一种基于压电式多功能停车限位器的车位

1.本发明涉及一种基于压电式多功能停车限位器的车位。


背景技术：

2.随着国民经济的发展，我国居民的小汽车拥有量逐年增加，公共停车场的数量也随之增加。在室内停车场中，设置有大量紧邻的停车车位，为防止车辆停车时车身不正，占用相邻车位的停车空间，往往会使用停车限位器。公共停车场常见的停车限位器为卧式杆状结构，将其设置在车位内侧，可限制车轮的活动范围，进而控制车身不占用相邻车位。
3.但现有的停车限位器有下述缺陷：管理人员无法限制小型车辆停在大空间车位，造成车位资源的浪费；管理人员无法知晓实际停车情况和停车场空位分布，难以进行车辆管理；车主难以在驶离车位时直接获得停车时间和停车费用等信息；传统限位器对轮胎的限制小，车身容易歪斜，进而影响到相邻车位；传统限位器布置于地面上方，不够美观，容易损坏轮胎和绊倒行人。


技术实现要素：

4.发明目的：针对上述现有技术，提出一种基于压电式多功能停车限位器的车位，解决了现有技术中室内停车场停车限位器存在的无法对车辆和车位进行智慧管理、难以有效约束车辆规范停车进而影响相邻车位、易损坏轮胎和绊倒行人的问题。
5.技术方案：一种基于压电式多功能停车限位器的车位，包括：车位上包括四个压电转换模块以及一个工作箱；所述压电转换模块包括上部受压结构和下部压电转换结构；所述四个压电转换模块分别嵌入车位上前部左右两侧和后部左右两侧，初始状态下所述受压结构的表面与车位地面齐平；所述工作箱包括调压整流模块、语音计时模块以及无线信号发射模块；所述四个压电转换模块的电能输出端分别连接到所述调压整流模块，所述调压整流模块用于向所述语音计时模块和无线信号发射模块供电，并将多余电能进行存储；所述语音计时模块用于根据所述调压整流模块的信号开始计时，并在车辆离开时语音播报停车费用；所述无线信号发射模块用于将所述四个压电转换模块的工作状态以及所述语音计时模块生成的计时收费信息上传到远端的上位机。
6.进一步的，所述压电转换模块的上部受压结构包括方形受压板、橡胶垫圈、弹簧，所述方形受压板通过下方的橡胶垫圈支撑于嵌入式台体上，弹簧的一端连接方形受压板的底面；所述下部压电转换结构包括基座、盖板、层叠式压电结构以及绝缘套；所述绝缘套包裹层叠式压电结构的四周，并整体嵌入所述基座内；所述弹簧的另一端连接盖板的顶面，所述盖板底面的凸台压在所述层叠式压电结构的顶部；其中，所述层叠式压电结构依次交叠设置的压电片和金属电极构成；所述基座侧面设有第一引线孔，第一引线孔外侧设有第一接头，所述金属电极通过导线连接所述第一接头。
7.进一步的，车位宽度方向，两压电转换模块的中心间距为车位宽度的0.6-0.8倍，
环状车位线距同侧压电转换模块的中心间距为车位宽度的0.1~0.2倍；车位长度方向，两压电转换模块的中心间距为车位长度的0.4~0.6倍，车位线距同侧压电转换模块的中心间距为车位长度的0.2~0.3倍；车位宽度方向，所述方形受压板的长度为车位宽度的0.05-0.15倍；车位长度方向，所述方形受压板的长度为车位长度的0.03~0.08倍。
8.进一步的，所述压电转换模块中，压电片为6~10mm厚的方形压电陶瓷，金属电极为2~4mm厚的方形铜片，绝缘套为4~6mm厚的橡胶材料，方形受压板为15~25mm厚的金属结构，压电盖板为15~25mm厚的塑料结构，基座为20~30mm厚的塑料结构。
9.进一步的，所述压电转换模块还包括分别连接在方形受压板在车位长度方向上前后两侧边的弹性橡胶条，弹性橡胶条的另一边分别与车位地面固定连接。
10.进一步的，所述工作箱包括上部的工作箱盖板和下部的工作箱基座；工作箱盖板顶部与车位地面齐平，两侧设有第二引线孔，第二引线孔外侧设有第二接头；所述调压整流模块、语音计时模块以及无线信号发射模块均通过螺栓固定在工作箱基座内，所述调压整流模块通过导线连接第二接头；四个压电转换模块的所述第一接头通过导线连接到所述工作箱的第二接头。
11.进一步的，车位上沿车位长度方向还设有两条引导线，并分别正对一侧的压电转换模块。
12.进一步的，所述语音计时模块还用于在四个压电转换模块未同时输出电能到所述调压整流模块时，发出车辆未规范停车的语音提示。
13.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明的车位能够通过无线信号发射模块发送车辆停车是否规范以及计时收费信息到上位机，便于上位机实现车位智慧管理。
14.2、当车辆规范停车和驶离车位时，本发明的语音计时模块能对停车时间、停车费用等信息进行语音播报，方便车主及时掌握停车信息。
15.3、本发明通过限制轮胎停靠在压电转换模块上方，进而限制车身的位置，可保证所停靠的车辆不影响相邻车位。
16.4、本发明的受压板受到压力时会产生向下的位移，车身也随之下移，相对较高的地面可对轮胎前后运动起限制作用，防止汽车因未拉手刹造成溜车。
17.5、本发明埋设于地下，上部与地面齐平，不会损坏轮胎和绊倒行人。
附图说明
18.图1为本发明的基于压电式多功能停车限位器的车位的整体示意图；图2为本发明的压电转换模块整体示意图；图3为本发明的压电转换模块横剖面图；图4为本发明的压电转换模块纵剖面图；图5为本发明的压电转换模块受压时的纵剖面图；图6为本发明的工作箱剖面图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
20.一种基于压电式多功能停车限位器的车位，如图1所示，车位由环状车位线2确定边界，入口处为车位编号1，四个压电转换模块4分别嵌入车位上前部左右两侧和后部左右两侧，车位中央位置嵌入一个工作箱6。车位上沿车位长度方向还设有两条引导线3，并分别正对一侧的压电转换模块4。
21.压电转换模块4包括上部受压结构和下部压电转换结构，初始状态下受压结构的表面与车位地面12齐平。如图6所示，工作箱6包括调压整流模块22、语音计时模块23以及无线信号发射模块24。四个压电转换模块4的电能输出端分别连接到调压整流模块22，调压整流模块22用于向语音计时模块23和无线信号发射模块24供电，并将多余电能进行存储。语音计时模块23用于根据调压整流模块22的信号开始计时，并在车辆离开时语音播报停车费用；语音计时模块23还用于在四个压电转换模块未同时输出电能到所述调压整流模块22时，发出车辆未规范停车的语音提示。无线信号发射模块24用于将四个压电转换模块4的工作状态以及语音计时模块23生成的计时收费信息上传到远端的上位机。
22.具体的，如图3至图5所示，压电转换模块4的上部受压结构包括方形受压板8、橡胶垫圈9、弹簧14以及两根弹性橡胶条7。方形受压板8通过下方的橡胶垫圈9支撑于嵌入式台体上，弹簧14设置于方形受压板8下方空腔13内，弹簧14的一端连接方形受压板8的底面。弹性橡胶条7的一边分别连接在方形受压板8在车位长度方向上前后两侧边上，弹性橡胶条7的另一边分别与车位地面12固定连接。下部压电转换结构包括基座10、盖板15、层叠式压电结构以及绝缘套18。绝缘套18包裹层叠式压电结构的四周，并整体嵌入基座10内。弹簧14的另一端连接盖板15的顶面，盖板15底面的凸台压在层叠式压电结构的顶部。其中，层叠式压电结构依次交叠设置的压电片16和金属电极17构成。基座10侧面设有第一引线孔19，第一引线孔19外侧设有第一接头11，金属电极17通过导线连接所述第一接头11。
23.压电转换模块4中，压电片16为6~10mm厚的方形压电陶瓷，金属电极17为2~4mm厚的方形铜片，绝缘套18为4~6mm厚的橡胶材料，方形受压板8为15~25mm厚的金属结构，压电盖板15为15~25mm厚的塑料结构，基座10为20~30mm厚的塑料结构。
24.如图1所示，车位宽度方向，两压电转换模块4的中心间距为车位宽度的0.6-0.8倍，环状车位线2距同侧压电转换模块4的中心间距为车位宽度的0.1~0.2倍；车位长度方向，两压电转换模块4的中心间距为车位长度的0.4~0.6倍，车位线2距同侧压电转换模块4的中心间距为车位长度的0.2~0.3倍；车位宽度方向，方形受压板8的长度为车位宽度的0.05-0.15倍；车位长度方向，方形受压板8的长度为车位长度的0.03~0.08倍。
25.如图6所示，工作箱6包括上部的工作箱盖板21和下部的工作箱基座25。工作箱盖板21顶部与车位地面12齐平，两侧设有第二引线孔26，第二引线孔26外侧设有第二接头27。调压整流模块22、语音计时模块23以及无线信号发射模块24均通过螺栓固定在工作箱基座25内，调压整流模块22通过导线连接第二接头27。四个压电转换模块4的第一接头11通过套接导管5的导线连接到工作箱6的第二接头27，导管5埋设于地下。
26.本发明中，为了规范停车，车主需要将车辆的各轮胎20分别停在压电转换模块4上才能开始计时收费，从而可有效约束车辆停车姿态，防止因车身不正，影响相邻车位。
27.当车辆的轮胎20停在压电转换模块4上时，压电转换模块4的方形受压板8受到上方轮胎20的压力产生向下的位移，车身随之下移，轮胎20底部高度低于地面12高度，从而限制汽车在无动力情况下前后移动，防止溜车，如图5所示。
28.当车辆的轮胎20停靠在压电转换模块4上时，方形受压板8将压力向下传递，使弹簧14产生形变，将向下的压力传递至压电盖板15，压电盖板15将压力传递至层叠式压电结构，由于压电效应，层叠式压电结构的上、下表面产生异号电荷，异号电荷通过连接在层叠式压电结构上、下表面的引线，经引线孔19和接头11接出，压电转换模块4产生的电荷既被调压整流模块22作为电能储存，同时也被视为轮胎20停靠在压电转换模块4上的电信号。
29.只有车辆的所有轮胎20均停靠在压电转换模块4上时，调压整流模块22接收到车位内所有压电转换模块4产生的电信号时，语音计时模块23才判断车主已规范停车，并开始计时收费。在四个压电转换模块未同时输出电能到调压整流模块22时，语音计时模块23能够发出车辆未规范停车的语音提示。
30.当车辆规范停车时，语音计时模块23发出“已规范停车，开始计时收费”的语音，无线信号发射模块24将四个压电转换模块4的工作状态以及语音计时模块23生成的计时收费信息上传到远端的上位机。当车辆驶离车位后，输出到调压整流模块22的电能断开，作为车辆已驶离车位的信号，此时调压整流模块22存储的电能用于向语音计时模块23和无线信号发射模块24供电，语音计时模块23发出“已驶离车位，停车时间xx小时，停车费用xx元”的语音，无线信号发射模块24向上位机发送车辆已驶离停车位的信息。
31.当车辆驶入停车场时，上位机能够通过传感器等设备来根据车辆尺寸和轴距及空余车位大小、位置来为汽车匹配相应的车位，车辆根据提示的车位编号寻找车位停车。若车主在为其匹配的车位规范停车，则开始正常的计时收费，上位机能够根据接收到的信息实时更新停车位停车情况，方便对车辆的管理，同时为下次匹配车位做准备。若车主未在为其匹配的车位规范停车，则通过语音计时模块23发出语音提示，上位机记录车主未正确规范停车。在车主未正确规范停车时，可通过驶出停车场时额外收取费用或进一步语音提示车主，以此督促车主下次正确规范停车，达到约束车主限位停车的目的。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。