CN100359123C - 一种集成化电子锁芯 - Google Patents

Abstract

一种集成化电子锁芯，它将电子锁区别于机械锁的各必要的部件或装置尽可能地集成安装在一个独立的锁芯壳体中，其目的在于提供一种集成度高、体积小、成本低、使用方便、制造简单、互换性强、可方便地替换机械锁锁芯的、有利于在诸如家庭等更广泛的领域进行推广应用的电子锁芯。当本发明的电子锁芯替换机械锁锁芯与机械锁结合在一起的时候，原有的机械锁立即变成了电子锁。

Description

一种集成化电子锁芯

所属技术领域

本发明涉及锁具，尤其是电子锁。

背景技术

自从人类在机械锁的基础上发明了电子锁以来，电子锁以其比机械锁工作更安全、使用更方便的优势在社会的很多地方得到应用。如果，仔细比较现有电子锁和机械锁的区别不难发现，所有的电子锁仅仅是去掉了机械锁的锁芯之后仍然保留了原来机械锁几乎所有的部件和功能，而电子锁中取代机械锁锁芯的不外是增加了三个方面的部件或装置：用于钥匙识别和输出驱动电流的电子线路装置、根据电子线路装置的命令用于产生力矩以及将力的形式进行变换的驱动装置、根据驱动装置的力实现开锁或关锁功能的锁开关执行装置。

然而，现有的电子锁在摈弃了机械锁芯之后，其新增加的这些部件或装置并没有保留原机械锁芯体积小且零部件安装集成度高的优点，它们只是被分散地安装在锁壳中各个不同的部位发挥不同的功能。因此从某种意义上来说，电子锁新增加的这些部件或装置并没有在真正意义上替换机械锁锁芯，它们只是用这些新增加的部件或装置取代了机械锁锁芯的功能。这样一来，电子锁中原属于机械锁的那部分零部件和外壳必须重新设计和制造，至使其体积庞大、制造复杂，成本昂贵、零部件的通用性和互换性极差，从而限制了电子锁在诸如家庭等更广泛的领域进行推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成度高、体积小、成本低、使用方便、制造简单、互换性强、可方便地替换机械锁锁芯的、有利于在诸如家庭等更广泛的领域进行推广应用的电子锁芯。

为克服现有电子锁的诸多缺点，本发明将电子锁区别于机械锁的各必要的部件或装置尽可能地集成安装在一个独立的锁芯壳体中。

现有电子锁的形式有很多种因而钥匙的形式也有很多种，在本发明中所采用的钥匙它由外壳、电池、设有钥匙密码的集成电路和设有触点的匙头构成，本发明的电子锁芯中没有电源，当钥匙插入本发明的电子锁芯时，钥匙中的电源以及钥匙密码信号通过匙头上的触点与本发明中的电子线路装置构成一个完整的电路系统。

众所周知电子锁的锁体和钥匙是可以独立制造和销售的，因而它们是可以相互分离的；而一些机械锁的锁芯也是可以和机械锁的其它部分分离而独立制造和销售，因此本发明的主体是锁芯。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种集成化电子锁芯，它包括外壳、具有钥匙插口并可在外壳内跟随钥匙旋转的转芯装置以及用于拨动锁舌的凸齿，其特征在于转芯装置含有用于钥匙识别和输出驱动电流的电子线路装置、与电子线路装置电连接的驱动装置以及与驱动装置连接的包括了一个杠杆装置或滑块的锁开关执行装置。

锁开关执行装置是限制转芯装置向某方向旋转的限位装置。

外壳内侧有一个对限位装置进行限位的挡块。

锁开关执行装置是带动凸齿与转芯装置一起转动的传动销装置。

驱动装置由电动机连接一段可绕于其轴端的柔性传动件构成。

驱动装置可以由电磁铁构成。

本发明的有益效果是集成度高、体积小、成本低、使用方便、制造简单、互换性强、可方便地替换机械锁锁芯，当本发明的电子锁芯替换机械锁锁芯与机械锁结合在一起的时候，原有的机械锁立即变成了电子锁。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

图1a是本发明实施例1中转芯芯体3的主视图，其中：1-钥匙插口，3-转芯芯体，5-安装盘，8-手动轴。

图1b是图1a的左视图。

图1c是图1a的右视图。

图1d是图1a的A-A剖视图，其中：18-线孔，19-通孔。

图2a是本发明实施例1、2中凸齿13的主视图，其中：17-通孔。

图2b是图2a的侧视图。

图3a是本发明实施例的主视图，其中：7-盖，  9-手动旋钮，10-外壳，12-安装孔，13-凸齿。

图3b是图3a的左视图，其中：3-转芯芯体，

图3c是图3a的右视图。

图3d是图3a实施例1的剖面图，其中：1-钥匙插口，2-触点绝缘体，3-转芯芯体，4-集成电路装置，5-安装盘，6-杠杆销，7-盖，8-手动轴，9-手动旋钮，10-外壳，11-触点，12-安装孔，13-凸齿，14-挡块，15-电动机，16-柔性传动件，21-杠杆轴。

图3e是图3d手动开锁时的A A剖视图，其中：20-限位柱，22-拉簧，23-拨杆，24-限位柱。

图3f是图3d关锁状态的A-A剖视图。

图3g是图3d当电动机工作时的A-A剖视图。

图3h是驱动装置实施例电动机加滑套的示意图，其中：15-电动机，16-柔性传动件，25-摩擦套。

图3i是本发明实施例1当驱动装置为电磁铁的示意图，其中：26-连接件，27-电磁铁。

图4a是本发明实施例2中转芯芯体3的主视图，其中：1-钥匙插口，3-转芯芯体，5-安装盘，19-通孔，28-限位杆。

图4b是图4a右视图。

图5a是本发明实施例中手动旋钮9的主视图，其中：9-手动旋钮，23-拨杆。

图5b是图5a的左视图。

图6a是本发明实施例2的剖面图，其中：1-钥匙插口，3-转芯芯体，4-集成电路装置，5-安装盘，7-盖，9-手动旋钮，10-外壳，11-触点，12-安装孔，13-凸齿，15-电动机，16-柔性传动件，17-通孔，23-拨杆，28-限位杆，29-滑块，30-压簧，31-杠杆，33-弹簧。

图6b是图6a的A-A剖面图，其中：34-杠杆轴。

图6c是本发明实施例2当驱动装置为电磁铁的示意图，其中：26-连接件，27-电磁铁。

图7a是本发明替代机械门锁锁芯的应用示意图，其中：1-钥匙插口，40-把手，41-碰舌，42-夹板，43-锁舌，44-本发明电子锁芯，45-木门。

图7b是图7a的左视图，其中：46-机械锁锁舌装置，47-锁芯固定螺丝，48-机械锁锁舌装置固定螺丝。

图7c是图7a的局部剖面图。

图8是本发明实施例钥匙的剖视图，其中：50-电池，51-外壳，52-设有钥匙密码的集成电路，53-触点，54-匙头，55-绝缘体。

具体实施方式

本发明实施例中的钥匙如图8所示，匙头54上设有多个触点53分别与电池50和设有钥匙密码的集成电路52相连。当钥匙插入电子锁芯的锁孔1后，钥匙中的电池50和设有钥匙密码的集成电路52通过匙头54上的触点53与电子锁芯中的电子线路装置构成一个完整的电路系统。由于电子锁芯内没有电源，因此锁芯内电子线路装置的供电是靠钥匙的供电来实现的。

在本发明实施例中的电子锁芯内，电子线路装置采用和现在所有的电子锁一样的基本工作原理，它具有识别钥匙密码的功能，当确认钥匙密码正确后，电子线路装置向驱动装置提供定时的驱动电流以命令驱动装置在一段时间(如几秒钟)内工作。

由于现代微电子技术的飞速发展，包含现有电子锁基本功能的电子线路几乎可以浓缩在一个小小的芯片上。在本发明实施例中，电子锁芯内的电子线路装置由这样的一个芯片和设在钥匙插孔1内的与它连接的触点11组成。

实施例1：

图3a示出了实施例1的外观图，图3b是它的左视图，图3c是它的右视图，其中，7是盖，9是手动旋钮，10是外壳，12是安装孔，13是凸齿，3是转芯芯体。将外壳10剖开后其内部结构如图3d所示，图3e是图3d的A-A剖视图。

由图中可以看出，转芯芯体3安装于外壳10内，外壳10包括了盖7；转芯芯体3的结构如图1a所示，它的内部是一个空腔，在它的左端有一个钥匙的插孔1，在它的右端包括一个用于安装零部件的安装盘5同时包括一个手动轴8；图1b是它的左视图，图1c是它的右视图，图1d是它的剖视图；在转芯芯体3的右端有一个用于通过导线的线孔18，在其中部有一个用于固定凸齿13的通孔19。凸齿13的结构图如图2a所示，图2b是它的侧视图，它利用螺丝和通孔17固定在转芯芯体3上并可以随其一起转动。在转芯芯体3的空腔内装有触点11和与之连接的集成电路装置4，它们构成了本实施例的电子线路装置，该电子线路装置经导线通过线孔18与电动机15连接。

由图3e可见，安装盘5上安装了两个装置：一个是由电动机15和一段固定在其轴端的柔性传动件16(如丝线)构成的驱动装置，当电动机15转动时柔性传动件16会缠绕在其轴端从而在柔性传动件16上产生拉力；另一个是由杠杆销6、杠杆轴21和拉簧22构成的锁开关执行装置。在外壳10的内侧有一个用于限位的挡块14。

如上所述，包含触点11和集成电路4的电子线路装置、包含电动机15和柔性传动件16的驱动装置、包含杠杆销6和杠杆轴21以及拉簧22的锁开关执行装置全部集成安装于转芯芯体3即构成了本实施例的转芯装置。

实施例1的工作原理是这样的：

当本电子锁芯处于关锁状态时锁开关执行装置的状态如图3f所示，图中弹簧22将杠杆销6拉在关锁的位置，由于挡块14的作用，此时不管用什么方法从外部都无法使转芯芯体3带动安装盘5向图中顺时针方向即开锁的方向旋转。显然，在这里由杠杆销6、杠杆轴21和拉簧22构成的锁开关执行装置是一个限位装置。当一个钥匙插入钥匙插口1中，即接通了整个系统的电源，首先锁芯内的电子线路装置识别钥匙的密码，如果密码正确则电子线路装置就向驱动装置输出定时的驱动电流，在驱动电流的作用下电动机15转动通过丝线16对杠杆销6的左端产生拉力，从而使杠杆销6到达如图3g所示的开锁位置；此时由于挡块14对杠杆销6不起作用，因此钥匙可以向开锁方向任意旋转，当到达一定的时间如几秒钟或是将钥匙拔出后，由于驱动装置失去了驱动电流，拉簧22又将杠杆销6拉回到如图3f所示的关锁的状态。

图3g中限位柱20用于对杠杆销6的限位，为避免电动机在通电的情况下杠杆销6被拉到极限位置时电动机停转而致使驱动电流过大，可以在电动机的轴上套一个摩擦套25，柔性传动件16固定在摩擦套25上，如图3h所示，当杠杆销6被拉到极限位置时由于摩擦套25和电动机轴之间摩擦力的作用，驱动装置既保持对它的拉力又不会使电动机停转，从而减少电流的损失。

显然由图3f可以看出，杠杆销6不管处于什么状态转芯装置总是可以向图中逆时针方向即关锁方向旋转而并不需要确认钥匙，也就是说开锁是以钥匙密码正确为条件的，而关锁是无条件的任何方法都可以的。

图7a是本实施例的电子锁芯替换机械门锁的锁芯并应用于门锁安装的示意图，图7b是图7a的左视图，图7c是图7a的局部剖面图。其中：1是钥匙插口，40是把手，41是碰舌(它受把手40控制而不受电子锁芯控制)，42是夹板，43是带有齿条的锁舌，44是本实施例电子锁芯，45是木门，46是包含锁舌的机械锁锁舌装置，47是电子锁芯固定螺丝，48是机械锁锁舌装置固定螺丝。显然，除锁芯外这是目前最为普遍的一种机械门锁，其锁舌43的开启或关闭是由锁芯上凸齿13的拨动来完成的，凸齿13每旋转一圈即可拨动锁舌移动一个齿格，本实施例凸齿13需跟随钥匙旋转三圈完成全部开锁或关锁动作。

在图3a、图3c、图3d、图3e以及图7b等图中均有一个手动旋钮9，这是为了能从门内开锁或关锁的目的而设的。它的结构形式如图5a所示，图5b是它的左视图，其中拨杆23与手动旋钮9是一个整体，它是旋钮9的一部分。如图3d所示，旋钮9安装在转芯芯体3的手动轴8上，它与手动轴8是滑动连接。如图3e所示，当电子锁芯处于关锁状态时，人手顺时针转动手动旋钮9从而带动拨杆23拨动杠杆销6，迫使杠杆销6向开锁的状态动作，从而完成开锁。当人手离开后拉簧22又将杠杆销6拉向如图3f所示的关锁状态。当手动旋钮9逆时针旋转时，由于限位柱24的限位作用，拨杆23带动转芯芯体3旋转，从而带动凸齿13拨动锁舌43完成关锁动作。

在本实施例中，如果如图3i所示将驱动装置换成一个电磁铁27通过连接件26与杠杆销6连接则可以达到同样的效果。

实施例2：

将实施例1中转芯芯体3改成如图4a所示的样子，图4b是它的的右视图，图中：1是钥匙插口，3是转芯芯体，5是安装盘，19是通孔，28是限位杆；在钥匙插孔1内安装触点11并将它与集成电路4连接构成电子线路系统；集成电路4和驱动装置电连接一起安装在安装盘5上，驱动装置的构造和上述实施例1相同使之与锁开关执行装置连接；在转芯装置右端的空腔内安装锁开关执行装置，该锁开关执行装置由杠杆31(包括轴)、压簧30和滑块29组成；如此将各必要部件集成安装于转芯芯体3即构成了实施例2的转芯装置；再将这样的转芯装置安装于设有挡块14的外壳10中，如图6a所示，图6b是图6a的A-A剖视图。

由图6a可见，滑块29受杠杆31的控制，它只可以在图中垂直方向滑动并可同时穿过转芯芯体3上的通孔19和凸齿13上的通孔17。在驱动装置没有驱动电流的情况下，杠杆31的左端在压簧30的作用下将滑块29控制在如图所示的位置，此时转芯装置可以任意在外壳10内转动，但它不可能带动凸齿13和它一起转动；这就是实施例2的关锁状态。

由上，当一个钥匙插入钥匙插孔1后，电子线路装置对该钥匙的密码进行识别，如果密码正确，电子线路装置就会向驱动装置输出定时驱动电流；在驱动电流的作用下电动机15转动通过柔性传动件16将杠杆31的右端向下拉，从而使滑块29沿着图中向上的方向运动；此时转芯芯体3上的通孔19和凸齿13上的通孔17可能并不一定在一条直线上，但只要转动钥匙，总有机会使这两个孔在同一条直线上，从而使滑块29同时落入这两个孔中。一旦滑块29同时落入这两个孔中，当钥匙带动转芯装置旋转的时候就会带动凸齿13转动，从而完成开锁的动作；显然，在这里由杠杆31(包括轴)、压簧30和滑块29组成的锁开关执行装置是一个传动装置。当到达一定的时间或是钥匙拔出后，由于驱动装置失去了电流，杠杆31和滑块29在压簧30的作用下又会回到关锁的状态。

和实施例1相类似，为避免电动机在通电的情况下杠杆31被拉到极限位置时电动机停转而致使驱动电流过大，可以在电动机的轴上套一个摩擦套25，柔性传动件16固定在摩擦套25上。

如果如图6c所示将驱动装置换成一个电磁铁27通过连接件26与杠杆31连接则可以达到同样的效果。

图7a、图7b、图7c用本实施例的电子锁芯替换机械门锁的锁芯并应用于门锁安装的示意图，显然它和实施例1的原理和方法是完全一样的。

在本实施例中手动旋钮9滑动安装在外壳盖7上，弹簧33始终将它推向右端，如图6a和图6b所示。门内开锁时需将手动旋钮9向图中左方向推，在手动旋钮9左端斜面的作用下使杠杆31带动滑块29达到开锁状态，从而当手动旋钮9转动时手动旋钮9上的拨杆23通过两个固定在转芯装置上的限位杆28带动转芯装置转动，进而带动凸齿13拨动锁舌以完成开锁和关锁的目的。当人手离开手动旋钮9，弹簧33和压簧30使一切又恢复到关锁状态。

Claims (6)

1、一种集成化电子锁芯，它包括外壳(10)、具有钥匙插口(1)并可在外壳(10)内跟随钥匙旋转的转芯装置以及用于拨动锁舌的凸齿(13)，其特征在于转芯装置含有用于钥匙识别和输出驱动电流的电子线路装置(4)、与电子线路装置(4)电连接的驱动装置以及与驱动装置连接的包括了一个杠杆装置或滑块(29)的锁开关执行装置。

2、根据权利要求1所述的一种集成化电子锁芯，其特征在于锁开关执行装置是限制转芯装置向某方向旋转的限位装置。

3、根据权利要求2所述的一种集成化电子锁芯，其特征在于外壳(10)内侧有一个对限位装置进行限位的挡块(14)。

4、根据权利要求1所述的一种集成化电子锁芯，其特征在于锁开关执行装置是带动凸齿(13)与转芯装置一起转动的传动销装置。

5、根据权利要求1所述的一种集成化电子锁芯，其特征在于驱动装置由电动机(15)连接一段可绕于其轴端的柔性传动件(16)构成。

6、根据权利要求1所述的一种集成化电子锁芯，其特征在于驱动装置包括电磁铁(27)。

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