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

背景技術(shù)：

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

（1）、當發(fā)生事故造成電動車傾斜或傾倒時，騎車人控制電動車調(diào)速轉(zhuǎn)把的手往往不能及時松開，甚至還會下意識的握緊手把，使電動車在傾倒時仍然保持驅(qū)動甚至加速的狀態(tài)，這樣會導致騎車人對電動車的失控，很容易對騎車人造成二次傷害。

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

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

現(xiàn)有電動車控制器都具有剎車自動斷電功能，剎車信號線接通后，控制器獲得剎車信號，會自動斷電使轉(zhuǎn)把功能失效。另外，為了增強電動車的制動性能，目前市面上的控制器大多加入了剎車電磁輔助制動功能，即電動車剎車斷電后，當電動車滑行時，控制器控制輸出級橋臂短接電機繞組，由此產(chǎn)生電磁阻轉(zhuǎn)力矩，能達到快速制動電機的目的，因此對于控制器具有剎車電磁輔助制動功能的電動車，只要接通剎車信號線，既可實現(xiàn)自動斷電功能，又能自動進行輔助剎車制動。

本實用新型所采取的具體技術(shù)方案如下：

一種電動車安全控制裝置，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、檢測信號比較電路、單片機電路和繼電器電路，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比較電路進行比較，比較結(jié)果輸入單片機電路，單片機電路連接繼電器電路對其開關(guān)狀態(tài)進行控制，由繼電器電路的輸出端接入電動車的剎車信號線路中，進而對電動車進行控制。

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車車身傾斜角度的電壓信號向外輸出至檢測信號比較電路。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)傳感器和延時濾波電路，其中壓力感應(yīng)傳感器將電動車坐墊壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號，電壓信號經(jīng)延時濾波電路延時濾波后向外輸出至檢測信號比較電路。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，由磁鐵靠近或者遠離霍爾傳感器對電動車腳撐進行感應(yīng)，其輸出信號向外輸出至檢測信號比較電路。所述霍爾傳感器采用A3144模塊。

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

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

本電動車安全控制裝置使用時加裝在電動車的原有電路上，電動車打開電門鎖通電后，本安全控制裝置的各檢測電路自動進入實時檢測狀態(tài)，當傾斜檢測電路檢測到車身側(cè)向傾斜大于等于25°達到危險傾斜程度時，或當坐墊檢測電路檢測到騎車人離開坐墊時，或當腳撐檢測電路檢測到腳撐尚未收起時，單片機電路控制繼電器自動吸合，從而使剎車信號線路接通，控制器自動將轉(zhuǎn)把調(diào)速信號線路斷開，轉(zhuǎn)把功能自動失效，電動車停止驅(qū)動，如電動車尚在運行狀態(tài)中，還能自動進行輔助剎車制動。另外由于各檢測電路都設(shè)有延時輸出電路以及智能優(yōu)化的單片機程序，能有效減少因顛簸和震動產(chǎn)生的誤判，因此本安全裝置穩(wěn)定性高，抗沖擊能力強。而且通過單片機程序優(yōu)化處理傾斜檢測信號，其一旦觸發(fā)后，會使繼電器保持吸合的鎖止狀態(tài)，只有在電動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，才能取消鎖止狀態(tài)，恢復正常，從而保證了使電動車在歸位過程中即使扭到轉(zhuǎn)把也不會有危險，增加了電動車的使用安全性。

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為檢測信號比較電路的電路圖。

圖7為單片機電路的電路圖。

圖8為繼電器電路。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本電動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、檢測信號比較電路、單片機電路和繼電器電路，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比較電路進行比較，比較結(jié)果輸入單片機電路，單片機電路連接繼電器電路對其開關(guān)狀態(tài)進行控制，由繼電器電路的輸出端接入電動車的剎車信號線路中，進而對電動車進行控制。

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、檢測信號比較電路、單片機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車轉(zhuǎn)把的+5V電源，也可以如圖2所示從電動車原電路中取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，并輸出至檢測信號比較電路。使用時三軸加速度模塊的正面朝上，使Z軸垂直朝上，X軸為電動車行進方向，Y軸垂直電動車車身，以三軸加速度模塊的Y軸的傾斜角度對應(yīng)車身的傾斜角度，當Y軸傾斜角度為-90°～+90°時，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，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的負極接地，電阻R43的另一端為輸出端ZD，輸出至檢測信號比較電路，電容C26和電阻R43組成延時濾波電路。使用時將壓力感應(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，由磁鐵靠近或者遠離霍爾傳感器對電動車腳撐進行感應(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，輸出至檢測信號比較電路。

所述檢測信號比較電路采用LM339電壓比較器U6進行構(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輸出至單片機電路。

所述單片機電路采用STC15系列單片機U7構(gòu)建，單片機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U7的7腳，單片機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的負極，繼電器RL1的線圈的另一端和二極管D7的正極接三級管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將繼電器RL1的常開觸點開關(guān)輸出端1、2并聯(lián)在電動車剎把的常開開關(guān)上。電動車打開電門鎖通電后，本安全控制裝置的各檢測電路自動進入實時檢測狀態(tài)。

當電動車車身向左或向右傾斜小于25°時，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；當電動車車身向左或向右傾斜大于等于25°時，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。

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

當電動車的腳撐收起時，腳撐檢測電路的磁鐵遠離霍爾傳感器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；當電動車的腳撐放下時，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。

當單片機U7的1腳、3腳、8腳均輸入為高電平時，單片機U7的7腳輸出低電平，三極管Q2截止，繼電器RL1不吸合，剎車信號線路斷開，電動車正常行駛；當單片機U7的1腳、3腳、8腳任一項輸入為低電平時，單片機U7的7腳輸出高電平，三極管Q2導通，繼電器RL1吸合，剎車信號線路接通，控制器獲得剎車信號，會使轉(zhuǎn)把功能失效，電動車停止驅(qū)動，如電動車尚在運行狀態(tài)中，還能自動進行輔助剎車制動。當單片機U7的3腳一旦檢測到低電平后，單片機U7的7腳一直輸出高電平，繼電器RL1會一直保持吸合狀態(tài)，只有在電動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，才能取消鎖止狀態(tài)，恢復正常，從而保證了使電動車在歸位過程中即使扭到轉(zhuǎn)把也不會有危險，增加了電動車的使用安全性。

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