具有激光定距功能的地下自行车库技术领域
本实用新型属于自行车存车库，特别涉及一种具有激光定距功能
的地下自行车库。
背景技术
中国是自行车大国，自行车在中国的普及及使用率非常高。对于
自行车的存储停放，目前大多采用地上自行车库的形式。较为简易的
地上自行车停车库大多为车棚，其自行车停放数量较少，单个自行车
占用面积大，停放杂乱无章，且容易丢失。还有一些立体式自行车存
储装置，其可实现自行车的多层停放，但是其仍需占用大量的地面空
间，影响市容美观。
中国专利201210171767.1中公开了一种地下自行车库，包括圆柱
体侧壁、位于侧壁内的机械转台及自行车存放架，其中，机械转台包
括机械手臂、旋转装置及升降装置。机械手臂、旋转装置及升降装置
可实现自行车的取放、旋转及升降，从而实现将自行车放置于圆柱体
侧壁内安装的支撑架上。该地下自行车库可以实现自行车的立体式多
层存储，大幅增加存车数量，且不占用地面空间。
但是，其仍存在诸多不足。1.侧壁结构不合理：该地下自行车库
所采用的圆柱体侧壁，其为连续实体的壁面，不仅施工难度大，成本
高，不容易运送；侧壁的内壁面固定自行车的支撑架也存在定位困难，
位置精度差，安装困难等问题。2.升降装置安全性欠佳：升降装置是
通过在升降台的两侧安装与立柱内侧壁齿条相啮合的齿轮，采用电机
驱动齿轮从而使升降台沿立柱升降。这种升降装置设计的合理及科学
性欠佳，其升降台为悬置状态，升降台整体支撑完全依附于齿轮与齿
条的咬合力上，运行过程中容易导致偏斜，影响设备正常运行，甚至
存在安全隐患。3.旋转装置不合理：所采用的旋转装置结构设计不合
理，旋转轴承受较大径向力，容易造成损坏，影响设备安全运行及使
用寿命。4.机械转台运行慢：机械转台运行慢其上设置有机械手臂，
通过机械手臂对自行车的夹取，并通过驱动电机及丝杆结构实现机械
手臂的水平向外退出及向中心部位移回动作。其采用的丝杆传动方式，
导致机械手臂的水平移动速度很低，每台自行车的取放均需要耗费大
量时间，使用者的取车等待时间较长。且其机械手臂的结构简单，直
接对自行车的车轮实行夹取，夹取后的自行车车轮与机械转台上的车
轮导槽之间为滑动摩擦，不仅需要增大驱动电机功率，而且容易产生
自行车车轮的滑脱，造成机械手臂的夹取失效，影响设备正常运行。
而且，现有的地下自行车库，其升降台的升降高度控制方式欠佳。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理、
安全性好、运行平稳高效，并可实现升降台升降高度精确控制的地下
自行车库升降台激光定距机构。
本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种具有激光定距功能的地下自行车库，其特征在于：包括拼装
式支撑单元及中心输送单元构成，拼装式支撑单元由笼式筒体及圆周
设置在笼式筒体内壁朝向轴心位置的多层自行车存放架构成；在该拼
装式支撑单元的轴心位置安装所述中心输送单元，该中心输送单元由
平行的旋转导轨、同步带式升降机构、轴支撑式旋转机构及输送台构
成，在旋转导轨上设置所述同步带升降机构，所述输送台由同步带升
降机构驱动沿旋转导轨进行升降，旋转导轨底部设置轴支撑式旋转机
构，旋转导轨及输送台由轴支撑式旋转机构驱动进行水平旋转，输送
台上设置有高效抓推机构；在旋转导轨的顶部下表面设置有激光测距
传感器，在输送台的上表面对应上述激光测距传感器的位置设置有反
光板，所述激光测距传感器的信号输出端连接至控制系统。
所述的笼式筒体由多根立柱及多层的多边形横梁单元构成，所述
多边形横梁单元由多根水平横梁连接于相邻立柱之间形成，一多边形
横梁单元与其相邻层的多边形横梁单元之间的距离大于自行车的高
度。
所述的自行车存放架包括整体为槽型的托架体，该托架体由送入
段及保持段构成，送入段及保持段均由底面及两侧面构成，托架体的
送入段端部为供自行车车轮进入的敞口，保持段端部固装有与车库筒
体固定的固定端；送入段的底面略高于保持段的底面，且送入段与保
持段的底面之间制有斜坡，保持段的侧壁包括两固定外侧壁及两弹性
夹持内侧壁，固定外侧壁与送入段的侧壁固装且宽度大于送入段，两
弹性夹持内侧壁的外端与固定外侧壁的一端固定，两弹性夹持内侧壁
的内端与固定外侧壁的另一端均采用弹簧柱弹性安装。
所述的同步带式升降机构包括导轨支撑架、升降伺服电机、驱动轴、
同步带及同步带齿轮，在导轨支撑架上竖直固装所述平行的旋转导轨，
在该两旋转导轨的下端安装主动同步带齿轮，在两旋转导轨的上端均
安装从动同步带齿轮，在该主动同步带齿轮及从动同步带齿轮上纵向
绕行同步带，旋转导轨下端的主动同步带齿轮共同安装于驱动轴上，
该驱动轴由所述升降伺服电机驱动。
所述的轴支撑式旋转机构由底部旋转支撑盘、支撑齿圈、上部旋
转支撑盘、旋转支撑轴承座、旋转支撑轴承、旋转伺服电机及旋转驱
动齿轮构成，在底部旋转支撑盘上固定安装支撑齿圈，在该支撑齿圈
内安装旋转支撑轴承座，该支撑齿圈的内壁与旋转支撑轴承座的外壁
之间安装有旋转支撑轴承，上部旋转支撑盘固定安装在旋转支撑轴承
座上，在上部旋转支撑盘上安装旋转驱动电机，该旋转驱动电机下部
的电机轴上安装旋转主动齿轮，该旋转驱动齿轮与支撑齿圈啮合传动；
旋转导轨底部通过导轨支撑架与旋转驱动单元的上部旋转支撑盘固
定。
所述的输送台包括横架、底架、水平导轨、推拉伺服电机、抓手
机构、水平同步带传动机构，底架为水平的长形架体，底架下部十字
形固装横架，在底架上的长度方向固装水平导轨，底架沿长度方向的
中间位置设置有车轮导槽，在该水平导轨上滑动安装抓手机构，该底
架的一端安装有推拉伺服电机，该底架上安装与抓手机构连接的水平
同步带传动机构，该推拉伺服电机通过水平同步带传动机构带动抓手
机构水平滑动；在横架的横向两端固装有升降滑座，在两个升降滑座
的两端部还固装有同步带固定座，所述旋转导轨上的同步带与该同步
带固定座固定。
所述的升降滑座三面包围于对应的竖直旋转导轨上，该升降滑座
的三面均安装有滚动于旋转导轨表面的包胶轴承。
所述的底架的两端部与所述升降滑座的两侧之间对称连接有拉
杆，该拉杆的端部均安装有杆端轴承。
所述的抓手机构由抓手滑座、抓手电机、丝杆、对称的抓手臂构
成，抓手滑座滑动安装于所述水平导轨上，在该抓手滑座上固定安装
抓手电机，该抓手电机的电机杆连接丝杆，该丝杆的端部连接对称的
抓手臂的尾端，对称的抓手臂由抓手电机通过丝杆驱动打开及闭合，
平行连杆中的一个连杆上与夹板之间安装有压簧。
本实用新型的优点和有益效果为：
1、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，由拼装式支
撑单元及中心输送单元构成，拼装式支撑单元由笼式筒体及圆周设置
在笼式筒体内壁朝向轴心位置的多层自行车存放架构成；在该拼装式
支撑单元的轴心位置安装所述中心输送单元，该中心输送单元由平行
的旋转导轨、同步带式升降机构、轴支撑式旋转机构及输送台构成，
可完成自行车的抓取、升降、旋转及推送，实现将自行车对位放入自
行车存放架上，地下多层的自行车存放架，可存放自行车数量大，节
省地面空间；在旋转导轨的顶部下表面设置有激光测距传感器，在输
送台的上表面对应上述激光测距传感器的位置设置有反光板，所述激
光测距传感器的信号输出端连接至控制系统，可实现输送台升降高度
的检测，从而对其运行高度实现闭环控制。
2、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，其拼装式支
撑单元由笼式筒体及圆周设置在笼式筒体内壁朝向轴心位置的多层自
行车存放架构成，笼式筒体由多根立柱及多层的多边形横梁单元构成
的，立柱及横梁均采用方钢，横梁连接与相邻立柱支架，从而形成多
层的多边形横梁单元，具有安装简便，成本低，且支撑强度大的优点；
自行车存放架的一端与笼式筒体的立柱或横梁固定，另一端朝向笼式
筒体的中轴线，自行车存放架具有安装简便，定位准确的优点。
3、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，其自行车存
放架为槽型的托架体，托架体由送入段及保持段构成，送入段的底面
略高于保持段的底面，且送入段与保持段的底面之间制有斜坡，当自
行车被抓取送至该支撑托架上使，其车轮部分自送入段的敞口处进入，
被推送至保持段，由于送入段的底面略高于保持段底面，从而实现当
抓取装置收回时，自行车仍然能够限位于支撑托架上，防止其倒退滑
脱；保持段的侧壁包括两固定外侧壁及两弹性夹持内侧壁，通过该两
个弹性夹持内侧壁，可实现进一步对不同宽度车轮自行车的夹持保护，
自行车的车轮部位可顺畅的自送入段滚动至保持段，并通过弹性夹持
内侧壁进行夹持。
4、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，采用同步带
式升降机构，采用升降伺服电机驱动旋转导轨下端的主动同步带轮，
带动同步带进行旋转，在该同步带上固定安装地下自行车库的输送台，
从而实现输送台的升降，运行平稳，同步性好，安全稳定性高，且升
降伺服电机控制简便，对升降高度可实现高精度控制，便于自行车的
升降定位控制；其旋转驱动单元由底部旋转支撑盘、支撑齿圈、上部
旋转支撑盘、旋转支撑轴承座、旋转支撑轴承、旋转伺服电机及旋转
驱动齿轮构成，旋转伺服电机驱动旋转驱动齿轮绕支撑齿圈旋转，从
而使上部旋转支撑盘带动旋转导轨进行旋转，完成旋转导轨带动输送
台的旋转运动；采用支撑齿圈内部设置旋转支撑轴承座及旋转支撑轴
承，具有结构合理，运行平稳，不仅能起到良好的径向旋转支撑，还
具有良好的纵向支撑强度，保证旋转机构的运行稳定形及安全性；采
用旋转伺服电机，易于控制旋转角度，可精确控制保证输送台与自行
车存放架支架的角度对位。
5、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，其输送台整
体由旋转导轨上的升降同步带带动实现升降，同时采用推拉伺服电机
通过水平同步带传动机构带动抓手机构水平滑动，抓手机构可实现自
行车车轮的抓取，从而实现对自行车的推送，采用推拉伺服电机与同
步带传动结合，保证抓手机构的推拉动作更加迅速、平稳，可减少自
行车的取放的时间。
6、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，其输送台横
架两侧的升降滑座与旋转导轨上的升降同步带固定，并且采用三面包
围于对应的旋转导轨上的升降滑座实现导向，由升降伺服电机驱动实
现输送台的平稳升降。
7、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，由于输送台
的底架为悬挂安装，因此采用在底架的长度方向的两端部与升降滑座
之间对称连接有拉杆，该拉杆的端部均安装有杆端轴承，从而保证输
送台结构稳定性，具有足够的支撑力，提高安全性。
8、本实用新型的具有激光定距功能的地下自行车库，抓手机构由
抓手滑座、抓手电机、丝杆、对称的抓手臂构成，抓手滑座滑动安装
于所述水平导轨上，在该抓手滑座上固定安装抓手电机，该抓手电机
的电机杆连接丝杆，该丝杆的端部连接对称的抓手臂的尾端，对称的
抓手臂由抓手电机通过丝杆驱动打开及闭合；抓手臂打开及闭合动作
平稳，且抓取力度适当，抓取动作稳定可靠。
9、本实用新型结构设计科学合理，可完成自行车的抓取、升降、
旋转及推送，实现将自行车对位放入自行车存放架上，地下多层的自
行车存放架，可存放自行车数量大，节省地面空间，结构合理、安全
性好、运行平稳高效。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的A-A向视图；
图3为本实用新型的笼式筒体的主视图；
图4为本实用新型的自行车存放架的主视图；
图5为图4的俯视图；
图6为本实用新型的同步带式升降机构的主视图；
图7为图6的局部放大图；
图8为图6的右视图(张紧轮局部)；
图9为图7的C部放大图；
图10为图6的B-B向剖视图；
图11为本实用新型的输送台的结构示意图；
图12为图11的D部放大图；
图13为图12的俯视图；
图14为图11的E部放大图。
附图标记说明
1-自行车、2-地上支架、3-旋转导轨、4-笼式筒体、5-同步带式升
降机构、6-高效抓推机构、7-输送台、8-轴支撑式旋转机构、9-自行车
存放架、10-立柱、11-横梁、12-送入段、13-保持段、14-敞口、15-固
定端、16-斜坡、17-送入段侧面、18-V型导槽、19-送入段底面、20-
连接柱、21-固定外侧壁、22-弹性夹持内侧壁、23-另一V型导槽、24-
弹簧柱、导轨顶杆25、从动同步带齿轮26、同步带27、导轨支撑架
28、升降伺服电机29、弹性联轴器30、主动同步带齿轮31、驱动轴
32、张紧轮安装座33、张紧轮34、安装轴35、弹性支架36、37-底部
旋转支撑盘、38-支撑齿圈、39-旋转支撑轴承、40-旋转支撑轴承座、
41-上部旋转支撑盘、42-旋转驱动齿轮、43-旋转伺服电机、44-推拉伺
服电机、45-底架、46-水平导轨、47-车轮导槽、48-水平同步带传动机
构、49-横架、50-拉杆、51-胶垫、52-夹板、53-驱动臂、54-连杆、55-
丝杆连接座、56-丝杆、57-抓手滑座、58-抓手电机、59-压簧、60-平行
连杆、61-包胶轴承、62-升降滑座、63-同步带固定座、64-激光测距传
感器、65-反光板。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只
是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种具有激光定距功能的地下自行车库，其由拼装式支撑单元及
中心输送单元构成，拼装式支撑单元由笼式筒体4及圆周设置在笼式
筒体内壁朝向轴心位置的多层自行车存放架9构成；在该拼装式支撑
单元的轴心位置安装所述中心输送单元，该中心输送单元由平行的旋
转导轨3、同步带式升降机构5、轴支撑式旋转机构8及输送台7构成，
在旋转导轨上设置同步带升降机构，输送台由同步带升降机构驱动沿
旋转导轨进行升降，旋转导轨底部设置轴支撑式旋转机构，旋转导轨
及输送台由轴支撑式旋转机构驱动进行水平旋转，输送台上设置有高
效抓推机构6。旋转机构顶部与地上支架2轴承连接。地上部分设置
将地上支架遮挡的自行车亭，自行车亭设置有自行车1进出口。
在旋转导轨的顶部下表面设置有激光测距传感器64，在输送台的
上表面对应上述激光测距传感器的位置设置有反光板65，激光测距传
感器的信号输出端连接至控制系统。可实现输送台升降高度的检测，
从而对其运行高度实现闭环控制。通过反光板增大光线反射效果，提
高激光仪检测精确性。激光测距传感器采用ZLDS100型。
笼式筒体由多根立柱10及多层的多边形横梁单元构成，所述多
边形横梁单元由多根水平横梁11连接于相邻立柱之间形成，一多边形
横梁单元与其相邻层的多边形横梁单元之间的距离大于自行车的高
度。多边形横梁单元为10-20边形。本实施例中为15边形。立柱采用
截面为方形的方钢，横梁的两端制有安装斜面，该斜面角度a可根据
多边形的边数计算而得。该安装斜面上焊接固定安装板，横梁的两端
通过安装板螺栓固装于其两侧立柱的两侧壁。
自行车存放架包括整体为槽型的托架体，该托架体由送入段12
及保持段13构成，送入段由两送入段侧面17及送入段底面19构成，
保持段由保持段侧面及保持段底面构成。
托架体的送入段端部为供自行车车轮进入的敞口14，保持段端部
固装有与车库筒体固定的固定端15；送入段的底面略高于保持段的底
面，且送入段与保持段的底面之间制有斜坡16。当自行车被抓取送至
该支撑托架上使，其车轮部分自送入段的敞口处进入，被推送至保持
段，由于送入段的底面略高于保持段底面，从而实现当抓取装置收回
时，自行车仍然能够限位于支撑托架上，防止其倒退滑脱。
保持段的侧壁包括两固定外侧壁21及两弹性夹持内侧壁22，固
定外侧壁与送入段的侧壁通过连接柱20固装且宽度大于送入段，两弹
性夹持内侧壁的外端与固定外侧壁一端的连接柱固定，两弹性夹持内
侧壁的内端与固定外侧壁的另一端均采用弹簧柱24弹性安装。两弹性
夹持内侧壁的内端可实现弹性夹持。通过该两个弹性夹持内侧壁，可
实现进一步对不同宽度车轮自行车的夹持保护，自行车的车轮部位可
顺畅的自送入段滚动至保持段，并通过弹性夹持内侧壁进行夹持。
托架体的送入段的底面内部固装有V型导槽18。托架体的保持段
的底面内部固装有另一V型导槽23。可实现对自行车车轮的导向及限
位作用，防止其与侧壁发生剐蹭，保证其顺畅送入托架体的保持段。
同步带式升降机构包括其包括导轨支撑架28、升降伺服电机29、
驱动轴32、同步带27及同步带齿轮。在导轨支撑架上竖直固装两根
旋转导轨，该两根旋转导轨顶端采用导轨顶杆25焊接固定。在该两旋
转导轨的下端安装主动同步带齿轮31，在两旋转导轨的上端均安装从
动同步带齿轮26，在该主动同步带齿轮及从动同步带齿轮上纵向绕行
同步带，旋转导轨下端的主动同步带齿轮共同安装于驱动轴上，该驱
动轴由所述升降伺服电机驱动。升降伺服电机与所述驱动之间采用弹
性联轴器30连接。本输送台升降机构的导轨支撑架固装在轴支撑式旋
转机构8上。
旋转导轨采用方钢结构，主动同步带齿轮及从动同步带齿轮位于
旋转导轨的侧壁位置，同步带绕行于主动同步带齿轮及从动同步带齿
轮上并穿行于旋转导轨的一侧壁外及内部。
在两旋转导轨下部均安装有张紧调节轮机构，该张紧调节轮机构
由张紧轮安装座33、张紧轮34及弹性支架36构成，安装座与旋转导
轨固装，张紧轮的安装轴35两端滑动安装于安装座上，张紧轮的安装
轴两端部通过弹性支架进行张紧安装，所述同步带绕行经过该张紧轮。
该旋转驱动单元由底部旋转支撑盘37、支撑齿圈38、上部旋转支
撑盘41、旋转支撑轴承座40、旋转支撑轴承39、旋转伺服电机43及
旋转驱动齿轮42构成。在底部旋转支撑盘上固定安装支撑齿圈，在该
支撑齿圈内安装转动安装有旋转支撑轴承座，该支撑齿圈的内壁与旋
转支撑轴承座的外壁之间安装有旋转支撑轴承，上部旋转支撑盘固定
安装在旋转支撑轴承座上，在上部旋转支撑盘上水平固装导轨支撑架，
在导轨支撑架上纵向安装两根旋转导轨。在上部旋转支撑盘位于外侧
的位置安装旋转驱动电机，该旋转驱动电机下部的电机轴上安装旋转
主动齿轮，该旋转驱动齿轮与支撑齿圈啮合传动；旋转导轨底部通过
导轨支撑架与旋转驱动单元的上部旋转支撑盘固定。旋转伺服电机驱
动旋转驱动齿轮绕支撑齿圈旋转，从而使上部旋转支撑盘带动旋转导
轨进行旋转，完成旋转导轨带动输送台的旋转运动。
该输送台其包括横架49、底架45、水平导轨46、推拉伺服电机
44、抓手机构9、水平同步带传动机构48，底架为水平的长形架体，
底架下部十字形固装横架，在底架上的长度方向固装水平导轨，在该
水平导轨上滑动安装抓手机构，该底架的一端安装有推拉伺服电机，
该底架上安装与抓手机构连接的水平同步带传动机构，该推拉伺服电
机通过水平同步带传动机构带动抓手机构水平滑动。底架沿长度方向
的中间位置设置有车轮导槽47，车轮导槽的两侧对称设置水平导轨。
在横架的横向两端固装有升降滑座62，该升降滑座三面包围于对
应的竖直的旋转导轨3上，该升降滑座的三面均安装有滚动于旋转导
轨表面的包胶轴承61，底架通过该升降滑座导向运行于旋转导轨之间。
在两个升降滑座的两端部还固装有同步带固定座63，旋转导轨上
的升降同步带与该同步带固定座固定，底架由升降同步带带动进行升
降。底架的两端部与所述升降滑座的两侧之间对称连接有拉杆50，该
拉杆的端部均安装有杆端轴承。
抓手机构由抓手滑座57、抓手电机58、丝杆56、对称的抓手臂
构成。抓手滑座滑动安装于水平导轨上，在抓手滑座上固定安装抓手
电机，该抓手电机的电机杆连接丝杆，该丝杆的端部连接对称的抓手
臂的尾端，对称的抓手臂由抓手电机通过丝杆驱动打开及闭合。
对称的抓手臂均主要由驱动臂53、夹板52、平行连杆60、丝杆
连接座55构成，驱动臂的后端铰接安装于抓手滑座上，驱动臂的前端
与夹板之间铰装平行连杆，两驱动壁的中部通过连杆54连接至丝杆连
接座，丝杆连接座移动安装于抓手滑座上，且丝杆连接座啮合安装丝
杆。
平行连杆中的一个连杆上与夹板之间安装有压簧59。夹板内侧表
面设置有胶垫51。
本自行车库的工作原理为：
自行车被放置于地面的自行车亭进出口位置，输送台升起至顶部，
高效抓退机构抓住自行车轮，并将其拉直输送台上，由同步带时升降
机构驱动输送台下降，至一定高度，轴支撑式旋转机构驱动旋转导轨
同时带动输送台旋转一定角度，对应于自行车存放架，高效抓推机构
再将自行车推送至自行车存放架上，抓手机构放开，实现自行车的存
放；取出时，抓手机构将自行车抓取至输送台，并送至地面上的进出
口。动作均由各机构的伺服电机进行精确控制。
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域
的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和
范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范
围不局限于实施例和附图所公开的内容。