一种电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统

技术领域

本发明涉及继电控制技术领域，具体为一种电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统。

背景技术

近年来，随着社会的发展，电动车的使用越来越普及，但由于电动车使用不当造成的安全事故层出不穷。在各类安全事故中，有一类事故在电动车驾驶员上经常发生，且被人们忽视。当电动车倒下后在扶正的过程中，往往由于误操作导致电动车突然启动并前进而引起安全事故。

在上述问题的基础上，骑行电动车佩戴安全头盔也被相关法律法规强制要求，所以也需要一种可以使电动车驾驶员在骑行电动车时必须要佩戴安全头盔的电路系统。

现有申请号CN201811239924.1的发明公开了一种基于电动车侧向倾倒的智能自动断电装置。

该发明虽然解决了一些问题，但是在使用时依然存在以下等问题需要解决：

1、该发明使用单片机等控制元件设计的自动断电装置，装置成本较高，同时系统较为复杂会造成运行时的稳定性较差；

2、该发明单独设置复位模块，进一步增加装置成本以及系统的复杂程度。

于是，本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统，以期达到更具有实用价值性的目的。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统，解决了当电动车倒下后在扶正的过程中，往往由于误操作导致电动车突然启动并前进而引起安全事故以及电动车驾驶员没有佩戴安全头盔习惯的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电动车倾倒自动断路系统，包括电源、电门锁和电机，所述电源输出端与电门锁输入端电性连接，所述电门锁输出端与电机输入端电性连接，所述电门锁输出端与电机输入端之间设置有继电器A，所述继电器A的线圈与电门锁的输出端电性连接，所述继电器A的线圈上串联有重力开关组，所述继电器A的K1常开触点与靠近重力开关组的继电器A的线圈接头电性连接，所述继电器A的K1和K2的输入端均与电门锁输出端电性连接，所述继电器A的K1和K2的输出端均与电机的输入端电性连接。

优选的，所述重力开关组包括一对对称布置的重力开关，所述重力开关包括外壳、长极、短极和水银珠，所述外壳顶部分别插有一对相互平行的长极和短极，所述长极下端延伸至外壳的底部上方，所述短极的长度小于长极的长度，所述外壳内设置有水银珠，一对所述重力开关的长极与长极电性连接、短极和短极电性连接，所述长极和短极之间为开路。

优选的，所述重力开关组的长极与电门锁输出端电性连接，所述重力开关组的短极与继电器A的线圈电性连接。

优选的，所述重力开关与地面垂线的夹角均为30°，所述重力开关组所在的安装面垂直于地面。

优选的，包括电动车，所述重力开关组所在的安装面垂直于电动车的前进方向。

优选的，所述继电器A为常闭继电器。

一种安全头盔强制佩戴系统，包括安全帽，包括权利要求5所述的一种电动车倾倒自动断路系统，所述继电器A的输出端和电机的输入端之间设置有继电器B，所述继电器B的K1和K2的输入端分别与继电器A的K1和K2的输出端电性连接，所述继电器B的K1和K2的输出端均与电机的输入端电性连接，所述继电器B的线圈上设置有远程控制接收器，所述安全帽内侧的顶部设置有远程控制发射器，所述远程控制发射器底部设置有触发器。

优选的，所述远程控制发射器与触发器电性连接，所述远程控制发射器所发射的信号可以被远程控制接收器接收。

优选的，所述继电器B为常开继电器。

(三)有益效果

本发明提供了一种电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统。具备以下有益效果：

(1)、该电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统，通过直接在电动车原有的电路系统上增设继电器以及重力开关的方式避免了电动车在发生倾倒后的误操作，不但降低了制造、安装成本也有具有更好地稳定性。

(2)、该电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统，通过直接在电动车原有的电路系统上增设继电器以及远程控制模块，使电动车驾驶员必须正确佩戴安全头盔后电动车的电源才能被接通。

(3)、该电动车倾倒自动断路以及安全头盔强制佩戴系统在倾倒后断路系统工作后，仅需将电动车本体的电门锁旋转至开位后即可完成复位，不需要操作另外的复位按钮，进一步降低了系统的制造和安装成本，也适应了电动车驾驶员的操作习惯。

附图说明

图1为实施例1电路原理示意图；

图2局部放大图A；

图3重力开关组安装结构示意图；

图4为实施例2电路原理示意图；

图5为安全帽结构示意图

图6为接触器和远程控制发射器电路原理示意图。

图中：1、重力开关组；11、重力开关；12、外壳；13、长极；14、短极；15、水银珠；2、安全帽；3、触发器；4、远程控制发射器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

比较例1：采用申请号CN201811239924.1的发明公开了一种基于电动车侧向倾倒的智能自动断电装置

一种基于电动车侧向倾倒的智能自动断电装置，包括：角度检测模块、角度比较模块、数字显示模块、断电警示模块、复位模块；角度检测模块用来检测电动车车身与地面形成的夹角；角度比较模块用来接收角度信号并将角度信号转换为二进制代码；数字显示模块用来显示电动车与地面形成的角度数据，并显示电动车是否倾倒；断电警示模块用来切断电动车调速器和电动车电源之间的通路；复位模块用来使电动车重新恢复通电。

角度检测模块包括：传感器，控制线和数据线，传感器采用MPU92509DOF九轴陀螺仪角度传感器，传感器的芯片通信方式为I2C通信，控制线和数据线引脚分别与角度比较模块的对应引脚相连接，并经电感与电动车电源正极相连接，传感器的芯片的VCC和GND引脚分别接在角度比较模块的对应引脚。

角度比较模块为单片机，单片机的型号为STM32F10X系列，单片机的芯片的PC12和PC11引脚分别与角度检测模块的传感器的控制线和数据线引脚连接以接收待测角度信号，单片机的芯片设有A/D模数转换器，将接收到的角度信号转换为二进制代码，单片机的芯片的PC13和GND引脚与复位模块以及断电警示模块连接，电动车电源为单片机提供3.3V电源。

断电警示模块包括：蜂鸣器和继电器，蜂鸣器和角度比较模块的单片机的芯片的PB8引脚连接，继电器和角度比较模块的单片机的芯片的VCC、GND和PC13引脚连接以接收角度比较模块的单片机的芯片发出的指令；继电器选择为常闭状态。

数字显示模块由集成在角度比较模块的单片机的开发板上的显示屏组成，该显示屏在引脚连接的情况下，显示X、Y、Z轴的角度数据，并通过颜色变化进行电动车倾倒与否的显示。

复位模块为DS-428复位开关，DS-428复位开关的两个引脚分别接在断电警示模块的继电器的常闭引脚和公共引脚，并与电动车车把调速器的正负极相连接。

实施例1：本发明所提供的技术方案

一种电动车倾倒自动断路系统，包括电源、电门锁和电机，电源输出端与电门锁输入端电性连接，电门锁输出端与电机输入端电性连接，电门锁输出端与电机输入端之间设置有继电器A，继电器A为常闭继电器，继电器A的线圈与电门锁的输出端电性连接，继电器A的线圈上串联有重力开关组1，继电器A的K1常开触点与靠近重力开关组1的继电器A的线圈接头电性连接，继电器A的K1和K2的输入端均与电门锁输出端电性连接，继电器A的K1和K2的输出端均与电机的输入端电性连接，重力开关组1包括一对对称布置的重力开关11，重力开关11包括外壳12、长极13、短极14和水银珠15，外壳12顶部分别插有一对相互平行的长极13和短极14，长极13下端延伸至外壳12的底部上方，短极14的长度小于长极13的长度，外壳12内设置有水银珠15，一对重力开关11的长极13与长极13电性连接、短极14和短极14电性连接，长极13和短极14之间为开路，重力开关组1的长极13与电门锁输出端电性连接，重力开关组1的短极14与继电器A的线圈电性连接，重力开关11与地面垂线的夹角均为30°，重力开关组1所在的安装面垂直于地面，重力开关组1所在的安装面垂直于电动车的前进方向。

继电器A的常开触点在继电器A的线圈由于重力开关组的动作而被接通后可以将电门锁带电的输出端与继电器A的线圈直接相连，此时继电器A的线圈一直处于带电状态，在将倾倒的电动车扶正的过程中，重力开关组1会随着电动车扶正而自动复位，但此时继电器A不会复位，因为电门锁带电的输出端依然在为继电器A的线圈供电，电动车驾驶员必须将电门锁的旋钮旋转至开位使继电器A的线圈失电，此时继电器A才能复位。

重力开关组1由一对对称布置的重力开关11组成，并且重力开关组1的长极13与电门锁输出端电性连接，重力开关组1的短极14与继电器A的线圈电性连接，重力开关11与地面垂线的夹角均为30°，当某个重力开关11的倾斜角度达到60°后(此时重力开关11呈水平状并开始向另外一端倾斜)，重力开关11内设置的水银珠15会向倾斜侧移动，当水银珠15同时触碰短极14和长极13时，电门锁输出端与继电器A的线圈相连通，继电器A动作(由常闭触点切换至常开触点)，重力开关组1所在的安装面垂直于地面，重力开关组1所在的安装面垂直于电动车的前进方向的原因是，电动车的倾倒绝大多数都是在电动车前进方向的左右两侧发生倾倒，如果电动车发生其他方向的倾倒最终也会演变为电动车前进方向的左右两侧的倾倒。

实施例2：为了使电动车驾驶员在骑行时正确佩戴安全头盔

在实施例1的基础上，增设一种安全头盔强制佩戴系统，继电器A的输出端和电机的输入端之间设置有继电器B，继电器B为常开继电器，继电器B的K1和K2的输入端分别与继电器A的K1和K2的输出端电性连接，继电器B的K1和K2的输出端均与电机的输入端电性连接，继电器B的线圈上设置有远程控制接收器，安全帽2内侧的顶部设置有远程控制发射器4，远程控制发射器4底部设置有触发器3，远程控制发射器4与触发器3电性连接，远程控制发射器4所发射的信号可以被远程控制接收器接收。

在本实施例中，电动车驾驶员必须正确佩戴安全头盔才能使安全头盔内的触发器3动作，触发器3的动作后会使远程控制发射器4向远程控制接收器发出信号，远程控制接收器收到信号后会使继电器B的线圈带电，继电器B的常开触点闭合。在电动车驾驶员将安全头盔卸下后，触发器3则不会动作，也不会使远程控制发射器4向远程控制接收器发出信号，远程控制接收器没有收到远程控制发射器4发来的信号将停止给继电器B的线圈供电，继电器B复位至常开状态，此时电动车的电机不能与电源接通。

实施例3：在实施例1的基础上增设蜂鸣器、警示灯

将蜂鸣器和警示灯并联在继电器A的线圈回路上，并将警示灯安装在电动车的仪表盘上，继电器A线圈的持续带电会使蜂鸣器和警示灯持续警报和闪烁。

性能对比表：

注：制造成本均采用同级别产品中满足工作性能的最低价位；

安装时间是对同一辆电动车的加装时间；

倾倒次数是对同一辆已经安装好的电动车前进方向的左右两侧、前后两侧进行相同倾倒次数测试的总和。

由上表可知：本发明所提供的系统相比于现有技术不但在制造成本和安装时间上大幅降低，也具有更好地稳定性，在不改变电动车驾驶员的操作方式的前提下更适合大面积推广和使用。在实施例3中增设蜂鸣器、警示灯使功能更接近于比较例1，可以看出在增加一些功能后本发明依然具有很强的竞争力。

综上所述，该电动车倾倒自动断路系统，通过直接在电动车原有的电路系统上增设继电器以及重力开关的方式避免了电动车在发生倾倒后的误操作，断路系统工作后，仅需将电动车本体的电门锁旋转至开位后即可完成复位，适应了电动车驾驶员的操作习惯，也降低了制造、安装成本同时有具有更好地稳定性；安全头盔强制佩戴系统该通过直接在电动车原有的电路系统上增设继电器以及远程控制模块，使电动车驾驶员必须正确佩戴安全头盔后电动车的电源才能被接通，有利于纠正电动车驾驶员骑行时不带安全头盔的习惯。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。