小創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)新思維
——自行車落鎖裝置的研究

郭子晨 黃昱豪 姜運(yùn)芳 孫璇 秦圣凱

防災(zāi)科技學(xué)院 河北廊坊 065201

1 研究背景

為確保所研究設(shè)備的實(shí)用性前景，就相關(guān)情況進(jìn)行了實(shí)際的調(diào)查和網(wǎng)上其他城市和學(xué)校對單車的使用數(shù)據(jù)：省會級以上城市及城市校園約有50%人員會將單車做交通工具，在學(xué)校63.1%上學(xué)或上班使用；23.62%的用于購物；37.27%的用于出游。周用頻率超過5次的30%，50%的人員使用一到二次；在校園內(nèi)學(xué)生自行車成為管理的一大難點(diǎn)，原因是校園中的很多自行車依靠車身結(jié)構(gòu)鎖或者自備鏈條鎖，造成了停放隨意，而校園內(nèi)特定的鎖樁又無法滿足使用，有損校園的美觀，公共資源浪費(fèi)，滋生盜竊車輛犯罪。同時(shí)在城市的其他公共場所也存在此類問題。

2 現(xiàn)有單車車鎖存在以下缺點(diǎn)：

①車鎖固定在單車上，若損壞需更換整輛單車或者車鎖；②密碼車鎖容易被破解和鎖身易破壞；③車鎖長時(shí)間暴露在空氣中，易腐蝕易氧化生銹；④車鎖鎖芯為不銹鋼材質(zhì)，但鎖體為硬性塑料強(qiáng)度較差，易被人為拆除；⑤外部所加鐵鏈鎖不能防止被切割破壞，鎖芯的防盜功能也比較脆弱；⑥現(xiàn)有單車的固定落鎖裝置，固定車輛單一，不能滿足多款單車的使用；⑦現(xiàn)有落鎖多位于車輪與輻條處，停放后無法保證車輛平穩(wěn)；現(xiàn)有落鎖裝置鎖芯結(jié)構(gòu)為固定位置；

3 設(shè)計(jì)思路及實(shí)際使用

3.1 裝置結(jié)構(gòu)

本裝置結(jié)構(gòu)采用一體立柱鏤空式設(shè)計(jì)，外結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度硬質(zhì)材料，可防車鎖破壞和輕微撞擊；采用鎖芯鎖止器，自行車可以安全可靠落鎖停放。所述裝置頂部梯形結(jié)構(gòu)上采用防滑條設(shè)計(jì)，起到微夾自行車頭管部位的作用，保持車輛平衡；裝置采用滑塊式設(shè)計(jì)，可使車鎖上下滑動(dòng)，滿足不同款式、不同高度的自行車使用；裝置內(nèi)設(shè)壓力傳感器，用于檢測是否有車輛停放；裝置外置內(nèi)嵌一塊身份信息讀卡器，用于存取車輛；裝置設(shè)置報(bào)警模塊，對于破壞車鎖、盜取他人車輛的行為起到警示作用，裝置內(nèi)設(shè)語音播報(bào)模塊，可播報(bào)鎖車成功和取車成功等信息；其外廓LED燈組未使用時(shí)為綠色使用時(shí)為紅色，夜間具有提醒作用，以防止撞擊；而內(nèi)置STM32主控芯片，控制讀卡器、報(bào)警模塊、語音播報(bào)模塊、GPS芯片、LED燈組等正常工作。

3.2 使用方法

①在車鎖未使用時(shí)，外廓LED燈組成綠色，在車鎖使用時(shí)，外廓LED燈組成紅色；②在用戶鎖車時(shí)，將自行車推入車鎖中，通過調(diào)節(jié)滑塊鎖上下高度位置，滑塊落于頭管和前叉的交叉部位，利用交叉部位對滑塊形成支撐，使自行車頭管微夾在梯形結(jié)構(gòu)的防滑條之間，保證單車平穩(wěn)的停在車鎖樁上，壓力傳感器檢測到有頭管擠壓，此時(shí)車鎖外廓LED燈組由綠色變成紅色，用戶在讀卡器處刷校園一卡通2秒后觸發(fā)鎖芯將單車頭管鎖死，語音播報(bào)模塊會提醒用戶；③在用戶使用取走單車時(shí)，需要在讀卡器處刷校園一卡通，取車時(shí)壓力傳感器檢測到自行車頭管離開，進(jìn)一步確認(rèn)單車處于取走狀態(tài)（車鎖處于未使用狀態(tài)），此時(shí)車鎖外廓LED燈組由紅色變成綠色，語音播報(bào)模塊以提醒用戶。

4 結(jié)語

圖1 滑塊立面及滑塊鎖結(jié)構(gòu)圖

圖2 鎖芯結(jié)構(gòu)圖

筆者通過對國內(nèi)所在城市對自行車使用密度高的大中學(xué)校和城市中使用自行車相對較多的公共場合進(jìn)行大量調(diào)查后，形成了除公共場合自行車管理原因外，硬件設(shè)備的不足的認(rèn)識，通過技術(shù)創(chuàng)新研究，設(shè)計(jì)出該設(shè)備，如設(shè)備得到推廣使用，會獲得公共場地管理改善，減少盜竊行為的作用，對社會也會創(chuàng)造有益的價(jià)值；本裝置的創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在如下：①特別方便學(xué)校校園內(nèi)使用；②梯字型結(jié)保證車輛停放平穩(wěn)；③鎖車位置由傳統(tǒng)的前輪位置調(diào)整到頭管位置；④車鎖可以上下滑動(dòng)，使鎖車種類不再單一，經(jīng)濟(jì)適用。