CN107128429A - 一种电动共享单车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动共享单车，包括有车架，以及转动安装在车架后部的后轮，所述后轮的中间安装有轮毂电机；车架内安装有控制器和蓄电池，车架上安装有用以切换轮毂电机工作状态的切换开关，轮毂电机、蓄电池和切换开关分别与控制器电连接；切换开关为单刀双掷开关，切换开关拨到一侧时，轮毂电机作为电动机使用，该状态下共享单车处于电动车工作模式；该状态时控制器执行计费方案一；切换开关拨到另一侧时，轮毂电机作为发电机使用，该状态下共享单车处于脚踏车工作模式；该状态时控制器执行计费方案二；计费方案一的价格高于计费方案二的价格。该共享单车具有两种工作模式可供用户根据需要自主选择，改善了用户体验。

Description

一种电动共享单车

技术领域

本发明属于公共交通工具领域，具体涉及共享单车领域。

背景技术

现有的共享单车仅有作为脚踏车单种工作模式，工作模式单一，典型的，在逆风骑行或者骑到上坡路段时较为费力。

现有的共享单车大都在车架上对应后轮的部分安装智能锁，智能锁上和车头上各贴有与共享单车一一对应的二维码，用户通过手机移动终端上的APP扫描二维码时服务器识别用户的身份信息和对应的共享单车信息，随即控制对应共享单车的智能锁执行开锁动作。现有的智能锁在共享单车使用完毕后需要手动上锁，部分用户在用完车时会忽略上锁而导致手机移动终端上的APP仍继续计费，甚至导致丢车的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种能够根据用户需要自主选择将其作为脚踏车或电动车的共享单车。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种电动共享单车，包括有车架，以及转动安装在车架后部的后轮，所述后轮的中间安装有轮毂电机；

所述车架内安装有用以控制轮毂电机工作的控制器，所述车架内安装有蓄电池，所述车架上安装有用以切换轮毂电机工作状态的切换开关，所述轮毂电机、蓄电池和切换开关分别与控制器电连接；

所述切换开关为单刀双掷开关，切换开关拨到一侧时，控制器输出交变电流驱动轮毂电机转动，轮毂电机作为电动机使用，该状态下共享单车处于电动车工作模式；该状态时控制器执行计费方案一；

切换开关拨到另一侧时，轮毂电机作为发电机使用，该状态下共享单车处于脚踏车工作模式；该状态时控制器执行计费方案二；

所述计费方案一、计费方案二均为按时计费，并且，

用户向运营方付费，计费方案一的价格高于计费方案二的价格；

或者，计费方案一设定为用户向运营方付费，计费方案二设定为运营方向用户付费；

或者，在第一设定时间范围内，用户向运营方付费，计费方案一的价格高于计费方案二的价格；在第二设定时间范围内，计费方案一设定为用户向运营方付费，计费方案二设定为运营方向用户付费。

作为优选方案：所述车架上位于后轮前部位置安装有智能锁；

所述智能锁内滑动安装有圆弧形的锁销，所述锁销上成型有从动齿；所述智能锁上安装有上锁电机，上锁电机的输出轴上连接有与从动齿相啮合的用以驱动锁销执行上锁动作的驱动齿轮；

所述锁销所处平面与后轮所处平面之间形成小于90度的夹角；

所述后轮包括有轮圈、轮毂以及连接在轮圈和轮毂之间的多个辐条，每个所述辐条上对应锁销的位置转动连接有滚轮，所述锁销与滚轮相碰触时后轮能够转动；

所述车架左侧的后部下端转动连接有脚架，所述车架上位于脚架前侧的位置安装有按压开关，所述脚架向下转动至极限位置时刚好按下所述按压开关；

所述智能锁、上锁电机及按压开关分别与控制器电连接；当按压开关被按下时，控制器控制上锁电机工作使锁销执行上锁动作。

作为优选方案：共享单车的车头管两端分别套设有手把，所述输入装置安装在一个所述的手把上，并且所述车头管上对应手把的位置安装有用以遮挡所述输入装置的把手罩，所述把手罩外壁安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板与控制器电连接；

所述输入装置为指纹密码输入器，所述指纹密码输入器包括有一个长方形的密码输入模块电路板，密码输入模块电路板上沿长度方向安装有4个按压开关，每个按压开关的按钮上分别固定连接有指纹采集模块；各个所述按压开关和指纹采集模块分别与所述控制器电连接。

作为优选方案：所述车架上中部位置上端连接有一个向车架后上方延伸的座椅杆，座椅杆的后端连接有一个座椅；所述座椅内固定安装有一个换向电机，换向电机的输出轴与座椅杆后端固定连接；所述座椅内还固定安装有一个以上的用以阻止座椅相对座椅杆相对转动的电磁插销锁，所述座椅杆的后端成型有与电磁插销锁的插销配合插接的定位插孔；所述电磁插销锁和换向电机分别与控制器电连接。

作为优选方案：所述座椅上端为软质的坐垫，当智能锁从解锁状态切换为上锁状态后，控制器控制电磁插销锁解锁，接着控制器控制换向电机转动180度使座椅转动至坐垫朝下的状态；当智能锁从上锁状态切换为解锁状态时，控制器控制换向电机反向转动180度使座椅转动至坐垫朝上的状态，接着控制器控制电磁插销锁上锁，使座椅与座椅杆处于相对固定。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：本发明有两种工作模式，本发明处于脚踏车模式时，后轮转动的同时驱动轮毂电机发电，产生的电能储存在蓄电池中；本发明处于电动车模式时，通过蓄电池中储存的电能驱动轮毂电机工作从而带动后轮转动。进一步的，本发明处于电动车模式时采取收费较高的计费方案，而本发明处于脚踏车模式时采取收费较低的计费方案，更进一步的，可在非使用高峰期对于采用脚踏车模式的用户反向补贴用户费用，鼓励用户使用脚踏车模式，确保共享单车的蓄电池中保持充足电量，便于在高峰期作为电动车使用。该共享单车具有两种工作模式可供用户根据需要自主选择，改善了用户体验。

另外，本发明在使用完毕后能够自动上锁，无需用户手动操作，不存在忘记上锁而导致过度扣费的问题，也避免了共享单车因为忘记上锁而被盗的问题。

当智能锁自动上锁时，锁销有可能与后轮的辐条产生碰撞，造成上锁失败，故通过将锁销斜置，并通过在辐条上设置滚轮与锁销配合，当辐条对锁销造成阻挡时，锁销端部抵在滚轮上，且斜置的锁销沿后轮切向的分力能够驱动后轮转动一个小角度，使得锁销能够从滚轮一侧滑过，最终顺利完成上锁动作。

所述用于确认用户身份的指纹序列信息在初次使用时在手机移动终端上进行输入，在使用共享单车时直接在共享单车手把上的指纹密码输入器上输入指纹信息即可，无需再次使用手机移动终端进行开锁，使用更为便捷，且指纹密码安全等级高，避免密码泄露风险，相比手机扫描开锁的方式，有效避免了共享单车上的二维码被恶意损坏或覆盖导致无法借车，甚至手机移动终端扫描到带有病毒链接的二维码而导致的财产损失。

附图说明

图1、图2是本发明的结构示意图。

图3是智能锁上锁状态的结构示意图。

图4是智能锁解锁状态的结构示意图。

图5是本发明手把的结构示意图。

图6是指纹密码输入器的安装结构示意图。

图7是把手罩的结构示意图。

图8是座椅部分的结构示意图。

1、车架；11、车头管；12、座椅杆；13、座椅；131、换向电机；132、电磁插销锁；14、切换开关；2、脚架；21、按压开关；3、智能锁；31、锁销；311、从动齿；32、上锁电机；4、后轮；41、滚轮；42、轮毂电机；5、把手罩；51、霍尔传感器；52、套接部；53、锁紧环；54、太阳能电池板；55、刹车把手穿孔；6、手把；60、指纹采集模块安装口；61、指纹采集模块；62、按压开关；63、密码输入模块电路板；6a、左手把；6b、右手把；7、刹车把手；71、磁铁。

具体实施方式

实施例1

结合图1至图8所示，本实施例是一种电动共享单车，包括有车架1，以及转动安装在车架后部的后轮4，所述后轮的中间安装有轮毂电机42。

所述车架内安装有用以控制轮毂电机工作的控制器，所述车架内安装有蓄电池，所述车架上安装有用以切换轮毂电机工作状态的切换开关14，所述轮毂电机、蓄电池和切换开关分别与控制器电连接。

所述切换开关为单刀双掷开关，切换开关拨到一侧时，控制器输出交变电流驱动轮毂电机转动，轮毂电机作为电动机使用，该状态下共享单车处于电动车工作模式；该状态时控制器执行计费方案一。

切换开关拨到另一侧时，轮毂电机作为发电机使用，该状态下共享单车处于脚踏车工作模式；该状态时控制器执行计费方案二。

所述轮毂电机包括具有永磁铁的外转子和具有线圈绕组的内定子，所述外转子与后轮固定连接，所述内定子与车架固定连接。

所述控制器包括有主控制模块，以及与主控制模块电连接的电机驱动模块和整流滤波模块，电机驱动模块和整流滤波模块分别通过继电器与轮毂电机电连接，各个继电器的控制端分别与主控制模块电连接。主控制模块通过继电器控制轮毂电机的接入线路从而切换共享单车的使用状态。

所述计费方案一、计费方案二均为按时计费，并且，

用户向运营方付费，计费方案一的价格高于计费方案二的价格。比如计费方案一的价格是10元/小时，计费方案二的价格是2元/小时。

所述车架上位于后轮前部位置安装有智能锁3。

所述智能锁内滑动安装有圆弧形的锁销31，所述锁销上成型有从动齿311；所述智能锁上安装有上锁电机32，上锁电机的输出轴上连接有与从动齿相啮合的用以驱动锁销执行上锁动作的驱动齿轮。

所述智能锁原理与现有共享单车的原理一致，当接收到正确的用户身份确认信息后，自动开锁。所述上锁电机和锁销上的从动齿是在现有智能锁基础上增加的部件，智能锁的原有部件无需改变。

所述后轮包括有轮圈、轮毂以及连接在轮圈和轮毂之间的多个辐条，每个所述辐条上对应锁销的位置转动连接有滚轮41，所述锁销与滚轮相碰触时后轮能够转动；所述锁销所处平面与后轮所处平面之间形成70-85度的夹角。

当智能锁自动上锁时，锁销有可能与后轮的辐条产生碰撞，造成上锁失败，故通过将锁销斜置，并通过在辐条上设置滚轮与锁销配合，当辐条对锁销造成阻挡时，锁销端部抵在滚轮上，且斜置的锁销沿后轮切向的分力能够驱动后轮转动一个小角度，使得锁销能够从滚轮一侧滑过，最终顺利完成上锁动作。

所述车架左侧的后部下端转动连接有脚架2，所述车架上位于脚架前侧的位置安装有按压开关21，所述脚架向下转动至极限位置时（即脚架用于支撑停车状态的共享单车时）刚好按下所述按压开关。

所述智能锁、上锁电机及按压开关分别与控制器电连接；当按压开关被按下时，控制器控制上锁电机工作使锁销执行上锁动作。这样共享单车在使用完毕后能够自动上锁，无需用户手动操作，不存在忘记上锁而导致过度扣费的问题，也避免了共享单车因为忘记上锁而被盗的问题。

共享单车的车头管11两端分别套设有手把6，具体包括位于车头管左侧的左手把6a和位于车头管右侧的右手把6b，所述右手把为调速手把，结构原理与普通电动车的调速手把一致，且调速手把与控制器电连接；输入装置安装在所述左手把上，并且所述车头管上对应手把的位置安装有用以遮挡所述输入装置的把手罩5，所述把手罩外壁安装有太阳能电池板54，所述太阳能电池板与控制器电连接。

所述输入装置为指纹密码输入器，所述指纹密码输入器包括有一个长方形的密码输入模块电路板63，密码输入模块电路板上沿长度方向安装有4个按压开关62，每个按压开关的按钮上分别固定连接有指纹采集模块61；各个所述按压开关和指纹采集模块分别与所述控制器电连接。

所述左手把上沿长度方向成型有容纳各个指纹采集模块的指纹采集模块安装口60，指纹密码输入器从手把内装入后，使指纹采集模块从指纹采集模块安装口自内而外伸出，指纹采集模块相比手把外壁相对凸出或下凹，使得用户仅依靠触摸即可确认各个指纹采集模块的位置。所述车头管端部位置成型有容纳所述指纹密码输入器的缺口。

所述指纹采集模块朝向车架的前下方，这样输入指纹密码时手指处于把手罩内，除了用户自己外别人难以判断密码输入顺序，密码安全等级高。

输入指纹密码时，食指、中指、无名指、小指顺次按在四个指纹采集模块上，各个手指按照密码次序用力按压各个指纹采集模块使对应位置的按压开关被按下，在对应位置的按压开关被按下时，控制器提取对应位置的指纹采集模块获取到的指纹信息，形成四个按照次序排列的指纹序列，控制器将指纹序列与用户自主设定的指纹序列信息比对，若指纹序列信息一致，则判断密码输入正确，控制器控制智能锁执行开锁步骤；若指纹序列信息不一致，则控制器判断密码输入错误，通过蜂鸣器或语音提示用户重新输入密码。

为了更直接理解指纹密码输入器的工作原理，下面举例进一步说明：比如食指、中指、无名指和小指分别对应1、2、3和4，若设定密码为2143，则依次按下中指、食指、小指和无名指。

当然，密码也可以设为常用的6位数字，比如设定密码为232421，则依次按下中指、无名指、中指、小指、中指、食指。

更进一步，可以设定两个位置的按压开关均被按下时，则表示对应数字为相应位置对应数字之和，比如同时按下食指和小指时对应数字5，同时按下中指和小指时对应数字6，同时按下无名指和小指时对应数字7。比如设定密码为753154，则同时按无名指和小指，接着按食指和小指，接着按无名指，接着按食指，接着按食指和小指，最后按小指。

所述用户自主设定的指纹序列信息通过手机移动终端上的指纹模块按顺序输入，安装在手机移动终端内的共享单车APP软件将用户自主设定的指纹序列信息加密后传输至服务器中，共享单车的控制器和手机移动终端分别通过无线网络与服务器通信；用户在指纹密码输入器输入指纹序列信息后，控制器将指纹序列信息发送到服务器，服务器将指纹序列与用户自主设定的指纹序列信息比对后，将判断结果发送给控制器。

所述把手罩开口朝向车架后方，把手罩朝外一侧成型有与车头管端部套接的套接部52，把手罩朝向车头管中间一侧成型有与车头管套接的具有开口的圆形的锁紧环53，锁紧环的两端部之间通过螺栓组件锁紧。

所述车头管上位于手把的内侧安装有刹车把手7，且所述刹车把手位于把手罩范围内，所述把手罩朝向车头管中间一侧成型有供刹车把手穿过的刹车把手穿孔55；所述刹车把手的刹把外端部安装有磁铁71，所述把手罩朝外一侧的内壁安装有与磁铁配合工作的霍尔传感器51，所述霍尔传感器与控制器电连接。

所述霍尔传感器的安装位置满足以下条件：所述刹车把手的刹把与手把相抵时，磁铁刚好与霍尔传感器相对。当刹车把手的刹把与手把相抵时，说明刹车绳有可能没有固定牢，或者刹车片已经有较大磨损，刹车把手刹到底仍不能良好制动，故需要工作人员进行维修调校。

磁铁刚好与霍尔传感器相对时霍尔传感器检测到维护信号，控制器将维护信号传输到服务器，服务器将维护信号及对应共享单车的位置信息发送到负责检修的工作人员的移动终端。

所述车架上中部位置上端连接有一个向车架后上方延伸的座椅杆12，座椅杆的后端连接有一个座椅13；所述座椅内固定安装有一个换向电机131，换向电机为步进电机或伺服电机，换向电机的输出轴与座椅杆后端固定连接；所述座椅内还固定安装有一个以上的用以阻止座椅相对座椅杆相对转动的电磁插销锁132，所述座椅杆的后端成型有与电磁插销锁的插销配合插接的定位插孔；所述电磁插销锁和换向电机分别与控制器电连接。

所述座椅上端为软质的坐垫，当智能锁从解锁状态切换为上锁状态后，控制器控制电磁插销锁解锁，接着控制器控制换向电机转动180度使座椅转动至坐垫朝下的状态；当智能锁从上锁状态切换为解锁状态时，控制器控制换向电机反向转动180度使座椅转动至坐垫朝上的状态，接着控制器控制电磁插销锁上锁，使座椅与座椅杆处于相对固定。

由于座椅部分通常由深色的皮革制成，而共享单车一般停放在路边，晒到太阳后温度较高，尤其在夏天时用户骑行前需要先对座椅降温，使用不方便，故通过换向电机将上锁状态的共享单车的座椅翻转使坐垫朝下避免阳光的直射，有效降低座椅坐垫的温度。另外，朝下的坐垫也能避免在雨天被雨水淋湿。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

计费方案一设定为用户向运营方付费，计费方案二设定为运营方向用户付费。比如计费方案一的价格是10元/小时，计费方案二的价格是2元/小时（运营方支付给用户）。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：

在共享单车使用高峰时间内（上下班时间），用户向运营方付费，计费方案一的价格高于计费方案二的价格；在其它时间段内，计费方案一设定为用户向运营方付费，计费方案二设定为运营方向用户付费。具体计费价格可参照实施例1或2。

此外，所述控制器包括有蓝牙模块；所述控制器通过蓝牙模块与用户的手机移动终端通信连接，当控制器检测到共享单车的位置与用户的手机移动终端的位置之间距离超过设定值或者控制器的蓝牙模块与用户的手机移动终端之间蓝牙信号连接中断，且控制器检测到按压开关被按下时，控制器控制上锁电机工作使锁销执行上锁动作。

控制器通过蓝牙模块与用户的手机之间进行测距的原理可参考中国专利：一种蓝牙测距的方法及系统（专利号201410718126.2）。由于常见的低功耗蓝牙模块的有效传输距离为10米左右，故也可直接通过蓝牙信号的中断来判断用户已离开共享单车。由脚架所驱动的按压开关起到进一步确认的功能，避免在用户骑行过程中智能锁执行上锁动作造成意外危险。

Claims (4)

1.一种电动共享单车，包括有车架，以及转动安装在车架后部的后轮，所述后轮的中间安装有轮毂电机；

其特征在于：

所述车架内安装有用以控制轮毂电机工作的控制器，所述车架内安装有蓄电池，所述车架上安装有用以切换轮毂电机工作状态的切换开关，所述轮毂电机、蓄电池和切换开关分别与控制器电连接；

所述切换开关为单刀双掷开关，切换开关拨到一侧时，控制器输出交变电流驱动轮毂电机转动，轮毂电机作为电动机使用，该状态下共享单车处于电动车工作模式；该状态时控制器执行计费方案一；

切换开关拨到另一侧时，轮毂电机作为发电机使用，该状态下共享单车处于脚踏车工作模式；该状态时控制器执行计费方案二；

所述计费方案一、计费方案二均为按时计费，并且，

用户向运营方付费，计费方案一的价格高于计费方案二的价格；

或者，计费方案一设定为用户向运营方付费，计费方案二设定为运营方向用户付费；

或者，在第一设定时间范围内，用户向运营方付费，计费方案一的价格高于计费方案二的价格；在第二设定时间范围内，计费方案一设定为用户向运营方付费，计费方案二设定为运营方向用户付费。

2.如权利要求1所述的一种电动共享单车，其特征在于：所述车架上位于后轮前部位置安装有智能锁；

所述智能锁内滑动安装有圆弧形的锁销，所述锁销上成型有从动齿；所述智能锁上安装有上锁电机，上锁电机的输出轴上连接有与从动齿相啮合的用以驱动锁销执行上锁动作的驱动齿轮；

所述锁销所处平面与后轮所处平面之间形成小于90度的夹角；

所述后轮包括有轮圈、轮毂以及连接在轮圈和轮毂之间的多个辐条，每个所述辐条上对应锁销的位置转动连接有滚轮，所述锁销与滚轮相碰触时后轮能够转动；

所述车架左侧的后部下端转动连接有脚架，所述车架上位于脚架前侧的位置安装有按压开关，所述脚架向下转动至极限位置时刚好按下所述按压开关；

所述智能锁、上锁电机及按压开关分别与控制器电连接；当按压开关被按下时，控制器控制上锁电机工作使锁销执行上锁动作。

3.如权利要求1所述的一种电动共享单车，其特征在于：共享单车的车头管两端分别套设有手把，所述输入装置安装在一个所述的手把上，并且所述车头管上对应手把的位置安装有用以遮挡所述输入装置的把手罩，所述把手罩外壁安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板与控制器电连接；

所述输入装置为指纹密码输入器，所述指纹密码输入器包括有一个长方形的密码输入模块电路板，密码输入模块电路板上沿长度方向安装有4个按压开关，每个按压开关的按钮上分别固定连接有指纹采集模块；各个所述按压开关和指纹采集模块分别与所述控制器电连接。

4.如权利要求1所述的一种电动共享单车，其特征在于：所述车架上中部位置上端连接有一个向车架后上方延伸的座椅杆，座椅杆的后端连接有一个座椅；所述座椅内固定安装有一个换向电机，换向电机的输出轴与座椅杆后端固定连接；所述座椅内还固定安装有一个以上的用以阻止座椅相对座椅杆相对转动的电磁插销锁，所述座椅杆的后端成型有与电磁插销锁的插销配合插接的定位插孔；所述电磁插销锁和换向电机分别与控制器电连接；

所述座椅上端为软质的坐垫，当智能锁从解锁状态切换为上锁状态后，控制器控制电磁插销锁解锁，接着控制器控制换向电机转动180度使座椅转动至坐垫朝下的状态；当智能锁从上锁状态切换为解锁状态时，控制器控制换向电机反向转动180度使座椅转动至坐垫朝上的状态，接着控制器控制电磁插销锁上锁，使座椅与座椅杆处于相对固定。