CN110040210B - 一种用于电动助力自行车的电池锁装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种用于电动助力自行车的电池锁装置，其特征在于，包括电池锁总成，开锁控制盒以及移动终端，本发明所述的电池锁装置解决了电池在解锁时由于操作不当而从车架滑落的问题。

Description

一种用于电动助力自行车的电池锁装置及方法

技术领域

本发明创造属于电动自行车领域，尤其是涉及一种用于电动助力自行车的电池锁装置及方法。

背景技术

目前的电助力自行车的电池锁主要利用机械开锁方式进行开锁。这种方式采用一对一的开锁方式，即需要通过人工机械开锁后，取下电池。这种机械开锁方式，不仅操作复杂，而且由于用户操作不当，电池会直接从车架上滑落，从而造成电池的损坏。

另外，机械开锁方式以及的体验效果也不好。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种用于电动助力自行车的电池锁装置及方法，以解决现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种用于电动助力自行车的电池锁装置，包括电池锁总成，开锁控制盒以及移动终端：

所述的电池锁总成，安装于车架的一侧，用于自行车的电池上锁，保证电池对电动助力自行车的平稳供电；

所述的开锁控制盒，安装于车架上远离电池锁总成的另一侧，所述的电池锁总成与开锁控制盒线路连接，从而实现开锁控制盒与移动终端的信号正常传输，避免信号屏蔽；

所述的移动终端，其与所述的开锁控制盒通信连接，用于控制开锁控制盒实现开锁动作。

进一步，所述的电池锁总成，包括电池锁本体，电池锁本体内部设有弹簧、电机、锁销以及电池锁电路板；所述的弹簧套接于所述的锁销的顶部，其用于保证锁销在电池所本体内平滑运动；

所述的凸轮与电机同轴心连接，且所述的凸轮置于锁销的上部腔体中，从而通过所述的凸轮的转动实现锁销在电池锁本体内的滑动，所述的电池锁电路板螺纹固定在电池锁本体内部的一侧，其与电机数据连接，所述的磁钢嵌接在所述的锁销下部。

进一步，所述的电池锁本体包括锁上壳和锁下壳，所述的锁上壳和锁下壳螺纹固定。

进一步，所述的车锁电路板上设有两个霍尔传感器，且第一霍尔传感器靠近锁下壳，第二霍尔传感器靠近锁上壳。

进一步，所述的开锁控制盒包括控制盒本体、感应线圈以及控制盒电路板，所述的感应线圈、控制盒电路板均设置于控制盒本体内部；

所述的控制盒电路板上设有蓝牙集成芯片，其用于与移动终端无线通信连接以及控制所述的电机工作，所述的感应线圈与控制盒电路板连接，其用于移动终端为开锁控制盒非接触式供电。

进一步，所述的控制盒电路板上设有一电源接口，开锁控制盒可以通过与电动助力自行车上的电池线路连接，从而实现直接供电。

进一步，所述的移动终端为智能手机或手持开锁装置。

进一步，所述的手持开锁装置包括装置本体，开关及手持装置电路板，所述的装置本体上安装开关，所述开关与手持装置电路板耦接，所述手持电路板上设有蓝牙集成芯片、电池以及耦合线圈，所述的蓝牙集成芯片连接耦合线圈及电池。

一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，包括如下步骤：

(1)用户通过所述的移动终端与所述的开锁控制盒通信匹配后，发出开锁指令；

(2)所述的开锁控制盒控制所述的电池锁总成内的电机运动，从而带动锁销从锁闭状态的初始位置向电池锁本体内缩进至初次缩进位置，电池未与车架完全脱离，避免直接脱离，造成电池损伤；

(3)用户通过移动终端再次发出开锁指令，锁销从步骤(2)所述的初次缩进位置再次向靠近电池锁方向侧缩进，缩进至开锁位置，完成机械脱离；

(4)所述的电池与电动助力自行车的车架完全脱离，完成开锁动作；

(5)用户取出电池，通过移动终端发出关锁指令；

(6)所述的锁销向远离电池锁本体伸出，完成关锁。

进一步，步骤(1)所述的通信匹配的方法，包括如下步骤：

用户通过手机与开锁控制盒通过蓝牙通信匹配，

或用户通过手持开锁开锁装置与开锁控制盒无线充电，并进行蓝牙匹配。

进一步，步骤(2)所述的锁闭状态下锁销的初始位置，为第一霍尔传感器与磁钢信号匹配的位置，所述的锁销的销头与外部电池上的第一锁架卡接。

进一步，步骤(2)所述的初次缩进位置为第二霍尔传感器与所述的锁销上磁钢信号匹配，所述的锁销的销头与外部电池上的第二锁架卡接。

进一步，步骤(3)所述的开锁位置为所述的电池锁电路板采集到电机的堵转信号时锁销的位置。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置及方法

具有以下优势：

(1)本发明所述的电池锁装置解决了电池在解锁时由于操作不当而从车架滑落的问题。

(2)本发明所述的开锁控制盒与移动终端连接，采用物联网方式，操作简便，通过手机即可无线解锁；

(3)本发明所述的手持开锁装置，保证用户在没有手机或者手机无法与开锁控制盒连接时，仍可顺利解锁。

(4)本发明将执行机构和主控部分分开安装，有效的减小了电池锁总成的尺寸，开锁控制盒可做为通用件，减少设计成本。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的系统结构示意图；

图2为本发明创造实施例所述的电池锁总成示意图；

图3为本发明创造实施例所述的开锁控制盒示意图；

图4为本发明创造实施例所述的开锁控制盒安装示意图；

图5为本发明创造实施例所述的锁销结构图；

图6为本发明创造实施例所述的开锁示意图；

图7为本发明创造实施例所述的开锁流程图；

图8为本发明创造实施例所述的开锁控制盒电路图。

附图标记说明：

1、开锁控制盒；11、控制盒上壳；12、感应线圈；13、控制盒电路板；14、控制盒下壳；2、第一线束；3、第二线束；4、第三线束；5、电池锁总成；51、锁上壳；52、弹簧；53、电机；54、磁钢；55、电池锁电路板；551、第一霍尔传感器；552、第二霍尔传感器；56、锁下壳；57、凸轮；58、自攻螺钉；59、锁销；591、销头；6、第四线束；7、手持开锁装置；81、第一锁架；82、第二锁架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1所示一种用于电动助力自行车的电池锁装置，包括电池锁总成5，开锁控制盒1以及移动终端：

所述的电池锁总成5，安装于车架的一侧，用于自行车的电池上锁，保证电池对电动助力自行车的平稳供电；

所述的开锁控制盒1，安装于车架上远离电池锁总成5的另一侧，所述的电池锁总成5与开锁控制盒1线路连接，从而实现开锁控制盒1与移动终端的信号正常传输，避免信号屏蔽；

所述的移动终端，其与所述的开锁控制盒1通信连接，用于控制开锁控制盒1实现开锁动作。

如图2所示，所述的电池锁总成5，包括电池锁本体，电池锁本体内部设有弹簧52、电机53、锁销59以及电池锁电路板55；所述的弹簧52套接于所述的锁销59的顶部，其用于保证锁销59在电池所本体内平滑运动；

所述的凸轮57与电机53同轴心连接，且所述的凸轮57置于锁销59的上部腔体中，从而通过所述的凸轮57的转动实现锁销59在电池锁本体内的滑动，所述的电池锁电路板55螺纹固定在电池锁本体内部的一侧，其与电机53数据连接，所述的磁钢54嵌接在所述的锁销59下部。

作为优选，所述的电池锁本体包括锁上壳51和锁下壳56，所述的锁上壳51和锁下壳56螺纹固定。

作为优选，所述的车锁电路板上设有两个霍尔传感器，且第一霍尔传感器551靠近锁下壳56，第二霍尔传感器552靠近锁上壳51。

如图3所示，所述的开锁控制盒1包括控制盒本体、感应线圈12以及控制盒电路板13，所述的感应线圈12、控制盒电路板13均设置于控制盒本体内部；

所述的控制盒电路板13上设有蓝牙集成芯片，其用于与移动终端无线通信连接以及控制所述的电机53工作，所述的感应线圈12与控制盒电路板13连接，其用于移动终端为开锁控制盒1非接触式供电。

作为优选，所述的控制盒电路板13上设有一电源接口，开锁控制盒1可以通过与电动助力自行车上的电池线路连接，从而实现直接供电。

作为优选，所述的移动终端为智能手机或手持开锁装置7。

作为优选，所述的手持开锁装置7包括装置本体，开关及手持装置电路板，所述的装置本体上安装开关，所述开关与手持装置电路板耦接，所述手持电路板上设有蓝牙集成芯片，所述的蓝牙集成芯片连接一耦合线圈。

一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，包括如下步骤：

(1)用户通过所述的移动终端与所述的开锁控制盒1通信匹配后，发出开锁指令；

(2)所述的开锁控制盒1控制所述的电池锁总成5内的电机53运动，从而带动锁销59从锁闭状态的初始位置向电池锁本体内缩进至初次缩进位置，电池未与车架完全脱离；

(3)用户通过移动终端再次发出开锁指令，锁销59从步骤(2)所述的初次缩进位置再次向靠近电池锁方向侧缩进，缩进至开锁位置；

(4)所述的电池与电动助力自行车的车架完全脱离，完成开锁动作；

(5)用户取出电池，通过移动终端发出关锁指令；

(6)所述的锁销59向远离电池锁本体伸出，完成关锁。

作为优选，步骤(1)所述的通信匹配的方法，包括如下步骤：

用户通过手机与开锁控制盒1通过蓝牙通信匹配，

或用户通过手持开锁开锁装置与开锁控制盒1无线充电，并进行蓝牙匹配。

作为优选，步骤(2)所述的锁闭状态下锁销59的初始位置，为第一霍尔传感器551与磁钢54信号匹配的位置，所述的锁销59的销头591与外部电池上的第一锁架81卡接。

作为优选，步骤(2)所述的初次缩进位置为第二霍尔传感器552与所述的锁销59上磁钢54信号匹配，所述的锁销59的销头591与外部电池上的第二锁架82卡接。

作为优选，步骤(3)所述的开锁位置为所述的电池锁电路板55采集到电机53的堵转信号时锁销59的位置。

本发明的工作原理：

本发明主要用于锁住电动助力自行车电池使用。

其中所述的电池锁总成5包括锁上壳51，锁下壳56，锁销59，凸轮57，电机53，电池锁电路板55，磁钢54，弹簧52及自攻螺钉58。所述的电池锁总成5的运行主要依靠所述的电机53带动凸轮57转动，通过凸轮57的转动实现锁销59前后滑动，弹簧52的作用是保证锁销59伸缩运动平稳可靠，电路板上包含两个霍尔传感器，其用于检测磁钢54位置，磁钢54嵌接到到锁销59的磁钢54安装孔内，从而实现检测锁销59位置)。

开锁控制盒1包括控制盒上壳11、感应线圈12、控制盒电路板13、控制盒下壳14。开锁控制盒1内设有蓝牙集成芯片，使用者可通过手机APP或手持开锁装置7开锁。

电池锁总成5与开锁控制盒1通过防水线束连接传递信息，以此实现开锁控制系统对电池锁总成5及运动机构的控制，如图1所示，第二线束3和第三线束4连接实现了与开锁控制盒1的信息传递，第四线束6一端与电动助力车上的电池外接，其另一端与第一线束2连接，实现了电池为整个电池锁系统提供电能。

此外，考虑到外接电池亏电及其他不能正常为蓝牙电池锁供电情况，本产品具有两种开锁方案当外接电池无法正常为电池锁供电时，可使用手持开锁装置7实现对蓝牙电池锁的供电并开关电池锁。该开锁盒采用无线线圈充电技术，当手持开锁装置7前端靠近开锁控制盒1时，按下手持开锁装置7上的开锁按键，手持开锁装置7即可实现与蓝牙电池锁的蓝牙匹配并开关电池锁。此外，整个电池锁系统采取高等级防水措施，保证了本产品在户外使用的可靠和稳定。具体地说，

(1)在外接电源能正常为电池锁供电时。用户可利用智能手机，通过蓝牙连接实现手机与电池锁的信息传递，本发明的开锁过程分为两个行程，第一阶段电池未完全从车架掉下，待第二阶段电池可完全从车架上卸下，即通过电池锁电路板55上的两个霍尔传感器来判断锁销59位置。

如图5所示，磁钢54镶在锁销59内，随锁销59一起运动，两个霍尔传感器可检测到磁钢54信号。

正常关锁状态，锁销59未向锁内缩进，此时，第一霍尔传感器551检测到磁钢54信号，霍尔传感器2检测不到磁钢54信号，如图6所示，第一锁架81和第二安装在被锁止的电池上，正常关锁状态锁架1和锁销59接触，电池被完全锁住，锁销59卡接在第一锁架81；

当用户发出开锁指令，锁销59向电池锁总成5内缩进，第二霍尔传感器552检测到磁钢54信号时，电机53立即停止转动，此时锁销59的销头591脱离1号锁架，依靠电池的自重划入第二锁架82内，被第二锁架82卡住，第二锁架82较第一锁架81更靠近电池总成。

当用户再次发出开锁命令，电机53继续转动，锁销59继续向锁内缩进，直到凸轮57遇到阻碍物，电机53检测到堵转信号，才停止运动，此时第二锁架82和锁销59的销头591脱离，电池可完全从车架中取出，实现完全开锁。

待用户将电池取下后，点击APP中关锁命令，此时电机53反向转动，锁销59向外伸出，直到第一霍尔传感器551又检测到磁钢54信号时，电机53停止转动，锁销59停止运动，此时锁处于完全关锁状态。

由于电池锁总成5安装于车架内部，若将蓝牙芯片放到电池锁电路板55上，信号将被铝壳屏蔽，故将开锁主控部分和电池锁总成5分开安装，蓝牙集成芯片置于开锁控制盒1内，开锁控制盒1和电池锁总成5线路连接。

如图4所示，在铝壳上开一个孔，将开锁控制盒1卡接到铝壳上，蓝牙信号可以从开孔处正常发射接收。

(2)为了防止车载电池在没电或损坏的情况下不能开锁，通过手持开锁装置7进行无线开锁。不管外接电池是否能够正常供电，手持开锁装置7均可实现对蓝牙电池锁的开关锁操作。

具体地说所述的开锁控制盒1内含感应线圈12，手持开锁装置7内含耦合线圈，手持开锁装置7本身内置干电池以及蓝牙模块，当手持开锁装置7靠近开锁控制盒1时，此时耦合线圈贴近感应线圈12，感应线圈12将产生瞬时电流，为其内部的蓝牙芯片以及电机53供电，此时开锁控制盒1和手持开锁装置7的蓝牙将配对，感应线圈12产生的电流驱动电机53转动开/关锁。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于，

包括电池锁总成，开锁控制盒以及移动终端：

所述的电池锁总成，安装于车架的一侧，用于自行车的电池上锁，保证电池对电动助力自行车的平稳供电；

所述的开锁控制盒，安装于车架上远离电池锁总成的另一侧，所述的电池锁总成与开锁控制盒线路连接，从而实现开锁控制盒与移动终端的信号正常传输，避免接收信号屏蔽；

所述的移动终端，其与所述的开锁控制盒通信连接，用于发送开锁信号给开锁控制盒；

电池锁总成包括电池锁本体，电池锁本体包括锁上壳和锁下壳，所述的锁上壳和锁下壳螺纹固定；车锁电路板上设有两个霍尔传感器，且第一霍尔传感器靠近锁下壳，第二霍尔传感器靠近锁上壳；

包括如下步骤：

(1)用户通过所述的移动终端与所述的开锁控制盒通信匹配后，发出开锁指令；

(2)所述的开锁控制盒控制所述的电池锁总成内的电机运动，从而带动锁销从锁闭状态的初始位置向电池锁本体内缩进至初次缩进位置，电池未与车架完全脱离，避免直接脱离，造成电池损伤；

(3)用户通过移动终端再次发出开锁指令，锁销从步骤(2)所述的初次缩进位置再次向靠近电池锁方向侧缩进，缩进至开锁位置，完成机械脱离；

(4)所述的电池与电动助力自行车的车架完全脱离，完成开锁动作；

(5)用户取出电池，通过移动终端发出关锁指令；

(6)所述的锁销向远离电池锁本体伸出，完成关锁。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

所述的电池锁总成，包括电池锁本体，电池锁本体内部设有弹簧、电机、锁销以及电池锁电路板；所述的弹簧套接于所述的锁销的顶部，其用于保证锁销在电池锁本体内滑动；

凸轮与电机同轴心连接，且所述的凸轮置于锁销的上部腔体中，从而通过所述的凸轮的转动实现锁销在电池锁本体内的滑动，所述的电池锁电路板螺纹固定在电池锁本体内部的一侧，其与电机数据连接，磁钢嵌接在所述的锁销下部。

3.根据权利要求1所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

所述的开锁控制盒包括控制盒本体、感应线圈以及控制盒电路板，所述的感应线圈、控制盒电路板均设置于控制盒本体内部；

所述的控制盒电路板上设有蓝牙集成芯片，其分别用于与移动终端无线通信连接，以及与电池锁电路板线路连接，从而控制所述的电机工作。

4.根据权利要求3所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

所述的控制盒电路板上设有一电源接口，开锁控制盒通过与电动助力自行车上的电池线路连接，从而实现直接供电。

5.根据权利要求1所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

所述的移动终端为智能手机或手持开锁装置。

6.根据权利要求5所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

所述的手持开锁装置包括装置本体，及置于其内部的手持装置电路板；

所述手持装置电路板上设有蓝牙集成芯片，其用于向所述的开锁控制盒发送开锁信号；

所述的装置本体上设有一开关，其与手持装置电路板线路连接，其用于蓝牙集成芯片开锁信号发射的手动控制。

7.根据权利要求5所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

所述的手持开锁装置内设有耦合线圈及电池，其分别与手持装置电路板线路连接；

所述的开锁控制盒内设有感应线圈，其与控制盒电路板线路连接

所述的感应线圈与耦合线圈无线连接，其用于移动终端为开锁控制盒非接触式供电。

8.根据权利要求1所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

步骤(1)所述的通信匹配的方法，包括如下步骤：

用户通过手机与开锁控制盒通过蓝牙通信匹配；

或用户通过手持开锁装置与开锁控制盒无线充电，并进行蓝牙匹配。

9.根据权利要求8所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

步骤(2)所述的锁闭状态下锁销的初始位置，为第一霍尔传感器与磁钢信号匹配的位置，所述的锁销的销头与外部电池上的第一锁架卡接。

10.根据权利要求9所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

步骤(2)所述的初次缩进位置为第二霍尔传感器与所述的锁销上磁钢信号匹配，所述的锁销的销头与外部电池上的第二锁架卡接。

11.根据权利要求10所述的一种用于电动助力自行车的电池锁装置的方法，其特征在于：

步骤(3)所述的开锁位置为所述的电池锁电路板采集到电机的堵转信号时锁销的位置。