CN102251711A - 电子锁双电机离合器驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子锁双电机离合器驱动机构，包括设置在外壳内的驱动销、主电机、第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第一从动齿轮通过传动机构和驱动销相连，所述第一主动齿轮和第一从动齿轮啮合相连；其中，所述电子锁双电机离合器驱动机构还包括辅电机，所述第一从动齿轮通过连接轴和第二从动齿轮相连，所述辅电机通过离合机构和第二从动齿轮啮合相连，所述辅电机的轴与连接轴位于同一直线上。本发明提供的电子锁双电机离合器驱动机构，通过设置辅电机，辅电机通过离合机构、第二从动齿轮、连接轴和第一从动齿轮相连，从而实现电子锁的完全冗余备份，结构简单，操作可靠，且不增加电能的额外耗损。

Description

电子锁双电机离合器驱动机构

技术领域

本发明涉及一种电子锁驱动机构，尤其涉及一种电子锁双电机离合器驱动机构。

背景技术

目前电子锁使用的都是单电机离合器驱动机构，由于电子控制模块、电机执行模块的可靠性问题，导致现有的电子锁一直还保留机械锁部分作为备份，机械锁抗技术开启性能差，电子锁上保留的机械锁部分已经成为整个电子锁安全的瓶颈。电子锁电子控制模块在技术上实现双备份已经可行，电机执行模块由于受到电子锁的电池供电能力、空间、成本、复杂度等因素的制约，还没有出现双电机离合器驱动机构执行备份的产品，这严重制约了电子锁的市场应用。因此，有必要提供电子锁双电机离合器驱动机构，从而实现电子锁的完全冗余备份，省去机械锁备份。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电子锁双电机离合器驱动机构，实现电子锁的完全冗余备份，结构简单，操作可靠，且不增加电能的额外耗损。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：

一种电子锁双电机离合器驱动机构，包括设置在外壳内的驱动销1、主电机12、第一主动齿轮10和第一从动齿轮6，所述第一从动齿轮6通过传动机构和驱动销1相连，所述第一主动齿轮10和第一从动齿轮6啮合相连；所述电子锁双电机离合器驱动机构还包括辅电机13，所述第一从动齿轮6通过连接轴9和第二从动齿轮7相连，所述辅电机13通过离合机构和第二从动齿轮7啮合相连，所述辅电机13的轴与连接轴9位于同一直线上。

所述传动机构可以包括驱动弹簧4和驱动蜗杆5,所述驱动弹簧4的一端与驱动蜗杆5啮合相连，另一端与驱动销1固定相连；所述的驱动销1位于导套2中，可相对导套轴向运动，所述的驱动弹簧4位于限位挡框3中，可相对驱动蜗杆5作轴向伸缩运动，导套2与限位挡框3固定于所述的外壳上；驱动销1通过轴向限位块轴向限位，驱动销1通过固定于所述外壳上的径向限位块限定径向转动，驱动销1轴向运动的长度小于驱动蜗杆5与驱动弹簧4的轴向啮合长度，并且驱动销1处于轴向运动的上端时驱动弹簧4的下端和驱动蜗杆5 蜗杆齿的上端保持啮合连接，而驱动销1处于轴向运动的下端时驱动弹簧4的下端和驱动蜗杆5 蜗杆齿的下端保持啮合连接。

更具体地可以是，所述驱动销1设置有限制轴向运动的凸缘，所述凸缘轴向运动向上限制于导套2、向下限制于限位挡框3，所述驱动销1凸缘径向转动限位于固定在所述机壳上的止转块。

所述离合机构可以是包括离合蜗杆14和离合连杆15，所述离合连杆15为弹性部件，所述离合蜗杆14固定相连地套接在辅电机13输出轴17上，在辅电机13输出轴17的上段套设有压紧弹簧16和第二主动齿轮11，所述压紧弹簧16下端支撑于离合蜗杆14顶端、上端与所述的第二主动齿轮11的底部相抵，由输出轴17带动第二主动齿轮11转动、并且第二主动齿轮11能沿输出轴17作轴向移动，所述离合连杆15下端与离合蜗杆14相啮合，上端设置于第二主动齿轮11的环形滑槽18内；所述第一主动齿轮11与第二从动齿轮7的轴向最大间距与环形滑槽18的轴向宽度之和小于离合蜗杆14和离合连杆15的轴向啮合长度，并且当所述离合连杆15处于轴向运动的上端时，离合连杆15的下端和离合蜗杆5蜗杆齿的上端保持啮合连接，而离合连杆15处于轴向运动的下端时，离合连杆15的下端和离合蜗杆5蜗杆齿的下端保持啮合连接，所述离合连杆15通过固定于所述外壳上的径向限位块限定径向转动；当所述的第二主动齿轮11与第二从动齿轮7啮合时，压紧弹簧16还保持有向上弹力；在所述离合连杆15向上运动过程中，离合连杆15上端开始离开所述第一主动齿轮11环形滑槽18下边沿时，驱动销1位于轴向运动的下止点，当离合连杆15上端向上运动至环形滑槽18上边沿时，驱动销1位于轴向运动的上止点。

本发明巧妙地通过电子控制模块分别控制主、辅电机的旋转运动来控制双电机离合器驱动机构，保证了在主电机或主电机与驱动机构连接出现故障的应急状态时，辅电机通过离合机构能够完成应急工作任务；保证了在正常状态时，主电机工作，辅电机能够与驱动机构处于分离状态，在大幅度提高整体机构可靠性的前提下，并不增加电能的额外耗损。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的电子锁双电机离合器驱动机构，通过设置辅电机，辅电机通过离合机构、第二从动齿轮、连接轴和第一从动齿轮相连，从而实现电子锁的完全冗余备份，结构简单，操作可靠，且不增加电能的额外耗损。

附图说明

图1为本发明电子锁双电机离合器驱动机构结构示意图；

图2为本发明正常状态主电机工作推动驱动销处于上方位置的状态示意图；

图3 为本发明正常状态主电机工作拉动驱动销处于下方位置的状态示意图；

图4 为本发明应急状态辅电机工作与驱动机构连接过程及拉动驱动销处于下方位置的状态示意图；

图5为本发明应急状态辅电机工作与驱动机构连接过程及推动驱动销处于上方位置的状态示意图；

图6 为本发明应急状态辅电机工作推动驱动销处于上方位置的状态示意图。

图中：

1 驱动销             2 导套                3 限位挡框

4 驱动弹簧            5 驱动蜗杆            6 第一从动齿轮

7 第二从动齿轮        8 支架                9 连接轴

10 第一主动齿轮       11 第二主动齿轮        12 主电机

13 辅电机            14 离合蜗杆           15 离合连杆

16 压紧弹簧           17 电机输出轴         18 环形滑槽

19 电子控制模块       20 传输线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明电子锁双电机离合器驱动机构结构示意图。

请参见图1，本发明提供的电子锁双电机离合器驱动机构包括设置在外壳内的驱动销1、导套2、限位挡框3、驱动弹簧4、驱动蜗杆5、第一从动齿轮6、第二从动齿轮7、支架8、连接轴9、第一主动齿轮10、第二主动齿轮11、主电机12、辅电机13、离合蜗杆14、离合连杆15、压紧弹簧16、上段横截面呈D字形的辅电机输出轴17、第二主动齿轮环形滑槽18、电子控制模块19、传输线20。第一主动齿轮10装在主电机12输出轴的上段；第一从动齿轮6、第二从动齿轮7、驱动蜗杆5通过连接轴9固定成一体；所述连接轴9可自由旋转地设置于支架8内、并且连接轴9相对于支架8轴向限位，支架8固定于外壳上；第一主动齿轮10与第一从动齿轮6相互啮合；驱动弹簧4的一端与驱动蜗杆5啮合，另一端与驱动销1固定；驱动销1位于导套2中，可相对导套2直线运动，驱动弹簧4位于限位挡框3中，可相对驱动蜗杆5作直线伸缩运动，驱动销1上止点受到导套2的限制，下止点受到限位挡框3的限制；辅电机13的输出轴17的上段加工成横截面呈D字形，离合蜗杆14固定套接在辅电机13轴上成为一体，再将压紧弹簧16套在辅电机输出轴17上，下端贴合离合蜗杆14顶端，再将第二主动齿轮11套在辅电机输出轴17上，所述压紧弹簧16上端与所述的第二主动齿轮（11）的底部相抵，第二主动齿轮（11）内孔与输出轴（17）上段的D字形截面相匹配、由输出轴17带动第二主动齿轮11转动，并且第二主动齿轮（11）可以沿转动轴作上下轴向移动，离合连杆15下端套在离合蜗杆14上与离合蜗杆14啮合，其上端设置在第二主动齿轮11的环形滑槽18内，辅电机13的轴与连接轴9保持同轴状态。电子控制模块19通过传输线20分别与主电机12、辅电机13连接，控制主电机12、辅电机13的旋转方向和工作时间。

当然上述的辅电机13输出轴17上段横截面和第二主动齿轮11内孔横截面加工成相匹配的D字形，也可以是方形或三角形等，或者轴和齿轮间选用键槽结构，只要能保证由输出轴17带动第二主动齿轮11转动，并且第二主动齿轮（11）可以沿转动轴作上下轴向移动即可。

图2为本发明正常状态主电机工作推动驱动销处于上方位置的状态示意图。

请参见图2，正常状态时，主电机12按图2所示正向旋转时，通过第一主动齿轮10带动第一从动齿轮6、第二从动齿轮7和驱动蜗杆5反向旋转，驱动蜗杆5推动驱动弹簧4的下端压缩驱动弹簧4向上移动，驱动弹簧4的上端由于压缩弹力的作用推动驱动销1向上运动，运动到上止点后，由于导套2的上部位置限制，不能再向上运动，驱动蜗杆5继续旋转，致使驱动弹簧4进一步压缩增加弹力，驱动弹簧4的下端与驱动蜗杆5蜗杆齿的上端啮合打滑、保持啮合连接，使得驱动弹簧4保持与驱动蜗杆5的紧密接触连接，保持驱动销1在上止点位置的稳定性。

图3 为本发明正常状态主电机工作拉动驱动销处于下方位置的状态示意图。

请参见图3，正常状态时，主电机12按图3所示反向旋转时，通过第一主动齿轮10带动第一从动齿轮6、第二从动齿轮7和驱动蜗杆5正向旋转，驱动蜗杆5拉动驱动弹簧4的下端使得驱动弹簧4向下移动，驱动弹簧4的压缩弹力释放，拉伸弹力增强，驱动弹簧4的上端由于拉伸弹力的作用拉动驱动销1向下运动，由于限位挡框3上边缘的限制，不能再向下运动，驱动蜗杆5继续旋转，致使驱动弹簧4进一步拉伸增加弹力，驱动弹簧4的下端与驱动蜗杆5蜗杆齿下端啮合打滑、保持啮合连接，使得驱动弹簧4保持与驱动蜗杆5的紧密接触连接，保持驱动销1在下止点位置的稳定性。

图4 为本发明应急状态辅电机工作与驱动机构连接过程及拉动驱动销处于下方位置的状态示意图。

请参见图1和图4，应急状态时，电子控制模块19关闭主电机12电源，接通辅电机13电源，辅电机13正向旋转时，辅电机13上的离合蜗杆14正向旋转，推动离合连杆15向上运动，如图4a所示；压紧弹簧16伸长，压缩弹力释放，推动第二主动齿轮11向上运动直至与第二从动齿轮7啮合，带动第二从动齿轮7、第一从动齿轮6和驱动蜗杆5正向旋转，如图4b所示；随着辅电机13的继续旋转，离合连杆15在离合蜗杆14的推动下，离合连杆15上端在环形滑槽18内继续上滑。驱动蜗杆5拉动驱动弹簧4的下端使得驱动弹簧4向下移动，驱动弹簧4的压缩弹力释放，拉伸弹力增强，驱动弹簧4的上端由于拉伸弹力的作用拉动驱动销1向下运动，由于限位挡框3上边缘的限制，不能再向下运动，驱动蜗杆5继续旋转，致使驱动弹簧4进一步拉伸增加弹力，驱动弹簧4的下端与驱动蜗杆5蜗杆齿下端啮合打滑，使得驱动弹簧4保持与驱动蜗杆5蜗杆齿的紧密接触连接，保持驱动销1在下止点位置的稳定性，如图4c所示。此时离合连杆15上端一直上滑到环形滑槽18上段，随着辅电机13的继续旋转，离合连杆15在离合蜗杆14的推动下，离合连杆15上端在环形滑槽18内继续上滑，一直上滑到环形滑槽18的上边沿，离合连杆15为弹性部件，因而弯曲变形，离合连杆15与离合蜗杆14蜗杆齿啮合打滑，离合连杆15停止上升，使得离合连杆15保持与离合蜗杆14蜗杆齿的紧密啮合接触，如图4d所示。

图5为本发明应急状态辅电机工作与驱动机构连接过程及推动驱动销处于上方位置的状态示意图。

请参见图1和图5，应急状态时，电子控制模块19关闭主电机12电源，接通辅电机13电源，电子控制模块19控制辅电机13先安正向旋转预定时间，辅电机13上的离合蜗杆14正向旋转，推动离合连杆15向上运动，如图5a所示；压紧弹簧16伸长，压缩弹力释放，推动第二主动齿轮11向上运动直至与第二从动齿轮7啮合，带动第二从动齿轮7、第一从动齿轮6和驱动蜗杆5正向旋转，驱动弹簧4的下端与驱动蜗杆5蜗杆齿下端啮合打滑，如图5b所示；随着辅电机13的继续旋转，离合连杆15在离合蜗杆14的推动下，离合连杆15上端在环形滑槽18内继续上滑，一直上滑到环形滑槽18的上边沿，离合连杆15弯曲变形，离合连杆15下端与离合蜗杆14蜗杆齿上端啮合打滑，离合连杆15停止上升，使得离合连杆15保持与离合蜗杆14蜗杆齿的紧密啮合接触，如图5c所示。预定时间到，电子控制模块19控制辅电机13再反向旋转，通过第二主动齿轮11带动第二从动齿轮7、第一从动齿轮6和驱动蜗杆5反向旋转，离合蜗杆14反向旋转，拉动离合连杆15向下运动，如图5d所示；随着辅电机13的继续旋转，离合连杆15上端在环形滑槽18内继续下滑，驱动蜗杆5推动驱动弹簧4的下端压缩驱动弹簧4向上移动，驱动弹簧4的上端由于压缩弹力的作用推动驱动销1向上运动，运动到上止点后，由于导套2的上部位置限制，不能再向上运动，驱动蜗杆5继续旋转，致使驱动弹簧4进一步压缩增加弹力，驱动弹簧4的下端与驱动蜗杆5蜗杆齿上端啮合打滑，使得驱动弹簧4保持与驱动蜗杆5蜗杆齿的紧密啮合接触，保持驱动销1在上止点位置的稳定性。此时离合连杆15上端一直下滑到环形滑槽18下段，如图5e所示。如果辅电机13继续反向旋转，离合蜗杆14反向旋转，拉动离合连杆15继续向下运动，离合连杆15上端拉动环形滑槽18下边沿向下运动，压缩压紧弹簧16，直至第二主动轮11与第二从动轮7分离。辅电机13继续反向旋转，离合连杆15弯曲变形，离合连杆15下端与离合蜗杆14蜗杆齿下端啮合打滑，离合连杆15停止向下压缩，使得离合连杆15下端保持与离合蜗杆14蜗杆齿下端的紧密接触，如图5f所示。

图6 为本发明应急状态辅电机工作推动驱动销处于上方位置的状态示意图。

请参见图6，当辅电机13已经通过第二主动齿轮11与第二从动齿轮7处于啮合状态，辅电机13按图6所示反向旋转时，通过第二主动齿轮11带动第二从动齿轮7、第一从动齿轮6和驱动蜗杆5反向旋转，离合蜗杆14反向旋转，拉动离合连杆15向下运动，随着辅电机13的继续旋转，离合连杆15上端在环形滑槽18内继续下滑，驱动蜗杆5推动驱动弹簧4的下端压缩驱动弹簧4向上移动，驱动弹簧4的上端由于压缩弹力的作用推动驱动销1向上运动，运动到上止点后，由于导套2的上部位置限制，不能再向上运动，驱动蜗杆5继续旋转，致使驱动弹簧4进一步压缩增加弹力，驱动弹簧4的下端与驱动蜗杆5蜗杆齿上端啮合打滑，使得驱动弹簧4保持与驱动蜗杆5蜗杆齿的紧密啮合接触，保持驱动销1在上止点位置的稳定性。此时离合连杆15上端一直下滑到环形滑槽18下段。如果辅电机13继续反向旋转，离合蜗杆14反向旋转，拉动离合连杆15继续向下运动，离合连杆15上端拉动环形滑槽18下边沿向下运动，压缩压紧弹簧16，直至第二主动轮11与第二从动轮7分离。辅电机13继续反向旋转，离合连杆15弯曲变形，离合连杆15下端与离合蜗杆14蜗杆齿下端啮合打滑，离合连杆15停止向下压缩，使得离合连杆15下端保持与离合蜗杆14蜗杆齿的紧密啮合接触。

综上所述，本发明的电子控制模块19可分别通过主、辅电机的旋转运动来控制双电机离合器驱动机构，保证了在主电机12或主电机与驱动机构连接出现故障的应急状态时，辅电机13通过离合机构能够完成应急工作任务；保证了在正常状态时，主电机12工作，辅电机13能够与驱动机构处于分离状态，在大幅度提高整体机构可靠性的前提下，并不增加电能的额外耗损，适用于靠电池供电的电子锁。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.一种电子锁双电机离合器驱动机构，包括设置在外壳内的驱动销（1）、主电机（12）、第一主动齿轮（10）和第一从动齿轮（6），所述第一从动齿轮（6）通过传动机构和驱动销（1）相连，所述第一主动齿轮（10）和第一从动齿轮（6）啮合相连；其特征在于，所述电子锁双电机离合器驱动机构还包括辅电机（13），所述第一从动齿轮（6）通过连接轴（9）和第二从动齿轮（7）相连，所述辅电机（13）通过离合机构和第二从动齿轮（7）啮合相连，所述辅电机（13）的轴与连接轴（9）位于同一直线上。

2.如权利要求1所述的电子锁双电机离合器驱动机构，其特征在于，所述传动机构包括驱动弹簧（4）和驱动蜗杆(5),所述驱动弹簧（4）的一端与驱动蜗杆（5）啮合相连，另一端与驱动销（1）固定相连；所述的驱动销（1）位于导套（2）中，可相对导套轴向运动，所述的驱动弹簧（4）位于限位挡框(3)中，可相对驱动蜗杆(5)作轴向伸缩运动，导套（2）与限位挡框(3)固定于所述的外壳上；驱动销(1)通过轴向限位块轴向限位，驱动销(1)通过固定于所述外壳上的径向限位块限定径向转动，驱动销(1)轴向运动的长度小于驱动蜗杆(5)与驱动弹簧(4)的轴向啮合长度，并且驱动销(1)处于轴向运动的上端时驱动弹簧(4)的下端和驱动蜗杆(5) 蜗杆齿的上端保持啮合连接，而驱动销(1)处于轴向运动的下端时驱动弹簧(4)的下端和驱动蜗杆(5) 蜗杆齿的下端保持啮合连接。

3.如权利要求2所述的电子锁双电机离合器驱动机构，其特征在于，所述驱动销（1）设置有限制轴向运动的凸缘，所述凸缘轴向运动向上限制于导套（2）、向下限制于限位挡框（3），所述驱动销（1）凸缘径向转动限位于固定在所述机壳上的止转块。

4.如权利要求1、2或3所述的电子锁双电机离合器驱动机构，其特征在于，所述离合机构包括离合蜗杆（14）和离合连杆（15），所述离合连杆（15）为弹性部件，所述离合蜗杆（14）固定相连地套接在辅电机（13）输出轴（17）上，在辅电机（13）输出轴（17）的上段套设有压紧弹簧（16）和第二主动齿轮（11），所述压紧弹簧（16）下端支撑于离合蜗杆（14）顶端、上端与所述的第二主动齿轮（11）的底部相抵，由输出轴（17）带动第二主动齿轮（11）转动、并且第二主动齿轮（11）能沿输出轴（17）作轴向移动，所述离合连杆（15）下端与离合蜗杆（14）相啮合，上端设置于第二主动齿轮（11）的环形滑槽（18）内；所述第一主动齿轮（11）与第二从动齿轮（7）的轴向最大间距与环形滑槽（18）的轴向宽度之和小于离合蜗杆（14）和离合连杆（15）的轴向啮合长度，并且当所述离合连杆（15）处于轴向运动的上端时，离合连杆（15）的下端和离合蜗杆(5)蜗杆齿的上端保持啮合连接，而离合连杆（15）处于轴向运动的下端时，离合连杆（15）的下端和离合蜗杆(5)蜗杆齿的下端保持啮合连接，所述离合连杆（15）通过固定于所述外壳上的径向限位块限定径向转动；当所述的第二主动齿轮（11）与第二从动齿轮（7）啮合时，压紧弹簧（16）还保持有向上弹力；在所述离合连杆（15）向上运动过程中，离合连杆（15）上端开始离开所述第一主动齿轮（11）环形滑槽（18）下边沿时，驱动销（1）位于轴向运动的下止点，当离合连杆（15）上端向上运动至环形滑槽（18）上边沿时，驱动销（1）位于轴向运动的上止点。

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