固定樁式公共自行車站點的立體車庫設計

張哲瑋　趙世英　楊雅君　張玥　李江浩

【摘 要】為了解決城市交通擁擠造成的自行車停車難和綠色出行問題，研發(fā)了一款公共自行車雙層立體車庫。使用SolidWorks進行參數(shù)設定和整體三維設計。本固定樁式立體車庫能夠有效降低停車設施的占地和有效的提高單位面積內(nèi)的停車數(shù)，保證有效的減少城市里出現(xiàn)公共自行車停車難、找車難的一系列問題。

【關(guān)鍵詞】公共自行車；立體雙層車庫；SolidWorks

隨著社會整體環(huán)保意識的不斷提升，越來越多的綠色環(huán)保交通工具出現(xiàn)在公眾的視線范圍中，公共自行車作為綠色出行的載體成為一種輕便、低耗的交通工具，能夠滿足居民多層次的旅行距離要求，提高了城市交通運行效率[1]；由于使用的時間段不受限制，即使是早晚出行高峰時，也可順利出行，給使用者提供了極大的方便。但是，現(xiàn)有固定樁式公共自行車也存在一些弊端，以北京市大興區(qū)公共自行車站點為例：取還車的站點較少，往往需要在目的地附近尋找一個站點或多個站點才能將車存回站點；每個站點的車輛庫存較少，不能滿足人流量較大地區(qū)車輛的使用；出行高峰時間段，有站點車輛庫存分布不均勻的情況出現(xiàn)。例如早上從家里出發(fā)上班上學的出行人士較多，導致小區(qū)附近站點的車輛庫存急劇減少，而地鐵附近站點的自行車輛會增加，晚上則呈現(xiàn)相反狀態(tài)，造成了非高峰期出行民眾使用車輛的不方便。

1 固定樁式公共自行車立體車庫的工作參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)設計

本項目設計的公共自行車立體雙層車庫較之傳統(tǒng)的公共自行車車樁，占地面積少、庫存可調(diào)，不需要在目的地附近尋找一個站點或多個站點才能將車存回。因為有效擴大了車輛站點庫存量，能夠滿足人流量較大地區(qū)車輛的使用。該自行車立體車庫工作原理是先由專用公共自行車卡刷卡后，在該車架上自選一輛車解鎖并取出使用，還車時，同樣在有空位的車架上刷卡以后，將自行車放回車架并上鎖，已完成一次使用，與傳統(tǒng)公共自行車租賃經(jīng)營原理不同的是，我們在立體車庫上設置了可以預約車位并可以關(guān)注車位的實時變化情況。

在總體結(jié)構(gòu)設計階段，通過調(diào)研和檢索同類型自行車車庫車架等相關(guān)資料，結(jié)合機械運作特點進行研討和分析，選出合理設計方案；用SolidWorks軟件進行傳動系統(tǒng)設計，機械結(jié)構(gòu)設計、各部件組成零件的詳細設計；利用SolidWorks實體建模軟件完成固定樁式自行車立體車庫的三維實體模型虛擬展示和裝配模擬；最后進行裝配過程分析，建立整機立體三維模型。

如圖1所示，本車庫每個單元獨立的下車架的可移動行程是150mm，每個單元獨立的上車架的可移動行程是1150mm，占地面積小于傳統(tǒng)固定車樁的占地面積；每個單元立體車庫的車樁擁有3個停車位，兩個可水平移動下車架和一個豎直升降的上車架。由于本立體車庫是適用于公共自行車，在下車架中添加了4個橫桿用于固定停放的自行車的前后輪，并在上車架的拉桿處設置了凹槽，用于固定上層車架停放的自行車不會發(fā)生滑落。最后，在上下車架的前輪支架處設置了一個智能鎖，用于識別并上鎖停放的公共自行車。

圖1 立體車庫SolidWorks三維結(jié)構(gòu)總裝配圖

2 自行車立體車庫結(jié)構(gòu)詳細設計方案

自行車車庫車架的主體部分由下層支架導軌、上層車架立柱、上下層車架、智能鎖、高導槽等五部分構(gòu)成，整個車庫機械結(jié)構(gòu)三維圖見圖1。從圖中可以看出，上層車架由圓柱銷軸固定，使得車架可以在滑動塊萬向輪的作用下，在垂直方向上手動上下移動。下層車架通過導槽和導軌和支架萬向輪，可以自由的作水平方向左右移動。選擇這種雙層立體車架布局方案的原因，主要是考慮到同樣的占地面積可以多存放兩輛自行車解決車輛停放狀態(tài)問題。為了降低下車架在移動過程中對導軌產(chǎn)生的影響，避免使（下轉(zhuǎn)第34頁）（上接第20頁）之發(fā)生變形，它在三維空間的三個垂直方向上拓寬了兩個滾動導軌之間的跨度。在整體結(jié)構(gòu)上用多個三角形保證車架的牢固可靠，在保證立體車庫整體具備足夠抗壓能力和剛度特性的前提下，簡化結(jié)構(gòu)，選用輕型材料。

車庫和停放的自行車的重量都由前支架支撐導軌和后導槽支架來承載，所以它們應該有較強的剛度，不易變形。車架總成包括聚乙烯導槽橫桿，兩側(cè)擋架，前車輪支架，智能鎖。垂直柱的結(jié)構(gòu)由軸向焊接接頭和兩側(cè)導軌組成，以及滑動塊和萬能輪支撐框架的滑動?？蚣艿淖饔檬侵魏蛢Υ孀孕熊嚒？蚣芡ǔＴO計為在表面有一個U形槽的形狀，作為直線運動在引導槽和通用車輪當中的引導。

3 結(jié)束語

考慮到現(xiàn)在共享單車的大量使用，其便捷性和使用條件的低門檻，隨騎隨停的特性，所以固定樁式公共自行車面臨共享單車的競爭和挑戰(zhàn)。但是，共享單車存在亂停亂放、管理混亂和損耗嚴重等一系列難以解決的問題[2]。而固定樁式公共自行車站點多位于繁華路段，數(shù)量較多，并且位置都相隔不遠。如果普及本項目研發(fā)的自行車立體車庫，可以充分的提高用車的便捷性，有效避免車輛毀損，大大提高固定樁式公共自行車的市場競爭力。

【參考文獻】

[1]王在濤.城市公共自行車系統(tǒng)管理模式分析[J].城市發(fā)展研究，2013（9）：93-97.

[2]李振宇，尹志芳.北京居民自行車出行意愿調(diào)查與發(fā)展對策[J].交通運輸研究，2016（3）：14-16.endprint