一種公共自行車的鎖車裝置的制作方法

本實用新型屬于公共自行車租賃設備技術領域，具體涉及一種公共自行車的鎖車裝置。

背景技術：

隨著城市生活越來越便捷，城市道路、城市公園、景區等很多地方配備了各種觀光自行車，但是租賃車輛普遍都是依賴人工處理。現有城市中的公共自行租賃系統，如申請號為201620212020.X的中國實用新型專利公開了一種公共自行車的彈性體式鎖具，由一個鎖體和鎖頭構成，鎖頭設有一個橫向內腔，橫向內腔的內端的一側設有一個鎖舌腔，所述的鎖頭設有一個與所述的橫向內腔相適配的內接柱，該內接柱內設有一個與所述的鎖體的內腔相連通的止動腔，內接柱的末端一側設有一個鎖舌孔，鎖舌孔內設有一個與之適配的鎖舌，鎖舌與一個設于止動腔內的異變形彈性體相連，所述的止動腔內設有與之適配的止動塊，止動塊與一個驅動機構相連，驅動機構與一個控制模塊相連，控制模塊分別與能源模塊、通訊模塊以及充電模塊相連。該公共自行車的彈性體式鎖具存在租賃不方便、租還車受到樁位數量的限制，鎖具的高低與公共自行車的鎖柱的高度要匹配才能實現還車，造成公共自行車外形大小不一樣，還車固定樁不能兼容的問題。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的上述不足，本實用新型提供一種能兼容不同形狀大小的公共自行車的鎖車裝置。

為了達到上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種公共自行車的鎖車裝置，包括電磁鎖、鎖鏈、鎖頭、感應線圈、信號處理電路，鎖鏈的一端與電磁鎖固定連接，另一端穿插感應線圈與鎖頭連接，鎖頭能插接或分離于電磁鎖；感應線圈的兩端與信號處理電路形成閉合回路。利用改變磁通量改變線圈電感量的原理，電感量在鎖鏈閉合狀態相對非閉合狀態高很多倍，感應線圈和諧振電容產生的諧振頻率會隨著鎖鏈閉合與否而改變，實現公共自行車的鎖定或解鎖。

優選的，所述電磁鎖包括鎖體和鎖芯，鎖體固定于地樁上，所述鎖鏈與鎖體固定連接，鎖芯用于固定或分離所述鎖頭。利用電磁鎖與鎖頭的固定或分離實現公共自行車的鎖定或解鎖，操控簡單、方便。

優選的，所述鎖頭固定或分離于鎖芯由控制器控制。實現公共自行車的鎖定或解鎖的自動化和智能化。

優選的，所述鎖鏈采用柔性鋼纜。能兼容不同形狀大小的車輛，而且可以在同一條鋼纜上鎖上多個車輛的輪轂，解決停車樁不夠的難題。

優選的，所述鎖頭設有導磁結構一，與所述鎖鏈、鎖體形成磁場回路。使鎖頭、鎖鏈、鎖體三者之間磁通，利于感應鎖定的公共自行車輪轂的數量。

優選的，所述鎖體設有導磁結構二，與所述鎖鏈、鎖頭形成磁場回路。使鎖頭、鎖鏈、鎖體三者之間磁通，利于感應鎖定的公共自行車輪轂的數量。

優選的，所述信號處理電路包括高頻信號振蕩電路和頻幅變換電路。將高頻振蕩信號通過鎖鏈耦合到車輛輪轂上，鎖頭未插入鎖體時振蕩電路處于大幅度振蕩狀態，鎖頭插入鎖體時振蕩器振幅被大幅度衰減，振蕩頻率變低。當鎖鏈內鎖有車輛輪轂增多時振蕩幅度會被再度拉低。經過頻幅變換電路后將信號輸出。

優選的，所述頻幅變換電路上設置一低通放大器。鎖鏈未閉合時諧振信號通過低通放大器后輸出開關信號；反之鎖鏈閉合時諧振信號不能通過低通放大器，不能輸出信號。

優選的，所述頻幅變換電路上設置一帶通放大器。根據鎖鏈上公共自行車輪轂的數量輸出信號的幅度。

優選的，所述頻幅變換電路上設置壓控振蕩器和三角波發生器。調整輸出頻率至預設值。

本實用新型與現有技術相比，有益效果是：本實用新型的公共自行車的鎖車裝置采用鎖鏈能兼容不同形狀、不同大小的公共自行車，而且能在同一鎖鏈上鎖住多輛公共自行車的輪轂，較好地解決當前公共自行車租賃站停車位不夠的問題；結構簡單，操作迅速，能夠節省租還車時間，提高租還車效率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的公共自行車的鎖車裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例1的多個公共自行車輪轂被上鎖后的等效電路圖。

圖3是本實用新型實施例1的信號處理電路系統框圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步描述說明。

實施例1：

如圖1所示，本實施例的公共自行車的鎖車裝置，包括電磁鎖1、長條狀的柔性鋼纜2、鎖頭3、感應線圈L1、信號處理電路。電磁鎖1包括鎖體和鎖芯，電磁鎖1的鎖體固定于公共自行車租賃站的地樁上，電磁鎖1的鎖體還與鋼纜2的一端與固定連接，鋼纜2的另一端沿感應線圈L1的軸線方向穿插感應線圈L1并與鎖頭3連接。電磁鎖1的鎖芯形成導磁凹槽，鎖頭3的自由端形成與導磁凹槽匹配的導磁凸起，使鎖頭3、鋼纜2、電磁鎖1三者之間形成磁通回路，鎖頭3的導磁凸起插入或拔出于電磁鎖1鎖芯的導磁凹槽，使鎖頭3固定或分離于電磁鎖1；感應線圈L1的兩端與信號處理電路形成閉合回路。利用改變磁通量改變線圈電感量的原理，電感量在鋼纜2閉合狀態相對非閉合狀態高很多倍，感應線圈L1和諧振電容C1產生的諧振頻率會隨著鎖鏈閉合與否而改變，反饋公共自行車的鎖定或解鎖信號。

利用改變磁通量改變線圈電感量的原理，電感量計算公式L＝uN²S/l，

L：感應線圈的電感量，

l：鋼纜的長度，

N：感應線圈的圈數，

S：鎖鏈的截面積，

u：鋼纜的導磁率，

其中鋼纜的長度、截面積、和感應線圈的圈數為定值，由于空氣的導磁率要比鋼纜的導磁率低很多，因此電感量在鋼纜閉合時相對非閉合狀態高很多倍。

通過鋼纜、電磁鎖、鎖頭的協同作用，鋼纜穿插公共自行車輪轂將公共自行車鎖定或解鎖，公共自行車輪轂為金屬材料，金屬材料有著良好的導電性，若當外加一個高頻振蕩信號通過鋼纜耦合在輪轂上時，金屬輪轂會對高頻振蕩信號的幅度呈現較強的阻抗，且振蕩信號的幅度與輪轂產生的阻抗成正比。通過該特性判斷出電磁鎖1上鎖后是否有輪轂被鎖上，還能計算出有幾個輪轂被鎖上。如圖2所示，為多個輪轂被上鎖后的等效電路，Lc1和Lc2是等效串入鋼纜的公共自行車輪轂，等效為一匝線圈。Lr1和Lr2是等效輪轂金屬材料一圈的電阻。另外，L1和Lc1、Lc2之間有匝數比，并不影響整個測量的采樣。

感應線圈兩端的振幅U＝Us×(R1/R2/Rn)/(Rs+(R1/R2/Rn))，

U：感應線圈兩端的信號幅度，

Us：激勵信號幅度，

Rs：信號源等效內阻，

R1、R2、Rn為輪轂等效電阻，

n為串入鋼纜輪轂數量，

從該公式可知感應線圈兩端電壓和串入鋼纜輪轂數量成反比。

信號處理電路包括高頻信號振蕩電路和頻幅變換電路。將高頻振蕩信號通過鋼纜2耦合到公共自行車輪轂上，鎖頭3未插入鎖體時振蕩電路處于大幅度振蕩狀態，鎖頭3插入鎖體時振蕩器振幅被大幅度衰減，振蕩頻率變低。當鋼纜2內鎖有公共自行車輪轂增多時振蕩幅度會被再度拉低。

如圖3所示，為信號處理電路系統框圖，通過測量可以得到鋼纜在閉合和斷開后測量感應線圈L1和諧振電容C1分別得到兩個諧振頻率分別為f1～f2。壓控振蕩器在三角波發生器的控制下得到輸出得到一個f3～f4的頻率區間，調整三角波發生器幅度和壓控振蕩器的量程使f1略小于f3且f2略大于f4，即壓控振蕩器的掃頻范圍可以正好覆蓋L1和C1的諧振頻率區間。壓控振蕩器的輸出信號經過功率放大器輸出到L1和C1組成的諧振電路。

當壓控振蕩器的掃頻與L1和C1諧振頻率相等時，諧振頻率幅度最大。設計低通放大器的截止頻率等于鋼纜閉合的頻率f1，這樣當鋼纜未閉合時，諧振信號經過低通放大器、幅度檢波、幅度判別電路后輸出開關信號；反之鋼纜閉合后信號不能經過低通放大器，所以不能輸出信號。

帶通放大器中心頻率等于鋼纜閉合的頻率f1，鎖閉后若無輪轂漏感低，諧振信號經過帶通放大器、幅度檢波、信號跟隨輸出滿幅度u0，若有一個輪轂則信號跟隨輸出幅度u1，而且滿足u0遠大于u1的關系。若有x個輪轂則信號跟隨輸出幅度ux，車輪數量x＝(u1-ux)/Uleve，其中Uleve為每增加一個輪轂下降的信號幅度，從而算出輪轂數量。

本實施例的公共自行車的鎖車裝置采用柔性鋼纜能兼容不同形狀、不同大小的公共自行車，而且能在同一鋼纜上鎖住多輛公共自行車的輪轂，較好地解決當前公共自行車租賃站停車樁不夠的問題；該鎖車裝置結構簡單，操作迅速，能夠節省租還車時間，提高租還車效率。

實施例2：

本實施例與實施例1的不同之處在于：通過控制器可以控制鎖芯執行鎖閉和開鎖動作，由控制器主動發起鎖閉和開鎖動作，同時鎖芯反饋開鎖和鎖閉當前開鎖狀態，指示是否開鎖成功，通過其自身的控制邏輯完成對電磁鎖的控制，以及讀取車輛數量的操作。實現公共自行車的鎖車裝置的智能化。

以上對本實用新型的優選實施例及原理進行了詳細說明，對本領域的普通技術人員而言，依據本實用新型提供的思想，在具體實施方式上會有改變之處，而這些改變也應視為本實用新型的保護范圍。