趙子健

（武漢工程大學(xué)，武漢 430205）

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,“綠色出行、低碳生活”觀念深入人心，共享單車受到了人們的青睞，成為短距離出行的首選交通方式[1]。雖然共享單車給人們生活帶來了極大的便利，成為了日常生活中不可或缺的便捷交通工具，但隨之而來的“亂停、亂放”問題日益突出，大量違規(guī)停放的共享單車占據(jù)了路人行走空間，甚至造成機(jī)動(dòng)車輛無法正常行駛。針對(duì)該問題，本文設(shè)計(jì)了一種共享單車存取機(jī)，其利用地下空間對(duì)停放在車站、地鐵附近的共享單車進(jìn)行存儲(chǔ)，有效減少路面共享單車停放數(shù)量，緩解了因共享單車停放造成的擁堵現(xiàn)象。

1 方案設(shè)計(jì)

本文運(yùn)用AutoCAD軟件設(shè)計(jì)、繪制共享單車存取機(jī)的示意圖，如圖1所示。共享單車存取機(jī)結(jié)構(gòu)由剪叉式升降機(jī)、移動(dòng)小車、導(dǎo)軌、推送裝置、光電傳感器以及控制樁組成。共享單車存取機(jī)分上下兩層，每層都有用以停放移動(dòng)小車的水平導(dǎo)軌；左右兩邊各有一個(gè)剪叉式升降機(jī)，其中左邊為雙層結(jié)構(gòu)，右邊為單層結(jié)構(gòu)?？刂茦对诘谝粚幼笊戏?，其上設(shè)有顯示屏、存車按鈕以及取車按鈕。光電傳感器設(shè)置在第一層水平導(dǎo)軌左上方，其發(fā)射端與接收端分別設(shè)置在左右兩側(cè)，推送裝置設(shè)置在第一層水平導(dǎo)軌下方的右側(cè)。

圖1 共享單車存取機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 共享單車存取機(jī)工作原理

2.1 存車原理

存車時(shí)，按動(dòng)控制樁上的存車按鈕，左右兩邊剪叉式升降機(jī)下降至第二層，推送裝置使推送桿從右向左移動(dòng)，右邊升降機(jī)向上移動(dòng)，小車被推送到第二層水平導(dǎo)軌上。與此同時(shí)，第二層水平導(dǎo)軌上的一輛移動(dòng)小車被推送到左邊升降機(jī)上。隨后，左邊升降機(jī)上升至出口處，將共享單車放入移動(dòng)小車之中。

再次按動(dòng)存車按鈕后，左邊升降機(jī)從出口處下降至第一層，右邊升降機(jī)上升至第一層。推送裝置使推送桿從左向右移動(dòng)，左邊升降機(jī)向上的移動(dòng)，小車被推送到第一層水平導(dǎo)軌上。同時(shí)，第一層水平導(dǎo)軌上另一邊的一輛移動(dòng)小車被推送到右邊升降機(jī)，隨后左邊升降機(jī)上升至出口處。至此，存車流程完畢。

2.2 取車原理

取車時(shí)，按動(dòng)控制樁上的取車按鈕，左邊剪叉式升降機(jī)從出口處下降至第一層，推送裝置使推送桿從右向左移動(dòng)，右邊升降機(jī)向上移動(dòng)，小車被推送到第一層水平導(dǎo)軌上。同時(shí)，第一層水平導(dǎo)軌上左邊的一輛裝有共享單車的移動(dòng)小車，被推送到左邊升降機(jī)上，隨后左邊升降機(jī)上升至出口處，從中取出共享單車。

再次按動(dòng)取車按鈕后，左邊升降機(jī)從出口處下降至第二層，右邊升降機(jī)同時(shí)也下降至第二層，推送裝置使推送桿從左向右移動(dòng)，左邊升降機(jī)向上移動(dòng)，小車被推送到第二層水平導(dǎo)軌上。同時(shí)，第二層水平導(dǎo)軌上另一邊的一輛移動(dòng)小車被推送到右邊升降機(jī)上，隨后左邊升降機(jī)上升至出口處，右邊升降機(jī)上升至第一層。至此，取車流程完畢。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

共享單車存取機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括升降機(jī)設(shè)計(jì)、移動(dòng)小車設(shè)計(jì)、推送裝置設(shè)計(jì)以及計(jì)數(shù)裝置設(shè)計(jì)。

3.1 升降機(jī)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)升降機(jī)為剪叉式液壓升降機(jī)，主要由工作臺(tái)、剪叉臂、液壓缸、滑輪以及滑道等組成，如圖2所示。其結(jié)構(gòu)為雙層雙剪叉式結(jié)構(gòu)，即工作臺(tái)左右兩邊各有兩組剪叉臂，每組剪叉臂一端通過銷軸與工作臺(tái)連接，另一端通過滑輪和滑道與工作臺(tái)連接。工作臺(tái)上有兩條軌道，用以停放移動(dòng)小車。該升降機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)的方式，使剪叉臂兩端進(jìn)行擴(kuò)張或收縮，完成工作臺(tái)上升或下降動(dòng)作。

圖2 剪叉式升降機(jī)

3.2 移動(dòng)小車設(shè)計(jì)

移動(dòng)小車結(jié)構(gòu)如圖3所示，車體為長(zhǎng)方體，左右兩邊各一個(gè)防撞塊，在車體的右上角設(shè)有遮擋片一個(gè)，以便光電感應(yīng)器檢測(cè)數(shù)量。移動(dòng)小車的車體的底部設(shè)有兩組滑輪，每組滑輪均可以在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。

圖3 移動(dòng)小車

3.3 推送裝置設(shè)計(jì)

推送裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由齒輪、齒條、步進(jìn)電機(jī)以及推桿等組成。其中齒條輪齒為分布于條形體上的特殊齒輪，與直齒圓柱齒輪配對(duì)使用，可以將轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橐苿?dòng)[2]。步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在推送裝置的右側(cè)，并通過轉(zhuǎn)軸與直齒圓柱齒輪驅(qū)動(dòng)推桿上的齒條進(jìn)行連接，完成推桿左右移動(dòng)動(dòng)作。

圖4 推送裝置

3.4 計(jì)數(shù)裝置設(shè)計(jì)

計(jì)數(shù)裝置主要是由光電傳感器與計(jì)數(shù)器組成。光電傳感器通過發(fā)射端和接收端之間光強(qiáng)弱變化，將之轉(zhuǎn)化為電流，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)遮擋物的功能[3]?？捎糜跈z測(cè)的元件種類較多，本設(shè)計(jì)采用光電傳感器作為檢測(cè)元件。

光電傳感器設(shè)置在第一層水平導(dǎo)軌左上方的兩端，如圖5所示。當(dāng)移動(dòng)小車上的遮擋片經(jīng)過時(shí)，光電傳感器發(fā)射端和接受端之間光線發(fā)生變化，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器接收光電傳感器輸出的脈沖信號(hào)并計(jì)數(shù)。當(dāng)存車時(shí)，計(jì)數(shù)器數(shù)目加一；當(dāng)取車時(shí)，計(jì)數(shù)器的數(shù)目減一。通過控制樁上的顯示屏，可實(shí)時(shí)對(duì)共享單車儲(chǔ)存數(shù)量進(jìn)行觀測(cè)。

圖5 共享單車存取機(jī)俯視圖

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的共享單車存取機(jī)，充分利用城市地下空間，將共享單車從地上存儲(chǔ)轉(zhuǎn)為地下儲(chǔ)存，有效減少了地面上共享單車數(shù)量，緩解因共享單車隨意停放導(dǎo)致交通擁堵的現(xiàn)象。與市面上已有的自行車立體停車架相比，本文設(shè)計(jì)的共享單車存取機(jī)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）自行車立體停車架一般采用雙層結(jié)構(gòu)；而本文設(shè)計(jì)的共享單車存取機(jī)可以采用多層結(jié)構(gòu)，能夠停放更多的單車；

（2）自行車立體停車架利用的是地上空間，會(huì)占據(jù)較大的路面面積，減少了路人行走空間；而本文設(shè)計(jì)的共享單車存取機(jī)利用的是地下空間，占據(jù)地面的面積較少；

（3）自行車立體停車架位于地上，影響城市美觀；而本文設(shè)計(jì)的共享單車存取機(jī)位于地下，對(duì)路面影響較少。