CN101922271A - 电子锁 - Google Patents

Abstract

一种电子锁，包括：锁体联动装置；锁体联动装置包括动方孔座和静方孔座，以及销钉和销钉驱动装置；动方孔座可旋转地置于静方孔座内，动方孔座外部带有挡杆，静方孔座内部带有一段环形凹槽，环形凹槽具有第一边缘和第二边缘，挡杆容纳在凹槽内，与环形凹槽的第一边缘相抵；动方孔座侧壁带有动方孔座插入孔，静方孔座侧壁带有静方孔座插入孔，动方孔座插入孔和静方孔座插入孔共轴，销钉可以插入动方孔座插入孔和静方孔座插入孔；锁体联动装置的配置使得动方孔座从其平衡位置沿第一方向旋转时能够通过由销钉驱动装置驱动的销钉与静方孔座实现联动，沿第二方向旋转时能够通过挡杆与静方孔座实现联动。

Description

电子锁

技术领域

本发明涉及一种锁具，具体涉及一种电子锁。

背景技术

日常生活中，门锁是保证财产和隐私安全的重要屏障。随着社会的发展，门锁对安全性和便捷性方面的要求也日益提高。电子锁，尤其是指纹锁作为一种新兴的锁具，将电子技术、生物学特征识别技术-指纹识别技术应用在门锁上，既保证了安全性，又为日常应用带来了极大地便捷性。因而，正逐渐被社会所认可。

但是目前市场上所提供的电子锁存在如下不足之处：(1)现有的电子锁在非工作状态，大都采用休眠方式，工作时被唤醒，长期休眠造成电子锁功耗大，电池更换周期短，一般的使用次数为6000-8000次，使用起来极其不便。(2)许多电子锁的反锁过程繁琐，有的甚至需要输入密码或指纹才能进行，为日常生活带来不变。

发明内容

本发明提供一种电子锁，包括：锁体联动装置；所述锁体联动装置包括动方孔座和静方孔座，以及销钉和销钉驱动装置；所述动方孔座可旋转地置于所述静方孔座内，所述动方孔座外部带有挡杆，所述静方孔座内部带有一段环形凹槽，所述环形凹槽具有第一边缘和第二边缘，所述挡杆容纳在所述凹槽内，与所述环形凹槽的第一边缘相抵；所述动方孔座侧壁带有动方孔座插入孔，所述静方孔座侧壁带有静方孔座插入孔，所述动方孔座插入孔和所述静方孔座插入孔共轴，所述销钉可以插入所述动方孔座插入孔和所述静方孔座插入孔；所述锁体联动装置的配置使得所述动方孔座从其平衡位置沿第一方向旋转时能够通过由所述销钉驱动装置驱动的所述销钉与所述静方孔座实现联动，沿第二方向旋转时能够通过所述挡杆与所述静方孔座实现联动。

如上所述的电子锁，所述电子锁为指纹锁，所述指纹锁包括指纹模块和微控制器。

如上所述的电子锁，还包括锁体，所述锁体包括手柄及与其固定连接的方棒，所述方棒与所述动方孔座固定连接。

如上所述的电子锁，锁体还包括斜舌、主平舌、天地杆，所述静方孔座分别与所述斜舌、主平舌、天地杆直接或间接连接

如上所述的电子锁，所述静方孔座与所述斜舌、主平舌、天地杆的设置使得所述静方孔座沿第一方向旋转时所述斜舌、主平舌、天地杆缩回锁体，所述静方孔座沿第二方向旋转时主平舌、天地杆伸出锁体。

如上所述的电子锁，所述静方孔座分别通过斜舌拨片、主平舌板、斜舌推杆与所述斜舌、主平舌、天地杆相连接。

如上所述的电子锁，所述销钉上带有将销钉与静方孔座相抵的弹簧，保证在未受顶销片推力的情况下，销钉只插入到静方孔座插入孔中，而不插入到动方孔座插入孔中。

如上所述的电子锁，所述销钉驱动装置包括微电机、偏心轮和顶销片，所述微电机可以通过所述偏心轮控制所述顶销片以驱动所述销钉进入或离开所述动方孔座插入孔。

如上所述的电子锁，还包括自闭式电源管理电路，所述自闭式电源管理电路能够在激活按键的控制下给予所述电子锁的电路预设定的供电时间并且在所述预设定供电时间之后能够自动关断所述电子锁的电路供电。

附图说明

图1是根据本发明实施例的指纹锁的结构框图。

图2是根据本发明实施例的指纹锁的内部结构示意图。

图3是图2中所示指纹锁的动方孔座15和静方孔座20的局部放大视图。

图4是根据本发明实施例的指纹锁的自闭式电源管理电路6的电路图。

具体实施方式

下面以指纹锁为例，对本发明的实施例进行详细描述

电子锁的结构

参见图1，本实施例的电子锁为指纹锁，该指纹锁包括指纹模块1、微控制器2、微电机3、锁体联动装置4、锁体5、自闭式电源管理电路6以及控制面板(未示出)。指纹模块1包括：指纹读头、指纹存储模块和指纹分析比对模块。指纹模块1的信号输出端与微控制器2的信号输入端相连接，微控制器2(本实施例中采用ATMEL公司的Atmega8L)的电源输入端Vcc和功率控制端A1(参见图4)之间接有自闭式电源管理电路6，微控制器2输出端与直流微电机3电源输入端相连接用于驱动微电机3，进而控制锁体联动装置4与锁体5的离合关系。

图2是根据本发明实施例的指纹锁的内部结构示意图，本图是从门外侧方向观察得到的视图。如图2所示，锁体联动装置4包括偏心轮12、顶销片13、销钉14、动方孔座15、斜舌拨片16、主平舌板18、斜舌推杆19、静方孔座20。锁体5包括手柄及与其固定连接的方棒、斜舌10、主平舌11、天地杆21以及指纹锁的框架。

继续参照图2，微电机3的转轴与偏心轮12固定连接，偏心轮12与顶销片13的支撑部活动连接，顶销片13上部与销钉14下端部相抵。静方孔座20与斜舌拨片16固定在一起并被斜舌波片16所基本覆盖，如图2所示，图中仅露出静方孔座20的一个外延部。静方孔座20与斜舌推杆19和主平舌板11活动连接，而斜舌拨片16、斜舌推杆19和主平舌板11分别与斜舌10、主平舌11、天地杆21活动连接。静方孔座20与斜舌波片16、主平舌板11和斜舌推杆19以及斜舌10、主平舌11、天地杆21之间的连接使得：当静方孔座20沿顺时针方向旋转时，其导致斜舌10、主平舌11和天地杆21均收回到锁体框架内；反之，当静方孔座20沿逆时针方向旋转时，其导致斜舌10、主平舌11和天地杆21均伸出到锁体框架外，本领域中技术人员公知，这些构造完全可以通过本领域中的常规方式实现。

图3是图2中所示指纹锁的动方孔座15和静方孔座20的局部放大视图。只是图2中销钉方向朝上，本图中，为了更清楚的示意，销钉14方向朝向纸面右下方。参照图3，静方孔座20内部中空略呈柱状，动方孔座15置于静方孔座20内的中空柱状中，位于静方孔座20中央，可在静方孔座20内旋转，方孔17位于动方孔座15中央；静方孔座20朝向销钉14的一侧带有与销钉14尺寸相匹配的静方孔座20插入孔，动方孔座15朝向销钉14的一侧带有与销钉14尺寸相匹配的动方孔座15插入孔，销钉14上带有将销钉14与静方孔座20相抵的弹簧，保证在未受顶销片13推力的情况下，销钉14只插入到静方孔座20插入孔中，而插入不到动方孔座15插入孔中。

继续参照图图3，静方孔座20内侧设有一段环形凹槽20-1，凹槽20-1具有第一边缘和第二边缘，动方孔座15外侧延伸出一挡杆15-1，该挡杆朝向静方孔座20伸入所述凹槽20-1内，当动方孔座15在静方孔座内转动时，挡杆15-1可以在凹槽20-1的第一边缘和第二边缘之间滑动，正常状态(本文中所指的正常状态是指，指纹锁处于上锁而未反锁的情况，此时动、静方孔座均处于其平衡位置)下该挡杆15-1位于凹槽的第一边缘(右侧边缘)处，一旦动方孔座15逆时针旋转即可带动静方孔座20运动，而顺时针旋转时挡杆15-1则可以在凹槽20-1内自由活动(在动方孔座旋转的范围内)。又因为只有静方孔座才能带动天地杆和锁舌(包括斜舌10、主平舌11)运动，动方孔座15与天地杆21和锁舌之间无直接连接，正常状态下动方孔座15顺时针转动不会带动静方孔座转动，所以不会引起锁舌和天地杆的向指纹锁框架内运动，而逆时针转动时将直接带动静方孔座20转动，引起锁舌和天地杆运动向指纹锁框架外运动。

另外，根据需要选择顶销片13的支撑部(与微电机3的转轴固定的部分)的长度，使得指纹锁处于正常状态时，顶销片13不会将销钉14顶入到动方孔座15插入孔中，动方孔座15和静方孔座20不联动。需要进行开锁动作时，销钉14可以在顶销片13的推动下朝向方孔17运动(图2中向下运动)，直到进入动方孔座15插入孔，静方孔座20与动方孔座15通过销钉14实现联动。锁体5的手柄方棒插入在方孔17内，转动手柄即可带动动方孔座15与静方孔座20与手柄一同转动，采用这种方式使动方孔座15与静方孔座20联动，只需功耗极低的直流微电机3以微小的电动力矩将销钉14顶入动方孔座15内即可，故能达到节能的目的。

为了在指纹锁不使用状态下实现零功耗，本发明还采用了自闭式电源管理电路。参照图4，自闭式电源管理电路6由三极管Q1、MOS管Q2、按键K和电阻R1、R2、R3组成，用于对电源B进行节能管理。其中，按键K可以由控制面板上的任意一个键控制，电源B的电压为6V，其负极接地、正极与MOS管Q2的源极和电阻R3的第一端相连；MOS管Q2的漏极与微控制器2的供电端VCC相连，MOS管Q2的栅极与按键K(激活按键)、电阻R3的第二端以及三极管Q1的集电极连接；三极管Q1的基极与电阻R1的第一端相连，三极管Q1的发射极与电阻R2的第一端和地相连，电阻R1的第二端和电阻R2的第二端共同连接至微控制器2的控制端A1。

在不使用状态下，MOS管Q2的栅极处于高电平，MOS管Q2截止，整个系统处于断电状态。开始使用时(即准备用指纹开启门锁时)，按下按键K，MOS管Q2的栅极与地接通变为低电平，并且由于其源极与电源B正极相连为高电平，此时Q2导通，系统电源接通，VCC上电，微控制器2工作；微控制器2工作后，立即将管脚功率控制端A1电位置高，从而使Q1导通，Q1导通后，Q1集电极电压为0.3伏(本领域技术人员公知，该电压为其饱和工作压)，此时即使K抬起，由于Q1集电极与Q2栅极相连，因此Q2栅极电压为0.3伏，维持低电平状态(相对于电源B正极电压6V而言)，从而维持Q2导通，整个系统(指纹锁的电路系统)上电正常工作。上电时间可根据实际需要预设定，在完成工作后，系统可自动断电，若无下一步工作，微控制器等待一段时间后即自动断电。本实施例中上电时间设置为5秒，即按下按键K，若无进一步工作，5秒钟之后，微控制器2将功率控制端A1电位置低，使Q1处于截止状态，Q2栅极变为高电平，导致Q2截止，整个系统不再耗电。

指纹锁开锁过程

根据本实施例的指纹锁在使用之前需要存储用户的指纹信息，指纹锁的控制面板上可以设置一个或多个控制键用于控制指纹模块1来存储放置在指纹读头上的手指的指纹信息。用户在使用前将自己的一个或多个手指的指纹信息录入指纹锁的指纹存储模块中。在指纹锁没有工作的情况下，顺时针转动手柄，手柄通过方棒带动动方孔座15相应转动，由于销钉14并未伸入到动方孔座15内，静方孔座20与动方孔座15未实现联动，并且在手柄的顺时针旋转极限内，动方孔座15的挡杆15-1达不到凹槽20-1的第二边缘(图3中被动方孔座15所遮挡)，方棒只能带动动方孔座15空转，无法带动静方孔座20，不能带动锁体联动装置完成开门动作。

在用户需要进行开锁时，按一下按键K，可以将自闭式电源管理电路激活，系统上电(具体过程如上面所述)，指纹模块1开始工作，随后用户将已经进行过录入的手指放在指纹模块1的指纹读头上，该指纹读头可以识别放置在其上的手指的指纹信息，然后指纹分析比对模块将识别到的指纹信息与存储在指纹存储模块内的指纹信息进行比对，只有所识别的指纹信息与存储在指纹存储模块内的至少一个指纹信息匹配时，指纹锁动作。微控制器2会向直流微电机3输出动作电流，直流微电机3转动，带动装在微电机转轴上的偏心轮12朝向方孔方向旋转(在图2中为向上)，顶销片13的支撑部将偏心轮12的旋转运动转化为顶销片13的直线向下运动，顶销片13将销钉14的前端通过静方孔座20的插入孔顶入动方孔座15的插入孔中(销钉14的前端部分在静方孔座20中，后端部分在动方孔座15中)，使静方孔座20，动方孔座15实现联动，此时，顺时针转动手柄，手柄带动方棒顺时针转动，又因为方棒插入在动方孔座15上的方孔17中，所以转动手柄可以经动方孔座15带动静方孔座20一起顺时针转动，静方孔座20同时带动斜舌拨片16、主平舌板18、斜舌推杆19向开锁方向运动进而将天地杆21、斜舌10和主平舌11收入锁体，完成开门动作。开锁完成后，微电机3带动偏心轮12反向运动，销钉14在弹簧弹力作用下从动方孔座15的插入孔中弹出，动静方孔座脱离联动状态。应该理解，静方孔座20带动斜舌拨片16、主平舌板18、斜舌推杆19运动进而带动天地杆21、斜舌10和主平舌11实现开锁时，所涉及的各部件的机械构造可以采用本领域中的惯用结构，并且本领域中普通技术人员可以根据需要进行设计或适当改变。

本领域普通技术人员应该理解，开门之后，放开手柄时，斜舌10由于弹力作用会自动伸出。用户在进行关门动作时，斜舌10也能在门的倾斜推挤作用下自动缩进所体内，关好门后再弹出，卡住门框内的门卡。

指纹锁反锁过程

当需要进行反锁时，根据本发明实施例的指纹锁的动作过程如下：逆时针转动手柄，手柄带动插入方孔17内的方棒，方棒带动动方孔座15逆时针转动，由于档杆15-1紧贴静方孔座20的凹槽20-1的第一边缘(图3中右侧边缘，并且图3中凹槽20-1的第二边缘被动方孔座15所遮挡，所以未示出)，动方孔座15逆时针转动时，挡杆15-1就会卡住凹槽20-1的第一边缘进而带动静方孔座20作逆时针运动，静方孔座20上的拨片带动斜舌拨片16、主平舌板18、斜舌推杆19运动将天地杆21和主平舌11伸出锁体，完成反锁动作。

从动作过程中我们可以看到，根据本发明的指纹锁，在反锁时无需启动指纹锁中的电路系统，反锁过程不耗电。这主要是利用静方孔座20的凹槽20-1和挡杆15-1，以及销钉14之间的巧妙关系实现的。在开锁时手柄以及动方孔座15顺时针旋转，在销钉14未进入动方孔座15的情况下，在手柄的顺时针旋转极限(本领域普通技术人员应该知道，手柄的顺时针旋转极限可采用通常方式设定，一般为45度-90度)内，动方孔座15的挡杆15-1达不到凹槽20-1的第二边缘，所以动方孔座15空转，只有通过销钉14才能实现与静方孔座20的联动；而在反锁时，挡杆15-1可以与凹槽20-1的第一边缘相抵，进而实现动方孔座15与静方孔座20在逆时针方向的联动，实现反锁。

由于手柄与锁体联动装置的离合控制是采用功耗极低的直流微电机3驱动，且当指纹锁不工作的时候，即使在进行反锁动作时，自闭式电源管理电路都将电源完全关闭，从而达到了节能的目的。

虽然上述实施例中，自闭式电源管理电路6由多个电子元件组成，但是本发明不限于此，本领域中的普通技术人员应该理解，随着技术的发展所采用的电子元件可以用具有同样功能的元件替代，或者完全可以集成在一个芯片中，这些均包含在本发明的范围内。本发明实施例中所给出的锁体联动装置的具体形状也仅是对优选实施例的说明，而非限制，所采用的天地杆、锁舌、防盗锁舌的形状可以根据需要适当改变，数量也不限于一个。另外，这里所采用的顶销片和微电机也可以用其它销钉驱动装置代替，例如可采用类似电磁阀的装置来直接驱动销钉(做适应性改动)实现动方孔座15和静方孔座20之间的联动。虽然，上述实施例中方孔采用的是方形的孔，但实际上方孔应该做广义理解，其应该理解为与方棒一起用作手柄与锁体联动装置之间的动力传动装置，其也可以为三角形孔、五边形孔，相应的方棒改为三棱柱、五棱柱。

另外，需要说明的是，虽然以上实施例主要以指纹锁为对象进行描述，但是应该理解本发明还可以用于采用密码、磁卡等其他形式的电子锁中，只需要将其中的指纹模块替换成密码模块或读卡模块即可。甚至本发明还可以应用于既采用指纹又采用密码的电子锁中，在这种情况下采用指纹和密码都可以激活电子锁中的电源电路，进而实现动、静方孔座之间的联动。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种电子锁，包括：锁体联动装置；

其特征在于，

所述锁体联动装置包括动方孔座和静方孔座，以及销钉和销钉驱动装置；

所述动方孔座可旋转地置于所述静方孔座内，所述动方孔座外部带有挡杆，所述静方孔座内部带有一段环形凹槽，所述环形凹槽具有第一边缘和第二边缘，所述挡杆容纳在所述凹槽内，与所述环形凹槽的第一边缘相抵；所述动方孔座侧壁带有动方孔座插入孔，所述静方孔座侧壁带有静方孔座插入孔，所述动方孔座插入孔和所述静方孔座插入孔共轴，所述销钉可以插入所述动方孔座插入孔和所述静方孔座插入孔；

所述锁体联动装置的配置使得所述动方孔座从其平衡位置沿第一方向旋转时能够通过由所述销钉驱动装置驱动的所述销钉与所述静方孔座实现联动，沿第二方向旋转时能够通过所述挡杆与所述静方孔座实现联动。

2.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述电子锁为指纹锁，所述指纹锁包括指纹模块和微控制器。

3.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，还包括锁体，所述锁体包括手柄及与其固定连接的方棒，所述方棒与所述动方孔座固定连接。

4.根据权利要求3所述的电子锁，其特征在于，锁体还包括斜舌、主平舌、天地杆，所述静方孔座分别与所述斜舌、主平舌、天地杆直接或间接连接

5.根据权利要求4所述的电子锁，其特征在于，所述静方孔座与所述斜舌、主平舌、天地杆的设置使得所述静方孔座沿第一方向旋转时所述斜舌、主平舌、天地杆缩回锁体，所述静方孔座沿第二方向旋转时主平舌、天地杆伸出锁体。

6.根据权利要求5所述的电子锁，其特征在于，所述静方孔座分别通过斜舌拨片、主平舌板、斜舌推杆与所述斜舌、主平舌、天地杆相连接。

7.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述销钉上带有将销钉与静方孔座相抵的弹簧，保证在未受顶销片推力的情况下，销钉只插入到静方孔座插入孔中，而不插入到动方孔座插入孔中。

8.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述销钉驱动装置包括微电机、偏心轮和顶销片，所述微电机可以通过所述偏心轮控制所述顶销片以驱动所述销钉进入或离开所述动方孔座插入孔。

9.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，还包括自闭式电源管理电路，所述自闭式电源管理电路能够在激活按键的控制下给予所述电子锁的电路预设定的供电时间并且在所述预设定供电时间之后能够自动关断所述电子锁的电路供电。

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