基本信息
- 项目名称：
- “玉碎”式自行车密码车头锁
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 自行车失窃问题长久以来困扰广大民众，我们分析认为：传统自行车锁容易被技术破解或暴力破坏，其核心原因是车锁分离，锁的破坏不影响自行车的使用价值，被盗自行车可被直接销售且获利较大。为此我们提出了“玉碎”概念，即锁和车融为一体，锁坏车毁，难以修复，使被盗自行车丧失经济价值，有效降低小偷的盗窃动机。并在锁具密码设计，装配工艺方面进行了多项创新设计，提高了用户体验，增强市场竞争力。
- 详细介绍：
- 公安部信息显示，全国每年被盗自行车近400万辆，自行车被盗问题长期困扰广大民众，问题亟待解决。自行车被盗的核心问题是：锁是车的附属产品，锁的破坏不影响车的使用价值，即使锁具钢环做得很粗，锁芯设计很复杂，窃贼仍可以通过技术或暴力破解。在利益驱动下，盗窃活动仍会继续。 本设计针对上述问题，首次提出车锁一体，锁坏车毁的“玉碎”概念，将其作为我们的核心创新点，从根本上打消窃贼撬锁卖车的动机，从源头上消除盗窃动机进而有效防止盗窃案件发生。本设计的切入点是研究车的结构、强度和锁的防盗性之间的关系。车锁一体并不是车、锁简单的线型叠加，锁具被设计成自行车横梁受力部件，一旦受到破坏，修复难度大，不易二次销售。 以“玉碎”概念为指导，我们设计了两套方案：拨环式密码车头锁和按键式密码车头锁，在价格上相互配合，满足不同层次的市场需求。 锁具的考虑：针对现有拨环密码锁易被技术破解，我们提出独创的“伪凹槽防盗设计”，技术破解难度增大百倍。对于现有按键密码锁不能更改密码的缺陷，我们从编码学原理出发重新探究这一问题，提出多套设计方案，最终采用独创的“二次布码”技术使机械按键密码锁领域里首次实现锁的密码可更换，已与厂家签署合作意向书。 安装位置的考虑：基于我们对自行车锁功能的理解和“玉碎”概念，提出将密码锁内置于车架上管核心部位的车锁一体方案，装配成本低，暴力破解难。在制造上，主要考虑装配工艺、材料和制造成本。本设计为出厂设计，“嵌入式装配”的安装步骤少，不影响车架焊接，并保证车架结构安全。材料方面考虑了防锈和磨损，设计使用寿命10~15年，超过自行车正常使用寿命。经过分析计算，本设计的制造及加工成本合计约20~25元，与普通U型锁成本相当。 综合上述分析，本设计采用“玉碎”设计，杜绝暴力破解，从源头上消除盗窃动机进而有效防止盗窃案件发生。同时本设计安装方便，性能稳定，成本适宜，是彻底解决自行车盗窃问题的技术方案。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、设计发明目的和基本思路： 传统自行车锁容易被技术破解或暴力破坏，其核心原因是锁的破坏不影响自行车的使用价值。降低甚至消除小偷获利的可能，才能从根本上消除犯罪动机。因此我们提出了“玉碎”概念，即锁和车融为一体，锁坏车毁，有效消除犯罪动机。 2、创新点和技术关键： （1）首次将“玉碎”概念运用于自行车锁的设计——车锁一体，一旦受到暴力破坏，锁毁车坏，无法销赃。 （2）“变径龙头立管”设计：消除了对龙头施加大扭矩掰断锁芯的可能。 （3）“伪凹槽反破解设计”：解决传统拨环密码锁易被技术破解的难题。 （4）“二次布码技术”：解决机械按键式密码锁设定密码的难题。 3、主要技术指标： (1)保密性 拨环式：10万种排序（5位拨环，每环10位数字） 按键式：32768种密码排序（8位数字，5位密码） (2)可靠性 针对常用暴力破解龙头锁的方法，我们专门设计了结构独特的“变径龙头立管”。针对龙头的大扭矩破解，当加在龙头上的扭矩达到75~138N•m，龙头将相对前轮转动，锁芯和车管不会出现损坏。 (3)稳定性 按键式：选用不锈钢2G1Gr13，结合实际的天气状况（雨水PH>5.0），按键式密码锁设计使用次数为18000，按键密码锁生产供应商可提供10年寿命保障。 拨环式：选用铝合金LF6，抗腐蚀能力强，相对于磨损失效，腐蚀影响小。拨环密码锁正常情况可达到约16年的使用寿命。
科学性、先进性
- 科学性和先进性： (1)以车锁一体的“玉碎”理念为核心，提出自行车锁具安装的“嵌入式“装配，使锁具安装成为自行车生产过程的重要一环，改变了目前车、锁分离的自行车生产方式，自行车的防盗安全在自行车制造过程中得到根本保证，实现了自行车安全机制上的突破和变革。 (2)运用密码学基本思想，将目前锁具的单层机械编码结构变革为双层结构机械编码方式，即“复式机械编码“方法，大大增加了编码排序数，从基本原理上提高了锁具的安全性。 (3)为适应不同市场需求，运用上述思想设计了两套方案：拨环式密码车头锁和按键式密码车头锁。两套方案都具备稳定性好、安全性高的优势。两款产品在价格上相互配合，市场覆盖性好。 (4)引入人机工程学原理，通过分析和优化，确定出龙头固定角等位置参数，以方便自行车停放、防止被推走。 (5)锁具损坏是一个渐变过程，当锁具使用不能提供良好用户体验时，客户会停止玉碎锁的使用，因此正常使用不会造成用户锁坏车毁的情况，锁具损坏问题不影响玉碎锁的推广和使用。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 整车制作完成，已与生产商签订合作协议。
技术转让方式
- 合作开发，共同成立公司。
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■模型 ■图纸 ■现场演示 ■图片 ■录像 ■样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、使用说明： 开锁：拨好或键入正确密码后，用推面或按键使锁芯移出。 关锁：前推推面或按清零键使锁芯插入龙头内即可。 2、技术特点： （1）安全牢固，无法倒卖 （2）操作简单，使用方便 （3）密码可换，便于记忆 （4）装配简单，成本较低 （5）无需钥匙，开关快速 （6）质量稳定，寿命较长 3、适用范围及推广前景的技术性说明： 自行车横梁均为锻造件，可以根据“玉碎”锁的设计改变横梁直径，外形，制造成本低。 基于“玉碎”概念，可推广到三轮车，电瓶车，摩托车，方便性和安全性均比现存锁具有很大提高。 4、市场分析和经济效益预测： 目前，中高档自行车售价在600~3000元。永久YE02806售价535元，“玉碎”成本20~25元，锁增加“玉碎“功能的自行车溢价提高至635元（该价格得到企业负责人认可）。安销售和设计利润个50%算，每辆自行车仍可获利75元。“永久牌”自行车具有400万辆/年的生产能力，若2%车上装有“玉碎”锁，也可年获利600万。
同类课题研究水平概述
- 本项目的重点在于研究车、锁关系以及锁具设计，以下从这两方面论述。 一、在车、锁关系上，虽然国外的车锁如master, KRYPTONITE，以及国内的车锁，如捷安特—K7350068，TONYON—TY338在防盗性上都比较好，但锁具均采用车、锁分离的方式，这样的锁具被暴力破坏之后，并不影响车的使用价值。市场上也有采用车头锁的产品，如捷安特的车头锁，锁的位置暴露在车的前叉上，这样的锁可以用螺丝刀暴力破解，车头锁被破坏后车的正常使用不受任何影响。这类车头锁使用繁琐，通过我们的走访调查，原先购买车头锁的客户中仅有不到1/10继续使用原先提供的车头锁。 “玉碎”车头锁在车、锁关系上与上述锁具有本质不同，锁和车的使用价值密切相关，真正地的实现了车锁一体。 二、现有密码锁，如亿众、雅厚、TONYON等品牌的密码锁，密码的组合方式多，不易直接破解，并且不必随身携带钥匙。市场上主流的机械密码锁有拨环式密码锁和按键式密码锁。对于按键式码锁，存在不能更改密码的缺点。而拨环式密码锁，可以通过拨环时发出声音破译密码。我们的“二次布码技术”实现了按键式机械密码锁的密码更换，而“伪凹槽设计”则消除了拨环式密码锁技术破解的可能，大大增强其安全性。因此我们的锁具本身相对于同类产品，具备明显的竞争优势。 总结： 通过同已有国内外车锁的比较，我们在两方面论证了其优越性。首先在车和锁的关系上，它首次在自行车上运用“玉碎”的概念，真正实现了车锁一体，从根本上保护了车的使用价值。其次，本身具备出色的防盗功能，在安全性上毫不逊色。因此，我们的“玉碎”车头锁具备独特的优越性。
