本實(shí)用新型涉及一種安全控制裝置，具體是一種在電動(dòng)車側(cè)向傾斜或傾倒時(shí)、人離開坐墊時(shí)或腳撐未收起時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)的安全控制裝置，屬于電動(dòng)車自行車創(chuàng)新安全配件應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，此處的電動(dòng)車特指電動(dòng)自行車或電動(dòng)摩托車。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，城市交通的擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，靈活輕便和節(jié)能環(huán)保的電動(dòng)車越來越得到人們的青睞，目前電動(dòng)車已成為很多人上下班以及其他活動(dòng)的重要代步工具，人們對(duì)電動(dòng)車的安全性能的要求也越來越高。然而由于現(xiàn)有電動(dòng)車仍然存在下述幾個(gè)較為明顯的安全隱患，使人們?cè)谑褂秒妱?dòng)車的過程中，一不小心就會(huì)引發(fā)事故：

（1）、當(dāng)發(fā)生事故造成電動(dòng)車傾斜或傾倒時(shí)，騎車人控制電動(dòng)車調(diào)速轉(zhuǎn)把的手往往不能及時(shí)松開，甚至還會(huì)下意識(shí)的握緊手把，使電動(dòng)車在傾倒時(shí)仍然保持驅(qū)動(dòng)甚至加速的狀態(tài)，這樣會(huì)導(dǎo)致騎車人對(duì)電動(dòng)車的失控，很容易對(duì)騎車人造成二次傷害。

（2）、在日常駕駛電動(dòng)車時(shí)，人們有時(shí)會(huì)在沒有關(guān)閉電門的情況下就下車，或是要騎車時(shí)在還沒有坐穩(wěn)的情況下就打開電門，此時(shí)人去扶轉(zhuǎn)把，很容易誤扭到轉(zhuǎn)把，或者大人獨(dú)自將兒童留在車上，兒童因好奇而模仿大人的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把的動(dòng)作，使得電動(dòng)車在沒有人坐上或者坐穩(wěn)的情況下就開動(dòng)，導(dǎo)致車輛失控，造成事故。

（3）、在日常駕駛電動(dòng)車時(shí)，人們停車時(shí)將電動(dòng)車的腳撐放下后，有時(shí)會(huì)忘了將腳撐收起就重新啟動(dòng)，這種情況下，行駛中的電動(dòng)車很容易使腳撐碰到地面，導(dǎo)致車輛失衡，造成事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種電動(dòng)車安全控制裝置，通過在電動(dòng)車上安裝此裝置，當(dāng)在電動(dòng)車側(cè)向傾斜或傾倒時(shí)、人離開坐墊時(shí)或腳撐未收起時(shí)，該裝置能使電動(dòng)車轉(zhuǎn)把功能失效，電動(dòng)車自動(dòng)斷電，如電動(dòng)車尚在運(yùn)行狀態(tài)中，還能自動(dòng)對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行輔助剎車制動(dòng)，使電動(dòng)車能迅速減速。

現(xiàn)有電動(dòng)車控制器都具有剎車自動(dòng)斷電功能，剎車信號(hào)線接通后，控制器獲得剎車信號(hào)，會(huì)自動(dòng)斷電使轉(zhuǎn)把功能失效。另外，為了增強(qiáng)電動(dòng)車的制動(dòng)性能，目前市面上的控制器大多加入了剎車電磁輔助制動(dòng)功能，即電動(dòng)車剎車斷電后，當(dāng)電動(dòng)車滑行時(shí)，控制器控制輸出級(jí)橋臂短接電機(jī)繞組，由此產(chǎn)生電磁阻轉(zhuǎn)力矩，能達(dá)到快速制動(dòng)電機(jī)的目的，因此對(duì)于控制器具有剎車電磁輔助制動(dòng)功能的電動(dòng)車，只要接通剎車信號(hào)線，既可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電功能，又能自動(dòng)進(jìn)行輔助剎車制動(dòng)。

本實(shí)用新型所采取的具體技術(shù)方案如下：

一種電動(dòng)車安全控制裝置，其電路包括直流穩(wěn)壓電路、傾斜檢測電路、坐墊檢測電路、腳撐檢測電路、檢測信號(hào)比較電路、單片機(jī)電路和繼電器電路，其中直流穩(wěn)壓電路為其他各電路提供直流穩(wěn)壓電源，傾斜檢測電路、坐墊檢測電路和腳撐檢測電路的輸出端接入檢測信號(hào)比較電路進(jìn)行比較，比較結(jié)果輸入單片機(jī)電路，單片機(jī)電路連接繼電器電路對(duì)其開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，由繼電器電路的輸出端接入電動(dòng)車的剎車信號(hào)線路中，進(jìn)而對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行控制。

所述傾斜檢測電路采用三軸加速度模塊構(gòu)建，三軸加速度模塊將電動(dòng)車車身傾斜角度的電壓信號(hào)向外輸出至檢測信號(hào)比較電路。所述三軸加速度模塊可采用ADXL335模塊。

所述坐墊檢測電路包括壓力感應(yīng)傳感器和延時(shí)濾波電路，其中壓力感應(yīng)傳感器將電動(dòng)車坐墊壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)延時(shí)濾波電路延時(shí)濾波后向外輸出至檢測信號(hào)比較電路。所述壓力感應(yīng)傳感器可采用SBR傳感器或BF350箔式電阻應(yīng)變片。

所述腳撐檢測電路包括霍爾傳感器和磁鐵，由磁鐵靠近或者遠(yuǎn)離霍爾傳感器對(duì)電動(dòng)車腳撐進(jìn)行感應(yīng)，其輸出信號(hào)向外輸出至檢測信號(hào)比較電路。所述霍爾傳感器采用A3144模塊。

所述檢測信號(hào)比較電路采用電壓比較器進(jìn)行構(gòu)建，電壓比較器電路分別對(duì)傾斜檢測電路、坐墊檢測電路和腳撐檢測電路傳輸過來的信號(hào)和設(shè)定的比較電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果分別輸出至單片機(jī)電路。所述電壓比較器采用LM339電壓比較器。

所述單片機(jī)電路采用STC15系列單片機(jī)。所述繼電器電路采用HK4100繼電器，由單片機(jī)根據(jù)檢測信號(hào)比較電路的比較結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算后，通過其輸出端控制繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)作為本安全控制裝置的輸出端。

本電動(dòng)車安全控制裝置使用時(shí)加裝在電動(dòng)車的原有電路上，電動(dòng)車打開電門鎖通電后，本安全控制裝置的各檢測電路自動(dòng)進(jìn)入實(shí)時(shí)檢測狀態(tài)，當(dāng)傾斜檢測電路檢測到車身側(cè)向傾斜大于等于25°達(dá)到危險(xiǎn)傾斜程度時(shí)，或當(dāng)坐墊檢測電路檢測到騎車人離開坐墊時(shí)，或當(dāng)腳撐檢測電路檢測到腳撐尚未收起時(shí)，單片機(jī)電路控制繼電器自動(dòng)吸合，從而使剎車信號(hào)線路接通，控制器自動(dòng)將轉(zhuǎn)把調(diào)速信號(hào)線路斷開，轉(zhuǎn)把功能自動(dòng)失效，電動(dòng)車停止驅(qū)動(dòng)，如電動(dòng)車尚在運(yùn)行狀態(tài)中，還能自動(dòng)進(jìn)行輔助剎車制動(dòng)。另外由于各檢測電路都設(shè)有延時(shí)輸出電路以及智能優(yōu)化的單片機(jī)程序，能有效減少因顛簸和震動(dòng)產(chǎn)生的誤判，因此本安全裝置穩(wěn)定性高，抗沖擊能力強(qiáng)。而且通過單片機(jī)程序優(yōu)化處理傾斜檢測信號(hào)，其一旦觸發(fā)后，會(huì)使繼電器保持吸合的鎖止?fàn)顟B(tài)，只有在電動(dòng)車車身扶正且騎車人坐上坐墊并收起腳撐后，把電門鎖關(guān)閉再打開，才能取消鎖止?fàn)顟B(tài)，恢復(fù)正常，從而保證了使電動(dòng)車在歸位過程中即使扭到轉(zhuǎn)把也不會(huì)有危險(xiǎn)，增加了電動(dòng)車的使用安全性。

附圖說明

圖1為本安全控制裝置的電路模塊連接圖。

圖2為直流穩(wěn)壓電路的電路圖。

圖3為傾斜檢測電路的電路圖。

圖4為坐墊檢測電路的電路圖。

圖5為腳撐檢測電路的電路圖。

圖6為檢測信號(hào)比較電路的電路圖。

圖7為單片機(jī)電路的電路圖。

圖8為繼電器電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本電動(dòng)車安全控制裝置的電路包括直流穩(wěn)壓電路、傾斜檢測電路、坐墊檢測電路、腳撐檢測電路、檢測信號(hào)比較電路、單片機(jī)電路和繼電器電路，其中直流穩(wěn)壓電路為其他各電路提供直流穩(wěn)壓電源，傾斜檢測電路、坐墊檢測電路和腳撐檢測電路的輸出端接入檢測信號(hào)比較電路進(jìn)行比較，比較結(jié)果輸入單片機(jī)電路，單片機(jī)電路連接繼電器電路對(duì)其開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，由繼電器電路的輸出端接入電動(dòng)車的剎車信號(hào)線路中，進(jìn)而對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行控制。

所述直流穩(wěn)壓電路分別為傾斜檢測電路、坐墊檢測電路、腳撐檢測電路、檢測信號(hào)比較電路、單片機(jī)電路和繼電器電路提供+5V、+3.3V電源，其中+5V電源可以直接采用電動(dòng)車轉(zhuǎn)把的+5V電源，也可以如圖2所示從電動(dòng)車原電路中取12V～70V直流電源經(jīng)XL7005直流降壓芯片U1變換而來；+3.3V電源采用+5V電源經(jīng)ME6206三端穩(wěn)壓芯片U2變換而來。

所述傾斜檢測電路采用ADXL335三軸加速度模塊U3構(gòu)建，如圖3所示，模塊U3的14、15腳接+3.3V電源，3、5、6、7腳接地，模塊U3的10腳為Y軸電壓輸出端QY，其經(jīng)電容C5接地，并輸出至檢測信號(hào)比較電路。使用時(shí)三軸加速度模塊的正面朝上，使Z軸垂直朝上，X軸為電動(dòng)車行進(jìn)方向，Y軸垂直電動(dòng)車車身，以三軸加速度模塊的Y軸的傾斜角度對(duì)應(yīng)車身的傾斜角度，當(dāng)Y軸傾斜角度為-90°～+90°時(shí)，三軸加速度模塊的Y軸電壓輸出端QY的電壓變化范圍是0.99V～2.09V，在0°水平放置時(shí)，QY的電壓為1.65V，向左傾斜則電壓減小，向右傾斜則電壓增加。

所述坐墊檢測電路包括壓力感應(yīng)傳感器和延時(shí)濾波電路，如圖4所示，所述壓力感應(yīng)傳感器采用SBR傳感器U4，傳感器U4的1腳接+5V電源，2腳接電容C26的正極和電阻R43的一端，電容C26的負(fù)極接地，電阻R43的另一端為輸出端ZD，輸出至檢測信號(hào)比較電路，電容C26和電阻R43組成延時(shí)濾波電路。使用時(shí)將壓力感應(yīng)傳感器U4粘貼在坐墊皮套下的海綿墊上，以檢測坐墊的壓力。

所述腳撐檢測電路包括霍爾傳感器和磁鐵，由磁鐵靠近或者遠(yuǎn)離霍爾傳感器對(duì)電動(dòng)車腳撐進(jìn)行感應(yīng)；如圖5所示，所述霍爾傳感器采用A3144霍爾傳感器U5，霍爾傳感器U5的1腳連接+5V電源，2腳接地，3腳為輸出端jc，輸出至檢測信號(hào)比較電路。

所述檢測信號(hào)比較電路采用LM339電壓比較器U6進(jìn)行構(gòu)建，如圖6所示，傾斜檢測電路的Y軸電壓輸出端QY接入電壓比較器U6的5腳和6腳，+3.3V電源依次串接電阻R15和R28后接地，電阻R15和R28之間的連接線上設(shè)有支路接入電壓比較器U6的4腳以提供傾斜低位門限電壓；+3.3V電源依次串接電阻R16和R29后接地，電阻R16和R29之間的連接線上設(shè)有支路接入電壓比較器U6的7腳以提供傾斜高位門限電壓；坐墊檢測電路的輸出端ZD接入電壓比較器U6的11腳，+3.3V電源依次串接電阻R41和R42后接地，電阻R41和R42之間的連接線上設(shè)有支路接入電壓比較器U6的10腳以提供坐墊比較電壓；腳撐檢測電路的輸出端jc接入電壓比較器U6的9腳，+3.3V電源依次串接電阻R39和R40后接地，電阻R39和R40之間的連接線上設(shè)有支路接入電壓比較器U6的8腳以提供腳撐比較電壓；電壓比較器U6的3腳接+5V電源，12腳接地，1腳和2腳相連接；+5V電源串接電阻R36后接入電壓比較器U6的2腳，+5V電源串接電阻R37后接入電壓比較器U6的14腳，+5V電源串接電阻R38后接入電壓比較器U6的13腳，電壓比較器U6的13腳、14腳、1腳分別作為輸出端P3.3、P3.4、P3.5輸出至單片機(jī)電路。

所述單片機(jī)電路采用STC15系列單片機(jī)U7構(gòu)建，單片機(jī)U7的2腳接+5V電源，4腳接地，8腳、1腳、3腳分別接檢測信號(hào)比較電路的輸出端P3.3、P3.4、P3.5，+5V電源串接電阻R3后接入單片機(jī)U7的7腳，單片機(jī)U7的7腳作為輸出端P3.2輸出至繼電器電路。

所述繼電器電路采用HK4100繼電器RL1進(jìn)行構(gòu)建，+5V電源接繼電器RL1的線圈的一端和二極管D7的負(fù)極，繼電器RL1的線圈的另一端和二極管D7的正極接三級(jí)管Q2的集電極，三極管Q2的基極接電阻R14的一端，電阻R14的另一端接單片機(jī)電路的輸出端P3.2，三極管Q2的發(fā)射極接地，繼電器RL1的一組常開觸點(diǎn)開關(guān)作為本安全控制裝置的輸出端。

本安全控制裝置使用時(shí)將繼電器RL1的常開觸點(diǎn)開關(guān)輸出端1、2并聯(lián)在電動(dòng)車剎把的常開開關(guān)上。電動(dòng)車打開電門鎖通電后，本安全控制裝置的各檢測電路自動(dòng)進(jìn)入實(shí)時(shí)檢測狀態(tài)。

當(dāng)電動(dòng)車車身向左或向右傾斜小于25°時(shí)，傾斜檢測電路的三軸加速度模塊的Y軸電壓輸出沒有超出檢測信號(hào)比較電路設(shè)定的傾斜高、低門限電壓范圍，電壓比較器U6的1腳和2腳并聯(lián)輸出端輸出高電平；當(dāng)電動(dòng)車車身向左或向右傾斜大于等于25°時(shí)，傾斜檢測電路的三軸加速度模塊的Y軸電壓輸出超出檢測信號(hào)比較電路設(shè)定的傾斜高、低門限電壓范圍，電壓比較器U6的1腳和2腳并聯(lián)輸出端輸出低電平。

當(dāng)電動(dòng)車的坐墊上有人坐時(shí)，安裝在坐墊里的壓力感應(yīng)傳感器U4受到壓迫，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成高電平電壓信號(hào)，高電壓信號(hào)輸出到延時(shí)濾波電路，經(jīng)過電容C26和電阻R43延時(shí)濾波后，輸入電壓比較器U6的11腳，電壓比較器U6的13腳輸出高電平；當(dāng)人離開坐墊時(shí)，壓力感應(yīng)傳感器U4沒有受到壓迫，輸出低電平信號(hào)到電壓比較器U6的11腳，電壓比較器U6的13腳輸出低電平。

當(dāng)電動(dòng)車的腳撐收起時(shí)，腳撐檢測電路的磁鐵遠(yuǎn)離霍爾傳感器U6，霍爾傳感器U5的3腳輸出高電平，輸入電壓比較器U6的9腳，電壓比較器U6的14腳輸出高電平；當(dāng)電動(dòng)車的腳撐放下時(shí)，腳撐檢測電路的磁鐵靠近霍爾傳感器U5，霍爾傳感器U5的3腳輸出低電平，輸入電壓比較器U6的9腳，電壓比較器U6的14腳輸出低電平。

當(dāng)單片機(jī)U7的1腳、3腳、8腳均輸入為高電平時(shí)，單片機(jī)U7的7腳輸出低電平，三極管Q2截止，繼電器RL1不吸合，剎車信號(hào)線路斷開，電動(dòng)車正常行駛；當(dāng)單片機(jī)U7的1腳、3腳、8腳任一項(xiàng)輸入為低電平時(shí)，單片機(jī)U7的7腳輸出高電平，三極管Q2導(dǎo)通，繼電器RL1吸合，剎車信號(hào)線路接通，控制器獲得剎車信號(hào)，會(huì)使轉(zhuǎn)把功能失效，電動(dòng)車停止驅(qū)動(dòng)，如電動(dòng)車尚在運(yùn)行狀態(tài)中，還能自動(dòng)進(jìn)行輔助剎車制動(dòng)。當(dāng)單片機(jī)U7的3腳一旦檢測到低電平后，單片機(jī)U7的7腳一直輸出高電平，繼電器RL1會(huì)一直保持吸合狀態(tài)，只有在電動(dòng)車車身扶正且騎車人坐上坐墊并收起腳撐后，把電門鎖關(guān)閉再打開，才能取消鎖止?fàn)顟B(tài)，恢復(fù)正常，從而保證了使電動(dòng)車在歸位過程中即使扭到轉(zhuǎn)把也不會(huì)有危險(xiǎn)，增加了電動(dòng)車的使用安全性。

另外，也可以將本安全控制裝置的繼電器RL1的常閉觸點(diǎn)開關(guān)輸出端1、3串接在電動(dòng)車轉(zhuǎn)把調(diào)速信號(hào)線上，繼電器RL1的常開觸點(diǎn)開關(guān)輸出端1、2不接入剎車信號(hào)線路，此時(shí)本安全控制裝置觸發(fā)后，電動(dòng)車也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電停止驅(qū)動(dòng)的功能，但不能自動(dòng)進(jìn)行輔助剎車制動(dòng)。