基于共享單車頭盔與車鎖的產品創新設計

張漢蓉 姜 霄 潘 凡

（嘉興學院，浙江 嘉興 314000）

0 引言

隨著人們生活水平的提高，路上的車輛越來越多，機動車道上共享單車與騎車并騎的現象屢見不鮮，騎車的安全問題備受考驗。 近年來共享單車已經越來越多地引起人們的注意， 由于其符合低碳出行理念，給市民的出行帶來了極大便利， 在國內外受到人們的追捧。 今年四月ofo 小黃車聯合交通運輸部科學研究院發布了 《2017 年中國主要城市騎行報告》，ofo 小黃車目前已連接超過250 萬輛單車，為3000 萬用戶提供累計超過5 億次出行服務。 但隨之而來的交通安全問題日益凸顯， 據調查， 在交通事故中90%都是死于顱腦損傷。 但大多數騎行者忽視戴安全頭盔這個小小的舉動， 它是生命的重要保證。 如果不采取安全防范措施戴上安全頭盔， 一旦發生交通事故時， 受傷和死亡的機率相對于采取安全防范措施要高得多， 這樣不僅使共享單車騎行降低了人們質量， 同時還增加了社會負擔，所以需要防患于未然。

由于共享單車發展過于迅速， 目前市場沒有同類型的頭盔產品投入， 本次設計研究項目希望通過預研，提高共享騎行的安全性，達到未雨綢膜的作用。

1 共享單車頭盔的防盜性能的研究

共享單車已經在很多國家推廣。 近期， 在韓國首爾， 政府部門規定在租借共享單車的同時必須佩戴安全頭盔。 這樣的規定出發點非常好， 但是不可避免的在實施過程中遇到尷尬的事情。 據調查發現， 在為共享單車配備好免費頭盔后發現一周后， 頭盔就少了218 個！被盜率達到了25.4%，針對該事件將決定是否繼續提供免費租借頭盔業務。 據了解， 在實行這項規定前， 有關部門就在在共享單車停車架附近設置了保管柜，里邊的頭盔市民可以隨意取用。 歸還時，放在車籃或者保管柜里即可。試行期為一個月。5 天后，經過盤點發現，在該地區放置的858 個頭盔中，有218 個頭盔失去了蹤跡， 被盜率高達25.4%。 隨即政府部門發表申明， 希望市民可以將頭盔送回原地。 在第二天凌晨再次盤點時發現， 已經有一些頭盔還了回來， 被盜率下降到了5%，還有55 個頭盔不知道在何方。

如圖1 所示。

圖1 韓國共享單車頭盔保險柜

所以針對共享單車的防盜問題， 筆者進行了如下的研究。 由于頭盔體積大，不易放置，為了使頭盔更便攜。 通過工業設計方法與技術， 讓其與共享單車車體結合在一起。 筆者團隊提出一體式的共享單車頭盔與車鎖，當開啟共享單車車鎖時，頭盔鎖也同時打開。 當使用結束后， 單車和頭盔一起歸還才能結束計費，有效的解決了頭盔的防盜問題。

2 共享單車車鎖的結構研究

常見的共享單車車鎖一共有三種

2.1 機械鎖

第一代投入市場的OFO 小黃車鎖是通過機械原理控制的，由于機械特性的限制，所以OFO 車鎖的密碼是固定的，OFO 車鎖內部構造就是一個鎖芯， 然后套上幾個有缺口的環， 當所有缺口都和鎖芯上的卡子對上后鎖就開了。 這種鎖的優點是價格便宜， 缺點也是顯而易見的， 由于只有一個固定密碼， 所以更加容易被盜被破壞。

2.2 物聯網性質的智能鎖

膜拜單車的鎖就是這種鎖。 其內部又中心控制單元、GPS 定位模塊、 無線移動通信模塊、 機電鎖車裝置、電池、動能發電模塊、充電管理模塊、車載加速度計等構造。

其工作原理是由中心控制單元通過無線移動通信模塊與后臺管理系統進行連接， 把從GPS 模塊獲取的位置信息發送給后臺管理系統， 后臺系統標識成功后通過通信模塊向中心控制單元發送解鎖指令。 接收到后臺發送的機電鎖車裝置開、 關鎖的狀態信息后開啟機械鎖的控制插銷開鎖成功， 當用戶使用完成鎖車時， 會觸發電子控制模塊的鎖車控制開關， 然后中央控制器通過無線移動通信模塊通知后臺管理系統鎖車，后臺確認成功后結束計費。

2.3 藍牙轉接技術的智能鎖

用戶安裝APP 后， 可以通過單車的藍牙智能鎖進行定位，然后通過用戶手機中的APP 完成與后臺的交互，再由用戶手機的藍牙來完成與車鎖的交互， 完成開鎖和閉鎖功能。 這款智能鎖具有開鎖穩定、超低功耗的特點。

通過以上三款鎖的對比和分析， 智能鎖更符合與共享頭盔結合使用。

3 一體式車鎖的結構研究

圖2 一體式車鎖與頭盔的犀牛建模圖

一體式的共享單車頭盔與車鎖將專用頭盔卡扣在車座下方的車鎖與擋泥板附近。 在車鎖上設計鎖扣槽， 將頭盔的懸掛裝置鎖扣和車鎖相連接。 擋泥板上的底座設計可使頭盔固定穩定， 便于安全解鎖。 頭盔的懸掛裝置采用超高分子量聚乙烯纖維材料， 防盜防破壞。 當用戶解鎖車輛，車鎖和頭盔鎖扣同時開啟。

簡化頭盔的造型設計，使其易于批量制造，成本低但安全性高。 并且考慮了風阻的影響。 原有的二維碼設計在車鎖上， 由于頭盔遮擋， 所以在共享頭盔的頂部表面和單車車頭處設置了二維碼。

車鎖和頭盔的結構完美鍥合， 頭盔表面的卡扣結構可以固定在車鎖上， 并且通過物聯網技術識別頭盔是否歸還。 如圖2 所示。

4 一體式車鎖的使用流程

根據以上研究， 筆者得出共享單車在安裝了一體式車鎖后用戶的使用流程。

首先，找到一輛符合的共享單車，確認頭盔和單車本身毫無損壞的情況下，打開相應的APP。掃描頭盔或者車身的二維碼， 通過藍牙連接后， 車鎖和頭盔鎖同時自動打開，并開始計費。 用戶從車后座處取下頭盔，并按照要求佩戴后開始騎行。

在用戶結束騎行后，歸還單車的步驟如下。 找到一個合適的停車點，將共享單車停穩后，取下頭盔，安裝到車后座的車鎖處后，手動按下車鎖，鎖內的檢測裝置會檢測頭盔是否歸還，若已經歸還，藍牙鎖將“已鎖”狀態通過手機上傳到云端，用戶在App 界面結束用車。 若無歸還共享頭盔，用戶則無法還車。但是如果設備故障，用戶通過APP 報修后才能還車。 流程圖如圖3 所示。

圖3 開始用車和結束用車業務流程圖

5 結語

該設計應用于共享單車出行安全， 當交通安全發生時保護騎行者的頭部， 避免人們由于此頭部受創而造成的傷亡。 我們為了督促用戶在騎共享單車時佩戴頭盔， 采用頭盔與共享單車車體結合的方式。 考慮到防盜等問題， 我們將車鎖與頭盔鎖結合在一起， 從而達到一人一車一頭盔的目的， 使騎單車必戴頭盔成為一種出行習慣。