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TWI875130B - 自行車安全系統 - Google Patents

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TWI875130B
TWI875130B TW112130701A TW112130701A TWI875130B TW I875130 B TWI875130 B TW I875130B TW 112130701 A TW112130701 A TW 112130701A TW 112130701 A TW112130701 A TW 112130701A TW I875130 B TWI875130 B TW I875130B
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safety system
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曾裕翔
林新保
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岱宇國際股份有限公司
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Abstract

一種自行車安全系統，包括雷達、控制器，以及警示裝置，其包括管件、震動馬達，以及撞擊發聲件。震動馬達包括轉軸以及與偏心塊。撞擊發聲件包括彈性件以及撞擊塊，彈性件的第一端固定於管件的內壁，彈性件的第二端連接撞擊塊。當控制器根據雷達的訊號判斷決定發出警示，輸出控制訊號以驅動轉軸旋轉，轉軸的旋轉帶動偏心塊旋轉並震動，偏心塊敲撃撞擊發聲件使得撞擊塊撞擊內壁從而產生撞擊力並發出聲音。警示裝置同時提供騎乘者震動、撞擊，以及聽覺警示。

Description

自行車安全系統
本發明是一種用於降低自行車與後方車輛碰撞的安全系統。
騎自行車不僅能改善身心健康，也有利地球的環保。不過，自行車經常與其他車輛共用道路，而後方來車的不當超車會造成危險，並使自行車騎乘者感到焦慮，從而降低在道路上騎自行車的意願。
許多安全裝置，例如反光夾克、反光條、LED燈等，已廣泛用於增加騎乘自行車的安全性。此類型的安全裝置可增加自行車或騎乘者的可見度，但無法在附近車輛接近時提供即時反饋，因此並非是一種可靠的解決方案。
由於自行車經常會與從後面或側面接近的車輛產生危險，而自行車的騎乘者在撞擊之前可能並沒有意識到這種接近。因此，需要一種自動檢測自行車和附近車輛之間狀況的安全系統。此系統可提供警示，以引起騎乘者的注意，從而降低自行車被車輛追撞的風險。
已有業者提出具有盲區偵測(BSD，Blind Spot Detection)雷達的自行車，當雷達偵到到有車輛接近時由手把管內的震動馬達向騎乘者提出警示。然而，震動馬達提供的震動警示不足，可能與路面崎嶇不平所導致手把的震動混淆，加上橡膠製的手把降低了震動警示的強度，且騎乘者的手可能離開手把，導致無法確實收到警示。為解決上述問題，需要一種更好的安全系統。
本發明內容的提供是為了以簡化形式介紹精選的發明概念，這些概念將在下面的詳細描述中進一步描述。本發明內容和先前技術的內容並非旨在識別所請求保護標的關鍵或基本方面。此外，本發明內容不旨在用作幫助確認所要求保護標的範圍。
在一些實施例中，一種自行車安全系統包括雷達、控制器，以及警示裝置。雷達用於偵測包括一自行車後方左右盲區內的一或多個車輛的一或多個參數的訊號。控制器接收來自該雷達的該訊號並據以判斷是否發出警示。警示裝置包括管件、震動馬達，以及撞擊發聲件。震動馬達，包括轉軸以及與該轉軸連接的偏心塊，該轉軸及該偏心塊被設置於該管件內。撞擊發聲件包括彈性件以及撞擊塊，該彈性件的第一端固定於該管件的內壁，該彈性件的第二端連接該撞擊塊，在該彈性件未遭受外力的情況下，該撞擊塊並未接觸該內壁，該內壁的表面不具有凹槽。當該控制器判斷需要發出警示，該控制器輸出控制訊號以驅動該轉軸旋轉，該轉軸的旋轉帶動該偏心塊旋轉並導致震動，該偏心塊敲擊該撞擊發聲件使得該撞擊塊撞擊該內壁從而產生撞擊力並發出大於75 dB的聲音。藉此，警示裝置同時提供騎乘者震動、撞擊，以及聽覺三種警示。
在一些實施例中，該偏心塊敲擊該撞擊發聲件的該彈性件，使得該撞擊塊撞擊該內壁從而產生撞擊力並發出聲音。
在一些實施例中，該偏心塊敲擊該撞擊發聲件的該撞擊塊後發出第一聲音並且造成該彈性件變形，該彈性件的變形導致該撞擊塊撞擊該內壁從而產生撞擊力並發出第二聲音。
在一些實施例中，該撞擊發聲件的數量為複數個。
在一些實施例中，該複數個撞擊發聲件的該撞擊塊及/或該彈性件的尺寸彼此不同。
在一些實施例中，該內壁具有一粗糙表面。
在一些實施例中，該管件具有一或多個穿孔。
下面將參考附圖更全面地描述實施例，附圖構成本文的一部分並且透過說明的方式顯示具體的示例性實施例。足夠詳細地公開了這些實施例以使本領域技術人員能夠實踐本發明。然而，這些實施例可以以許多不同的形式來實現，並且不應被解釋為限於在此闡述的實施例。因此，以下詳細描述不具有限制意義。
圖1為根據本發明一個實施例自行車安全系統1的方塊圖。圖2為圖1所示自行車安全系統1被安裝於自行車的示意圖。參見圖1與圖2，自行車安全系統1主要具有雷達10、控制器11、警示裝置12。自行車安全系統1適於安裝在自行車上，在本文中，「自行車」指的是完全以人力驅動的兩輪車輛，或者具有電力輔助驅動的兩輪車輛，例如電動自行車(e-bike)。
參見圖1與圖2，雷達10被設置於自行車前方或後方的適當位置，例如後座的支撐結構上。雷達10可以是通常用於汽車的盲區偵測(BSD，Blind Spot Detection)雷達，其持續偵測包括自行車後方左右盲區內的一或多個車輛(例如汽車或摩托車等)的一或多個參數，例如車輛與自行車的距離、車輛的速度等的訊號。
參見圖1與圖2，控制器11被設置於自行車的適當位置，例如車架，並接收來自雷達10的訊號。較佳的，控制器11與雷達10之間透過線路進行電性連接並傳遞資料。控制器11可包含電池或者可連接外部電源。控制器11根據來自雷達10的訊號判斷是否發出警示。當需要發出警示，控制器11輸出控制訊號以驅動警示裝置12發出警示，細節將詳述如下。
圖3A與圖3B為根據本發明較佳實施例的警示裝置12的示意圖。參照圖3A，警示裝置12主要具有震動馬達120、管件121，以及撞擊發聲件122。震動馬達120主要具有轉軸1201以及與轉軸1201連接的偏心塊(eccentric block)1202。較佳的，轉軸1201及偏心塊1202被設置於空心的管件121內。撞擊發聲件122主要具有彈性件1221以及撞擊塊1222。彈性件1221的一端被固定於管件121的內壁1211，另一端則連接撞擊塊1222。彈性件1221的一端與內壁1211的固定方式可以是焊接、螺固，或其他本領域已知的方法。在彈性件1221未遭受外力的情況下，撞擊塊1222並未接觸管件121的內壁1211。在本實施例中，彈性件1221為彈片，但不限定於此。較佳的，管件121、偏心塊1202、彈性件1221，以及撞擊塊1222的材質為金屬或合金。彈性件1221的材質可與撞擊塊1222的材質相同或者不相同。在一些實施例中，偏心塊1202的材質為非金屬，例如塑膠。
參見圖3A，當需要發出警示，控制器11輸出控制訊號以驅動震動馬達120的轉軸1201旋轉。轉軸1201的旋轉帶動偏心塊1202旋轉，由於慣性作用造成震動。此外，如圖3A所示，當轉軸1201旋轉帶動偏心塊1202旋轉，偏心塊1202敲擊彈性件1221並造成其變形，使得彈性件1221末端(自由端)的撞擊塊1222撞擊管件121的內壁1211從而產生撞擊力並發出聲音。透過管件121傳遞的震動、撞擊力，以及聲音，以提醒騎乘者注意。如圖3B所示，當偏心塊1202被旋轉至某些方位，偏心塊1202脫離彈性件1221，使得撞擊塊1222回復至初始的位置，亦即回到原來並未接觸管件121的內壁1211的位置。因此，在轉軸1201旋轉的期間內，如果轉軸1201的轉速固定，則撞擊塊1222週期地撞擊管件121的內壁1211並週期地產生撞擊力和發出聲音。
參照圖3A與圖3B，較佳的，控制器11與震動馬達120之間透過線路進行電性連接並傳遞資料。根據本實施例，警示裝置12同時向騎乘者提供震動、撞擊，及聲音三種警示。在本文中，警示裝置12所發出的「聲音」是在戶外聲壓大於一定值，例如75 dB的聲波。控制器11可根據車輛與自行車之間的距離，將警示分為數種，例如三種等級。轉軸1201的轉速依據警示的等級而不同。例如，當車輛與自行車之間的距離愈接近，則轉軸1201的轉速愈快。
參照圖3A與圖3B，在本實施例中，管件121是自行車的手把管的一部分。亦即，震動馬達120和撞擊發聲件122被設置於手把管內。警示裝置12所產生的震動和撞擊力由自行車的手把傳遞給騎乘者，並且撞擊產生的聲音加強了警示的效果。在較佳實施例中，左、右手把管內可以各具有一個警示裝置12。如果是在左盲區偵測到有移動車輛靠近，則左手把管內的警示裝置12發出警示。如果是在右盲區偵測到有移動車輛靠近，則右手把管內的警示裝置12發出警示。
參照圖3A與圖3B，在本發明的其他實施例中，可以選擇性地在自行車的一或多個位置，例如座椅、(座椅下方)座管、(左、右)踏板軸，以及(左、右)曲柄等位置中的一或多個，各設置一個警示裝置12。在一些實施例中，除了在自行車的左、右手把管內各具有一個警示裝置12，並且在上述一或多個位置各設置一個警示裝置12，以確保騎乘者能收到警示。在上述一或多個位置中，如果警示裝置12被安裝在座椅內，則警示裝置12具有獨立的管件121；如果警示裝置12被安裝在座管、(左、右)踏板軸，及/或(左、右)曲柄內，則管件121為座管、(左、右)踏板軸，及/或(左、右)曲柄的一部分。
參照圖3A與圖3B，相較於習知技術在手把管內設置震動馬達的警示裝置，本申請的警示裝置12提供更好的警示效果。如前所述，習知警示裝置的振動馬達僅透過單一偏心塊提供警示不足的震動。此外，儘管震動馬達本身也能藉由偏心塊的震動發出聲音，但其聲壓介於50 dB至65 dB，頻率介於130 Hz至180 Hz，在戶外難以被騎乘者聽到。除了偏心塊的震動警示，本申請的警示裝置12還提供撞擊塊1222撞擊管件121的內壁1211所產生的撞擊警示與聲音警示。騎乘者的身體部位，例如手、臀部、及/或腳，感受到管件121反饋的撞擊力。而在通常的實施例中，警示裝置12所產生的聲音，其聲壓在戶外介於75 dB至100 dB、頻率介於1800 Hz至3800 Hz。因此，騎乘者同時可輕易聽到警示裝置12所產生的聲音。
圖4A為根據本發明另一個實施例的警示裝置12的示意圖。本實施例與圖3A和圖3B實施例的不同處在於，撞擊發聲件122的數量為多個。例如，圖4A顯示警示裝置12具有撞擊發聲件122A、撞擊發聲件122B，以及撞擊發聲件122C。當轉軸1201旋轉帶動偏心塊1202旋轉，偏心塊1202依序敲擊彈性件1221A、1221B、1221C並造成其變形，使得撞擊塊1222A、1222B、1222C依序撞擊管件121的內壁1211從而產生撞擊力並發出連續聲音。在一些實施例中，多個撞擊發聲件122的撞擊塊1222及/或彈性件1221的尺寸彼此不同，並且可以依照碰撞的順序做排列。例如，在圖4B的範例中，撞擊塊1222A、1222B、1222C皆為鋼珠，其直徑大小為1222A＞1222B＞1222C(或者也可以1222A＜1222B＜1222C)。在圖4C的實施例中，彈性件1221A、1221B、1221C皆為彈片，其厚度大小為1221A＞1221B＞1221C(或者也可以1221A＜1221B＜1221C)。相較於圖3A與圖3B的實施例，本實施例中多個撞擊發聲件122產生的聲音可以是連續、多頻的，及/或多變化的。
圖5A至5B為根據本發明另一個實施例的警示裝置12的示意圖。在本實施例中，警示裝置12具有震動馬達120、管件121，以及撞擊發聲件122。與圖3A與圖3B實施例相較，撞擊發聲件122的配置不同。如圖5A所示，當轉軸1201旋轉帶動偏心塊1202旋轉，偏心塊1202敲擊撞擊塊1222從而產生第一聲音並且造成彈性件1221變形。如圖5B所示，接著，由於彈性件1221變形，撞擊塊1222撞擊管件121的內壁1211從而產生撞擊力並發出第二聲音。
圖5C為根據本發明另一個實施例的警示裝置12的示意圖。與圖5A與5B實施例的不同處在於，警示裝置12具有多個撞擊發聲件122，例如撞擊發聲件122A、撞擊發聲件122B，以及撞擊發聲件122C。當轉軸1201旋轉帶動偏心塊1202旋轉，偏心塊1202依序敲擊撞擊塊1222A、1222B、1222C而產生第一聲音並且造成彈性件1221A、1221B、1221C變形，導致撞擊塊1222A、1222B、1222C依序撞擊管件121的內壁1211從而產生撞擊力並發出第二聲音。
參見圖5C，在本實施例中，多個撞擊發聲件122的撞擊塊1222及彈性件1221的尺寸相同。然而，在一些實施例中，多個撞擊發聲件122的撞擊塊1222及/或彈性件1221的尺寸彼此不同，並且可以依照碰撞的順序做排列。例如，在圖5C的範例中，撞擊塊1222A、1222B、1222C皆為鋼珠，其直徑大小為1222A＞1222B＞1222C或者1222A＜1222B＜1222C。多個撞擊發聲件122產生的聲音可以是連續、多頻的，及/或多變化的。
圖6為根據本發明另一個實施例的警示裝置12的示意圖。在本實施例中，警示裝置12具有震動馬達120、管件121，以及一或多個撞擊發聲件122，例如撞擊發聲件122A、撞擊發聲件122B，以及撞擊發聲件122C。與圖5C實施例的不同處在於，彈性件1221A、1221B、1221C皆為彈簧。當轉軸1201旋轉帶動偏心塊1202旋轉，偏心塊1202依序敲擊撞擊塊1222A、1222B、1222C從而產生第一聲音並且造成彈性件1221A、1221B、1221C變形，導致撞擊塊1222A、1222B、1222C依序撞擊管件121的內壁1211從而產生撞擊力並發出第二聲音。
參見圖6，在本實施例中，多個撞擊發聲件122的撞擊塊1222及彈性件1221的尺寸相同。然而，在一些實施例中，多個撞擊發聲件122的撞擊塊1222及/或彈性件1221的尺寸彼此不同，並且可以依照碰撞的順序做排列。例如，在圖6的範例中，撞擊塊1222A、1222B、1222C皆為鋼珠，其直徑大小可以為1222A＞1222B＞1222C或者1222A＜1222B＜1222C。多個撞擊發聲件122產生的聲音可以是連續、多頻的，及/或多變化的。
圖7為根據本發明另一個實施例的警示裝置12的示意圖。本實施例與圖4A實施例的不同處在於，管件121的內壁1211並非是光滑，而是粗糙化的表面。粗糙化的內壁1211有助於增加撞擊的效果。粗糙化的內壁1211也可以應用於本申請的任何實施例，例如圖3A與圖3B、圖4B與圖4C、圖5A至5C、圖6的實施例中。
圖8為根據本發明另一個實施例的警示裝置12的示意圖。本實施例與圖4A實施例的不同處在於，管件121具有一或多個穿孔1212，以增加管件121所發出聲音的聲壓及/或變化。具有穿孔1212的管件121也可以應用於本申請的任何實施例，例如圖3A與圖3B、圖4B與圖4C、圖5A至5C、圖6、圖7的實施例中。
圖9為根據本發明另一個實施例自行車安全系統1的方塊圖。與圖1所示系統的不同處在於，控制器11還可以透過有線或無線的方式連接其他裝置，以向騎乘者提出輔助警示。例如，自行車安全系統1還具有安裝在左、右後視鏡的後視鏡LED13及/或安裝在(左、右)手把管的LED環14。控制器11透過線路連接(左、右)後視鏡LED13及/或(左、右)LED環14；當需要發出警示時，控制器11依照警示等級及/或警示的來源盲區，使對應側的後視鏡LED13及/或LED環14發出對應該警示的光。其中，安裝在左、右後視鏡的後視鏡LED13可以是環繞在後視鏡周邊的多個LED(發光二極體)，並且這些LED可以依序，例如以順時針或逆時針方向依序發光，以增加警示的效果。不同的警示等級，LED環14發出光的顏色不同。
參見圖9，控制器11還可以具有藍牙通訊模組，以透過無線的方式連接騎乘者的行動電話18，並將資訊傳遞至行動電話18的一個應用程式上。所傳遞的資訊包含警示訊息以及其他訊息，例如地圖、自行車後方的即時影像、及文字/符號/圖形/語音提示等。
參見圖9，騎乘者的行動電話18可以透過藍牙連接一或多個其他裝置，包括耳機15、頭盔16，及/或喇叭17，以進一步向騎乘者提供警示訊息。例如，將提示語音透過藍牙傳遞給耳機15、頭盔16，及/或喇叭17。圖10顯示根據本發明一個實施例的頭盔16，此頭盔16內建了藍牙耳機及/或藍牙喇叭(未圖示)，以接收來自行動電話18的警示訊息。此外，頭盔16還有分別設置在面罩兩側的LED燈160，其依照警示等級及/或警示的來源盲區，由對應側的LED燈160發出對應該警示等級的對應強度或顏色的光。
從上文中可以理解，為了說明的目的，本文已經描述了本發明的具體實施例，但是在不脫離本發明範圍的情況下可以進行各種修改。因此，除了所附專利範圍之外，本發明不受限制。
儘管已經用特定於某些結構和材料的術語描述了本案技術，但是應當理解，所附專利範圍中定義的發明不一定限於本文所描述的特定結構和材料。相反，具體實施例被描述為實施所要求保護發明的形式。因為本發明的許多實施例可以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下實施，所以本發明屬於下文所附的專利範圍中。
除非另有說明，否則在說明書(除了專利範圍)中使用的所有數字或表述，例如那些表示尺寸、物理特性等的表述，都被理解為在所有情況下由術語「大約」所修飾。至少，說明書或專利範圍中記載的每個被術語「大約」修改的數值參數至少應根據所提到數值參數的數字和應用四捨五入技術來解釋。
1:自行車安全系統 10:雷達 11:控制器 12:警示裝置 13:後視鏡LED 14:LED環 15:耳機 16:頭盔 17:喇叭 18:行動電話 120:震動馬達 121:管件 122:(A/B/C)撞擊發聲件 160:LED燈 1201:轉軸 1202:偏心塊 1211:內壁 1212:穿孔 1221:(A/B/C)彈性件 1222:(A/B/C)撞擊塊
以下參考附圖將描述所公開技術的非限制性和非窮舉性實施例，包括較佳實施例，其中除非另有說明，否則在所有視圖中，相同的符號表示相同的元件或部分。
圖1為根據本發明一個實施例自行車安全系統的方塊圖。
圖2為圖1所示自行車安全系統被安裝於自行車的示意圖。
圖3A與圖3B為根據本發明較佳實施例的警示裝置的示意圖。
圖4A至4C為根據本發明另一個實施例的警示裝置的示意圖。
圖5A至5C為根據本發明另一個實施例的警示裝置的示意圖。
圖6為根據本發明另一個實施例的警示裝置的示意圖。
圖7為根據本發明另一個實施例的警示裝置的示意圖。
圖8為根據本發明另一個實施例的警示裝置的示意圖。
圖9為根據本發明另一個實施例自行車安全系統的方塊圖。
圖10顯示根據本發明一個實施例自行車安全系統的頭盔。
12:警示裝置
120:震動馬達
121:管件
122:撞擊發聲件
1201:轉軸
1202:偏心塊
1211:內壁
1221:彈性件
1222:撞擊塊

Claims (9)

  1. 一種自行車安全系統，包括： 一雷達，偵測包括一自行車後方左右盲區內的一或多個車輛的一或多個參數的訊號； 一控制器，接收來自該雷達的該訊號並據以判斷是否發出警示；以及 一警示裝置，包括； 一管件； 一震動馬達，包括一轉軸以及與該轉軸連接的一偏心塊，該轉軸及該偏心塊被設置於該管件內；以及 一撞擊發聲件，包括一彈性件以及一撞擊塊，該彈性件的第一端固定於該管件的一內壁，該彈性件的第二端連接該撞擊塊，在該彈性件未遭受外力的情況下，該撞擊塊並未接觸該內壁，該內壁的表面不具有凹槽； 當該控制器判斷需要發出警示，該控制器輸出一控制訊號以驅動該轉軸旋轉，該轉軸的旋轉帶動該偏心塊旋轉並導致震動，該偏心塊敲擊該撞擊發聲件使得該撞擊塊撞擊該內壁從而產生撞擊力並發出大於75 dB的聲音； 其中在該自行車的一左手把管、一右手把管、一座椅、一座管、一左踏板軸、一右踏板軸，一左曲柄、以及一右曲柄位置中的一或多個各設置一個該警示裝置，當該警示裝置被安裝在該左手把管、該右手把管、該座管、該左踏板軸、該右踏板軸，該左曲柄、以及/或該右曲柄內，則該管件為該左手把管、該右手把管、該座管、該左踏板軸、該右踏板軸，該左曲柄、以及/或該右曲柄的一部分。
  2. 如請求項1之自行車安全系統，其中該偏心塊敲擊該撞擊發聲件的該彈性件，使得該撞擊塊撞擊該內壁從而產生撞擊力並發出聲音。
  3. 如請求項1之自行車安全系統，其中該偏心塊敲擊該撞擊發聲件的該撞擊塊後發出第一聲音並且造成該彈性件變形，該彈性件的變形導致該撞擊塊撞擊該內壁從而產生撞擊力並發出第二聲音。
  4. 如請求項1之自行車安全系統，其中該撞擊發聲件包含複數個撞擊發聲件。
  5. 如請求項4之自行車安全系統，該複數個撞擊發聲件的該撞擊塊及/或該彈性件的尺寸彼此不同。
  6. 如請求項1之自行車安全系統，其中該彈性件為彈片。
  7. 如請求項1之自行車安全系統，其中該撞擊發聲件為鋼珠。
  8. 如請求項1之自行車安全系統，其中該內壁具有一粗糙表面。
  9. 如請求項1之自行車安全系統，其中該管件包含一或多個穿孔。
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