小创新驱动新思维
——自行车落锁装置的研究

郭子晨 黄昱豪 姜运芳 孙璇 秦圣凯

防灾科技学院 河北廊坊 065201

1 研究背景

为确保所研究设备的实用性前景，就相关情况进行了实际的调查和网上其他城市和学校对单车的使用数据：省会级以上城市及城市校园约有50%人员会将单车做交通工具，在学校63.1%上学或上班使用；23.62%的用于购物；37.27%的用于出游。周用频率超过5次的30%，50%的人员使用一到二次；在校园内学生自行车成为管理的一大难点，原因是校园中的很多自行车依靠车身结构锁或者自备链条锁，造成了停放随意，而校园内特定的锁桩又无法满足使用，有损校园的美观，公共资源浪费，滋生盗窃车辆犯罪。同时在城市的其他公共场所也存在此类问题。

2 现有单车车锁存在以下缺点：

①车锁固定在单车上，若损坏需更换整辆单车或者车锁；②密码车锁容易被破解和锁身易破坏；③车锁长时间暴露在空气中，易腐蚀易氧化生锈；④车锁锁芯为不锈钢材质，但锁体为硬性塑料强度较差，易被人为拆除；⑤外部所加铁链锁不能防止被切割破坏，锁芯的防盗功能也比较脆弱；⑥现有单车的固定落锁装置，固定车辆单一，不能满足多款单车的使用；⑦现有落锁多位于车轮与辐条处，停放后无法保证车辆平稳；现有落锁装置锁芯结构为固定位置；

3 设计思路及实际使用

3.1 装置结构

本装置结构采用一体立柱镂空式设计，外结构采用高强度硬质材料，可防车锁破坏和轻微撞击；采用锁芯锁止器，自行车可以安全可靠落锁停放。所述装置顶部梯形结构上采用防滑条设计，起到微夹自行车头管部位的作用，保持车辆平衡；装置采用滑块式设计，可使车锁上下滑动，满足不同款式、不同高度的自行车使用；装置内设压力传感器，用于检测是否有车辆停放；装置外置内嵌一块身份信息读卡器，用于存取车辆；装置设置报警模块，对于破坏车锁、盗取他人车辆的行为起到警示作用，装置内设语音播报模块，可播报锁车成功和取车成功等信息；其外廓LED灯组未使用时为绿色使用时为红色，夜间具有提醒作用，以防止撞击；而内置STM32主控芯片，控制读卡器、报警模块、语音播报模块、GPS芯片、LED灯组等正常工作。

3.2 使用方法

①在车锁未使用时，外廓LED灯组成绿色，在车锁使用时，外廓LED灯组成红色；②在用户锁车时，将自行车推入车锁中，通过调节滑块锁上下高度位置，滑块落于头管和前叉的交叉部位，利用交叉部位对滑块形成支撑，使自行车头管微夹在梯形结构的防滑条之间，保证单车平稳的停在车锁桩上，压力传感器检测到有头管挤压，此时车锁外廓LED灯组由绿色变成红色，用户在读卡器处刷校园一卡通2秒后触发锁芯将单车头管锁死，语音播报模块会提醒用户；③在用户使用取走单车时，需要在读卡器处刷校园一卡通，取车时压力传感器检测到自行车头管离开，进一步确认单车处于取走状态（车锁处于未使用状态），此时车锁外廓LED灯组由红色变成绿色，语音播报模块以提醒用户。

4 结语

图1 滑块立面及滑块锁结构图

图2 锁芯结构图

笔者通过对国内所在城市对自行车使用密度高的大中学校和城市中使用自行车相对较多的公共场合进行大量调查后，形成了除公共场合自行车管理原因外，硬件设备的不足的认识，通过技术创新研究，设计出该设备，如设备得到推广使用，会获得公共场地管理改善，减少盗窃行为的作用，对社会也会创造有益的价值；本装置的创新点表现在如下：①特别方便学校校园内使用；②梯字型结保证车辆停放平稳；③锁车位置由传统的前轮位置调整到头管位置；④车锁可以上下滑动，使锁车种类不再单一，经济适用。