CN101476418A - 自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯及配套锁具和钥匙 - Google Patents

Abstract

一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯及配套锁具和钥匙，其中，智能旋转锁芯及配套锁具包括钥匙插孔单元和转盘，在转盘上设有电子线路单元、机电驱动单元和力传动离合单元，在钥匙插孔中设有使力传动离合单元复位的复位推杆；电子钥匙包括钥匙头、触点和电子线路装置，电子线路装置包括电源，钥匙头的部分外表面裹着一个金属套，所有触点暴露在该金属套的外面。使用这样的智能旋转锁芯及配套锁具和钥匙可以立即将原来的机械锁升级为电子锁，大大提高这些锁具使用的安全性和方便性，将人们更多的钥匙统一为一把，使电子锁真正能够走进千家万户。

Description

自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯及配套锁具和钥匙

所属技术领域

本发明涉及锁具。

背景技术

当代社会，在电子计算机技术迅速发展的今天，各式各样的应用了电子计算机技术的电子锁也相继发明并不断被报道。尽管人类的电子锁已经诞生了几十年，并且现在还发明了更方便的指纹电子锁，然而，到目前为止，这些各式各样的电子锁除了只是让我们在高档宾馆和少数高档办公室的门上看到以外，它们却很难在社会的广大家庭和办公室中推广和普及。

现代电子锁，尽管它们可以将很多同种类电子锁的钥匙全部统一为一把或一个手指，但是却只能限于门锁。现有的电子锁根本不可能将包括抽屉、橱柜、箱包、设备等锁具在内的不同种类电子锁的钥匙全部统一为一把或一个手指，而这些锁具恰恰也是人们日常必需并且难以舍弃的。

现有电子锁(包括指纹电子锁)难以在社会广大家庭和办公室中推广和普及的原因主要在于锁中必须装有电源(其中绝大多数为电池)。由于现有电子锁锁中电池的存在，致使电子锁的体积庞大，因而它们难以应用于诸如抽屉、橱柜、箱包、设备等对锁的体积有要求的场合，因而也就根本不可能将这些微型锁的钥匙统一到一把电子钥匙或一只手指上。同时，由于锁中电池的存在，更换电池成了不可忽略的麻烦，何时更换电池？怎样更换电池？对于不同的电子锁来说都有很大的不确定性。这样，一旦由于人们长期出门在外或者由于人为疏忽而没有及时更换电池，或者由于天气寒流使得快要更换电池的电子锁还没有来得及报警就失去电力的话，其敲门砸锁的后果是非常令人不愉快的。

为了克服现有电子锁的上述弊端，将现有电子锁原来安装在锁中的电池设计在钥匙上是一个新的创意。其实，就电子锁的开锁原理来说，它的主要过程就在于识别开锁密码或开锁授权信息，然后驱动电动机或电磁铁来动作一个关键机械装置，进而可以使锁舌移动。对于电子锁的电路工作原理来说，只有当钥匙插入电子锁以后，钥匙内的电子线路和电子锁内的电子线路才能构成一个完整的电路系统，至于电池是设计在电子锁一边还是设计在钥匙一边，其实对电子锁的基本工作原理是影响不大的。但是尽管如此，在原电子锁中的电池被移动到钥匙以后，它所面临的主要问题是，当钥匙完成开锁而需要拔出电子锁的时候，锁中已经处于开锁状态的关键机械装置该如何复位的问题，这对于电子锁的安全和可靠使用是十分重要的。而现在已经公知的锁中无电源的电子锁，其解决这一问题的方法是需要钥匙在拔出锁孔之前对钥匙进行回旋，通过钥匙回旋的旋转力来实现对关键机械装置的复位。这种方案不但使电子锁复位的可靠性和安全性得不到保证，还使得电子锁的结构复杂、体积不可能做得很小，因而无法在更多的锁具种类中使用。所以，到目前为止，这种电子锁其实也并没有真正得到社会和市场的认同。

本发明所要解决的主要问题是：1、在电子锁无电源的情况下，当钥匙完成开锁而拔出钥匙插孔以后，电子锁内的关键机械装置该如何自动和可靠复位的问题。2、如何将除门锁以外的其它种类的传统锁具也实现电子智能化的问题。3、为了能真正实现用一把钥匙打开所有种类的锁，使每个人所有的钥匙真正能够统一为一把，如何将包括门锁、抽屉锁、橱柜锁、箱包锁等在内的不同种类锁具的结构形式和基本工作原理统一的问题。4、将很多钥匙统一为一把的钥匙其结构形式和机械强度以及使用的方便性等问题。5、如何尽可能将现有机械锁很方便地变为电子智能锁的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有电子锁及其钥匙的不足，而提供一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置及配套锁具和钥匙。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，它包括设有钥匙插孔和触点的钥匙插孔单元、以及跟随钥匙插孔单元转动的转盘，在转盘上设有与触点电连接的电子线路单元、受电子线路单元控制的机电驱动单元、受机电驱动单元驱动的力传动离合单元，其中：在钥匙插孔中设有当钥匙插入钥匙插孔时由钥匙头推入并且当钥匙拔出钥匙插孔时使力传动离合单元复位到非传动状态的复位推杆，该复位推杆一端设在钥匙插孔中，它的另一端穿出钥匙插孔设在力传动离合单元的一侧。

在上述智能旋转锁芯装置中，设在力传动离合单元一侧的复位推杆的端部有弯臂。

在上述智能旋转锁芯装置中，它还包括可以使复位推杆复位的弹簧或磁铁。

在上述智能旋转锁芯装置中，力传动离合单元包括一个可以分别受机电驱动单元和复位推杆向不同方向驱动的杠杆。

在上述智能旋转锁芯装置中，电子线路装置设有检测复位推杆是否是在钥匙插入时被推动的推杆移动即时检测电路。

在上述智能旋转锁芯装置中，推杆移动即时检测电路包括一个由复位推杆推动而工作的电开关。

在上述智能旋转锁芯装置中，推杆移动即时检测电路包括电容器。

在上述智能旋转锁芯装置中，触点设在钥匙插孔内的一侧，钥匙插孔内的另一侧设有当智能旋转锁芯装置装入外壳时可以限定钥匙只能在确定旋转位置拔出的活动柱体。

在上述智能旋转锁芯装置中，钥匙插孔内的触点安装位置与通用计算机USB接口插座的触点安装位置相对应。

一种自复位且电源来自钥匙的电子锁，它包括外壳、锁舌装置和旋转锁芯装置，其中，旋转锁芯装置包括上述一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置。

在上述电子锁中，锁舌装置包括设在锁舌上的驱动挡块以及可以阻止锁舌在锁住时滑动的自锁杠杆，并且在外壳上设有当锁舌在锁住时可以阻止自锁杠杆滑动的台阶。

一种自复位且电源来自钥匙的电子锁头，它包括外壳、旋转锁芯装置和从动旋转装置，其中，旋转锁芯装置包括上述一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置。

在上述电子锁头中，从动旋转装置包括从动转盘、轴套和用于力传动输出的拨轮，轴套的一端固定在从动转盘上，轴套的另一端与拨轮有力传动连接，在从动转盘上设有受杠杆驱动的驱动挡块。

在上述电子锁头中，从动旋转装置包括一个可以作为门内开锁旋钮的杯罩，在该杯罩上设有可以阻止钥匙开锁的手动开关。

在上述电子锁头中，手动开关包括一个一端设有磁铁的杠杆，并且在电子线路单元中设有受磁铁影响而阻止开锁的电磁开关器件。

一种自复位且电源来自钥匙的电子锁头，它包括外壳、旋转锁芯装置和从动旋转装置，其中，旋转锁芯装置包括上述一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，从动旋转装置包括一个安装在外壳内的从动转盘，在该从动转盘上设有力传动输出杆以及受杠杆驱动的驱动挡块。

一种与自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置及配套锁具相配套的电子钥匙，它包括钥匙头、安装在钥匙头上的触点，与触点电连接的电子线路装置以及外壳，其中：电子线路装置包括电源，钥匙头的部分外表面裹着一个金属套，所有触点暴露在该金属套的外面。

在上述电子钥匙中，金属套的一端有U形缺口，所有触点暴露在该U形缺口中。

在上述电子钥匙中，钥匙头上有通孔或盲孔。

在上述电子钥匙中，钥匙头上的触点安装位置与通用计算机USB接口插头的触点安装位置相对应。

在上述电子钥匙中，电源为可充电电池。

本发明的有益效果是：

本发明使用复位推杆自复位的方法使得锁中无电源的电子锁在使用上更加安全可靠。本发明使得除门锁以外的其它更多种类的传统锁具也可以实现电子智能化，从而大大提高这些锁具使用的安全性和方便性。本发明可以实现更多种类锁具的基本工作原理和结构形式的统一，从而可以将人们更多的钥匙统一为一把。用本实施例的电子锁头去替换同类型的机械锁头，可以立即将原来的机械锁升级为电子锁。本发明钥匙的触点安装形式与通用计算机USB接口插头的触点安装形式相对应，从而为电子锁的钥匙通过通用计算机得到更多的技术支持和功能支持提供可能。

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1是本发明电子钥匙实施例的局部剖视图。

图2是图1的侧面局部剖视图。

图3是本发明电子钥匙实施例的电路原理图。

图4是本发明智能旋转锁芯装置实施例的侧面剖视图(即图5中A-A剖视图)。

图5是本发明智能旋转锁芯装置实施例的正面视图，也是图4的左视图。

图6是图4中移去电子线路装置25后的右视图。

图7是本发明智能旋转锁芯装置或电子锁或电子锁头实施例的电路原理图(图中电磁开关器件W根据不同的情况考虑接入还是取消)。

图8是本发明钥匙实施例插入本发明智能旋转锁芯装置实施例的钥匙插孔11中，在钥匙触点1刚刚接触到电子锁触点14并且复位推杆29还没有推动开关24时的剖面示意图。

图9是本发明钥匙实施例完全插入到本发明智能旋转锁芯装置实施例的钥匙插孔11中，机电驱动装置27驱动杠杆22使得它处于力传动状态的剖面示意图。

图10是图9的右视图。

图11是图4中将弹簧17换成磁铁38和磁铁39后的局部示意图。

图12是本发明智能旋转锁芯装置实施例应用到电子锁或电子锁头实施例以后，其钥匙插孔11中的活动柱体31与外壳40发生结构关系的侧面局部视图。

图13是图12中的B-B剖视图。

图14是图13中钥匙旋转后的示意图。

图15是本发明电子锁实施例的侧面剖视图。

图16是图15中移去电子锁后盖49和电子线路装置25后的右视图。

图17是本发明钥匙实施例插入到本发明电子锁实施例的钥匙插孔11中，机电驱动装置27驱动杠杆22使得它处于力传动状态，同时复位推杆29按压开关24时的剖面示意图。

图18是图17中移去电子锁后盖49和电子线路装置25后的右视图。

图19是本发明电子锁实施例中钥匙旋转开锁时，杠杆22推开杠杆43对驱动挡块45传动施力的示意图。

图20是图19中锁舌42被开锁驱动到位的示意图。

图21是本发明电子锁实施例中当锁舌被开锁以后，旋转钥匙使锁舌42上锁的示意图。

图22是图21中锁舌42被上锁驱动到位的示意图。

图23是本发明电子锁头实施例之一的侧面剖视图(即图24中C-C剖视图)。

图24是本发明电子锁头实施例之一的正面视图，也是图23的左视图。

图25是图23的右视图。

图26是市场上出售的与本发明电子锁头实施例之一相配套的锁舌机构(俗称锁体)局部剖视原理示意图。

图27是图23中D-D剖视图。

图28是本发明电子锁头实施例之一中当钥匙插入到钥匙插孔11中，机电驱动装置27驱动杠杆22使得它处于力传动状态时的可以旋转钥匙实现开锁或上锁的剖面示意图。

图29是本发明电子锁头实施例之二的侧面剖视图(即图30中E-E剖视图)。

图30是本发明电子锁头实施例之二的正面视图，也是图29的左视图。

图31是图29的右视局部剖视图。

图32是本发明电子锁头实施例之二中当手动开关的杠杆78被打开后，即使钥匙插入到钥匙插孔11中，机电驱动装置27也不能驱动杠杆22实现开锁的剖面示意图。

图33是市场上出售的与本发明电子锁头实施例之二相配套的锁舌机构(俗称锁体)局部剖视原理示意图。

图34是图33的左视图。

图35是本发明电子锁头实施例之二中的手动开关被关闭的情况下，当钥匙插入到的钥匙插孔11中，机电驱动装置27驱动杠杆22使得它处于力传动状态，同时复位推杆29按压开关24时的剖面示意图。

图36是图29中F-F剖视图

图37是图35中G-G剖视图。

具体实施方式

本发明钥匙实施例：

本实施例的结构形式如图1和图2所示，图2是图1的侧面局部剖视图。图1中，左端为钥匙头7，它由金属套2、触点1和绝缘材料等构成。金属套2裹在钥匙头7的根部外表面，在该金属套2朝向钥匙头7的一端具有U形缺口，设计这样的金属套2可以增强钥匙头7的机械强度，特别是增强其顶推力和扭力强度。在金属套2的U形缺口中，安装了暴露在U形缺口中的触点组，在每个触点1的周围都有绝缘材料填充。钥匙头7上的触点组为单面触点组，在钥匙头7的非触点面也可以见到金属套2在该面上的U形缺口，在金属套2的非触点面的U形缺口中是绝缘材料，触点1和绝缘材料的外表面与金属套2的外表面基本处在同一个平面上。钥匙头7上触点1的安装位置分别与通用计算机国际标准USB接口插头的触点安装位置一一对应，也就是说，钥匙头7的机械尺寸以及触点1的安装位置都与国际标准USB接口插座相配套，这样就为本发明钥匙通过通用计算机得到更多的技术支持和功能支持而提供了可能。关于USB接口插头的结构定义，有关国际行业组织早已有明确的规定并且早已经公布。为使本发明的钥匙在旋转开锁时无法随意拔出，本发明钥匙在钥匙头7上设有孔8(图1所示)，该孔8可以是通孔，也可以是盲孔(俗称为“凹坑”)，其工作原理将在下面的智能旋转锁芯装置实施例中阐述。

图1和图2的右端是本实施例的外壳3，在外壳3的内部有电子线路装置5，电子线路装置5通过导线与触点1一一相连。在电子线路装置5中包括电源6(这里为电池)和带有非易失性存储器的微处理器4(CPU)，在微处理器4的非易失性存储器中存储有代表每把钥匙的唯一的密码。图3是本发明实施例钥匙的电路原理图，图中，钥匙插头触点组的R端是唤醒或复位端，VC是可控的电源输出端，S是双向串行信号通讯端，G是公共接地端。图7是本发明智能旋转锁芯装置或电子锁或电子锁头实施例的电路原理图，图7中，微处理器(CPU)也是带有非易失性存储器的微处理器，在该微处理器中事先存储有允许开锁的钥匙的密码；在钥匙插孔触点组中，R端用于向钥匙提供唤醒或复位信号，VC是电源输入端，S端和G端的作用与钥匙相同。当本发明钥匙插入到如图7所示的钥匙插孔时，图3中钥匙头的触点R、VC、S、G将与图7中钥匙插孔中的同名触点R、VC、S、G分别连通，于是，钥匙上的唤醒或复位电路的F端将得到由图7中电容C产生的一个短暂的低电平信号(在唤醒或复位电路的内部，F端与VCC之间有一个上拉电阻使F端平时都为高电平)；当钥匙的唤醒或复位电路的F端得到低电平信号时，唤醒或复位电路的R端将输出低电平使钥匙的CPU唤醒或复位；当钥匙的CPU被唤醒或复位以后，钥匙CPU的C1端将由高电平转为低电平，并通过电阻R1使晶体管V1开通，于是，电池E经过二极管D1、晶体管V1以及触点VC向图7电路提供电源。图7电路在得到电源以后，首先会通过信号线(即触点S端)向电子钥匙询问密码，钥匙在得到询问密码的命令后也将通过信号线(即触点S端)向图7电路回答钥匙所携带的密码。图7电路在得到钥匙回答的密码后将判断其与事先存储在图7电路中的钥匙的密码是否一致，如果钥匙回答的密码正确，图7中的CPU才有可能驱动电动机M转动使开锁成为可能。

在图3中，电池E可以设计成普通纽扣电池，也可以设计成可充电电池。如果电池E不是可充电电池，则图3中的R2和D2将不需要存在。如果电池E是可充电电池，R2和D2将被接入，这样，本实施例的钥匙就可以插入到通用计算机的USB接口中，利用USB接口中的电源对电池E进行充电。

本发明智能旋转锁芯装置实施例：

图4是本实施例的侧面剖视图(即图5中沿A-A线剖视图)，图5是本实施例的正面视图(即图4的左视图)，图6是图4中移去电子线路装置25后的右视图。在图4中，钥匙插孔单元包括圆筒13、绝缘材料12、触点14和活动柱体31。在钥匙插孔单元的中轴线上，是一个截面为扁矩形的钥匙插孔11，在圆筒13的空腔内围绕钥匙插孔11有绝缘材料12填充，触点14的尾部嵌入到绝缘材料12内，触点14的其余部分暴露在钥匙插孔11内。由图5可见，本实施例的触点14一共有4个，它们全部设于钥匙插孔11内的一侧，每个触点14的安装位置都与通用计算机USB接口插座的触点安装位置相对应。在钥匙插孔11内设有复位推杆29。

在钥匙插孔11的触点面的对面一侧，有一个通孔贯穿于绝缘材料12和圆筒13，孔内设有当本智能旋转锁芯装置装入到电子锁或电子锁头的外壳时可以限定钥匙只能在确定旋转位置拔出的活动柱体31，如图12所示，当本实施例的智能旋转锁芯装置装入到电子锁或电子锁头的外壳40时，在外壳40下面有一个与活动柱体31同心且可以使其活动的通孔与它相配合，在该通孔里面安装了滑块35、弹簧37和塞子36；塞子36紧紧塞在外壳40上，使弹簧37的下端不好移动，弹簧37的上端顶住滑块35进而顶住活动柱体31，于是活动柱体31端部的锥形头便被顶出到钥匙插孔11中。智能旋转锁芯装置被装入到外壳40以后，它可以在外壳40的空腔内跟随插入的钥匙头7一起转动，当智能旋转锁芯装置位于外壳40中如图12所示的正位位置时，智能旋转锁芯装置的装有活动柱体31的通孔与外壳40下面通孔的中心线为同一直线；此时当钥匙头7插入如图12或图13所示的钥匙插孔11时(图13是图12的B-B线剖视图)，钥匙头7的头部通过斜面的力作用推动活动柱体31并压迫滑块35和弹簧37向下移动；当钥匙头7完全插入后，活动柱体31的头部落于钥匙头7的孔8中，并且活动柱体31的下端部与滑块35的相交面正处于圆筒13与外壳40内腔的弧形相交面上；此时如果旋转钥匙可以带动活动柱体31跟随智能旋转锁芯装置的圆筒13一起转动，但此时如果要拔出钥匙头7，由于活动柱体31与外壳40下面通孔的中心线已不在同一直线上，使得活动柱体31无法脱离钥匙头7的孔8而进行滑动，于是使钥匙头7无法在非正位位置拔出(如图14所示)，从而保证了钥匙在旋转开锁时与锁或锁头的电接触。由于钥匙头上孔8和活动柱体31的作用，钥匙头7只有在智能旋转锁芯装置位于如图13所示的正位位置才能插入或拔出。

由图4可见，钥匙插孔单元的右端与一个起扭力传递作用的圆管16相连接(根据本智能旋转锁芯装置的实际应用，圆管16可以增长或缩短)，圆管16的另一端连接了一个圆形的转盘18。在转盘18上安装了一个机电驱动装置27，该机电驱动装置27包括电动机和一段起拉动作用的丝线28，丝线28的一端固定在电动机的轴端，当电动机轴旋转时，丝线28在电动机的轴上卷绕以起到拉动作用；当然，在本实施例中，电动机也可以换成电磁铁来实现。在转盘18上还安装有力传动离合单元，它的主要功能就是将本智能旋转锁芯装置的旋转扭力可控制地传动到其它装置或部件上，其实它就是一个可控的力传动离合器，它具有“离”和“合”两个状态，“离”状态为非传动状态，“合状态”为传动状态；力传动离合单元包括杠杆22、杠杆轴21和支架32，由图4和图6可见，杠杆22绕杠杆轴21旋转，杠杆轴21的中轴线与转盘18的盘面平行，杠杆轴21安装在杠杆支架32上，两个杠杆支架32与部分转盘18的盘面构成了一个U形支架，杠杆22在U形支架内活动。杠杆22的主体为中间有轴孔的钢质方柱体，在该方柱体的一端固定了一段钢丝30与它成为一体，该钢丝30的中轴线与杠杆22轴孔的中心线平行，该钢丝30与方柱体构成了一个“L”形状(参见图6和图10)，固定在电动机轴端的丝线28的另一端固定在该钢丝30上，杠杆22具有钢丝30的一端力臂为动力臂，另一端为阻力臂。当杠杆22处于如图4和图6的位置时，安装在限位挡块20上的磁铁19吸住杠杆22的动力臂，使杠杆22稳定在与转盘18盘面垂直的位置，在这种情况下，杠杆22或力传动离合单元处于非传动状态，此时如果电动机转动，就会通过丝线28拉动杠杆22上的钢丝30，并进而使得杠杆22转动到如图9和图10中所示的杠杆22与转盘18盘面平行的位置。当杠杆22处于与转盘18盘面平行的位置时，就使得杠杆22或力传动离合单元处于可以进行力传动的“合”状态(即传动状态)；由于处于这个位置的杠杆22的阻力臂的端部伸出到转盘18的圆周轮廓线以外，所以，此时如果本智能旋转锁芯装置转动就可以通过杠杆22的阻力臂端部将旋转力传动到其它装置或部件上。在本实施例中限位挡块20对杠杆22的活动范围起限位作用。

由图4可见，在钥匙插孔11中设有当钥匙插入钥匙插孔11时由钥匙头7顶进、并且当钥匙拔出钥匙插孔11时使力传动离合单元复位到非传动状态的复位推杆29，该复位推杆29为细长形状，它的一端设在钥匙插孔11中，它的另一端穿出钥匙插孔11和圆管16设在力传动离合单元的一侧，设在力传动离合单元一侧的复位推杆29的端部有一个“L”形的弯臂。由本实施例的图4可见，复位弹簧17套在复位推杆29的中部，复位弹簧17的弹力总是力图将复位推杆29向钥匙拔出的方向推出；当钥匙头7插入到钥匙插孔11时(图9所示)，弹簧17被压缩，复位推杆29右端的弯臂与转盘18盘面之间的空间被打开，从而允许杠杆22在电动机的驱动下旋转到如图9所示的传动状态；而当钥匙头7拔出钥匙插孔11时，复位推杆29在弹簧17的作用下向钥匙拔出方向运动，于是复位推杆29的弯臂端部将杠杆22强制推动到如图4所示的非传动状态，从而完成杠杆22或力传动离合装置的复位。在本实施例中，弹簧17的安装位置可以灵活多变，例如它也可以安装到复位推杆29的弯臂处，使弹簧17的一端顶在电子线路装置25的电路板上，另一端顶在复位推杆29的弯臂处，其效果与前述相同。在本实施例中，弹簧17还可以用如图11所示的两块磁铁38、39进行替换，其中磁铁38固定在电子线路装置25的电路板上，另一块磁铁39固定在复位推杆29的弯臂处，安装时使这两块磁铁38、39的同名极性相对而磁场相斥，同样具有前述相同的效果。

在本实施例中，电子线路装置25包括一个安装有微处理器(CPU)23和其它电子元器件的印刷电路板(如图4所示)，电子线路装置25固定在转盘18的固定柱26上，电子线路装置25通过导线与机电驱动装置27电连接并且通过导线15与钥匙插孔单元内的触点14电连接，在转盘18上具有导线15的出线孔33。本实施例的电子线路系统如图7所示，其中，晶体管V、电阻R1和CPU的E1端构成机电驱动装置27(这里是电动机)的控制开关，当CPU的E1端由低变为高时，晶体管V开通使电动机转动。图7中W是电磁开关器件，它将在磁场的作用下使晶体管V的基极短路从而保证在这样特殊的情况下使电动机无法转动而阻止开锁，在本实施例中，W是干簧管开关(当然它也完全可以换成霍尔电子开关)，它将根据本智能旋转锁芯装置在电子锁或电子锁头中的实际使用而考虑接入还是移去。

在本实施例的图7中，单刀双掷按钮开关K、电容器C、电阻R2和触点R构成用于检测复位推杆(29)是否是在钥匙插入时被推动的推杆移动即时检测电路，该检测电路的设置是为了防止开锁前复位推杆29被事先人为恶意推入而造成锁具使用的不安全；其中电容器C用于存储充电电压，电阻R2用于放电。开关K安装在电子线路装置25的电路板上(见图4中开关24)，当钥匙头7完全插入到钥匙插孔11后，复位推杆29到达最右端的位置，于是复位推杆29右端的弯臂按下开关24的按钮(见图9)，从而使电容器C由原来与开关24触点1的连通切换为与开关24触点2的连通(见图7)。

在上述如图3所示的钥匙插入到如图7所示的本智能旋转锁芯装置的钥匙插孔11的过程中，在开关24还没有被复位推杆29按压而切换的时候(如图8所示)，钥匙头7上的触点R、VC、S、G就已经与图7中钥匙插孔中的同名触点R、VC、S、G分别连通，此时由于开关24还没有被按下，所以电容器C仍然与开关24的触点1连通，于是电容器C被迅速充电(在钥匙的唤醒或复位电路的内部，F端与VCC之间有一个上拉电阻使F端平时都为高电平)，并且电容器C在刚刚开始充电的瞬间向钥匙的唤醒或复位电路的F端提供了一个短暂的低电平信号，于是钥匙的唤醒或复位电路的R端输出低电平使钥匙的CPU唤醒或复位；当钥匙的CPU被唤醒或复位以后，钥匙CPU的C1端将由高电平转为低电平，并通过电阻R1使晶体管V1开通，于是，电池E经过二极管D1、晶体管V1以及触点VC向图7电路提供电源。图7电路在得到电源以后，首先会通过信号线(即触点S端)向电子钥匙询问密码，钥匙在得到询问密码的命令后也将通过信号线(即触点S端)向图7电路回答钥匙中事先所存储的密码。图7电路在得到钥匙回答的密码后将判断其与事先存储在图7微处理器(CPU)中的钥匙的密码是否一致，同时图7中的CPU在等待一个短暂的时间(等待复位推杆29被推到位并按压开关24)后还要判断其与电容器C连接的端口E2是否是高电平(调整电容器C的参数，使其在开关24被按压前完成充电)，只有在钥匙回答的密码正确并且CPU的端口E2为高电平时，图7中的CPU才会驱动电动机M转动使开锁成为可能(图9所示)。如果钥匙在插入钥匙插孔11之前复位推杆29被事先人为恶意推入并卡住，那么就会使开关24事先被复位推杆29按压并使电容器C与开关24的触点1断开，于是当钥匙插入到钥匙插孔11时电容器C将不会得到充电，这样在钥匙开锁的过程中，即使钥匙回答的密码正确，但由于电容器C上没有高电平从而图7中的CPU不会驱动电动机M转动，以保护锁具的安全使用(如果此时允许电动机转动而开锁，被事先人为恶意卡住的复位推杆将在钥匙拔出后无法使杠杆22复位，从而使得该锁成为不安全的锁)。所以，复位推杆移动即时检测电路对本实施例的安全使用起到重要的保证作用。

本发明电子锁实施例：

这是一个将上述智能旋转锁芯装置实施例应用于抽屉锁或橱柜锁的实施例，图15是本实施例的侧面剖视图，图16是图15中移去电子锁后盖49和电子线路装置25后的右视图。在图15和16中，电子锁外壳41的空腔和后盖49内安装有上述实施例的智能旋转锁芯装置和一个可以在外壳41内上下滑动的锁舌装置；其中，智能旋转锁芯装置中的圆管16被缩短并和钥匙插孔单元结合为一体，弹簧17被移动安装在复位推杆29的弯臂处，同时移去了图7中的电磁开关器件W；锁舌装置包括下部为马蹄形的锁舌42、设在锁舌42上的驱动挡块45以及可以阻止锁舌42在锁住时滑动的自锁杠杆43。在图16中，自锁杠杆43的上面有一个扭簧44对自锁杠杆43起作用，该扭簧44总是力图使自锁杠杆43向图中逆时针方向转动，扭簧44的一个臂作用于挡块46，扭簧44的另一个臂作用于自锁杠杆43的上臂，自锁杠杆43的中部有轴孔，轴47将扭簧44和自锁杠杆43穿在一起并安装在锁舌42上。在外壳41上设有当锁舌42在锁住时可以阻止自锁杠杆43滑动的台阶48。当锁舌42或锁舌装置位于如图16所示的锁住位置时，绕轴47转动的自锁杠杆43的下臂端处于外壳41的台阶48之上，从而保证锁舌42不能向开锁的方向滑动。当钥匙插入到本电子锁实施例开锁时，图7中电容器C被充电，复位推杆29被钥匙头7顶进，弹簧17被压缩，开关24被按压切换，锁中的CPU在验证钥匙回答的密码正确并且电容器C上具有高电平后命令电动机转动，于是杠杆22或力传动离合装置被驱动到力传动状态(如图17和18所示)；此时，按照图19中所示的箭头方向旋转钥匙，跟随钥匙和转盘18一起旋转的杠杆22的端部就会首先推开锁舌42上的自锁杠杆43的上臂，于是自锁杠杆43绕轴47转动进而使自锁杠杆43的下臂端脱离外壳41上的台阶48，然后杠杆22的端部将旋转力传递给驱动挡块45进而使得锁舌42可以向开锁的方向滑动；继续旋转钥匙，直到锁舌42被完全开锁为止(如图20所示)。当锁舌42被开锁并且拔出钥匙以后，如上一个实施例所述，复位推杆29将会使杠杆22复位，在这样情况下，再次插入一把可以开锁的钥匙，杠杆22将再次被驱动到力传动状态，此时如果按照图21和图22中的箭头方向旋转钥匙，就可以使杠杆22的端部从另一个方向对驱动挡块45施力，继续旋转钥匙，直到使锁舌42移动到锁住的位置；当锁舌42到达锁住的位置时，自锁杠杆43的下臂端会在扭簧44的作用下扣在外壳41的台阶48上，从而实现锁舌42的安全上锁。

在本实施例中，由于上述智能旋转锁芯装置上活动柱体31、以及外壳41上滑块35、弹簧37和塞子36的作用，使得钥匙只能在转盘18位于如图15和16所示的位置才能插入或拔出，从而避免了锁舌装置上的零件对杠杆22的活动发生干扰。

本发明电子锁头实施例之一：

图23是本实施例的侧面剖视图(即图24中C-C剖视图)，图24是本实施例的正面视图也是图23的左视图，图25是图23的右视图。在图23中，电子锁头外壳51的空腔内安装有前述实施例的智能旋转锁芯装置和一个可以在外壳51内转动的从动旋转装置；其中，智能旋转锁芯装置中的圆管16被缩短并和钥匙插孔单元结合为一体，弹簧17被移动安装在复位推杆29的弯臂处，同时移去了图7中的电磁开关器件W；从动旋转装置包括一个安装在外壳51内的从动转盘53，该从动转盘53是一个碗状旋转体，在它的外侧中心设有力传动输出杆54，该力传动输出杆54为柱状，主要用于扭力的传动，其横截面可以是各种非圆形的形状(在本实施例中为叶片状的扁矩形)；在从动转盘53的内侧边缘设有受杠杆22驱动的驱动挡块52(参见图23中沿D-D线剖开的剖视图图27)。图26是市场上出售的可以与本实施例配套使用的机械门锁锁舌机构(俗称锁体)局部剖视图，本实施例通过外壳51上的螺纹55固定在该锁舌机构上，并且在固定时将力传动输出杆54插入到它的扭力传动孔64中，扭力传动孔64位于锁舌拨轮63的中心，锁舌拨轮63上具有拨齿62。当本实施例的力传动输出杆54带动锁舌拨轮63转动时，位于外壳60内的锁舌61将随拨齿62的移动或开锁或上锁。

图27是图23中D-D剖视图，图28是本实施例中当一把可以开锁的钥匙插入到钥匙插孔11中，机电驱动装置27驱动杠杆22使得它处于力传动状态时的可以旋转钥匙实现开锁或上锁的剖面示意图。在图28中，杠杆22将钥匙的旋转扭力通过驱动挡块52传递给从动转盘53，从而带动图23中的力传动输出杆54以及图26中的锁舌拨轮63一起转动以实现锁舌61的开锁或上锁。

在本实施例中，由于上述智能旋转锁芯装置上活动柱体31、以及外壳51上滑块35、弹簧37和塞子36的作用，使得钥匙只能在转盘18位于如图23和27所示的位置才能插入或拔出，从而避免了从动转盘53上的驱动挡块52对杠杆22的活动发生干扰。

用本实施例的电子锁头去替换同类型的机械锁头，可以立即将原来的机械锁升级为电子锁。

本发明电子锁头实施例之二：

图29是本发明电子锁头实施例之二的侧面剖视图(即图30中E-E剖视图)；图30是本发明电子锁头实施例之二的正面视图，也是图29的左视图；图31是图29的右视局部剖视图。在本实施例中，电子锁头的外壳71和拨轮73都与普通插芯式机械门锁锁头的葫芦形外壳和拨轮相似，并且它的长度和横截面尺寸都参照了市场上流行的插芯式机械门锁锁头的尺寸。将本实施例的外壳71、前述实施例的智能旋转锁芯装置以及一个从动旋转装置结合起来就构成了本实施例。在本实施例的图29中，前述实施例智能旋转锁芯装置的钥匙插孔单元和圆管16被设置在外壳71的空腔内，前述实施例智能旋转锁芯装置的转盘18以及安装在转盘18上的零件和装置被设置在外壳71的一侧。从动旋转装置包括包括从动转盘76、轴套75、拨轮73和杯罩83；从动转盘76为环状，它与轴套75固定在一起并套在圆管16的外面；从动转盘76位于转盘18和外壳71之间，轴套75穿过外壳与设置在外壳71缺口中的用于力传动输出的拨轮73进行扭力传动的连接；在从动转盘76上固定有能够使其跟随智能旋转锁芯装置一起转动的驱动挡块77。挡圈72用于限制智能旋转锁芯装置和从动旋转装置，使它们不会与外壳71分离；孔84是固定孔。在图29中，有一个碗状的杯罩83固定在从动转盘76上，在该罩杯83的外侧设置了一个可以在门内阻止钥匙开锁的手动开关，该手动开关包括杠杆78、弹片81和磁铁82，杠杆轴80固定在杯罩83外侧面的中心，磁铁82固定在杠杆78的一端(见图31)，在弹片81的配合下杠杆78可以从如图29所示的位置手动操作到如图32所示的位置。本实施例智能旋转锁芯装置的电路原理图如图7所示，其中，电磁开关器件W是干簧管开关或霍尔电子开关，它被安装在智能旋转锁芯装置中电子线路装置电路板的中心，当本实施例上述手动开关的杠杆78被手动操作到如图32所示的位置时，磁铁82使电路板上的电磁开关器件79闭合，使得图7中晶体管V的基极对地短路，从而阻止钥匙开锁。本实施例的手动开关与普通机械门锁的门内保险开关功能相当。

与本实施例相配套使用的门锁锁舌机构见图33和图34所示，图34是图33的左视图，在图中，包含有面板90、把手91和锁舌94的插芯式机械门锁的锁舌机构固定在门92上，在它的安装锁头的位置上用本实施例的电子锁头替换原来的机械锁头，本实施例通过螺丝95和外壳71上的孔84将其与锁舌机构固定，本实施例的拨轮73的拨齿落在锁舌94的齿槽中。在图34的左侧，可以见到作为门内开锁旋钮的杯罩83；当在门内转动杯罩83时，根据图29的结构以及前述的结构原理，杯罩83通过从动转盘76和轴套75带动拨轮73一起转动，从而带动锁舌94的移动以实现门内的开锁和上锁。

在手动开关的杠杆78处于如图29所示的未被打开的情况下，当一把可以开锁的钥匙插入到本实施例中的钥匙插孔11中时(如图35)，机电驱动装置27在微处理器的控制下驱动杠杆22使得它从原来如图36所示的状态变为如图35和图37所示的状态(图36是图29中沿F-F线的剖视图，图37是图35中G-G剖视图)，于是，杠杆22或力传动离合装置处于可以力传动的“合”状态，此时转动钥匙就可以通过杠杆22和驱动挡块77带动从动转盘76和拨轮73一起转动，从而实现对锁舌94的开锁或上锁的移动。

在本实施例中，由于上述智能旋转锁芯装置上活动柱体31、以及外壳71上滑块35、弹簧37和塞子36的作用，使得钥匙只能在转盘18位于如图29、图35、图36、图37所示的位置才能插入或拔出，从而可以和人们在普通机械锁上的钥匙插拔习惯相同。

使用本实施例可以立即将原来的机械锁升级为电子锁。

Claims (21)

1，一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，它包括设有钥匙插孔(11)和触点(14)的钥匙插孔单元、以及跟随钥匙插孔单元转动的转盘(18)，在转盘(18)上设有与触点(14)电连接的电子线路单元(25)、受电子线路单元(25)控制的机电驱动单元(27)、受机电驱动单元(27)驱动的力传动离合单元，其中：在钥匙插孔(11)中设有当钥匙插入钥匙插孔(11)时由钥匙头(7)推入并且当钥匙拔出钥匙插孔(11)时使力传动离合单元复位到非传动状态的复位推杆(29)，该复位推杆(29)一端设在钥匙插孔(11)中，它的另一端穿出钥匙插孔(11)设在力传动离合单元的一侧。

2、根据权利要求1所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，设在力传动离合单元一侧的复位推杆(29)的端部有弯臂。

3、根据权利要求1所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，它还包括可以使复位推杆(29)复位的弹簧(17)或磁铁(38)(39)。

4、根据权利要求1所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，力传动离合单元包括一个可以分别受机电驱动单元(27)和复位推杆(29)向不同方向驱动的杠杆(22)。

5、根据权利要求1所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，在电子线路装置中设有检测复位推杆(29)是否是在钥匙插入时被推动的推杆移动即时检测电路。

6、根据权利要求5所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，推杆移动即时检测电路包括一个由复位推杆(29)推动而工作的电开关(K、24)。

7、根据权利要求5所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，推杆移动即时检测电路包括电容器(C)。

8、根据权利要求1所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，触点(14)设在钥匙插孔(11)内的一侧，钥匙插孔(11)内的另一侧设有当智能旋转锁芯装置装入外壳时可以限定钥匙只能在确定旋转位置拔出的活动柱体(31)。

9、根据权利要求1所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置，其中，钥匙插孔(11)内的触点(14)安装位置与通用计算机USB接口插座的触点安装位置相对应。

10、一种自复位且电源来自钥匙的电子锁，它包括外壳(41)、锁舌装置和旋转锁芯装置，其中，旋转锁芯装置就是包括了上述权利要求1至9所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置。

11、根据权利要求10所述的一种自复位且电源来自钥匙的电子锁，其中，锁舌装置包括设在锁舌(42)上的驱动挡块(45)以及可以阻止锁舌(42)在锁住时滑动的自锁杠杆(43)，并且在外壳(41)上设有当锁舌(42)在锁住时可以阻止自锁杠杆(43)滑动的台阶(48)。

12、一种自复位且电源来自钥匙的电子锁头，它包括外壳、旋转锁芯装置和从动旋转装置，其中，旋转锁芯装置就是包括了上述权利要求1至9所述的一种自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置。

13、根据权利要求12所述的一种自复位且电源来自钥匙的电子锁头，其中，从动旋转装置包括从动转盘(76)、轴套(75)和用于力传动输出的拨轮(73)，轴套(75)的一端固定在从动转盘(76)上，轴套(75)的另一端与拨轮(73)有力传动连接，在从动转盘(76)上设有受杠杆(22)驱动的驱动挡块(77)。

14、根据权利要求12或13所述的一种自复位且电源来自钥匙的电子锁头，其中，从动旋转装置包括一个可以作为门内开锁旋钮的杯罩(83)，在该杯罩(83)上设有可以阻止钥匙开锁的手动开关。

15、根据权利要求14所述的一种自复位且电源来自钥匙的电子锁头，其中，手动开关包括一个一端设有磁铁(82)的杠杆(78)，并且在电子线路单元(25)中设有受磁铁(82)影响而阻止开锁的电磁开关器件(W、79)。

16、根据权利要求12所述的一种自复位且电源来自钥匙的电子锁头，其中，从动旋转装置包括一个安装在外壳(51)内的从动转盘(53)，在该从动转盘(53)上设有力传动输出杆(54)以及受杠杆(22)驱动的驱动挡块(52)。

17、一种与自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置及配套锁具相配套的电子钥匙，它包括钥匙头(7)、安装在钥匙头(7)上的触点(1)，与触点(1)电连接的电子线路装置(5)以及外壳(3)，其中：电子线路装置(5)包括电源(6)，钥匙头(7)的部分外表面裹着一个金属套(2)，所有触点(1)暴露在该金属套(2)的外面。

18、根据权利要求17所述的一种与自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置及配套锁具相配套的电子钥匙，其中，金属套(2)的一端有U形缺口，所有触点(1)暴露在该U形缺口中。

19、根据权利要求17或18所述的一种与自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置及配套锁具相配套的电子钥匙，其中，钥匙头(7)上有通孔或盲孔(8)。

20、根据权利要求17或18所述的一种与自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置及配套锁具相配套的电子钥匙，其中，钥匙头(7)上的触点(1)安装位置与通用计算机USB接口插头的触点安装位置相对应。

21、根据权利要求17或18所述的一种与自复位且电源来自钥匙的智能旋转锁芯装置及配套锁具相配套的电子钥匙，其中，电源(6)为可充电电池。

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