城市非机动车停放管理锁和组件
技术领域
本实用新型涉及共享设备、锁具领域，尤其涉及一种城市非机动车停放管理锁和组件。
背景技术
共享单车作为信息社会的新产物，丰富了人们出行的方式。 但现有的共享单车方案也存在诸多问题和不足。
首先是随意停放的管理问题，在当前方案中并无可靠的解决方案，一般情况下只能投入大量的管理人力物力来人工纠正乱停拜访的问题，同时也给城市管理行政部门也造成了巨大的管理负担。
其次是人为损坏二维码、加锁据为己用的问题，当前均未有有效手段能够遏止。
此外，对于当前的共享单车运营来说，实际上仅仅是对新生产出来的单车产品进行了投放，供用户租用，一方面实际上并不是真正意义上的“共享”，仅仅是一种租赁模式，另外一方面，由于存在多个运营企业，难以避免地出现盲目投放的问题，更进一步造成了资源的浪费。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的缺陷和不足的问题，本实用新型从对锁具及配套组件的改进出发，构建了新的能够适用于城市非机动车停放管理方案，其具体采用以下技术方案：
一种城市非机动车停放管理锁，其特征在于：锁体包括在上壳体和下壳体内分隔出的电磁锁仓、钥匙仓和电路仓；所述钥匙仓位于锁体的一侧，其前端为开设在锁体上的钥匙孔，后端径向设置有弹性件；所述电磁锁仓位于钥匙仓的前端侧方，其内部设置有弹簧电磁锁，所述电磁锁仓和钥匙仓之间通过尺寸与弹簧电磁锁的锁舌头相匹配的锁舌头孔连通；所述电路仓内设置有电路板，所述电路板上设置有线圈、微动开关和通信模块，以及分别与电磁铁装置线圈、微动开关和通信模块连接的控制器；所述线圈设置在钥匙仓后端侧方，所述微动开关设置在所述弹性件末端触点的后方；所述电路仓和钥匙仓之间连通部仅包括尺寸与弹性件末端触点相匹配的触点孔。
优选地，所述电路仓的周部由防水胶圈包覆，所述触点孔由防水胶圈覆盖。
优选地，所述弹簧电磁锁采用防水材料封装。
优选地，所述电路仓内设置有电池安放槽，所述电池安放槽朝内的一端设置有电源负极金属片，朝外的一端设置有圆形的电池盖；所述电池盖通过异形螺丝与锁体连接；所述电池盖的内侧固定有L型的电源正极金属片；所述线路板上设置有金属弹片，与电源正极金属片构成电气连接。
优选地，所述电池盖与上壳体和下壳体的接触面设置有防水垫圈。
优选地，所述电池盖的外侧设置有防撞胶圈；所述锁体的周部由软性塑料包覆。
优选地，所述锁体设置有钥匙孔的一侧部还设置有摄像头；所述摄像头的镜头侧部采用镜头防水胶圈包覆，并通过FPC和导线穿过电磁锁仓连接电路仓中的控制器。
优选地，还包括钥匙，所述钥匙为长条形，在中端开设有通槽，前段内嵌有RFID芯片。
优选地，还包括固定桩，所述固定桩包括中空的桩体、桩头、加重块和链条；所述链条穿过桩头的限位口，在桩体内的一端固接加重块，在桩体外的一端固接锁体；所述限位口的尺寸小于加重块和锁体。
本实用新型及其优选方案基于锁具方案的改进，提出了能够适用于城市非机动车停放管理方案。
其中，本实用新型提出的改进锁具方案，成本低廉、可靠性高、耐用性强、尤其是具备很强的防水性能，能够有效适用于户外场景下的应用。同时，将锁具、适配的钥匙与固定桩结合，即可以构成在户外场景下完整的非机动车停放、取车的完整装置方案。其中，锁具安装在固定桩上随取随用，钥匙则可以固定在非机动车的任意位置。钥匙可以插入任意闲置的锁具实现停放，并同时自动完成后台的登记确认，而取车时，也可以通过移动终端直接快捷取车。
本实用新型及其优选方案的应用能够有效解决现有共享单车方案所遇到的众多管理方面的问题，锁具方面的成本较现有方案更低，且具备更强的普遍适用性，能够做到不同的共享单车平台公用、私人单车乃至电动车的便捷停放、取用等效果，具备很高的实用价值和经济效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
图1为本实用新型实施例电池盖结构示意图；
图2为本实用新型实施例锁体立体示意图（打开上壳体）；
图3为本实用新型实施例钥匙结构示意图；
图4为本实用新型实施例摄像头剖视结构爆炸图；
图5为本实用新型实施例锁体爆炸结构示意图；
图6为本实用新型实施例锁体和钥匙剖视示意图1；
图7为本实用新型实施例锁体、钥匙和链条立体示意图
图8为本实用新型实施例锁体和钥匙剖视示意图2；
图9为本实用新型实施例固定桩示意图（局部放大）；
图10为本实用新型实施例固定桩示意图；
图中：100-锁体；101-上壳体；102-下壳体；103-防撞胶圈；104-防水胶圈；105-软性塑料包边；106-塑料壳；107-二维码设置区域；110-摄像头；111-镜头外壳；112-镜头；113-镜片；114-镜头防水胶圈；115-FPC；120-弹簧电磁锁；121-锁舌头；131-线圈；132-微动开关；133-无线通信模块；134-电池；141-弹性件；151-电池盖；152-电源正极金属片；153-防水垫圈；154-异形螺丝；155-金属弹片；156-电源负极金属片；200-钥匙；201-RFID芯片；202-通槽；203-固定架；300-桩体；301-加重块；302-桩头；303-链条。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
本实施例提供的装置部分的设计方案主要分为锁体100、钥匙200和固定桩三部分。其中锁体100和钥匙200属于配套性的装置，固定桩属于一种安装锁体100的优选方案。
如图2、图5所示，本实施例提供的锁体100包括在上壳体101和下壳体102内分隔出的电磁锁仓、钥匙仓和电路仓。
由于本实施例提供的锁体100方案相对于常规的锁体100，主要应用于户外露天的使用场景，对水密性和耐用性方面有着更高的要求，除了下文所述的部分功能性通孔之外，电磁锁仓、钥匙仓和电路仓之间处于相对完全隔离的状态，钥匙仓因为具备钥匙200进出的钥匙通道，必然会进入水、尘土等，因此保证钥匙仓与电路仓之间的隔离是本实施例方案所要解决的主要问题。同时，在外壳的材质方面，如图7所示，其主体采用塑料壳106双色注塑制造，在周部边角容易发生碰撞的区域采用软性塑料包边105，并在有电池盖151和与固定桩的链条303连接的一侧设置防撞胶圈103，进一步增强耐用性。在塑料壳106上可以有二维码设置区域107，用于记录锁体100的特征信息以及与上位机系统的连接方式，移动终端可以通过扫码的方式进行接入。
具体地，如图5-图8所示，为了尽可能减小与另外两个仓体的相邻面积，将钥匙仓位于锁体100的一侧，其前端为开设在锁体100上的钥匙200孔，后端径向设置有弹性件141。其中钥匙200孔可以设计成为贴合钥匙200尺寸的形状，以尽可能减小异物和雨水带来的干扰，弹性件141包括尺寸与钥匙通道相匹配，对钥匙200的行程进行限位的挡片，挡片后方的复位弹簧以及触点，一方面起隔离钥匙200与钥匙仓后部结构，另一方面起对钥匙200的插入信息进行物理上的传递的作用，这一点需要配合微动开关132来实现。
电磁锁仓位于钥匙仓的前端侧方，其内部设置有弹簧电磁锁120，电磁锁仓和钥匙仓之间通过尺寸与弹簧电磁锁120的锁舌头121相匹配的锁舌头121孔连通，为了保障锁舌头121孔可能的进水进尘不对弹簧电磁锁120本体造成不良影响，本实施例中，弹簧电磁锁120采用防水材料封装。如图2所示，在没有钥匙200插入的情况下，锁舌头121收到锁弹簧的弹力作用自然伸出至钥匙仓中，当钥匙200插入的过程中，将锁舌头121顶起，直至钥匙200插入到位后，锁舌头121正好卡位在钥匙200的通槽202当中，在此过程中，弹簧电磁锁120均处于不通电的状态。
电路仓内设置有电路板和电源模块，基于本实施例提供的整体方案，电源模块可以采用利用预埋的固定桩实现有线电源供电或电池134供电两种形式，此处采用优选的电池134方案。
电路板上设置有线圈131、微动开关132和通信模块，以及分别与电磁铁装置线圈131、微动开关132和通信模块连接的控制器，该电路板的主要作用是集成本实施例采用的电路模块，使之相互构成电气连接关系，其具体形式可以是PCB电路板，也可以在选用电子器件采用现成器件的情况下采用其他板件的形式完成电子器件的定位和固定。其中通信模块优选采用无线通信模块133，如4G/5G移动通信芯片，利用物联网实现数据的传输。
在具体设置方位上，作为用于读取RFID芯片201的模块，线圈131设置在钥匙仓后端侧方，由于RFID芯片201需要贴近读取的需求，这样的设置保证钥匙200在插入卡位后，线圈131正好处于RFID芯片201正对的位置，方便读取。作为读取钥匙200插入与否位置信息的微动开关132设置在弹性件141末端触点的后方，当钥匙200完全插入以后，弹性件141受压使末端触点触发微动开关132，而当弹簧电磁锁120通电使锁舌头121缩回时，弹性件141的弹力将钥匙200顶出，同时末端触点脱离使微动开关132触发的状态；为了使微动开关132能够得以触发，电路仓和钥匙仓之间连通部特别设置有尺寸与弹性件141末端触点相匹配的触点孔。为了确保水密性，如图6所示，电路仓的周部由防水胶圈104包覆，触点孔也由防水胶圈104覆盖，由于防水胶圈104本身具备软性和弹性，故能够传递末端触点的挤压。
电路仓远离钥匙仓的另一角设置有电池134安放槽，电池134安放槽朝内的一端设置有电源负极金属片156，朝外的一端设置有圆形的电池盖151；如图1所示，电池盖151与上壳体101和下壳体102的接触面设置有防水垫圈153，电池盖151通过异形螺丝154与锁体100连接；电池盖151的内侧固定有L型的电源正极金属片152；线路板上设置有金属弹片155，与电源正极金属片152构成电气连接。其中，电源正极金属片152设置在与上壳体101和下壳体102独立的圆形电池盖151上，并配置防水垫圈153，是本实施例方案为了进一步提升防水性能的特殊设计，其中采用圆形的电池盖151以及分离式设计是为了能够与防水垫圈153形成更有效的配合，为此放弃了常规的电池盖151铰接在壳体上的设计，同时将电源正极金属片152也与主电路系统进行了分离。在电池盖151安装的状态下，则通过金属弹片155实现与电路的电气连接。异形螺丝154则是为了保证普通螺丝刀无法打开电池盖151，从而保障锁体100日常使用的安全性。
为了进一步提升锁体100的功能，本实施例的锁体100在设置有钥匙200孔的一侧部还设置有摄像头110；如图4所示，为了保证防水性，摄像头110的镜头112、镜片113和镜头外壳111采用水密性的封装方式，镜头外壳111周部采用镜头防水胶圈114包覆，确保与锁体100安装位置的防水性。摄像头110通过FPC115和导线穿过电磁锁仓连接电路仓中的控制器，其中电磁锁仓与电路仓之间为了线路连接预留的小孔的周部也由上述防水胶圈104紧密贴合覆盖。
摄像头110用于图像采集，其基本功能在于在微动开关132确认锁车的时刻进行图像采集，确认除了钥匙200之外，同时也有对应的车辆已经完成停放，相当于起到双重检验的作用。
如图3所示，钥匙200作为配合锁体100的设计，采用的形状为长条形，长度与钥匙仓的钥匙通道长度相适配，在中端适当的位置开设有通槽202，前段适当的位置内嵌有RFID芯片201，每个钥匙200的RFID芯片201写入其特征信息。钥匙200通过固定架203固定在非机动车的任意合适部位。
如图7、图9、图10所示，本实施例提供了用于安装锁体100的固定桩结构，该固定桩包括中空的桩体300、桩头302、加重块301和链条303；链条303穿过桩头302的限位口，在桩体300内的一端固接加重块301，在桩体300外的一端固接锁体100；限位口的尺寸小于加重块301和锁体100。其中，加重块301配合链条303属于本实施例的特殊设计，其考虑到固定锁体100用的链条303本身就存在相当的自重的情况；当锁体100处于未被使用的状态时，由于加重块301的重力作用，链条303可以逐渐缩回至桩体300的空腔当中，直至锁体100卡在限位口外侧，这样避免了链条303裸露在外占用空间的情况，也避免了锁体100垂于地上更加容易意外损坏的情况。同时，在取出锁体100使用的过程中，由于链条303逐渐被拉出，需要拉出链条303所要施加的力是逐渐减小的，可以让使用者在使用时更加轻松。限位口下方还设置有滚轴，起到定滑轮的作用，方便链条303的拉出和收回。
固定桩可以直接安装在路边适合停车的区域，也可以设置在专用的停车场中，一排固定桩结构加上横栏可以构成类似城市道路的普通隔离栏的结构，其设置几乎不会额外占用城市规划的空间。同时，如果为了保证续航性能，还可以与城市地下线缆结合，直接从桩体300内部穿设而出，有线连接锁体100，可以实现对电池134的充电，甚至于增加一个可以对电动车进行充电的电动车充电线缆，并设置为只有当钥匙200插入锁体100时，该线缆才处于通电状态，这样钥匙200相当于也作为了充电线缆开启的凭证，也可以以此实现计费的功能，或者将无线通信模块133取消，作为普通控制器的通信模块，通过有线连接直接与上位机进行数据交互。
通过以上装置结构的设置，本实施例提供以下控制方法的步骤，作为实现本实用新型整体方案的基本控制方法：
步骤S1：当需要锁车/还车时，用户将非机动车停放好后，将钥匙200插入钥匙200孔，直至锁舌头121卡位于通槽202中；弹性件141受到挤压，使末端触点触发微动开关132；
步骤S2：微动开关132被触发后，线圈131启动读取RFID芯片201的数据的流程，并通过通信模块上传上位机，上位机将钥匙200特征信息与锁体100特征数据相关联，并确认锁车状态；
如果本实施例方案应用于私家车辆的停放，上位机平台将存储关联后的将钥匙200特征信息与锁体100特征数据，由于锁体100特征数据是预设的，实际上可以直接对应具体的固定桩的位置信息，同时钥匙200特征信息与用户的个人账号绑定，此时就可以实现在登录个人账户的客户端上记录和现实当前停车状态的功能，实现停车位置提醒，实时状态监控（通过摄像头110）等功能。
如果本实施例方案应用于共享单车停放，此时相当于完成了还车的操作，待摄像头110确认确实有车存在于车位上，即可以消除之前的借车状态信息。
步骤S3：在需要取车/借车时，用户通过个人账户，或者扫描锁体100上的二维码，通过移动终端连接上位机，并向上位机发送取车请求信息，上位机向通信模块发送开锁请求信息，弹簧电磁锁120通电一个很短的单位时间，在通电过程中，锁舌头121缩回，同时弹性件141释放弹力，将钥匙200的通槽202顶出正对锁舌头121孔的位置，此时，钥匙200可以顺利拔出，完成取车/借车的操作；
步骤S4：为了验证钥匙200是否已经拔出，线圈131开始周期性地执行读取操作，直至无法读取到RFID芯片201的数据，向上位机确认取车成功。
如果本实施例方案应用于私家车辆的停放取车，则将绑定的钥匙200特征信息与锁体100特征数据信息解除，说明私人车辆用户没有再占用锁具和车位。
如果本实施例方案应用于共享单车的借车操作，此时上位机确认借车成功的操作，将钥匙200特征信息与共享单车用户的个人账户信息绑定，并记录借车的时长等信息，该种绑定关系直至还车后解除。
通过本实施例方案的构建，实现了多元化的城市非机动车辆的管理方案，通过固定桩和锁具的设置，约束了非机动车辆的乱停放的问题，同时做到了不额外占用空间。同时，能够整合私人车辆、多种类型共享单车的管理，在硬件上，非机动车辆只需要固定一把钥匙200既可以参与加入到系统当中，对于私人车辆用户来说成本非常低，对于共享单车运营来说，可以省去成本巨大的共享单车车锁，甚至私人的车辆也可以以此加入到“共享”的环节当中（只需要开放对第三方的取车权限），充分利用了社会的资源，其显著优于现有的方案。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的城市非机动车停放管理锁和组件，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
