CN102839862A - 一种电子锁芯及一种电子钥匙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子锁芯和电子钥匙，所述电子锁芯包括锁芯主体和锁芯组件，锁芯组件包括电子锁头、PCB板、弹簧座及滑块组，所述滑块组通过弹簧与弹簧座连接，所述PCB板和滑块组之间设置有热收缩金属线和正极引线，所述PCB板包括第一微处理单元、第一数据交互模块及电子开关，该电子开关一端通过回流导线与正极引线在滑块组上的连接点连接，另一端接地；所述电子钥匙包括钥匙主体和设置于钥匙主体内的电源及第二微处理单元，钥匙主体的一端设置有识别头，与第二微处理单元连接设置有存储器和第二数据交互模块，本发明避免了电子锁芯的长期通电，降低了电子锁的维护成本，同时电子钥匙的编码可以更改，灵活性较高，可以设置不同的权限及有效期。

Description

一种电子锁芯及一种电子钥匙

技术领域

本发明涉及一种锁具配件，更具体地，涉及一种电子锁芯及一种电子钥匙。

背景技术

锁芯是锁具中最重要的一个组件，锁具的开启和锁止的绝大部分动作都通过锁芯来完成。在现有的电子锁中，锁芯通常是需要持续通电的，用户在开锁时通常会经过一个密码识别的过程，如果密码验证通过，则锁具通过电力作用或机械驱动（如钥匙开锁）的方式使锁芯移位，从而开启锁具，否则保持锁止状态。不过这些电子锁的不足之处在于，一方面并非所有的锁具都满足随时可以通电的要求，尤其对于随时可能发生搬迁的目标来说（如救灾设备或应急设备上的锁具），现有电子锁并不能满足其使用要求。其次，在密码确认配合钥匙机械开锁的情况下，锁芯由于长期暴露在空气中，时间久了很容易有灰尘、雨水等杂质进入锁孔从而造成堵塞，结果是即便密码配对成功也无法开启电子锁。

发明内容

本发明的第一个目的，就是克服现有技术的不足，提供一种电子锁，该电子锁无需持续通电，也无暴露的锁孔，可靠性极高。

本发明的第二个目的，就是提供一种电子钥匙，该电子钥匙的编码可以更改，灵活性较高，方便设置不同的权限或有效期。

为了实现本发明之第一个目的，采用如下技术方案：

一种电子锁芯，包括锁芯主体和安装于锁芯主体内的锁芯组件，所述锁芯主体的端部设置有电子锁头，所述锁芯组件包括靠近电子锁头的PCB板和依次远离PCB板的弹簧座及滑块组，所述弹簧座固定于锁芯主体内壁，所述滑块组通过弹簧与弹簧座连接，所述PCB板和滑块组之间设置有依次连接的热收缩金属线和正极引线，所述热收缩金属线和正极引线张紧使弹簧处于压缩状态，所述PCB板包括第一微处理单元和与第一微处理单元连接的第一数据交互模块及电子开关，所述电子开关一端通过回流导线与正极引线在滑块组上的连接点连接，另一端接地，所述电子锁头与第一微处理单元连接。

进一步地，所述滑块组沿轴向方向分为活塞头和限位头，所述活塞头外壁与锁芯主体内壁相接触，所述限位头呈哑铃状，其第一球头通过台阶面与活塞头连接，第二球头通过低温金属柱与第一球头连接，所述活塞头、低温金属柱和第一球头均沿轴向方向设置有通孔，所述正极导线经由该通孔与第二球头连接。

再进一步地，所述锁芯主体呈圆柱状，所述锁芯主体在靠近低温金属柱所在位置处设置有销孔，所述销孔内活动设置有在所述限位头的驱动下发生径向位移的锁销。

作为一种具体实施例，所述低温金属柱的材质为铅、锡、铋和铟中的一种或几种组成的合金。

作为一种具体实施例，所述弹簧座沿轴线方向设置有轴孔，所述热收缩金属线及回流导线贯穿该轴孔。

作为一种具体实施例，所述热收缩金属线为镍钛合金线。

作为一种具体实施例，，所述电子开关为常开型电子开关。

为了实现本发明的第二个目的，采用如下技术方案：

一种电子钥匙，包括钥匙主体和设置于钥匙主体内的电源及第二微处理单元，所述钥匙主体的一端设置有与电子锁头配合对接的识别头，与第二微处理单元连接设置有存储器和用于与电子锁头交换数据的第二数据交互模块。

进一步地，所述电子锁头和识别头的接触端呈平板状。

作为一种具体实施例，与所述第二微处理单元连接还设置有USB接口。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

电子锁芯利用镍钛合金线的收缩带动滑块组驱动锁销，使电子锁的机械开启单元完全置于锁体内部，可有效避免灰尘、杂质等对锁芯的影响；在滑块组上设置低温金属柱，保证电子锁不会因为外界温度过高而导致锁芯产生误动作，提高了电子锁的可靠性；在电子钥匙上设置电源开启电子锁，避免了对电子锁的长期通电，大大降低了电子锁的维护成本；同时，电子钥匙上设置有USB接口，可以实现对电子钥匙的有效期或权限进行更改，进一步丰富了电子钥匙的使用方式。

附图说明

图1是本发明所述电子锁在锁止状态下的结构示意图。

图2是本发明所述电子锁和电子钥匙配合开启的示意图。

图3是本发明所述电子锁的功能模块图。

图4是本发明所述电子钥匙的功能模块示意图。

图中：12-电子锁头；14-锁芯主体；16-锁芯组件；18-PCB板；19-负极接点；20-正极引线；22-弹簧；26-镍钛合金线；27-回流导线；28-低温金属柱；29-弹簧座；30-钥匙主体；31-识别头；32-释放按钮；33-触动开关；34-USB接口；50-限位头；52-锁销；53-销孔；54-活塞头；55-第一球头；56-第二球头。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

参见图1-图4，一种电子锁芯，包括锁芯主体14和安装于锁芯主体14内的锁芯组件16，所述锁芯主体14的端部设置有电子锁头12，所述锁芯组件16包括靠近电子锁头12的PCB板18和依次远离PCB板18的弹簧座29及滑块组，所述弹簧座29固定于锁芯主体14内壁，所述滑块通过弹簧22与弹簧座29连接，所述PCB板18和滑块之间设置有依次连接的热收缩金属线和正极引线20，所述热收缩金属线和正极引线20张紧使弹簧22处于压缩状态，所述PCB板18包括第一微处理单元和与第一微处理单元连接的第一数据交互模块及电子开关S2，所述电子开关S2一端通过回流导线27与正极引线20在滑块组上的连接点连接，另一端接地，所述电子锁头12与第一微处理单元连接，该电子开关S2优选为常开型电子开关，第一数据交互模块包括第一输入模块与第一输出模块。

在本实施例中，所述热收缩金属线为镍钛合金线26，所述电子开关S2为常开型，所述PCB板在靠近边缘位置设置有负极接点19，所述电子开关S2通过该负极接点19接地，同时，锁芯主体14也与该负极接点19电连通。所述滑块组沿轴向方向分为活塞头54和限位头50，所述活塞头54外壁与锁芯主体14内壁相接触并在弹簧的带动下在锁芯主体14内滑动，弹簧座29沿轴线方向设置有轴孔，镍钛合金线26及回流导线27贯穿该轴孔。所述限位头50呈哑铃状，其第一球头55通过台阶面与活塞头54连接，第二球头56通过低温金属柱28与第一球头55连接，所述活塞头54、低温金属柱28和第一球头55均沿轴向方向设置有通孔，所述正极导线20经由该通孔与第二球头56连接。所述锁芯主体14呈圆柱状，锁芯主体14在靠近低温金属柱28所在位置处设置有销孔53，所述销孔53内活动设置有在所述限位头50的驱动下发生径向位移的锁销52，在制作呈电子锁时，可以在锁销52的外围设置抵紧弹簧，当锁销52在位于限位头50中部的空位时向锁芯主体14的轴线位置靠拢。上述低温金属柱28的材质为铅、锡、铋和铟中的一种或几种组成的合金，其熔点限制在90°C以下为佳。

参见图1，采用本发明电子锁芯的锁体无需通电，电子锁芯在常态下处于锁止状态，此时由于镍钛合金线26和正极引线20的张力作用，弹簧22处于轻微压缩状态，由于限位块上的第一球头55对锁销52的限位作用，锁销52受第一球头55表面的推动远离锁芯主体14的轴心，保持在锁止位置。

一种与上述电子锁芯相配合的电子钥匙，包括钥匙主体30和设置于钥匙主体30内的电源及第二微处理单元，所述钥匙主体30的一端设置有与电子锁头12配合对接的识别头31，与第二微处理单元连接还设置有存储模块E1和用于与电子锁头12交换数据的第二数据交互模块，所述识别头31的端面与电子锁头12的端面均呈平板状，与第二微处理单元连接还设置有USB接口33，上述第二数据交互模块包括第二输入模块和第二输出模块。

基于上述结构和设置，本发明所述的电子锁开启过程分为以下两个步骤：

一、匹配电子密码，将电子钥匙与电子锁芯对接，使电子钥匙的识别头31与电子锁头12的端面相互抵接，然后开启电源开关P1（即触动开关33），则第二微处理单元通过第二输出模块向电子锁芯的第一输入模块输送预置于存储器E1的编码信息，电子锁芯的第一微处理单元接收到上述编码信息后将进行判断，并经由第一输出模块和第二输入模块将反馈信息发送至第二微处理单元。在上述过程中，如果电子钥匙的发送的编码信息与预置与电子锁芯内的编码信息相匹配，则第一微处理器指令电子开关S2接通，此后来自电子钥匙的电流流经PCB板18并依次接通镍钛合金线26、正极引线20、回流引线27、电子开关S2，最后接地形成导通回路。

二、机械开锁，在上一步骤中，一旦镍钛合金线26被接通，其通电后发热导致自身温度升高并收缩，该收缩动作导致锁芯主体14内的滑块组在拉力作用下向弹簧座29所在方向移动，弹簧22也被进一步压缩，而当滑块组的限位头50（具体地，是第一球头55）离开锁销52所在的位置后，其无法再对锁销52进行限位，从而锁销52也在预置于锁体的压缩弹簧的作用下向锁芯主体14的轴线所在位置移动，并最终停留在由第一球头55和第二球头56与低温金属柱28形成侧凹槽中，最终致使电子锁的开启，此后可以将电子钥匙的识别头31从电子锁头12位置移开，直至电子钥匙上的释放按钮32弹起。

通过上述过程可以看出，电子锁的机械作动最终归因于PCB板18连接的镍钛合金线26的升温收缩动作，不过通过图1和图2还应该注意到的是，由于位于滑块组上的低温金属柱28的存在，即便锁芯主体14的环境温度升高也不能导致镍钛合金线26的收缩，原因是一旦锁芯主体14的环境温度过高（如高于90°C），则低温金属柱28会先于镍钛合金线26的大幅变形而融化，从而抵消掉镍钛合金线26的收缩动作，使滑块组无法产生轴向位移，而电子锁芯的锁销52也仍然保持在锁止位置。

在本发明的技术方案中，对电子钥匙进行编程通常可以包括三种模式，其中最常用的是设置为标准模式：即在电子钥匙内设置固定的开锁编码，一旦特定的电子锁芯识别出该编码，则可以接通电子钥匙与电子锁芯；第二种是万能模式，即存储于电子钥匙内的编码是通用密码，可以开启所有该型号的电子锁芯；第三种模式下，可以对编码的实效性进行编辑，也即设定该编码在指定的时间后实效，该方式可以对电子钥匙的使用方式进行一定程度的约束，比如针对使用者可能保留电子钥匙的行为而设定电子钥匙的有效期，则在该期限过后，使用者即便有电子钥匙，其也无法与电子锁芯进行匹配。

应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种电子锁芯，包括锁芯主体和安装于锁芯主体内的锁芯组件，其特征在于，所述锁芯主体的端部设置有电子锁头，所述锁芯组件包括靠近电子锁头的PCB板和依次远离PCB板的弹簧座及滑块组，所述弹簧座固定于锁芯主体内壁，所述滑块组通过弹簧与弹簧座连接，所述PCB板和滑块组之间设置有依次连接的热收缩金属线和正极引线，所述热收缩金属线和正极引线张紧使弹簧处于压缩状态，所述PCB板包括第一微处理单元和与第一微处理单元连接的第一数据交互模块及电子开关，所述电子开关一端通过回流导线与正极引线在滑块组上的连接点连接，另一端接地，所述电子锁头与第一微处理单元连接。

2.如权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，所述滑块组沿轴向方向分为活塞头和限位头，所述活塞头外壁与锁芯主体内壁相接触，所述限位头呈哑铃状，其第一球头通过台阶面与活塞头连接，第二球头通过低温金属柱与第一球头连接，所述活塞头、低温金属柱和第一球头均沿轴向方向设置有通孔，所述正极导线经由该通孔与第二球头连接。

3.如权利要求2所述的电子锁芯，其特征在于，所述锁芯主体呈圆柱状，所述锁芯主体在靠近低温金属柱所在位置处设置有销孔，所述销孔内活动设置有在所述限位头的驱动下发生径向位移的锁销。

4.如权利要求2所述的电子锁芯，其特征在于，所述低温金属柱的材质为铅、锡、铋和铟中的一种或几种组成的合金。

5.如权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，所述弹簧座沿轴线方向设置有轴孔，所述热收缩金属线及回流导线贯穿该轴孔。

6.如权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，所述热收缩金属线为镍钛合金线。

7.如权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，所述电子开关为常开型电子开关。

8.一种与权利要求1-7任一项所述电子锁芯相配合的电子钥匙，其特征在于，包括钥匙主体和设置于钥匙主体内的电源及第二微处理单元，所述钥匙主体的一端设置有与电子锁头配合对接的识别头，与第二微处理单元连接设置有存储器和用于与电子锁头交换数据的第二数据交互模块。

9.如权利要求8所述的电子钥匙，其特征在于，所述电子锁头和识别头的接触端呈平板状。

10.如权利要求8所述的电子钥匙，其特征在于，与所述第二微处理单元连接还设置有USB接口。

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