CN107672700B - 自行车及自行车的无锁管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种自行车及自行车的无锁管理方法，其中自行车，包括自行车本体；距离识别装置，用于识别自行车用户与自行车本体之间的距离；人体识别装置，用于识别自行车用户姿态；阻尼调节装置，用于调节自行车行车阻尼；行车控制装置，用于电性连接并控制所述距离识别装置、人体识别装置以及阻尼调节装置执行自行车的管理方法。本发明的自行车上设置阻尼调节装置，可以使自行车不用设置锁，方便用户骑行更加方便。

Description

自行车及自行车的无锁管理方法

技术领域

本发明涉及到交通工具，特别是涉及到自行车及自行车的无锁管理方法。

背景技术

现在市场上的共享单车都是接收到服务器或终端的命令后，将自行车的锁体打开，有些带机械锁的共享单车是接收到服务器或终端的命令后发送开锁的信号至用户，然后用户手动操作将锁体打开。这样的操作还是很麻烦。

自行车的锁体一般有两种，一种是独立于自行车外的，另一种是固定在自行车上的，设置锁体的目的均是为了防盗。而共享单车的锁体的主要作用是开启或关闭自行车的骑行功能。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种没有锁体装置的自行车，省去人操作开锁或解锁的过程，给人带来更好的共享单车的体验效果。

本发明提出一种自行车，自行车本体；距离识别装置，用于识别自行车用户与自车本体之间的距离；人体识别装置，用于识别自行车用户姿态；阻尼调节装置，用于调节自行车行车阻尼；行车控制装置，用于电性连接并控制所述距离识别装置、人体识别装置以及阻尼调节装置执行自行车的管理方法。

进一步地，所述距离识别装置为卫星定位装置，所述距离是服务器通过计算所述卫星定位装置获取自行车本体的第一位置信息以及用户终端的第二位置信息而识别。

进一步地，所述距离识别装置采用短距离射频测距装置，包括蓝牙BLE测距/NFC测距，用来测定用户的移动通讯终端和自行车之间的距离。

进一步地，所述人体识别装置为人体阻抗识别装置、人体压力识别装置、人体电容识别装置的一种或多种。

进一步地，所述人体阻抗识别装置包括两个电极、阻抗测量模块、阻抗判断模块；两个所述电极分别设置在自行车的左车把和右车把上；所述阻抗测量模块包括恒流源单元、电压测量单元和电压阻抗转换单元，所述恒流源单元用于在两个所述电极之间发射交流电流，所述电压测量单元用于测量两个所述电极之间的电压，所述电压阻抗转换单元用于将两个所述电极之间的电压转换成阻抗值；所述阻抗判断模块获取所述阻抗值并与预设的阻抗范围进行比较，根据比较结果判断人是否握持自行车本体的车把。

进一步地，所述人体压力识别装置包括压力传感器、压力转换模块以及压力识别模块；所述压力传感器设置在左车把和/或右车把和/或坐垫上；所述压力转换模块将所述压力传感器获得的实时压力转换成压力数字信号；所述压力识别模块根据压力数字信号的变化来判断人是否握住自行车本体的车把被或人是否坐在自行车本体的坐垫上。

进一步地，所述人体电容识别装置包括电容感应电极片、电容感应模块；所述电容感应电极片分别设置在左车把上以及右车把上；所述电容感应模块电性连接各电容感应电极片，并根据各电容感应电极片的电容变化判断自行车本体的车把是否与人接触。

进一步地，所述阻尼调节装置采用刹车阻尼调节装置，通过电机控制制动器和轮毂的距离及摩擦力，从而调节自行车的行车阻尼。

进一步地，所述阻尼调节装置采用花鼓发电机阻尼调节装置，通过调节花鼓发电机的负载来调节自行车的行车阻尼。

进一步地，所述行车控制装置包括处理器以及存储器。

一种自行车的无锁管理方法，包括步骤：

C1、利用距离识别装置测量用户和自行车的相对距离，如果所述相对距离小于阈值则将所述用户和自行车列入距离匹配列表；

C2、利用人体识别装置检测自行车左车把是否被握持，和/或，利用人体检车装置检测自行车右车把是否被握持，和/或，利用人体识别装置检测自行车的车座上是否被坐压，如果检测结果为用户握持或者坐上车垫，则进入该用户的姿态匹配列表；

C3、在预设时间内重复所述步骤C1和C2，若实现用户和自行车的一对一匹配，进入正常用车阶段，调节阻尼调节装置使得该自行车行车阻尼为正常骑行的行车阻尼；

C4、在预设时间内重复所述步骤C1和C2，若在预设时间没有实现用户和自行车的一一匹配，则利用阻尼调节装置逐渐加大该自行车的行车阻尼。

进一步地，所述步骤C2之后还包括：

C5、在预设时间内重复步骤C1和C2，进行匹配，若在预设时间内未完成人车匹配，则切换到手动匹配。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将自行车上设置阻尼调节装置，可以使自行车不用设置锁，方便用户骑行更加方便。阻尼调节装置由花鼓发电机组成，使自行车减速的时候还可以发电，供自行车的用电器使用。同时自行车上设置的距离识别装置，使用户靠近自行车则可以使阻尼调节装置的阻尼变小，更进一步方便用户的骑行。

附图说明

图1是本发明一实施例的自行车的结构示意图；

图2是本发明一实施例的自行车的人体阻抗识别装置的结构示意图；

图3是本发明一实施例的自行车的阻抗测量模块的结构示意图；

图4是本发明一实施例的自行车的人体压力识别装置的结构示意图；

图5是本发明一实施例的自行车的人体压力识别装置的电路结构示意图；

图6是本发明一实施例的自行车的人体电容识别装置的结构示意图；

图7是本发明一实施例的自行车的电气结构示意图；

图8是本发明一实施例的自行车的无锁管理方法步骤示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1-6，本发明提出一种自行车，包括自行车本体；距离识别装置604，用于识别自行车用户与自行车本体之间的距离；人体识别装置602，用于识别自行车用户姿态；阻尼调节装置603，用于调节自行车行车阻尼；行车控制装置601，用于电性连接并控制所述距离识别装置604、人体识别装置602以及阻尼调节装置603执行自行车的管理方法。

本实施例中，距离识别装置604是用于识别用户与自行车之间的距离，人在使用共享单车时都会用移动终端来进行与共享单车匹配，因而距离识别装置具体可以是识别用户的移动终端与自行车本体之间的距离。人体识别装置602是用于识别人与自行车是否接触以及接触信息的装置。人是生物，具有很多的生理特征，当人与自行车接触时，有一些生理特征会传达或反映在自行车上，人体识别装置602设置在自行车本体上，人与该装置接触，人体识别装置602会识别人的生理特征，然后判定自行车本体与人接触了。在自行车上设置多个人体识别装置602，根据人体识别装置602的位置，判定人与自行车接触的位置，从而识别自行车用户的姿态。例如利用人体识别装置602检测自行车左车把3是否被握持，和/或，利用人体识别装置602检测自行车右车把4是否被握持，和/或，利用人体识别装置602检测自行车的坐垫上是否被坐压；根据检测结果确定自行车的用户姿态。阻尼调节装置603是用于控制自行车的行车阻力。当行车控制装置601接收到距离识别装置604识别的距离低于一定预设值时，就获取人体识别装置602的信号，人体识别装置602表示人与自行车接触，则行车控制装置就判定人需要骑行自行车，就将阻尼调节装置602的阻尼调节小，使人可以正常骑行。上述自行车的管理方法即为根据上述各装置的数据进行控制自行车的方法，如判断用户是否危险骑行、无锁管理自行车等。

本实施例中，所述距离识别装置604为卫星定位装置，所述距离是服务器通过计算所述卫星定位装置获取自行车本体的第一位置信息以及用户终端的第二位置信息而识别。

本实施例中，自行车商家的服务器通过卫星定位装置获取自行车本体的第一位置信息，然后获取用户终端的第二位置信息，然后在地图上进行计算出两者的距离，生成距离值。

本实施例中，所述距离识别装置604采用短距离射频测距装置，包括蓝牙BLE测距/NFC测距，用来测定用户的移动通讯终端和自行车之间的距离。

本实施例中，蓝牙装置和NFC装置都可以测量很近的距离，适用于检测人与自行车之间的距离。

本实施例中，所述人体识别装置602为人体阻抗识别装置、人体压力识别装置、人体电容识别装置的一种或多种。

本实施例中，人体阻抗识别装置是通过发射电流，若人接触了人体阻抗识别装置，电流流经人体后再回到人体阻抗识别装置，通过流过人体前的电流以及流出人体后的电流进行分析，可以判定与人体阻抗识别装置是否接触。人体电容识别装置和人体阻抗识别装置的原理一致。人体压力识别装置是通过设置在自行车表面的压力传感器，人接触了就会产生压力，从而识别与人接触。

本实施例中，所述人体阻抗识别装置包括两个电极103、阻抗测量模块100、阻抗判断模块108；两个所述电极103分别设置在自行车的左车把3和右车把4上；所述阻抗测量模块100包括恒流源单元107、电压测量单元102和电压阻抗转换单元109，所述恒流源单元107用于在两个所述电极103之间发射交流电流，所述电压测量单元102用于测量两个所述电极103之间的电压，所述电压阻抗转换单元109用于将两个所述电极103之间的电压转换成阻抗值；所述阻抗判断模块108获取所述阻抗值并与预设的阻抗范围进行比较，根据比较结果判断人是否握持自行车本体的车把。

本实施例中，人体阻抗识别装置是用于检测人体阻抗的装置。人体阻抗是包括人体皮肤、血液、肌肉、细胞组织及其结合部在内的含有电阻的阻抗，人体阻抗是确定和限制人体电流的参数之一。阻抗测量模块100就是用于测量人体阻抗的装置。两个电极103分别设置在两个车把上，恒流源单元107发出电流至左边的电极103，电流通过左边的电极103流过人体后流到右边的电极103，电压测量单元102测试两个电极103之间的电压差，然后将电压差发送给电压阻抗转换单元109，电压阻抗转换单元109将电压差进行转换计算生成阻抗值，该阻抗值即人体阻抗。阻抗判断模块108将测量的阻抗值与预设的阻抗范围进行比较，若在阻抗范围内，则判定是与人接触，若不在该阻抗范围内，则判定是没有人接触或是其它的东西接触。阻抗范围是厂家经过测量计算得出的正常人一般有阻抗范围，也可以根据一些研究院等相关机构调研得出的阻抗范围。进一步地，两个所述电极103包括左电极以及右电极，所述左电极设置在左车把3上，所述右电极设置在右车把4上；所述左电极包括左激励电极和左测量电极，所述右电极包括右激励电极和右测量电极，所述恒流源单元107分别电性连接所述左激励电极和右激励电极，所述电压测量单元102分别电性连接左测量电极和右测量电极。恒流源单元107发射电流到左激励电极和右激励电极，电流分别流到左测量电极和右测量电极，然后电压测量单元102分别测量左测量电极的电压和右测量电极的电压。

本实施例中，所述人体压力识别装置包括压力传感器310、压力转换模块320以及压力识别模块330；所述压力传感器310设置在左车把3和/或右车把4和/或坐垫上；所述压力转换模块320将所述压力传感器310获得的实时压力转换成压力数字信号；所述压力识别模块330根据压力数字信号的变化来判断人是否握住自行车本体的车把被或人是否坐在自行车本体的坐垫上。

本实施例中，人体压力识别装置是用于检测人体的压力，检测人是否握住自行车本体的车把或坐在坐垫上，从而识别自行车是否与人接触。压力传感器310是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。人给自行车本体的压力部分通常是手持把手以及坐在坐垫上，因而将压力传感器310设置在把手或坐垫上。压力转换模块320是用于将压力传感器310的电信号转换成数字信号，然后将经过转换后的压力数字信号送入压力识别模块330，压力识别模块330根据压力数字信号大小来判断是否与人接触。进一步地，所述压力传感器310包括压敏电阻，多个所述压敏电阻电性连接成全桥形式。压力传感器310使用压敏电阻(电阻应变片)构成，例如四个压敏电阻组成一个全桥电路来构成一个压力传感器310，人体压力识别装置包括压力传感器310以及压力处理电路340；压力处理电路340包括：多路选择开关350，电性连接两个压力传感器310；压力转换模块320，电性连接多路选择开关350；以及压力识别模块330，电性连接至压力转换模块。压力传感器310由压敏电阻R10～R13构成的全桥电路组成，其中正激励为REF，负激励为GND(地)，输出差分信号SP0和SN0；SP0和SN0接入多路选择开关350，继而可选通连至压力转换模块320，可以实现模拟信号到数字信号的转换，包括可编程增益放大器321即PGA，以及模数转换器322即ADC；压力信号经过转换后的压力数字信号送入压力识别模块330，通过上述过程测得人与自行车本体上的压力传感器310接触后，压力传感器310获取的压力值，若压力值大于压力阈值，压力识别模块330判定人是与自行车本体是接触的；若压力值小于或等于压力阈值，压力识别模块330判定人没有与自行车本体接触。用于针对压力值的变化来判断是否有用户握持自行车车把。另外，压力传感器310具体可以为通过感受形变来检测的压敏电阻(应变片)传感器。例如，有一种复合材料制作的压敏电阻，可以印制在FPC或者PCB基板上，通过粘贴就可以安装使用。坐垫下方的压力传感器310均可以通过该种材料的压敏电阻来制作。通过在自行车坐垫下方安装压力传感器310，可以进一步检测是否有用户坐上了自行车。

本实施例中，所述人体电容识别装置包括电容感应电极片411、电容感应模块412；所述电容感应电极片411分别设置在左车把上3以及右车把上4；所述电容感应模块412电性连接各电容感应电极片411，并根据各电容感应电极片411的电容变化判断自行车本体1的车把是否与人接触。

本实施例中，人体电容识别装置包括电容感应电极片411、电容感应模块412，所述电容感应电极片411设置在所述车把上，所述电容感应模块412获取所述电容感应电极片411的电容值，电容感应模块412是实时检测电容感应电极片411的电容值，根据电容值与前一次检测的电容值的差距大小，判断自行车本体是否与人接触，如果差距大于一定值，说明自行车本体与人接触了。

本实施例中，所述阻尼调节装置603采用刹车阻尼调节装置，通过电机控制制动器709和轮毂的距离及摩擦力，从而调节自行车的行车阻尼。

本实施例中，阻尼调节装置603包括制动器709和电机708，其中制动器709可以是刹车片，刹车片靠近自行车的轮毂，电机708控制刹车片与轮毂之间的距离及摩擦力从而调节自行车的行车阻尼，电机708功率越大，刹车片与轮毂之间的摩擦力越大，从而行车阻尼越大。

本实施例中，所述阻尼调节装置603采用花鼓发电机阻尼调节装置，通过调节花鼓发电机的负载来调节自行车的行车阻尼。

本实施例中，花鼓是自行车的部件，是轴外面的那个连接辐条的桶，通常又叫轴皮。根据电磁感应原理，线圈切割磁感线可以产生电流。花鼓发电机是一种设置在花鼓上的发电机，花鼓发电机包括转子和定子；转子包括花鼓壳和固定设置在花鼓壳内的磁石，花鼓壳带动磁石同步转动；所述定子包括心轴和固定安装在心轴上的与磁石相适配的爪极式定子。自行车运动时，辐条带动花鼓壳转动，花鼓壳带动磁石转动，而心轴和爪极式定子不转动，在爪极式定子的内面有一个轴绕式线圈，再由爪极式定子产生N、S极的磁场，再由磁场对轴绕式线圈产生诱导电压，这样磁石和爪极式定子相配合就会相互感应而产生电能。根据电磁感应原理，产生电能的同时，会消耗转子的动能，因而会使转子的速度减慢。对应的花鼓的转动速度也会减慢，从而自行车的速度会减下来。该花鼓发电机的发电可以供处理器供电，也可以在自行车本体1上设置一个充电装置，将花鼓发电机发的电存储起来供人充电使用。

本实施例中，所述行车控制装置601包括处理器以及存储器。

本实施例中，处理器是集成电路，具有接收信号、处理信号以及输出信号的功能，而且体积小，适合用于自行车上。存储器是T卡等具有存储功能的电子元件。

参照图5，提出本发明一具体实施例的自行车，其中距离识别模块604由无线模组705充当；人体识别装置602具体是在左右车把手上安装有人体阻抗识别装置，同时在坐垫下方安装人体压力识别装置(压力传感器)；测速装置由无线模组705中GPS卫星定位模块完成，并辅助加速度计/陀螺仪707提供更多参数；阻尼调节装置603由电机708驱动制动器709来完成；此外，蜂鸣器703和LED灯704可用于声光提醒或报警；另外，无线模组705还可以通过GSM或NB-IOT等协议连接远程服务器720。整个电气部分的供电由电源管理702控制，电源710可来自太阳能充电板、轮毂发电机或电池。行车控制装置601是微控制器701，通过总线电性连接到上述各模块，并对上述模块进行控制，可执行人体阻抗识别、用于姿态识别、用户使用状态识别等角色，配合远程服务器720还可以进一步完成自行车的人车匹配，自行车的无锁管理等。人体识别装置602采用人体阻抗识别模块可以监测用户的在用车过程中的心率和呼吸，结合骑行速度、距离等，对用户的运动量、体能及心肺健康度进行评估，丰富了用户使用状态参数；根据历史数据，后台服务器还可以据此形成用户的运动报告和健康报告，督促用户进行骑行健身等，丰富了自行车使用报告的内容，提高用户粘性。

综上所述，本发明的自行车上设置阻尼调节装置603，可以使自行车不用设置锁，方便用户骑行更加方便。

参照图6，本发明提出一种自行车的无锁管理方法，包括步骤：

C1、利用距离识别装置604测量用户和自行车的相对距离，如果所述相对距离小于阈值则将所述用户和自行车列入距离匹配列表；

C2、利用人体识别装置602检测自行车左车把3是否被握持，和/或，利用人体识别装置602检测自行车右车把4是否被握持，和/或，利用人体识别装置602检测自行车的车座上是否被坐压，如果检测结果为用户握持或者坐上车垫，则进入该用户的姿态匹配列表；

C3、在预设时间内重复所述步骤C1和C2，若实现用户和自行车的一对一匹配，进入正常用车阶段，调节阻尼调节装置603使得该自行车行车阻尼为正常骑行的行车阻尼；

C4、在预设时间内重复所述步骤C1和C2，若在预设时间没有实现用户和自行车的一一匹配，则利用阻尼调节装置603逐渐加大该自行车的行车阻尼。

本实施例中，识别用户姿态的方法可用于使自行车和用户进行匹配，当人需要使用自行车时，必将先走向自行车，只有足够近了后才可以与自行车进行匹配，对匹配好的自行车可以骑行，因而先获取自行车与用户之间的距离值，只有两者之间的距离足够近时，自行车才可以接触到人，此时自行车生成获取人体识别装置602信号的指令。若自行车判定与人接触了，而用户又在自行车旁边，则判定自行车与用户匹配，当自行车与用户匹配成功，则阻尼调节装置603将自行车的阻尼调小，使用户可以正常骑行。若自行车与用户没有匹配，则阻尼调节装置603将自行车的阻尼调大，使用户骑行时非常费劲甚至骑不动该自行车。

本实施例中，所述C2之后还包括：

C5、在预设时间内重复步骤C1和C2，进行匹配，若在预设时间内未完成人车匹配，则切换到手动匹配。

若多人与多车同时进行匹配，则有可能服务器响应时间过长等其他原因不能全部进行匹配，此时可以进行手动匹配例如人打开APP进行扫描自行车上的二维码或者输入自行车上的编码进行手动匹配。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种自行车，其特征在于，包括：

自行车本体；

距离识别装置，用于识别自行车用户与自行车本体之间的距离；

人体识别装置，用于识别自行车用户姿态；

阻尼调节装置，用于调节自行车行车阻尼；

行车控制装置，用于电性连接并控制所述距离识别装置、人体识别装置以及阻尼调节装置执行自行车的管理方法；

所述人体识别装置为人体阻抗识别装置、人体压力识别装置、人体电容识别装置的多种；所述人体识别装置为多个；

所述人体阻抗识别装置包括两个电极，两个所述电极分别设置在所述自行车的左车把和右车把上；

所述人体阻抗识别装置还包括阻抗测量模块，所述阻抗测量模块包括恒流源单元、电压测量单元和电压阻抗转换单元，两个所述电极包括左电极以及右电极，所述左电极设置在所述左车把上，所述右电极设置在所述右车把上；所述左电极包括左激励电极和左测量电极，所述右电极包括右激励电极和右测量电极，所述恒流源单元分别电性连接所述左激励电极和所述右激励电极，所述电压测量单元分别电性连接所述左测量电极和所述右测量电极；

所述自行车的无锁管理方法，包括：

C1、利用距离识别装置测量用户和自行车的相对距离，如果所述相对距离小于阈值则将所述用户和自行车列入距离匹配列表；

C2、利用人体识别装置检测自行车左车把是否被握持，和利用人体识别装置检测自行车右车把是否被握持，和利用人体识别装置检测自行车的车座上是否被坐压，如果检测结果为用户握持、坐上车垫，则进入该用户的姿态匹配列表；

C3、在预设时间内重复所述步骤C1和C2，若实现用户和自行车的一对一匹配，进入正常用车阶段，调节阻尼调节装置使得该自行车行车阻尼为正常骑行的行车阻尼；

C4、在预设时间内重复所述步骤C1和C2，若在预设时间没有实现用户和自行车的一一匹配，则利用阻尼调节装置逐渐加大该自行车的行车阻尼；

C5、在预设时间内重复步骤C1和C2，进行匹配，若在预设时间内未完成人车匹配，则切换到手动匹配。

2.如权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述距离识别装置为卫星定位装置，所述距离是服务器通过计算所述卫星定位装置获取自行车本体的第一位置信息以及用户终端的第二位置信息而识别。

3.如权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述距离识别装置采用短距离射频测距装置，包括蓝牙BLE测距/NFC测距，用来测定用户的移动通讯终端和自行车之间的距离。

4.如权利要求1所述的自行车,其特征在于，所述人体阻抗识别装置还包括阻抗判断模块；

所述恒流源单元用于在两个所述电极之间发射交流电流，所述电压测量单元用于测量两个所述电极之间的电压，所述电压阻抗转换单元用于将两个所述电极之间的电压转换成阻抗值；

所述阻抗判断模块获取所述阻抗值并与预设的阻抗范围进行比较，根据比较结果判断人是否握持所述自行车本体的车把。

5.如权利要求1所述的自行车,其特征在于，所述人体压力识别装置包括压力传感器、压力转换模块以及压力识别模块；

所述压力传感器设置在所述左车把和/或所述右车把和/或坐垫上；

所述压力转换模块将所述压力传感器获得的实时压力转换成压力数字信号；

所述压力识别模块根据压力数字信号的变化来判断人是否握住所述自行车本体的车把被或人是否坐在所述自行车本体的所述坐垫上。

6.如权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述人体电容识别装置包括电容感应电极片、电容感应模块；

所述电容感应电极片分别设置在所述左车把上以及所述右车把上；

所述电容感应模块电性连接各电容感应电极片，并根据各电容感应电极片的电容变化判断所述自行车本体的车把是否与人接触。

7.如权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述阻尼调节装置采用刹车阻尼调节装置，通过电机控制制动器和轮毂的距离及摩擦力，从而调节所述自行车的行车阻尼。

8.如权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述阻尼调节装置采用花鼓发电机阻尼调节装置，通过调节花鼓发电机的负载来调节所述自行车的行车阻尼。

9.如权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述行车控制装置包括处理器以及存储器。