CN103547755A - 一种锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明记载了一种锁定装置，包括：旋转电机；蜗杆驱动装置，包括蜗杆和齿轮；以及枢轴安装螺栓，所述枢轴安装螺栓在缩回位置和延伸位置之间是可旋转的；所述电机被配置为驱动所述蜗杆来旋转所述齿轮；当所述齿轮旋转时，所述齿轮和与所述螺栓相关联的凸轮构件配合来在所述伸缩和所述延伸位置之间移动所述螺栓。

Description

一种锁定装置

技术领域

本发明涉及锁定装置，尤其涉及一种用在门的顶部或侧面的机电锁定装置。

背景技术

机电锁定装置被用于建筑物的安全以及访问控制装置（arrangements）中。通常被称为“下拉式螺栓”（drop-bolt）的这样的锁定装置，旨在用于安装在位于门的顶部之上的门框中。所述装置包括电激活的螺栓，所述螺栓在延伸位置和缩回位置之间是可以移动的，在所述延伸位置处所述螺栓与位于所述门的顶部中的凹部啮合以锁定门，在所述缩回位置处所述螺栓从门中的凹部缩回（withdrawn），使（allowing）门打开。

下拉式螺栓存在一个由被称为“预紧力”的情况引起的问题。就是说，当所述螺栓伸展时，并且有一些侧向压力施加在门上，比如由倚靠在门上的人引起的压力，那么所述锁定装置可能不能缩回所述螺栓，因此所述门不能被打开。

一些技术已经试图通过利用由螺栓轴驱动的辊螺母的锁定装置来克服所述预紧力问题。所述辊螺母与枢轴螺栓啮合以将所述螺栓转动至所述延伸位置。然而，这种装置在他们的结构上非常复杂并且包括大量的活动部件。具有大量活动部件的锁制造非常昂贵并且所述大量部件引入部件故障的可能，且为闯入者提供潜在的机会来破解所述锁。

发明内容

在第一方面中本发明提供了一种锁定装置包括：旋转电机；蜗杆驱动装置，包括蜗杆和齿轮；以及枢轴安装螺栓，所述枢轴安装螺栓在缩回位置和延伸位置之间是可旋转的；所述电机被配置为驱动所述蜗杆来旋转所述齿轮；当所述齿轮旋转时，所述齿轮和与所述螺栓相关联的凸轮构件配合来在所述伸缩和所述延伸位置之间移动所述螺栓。

所述电机可通过减速箱驱动所述蜗杆。

当所述螺栓在所述延伸位置时，迫使所述螺栓旋转至所述缩回位置的意图可在所述齿轮上形成一个力，并且所述力的方向可大体上平行于通过所述齿轮的旋转轴线的线的方向。

所述齿轮的旋转可由至少一个微型开关监控。

所述锁定装置可进一步包括用于将所述螺栓从所述延伸位置移动至缩回位置的复位弹簧。

所述锁定装置可进一步包括电荷存储装置；并且所述锁可被配置为使得：若所述锁的电量被切断，所述电机由所述电荷存储装置驱动以驱动所述蜗杆，使得所述螺栓移动至所述缩回位置。

在第二方面中本发明提供了一种锁定装置，所述锁定装置被配置为由外部电源提供电量且包括：电力存储装置；其中所述电力存储装置被配置为：如果所述外部电量切断或故障，操纵所述锁来将所述锁从锁定状态移动到解锁状态。

附图说明

现在将参照附图仅通过举例的方式描述本发明的一个实施例，其中：

图1示出了根据本发明的一种锁定装置；

图2为图1所示的锁定装置的分解视图；

图3至图9示出了图1所示的锁定装置在不同操作阶段的一系列的视图；以及

图10示出了用于图1所示的锁定装置的隙孔板。

具体实施方式

参照图1和图2，示出了一种机电锁定装置10，包括壳体12，在所述壳体中安装有电机14以及由蜗杆16和齿轮20组成的蜗杆驱动装置。蜗杆16由块16a和衬套16b支撑并且能够通过电机14在顺时针或逆时针任一方向上旋转，所述电机14通过减速箱15驱动蜗杆16。所述锁定装置进一步包括螺栓30，所述螺栓30被枢轴地（pivotally）安装在主轴32上。螺栓包括栓体35，所述栓体35包括凸轮构件34。圆柱形硬化钢部36可旋转地安装至栓体35。齿轮20被枢轴地安装在主轴21上。

齿轮20包括第一突出部22以及第二突出部24。当齿轮20旋转时，这些突出部按照将要描述的方式与凸轮构件34的不同表面配合。

锁10包括板载控制器板，所述板载控制器板控制对电机的电力供应以控制所述锁。当齿轮20上的缺口与微型开关的位置对应时，微型开关40,42被促使检测齿轮20的角位置。

在使用中，所述锁定装置被安装在所述门框的顶部或侧面。所述螺栓30在如图3所示的缩回位置和延伸位置之间是枢轴地可旋转的，其中在缩回位置处所述螺栓30位于一个位置以使栓部36位于壳体12内部，在延伸位置处（参见图5）所述栓部36延伸出所述壳体。栓部36与设置在门的顶部的孔配合。当所述栓部36与所述孔啮合时，于是所述门被锁定。

锁10包括板载超级电容器（未示出）形式的电量存储装置，所述电量存储装置为所述板载控制器供电并且可被所述板载控制器使用，以在某些情况下为所述锁供电。所述超级电容器通过由建筑物控制系统提供的电源保持在充满电的状态。在另外的实施例中，所述电量存储装置可以为电池或者其他电量存储装置。

在使用中，锁定装置10是建筑物广泛（wide）安装的一部分并且由所述建筑物中的安全控制中心在建筑物中控制。建筑物控制系统通常使用“双线”或者“三线”系统中的任意一种来控制锁。在三线系统中，利用线路中的两根线路不断地提供电量，且第三根线路被用于向所述锁发送控制信号。在双线系统中，所述控制系统可采取两种状态，在两种状态下它或者为锁提供电能（通常在12V或24V），或者不为锁提供电能。所述锁10可与任意系统一起工作。

锁10可在已知为“故障保护”以及“故障安全”的两种模式的任一模式下操作。当使用在故障安全模式中的三线系统时，当所述锁在锁定状态且失去了供至锁的电量，那么所述锁保持锁定。当所述锁在解锁状态且失去了供至锁的电量，那么所述板载控制器使用存储在所述超级电容器中的电量来将所述锁移动至锁定状态。

当使用在故障保护模式中的三线系统时，当所述锁在锁定状态且失去了供至锁的电量，那么所述板载控制器使用存储在所述超级电容器中的电量来解开所述锁。如果在解锁状态下，当失去电量时，所述锁保持解锁。

在双线系统中，在故障安全模式下，所述锁通常被配置为当电源施加至所述锁时采取（adopt）解锁位置。如果失去了供至所述锁的电量，那么所述板载控制器使用来自所述超级电容器的电量来将所述锁放置到锁定状态。

在双线系统中，在故障保护模式下，所述锁通常被配置为当电源施加至所述锁时采取（adopt）解锁位置。如果失去了供至所述锁的电量，那么所述板载控制器来自所述超级电容器的电量来将所述锁放置到解锁状态。

现在将根据图3到图9的顺序对锁定装置10在所述双线系统中的故障保护模式下的操作进行描述。参照图3，没有电量供应至锁定装置10且它是在解锁位置，栓部36在壳体12内。

参照图4，电量已经由建筑物控制系统供应至锁，这向锁表明它将要移动到锁定状态。电量由板载控制器供应至电机14以驱动蜗杆16，使得齿轮20在顺时针方向旋转。随着齿轮20旋转，突出部22倚靠凸轮构件34来使得螺栓30靠复位弹簧40的压力按逆时针方向旋转。

参照图5，电机已经继续驱动蜗杆16以旋转齿轮20来放置螺栓30至它的延伸位置内。当所述齿轮在如图5所示的位置时，微型开关40被释放，这使得所述板载控制器切断供至电机14的电量，从而导致所述齿轮停止在图示位置。可以看出，栓部34从壳体12向下伸展，且在使用中，将会与设置在门的顶部中的孔啮合。当螺栓30在所述延伸位置时，另一微型开关（图中未示出）被凸轮构件34的尖端压下。这为板载控制器提供了确认，即所述螺栓正确地配置。对所述螺栓正确配置的检测的失败将导致在所述板载控制器中指示错误状态。

特别注意的是所述锁10试图抵抗施加于栓部34的力以迫使栓部34退回到壳体12的方式，比如试图破解锁。如图5所示，由箭头A表示的施加于所述螺栓的力形成了由箭头B表示的齿轮上的力。所述力B的方向穿过围绕着主轴21的齿轮的旋转轴线。因此，所述力受到齿轮20以及安装在它上面的主轴21的固有强度的抵抗。重要地，没有力传递至蜗杆16、电机14或者减速箱15。

现在将给出恢复锁10至解锁状态的说明。参照图6，所述建筑物控制系统终止所述锁的电量供应向锁表明所述锁将移动至它的解锁状态。板载控制器从所述超级电容器提供电量至电机14来使齿轮20再次以顺时针方向旋转。如图6所示，突出部22将要经过凸轮构件34的尖头。

参照图7，齿轮20已进一步以顺时针方向旋转以移动超过凸轮构件34的尖头。螺栓30已经通过复位弹簧38被旋转到所述缩回位置。所述复位弹簧装置提供了所述螺栓的快速移动以允许相关联的门几乎即时的打开。在齿轮20的边缘的按压与向控制器板发送信号的微型开关42对齐以颠倒旋转方向。

参照图8，控制器板已经施加电量至电机14来使它按照相反的方向旋转，从而使得齿轮20按照逆时针方向旋转以回到它的起始位置。突出部22正再次通过凸轮构件34的尖头，这次按照相反的方向行进（travelling）。

参照图9，齿轮现在已经在它的起始位置停止移动，这与图1相同。锁10现在在解锁状态。应该注意的是，第二突出部24正停留在凸轮构件34上。这确保螺栓30很好地停留在锁壳体12内部并且避免螺栓掉落到壳体外部。它也在复位弹簧38上施加一点拉力，以便当蜗杆齿轮开始顺时针转动齿轮20时（在锁定期间），所述凸轮将与所述第一突出部22很好地啮合。

参照图10，示出隙孔板60，所述隙孔板60与锁定装置10一起使用。所述隙孔板60被配置为安装到门的顶部或侧面，且所述锁定装置10的螺栓31与所述孔62啮合。可以看出，孔62有宽端62A和窄端62B。当螺栓31旋转至锁定位置时，所述栓部34进入孔62的宽端62A。然后，当螺栓进一步旋转至锁定位置时，栓部在孔62的窄端62B停止移动。这种配置帮助避免可能由正在被控制的潜在的门错位引起的问题。所述栓部34有更大的目标区域以进入孔的宽端，且所述孔的从宽端至窄端的倾斜的两边使得螺栓34在它移动到它的锁定位置时正确地对齐门。当螺栓30移动至它的锁定位置时，硬化部36自由转动以减少摩擦。

可以看出本发明的实施例至少具有以下优点：

·具有良好的预紧力（pre-load）特性的简化结构的锁定装置

·锁定装置容许门错位

·板载电量启用故障保护操作

此处所含的对任何现有技术的引用不应被视为承认该信息是公知常识，除非另有说明。

最后，可以理解的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可做出前面描述的部件的各种改动或补充。

Claims (6)

1.一种锁定装置，包括：

旋转电机；

蜗杆驱动装置，包括蜗杆和齿轮；以及

枢轴安装螺栓，所述枢轴安装螺栓在缩回位置和延伸位置之间是可旋转的；

所述电机被配置为驱动所述蜗杆来旋转所述齿轮；

当所述齿轮旋转时，所述齿轮和与所述螺栓相关联的凸轮构件配合来在所述缩回位置和所述延伸位置之间移动所述螺栓。

2.根据权利要求1所述的锁定装置，其中，所述旋转电机通过减速箱驱动所述蜗杆。

3.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其中，当所述螺栓在所述延伸位置时，迫使所述螺栓旋转至所述缩回位置的意图在所述齿轮上形成一个力，并且所述力的方向大体上平行于通过所述齿轮的旋转轴线的线的方向。

4.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其中，所述齿轮的旋转由至少一个微型开关监控。

5.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其中，进一步包括用于将所述螺栓从所述延伸位置移动至缩回位置的复位弹簧。

6.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其中，进一步包括电荷存储装置；并且

所述锁可被配置为使得：若所述锁的电量被切断，所述电机由所述电荷存储装置驱动以驱动所述蜗杆，使得所述螺栓移动至所述缩回位置。

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