一種電動自行車智能安全車把的設計

孫磊 周瑩

摘 要：隨著我國經濟社會的飛速發展，人民生活水平不斷提高，城市居民的出現方式由腳踏自行車轉變為電動自行車，但對電動自行車的安全問題并未引起重視，本文針對此提出一種安全方案。

關鍵詞：電動自行車；智能；安全；車把

近年來，我國電動自行車呈現井噴式的發展，由于其方便、快捷、省時省力、低碳、經濟、節能的特點，符合我國消費者的消費需求，已成為我國居民重要的出行交通工具。據統計，2017年銷售量達到700萬輛，社會保有量達2.5億輛。在快速增長的同時，它的安全性也越來越受到人們關注。據相關數據統計，電動車交通事故的傷亡率超80%，事故多發的原因主要集中在單手騎電動車、超速等方面[1，2]。

而目前，在售的電動自行車針對單手騎行等行為并未進行安全防護設計，存在嚴重的安全隱患。為此，本文研究利用傳感器控制系統設計一種智能安全車把，對單手騎行行為進行檢測，阻斷電機供電，保護騎車人的安全。

1 智能安全車把結構設計

本電動自行車智能安全車把的主要組成部分包括車把、控制器、車把傳感器、防霧燈開關及連接線。車把由車把芯和車把把套組成。

1.車把；2.控制器；3.車把傳感器；4.霧燈開關；5.車把把芯

如圖1、圖2所示，車把傳感器內嵌于車把把芯特定位置，防霧燈開關安裝于把芯的前端，車把把套將把芯包裹。根據人體工程學將車把套設計成流行線，增加人握車把的舒適性，同時在把套上設計菱形凹槽，加大粗糙度，起到防滑作用。

該智能安全車把電動自行車被騎行時開始工作，當車把傳感器檢測到車把未被握住時，控制器將阻止蓄電池為電動自行車驅動電機供電；當騎車人握住車把時，車把傳感器檢測到信號，控制器保證蓄電池為電動自行車電機供電，阻止騎車人單手騎車的危險行為。防霧燈開關用于控制防霧燈的閃爍，保證在霧天騎車的安全。

2 控制系統硬件設計

為了能夠阻止騎車人單手騎車的行為，本系統開發了智能安全車把控制器，如圖3是本控制器的電氣原理圖。

以該控制器為核心，設計了智能安全車把的工作原理，為使車把能夠檢測到是否被人手握住，本系統的車把傳感器選用電容式傳觸摸傳感器。

如圖4所示，電瓶車的電源與控制器內部降壓模塊相連，將電瓶車原有的48V電壓轉換成5V和24V電壓，分別給電容式觸摸傳感器及信號處理器供電。電容式觸摸傳感器檢測的模擬信號通過MCU芯片轉換成數字信號，作為信號處理器的輸入，通過信號處理器的處理輸出相關信號，控制電動車的控制器。

當人在騎行過程中左手脫離車把時，把芯上的電容式觸摸傳感器檢測到信號，信號處理器將接收到的信號進行處理輸出信號來控制電動車的控制器，降低車速直至完全停止。當按下防霧開關時，信號處理器輸出信號啟動防霧裝置，防霧燈循環閃爍，保證在霧天騎行安全。

3 結論

本文設計了一種電動車智能安全車把，開發了智能安全車把控制器，并利用電容式觸摸傳感器實現了對人手是否握車把的檢測，達到控制電動自行車的運行的目的，讓騎車人養成雙手握車把的習慣，極大的降低了電動車發生交通事故的概率，保證騎車的安全，達到了預期的設計目的。

參考文獻

[1]付倩.城市電動自行車交通安全性與管理研究[D].西南交通大學.2016-05-01.

[2]紀寧.城區電動自行車交通特性分析[J].中國水運（下半月）.2015（09）.