一种电动自行车智能安全车把的设计

孙磊 周莹

摘 要：随着我国经濟社会的飞速发展，人民生活水平不断提高，城市居民的出现方式由脚踏自行车转变为电动自行车，但对电动自行车的安全问题并未引起重视，本文针对此提出一种安全方案。

关键词：电动自行车；智能；安全；车把

近年来，我国电动自行车呈现井喷式的发展，由于其方便、快捷、省时省力、低碳、经济、节能的特点，符合我国消费者的消费需求，已成为我国居民重要的出行交通工具。据统计，2017年销售量达到700万辆，社会保有量达2.5亿辆。在快速增长的同时，它的安全性也越来越受到人们关注。据相关数据统计，电动车交通事故的伤亡率超80%，事故多发的原因主要集中在单手骑电动车、超速等方面[1，2]。

而目前，在售的电动自行车针对单手骑行等行为并未进行安全防护设计，存在严重的安全隐患。为此，本文研究利用传感器控制系统设计一种智能安全车把，对单手骑行行为进行检测，阻断电机供电，保护骑车人的安全。

1 智能安全车把结构设计

本电动自行车智能安全车把的主要组成部分包括车把、控制器、车把传感器、防雾灯开关及连接线。车把由车把芯和车把把套组成。

1.车把；2.控制器；3.车把传感器；4.雾灯开关；5.车把把芯

如图1、图2所示，车把传感器内嵌于车把把芯特定位置，防雾灯开关安装于把芯的前端，车把把套将把芯包裹。根据人体工程学将车把套设计成流行线，增加人握车把的舒适性，同时在把套上设计菱形凹槽，加大粗糙度，起到防滑作用。

该智能安全车把电动自行车被骑行时开始工作，当车把传感器检测到车把未被握住时，控制器将阻止蓄电池为电动自行车驱动电机供电；当骑车人握住车把时，车把传感器检测到信号，控制器保证蓄电池为电动自行车电机供电，阻止骑车人单手骑车的危险行为。防雾灯开关用于控制防雾灯的闪烁，保证在雾天骑车的安全。

2 控制系统硬件设计

为了能够阻止骑车人单手骑车的行为，本系统开发了智能安全车把控制器，如图3是本控制器的电气原理图。

以该控制器为核心，设计了智能安全车把的工作原理，为使车把能够检测到是否被人手握住，本系统的车把传感器选用电容式传触摸传感器。

如图4所示，电瓶车的电源与控制器内部降压模块相连，将电瓶车原有的48V电压转换成5V和24V电压，分别给电容式触摸传感器及信号处理器供电。电容式触摸传感器检测的模拟信号通过MCU芯片转换成数字信号，作为信号处理器的输入，通过信号处理器的处理输出相关信号，控制电动车的控制器。

当人在骑行过程中左手脱离车把时，把芯上的电容式触摸传感器检测到信号，信号处理器将接收到的信号进行处理输出信号来控制电动车的控制器，降低车速直至完全停止。当按下防雾开关时，信号处理器输出信号启动防雾装置，防雾灯循环闪烁，保证在雾天骑行安全。

3 结论

本文设计了一种电动车智能安全车把，开发了智能安全车把控制器，并利用电容式触摸传感器实现了对人手是否握车把的检测，达到控制电动自行车的运行的目的，让骑车人养成双手握车把的习惯，极大的降低了电动车发生交通事故的概率，保证骑车的安全，达到了预期的设计目的。

参考文献

[1]付倩.城市电动自行车交通安全性与管理研究[D].西南交通大学.2016-05-01.

[2]纪宁.城区电动自行车交通特性分析[J].中国水运（下半月）.2015（09）.