用于电动车的集约型太阳能停车亭创新设计①

现有的存放电动车的车棚采用的是电源充电和横向放置排列的存车方式，多辆电动车沿长方形车棚的长度方向依次排列，未对电动自行车设置必要的遮盖保护和保养，现有电动车在充电的环节中还是沿用直接连接电源的充电方式。本文提供一种用于电动车的集约型太阳能停车亭，致力于解决占地面积大，耗能大的问题，提高停车亭的推广度。

1 总体方案设计

停车亭简图如图1所示。1.旋转式底盘：用于承载整体工作台的重量与实现电动车发布摆放；2.升降式太阳能顶板：实现对太阳光线的充分采集；3.存取车用单体：实现电动车独立停放与监管；4.夹持滑台：实现存取车及固定锁紧车。

2 旋转式底盘设计

旋转式底盘简图如图2所示。根据其结构可分为承重部分、滑轨部分、驱动部分。1.承重部分：分布着限位孔、安装孔等，也用于安装滑轨部分与驱动部分。2.滑轨部分：采用环形旋转式结构。滑轨上方依次安装数个滚轮式滑块，可实现在滑道上的往复运动。3.驱动部分：由两个等径同步带轮、同步带、联轴器、轴承、步进电机等组成，同步带沿环轨内圈的圆周方向设置，两个同步轮水平并列设置在环轨内圈的两端，每个驱动轮与传送带相啮合。采用PLC编程控制步进电机，实现滑块在轨道上的预设运动与停止位置。

图1 电动车的集约型太阳能停车亭装置1-旋转式底盘；2-升降式太阳能顶板；3-存取车用单体；4-夹持滑台；5-电动车

3 升降式太阳能顶板设计

升降式太阳能顶板简图如图3所示。作为电动车的充电来源装置，装置主要包括支撑框、顶板、太阳能板、伸缩杆等，支撑框安装于底板上，以满足旋转式底盘设置在支撑框内，数个伸缩杆竖直并列设置在支撑框上。

为解决伸缩杆在运动过程中与顶板的连接处有一定位移，设置滑轨机构，配置移动滑块和限位滑块，将孔板安装在移动滑块，通过销连接将伸缩杆顶端和孔板形成转动副，数块太阳能板作为顶板，在数个伸缩杆的带动下作出俯仰动作，提高采光率。

4 存取车用单体设计

存取车用单体装置如图4所示，包括载板、停车载板和两个护栏板。载板设置在滑块的旋转轴承座上，两个护栏板竖直设置在载板的两侧，在护栏板表面安置了扫码充电插座以供电动车充电，提高装置的实用性与存取的便捷性。

停车载板为长条形板体，沿底板的长度方向固定连接在载板上，停车载板加工有条形槽，用于电动车存取车过程中的限位；夹持机构沿停车载板的长度方向可往复运动。

图2 旋转式底盘结构示意图1-底板；2-半圆轨；3-直轨；4-滑块；5-旋转轴承座；6-导板；7-托板；8-端板；9-凸条；10-两个同步带轮；11-同步带；12-步进电机

图3 升降式太阳能顶板结构示意图1-支撑框；2-顶板；3-太阳能板；4-伸缩杆

图4 车用单体结构示意图（电动车已锁入）1-电动车；2-载板；3-停车载板；4-护栏板；5-夹持机构

5 夹持机构设计

夹持机构装置如图5所示，包括滑座、直流电机、丝杆、丝杆用连接座、支杆和两个夹持臂。滑座水平设置在停车载板上，装于滑座底部的第二直流电机驱动带动螺杆旋转，从而带动外部旋钮旋转运动，使得滑座沿停车载板的长度方向往复滑动。

滑座上设置有导轨，丝杆用连接座底部设置在小导轨上，丝杆用连接座在丝杆的带动下沿导轨的长度方向往复运动，支杆竖直设置在丝杆用连接座的顶部，两个夹持臂分别对称设置在支杆上，电动车的前轮夹持在两个夹持臂之间。

6 工作过程

将电动车存在该装置中，首先从旋转式底盘的总进口进入到一个存取车用单体，通过夹持机构实现对电动车的锁紧，通过载板带动电动车在滑轨上移动，利用滑块上的旋转轴承座带动存取车用单体上的底板转动至倾斜状态，以节省电动车的存车空间，从而使电动车处于倾斜状态，旋转轴承座的动力和旋转式底盘的动力均来源于太阳能顶板，存车后，利用太阳能对电动车进行充电，取车时，旋转式底盘转动将需要取的电动车转动到旋转式底盘的总出口，夹持机构松开电动车，即可取出。

该停放装置满足实际停放情况，图6是按1：5比例制作模型。经调试及测试均能满足初始设计需求。

7 结语

(1)电动车的集约型太阳能停车亭的设计占地面积小，对空间的利用也更加灵活有效。

(2)旋转底盘的布局结构实现无障碍自由停取车，夹持机构设计实现安全防盗。

文章来源：《太阳能学报》 网址: http://www.tynxbzz.cn/qikandaodu/2021/0114/560.html