滑轨13上，推拉块驱动机构固定设置在第一推拉块18上，用于带动第一推拉块18在环形滑轨13上滑动；

竖直传动机构包括丝杠驱动机构、丝杆9、竖直滑轨11、滑块12和托板10；竖直滑轨11沿着车库机架轴向设置，竖直滑轨11侧面平行设置有丝杠9，丝杠驱动机构设置在车库机架顶部，丝杠驱动机构输出端连接丝杠9，滑块12螺纹套设在丝杠9上，滑块12的侧面卡在竖直滑轨11上，托板10固定设置在滑块12上；

自行车固定架包括弧形滑轨、第二推拉块和自行车车架槽24；第二推拉块套设在弧形滑轨，自行车车架槽24固定设置在第二推拉块上；环形滑轨13为有缺口的环形滑轨，弧形滑轨能够和环形滑轨13的缺口匹配形成完整圆形滑轨。

推拉块驱动机构包括伺服电机16、伺服电机机架14、电机齿轮17和底座齿轮15；底座齿轮15通过螺栓固定套设在车库机架上，环形滑轨13同心设置在底座齿轮15上，伺服电机16设置在伺服电机机架14上，伺服电机16输出端设置电机齿轮17，电机齿轮17和底座齿轮15啮合。

底座齿轮15为具有缺口的齿轮，缺口位置和环形滑轨13缺口位置重合；托板10的形状和底座齿轮15的缺口相匹配，托板10的边缘设置为齿轮状，托板10能够和底座齿轮15形成一个完整的圆形齿轮。

底座齿轮15上设置有光电门传感器。

丝杠驱动机构包括步进电机7、控制台6和单片机控制器8；单片机控制器8设置在控制台6上，步进电机7连接单片机控制器8，步进电机7的输出端连接丝杠9。

丝杠9的底端通过轴承22和轴承座23设置在车库机架底部；自行车车架槽24内设置有压力传感器，压力传感器连接单片机控制器8；单片机控制器8通过无线连接到手机端的小程序。

车库机架包括三根钢筋混凝土柱、底座4和桁架；三根钢筋混凝土柱绕底座4的几何中心等弧度设置，三根钢筋混凝土柱中心处固定设置有桁架。

防护机构包括顶棚1、防护罩2和防护网3；顶棚1设置在车库机架顶部，防护罩2设置在停车区外侧，防护网3设置在停车区下方的车库机架外侧。

一种多层环形自行车立体车库的操作方法，包括以下步骤：

步骤1，行人将自行车推入自行车车架槽；

步骤2，行人通过扫描二维码登录小程序获得停车号码，建立用户与小程序之间通信，小程序将对所停放自行车编码，并将编码数据记录到数据库中；

步骤3，通过地面上位于自行车车架槽下方的压力传感器感知自行车是否停放在自行车车架槽内，若检测到已经停放自行车，将进行下一步入库操作；

步骤4，竖直传动机构、水平传动机构先后动作，托板升起和停车区域的环形滑轨拼接成完整滑轨，推拉块驱动机构带动第一推拉块环形移动，推动带有自行车的第二推拉块移动，按照数据库所建立的车位编码将自行车停放到相应的位置；

步骤5，取车时候，行人登录小程序，查看所停放车辆的号码，输入停车号码，系统识别停车号码，数据库搜索所输入号码的停放位置，并将数据传输给单片机，单片机制水平传动系统和竖直传动系统先后动作，将自行车取出，停放到地面上。

一种多层环形自行车立体车库，其组成包括：自行车车架防护罩、防护网、车库机架、竖直传动系统、水平传动系统。车库机架包括：支柱、底座、顶棚。竖直传动系统包括：步进电机、丝杆、轴承、轴承座、竖直滑轨、滑块、托板、控制台、单片机控制器。水平传动系统包括：环形滑轨、伺服电机、伺服电机机架、电机齿轮、推拉块、大齿轮、光电门传感器。所述支柱由三根钢筋混凝土做成的圆形支柱，在钢筋混凝土底座上支撑车库，控制台安装在支柱上，在三根支柱中间通过桁架以及固定环稳定机架，机架将竖直传动系统固定，作为水平传动系统的安装机架，其作用是车库的总体支撑。自行车车架通过螺孔用螺丝将车架固定在水推拉块上，所述自行车车架如图5所示，其作用是装载自行车，并为自行车提供向心力；所述推拉块是与环形滑轨嵌套，与其组成移动副，并且只能在环形滑轨上做圆周运动，其作用是推送自行车车架；所述环形滑轨是具有圆环行界面的圆形滑轨轨道，其通过螺孔用螺丝链接在大齿轮上，其作用是作为水平传动系统的导轨，使自行车车架在推拉块的作用下做圆周运动。推拉块以及自行车车架、自行车将被托块托板通过竖直传动系统托起到停放层，在停放自行车的其中一个推拉块与水平传动系统的伺服电机机架之间铰接，伺服电机机架与推拉块之间用螺丝链接，所述伺服电机机架其作用是链接推拉块，以及固定伺服电机；伺服电机输出轴上将安装小齿轮小机齿轮与大齿轮啮合，大齿轮通过螺孔使用螺丝固定在车库机架上，伺服电机将扭矩通过齿轮啮合传动，给推拉块提供切向圆周推力推动推拉块做圆周运动。其中一块推拉块与托板固定，托板通过螺丝固定在竖直滑块上，竖直滑块在竖直滑轨上做竖直滑动，所述托板其特征如图6所示，其作用是支撑运送车架，并作为圆周运动的其中一个部件；托板中间有螺孔，其与丝杆啮合，构成螺旋副，通过丝杆的旋转运动转化为丝杆的直线运动，并为托板提供竖直推力。所述丝杆使用轴承链接，将轴承嵌套在轴承座上，所述轴承座轴通过螺孔用螺丝链接在与水泥立板上，通过步进电机输出的扭矩，传递给丝杆，丝杆将扭矩转化为向上的推力托起托板以及自行车车架等向上运动。所述托板与滑块用螺丝链接，滑块与滑轨组成移动副，滑块可在滑轨上竖直移动，所述滑轨通过台阶孔使用螺丝链接，连接固定在水泥立板，其作用是限制托板的自由度，限制其只上下运动；在顶棚上安装有太阳能光伏发电板，在其中心设计有雨水排水管道。