CN106394737A - 一种电动自行车自动锁车装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动自行车自动锁车装置，包括外壳，外壳内部一端安装有锁轴，锁轴一端套装有弹性元件，另一端为锁头，锁头可露出外壳；外壳内部在与装有弹性元件的锁轴端相配合的位置设有电磁装置，电磁装置与电动自行车的电源锁开关连接；所述外壳固定于电动自行车的碟刹钳侧表面，碟刹钳侧面设置通孔，碟刹盘与通孔对应处设置轮盘卡槽；电磁装置在打开电源锁开关后通电，电磁力将锁轴向电磁装置方向吸附，从而使锁头退回到外壳内，在关闭电源锁开关后，电磁装置断电，锁头在弹性元件的作用下伸出外壳通过通孔伸入轮盘卡槽将碟刹盘固定，锁闭电动自行车。本发明不需要单独配置锁车钥匙，利用简单结构的装置实现电动自行车的自动开、锁车。

Description

一种电动自行车自动锁车装置

技术领域

本发明属于电动自行车防盗的技术领域，尤其涉及一种电动自行车自动锁车装置。

背景技术

随着时代的进步创新创造技术领域的提高，人们的生活水平的提高，各类产品均趋向于自动化、人性化的方向发展。自1992年以来，我国有了自行研制和生产的电动车产品，通过十几年的发展，现已初步形成以北京新日、浙江绿源等一大批具有实力和规模的电动自行车生产家，更形成了江苏锡山、浙江、天津三大产业集聚区。近年来，由于石油价格的不断攀升和其带来的大气污染等环保问题，电动自行车成为人们近途出行主要选择的交通工具。随着电动自行车的普及使用，安全防盗成了使用者心中的另一大难题。

市场上的各类电动车锁大多数都还停留在锁车轮的挂锁阶段，这类车轮挂锁属于单纯的机械锁具，需要在将电动自行车制动驻车后下蹲使用钥匙手动开、关锁车轮挂锁。这种挂锁在使用时费时、费力，非常不方便；此外，车轮挂锁的钥匙很容易丢失，给车主带来很大的不便。因此，需要设计驻车状态下自动锁车装置。

在现有市场上的电动自行车的供电电路结构为：电动自行车的电池与电源开关连接，所述电源开关与控制器连接，所述控制器与电源锁连接，所述电源锁与全车电路连接，电源开关通常安装于电动自行车的所述电池处，所述电源开关控制全车是否通电，而电源锁通常安装于电动自行车的前端，使用者通过钥匙控制电源锁的开关，所述电源锁是安装于所述控制器上的，所述电源锁控制全车电路是否通电。在所述电源开关关闭后全车均无供电，而所述电源锁关闭后，电动自行车的所述电池依旧向所述控制器供电，但是控制器所控制的全车电路无供电。现有的电动自行车驻车状态下的自动锁车装置多数均与电动自行车的供电电路连接，由电动自行车的所述电池为其提供电源。

中国专利CN103318298B一种电动自行车电磁锁，电动自行车的电池(E)和启动钥匙开关(sb)，前轮左减振器筒上设有支架，支架内并排设有上锁线圈和开锁线圈，线圈内腔滑动设有衔铁和锁条，在前轮右减振器筒上设有锁眼，启动钥匙开关(sb)的常开触头依次接常闭触头k3’和控制线圈k1、启动钥匙开关(sb)的常闭触头依次接常闭触头k4’和控制线圈k2、衔铁行程开关的常开触头st1接控制线圈k3、锁条行程开关的常开触头st2接控制线圈k4、常开触头k1’接开锁线圈、常开触头k2’接上锁线圈，上述六条支路均与电池(E)的正、负极连接构成电回路。其启动钥匙开关关闭后整个电路依旧由电池供电，因此该专利中的启动钥匙开关为电源锁，且该专利的电磁锁安装于电动自行车所述电池与所述电源锁之间。该专利的电磁锁一直处于供电状态浪费电能，在整个电动自行车蓄电池耗尽的情况下无法进行自动开锁及锁车,且该专利电磁结构复杂，需要额外架设支架安装电磁锁，成本高。

中国专利CN103318298B公开了一种电磁锁，由外壳、线圈、铜套、圆轴、控制器、开关组成，利用控制器控制两线圈产生的磁性及弹簧的作用下，使两T型轴运动，再利用两T型轴上的不锈钢轴和铜轴与孔的配合实现防盗的作用。本发明特别适用于摩托车、电动车的防盗。该专利结构十分复杂，在锁定防盗状态以及解除防盗状态均需要控制器给线圈接通电源，一直处于供电状态浪费电能，在整个电动自行车蓄电池耗尽的情况下无法进行自动开锁及锁车，且并未公开电磁锁如何安装于摩托车或者电动车上进行防盗。

发明内容

本发明为了解决上述问题，克服现有电动自行车车轮挂锁使用不方便，以及现有自动锁车装置结构复杂、需要持续供电浪费电能且在电动自行车蓄电池无电时无法工作的问题，提供一种电动自行车自动锁车装置，勿需单独配置锁车钥匙，利用电动自行车的已有电源实现电动自行车自动锁车装置在行车过程中处于开锁状态，驻车后处于闭锁状态。

为了实现上述目的，本发明提供的第一个技术方案：

一种电动自行车自动锁车装置，包括外壳，所述外壳内部设置包容空间，所述包容空间内部一端安装有锁轴，所述锁轴一端套装有弹性元件，另一端为锁头，锁头可露出外壳；

所述包容空间内部在与所述装有弹性元件的锁轴端相配合的位置设有电磁装置，所述电磁装置与电动自行车的电源锁开关连接；所述电磁装置在打开所述电源锁开关后通电，电磁力将所述锁轴向所述电磁装置方向吸附，从而使所述锁头退回到所述外壳内，在关闭所述电源锁开关后，所述电磁装置断电，所述锁头在所述弹性元件的作用下伸出外壳，并将电动自行车锁闭。

进一步的，所述锁轴的两侧分别设置一挡板，所述挡板对所述锁轴以及锁头进行准确限位，防止其偏离预定位置。

进一步的，电动自行车的所述电源锁开关与供电回路连接，所述电源锁开关控制所述供电回路的通断，所述供电回路包括供电电源与转换电路，所述转换电路将所述供电电源的电流转换为满足电磁装置工作使用的电流。

进一步的，所述供电回路包括主供电回路与备用供电回路，所述主供电回路中连接电流传感器，所述电流传感器与所述控制器连接，所述电流传感器用于检测所述主供电回路中电流信号，并且将检测到的电流信号传输至所述控制器；所述控制器分别与第一开关连接，所述第一开关用于在主供电回路与备用供电回路之间的切换。

进一步的，所述主供电回路中的所述供电电源采用电动自行车蓄电池，所述备用供电回路中的所述供电电源采用外置电池。

进一步的，所述转换电路包括依次连接的多谐振荡电路、振荡频率调节电路、升压电路和整流滤波稳压电路；所述电动车电池以及外置电池通过所述转换电路由0.6-1.2A的直流电输出为满足电磁开关使用的150A。

进一步的，所述多谐振荡电路及所述振荡频率调节电路由三极管VT1、三极管VT2、电位器RP、电阻R1及电容C1组成；所述多谐振荡电路及所述振荡频率调节电路的负载为升压变压器T的初级线圈L1。

进一步的，所述升压电路及所述整流滤波稳压电路由所述升压变压器T的次级线圈L2、开关二极管D1、电解电容C2、电阻R2、稳压二极管DW组成；所述升压变压器T的次级线圈L2与所述开关二极管D1串联，所述电解电容C2与所述升压变压器T的次级线圈L2及所述开关二极管D1并联，所述电阻R2与所述稳压二极管DW串联后与所述电解电容C2并联。

本发明提供的第二个技术方案：

一种基于自动锁车装置的电动自行车，包括所述的一种电动自行车自动锁车装置，所述外壳固定于电动自行车碟刹钳侧表面，所述碟刹钳侧面设置第二通孔，所述碟刹盘与所述第二通孔对应处设置轮盘卡槽；电动自行车自动锁车装置的所述电磁装置在打开所述电源锁开关后通电，电磁力将所述锁轴向所述电磁装置方向吸附，从而使所述锁头退回到所述外壳内，在关闭所述电源锁开关后，所述电磁装置断电，所述锁头在所述弹性元件的作用下通过所述第一通孔伸出外壳，并且所述第二通孔伸入所述轮盘卡槽将所述碟刹固定，将电动自行车锁闭。

进一步的，所述轮盘卡槽至少包括两个弧形卡槽，所述弧形卡槽的圆心为所述碟刹盘的圆心。

所述第一通孔与所述第二通孔的直径相等，且所述第一通孔与所述第二通孔的直径大于等于所述锁轴的直径；所述弧形卡槽的宽度与所述第二通孔的直径相等。

本发明的工作原理：

当所述电动自行车蓄电池有电时，打开电动自行车的电源锁开关接通电动自行车蓄电池时，电动自行车自动锁车装置与主供电回路闭合，所述电动自行车蓄电池连接的电流传感器检测所述电动自行车蓄电池的输出电流信号，并且将检测到的电流信号传输至所述控制器，所述电流传感器检测到的所述电动自行车蓄电池的输出电流信号不为0，所述控制器控制第一开关处于打开状态，即所述电动自行车自动锁车装置由所述电动自行车蓄电池供电，所述电动自行车蓄电池的输出电流经过转换电路后由0.6-1.2A的直流电输出为满足电磁开关使用的150A；电动自行车自动锁车装置中的电磁线圈通过后，电磁线圈瞬间产生很大的磁性快速的吸附与锁轴连接的弹性元件，使弹性元件压缩带动锁轴以及锁头由第一通孔处缩进自动锁车装置外壳，所述自动锁车装置在电动自行车行驶过程中处于开锁状态；当电动自行车驻车后关闭电动自行车电源锁开关，自动锁车装置的电磁线圈断电，锁轴以及锁头在弹性元件的作用下从外壳上的所述第一通孔处弹出，通过碟刹钳上的所述第二通孔进入碟刹盘上的弧形卡槽锁住车轮，同时，自动锁车装置内的挡板对锁轴及锁头进行准确限位，防止其偏离预定位置，所述自动锁车装置在电动自行车驻车状态时阻止车轮转动，防止电动车被推行，从而达到防盗的作用。

当所述电动自行车蓄电池电能耗尽时，或者为了省电直接关闭电动自行车位于电池处的电源开关时，所述电动自行车蓄电池连接的电流传感器检测所述电动自行车蓄电池的输出电流信号为0，将检测到的电流信号传输至所述控制器，所述控制器控制第一开关处于闭合状态，即所述自动锁车装置与备用供电回路供电，与所述外置电池连接，打开电动自行车电源锁开关自动锁车装置通电，所述自动锁车装置在电动自行车行驶过程中处于开锁状态；当电动自行车驻车后关闭电动自行车电源锁开关，所述自动锁车装置在电动自行车驻车状态时断电阻止车轮转动，防止电动车被推行，从而达到防盗的作用。

本发明的有益效果：

1、本发明巧妙的应用了电磁装置的磁性和弹性元件的弹力的特点，将电动自行车自动锁车装置安装于电动自行车的碟刹处，实现了电动自行车的自动开关锁，在行车状态下自动锁车装置通电，锁轴及锁头受力收缩，电动车自由行驶；在驻车状态下，自动锁车装置断电，锁轴及锁头在弹性元件作用下伸长弹出固定住碟刹盘，阻止车轮转动，防止电动车被推行，从而达到防盗的作用。

2、本发明在原有电动自行车蓄电池电路上并联了备用外置电池，且利用电流传感器实时检测所述电动自行车蓄电池是否输出电流，在电动自行车蓄电池电能耗尽或者为了省电直接关闭电动自行车位于电池处的电源开关时，及时切换外置电池向自动锁车装置供电，有效避免了在电动自行车本身电池突然停电或在自行车状态下无法使用自动锁车装置的问题。

3、本发明结构简单，在本发明锁定状态下无需供电，制造及使用成本低，有利于广泛普及，非常适合当今人们对自动化、智能化产品的需求，省下了人们单独另外配置挂锁钥匙，弯身开锁的麻烦。

附图说明

图1是本发明的自动锁车装置内部结构示意图；

图2是本发明的整体电路示意图；

图3是本发明的转换电路结构示意图；

图4是本发明的轮盘卡槽结构示意图；

其中，1-电动自行车蓄电池，2-电动自行车电源锁开关，3-电流传感器，4-控制器，5-转换电路，6-自动锁车装置，7-外置电池，8-第一开关，9-外壳，10-铁芯柱，11-电磁线圈，12-复位弹簧，13-锁轴，14-挡板，15-锁头，16-第一通孔，17-碟刹钳，18-第二通孔，19-碟刹盘，20-轮盘卡槽。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

一种电动自行车自动锁车装置，如图1所示，包括外壳9，所述外壳9内部设置包容空间，所述包容空间内部一端安装有锁轴13，所述锁轴13一端套装有复位弹簧12，另一端为锁头15，锁头15可露出外壳；

所述包容空间内部在与所述装有复位弹簧12的锁轴13端相配合的位置设有电磁装置，所述电磁装置包括铁芯柱10，所述铁芯,10上缠绕有电磁线圈11，所述电磁线圈11与电动自行车电源锁开关2连接；所述电磁线圈11在打开所述电动自行车电源锁开关2后通电，电磁力将所述锁轴13向所述电磁装置方向吸附，从而使所述锁头15退回到所述外壳9内，在关闭所述电动自行车电源锁开关2后，所述电磁线圈11断电，所述锁头15在所述复位弹簧12的作用下伸出外壳9，并将电动自行车锁闭。

所述外壳9在设置锁头15一端的侧表面设置第一通孔16，所述锁头15通过所述第一通孔16露出外壳9；所述锁轴13的两侧分别设置一挡板14，所述挡板14对所述锁轴13以及锁头15进行准确限位，防止其偏离预定位置。

实施例2：

一种基于自动锁车装置的电动自行车，如图2所示，包括电动自行车蓄电池1、电动自行车电源锁开关2、电流传感器3、控制器4、转换电路5以及自动锁车装置6；所述电动自行车蓄电池1与所述电流传感器3连接，所述电流传感器3与所述控制器4连接，所述电流传感器3用于检测所述电动自行车蓄电池1的输出电流信号，并且将检测到的电流信号传输至所述控制器4；所述控制器4分别与所述转换电路5以及第一开关8连接，所述第一开关8与外置电池7连接；所述转换电路5与所述电动自行车电源锁开关2连接，所述电动自行车电源锁开关2与所述自动锁车装置6连接；所述自动锁车装置6固定于碟刹处，所述自动锁车装置6在电动自行车行驶过程中处于开锁状态，所述自动锁车装置6在电动自行车驻车后处于闭锁状态将所述碟刹固定。

所述自动锁车装置6采用实时例1中的一种电动自行车自动锁车装置。

为了保证行车过程中，自动锁车装置吸附的可靠性，采用转换电路5对电动自行车蓄电池1或外置电池7进行变压。如图3所示，所述转换电路包括依次连接的多谐振荡电路、振荡频率调节电路、升压电路和整流滤波稳压电路；所述电动车电池以及外置电池通过所述转换电路由0.6-1.2A的直流电输出为满足电磁开关使用的150A。所述多谐振荡电路及所述振荡频率调节电路由三极管VT1、三极管VT2、电位器RP、电阻R1及电容C1组成；所述多谐振荡电路及所述振荡频率调节电路的负载为升压变压器T的初级线圈L1。所述升压电路及所述整流滤波稳压电路由所述升压变压器T的次级线圈L2、开关二极管D1、电解电容C2、电阻R2、稳压二极管DW组成；所述升压变压器T的次级线圈L2与所述开关二极管D1串联，所述电解电容C2与所述升压变压器T的次级线圈L2及所述开关二极管D1并联，所述电阻R2与所述稳压二极管DW串联后与所述电解电容C2并联。

转换电路采用三极管VT1以及三极管VT2对电动自行车蓄电池1或外置电池7输出的电流进行放大，电车电源的电路经过三极管的放大作用提高为高压直流电源输出。升压变压器T的初级线圈L1是互补多谐振荡器的负载，次级线圈L2为升压线圈，输出较高的脉冲电压经过开关二极管D1半波整流和电解电容C2滤波后得到高压直流电，经过限流电阻R2与稳压二级管DW稳压后输出15V稳定直流电压。

所述自动锁车装置6固定于碟刹处，如图4所示，所述碟刹包括碟刹钳17与碟刹盘19，所述碟刹钳17固定于所述碟刹盘19的上部，所述碟刹钳17侧面设置第二通孔18，所述第二通孔18的位置与所述第一通孔16的位置相对应，所述碟刹盘19与所述第二通孔18对应处设置轮盘卡槽20用于锁住车轮。

在本实施例中，所述轮盘卡槽20包括三个弧形卡槽，所述弧形卡槽的圆心为所述碟刹盘19的圆心。所述第一通孔16与所述第二通孔18的直径相等，且所述第一通孔16与所述第二通孔18的直径大于等于所述锁轴13的直径。所述弧形卡槽的宽度与所述第二通孔18的直径相等。

本发明的工作原理：

当所述电动自行车蓄电池有电时，打开电动自行车电源锁开关接通电动自行车蓄电池时，自动锁车装置与电动自行车蓄电池电路闭合，与所述电动自行车蓄电池连接的电流传感器检测所述电动自行车蓄电池的输出电流信号，并且将检测到的电流信号传输至所述控制器，所述电流传感器检测到的所述电动自行车蓄电池的输出电流信号不为0，所述控制器控制第一开关处于打开状态，即所述自动锁车装置由所述电动自行车蓄电池供电，所述电动自行车蓄电池的输出电流经过转换电路后由0.6-1.2A的直流电输出为满足电磁开关使用的150A；自动锁车装置中的电磁线圈通过后，电磁线圈瞬间产生很大的磁性快速的吸附与锁轴连接的复位弹簧，使复位弹簧压缩带动锁轴以及锁头由第一通孔处缩进自动锁车装置的外壳，所述自动锁车装置在电动自行车行驶过程中处于开锁状态；当电动自行车驻车后关闭电动自行车电源锁开关，自动锁车装置的电磁线圈断电，锁轴以及锁头在复位弹簧的作用下从外壳上的所述第一通孔处弹出，通过碟刹钳上的所述第二通孔进入碟刹盘上的弧形卡槽锁住车轮，同时，自动锁车装置内的挡板对锁轴及锁头进行准确限位，防止其偏离预定位置，所述自动锁车装置在电动自行车驻车状态时阻止车轮转动，防止电动车被推行，从而达到防盗的作用。

当所述电动自行车蓄电池电能耗尽时，所述电动自行车蓄电池连接的电流传感器检测所述电动自行车蓄电池的输出电流信号为0，将检测到的电流信号传输至所述控制器，所述控制器控制第一开关处于闭合状态，即所述自动锁车装置由所述外置电池供电，打开电动自行车电源锁开关，自动锁车装置通电，所述自动锁车装置在电动自行车行驶过程中处于开锁状态；当电动自行车驻车后关闭电动自行车电源锁开关，所述自动锁车装置在电动自行车驻车状态时断电阻止车轮转动，防止电动车被推行，从而达到防盗的作用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种电动自行车自动锁车装置，包括外壳，其特征是：所述外壳内部设置包容空间，所述包容空间内部一端安装有锁轴，所述锁轴一端套装有弹性元件，另一端为锁头，所述锁头可露出外壳；

所述包容空间内部在与所述装有弹性元件的锁轴端相配合的位置设有电磁装置，所述电磁装置与电动自行车电源锁开关连接；电磁装置在打开电源锁开关后通电，电磁力将锁轴向电磁装置方向吸附，从而使锁头退回到外壳内，在关闭电源锁开关后，电磁装置断电，锁头在弹性元件的作用下伸出外壳，并将电动自行车锁闭。

2.如权利要求1所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述外壳在设置锁头一端的侧表面设置第一通孔，所述锁头通过所述第一通孔露出外壳；

所述锁轴的两侧分别设置一挡板，所述挡板对所述锁轴以及锁头进行准确限位，防止其偏离预定位置。

3.如权利要求1所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述电动自行车电源锁开关与供电回路连接，所述电动自行车电源锁开关控制所述供电回路的通断，所述供电回路包括供电电源与转换电路，所述转换电路将所述供电电源的电流转换为满足电磁线圈工作使用的电流。

4.如权利要求1所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述供电回路包括主供电回路与备用供电回路，所述主供电回路中连接电流传感器，所述电流传感器与所述控制器连接，所述电流传感器用于检测所述主供电回路中电流信号，并且将检测到的电流信号传输至所述控制器；所述控制器分别与第一开关连接，所述第一开关用于在主供电回路与备用供电回路之间的切换。

5.如权利要求1所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述主供电回路中的所述供电电源采用电动自行车蓄电池，所述备用供电回路中的所述供电电源采用外置电池。

6.如权利要求1所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述转换电路包括依次连接的多谐振荡电路、振荡频率调节电路、升压电路和整流滤波稳压电路；所述电动车电池以及外置电池通过所述转换电路由0.6-1.2A的直流电输出为满足电磁开关使用的150A。

7.如权利要求1所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述多谐振荡电路及所述振荡频率调节电路由三极管VT1、三极管VT2、电位器RP、电阻R1及电容C1组成；所述多谐振荡电路及所述振荡频率调节电路的负载为升压变压器T的初级线圈L1。

8.如权利要求1所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述升压电路及所述整流滤波稳压电路由所述升压变压器T的次级线圈L2、开关二极管D1、电解电容C2、电阻R2、稳压二极管DW组成；所述升压变压器T的次级线圈L2与所述开关二极管D1串联，所述电解电容C2与所述升压变压器T的次级线圈L2及所述开关二极管D1并联，所述电阻R2与所述稳压二极管DW串联后与所述电解电容C2并联。

9.一种基于自动锁车装置的电动自行车，其特征是：包括如权利要求1-8任一所述的一种电动自行车自动锁车装置，所述外壳固定于电动自行车的碟刹钳侧表面，所述碟刹钳侧面设置第二通孔，电动自行车的碟刹盘在与所述第二通孔对应处设置轮盘卡槽；电动自行车自动锁车装置的所述电磁装置在打开所述电源锁开关后通电，电磁力将所述锁轴向所述电磁装置方向吸附，从而使所述锁头通过所述第一通孔退回到所述外壳内，在关闭所述电源锁开关后，所述电磁装置断电，所述锁头在所述弹性元件的作用下通过所述第一通孔伸出外壳，并且通过所述第二通孔伸入所述轮盘卡槽将所述碟刹盘固定，锁闭电动自行车。

10.如权利要求9所述的一种电动自行车自动锁车装置，其特征是：所述轮盘卡槽至少包括两个弧形卡槽，所述弧形卡槽的圆心为所述碟刹盘的圆心。