CN204587117U - 一种自行车主动安全系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自行车主动安全系统，包括控制模块、信号采集模块和执行模块，信号采集模块包括电动制动执行按键、主动安全解除按键、轮速传感器、前方超声波传感器和后方超声波传感器，电动制动执行按键和主动安全解除按键均安装在自行车手扶把手上，轮速传感器安装在自行车车轮支架上，前方超声波传感安装在自行车前车轮支架上方，后方超声波传感器安装在自行车后座架末端；执行模块包括前轮制动机构、后轮制动机构和报警单元；电动制动执行按键、主动安全解除按键、轮速传感器、前方超声波传感器、后方超声波传感器、前轮制动机构、后轮制动机构和报警单元分别与控制模块连接。本实用新型可以在用户骑自行车过程中遇到危险自动进行干预。

Description

一种自行车主动安全系统

技术领域

本实用新型涉及一种安全系统，尤其是一种自行车主动安全系统，属于自行车设备技术领域。

背景技术

自行车又称脚踏车，从第一台自行车问世至今已有200多年，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的选择。近年来，低碳环保的出行方式越来越备受关注。自行车是低碳环保出行的最优装备之一，截止至2013年，国内自行车的保有量已突破3.7亿，年产量突破8千万辆。与此同时，自行车缺乏主动安全保护系统，骑行者的安全保障系数较低，自行车交通事故频发，而该事故引发的伤亡人数居高不下，直接经济损失大，辐射到全国的自行车安全状况，需要开发一套稳定可靠的自行车主动安全系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种结构简单、功能完善、稳定可靠的自行车主动安全系统，该系统可以通过按下电动制动执行按键，在用户骑自行车过程中遇到危险自动进行干预，并提醒用户注意安全，避免出现交通事故。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种自行车主动安全系统，包括控制模块、信号采集模块和执行模块，所述信号采集模块包括电动制动执行按键、主动安全解除按键、轮速传感器、前方超声波传感器和后方超声波传感器，所述电动制动执行按键和主动安全解除按键均安装在自行车手扶把手上，所述轮速传感器安装在自行车车轮支架上，所述前方超声波传感安装在自行车前车轮支架上方，所述后方超声波传感器安装在自行车后座架末端；所述执行模块包括前轮制动机构、后轮制动机构和报警单元；所述电动制动执行按键、主动安全解除按键、轮速传感器、前方超声波传感器、后方超声波传感器、前轮制动机构、后轮制动机构和报警单元分别与控制模块连接。

作为一种优选方案，所述信号采集模块还包括转向角度传感器，所述执行模块还包括转向信号灯，所述转向角度传感器安装在自行车转向轴外侧，所述转向信号灯安装在自行车后座架末端，所述转向角度传感器和转向信号灯分别与控制模块连接。

作为一种优选方案，所述转向信号灯有两个，分别安装在自行车后座架末端两侧。

作为一种优选方案，所述前轮制动机构包括前轮舵机、前轮拉索和前轮制动器，所述前轮舵机安装在自行车前车轮支架下端，通过前轮拉索驱动前轮制动器工作；所述后轮制动机构包括后轮舵机、后轮拉索和后轮制动器，所述后轮舵机安装在自行车后车轮支架下端，通过后轮拉索驱动后轮制动器工作。

作为一种优选方案，所述报警单元包括警告灯和蜂鸣器，所述警告灯安装在自行车手扶把手上，所述蜂鸣器安装在自行车车架上。

作为一种优选方案，所述后方超声波传感器有两个，分别安装在自行车后座架末端两侧。

作为一种优选方案，所述系统还包括电源模块和电源开关，所述电源开关分别与电源模块和控制模块连接，所述电源模块用于为整个系统供电。

作为一种优选方案，所述电源模块包括锂电池和电源管理单元，所述电源开关、锂电池和电源管理单元均安装在自行车车架上，且电源管理单元位于锂电池的旁边。

作为一种优选方案，所述控制模块安装在自行车手扶把手的中央。

作为一种优选方案，所述控制模块为ECU，以IAP15F2K61S芯片为主控单元。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的自行车主动安全系统可以通过前方超声波传感器实时监测自行车和前方障碍物的距离，当控制模块检测到自行车和前方障碍物的距离小于(或等于)在轮速传感器所监测的轮速下预设的前方安全距离时，可以控制警告灯和蜂鸣器进行报警，必要时对前轮制动器和后轮制动器实施主动制动。

2、本实用新型的自行车主动安全系统可以通过后方超声波传感器实时监测自行车与前方障碍物的距离，当控制模块检测到自行车和后方物体的距离小于(或等于)在轮速传感器所监测的轮速下预设的后方安全距离时，可以控制警告灯和蜂鸣器进行报警。

3、本实用新型的自行车主动安全系统还可以通过转向角度传感器检测自行车的转向信号，在控制模块判断到自行车正在转向时，会控制转向信号灯点亮，以提示后方车辆，为提高横向稳定性，在自行车转向时只对后轮制动器实施主动制动。

4、本实用新型的自行车防盗系统结构简单、功能完善、稳定可靠，不仅可以监测自行车和前方障碍物的距离，而且可以监测自行车与后方物体的距离，使用户在骑自行车过程中保持在安全距离内，提高了自行车的主动安全性能，能广泛应用于各种自行车中。

附图说明

图1为本实用新型的自行车主动安全系统结构原理框图。

图2为本实用新型的自行车主动安全系统安装在自行车上的示意图。

其中，1-控制模块，2-电源开关，3-电动制动执行按键，4-主动安全解除按键，5-轮速传感器，6-前方超声波传感器，7-后方超声波传感器，8-转向角度传感器，9-前轮制动机构，10-后轮制动机构，11-报警单元，12-转向信号灯，13-锂电池，14-电源管理单元，15-警告灯，16-蜂鸣器，17-前轮舵机，18-前轮拉索，19-前轮制动器，20-后轮舵机，21-后轮拉索，22-后轮制动器，23-上架条，24-下架条。

具体实施方式

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例的自行车主动安全系统包括控制模块1、信号采集模块、执行模块、电源模块和电源开关2；所述信号采集模块包括电动制动执行按键3、主动安全解除按键4、轮速传感器5、前方超声波传感器6、后方超声波传感器7和转向角度传感器8；所述执行模块包括前轮制动机构9、后轮制动机构10、报警单元11和转向信号灯12，所述电动制动执行按键3、主动安全解除按键4、轮速传感器5、前方超声波传感器6、后方超声波传感器7、转向角度传感器8、前轮制动机构9、后轮制动机构10、报警单元11和转向信号灯12分别与控制模块1连接。

所述控制模块1安装在自行车手扶把手的中央，其采用ECU(Electronic ControlUnit，电子控制单元)，以IAP15F2K61S芯片为主控单元，它是整个系统的核心，用于接收信号采集模块采集的数据，并根据采集的信息进行防盗状态的判断并发出相应的控制指令。

所述电源开关2用于开启或关闭系统的电源，所述电源模块用于为整个系统供电，包括锂电池13和电源管理单元14，所述电源开关2、锂电池13和电源管理单元14均安装在自行车车架上，且电源管理单元14位于锂电池13的旁边，用于检测锂电池13的电量。

所述电动制动执行按键3和主动安全解除按键4为常开型开关输入，均安装在自行车手扶把手上，其中电动制动执行按键3在左边位置，主动安全解除按键4在右边位置，方便了用户(骑行者)进行操作。

所述轮速传感器5安装在自行车车轮支架上，也就是可以安装在自行车前车轮支架上，也可以安装在自行车后车轮支架上，在本实施例中轮速传感器5安装在前车轮支架上，用于监测前车轮转速。

所述前方超声波传感器6安装在自行车前车轮支架上方，用于监测前方障碍物与自行车的实际距离。

所述后方超声波传感器7有两个，分别安装在自行车后座架末端两侧，用于监测后方物体与自行车的实际距离，由于有两个超声波传感器，可以更有效地进行检测。

所述转向角度传感器8安装在自行车转向轴外侧，用于监测前轮转向角度，当控制模块1判断到自行车正在转向，则控制转向信号灯12点亮；所述转向信号灯12有两个，分别安装在自行车后座架末端两侧，由于有两个信号灯，可以更清楚地提示后方车辆。

所述报警单元11包括警告灯15和蜂鸣器16，所述警告灯15安装在自行车手扶把手上，所述蜂鸣器16安装在自行车车架上，所述警告灯15和蜂鸣器16都是用于提醒用户注意安全；在控制模块1判断到自行车和后方物体的距离小于(或等于)在轮速传感器5所监测的轮速下预设的后方安全距离时，或自行车和前方障碍物的距离小于(或等于)在轮速传感器5所监测的轮速下预设的前方安全距离时，会控制警告灯15闪烁，并控制蜂鸣器16发出报警音。

所述前轮制动机构9包括前轮舵机17、前轮拉索18和前轮制动器19，所述前轮舵机17安装在自行车前车轮支架下端，通过前轮拉索18驱动前轮制动器19工作；所述后轮制动机构10包括后轮舵机20、后轮拉索21和后轮制动器22，所述后轮舵机20安装在自行车后车轮支架下端，通过后轮拉索21驱动后轮制动器22工作。

本实施例中的自行车车架可以包括上架条23和下架条24，所述蜂鸣器16安装在上架条23上；为了保护电源模块不被毁坏，将锂电池13和电源管理单元14安装在人们不易接触到的下架条24上；为了方便用户开启或关闭电源，将电源开关2安装在上架条23的前端位置上。

本实施例的自行车主动安全系统的工作过程，如下：

S1、在用户按下电源开关2后，系统开始工作，同时电源管理模块11检测锂电池13的电量；

S2、控制模块1判断主动安全解除按键4是否被按下，若是，解除自行车主动安全系统，执行模块不工作；若否，进入步骤S3；

S3、控制模块1判断电动制动执行按键3是否被按下，若是，控制后轮舵机20转动，拉紧后轮拉索21，使后轮制动器22实施主动制动；若否，进入步骤S4；

S4、轮速传感器5开始监测自行车轮速，后方超声波传感器7检测自行车和后方物体的距离，控制模块1判断该距离是否大于该轮速下预设的后方安全距离，若是，执行模块不工作；若否，说明存在危险，控制模块1控制警告灯15闪烁，并控制蜂鸣器16发出报警音，进入步骤S5；

S5、轮速传感器5继续监测自行车轮速，前方超声波传感器6检测自行车和前方障碍物的距离，控制模块1判断该距离是否大于该轮速下预设的前方安全距离，若是，返回步骤S4；若否，说明存在危险，进入步骤S6；

S6、控制模块1控制警告灯15闪烁，并控制蜂鸣器16发出报警音，同时，控制模块1判断轮速传感器5采集的自行车轮速是否在降低，若是，返回步骤S4、S5；若否，进入步骤S7；

S7、转向角度传感器8开始检测自行车的转向信号，控制模块1判断自行车是否正在转向，若是，控制模块1控制转向信号灯12点亮，并控制后轮舵机20转动，拉紧后轮拉索21，使后轮制动器22实施主动制动；若否，进入步骤S8；

S8、控制模块1控制前轮舵机17和后轮舵机转动20，分别拉紧前轮拉索18和后轮拉索21，使前轮制动器19和后轮制动器22实施主动制动，返回步骤S4、S5。

综上所述，本实用新型的自行车防盗系统结构简单、功能完善、稳定可靠，不仅可以监测自行车和前方障碍物的距离，而且可以监测自行车与后方物体的距离，使用户在骑自行车过程中保持在安全距离内，提高了自行车的主动安全性能，能广泛应用于各种自行车中。

以上所述，仅为本实用新型较佳的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自行车主动安全系统，其特征在于：包括控制模块、信号采集模块和执行模块，所述信号采集模块包括电动制动执行按键、主动安全解除按键、轮速传感器、前方超声波传感器和后方超声波传感器，所述电动制动执行按键和主动安全解除按键均安装在自行车手扶把手上，所述轮速传感器安装在自行车车轮支架上，所述前方超声波传感安装在自行车前车轮支架上方，所述后方超声波传感器安装在自行车后座架末端；所述执行模块包括前轮制动机构、后轮制动机构和报警单元；所述电动制动执行按键、主动安全解除按键、轮速传感器、前方超声波传感器、后方超声波传感器、前轮制动机构、后轮制动机构和报警单元分别与控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述信号采集模块还包括转向角度传感器，所述执行模块还包括转向信号灯，所述转向角度传感器安装在自行车转向轴外侧，所述转向信号灯安装在自行车后座架末端，所述转向角度传感器和转向信号灯分别与控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述转向信号灯有两个，分别安装在自行车后座架末端两侧。

4.根据权利要求1所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述前轮制动机构包括前轮舵机、前轮拉索和前轮制动器，所述前轮舵机安装在自行车前车轮支架下端，通过前轮拉索驱动前轮制动器工作；所述后轮制动机构包括后轮舵机、后轮拉索和后轮制动器，所述后轮舵机安装在自行车后车轮支架下端，通过后轮拉索驱动后轮制动器工作。

5.根据权利要求1所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述报警单元包括警告灯和蜂鸣器，所述警告灯安装在自行车手扶把手上，所述蜂鸣器安装在自行车车架上。

6.根据权利要求1所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述后方超声波传感器有两个，分别安装在自行车后座架末端两侧。

7.根据权利要求1所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述系统还包括电源模块和电源开关，所述电源开关分别与电源模块和控制模块连接，所述电源模块用于为整个系统供电。

8.根据权利要求7所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述电源模块包括锂电池和电源管理单元，所述电源开关、锂电池和电源管理单元均安装在自行车车架上，且电源管理单元位于锂电池的旁边。

9.根据权利要求1所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述控制模块安装在自行车手扶把手的中央。

10.根据权利要求1所述的一种自行车主动安全系统，其特征在于：所述控制模块为ECU，以IAP15F2K61S芯片为主控单元。