一種電動(dòng)自行車智能安全車把的設(shè)計(jì)

孫磊 周瑩

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，城市居民的出現(xiàn)方式由腳踏自行車轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)自行車，但對(duì)電動(dòng)自行車的安全問題并未引起重視，本文針對(duì)此提出一種安全方案。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)自行車；智能；安全；車把

近年來，我國(guó)電動(dòng)自行車呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展，由于其方便、快捷、省時(shí)省力、低碳、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的特點(diǎn)，符合我國(guó)消費(fèi)者的消費(fèi)需求，已成為我國(guó)居民重要的出行交通工具。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年銷售量達(dá)到700萬輛，社會(huì)保有量達(dá)2.5億輛。在快速增長(zhǎng)的同時(shí)，它的安全性也越來越受到人們關(guān)注。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)車交通事故的傷亡率超80%，事故多發(fā)的原因主要集中在單手騎電動(dòng)車、超速等方面[1，2]。

而目前，在售的電動(dòng)自行車針對(duì)單手騎行等行為并未進(jìn)行安全防護(hù)設(shè)計(jì)，存在嚴(yán)重的安全隱患。為此，本文研究利用傳感器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一種智能安全車把，對(duì)單手騎行行為進(jìn)行檢測(cè)，阻斷電機(jī)供電，保護(hù)騎車人的安全。

1 智能安全車把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本電動(dòng)自行車智能安全車把的主要組成部分包括車把、控制器、車把傳感器、防霧燈開關(guān)及連接線。車把由車把芯和車把把套組成。

1.車把；2.控制器；3.車把傳感器；4.霧燈開關(guān)；5.車把把芯

如圖1、圖2所示，車把傳感器內(nèi)嵌于車把把芯特定位置，防霧燈開關(guān)安裝于把芯的前端，車把把套將把芯包裹。根據(jù)人體工程學(xué)將車把套設(shè)計(jì)成流行線，增加人握車把的舒適性，同時(shí)在把套上設(shè)計(jì)菱形凹槽，加大粗糙度，起到防滑作用。

該智能安全車把電動(dòng)自行車被騎行時(shí)開始工作，當(dāng)車把傳感器檢測(cè)到車把未被握住時(shí)，控制器將阻止蓄電池為電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電；當(dāng)騎車人握住車把時(shí)，車把傳感器檢測(cè)到信號(hào)，控制器保證蓄電池為電動(dòng)自行車電機(jī)供電，阻止騎車人單手騎車的危險(xiǎn)行為。防霧燈開關(guān)用于控制防霧燈的閃爍，保證在霧天騎車的安全。

2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

為了能夠阻止騎車人單手騎車的行為，本系統(tǒng)開發(fā)了智能安全車把控制器，如圖3是本控制器的電氣原理圖。

以該控制器為核心，設(shè)計(jì)了智能安全車把的工作原理，為使車把能夠檢測(cè)到是否被人手握住，本系統(tǒng)的車把傳感器選用電容式傳觸摸傳感器。

如圖4所示，電瓶車的電源與控制器內(nèi)部降壓模塊相連，將電瓶車原有的48V電壓轉(zhuǎn)換成5V和24V電壓，分別給電容式觸摸傳感器及信號(hào)處理器供電。電容式觸摸傳感器檢測(cè)的模擬信號(hào)通過MCU芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，作為信號(hào)處理器的輸入，通過信號(hào)處理器的處理輸出相關(guān)信號(hào)，控制電動(dòng)車的控制器。

當(dāng)人在騎行過程中左手脫離車把時(shí)，把芯上的電容式觸摸傳感器檢測(cè)到信號(hào)，信號(hào)處理器將接收到的信號(hào)進(jìn)行處理輸出信號(hào)來控制電動(dòng)車的控制器，降低車速直至完全停止。當(dāng)按下防霧開關(guān)時(shí)，信號(hào)處理器輸出信號(hào)啟動(dòng)防霧裝置，防霧燈循環(huán)閃爍，保證在霧天騎行安全。

3 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種電動(dòng)車智能安全車把，開發(fā)了智能安全車把控制器，并利用電容式觸摸傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)人手是否握車把的檢測(cè)，達(dá)到控制電動(dòng)自行車的運(yùn)行的目的，讓騎車人養(yǎng)成雙手握車把的習(xí)慣，極大的降低了電動(dòng)車發(fā)生交通事故的概率，保證騎車的安全，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。

參考文獻(xiàn)

[1]付倩.城市電動(dòng)自行車交通安全性與管理研究[D].西南交通大學(xué).2016-05-01.

[2]紀(jì)寧.城區(qū)電動(dòng)自行車交通特性分析[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月）.2015（09）.