一种智能锁车机构及具有其的共享单车的制作方法

本发明涉及车辆结构设计技术领域，具体涉及一种智能锁车机构及具有其的共享单车。

背景技术：

随着共享单车的普及，给人们的生活带来了很大的便利的同时，也引发了新的问题，例如使用者在骑行到达目的地时，忘记锁车，或者虽然锁车了，但在手机app上忘记结束行程等导致持续计费的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种新的共享单车，其采用智能锁车机构在使用者忘记锁车或忘记在app上结束行程时，自动锁车并停止计费。

本发明首先提供了一种智能锁车机构，包括锁夹及设置在所述锁夹内的锁头，所述锁头的一端通过弹簧连接在所述锁夹的盲孔底端，所述锁头具有伸出锁夹以锁车的第一状态以及缩入锁夹内以解锁的第二状态，所述锁头包括：

第一状态，所述弹簧处于常规状态；

第二状态，所述弹簧处于压缩状态；

所述锁夹与所述锁头之间设置有第一锁死部与第二锁死部，所述第一锁死部用于将锁头限制在所述第一状态，所述第二锁死部用于将锁头限制在所述第二状态。

优选的是，所述锁夹在靠近盲孔底端位置处设置有第一弹片，在靠近盲孔出口位置处设置有第二弹片，所述第一弹片及第二弹片能够自锁夹的内壁向锁头中心轴线方向运动或收缩至所述锁夹的孔壁内，所述锁头上设置有凹槽，当所述第一弹片或第二弹片自锁夹的内壁向锁头中心轴线方向运动时，所述凹槽用于容纳第一弹片或第二弹片；

第一弹片具有向锁头中心轴线处运动的趋势，仅在接收到锁车信号时收缩至所述锁夹的孔壁内；第二弹片具有向锁头中心轴线处运动的趋势，仅在接收到开锁信号时收缩至所述锁夹的孔壁内。

采用上述锁车机构，锁车时依靠弹簧的弹性势能自动控制锁头的运动，具体的，第一弹片释放锁头后，锁头自锁夹内被压缩的弹簧弹出，直至锁头的端部穿过辐条间隙，将车辆锁住，同时，第二弹片限制锁头，保证车辆的锁死状态，而开锁时，需要人工辅助，具体的，第二弹片收到开锁信号后，释放锁头，依靠人的推力将锁头推入锁夹，之后，由第一弹片限制锁头，保证车辆的开锁状态。

优选的是，所述锁夹在靠近盲孔出口位置处设置有第三弹片，所述第三弹片能够自锁夹的内壁向锁头中心轴线方向运动或收缩至所述锁夹的孔壁内，所述锁头的靠近两个端部的位置处分别设置有开锁凹槽及锁车凹槽，所述第三弹片能够被开锁凹槽或锁车凹槽之一容纳；

其中，锁车凹槽位于锁头的靠近锁夹盲孔底端的一端，开锁凹槽位于另一端，锁头处于第一状态时，第三弹片弹入锁车凹槽内，锁头处于第二状态时，第三弹片弹入开锁凹槽内；

第三弹片具有向锁头中心轴线处运动的趋势，仅在接收到锁车信号或开锁信号时收缩至所述锁夹的孔壁内。

采用上述锁车机构，锁车时依靠弹簧的弹性势能自动控制锁头的运动，具体的，第三弹片自开锁凹槽内弹出时，释放锁头，锁头自锁夹内被压缩的弹簧弹出，直至锁头的端部穿过辐条间隙，之后，第三弹片弹入锁车凹槽内，将车辆锁住，反之，开锁时，第三弹片自锁车凹槽内弹出，释放锁头，依靠人的推力将锁头推入锁夹，之后，第三弹片弹入开锁凹槽内，保证车辆的开锁状态。

优选的是，所述锁头上设置有两个弹片，所述锁夹上设置有凹槽，所述弹片能够向所述凹槽方向运动，并且在其中一个弹片伸入所述凹槽后使所述锁头处于第一状态，另一个弹片伸入所述凹槽后使所述锁头处于第二状态。

优选的是，所述锁头上设置有弹片，所述锁夹上设置有两个凹槽，所述弹片能够向所述凹槽方向运动，并且在所述弹片伸入其中一个凹槽后使所述锁头处于第一状态，所述弹片伸入另一个凹槽后使所述锁头处于第二状态。

优选的是，所述锁头的能够伸出所述锁夹的一端设置为锥形结构，采用锥形结构可以保证当锁头由锁夹弹出时，恰好途经车轮辐条时，可以将辐条弹开适当距离，进而保证锁头穿过车轮辐条间隙，从而达到锁车目的。

优选的是，所述锁夹及锁头设置有两套，两个锁头的间距大于锁头截面直径且小于待锁车车轮的辐条在锁头位置处的间距，该间距的设计能够保证当其中一个锁头在锁车过程中被辐条限制，另一个锁头必然位于两个相邻辐条的间隙中，能够保证至少一个锁头穿过辐条间隙，达到锁车目的。

优选的是，为保证开锁过程中，锁头能够被推入锁夹并被第一弹片所限制，在锁头上设置推力着力点，以便于使用者能够克服弹簧弹力，将锁头推进锁夹。

本发明另一方面提供了一种共享单车，采用上述智能锁车机构，以及为上述锁车机构提供信号控制机制，主要包括：

锁车信号发送终端，用于向所述第一弹片发送锁车信号；

开锁信号发送终端，用于向所述第二弹片发送开锁信号。

优选的是，所述锁车信号发送终端及开锁信号发送终端为上位机。

优选的是，锁车信号发送终端包括设置在车座上的重力传感器，在重力传感器无信号状态下，且持续设定时间后，锁车信号发送终端向所述第一弹片发送锁车信号。

优选的是，锁车信号发送终端包括设置在车轮上的转速传感器，在转速传感器无信号状态下，且持续设定时间后，锁车信号发送终端向所述第一弹片(11)发送锁车信号。

优选的是，所述设定时间为5-15min。

通过车辆自身运动等状态，感知车辆使用状态，进而自主决策是否进行锁车，保证了车辆不会因使用者遗忘等原因而始终处于开锁状态，同时，自动锁车后可以通过无线信号传播方式等告知上位机，停止计费操作，解决了因使用者失误而持续扣费的问题。

附图说明

图1为本发明智能锁车机构的一优选实施例的主视图。

图2为本发明图1所示实施例的俯视图。

图3为本发明图2所示实施例的左视图。

图4为本发明图1所示实施例的开锁状态示意图。

图5为本发明图1所示实施例的锁车状态示意图。

图6为本发明智能锁车机构的另一优选实施例的开锁状态示意图。

图7为本发明图6所示实施例的锁车状态示意图。

图8为本发明弹片结构示意图。

其中，1为锁夹，2为锁头，3为弹簧，11为第一弹片，12为第二弹片，13为第三弹片，21为凹槽，22为凸起，23为开锁凹槽，24为锁车凹槽，4为固定部分，5位弹入部分。

具体实施例

以下结合附图及实施方式对本发明智能锁车机构及具有其的共享单车进行进一步详细说明。

本发明首先提供了一种智能锁车机构，可以在收到锁车信号下，自动进行锁车操作，具体结构如图1至图7所示。

该智能锁车机构由常规的锁夹1、锁头2及弹簧3组成，锁夹1设置在车轮的一侧，为以下描述方便，此处一侧称为第一侧，锁夹1一般为半圆形筒状结构，也可以是直筒结构，如图4-图7所示，锁头2适应的容纳在所述锁夹1内，包括底端和顶端，锁头2的底端通过弹簧3连接在锁夹1的盲孔底端，锁头2的顶端可以在弹簧力的作用下伸出锁夹，本实施例将锁头2与锁夹1之间的空间关系定义为两种状态：

第一状态，所述弹簧3处于常规状态，此时锁头2的大部分位于锁夹1之外，仅锁头2底端位于锁夹1的出口位置处，锁头的顶端位于车轮的第二侧，锁头的中间部位穿过相邻辐条的间隙处，车轮处于锁车状态，如图5或图7所示；

第二状态，所述弹簧3处于压缩状态，此时锁头2的大部分或全部位于锁夹1之内，锁头2底端位于锁夹1的盲孔底端，锁头2顶端位于锁夹1出口位置处，锁头的顶端位于车轮的第一侧，车轮处于自由转动状态，即开锁状态，如图1、图2、图4或图6所示。

所述锁夹1与所述锁头2之间设置有第一锁死部与第二锁死部，所述第一锁死部用于将锁头限制在所述第一状态，所述第二锁死部用于将锁头限制在所述第二状态。以下对两个锁死部通过两个实施例进行描述。

以下实施例描述中，锁头底部、锁头靠近锁夹盲孔底端的一侧，锁头连接弹簧的一侧均表示锁头的同一侧，锁头顶部、锁头能够穿过车轮辐条的一侧均表示锁头的另一侧。

实施例一：

本实施例中，为控制上述第一状态及第二状态之间的转换，对锁头及锁夹进行了控制部分的设计，主要包括设置在锁头上的凹槽及设置在锁夹上的弹片，具体的：

如图4或图5，所述锁夹1在靠近盲孔底部位置处设置有第一弹片11，在远离盲孔位置处设置有第二弹片12，所述第一弹片11及第二弹片12能够自锁夹1的内壁向锁头中心轴线方向运动或反方向收缩至所述锁夹的孔壁内，所述锁头2上设置容纳第一弹片或第二弹片的凹槽21。

可以理解的是，自然状态下，两个弹片均具有向锁头中心轴线运动的趋势，仅在收到特定信号后，在会反方向压缩弹簧或者收回至锁夹的内壁内。具体的，第一弹片11具有向锁头处运动的趋势，仅在接收到锁车信号时收缩至所述锁夹的孔壁内；第二弹片12具有向锁头处运动的趋势，仅在接收到开锁信号时收缩至所述锁夹的孔壁内。

参考图4，锁头2的凹槽21恰好位于第一弹片位置11处，此时，第一弹片11在弹簧力作用下，处于自然状态，部分陷入所述凹槽21内，从而限制了锁头相对锁夹的运动，车轮处于开锁状态，此时第二弹片处于非自然状态，即压缩状态。

当第一弹片11接收开锁信号后，压缩第一弹片内的弹簧，直至其完全脱离凹槽21，此时锁头2在弹簧3的作用下滑出锁夹1，直至所述凹槽21滑动至第二弹片12位置处，如图5所示，在第二弹片12的内部弹簧力作用下，部分陷入所述凹槽21，此时弹簧3以及第二弹片12的弹簧处于自然状态，第一弹片11完成压缩弹簧的工作后，释放弹簧，第一弹片11向锁头2的中心轴线处运动。

可以理解的是，为保证在锁头2凹槽容纳第二弹片12时，第一弹片可以继续压缩在锁头上，也可以完全释放弹力，例如，第一弹片与第二弹片之间的距离小于锁头在处于第二状态下的自底端至第一弹片之间的距离，此时，第一弹片可以继续压缩在锁头上保持弹性状态，或者采用备选的实施方式，使所述第一弹片11的内部弹簧完全释放弹力，即如本实施例图5所示，当然，此种情况下，为保证开锁的便利性，在锁头2的底部设置有斜边，参考图4-图7，特别是对于图5，当锁头压缩弹簧时，斜边能保证弹片不会限制锁头的右向运动。

需要说明的是，本实施例中，第一弹片及第二弹片的压缩弹簧的动力源可以通过电池提供，由于该电量使用较小，仅需要提供一次开锁及锁车用，例如可以通过每次骑行时车轮转动进行电磁转换以提供所需电力。

参考图8，本实施例提供了一种电磁驱动控制弹片的方式，第一弹片或第二弹片以至于之后所描述的第三弹片均可以采用此种结构，其包括固定部分4、弹入部分5以及连接两者的内部弹簧。图8中，内部弹簧处于自然状态，固定部分4或者弹入部分5为电磁铁，当将其通电后，固定部分4及弹入部分5相互吸引压缩内部弹簧，本实施例中，弹入部分5在弹簧作用力下能够弹入所述锁头的凹槽内，在电磁力作用下能够自所述锁头的凹槽内滑出。

进一步需要说明的时，本实施例以及下述实施例，电磁控制固定部分4及弹入部分5相互吸引压缩内部弹簧为瞬时控制，备选实施例中，可以根据具体情况适当延长控制时间，以保证锁头完成需要的动作，本发明在描述上，认为该过程是瞬时的，例如，当弹入部分5通电后，自锁头凹槽内滑出，此时，锁头2立马在弹簧3的弹簧力作用下向左侧运动，同时，弹入部分5断电，内部弹簧压缩弹入部分5意图将其推开。

实施例二、

本实施例给定了另外一种第一锁死部与第二锁死部的具体示例，参考图6及图7，所述锁夹1在靠近盲孔出口位置处设置有第三弹片13，所述第三弹片13能够自锁夹的内壁向锁头中心轴线方向运动或收缩至所述锁夹的孔壁内，所述锁头2的靠近两个端部的位置处分别设置有开锁凹槽23及锁车凹槽24，所述第三弹片13能够被开锁凹槽23或锁车凹槽24之一容纳；

其中，锁车凹槽24位于锁头2的靠近锁夹盲孔底端的一端，开锁凹槽23位于另一端，锁头2处于第一状态时，即如图7所示的锁车状态，第三弹片13弹入锁车凹槽24内，锁头2处于第二状态时，即如图6所示的开锁状态，第三弹片13弹入开锁凹槽23内；

第三弹片13具有向锁头中心轴线处运动的趋势，仅在接收到锁车信号或开锁信号时收缩至所述锁夹的孔壁内。

采用上述锁车机构，锁车时依靠弹簧的弹性势能自动控制锁头的运动，具体的，由图6所示的开锁状态，第三弹片13自开锁凹槽23内弹出时，释放锁头2，锁头2自锁夹1内被压缩的弹簧3弹出，直至锁头2的端部穿过辐条间隙，之后，第三弹片13弹入锁车凹槽24内，如图7所示，将车辆锁住，反之，开锁时，第三弹片13自锁车凹槽24内弹出，释放锁头，依靠人的推力将锁头推入锁夹，之后，第三弹片13弹入开锁凹槽23内，保证车辆的开锁状态。

可以理解的是，本发明仅给定了上述两个实施例，但其发明思想并不局限于上述实施例，例如，上述两个实施例概括为两个弹片+一个凹槽，或者两个凹槽+一个弹片，实际上，不仅凹槽与弹片的数量不限于此，其位置也可以变化，例如，其弹片完全可以设置在锁头上，对应的凹槽设置在锁夹内壁上。将弹片设置在锁头上，将凹槽设置在锁夹内壁上，其具体布置如下：

所述锁头上设置有两个弹片，所述锁夹上设置有凹槽，所述弹片能够向所述凹槽方向运动，并且在其中一个弹片伸入所述凹槽后使所述锁头处于第一状态，另一个弹片伸入所述凹槽后使所述锁头处于第二状态。

或者，所述锁头上设置有弹片，所述锁夹上设置有两个凹槽，所述弹片能够向所述凹槽方向运动，并且在所述弹片伸入其中一个凹槽后使所述锁头处于第一状态，所述弹片伸入另一个凹槽后使所述锁头处于第二状态。

本实施例中，为保证锁头自锁夹内滑出后，能够穿过车轮辐条，不至于被所述辐条卡住，给定了以下两种方式。

方式1、

所述锁头的能够伸出所述锁夹的一端设置为锥形结构，采用锥形结构可以保证当锁头由锁夹弹出时，如果恰好碰到车轮辐条时，可以将辐条弹开适当距离，或者被辐条弹开适当角度，进而保证锁头穿过车轮辐条间隙，从而达到锁车目的。如图1及图3所示，锁头顶端呈扁平状，或略微呈弧度过度的锥形结构，其遇到车轮辐条时可以自动弹开，为此，锁头与锁夹之间可以适当设置一定间隙，例如小间隙配合，避免因两者的过盈配合导致锁头不能偏离一定角度。

方式2、

所述锁夹及锁头设置有两套，两个锁头的间距大于锁头截面直径且小于待锁车车轮的辐条在锁头位置处的间距，该间距的设计能够保证当其中一个锁头在锁车过程中被辐条限制，另一个锁头必然位于两个相邻辐条的间隙中，能够保证至少一个锁头穿过辐条间隙，达到锁车目的。

本实施例中，为保证在开锁信号输入后，使用者能够将锁头压入锁夹，在锁头顶部设置有凸起22，如图1-图7所示，使用者可以将该凸起22作为推力着力点，以便于使用者能够克服弹簧弹力，将锁头推进锁夹。

本发明还提供了一种共享单车，采用上述智能锁车机构，以及为上述锁车机构提供信号控制机制，主要包括：

锁车信号发送终端，用于向所述第一弹片发送锁车信号；

开锁信号发送终端，用于向所述第二弹片发送开锁信号。

可以理解的是，上述两个终端仅提供锁车或开锁的信号，其可以是智能控制终端也可以是传感信号，当所述锁车信号发送终端及开锁信号发送终端为上位机时，可以通过手机app直接发送锁车或开锁信号。

一般而言，开锁信号多由上位机终端控制，而锁车信号，就本实施例而言，是希望提供一种在忘记诸如手机app这样的上位机终端进行锁车操作时，能够进行自动锁车，所以锁车信号优选为传感信号。例如，锁车信号发送终端为设置在车座上的重力传感器，在重力传感器无信号状态下，即感受不到有驾驶人员存在时，进行锁车操作，当然为了避免一些极端情况的出现，一般在无重力传感信号下持续设定时间后，锁车信号发送终端才向所述第一弹片11发送锁车信号。

备选实施例中，锁车信号发送终端也可以是设置在车轮上的转速传感器，在转速传感器无信号状态下，且持续设定时间后，锁车信号发送终端向所述第一弹片11发送锁车信号。

上述设定时间为5-15min。具体视情况而定。

通过车辆自身运动等状态，感知车辆使用状态，进而自主决策是否进行锁车，保证了车辆不会因使用者遗忘等原因而始终处于开锁状态，同时，自动锁车后可以通过无线信号传播方式等告知上位机，停止计费操作，解决了因使用者失误而持续扣费的问题。