[发明专利]一种自行车低速行驶方向保持且防侧翻装置及其控制方法

权利要求书

1.一种自行车低速行驶方向保持且防侧翻装置的控制方法，其特征在于，所述自行车低速行驶方向保持且防侧翻装置包括：

车架；

中心轴管，其沿纵向设置在所述车架的一端，所述中心轴管的一端转动连接所述自行车前轮；

龙头，其沿水平方向连接所述中心轴管的另一端；

立管，其设置在所述车架的中部；

锁止滑块机构，其设置在所述中心轴管上；

锁止片，其设置在所述中心轴管上，位于所述锁止滑块机构的下方；

多个栅格，其沿周向开设在所述锁止片上，并与所述锁止滑块机构相匹配；

两个防侧翻装置，其分别铰接在所述车架下部的两侧；

两个限位电磁铁，其分别设置在所述车架下部的两侧，并靠近所述防侧翻装置的一端；

两个固定电磁铁，其分别设置在所述车架下部的两侧，并位于所述车架和所述防侧翻装置之间；

所述锁止滑块机构包括：

壳体，其为F型结构，且具有向下的开口；

收缩电磁铁，其设置在所述开口内部；

弹簧，其设置在所述开口内部，所述弹簧的一端与所述收缩电磁铁固定连接；

磁性锁止滑块，其设置在所述开口内部，并固定连接所述弹簧的另一端；

所述防侧翻装置包括：

连接杆，其一端铰接在所述车架下部；

小轮，其设置在所述连接杆的另一端；

摄像头，其设置在所述立管中部；

水平仪，其设置在所述立管中部，并位于所述摄像头的下方；

车速感应磁铁，其设置在所述自行车的后轮上；

霍尔传感器，其设置在所述自行车的后轮上，并与所述车速感应磁铁电连接；

MCU，其设置在所述立管上部；

其中，所述限位电磁铁、所述固定电磁铁、所述收缩电磁铁、所述磁性锁止滑块、所述摄像头、所述水平仪以及所述霍尔传感器分别与所述MCU电连接；

所述连接杆的材质为65Mn弹簧钢；

所述自行车低速行驶方向保持且防侧翻装置的控制方法包括：

车速传感器将车速信号传递给MCU，进行车速判断：

v＝N×L；

其中，v为自行车车速，N为车轮单位时间的脉冲数，L为车轮周长；

设定自行车处于难以保持方向的状态时的速度定义为临界速度[v]＝1m/s；

当车速v≤[v]时，自行车为低速行驶状态，启动锁止滑块机构，摄像头启动并采集水平仪的实时状态图像，将其输入到MCU中；

当车速v＞[v]时，自行车为正常行驶状态；

其中，当MCU对图像信号进行处理时，根据侧翻限值刻度将图像分为左、中、右三块区域，判断水平仪气泡位置，并根据气泡所在区域位置向防侧翻装置发送指令，包括：

摄像头采集水平仪的状态图像后，将光信号转换为电信号传至MCU，MCU对电信号进行转换后再进行色彩处理：

B′＝B″×(1+d)；

B＝127+(B′-127)×(1+d)；

式中，B为二次调整后的颜色值，B′为一次调整后的颜色值，B″为原颜色值，d为调整系数，-1≤d≤1；

得到的图像以中心刻度线作为坐标原点，以两端的侧翻限制刻度作为边缘进行划分：

左区域：X≤-[X] ；

中区域：-[X]＜X＜[X]；

右区域：X≥[X]；

式中，X为图像所在坐标，[X]为侧翻限制刻度坐标；

当图像中气泡位于左区域时，自行车具有向右侧翻的趋势，MCU向右侧电磁铁发送指令，右方固定电磁铁断电，限位电磁铁通电，右方防侧翻装置弹出；

当图像中气泡位于右边区域时，自行车具有向左侧翻的趋势，MCU向左侧电磁铁发送指令，左方固定电磁铁断电，限位电磁铁通电，左方防侧翻装置弹出；

当图像中气泡位于中区域时，自行车没有侧翻的趋势，MCU向两侧电磁铁发送指令，两侧固定电磁铁通电，限位电磁铁断电，两侧防侧翻装置收回。