一种基于单片机的新型锁踏装置

本技术属于自行车脚踏的，具体涉及为一种基于单片机的新型锁踏装置。

背景技术：

1、随着社会的迅速发展，自行车在全世界的高度普及，一些自行车爱好者开始对自行车骑行中的速度提出了更高的要求，也出现了性能越来越多的公路车；为了防止骑行过程中出现脚打滑这样的问题，市面上产生了锁鞋和踏锁这样的附属产品。但在自行车骑行过程中考虑到安全问题，使用锁鞋和踏锁有着极大的安全隐患，尤其是在等红绿灯停车时，新骑手往往会应操作不当导致侧翻。

2、目前，自行车踏板分为普通踏板和锁踏两种，锁踏就是在锁鞋鞋底锁上扣片，可直接与踏板相扣，因此在骑乘时，锁鞋与踏板不会分开。市面上的锁鞋和锁踏一般都是采取物理的扣片与锁踏固定，想要使用好这一类的锁鞋和锁踏，只能通过练习，并且仍存在较大的安全隐患。所以这类结构的锁踏装置存在着很大的改进空间。

技术实现思路

1、针对背景技术中机械式结构的锁踏装置因骑手操作不当而存在的安全问题，本实用新型提供了一种基于单片机的新型锁踏装置。

2、为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于单片机的新型锁踏装置，包括有脚踏以及相配套的锁扣板，所述脚踏通过连接轴安装在自行车的曲柄上，锁扣板安装在骑行者的鞋底，所述锁扣板包括有底板、以及在其上设置有安装螺孔，在所述底板上固定连接有扣板，在所述脚踏上设置有容纳槽，其内安装有微型电动推杆，在所述微型电动推杆的输出轴上安装有与所述扣板相对应的锁舌，在所述容纳槽上安装有封盖，所述封盖用于保护所述微型电动推杆免受外界撞击而损坏，且所述锁舌位于封盖的外侧，所述微型电动推杆通过驱动控制系统执行手机终端设备发出的连接或解除指令致使其输出轴伸出或缩回，以此带动所述锁舌实现伸出或缩回将放置在所述容纳槽内的锁扣板进行锁合固定或解除分离。

3、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述驱动控制系统包括有分别搭载在行车上的主控制器、锂电池、电源模块、蓝牙模块以及io控制电路模块，所述锂电池分别与电源模块、io控制电路模块相连接，所述锂电池通过所述电源模块为其充电、以及直接为所述io控制电路模块提供12v电源，所述主控制器的信号输入端与蓝牙模块的信号输出端相连接，且两者通过所述电源模块分别为其提供3.3v、5v电源，所述io控制电路模块的输入端与输出端分别与所述主控制器、微型电动推杆相连接。

4、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述主控制器为stm32g070rbt6的单片机，stm32g070rbt6单片机的46脚、45脚分别与下载接口的swclk、swdio相连接，stm32g070rbt6单片机的20脚、21脚、36脚、37脚分别与所述蓝牙模块的tx端、rx端、state端、en端相连接，stm32g070rbt6单片机的35脚与所述io控制电路模块相连接。

5、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述io控制电路模块包括有八个电阻、四个npn三极管、两个pnp三极管、一个连接器jp4，电阻r9一端与stm32g070rbt6单片机的35脚相连接，电阻r9的另一端与npn三极管q4的基极相连接，npn三极管q4的集电极通过电阻r7连接12v电压，npn三极管q4的发电极接地，npn三极管q4的集电极通过电阻r8与三极管q3的基极相连接，npn三极管q3的发射极接地，npn三极管q3的集电极通过电阻r4与12v电压相连接，npn三极管q3的集电极连接并联后电阻r5与电阻r10的一端，电阻r5的另一端与pnp三极管q1的基极连接，电阻r10的另一端与npn三极管q5的基极相连接，pnp三极管q1的集电极连接着12v电压，npn三极管q5的发射极接地，pnp三极管q1的发射极和npn三极管q5的集电极与连接器jp4的1脚相连接，连接器jp4的2脚分别与pnp三极管q2的集电极、npn三极管q6的发射极相连接，pnp三极管q2的发射极连接着12v电压，npn三极管q6的集电极接地，pnp三极管q2的基极与电阻r6的一端相连接，npn三极管q6的基极与电阻r11的一端相连接，电阻r6和电阻r11的另一端共同与npn三极管q4的集电极相连接，连接器jp4的1、2引脚分别与所述微型电动推杆的正负极相连接。

6、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述蓝牙模块为hc-05蓝牙串口通信模块。

7、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述容纳槽内固定连接有第一滑移块，所述第一滑移块位于锁舌的前方，在所述底板上固定连接有第二滑移块，且其与所述扣板的前端相连接，所述第一滑移块与第二滑移块共同组成滑移机构，其便于所述锁扣板与脚踏之间实现快速锁合固定或解除分离。

8、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述脚踏上设置有两个引导条，且两者分布在所述容纳槽的两侧，两个引导条在所述脚踏上形成引导槽，便于所述锁扣板快速嵌入在所述容纳槽内。

9、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述微型电动推杆为luilec迷你推杆。

10、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

11、1、本实用新型包括有脚踏以及相配套的锁扣板，锁扣板安装在骑行者的鞋底，同时在脚踏上设置有容纳槽，其内安装有微型电动推杆，微型电动推杆的输出轴上安装有锁舌，io控制电路模块通过执行主控制器接收到手机终端设备发出的连接或解除指令实现正向或反向通电，致使微型电动推杆输出轴上的锁舌伸出或缩回将放置在所述容纳槽内的锁扣板进行锁合固定或解除分离。本实用新型使用io控制电路模块控制微型电动推杆中电机的正、反向通电，这种方法较其他方法成本较低，且可靠性和安全性都比较高。因此，本实用新型为骑行爱好者提供了一种新的锁踏方案，进一步解决了新老骑手在自行车骑行过程中的安全问题。

12、2、本实用新型中主控制器选用stmicroelectronics公司推出的stm32g070rbt6，它有着相对其他类似产品较为优异的性能以及较低的功耗，这些优点有效的提高了蓝牙车锁的工作效率以及降低了蓝牙车锁的耗能。

13、3、本实用新型中蓝牙模块采用hc-05蓝牙串口模块，这种蓝牙模块成本低，可以有效的控制预算，且易于使用，与许多平台兼容使用。

14、4、本实用新型中微型电动推杆使用luilec迷你推杆，它自带电机，小巧便于安置在锁踏上，精密度较高。

15、5、本实用新型在容纳槽内固定连接有第一滑移块，在锁扣板上固定连接有第二滑移块，其中第一滑移块与第二滑移块共同组成滑移机构；另外，在脚踏上设置有两个引导条，在脚踏上形成引导槽。这样设计可以降低新老骑手的使用难度，又可以在突发情况下使锁扣板能够快速解除并分离脚踏。

技术特征：

1.一种基于单片机的新型锁踏装置，包括有脚踏（1），所述脚踏（1）通过连接轴（2）安装在自行车的曲柄上，其特征在于：还包括有安装在鞋底的锁扣板（3），所述锁扣板（3）包括有底板（301）、以及在其上设置有安装螺孔（304），在所述底板（301）上固定连接有扣板（302），在所述脚踏（1）上设置有容纳槽（4），其内安装有微型电动推杆（5），在所述微型电动推杆（5）的输出轴上安装有与所述扣板（302）相对应的锁舌（6），在所述容纳槽（4）上安装有封盖（7），所述封盖（7）用于保护所述微型电动推杆（5）免受外界撞击而损坏，且所述锁舌（6）位于封盖（7）的外侧，所述微型电动推杆（5）通过驱动控制系统执行手机终端设备发出的连接或解除指令致使其输出轴伸出或缩回，以此带动所述锁舌（6）实现伸出或缩回将放置在所述容纳槽（4）内的锁扣板（3）进行锁合固定或解除分离。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的新型锁踏装置，其特征在于：所述驱动控制系统包括有分别搭载在行车上的主控制器（10）、锂电池（11）、电源模块（12）、蓝牙模块（13）以及io控制电路模块（14），所述锂电池（11）分别与电源模块（12）、io控制电路模块（14）相连接，所述锂电池（11）通过所述电源模块（12）为其充电、以及直接为所述io控制电路模块（14）提供12v电源，所述主控制器（10）的信号输入端与蓝牙模块（13）的信号输出端相连接，且两者通过所述电源模块（12）分别为其提供3.3v、5v电源，所述io控制电路模块（14）的输入端与输出端分别与所述主控制器（10）、微型电动推杆（5）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于单片机的新型锁踏装置，其特征在于：所述主控制器（10）为stm32g070rbt6的单片机，stm32g070rbt6单片机的46脚、45脚分别与下载接口的swclk、swdio相连接，stm32g070rbt6单片机的20脚、21脚、36脚、37脚分别与所述蓝牙模块（13）的tx端、rx端、state端、en端相连接，stm32g070rbt6单片机的35脚与所述io控制电路模块（14）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于单片机的新型锁踏装置，其特征在于：所述io控制电路模块（14）包括有八个电阻、四个npn三极管、两个pnp三极管、一个连接器jp4，电阻r9一端与stm32g070rbt6单片机的35脚相连接，电阻r9的另一端与npn三极管q4的基极相连接，npn三极管q4的集电极通过电阻r7连接12v电压，npn三极管q4的发电极接地，npn三极管q4的集电极通过电阻r8与三极管q3的基极相连接，npn三极管q3的发射极接地，npn三极管q3的集电极通过电阻r4与12v电压相连接，npn三极管q3的集电极连接并联后电阻r5与电阻r10的一端，电阻r5的另一端与pnp三极管q1的基极连接，电阻r10的另一端与npn三极管q5的基极相连接，pnp三极管q1的集电极连接着12v电压，npn三极管q5的发射极接地，pnp三极管q1的发射极和npn三极管q5的集电极与连接器jp4的1脚相连接，连接器jp4的2脚分别与pnp三极管q2的集电极、npn三极管q6的发射极相连接，pnp三极管q2的发射极连接着12v电压，npn三极管q6的集电极接地，pnp三极管q2的基极与电阻r6的一端相连接，npn三极管q6的基极与电阻r11的一端相连接，电阻r6和电阻r11的另一端共同与npn三极管q4的集电极相连接，连接器jp4的1、2引脚分别与所述微型电动推杆（5）的正负极相连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于单片机的新型锁踏装置，其特征在于：所述蓝牙模块（13）为hc-05蓝牙串口通信模块。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种基于单片机的新型锁踏装置，其特征在于：在所述容纳槽（4）内固定连接有第一滑移块（8），所述第一滑移块（8）位于锁舌（6）的前方，在所述底板（301）上固定连接有第二滑移块（303），且其与所述扣板（302）的前端相连接，所述第一滑移块（8）与第二滑移块（303）共同组成滑移机构，其便于所述锁扣板（3）与脚踏（1）之间实现快速锁合固定或解除分离。

7.根据权利要求6所述的一种基于单片机的新型锁踏装置，其特征在于：在所述脚踏（1）上设置有两个引导条（9），且两者分布在所述容纳槽（4）的两侧，两个引导条（9）在所述脚踏（1）上形成引导槽，便于所述锁扣板（3）快速嵌入在所述容纳槽（4）内。

8.根据权利要求1至5中任一项或7所述的一种基于单片机的新型锁踏装置，其特征在于：所述微型电动推杆（5）为luilec迷你推杆。

技术总结本技术属于自行车脚踏的技术领域，公开了一种基于单片机的新型锁踏装置。其主要包括脚踏以及锁扣板，在锁扣板设置有扣板，在脚踏的容纳槽内安装有微型电动推杆，在微型电动推杆的输出轴上安装有锁舌，其中锁舌与扣板相对应形成锁合机构，IO控制电路模块通过执行主控制器接收到手机终端设备发出的连接或解除指令进行正向或反向通电，控制微型电动推杆上的锁舌伸出将锁扣板锁合固定在容纳槽内，或缩回并解除固定。本技术采用IO控制电路模块控制微型电动推杆中电机的正、反向通电实现微型电动推杆的伸出或缩回，可靠性和安全性都比较高。本技术为骑行爱好者提供了一种新的锁踏方案，有效解决了新老骑手在骑行中遇到的潜在安全问题。技术研发人员：焦亭,赵锡浩,郭晓亮受保护的技术使用者：山西大学技术研发日：20231030技术公布日：2024/7/9