CN103243983A - 一种无源即时自供电电子锁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无源即时自供电电子锁，包括一锁本体，锁本体上安装有电锁芯，和由电锁芯带动的拨块，所述拨块通过驱动部件与锁舌相连，其特征在于：在所述电锁芯的前端外径上固定套设有一变速机构，所述变速机构连接在一微型发电机的转轴上，所述微型发电机的电输出端与锁的用电部件电连接。本发明利用钥匙转动的力矩产生足够的电能用于检测和控制，并利用钥匙转动的力矩转动拨块，进而拨动锁舌，既不用任何外加电源，又操作简单，符合普通防盗锁的使用习惯。
Description
技术领域
本发明属于防盗锁具产品领域，特别是涉及一种无源即时自供电电子锁。
背景技术
现有的防盗锁基本上有机械锁、电子锁、机械电子锁，第一种无法防止技术开锁，后两种可以防止技术开锁，但需要外加电源（交流电源或电池）；也有带发电机自发电的电子锁，但是需要单设一个把手用来发电，只能作为电池的备用设备；还有的是利用锁芯（转子）相对于锁体（定子）的转动产生电能，由于其转速很低，只能产生很小的电能，所以只能用于发出告警信号，不足以用于电子锁执行机构的电路供电。
发明内容
因此，针对电子锁目前在电源结构复杂，成本高，电源供电量不足技术上的问题，本发明提出一种无源即时自供电电子锁，该锁利用钥匙的转动自发电，可应用于带钥匙的纯电子锁、光电锁、光纤锁、磁性锁等电子锁类。
本发明为解决上述问题，采取以下方案：一种无源即时自供电电子锁，包括一锁本体，锁本体上安装有电锁芯，和与所述电锁芯连接的拨块，所述拨块通过驱动部件与锁舌相连，其特征在于：所述电锁芯的前端外径上通过一变速机构连接到一微型发电机，所述微型发电机的电输出端与所述电子锁的用电部件电连接。
所述变速机构包括一变速箱和一传动机构，所述传动机构一端连接在所述电锁芯的前端外径上，另一端连接在所述变速箱上，所述变速箱的输出转轴与所述微型发电机的转轴连接。
所述变速箱集成在所述微型发电机上，用于提高发电机转速。
所述传动机构为一齿轮机构，所述齿轮机构包括一固定套设在电锁芯前端外径上的主动轮，和一与所述主动轮啮合连接的从动轮，所述从动轮安装在所述变速箱的输入转轴上。
所述传动机构为一齿条机构，所述齿条机构包括一固定套设在电锁芯前端外径上的主动轮，和一与所述主动轮通过齿条连接的从动轮，所述从动轮安装在所述变速箱的输入转轴上。
所述传动机构为一带轮机构，所述带轮机构包括一固定套设在电锁芯前端外径上的主动轮，和一与所述主动轮通过皮带连接的从动轮，所述从动轮安装在所述变速箱的输入转轴上。
在所述锁本体的另一侧还装有一机锁芯，也与所述拨块连接，所述拨块在同一时间内只与所述机锁芯、电锁芯其中的一个锁芯相连。
所述拨块与所述机锁芯、电锁芯通过离合装置连接，所述离合装置包括两Φ形同轴铁块，部分分别从所述拨块两侧安装在所述拨块的Φ形中心孔中，部分分别安装在机锁芯及电锁芯的Φ形中心孔中，两Φ形同轴铁块的长度都大于所述拨块的Φ形中心孔的长度，在机锁芯及电锁芯的Φ形中心孔中各自装有柱形顶块，在钥匙的推顶作用下所述柱形顶块顶住同一所述Φ形中心孔中的所述Φ形同轴铁块。
所述微型发电机同时还与一充电电池相连，所述充电电池同时也与所述电子锁的用电部件电连接。
所述微型发电机输出的电能经过一整流电路后存入储能电容和/或电池中，再经DCDC变换后得到稳定的电源。
本发明所具有的有益效果是：1、本发明利用钥匙转动的力矩产生足够的电能用于检测和控制，并利用钥匙转动的力矩转动拨块，进而拨动锁舌，既不用任何外加电源，又操作简单，符合普通防盗锁的使用习惯。2、本发明随时随地将钥匙转动的力矩通过机械传动机构传递给发电机，将机械能转变为电能，属于无源即时自供电，方便易操作。3、本发明只需要简单的微型发电机就可满足锁的用电量，电子元器件少，功耗低，可靠性比普通电子锁要高；如果再加上电池作为备份，可靠性更高。
附图说明
图1是锁体结构拆解示意图；
图2是离合装置的拆解示意图；
图3是锁体结构组装示意图；
图4是微型发电机电能整合输出示意图；
图5是微型发电机的电能储存至电池后再输出的电路示意图。
图中，101-锁本体，102-凹槽，103-拨块，104-Φ形中心孔，105-凹槽；201-电锁芯，202-Φ形同轴铁块，203-柱形顶块，204-主动轮，205-从动轮，206-微型发电机；301-机锁芯，302-Φ形同轴铁块，303-柱形顶块。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例来详细说明本发明。
本发明是利用钥匙带动锁体转动，由机械能转变为电能实现自发电的，其核心机构在于锁体。
锁体：除钥匙外，所有机构都直接或间接地安装在锁体上，尤其用来安装锁芯。如图1所示，锁体包括一锁本体101，电锁芯201安装在锁本体101上。在锁本体101正面开设有一凹槽102，其中装有拨块103，拨块103通过离合装置或固定地与电锁芯201相连；拨块103通过锁盒里的驱动部件控制锁舌伸出和缩回，进行开锁和闭锁动作。
当锁体上既安装有电锁芯也有机锁芯时，拨块103通过对称的离合装置与电锁芯201和机锁芯301相连。如图2所示，它包括两Φ形同轴铁块202、302，都可安装在拨块103的Φ形中心孔104中。Φ形同轴铁块202、302的长度都大于Φ形中心孔104的长度。在电锁芯201的前端和机锁芯301的前端也分别具有Φ形中心孔，孔中各自装有柱形顶块203、303，Φ形同轴铁块202、302的一部分装在锁芯的Φ形中心孔中，并被柱形顶块顶住。当钥匙从电锁芯插入时，钥匙把柱形顶块203和Φ形同轴铁块202一同往外推，使Φ形同轴铁块202部分进入Φ形中心孔104里，同时Φ形同轴铁块302被顶出Φ形中心孔104，钥匙带动电锁芯和拨块转动。当钥匙从机锁芯插入时，钥匙把柱形顶块303和Φ形同轴铁块302一同往外推，使Φ形同轴铁块302部分进入Φ形中心孔104里，而Φ形同轴铁块202被顶出Φ形中心孔104，钥匙带动机锁芯和拨块转动。
当锁体上只安装有电锁芯或机锁芯时，拨块可以与电锁芯或机锁芯直接固定相连。在锁本体101的正面，如图1、3所示，还开设有一凹槽105，凹槽105中装有主动轮204，主动轮204固定套设在电锁芯的前端外径上，主动轮204啮合连接一从动轮205，从动轮205安装在变速箱的输入转轴上，而变速箱输出转轴与微型发电机转轴相连（图中没有示出变速箱，是因为此实施例是变速箱集成在微型发电机206的转轴上），微型发电机206与控制电路板等用电部件连接，向其提供电源。微型发电机206可以安装在锁本体101上，也可以与锁体一起安装在锁盒上。
上述的主动轮204与从动轮205啮合传动方式只是一种齿轮传动方式，其作用就是用于力传递，同时应明白这种力传递的方式还可以有多种，比如主动轮204与从动轮205通过皮带的传动，主动轮204与从动轮205通过齿条的传动，主动轮204与从动轮205通过链的传动等，以上可以统称为一种传动机构。同时，齿轮也可以有圆柱齿轮或伞齿轮。
微型发电机206产生电的过程是：用钥匙插入锁芯，随着钥匙带动锁芯的转动，主、从动轮啮合传递力矩，不管正转还是反转，都能有电能产生。由于微型发电机206是通过主、从动轮的啮合转动而由机械能转变为电能的，所以只要用钥匙插入锁芯中转动，就会有电产生，即所谓即时发电。微型发电机内含变速箱，微型发电机的转子随从动轮的转动而转动，具有更高的转速。
本发明用钥匙转动的力矩驱动高速微型发电机，这一点是有别于专利CN200520061019.3的飞轮自发电装置的，区别在于1、专利CN200520061019.3是单设置一个手动机构（比如拉绳，摇柄）来驱动发电机，其操作过程是先手动发电，然后输入密码，做电子识别，然后由电能驱动电机使锁舌动作；本发明则是用钥匙转动的力矩产生电能，在钥匙转动的过程中完成密码的设别和制动机构的驱动，最后仍然是用钥匙转动的力矩使锁舌动作。对于用户来说，整个开锁过程一气呵成，与普通机械锁的开锁过程没有明显的差异。2、一般情况下，用户不可能每次在输入密码前先手动发电，所以专利CN200520061019.3只是作为电池的备份，当电池没有电时才用它来发电；而本发明发电和设别等所有动作融为一体，并不是作为备份而设计。3、专利CN200520061019.3的发电机构比较复杂，这与它用电机驱动锁舌有关，因为通常电机驱动锁舌需要5伏150毫安的持续电能，这么大的电能用钥匙转动的力矩来提供是非常费力的；而本发明使用的电能峰值是5伏30毫安，所以可以用钥匙转动的力矩来产生所需电能。
本发明中的发电结构也可用“发电机+充电电池”的方式替代，如图5所示，微型发电机206输出的电能经整流储能后，存入充电电池，充电电池经DCDC变换器得到稳定的电源，用作控制电路或检测电路等的电源，同时也用来驱动电磁铁和发射电路等。这一方式更具有优势：电压比较稳定，当充电电池电量不够时仍能靠发电机工作，并对电池充电。
本发明可用于纯电子锁，还可用于磁性电子锁、光电锁、光纤锁等。
Claims (10)
1.一种无源即时自供电电子锁，包括一锁本体，锁本体上安装有电锁芯，和与所述电锁芯连接的拨块，所述拨块通过驱动部件与锁舌相连，其特征在于：所述电锁芯的前端外径上通过一变速机构连接到一微型发电机，所述微型发电机的电输出端与所述电子锁的用电部件电连接。
2.根据权利要求1所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述变速机构包括一变速箱和一传动机构，所述传动机构一端连接在所述电锁芯的前端外径上，另一端连接在所述变速箱上，所述变速箱的输出转轴与所述微型发电机的转轴连接。
3.根据权利要求2所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述变速箱集成在所述微型发电机上。
4.根据权利要求2或3所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述传动机构为一齿轮机构，所述齿轮机构包括一固定套设在电锁芯前端外径上的主动轮，和一与所述主动轮啮合连接的从动轮，所述从动轮安装在所述变速箱的输入转轴上。
5.根据权利要求1所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述传动机构为一齿条机构，所述齿条机构包括一固定套设在电锁芯前端外径上的主动轮，和一与所述主动轮通过齿条连接的从动轮，所述从动轮安装在所述变速箱的输入转轴上。
6.根据权利要求1所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述传动机构为一带轮机构，所述带轮机构包括一固定套设在电锁芯前端外径上的主动轮，和一与所述主动轮通过皮带连接的从动轮，所述从动轮安装在所述变速箱的输入转轴上。
7.根据权利要求1所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：在所述锁本体的另一侧还装有一机锁芯，也与所述拨块连接，所述拨块在同一时间内只与所述机锁芯、电锁芯其中的一个相连。
8.根据权利要求7所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述拨块与所述机锁芯、电锁芯通过离合装置连接，所述离合装置包括两Φ形同轴铁块，部分分别从所述拨块两侧安装在所述拨块的Φ形中心孔中，部分分别安装在机锁芯及电锁芯的Φ形中心孔中，两Φ形同轴铁块的长度都大于所述拨块的Φ形中心孔的长度，在机锁芯及电锁芯的Φ形中心孔中各自装有柱形顶块，在钥匙的推顶作用下所述柱形顶块顶住同一所述Φ形中心孔中的所述Φ形同轴铁块。
9.根据权利要求1所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述微型发电机同时还与一充电电池相连，所述充电电池同时也与所述电子锁的用电部件电连接。
10.根据权利要求1所述的无源即时自供电电子锁，其特征在于：所述微型发电机输出的电能经过一整流电路后存入储能电容和/或电池中，再经DCDC变换后得到稳定的电源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130814 |