基于共享单车头盔与车锁的产品创新设计

张汉蓉 姜 霄 潘 凡

（嘉兴学院，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

随着人们生活水平的提高，路上的车辆越来越多，机动车道上共享单车与骑车并骑的现象屡见不鲜，骑车的安全问题备受考验。 近年来共享单车已经越来越多地引起人们的注意， 由于其符合低碳出行理念，给市民的出行带来了极大便利， 在国内外受到人们的追捧。 今年四月ofo 小黄车联合交通运输部科学研究院发布了 《2017 年中国主要城市骑行报告》，ofo 小黄车目前已连接超过250 万辆单车，为3000 万用户提供累计超过5 亿次出行服务。 但随之而来的交通安全问题日益凸显， 据调查， 在交通事故中90%都是死于颅脑损伤。 但大多数骑行者忽视戴安全头盔这个小小的举动， 它是生命的重要保证。 如果不采取安全防范措施戴上安全头盔， 一旦发生交通事故时， 受伤和死亡的机率相对于采取安全防范措施要高得多， 这样不仅使共享单车骑行降低了人们质量， 同时还增加了社会负担，所以需要防患于未然。

由于共享单车发展过于迅速， 目前市场没有同类型的头盔产品投入， 本次设计研究项目希望通过预研，提高共享骑行的安全性，达到未雨绸膜的作用。

1 共享单车头盔的防盗性能的研究

共享单车已经在很多国家推广。 近期， 在韩国首尔， 政府部门规定在租借共享单车的同时必须佩戴安全头盔。 这样的规定出发点非常好， 但是不可避免的在实施过程中遇到尴尬的事情。 据调查发现， 在为共享单车配备好免费头盔后发现一周后， 头盔就少了218 个！被盗率达到了25.4%，针对该事件将决定是否继续提供免费租借头盔业务。 据了解， 在实行这项规定前， 有关部门就在在共享单车停车架附近设置了保管柜，里边的头盔市民可以随意取用。 归还时，放在车篮或者保管柜里即可。试行期为一个月。5 天后，经过盘点发现，在该地区放置的858 个头盔中，有218 个头盔失去了踪迹， 被盗率高达25.4%。 随即政府部门发表申明， 希望市民可以将头盔送回原地。 在第二天凌晨再次盘点时发现， 已经有一些头盔还了回来， 被盗率下降到了5%，还有55 个头盔不知道在何方。

如图1 所示。

图1 韩国共享单车头盔保险柜

所以针对共享单车的防盗问题， 笔者进行了如下的研究。 由于头盔体积大，不易放置，为了使头盔更便携。 通过工业设计方法与技术， 让其与共享单车车体结合在一起。 笔者团队提出一体式的共享单车头盔与车锁，当开启共享单车车锁时，头盔锁也同时打开。 当使用结束后， 单车和头盔一起归还才能结束计费，有效的解决了头盔的防盗问题。

2 共享单车车锁的结构研究

常见的共享单车车锁一共有三种

2.1 机械锁

第一代投入市场的OFO 小黄车锁是通过机械原理控制的，由于机械特性的限制，所以OFO 车锁的密码是固定的，OFO 车锁内部构造就是一个锁芯， 然后套上几个有缺口的环， 当所有缺口都和锁芯上的卡子对上后锁就开了。 这种锁的优点是价格便宜， 缺点也是显而易见的， 由于只有一个固定密码， 所以更加容易被盗被破坏。

2.2 物联网性质的智能锁

膜拜单车的锁就是这种锁。 其内部又中心控制单元、GPS 定位模块、 无线移动通信模块、 机电锁车装置、电池、动能发电模块、充电管理模块、车载加速度计等构造。

其工作原理是由中心控制单元通过无线移动通信模块与后台管理系统进行连接， 把从GPS 模块获取的位置信息发送给后台管理系统， 后台系统标识成功后通过通信模块向中心控制单元发送解锁指令。 接收到后台发送的机电锁车装置开、 关锁的状态信息后开启机械锁的控制插销开锁成功， 当用户使用完成锁车时， 会触发电子控制模块的锁车控制开关， 然后中央控制器通过无线移动通信模块通知后台管理系统锁车，后台确认成功后结束计费。

2.3 蓝牙转接技术的智能锁

用户安装APP 后， 可以通过单车的蓝牙智能锁进行定位，然后通过用户手机中的APP 完成与后台的交互，再由用户手机的蓝牙来完成与车锁的交互， 完成开锁和闭锁功能。 这款智能锁具有开锁稳定、超低功耗的特点。

通过以上三款锁的对比和分析， 智能锁更符合与共享头盔结合使用。

3 一体式车锁的结构研究

图2 一体式车锁与头盔的犀牛建模图

一体式的共享单车头盔与车锁将专用头盔卡扣在车座下方的车锁与挡泥板附近。 在车锁上设计锁扣槽， 将头盔的悬挂装置锁扣和车锁相连接。 挡泥板上的底座设计可使头盔固定稳定， 便于安全解锁。 头盔的悬挂装置采用超高分子量聚乙烯纤维材料， 防盗防破坏。 当用户解锁车辆，车锁和头盔锁扣同时开启。

简化头盔的造型设计，使其易于批量制造，成本低但安全性高。 并且考虑了风阻的影响。 原有的二维码设计在车锁上， 由于头盔遮挡， 所以在共享头盔的顶部表面和单车车头处设置了二维码。

车锁和头盔的结构完美锲合， 头盔表面的卡扣结构可以固定在车锁上， 并且通过物联网技术识别头盔是否归还。 如图2 所示。

4 一体式车锁的使用流程

根据以上研究， 笔者得出共享单车在安装了一体式车锁后用户的使用流程。

首先，找到一辆符合的共享单车，确认头盔和单车本身毫无损坏的情况下，打开相应的APP。扫描头盔或者车身的二维码， 通过蓝牙连接后， 车锁和头盔锁同时自动打开，并开始计费。 用户从车后座处取下头盔，并按照要求佩戴后开始骑行。

在用户结束骑行后，归还单车的步骤如下。 找到一个合适的停车点，将共享单车停稳后，取下头盔，安装到车后座的车锁处后，手动按下车锁，锁内的检测装置会检测头盔是否归还，若已经归还，蓝牙锁将“已锁”状态通过手机上传到云端，用户在App 界面结束用车。 若无归还共享头盔，用户则无法还车。但是如果设备故障，用户通过APP 报修后才能还车。 流程图如图3 所示。

图3 开始用车和结束用车业务流程图

5 结语

该设计应用于共享单车出行安全， 当交通安全发生时保护骑行者的头部， 避免人们由于此头部受创而造成的伤亡。 我们为了督促用户在骑共享单车时佩戴头盔， 采用头盔与共享单车车体结合的方式。 考虑到防盗等问题， 我们将车锁与头盔锁结合在一起， 从而达到一人一车一头盔的目的， 使骑单车必戴头盔成为一种出行习惯。