CN104196366A - 一种具有自动锁紧的无源电子锁芯及其钥匙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及于一种无需外接电源的电子锁。公开了一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，包括有锁芯主体(1)、电控装置(2)、驱动控制装置(3)和锁定装置(4)，通过在锁芯主体(1)的导电通信触点(1-2)和锁芯主体(1)分别接通正负极电源，电源通过电控装置(2)的电控线路板(2-1)控制驱动电机(2-2)转动，带动凸轮(2-3)控制锁定弹件(4-1)的伸缩功能进行控制电子锁芯的开启锁紧状态，同时还公开有开启该电子锁的钥匙。本发明电子锁和钥匙具有良好的稳定性、安全性和控制性能，同时电路和通信线路合二为一，设计简单、巧妙、合理，可缩小锁芯的制作体积，适合体积更小的电子锁使用。

Description

一种具有自动锁紧的无源电子锁芯及其钥匙

技术领域

本发明属于电子锁领域，涉及于一种无需外接电源的电子锁。 

技术背景

目前无源电子锁，如国家知识产权局公开的专利号为“200810109826.6”的发明专利“微功耗无源电子锁头”，该专利的电子锁通过电子钥匙三个电极连接的电路控制、行程开关和定位开关，利用光电反射原理对锁定弹件的球面和凹面感应进行开启和关闭锁的功能，由此可见，所述的电子锁的锁定弹件均通过电子电路控制其凸轮转动进行锁定和开启功能，因此这种结构的无源电子锁具有以下缺陷：1、性能不稳定，容易受行程开关和定位开关的质量问题而影响其光电反射功能，由此造成锁性能缺失；2、安全性能差，容易产生凸轮转动角度不够，造成锁定弹件锁紧失灵，存在安全隐患。 

发明内容

本发明的目的是，提供一种性能稳定，安全性能高的无源电子锁锁芯及其锁芯开启的钥匙。 

一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，包括有锁芯主体、电控装置、驱动控制装置和锁定装置，所述的电控装置和驱动控制装置分别安装在锁芯主体的两侧对应凹口处；所述的锁定装置安装在锁芯主体上， 

所述的锁芯主体的开锁口内设有连接电控装置的导电通信触点，该导电通信触点和锁芯主体之间设有绝缘体，使导电通信触点和锁芯主体分别为电控装置的正负极电源导电体及通信线路，为电控装置输入电源；所述的电控装置由一连接导电通信触点的电控线路板、连接电控线路板的驱动电机和驱动电机转轴带动的凸轮构成，所述的电控线路板与锁芯主体之间设有导电体；所述的驱动控制装置包括有一推拉件和推拉件控制上下位移的卡定件，该卡定件通过上下位移控制驱动电机转轴带动凸轮转动或固定回位锁紧；所述的锁定装置为凸轮控制伸缩的锁定弹件； 

所述的锁定装置通过在锁芯主体的导电通信触点和锁芯主体分别接通正负极电源及通信线路，电源通过连接电控装置的电控线路板控制驱动电机转动，带动凸轮控制锁定弹件的伸缩功能进行控制电子锁芯的开启锁紧状态。 

进一步的，所述的锁芯主体一侧安装电控装置的凹口为一内腔，另一侧安装驱动装置的凹口与开锁口之间的锁芯主体设有导向孔槽，在锁芯主体两侧的凹口之间设有通槽孔，所述的卡定件安装在通槽孔上，所述的推拉件安装在导向孔槽上作用于推动卡定件上下位移。 

进一步的，所述的内腔上设置有一塑料底座垫，在底座垫位于通孔槽的位置上设有一用于安装卡定件的定位槽孔，卡定件安装在定位槽孔上呈上下式升降结构。 

进一步的，所述的推拉件为一个方形推块，该方形推块一端大，另一端小，呈阶梯式设计，在推拉件的小端处设有一弧形回位件，该回位件安装在锁芯主体 的凹口一侧上，位于方形推块小端处的锁芯主体凹口一侧，回位件侧设有两个带回位弹簧一的顶脚，该顶脚以回位弹簧一与锁芯主体凹口一侧的作用力，卡在推拉件的小端台阶上，使推拉件形成自动回位式结构。 

进一步的，所述的卡定件为一个带凹口的金属块，金属块下设置有带斜角的顶杆，在凹口上一侧上设有一个卡紧凸块，卡紧凸块的长度不超过驱动电机的转轴位置在卡定件上设有回位推件。 

进一步的，所述的驱动电机转轴上安装有一方块转动片，所述凸轮一端设置有与所述方块转动片配合的凹槽，凸轮另一端设置有一定位凸缘，使驱动电机通过方形转动片带动凸轮转动指定角度。 

进一步的，所述的内腔上设有一个固定电机的盖体，盖体上设置有一槽孔，槽孔上设有一用于定位驱动电机的卡紧件。 

进一步的，所述的开锁口为多边形，所述的导电通信触点为位于开锁口的中间位置的导电通信金属杆。 

进一步的，所述的电控线路板与锁芯主体之间的导电体为一条或两条导电弹簧。 

进一步的，所述的导电通信触点和锁芯主体还可同时作为电控装置的控制通信信号输入线路； 

一种用于开启上述无源电子锁芯的钥匙，包括有钥匙本体，所述的本体内设置有一储电电池，本体上设有与锁芯开锁口对应形状的导电插头，该导电插头包括有一滑槽顶块和导电通信触头，该滑槽顶块和导电通信触头与锁芯开锁口上的导向孔槽和导电通信触点对应形成插入式结构，所述的滑槽顶块和导电通信触头之间设置有绝缘隔层，使滑槽顶块和导电通信触头分别形成钥匙储电电池输出电源的导电体，该导电体与锁芯本体的导电通信触点和锁芯主体对接形成电子锁芯开启或锁紧的电源输入导电触点。 

进一步的，所述的钥匙本体上设有密码控制面板，该密码控制面板包括有电路线路板和密码按键。 

进一步的，所述的滑槽顶块和导电通信触头还可同时作为密码控制面板输出至锁芯电控装置的控制通信线路。 

本发明具有以下突出的有益效果： 

1、本发明设有电控装置和机械式驱动控制装置，更好的控制驱动电机的锁紧功能和自动卡紧调位功能，由此，实现可自动调整转动角度，从而整体提高电子锁性能的稳定性和安全性。 

2、本发明采用机械式驱动控制装置，利用推拉件和推拉件控制上下位移的卡定件，卡定件通过上下位移控制驱动电机转轴带动凸轮转动或固定卡紧定位，控制凸轮转动至指定角度，同时利用卡定件的卡紧凸块在锁紧状态下自动回位，调整凸轮的转动角度，有效的防止凸轮转动角度不够或受外力作用下转动，从而更好的控制锁定弹件伸缩锁紧功能，使锁芯的使用性能更佳，安全性能更好。 

2、本发明采用采用单总线通信方式，即导电通信触头与导电通信触点形成 电源正极与通信线路合二为一，滑槽顶块与锁芯的锁芯主体为负极，形成单总线具有通信和导电方式，既提高了通信安全性又减少电极布置，进一步缩小锁芯体积，降低电气接触故障率。 

3、本发明通过多边形的带电钥匙，钥匙通过滑槽顶块和导电通信触头与锁芯的锁芯主体和导电通信触点对接，形成对开启或关闭电子锁的输入电功能和密码控功能，结构简单，使用受力及导电性能更好。 

4、本发明利用盖体及盖体上的卡紧件固定驱动电机，设计更加的简单、巧妙、合理，缩小锁芯的制作体积，适合体积更小的电子锁使用。 

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构图。 

图2为图1的A-A剖视图。 

图3为本发明实施例一正向安装爆炸图。 

图4为本发明实施例一的另一立体结构图。 

图5为本发明实施例一的推拉件和回位件安装在锁芯主体结构示意图。 

图6为本发明实施例一反向安装爆炸图。 

图7为本发明实施例一的钥匙结构示意图。 

图8为本发明实施例一的钥匙和锁芯的使用结构示意图 

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。 

实施例一 

参照图1至图4所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，包括有锁芯主体1、电控装置2、驱动控制装置3和锁定装置4，所述的电控装置2和驱动控制装置3分别安装在锁芯主体1的两侧对应凹口处；所述的锁定装置4安装在锁芯主体1一端，位于锁芯主体的一侧上，所述锁芯主体1的开锁口1-1内设有连接电控装置2的导电通信触点1-2，该导电通信触点1-2和锁芯主体1之间设有绝缘体1-6，使导电通信触点1-1和锁芯主体1分别为电控装置2的正负极电源导电体和通信线路，为电控装置2输入电源；所述的电控装置2包括有一连接导电通信触点1-2的电控线路板2-1、连接电控线路板2-1的驱动电机2-2和驱动电机2-2转轴带动的凸轮2-3；所述的驱动控制装置3包括有一推拉件3-1和推拉件3-1控制上下位移的卡定件3-2，该卡定件3-2通过上下位移控制驱动电机2-2转轴带动凸轮2-3转动或固定回位锁紧；所述的锁定装置4为凸轮2-3控制伸缩的锁定弹件4-1； 

所述的锁定装置4通过在锁芯主体1的导电通信触点1-2和锁芯主体1分别接通正负极电源，电源通过连接电控装置2的电控线路板2-1(该电控线路板2-1为一IC集成电路板)控制驱动电机2-2转动，带动凸轮2-3控制锁定弹件4-1与弹簧件4-11的伸缩进行控制电子锁芯的开启锁紧状态。 

实施例中，所述的锁芯主体1一侧安装电控装置2的凹口为一内腔1-3，另一侧安装驱动装置3的凹口与开锁口1-1之间的锁芯主体1内设有导向孔槽1-4，在锁芯主体1两侧的凹口之间设有通槽孔1-5，所述的卡定件3-2安装在通槽孔1-5上，所述的推拉件3-1安装在导向孔槽1-4上作用于推动卡定件3-2上下位移。具体的，在内腔1-3上设置有一塑料底座垫5，在底座垫5位于通孔槽1-5的位置上设有一用于安装卡定件3-2的定位槽孔5-1，卡定件3-2安装在定位槽孔5-1上呈上下式升降结构。所述的推拉件3-1为一个方形推块，该方形推块一端(前端部分)大，另一端(后端部分)小，呈阶梯式设计，在推拉件3-1的小端处设有一弧形回位件3-3，该回位件3-3安装在锁芯主体1的凹口一侧上，回位件3-3上设有与推拉件3-1小端(图标记3-11处)外形大小对应的一凹口3-6，回位件3-3侧设有两个带回位弹簧一3-4的顶脚3-5，在推拉件3-1和回位件3-3上，安装有外壳61将其固定在锁芯主体1上；所述的卡定件3-2为一个带凹口3-21的金属块，金属块下设置有带斜角3-23的顶杆3-22，凹口上一侧上顶端处设有一个卡紧凸块3-24，卡紧凸块3-24的长度不超过驱动电机的转轴位置，在卡定件3-1凹口两侧的上设有回位推件，该回位推件为分别设在凹口两侧上的回位弹簧二3-26，回位弹簧二3-26安装在卡定件上设置的盲孔3-25上。 

所述的顶脚3-5以回位弹簧一3-4与锁芯主体1凹口一侧的作用力，卡在推拉件3-1的小端上，位于小端与大端的台阶处，使回位件3-3与推拉件3-1形成自动回位式结构，在推进时，利用推拉件3-1一端推动至卡定件顶杆3-22的下斜角3-23下，利用顶杆3-22的斜角2-23将卡定件3-2顶起；拉开时，受盲孔3-25上回位弹簧二3-26的作用力下下降，使卡定件3-2达到上下升降功能。 

所述的驱动电机2-2转轴上安装有一方块转动片2-22，所述凸轮2-3一端设置有与所述方块转动片2-22配合的凹槽2-31，凸轮2-3另一端设置有一定位凸缘2-32，使驱动电机2-2通过方形转动片2-21带动凸轮转动指定角度，方块转动片2-22在驱动电机2-2的带动下，驱动凸轮2-3转动，其转动受到定位凸缘2-32限制，转动角度约90°。 

所述的内腔1-3上设有一个固定电机的盖体6，盖体6上设置有一槽孔6-1，槽孔6-1上设有一用于定位驱动电机2-2的卡紧件6-2，该卡紧件6-2为L型塑料件，卡紧件6-2将驱动电机2-2固定在内腔1-3中，避免驱动电机转动时不会偏移固定位置。 

所述的开锁口1-1为三角形或方形，所述的导电通信触点1-2位于三角形或方形的中间位置，该导电通信触点为导电通信金属杆，即用于连接导电和通信接入线路的金属杆；电控线路板2-1与锁芯主体1之间设有两条导电弹簧2-4。 

一种用于开启上述电子锁芯的钥匙，包括有钥匙本体7，所述的本体7内设置有一储电电池71，本体上设有与锁芯开锁口1-1对应形状的导电插头72，该导电插头72包括有一滑槽顶块73和导电通信触头74，该滑槽顶块73和导电通信触头74与锁芯开锁口1-1上的导向孔槽1-4和导电通信触点1-2对应形成插入式结构，所述的滑槽顶块73和导电通信触头74之间设置有绝缘隔层，使滑槽顶块73和导电通信触头74分别形成钥匙储电电池71输出电源的导电体，该导电体与锁芯本体1的导电通信触点1-2和锁芯主体1对接形成电子锁芯开启或锁紧的电源输入导电触点。 

所述的钥匙在实施例中，导电插头72为与锁芯开锁口对应三角形或方形结构，滑槽顶块73呈突出式结构，为导电插头72上的一延长侧边，该侧边与锁芯本体1开锁口的导向槽孔1-4对应配合，使用时，利用延长的侧边插入导向槽孔1-4内与推拉件3-1推拉配合，形成推动卡定件3-2上下位移的顶块，而导电通信触头74与开锁口的的导电通信触点1-2对应触碰，形成导电触点，进行对锁芯的电控装置2输入电源，达到开启锁的功能。 

本发明使用时，可将本锁芯制作成通过性形状大小结构，替换现有传统锁头的锁芯，即可变身为本发明的无源电子锁。 

应用时，利用带储电电池的钥匙的导电插头72插入锁头锁芯的开锁口1-1，即用导电插头72的滑槽顶块73和导电通信触头74分别对准锁芯的导向孔槽1-4和导电通信触点1-2插入对接，使滑槽顶块73和导电通信触头74与导向孔槽1-4和导电通信触点1-2对应接触形成钥匙为锁芯的电控装置2输入电源的电源触点。具体的，所述的滑槽顶块73通过导向孔槽1-4，利用电控线路板2-1与锁芯主体1的盖体之间设有的两条导电弹簧2-4，形成对电路电控线路板2-1一导电线路，另一导线线路通过导电通信触头74与连接于电控线路板2-1的导电通信触点1-2接触形成，由此形成电子锁芯电源的两条输入电路。 

开锁时，钥匙的滑槽顶块73推动导向孔槽1-4的推拉件3-1进入锁芯主体的一凹口，并推入通槽孔1-5下，由此推动安装在通孔槽1-5上的卡定件3-2，通过推动卡定件3-2下顶杆3-22的斜角3-23，使卡定件3-2向上位移升起，此时，驱动电机2-2的转动轴位于卡定件3-2的凹口3-21中间位置，使转轴上位于凹口3-21内的方块转动片2-22在凹口3-21内转动，带动凸轮2-3转动，当凸轮2-3转动到定位凸缘2-32靠在内腔1-3一边缘1-31时，凸轮2-3上的一卡孔2-33与锁定装置4的锁定弹件4-1对应，锁定弹件4-1内缩入凸轮的卡孔2-33内，从而达到锁芯旋转开锁的状态。 

锁紧时，当钥匙拉出时，滑槽顶块73由于小端阶梯的台阶处设置有一弧形回位件3-3，回位件3-3由顶脚3-5上的回位弹簧一3-4在凹口一侧锁芯主体1的作用力下，使回位件3-3推动滑槽顶块73阶梯台阶处大端的位置，形成回位状态，此时，卡定件3-2下顶杆3-22的斜角3-23由于滑槽顶块73回位及卡定件3-2两侧上端盲孔3-25的回位弹簧二3-26受力于盖体6作用下，由此自动回落，在卡定件3-2回落时，由于卡定件3-2的凹口上一侧设有一个卡紧凸块3-24，卡紧凸块3-24下降时将驱动电机2-2转轴上的方块转动片2-22下拉，由此将方块转动片2-22卡紧，具体的，由于卡紧凸块3-24设在卡定件3-2一侧上方，并长度不超过驱动电机的转轴位置，下降时，只压着方块转动片2-22安装在驱动电机转轴的一侧位置上，由此压着方块转动片2-22自动转动在固定旋转角度位置上，转动时带动凸轮2-3自动回位，同时，锁定弹件4-1受内置的回位弹簧4-11顶起，凸轮2-3转动到光面处，顶住锁定弹件4-1防止内缩，从而达到锁紧的状态。 

实施例二 

本实施例的技术特点是：所述的具有自动锁紧的无源电子锁芯为密码锁锁芯，锁芯上的导电通信触点1-1和锁芯主体1还可同时作为电控装置2的控制通信信号输入线路；即导电通信触点1-1和锁芯主体1不但可作为电控装置2的驱 动电机2-2输入电源的导电体，还可作为电控装置2的驱动电机2-2信号通信数据线，具体的说，导电通信触点1-1和锁芯主体1不但为电控装置2的驱动电机2-2输入电源进行控制驱动电机进行控制锁的开启状态，同时也为智能化电控装置2(即密码锁)的密码控制信号通信路线，为密码钥匙通过通信路线向密码锁发出指令控制密码锁的开启状态。其余同上实施例。 

其上述密码锁锁芯的钥匙，所述钥匙本体7上设有密码控制面板75，该密码控制75面板包括有电路线路板和密码按键76，使钥匙本体7形成一个带有密码开锁功能的钥匙。在钥匙本体7上的导电插头72上的滑槽顶块73和导电通信触头74同时作为密码控制面板输出至锁芯电控装置的控制通信信号线路；即滑槽顶块73插入锁芯主体1的开锁口1-1和导电通信触头74与导电通信触点1-2对应触碰对接时，不但形成钥匙本体7上储电电池供电给密码锁锁芯导电路线，为电控装置2的驱动电机2-2输入电源进行控制驱动电机进行控制锁的开启状态，同时也形成智能化电控装置2(即密码锁)的密码控制信号通信路线，为密码钥匙通过通信路线向密码锁发出指令控制密码锁的开启状态。使用时，密码锁通过滑槽顶块73插入入锁芯主体1的开锁口1-1和导电通信触头74与导电通信触点1-2对应触碰对接形成的通信线路，利用密码按键76输入与锁芯本体内的电控装置2的对应密码解锁，进行控制密码锁的开锁或锁紧功能，更好达到智能化控制，起到电子锁的安全保护功能。其余同上实施例。 

Claims (10)

1.一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，包括有锁芯主体(1)、电控装置(2)、驱动控制装置(3)和锁定装置(4)，其特征是：所述的电控装置(2)和驱动控制装置(3)分别安装在锁芯主体(1)的两侧凹口处；所述的锁定装置(4)安装在锁芯主体(1)上，

所述的锁芯主体(1)的开锁口(1-1)内设有连接电控装置(2)的导电通信触点(1-2)，该导电通信触点(1-2)和锁芯主体(1)之间设有绝缘体，使导电通信触点(1-1)和锁芯主体(1)分别为电控装置(2)的正负极电源导电体及通信线路；

所述的电控装置(2)由一连接导电通信触点(1-2)的电控线路板(2-1)、连接电控线路板(2-1)的驱动电机(2-2)和驱动电机(2-2)转轴带动的凸轮(2-3)构成，所述的电控线路板(2-1)与锁芯主体(1)之间设有导电体；

所述的驱动控制装置(3)包括有一推拉件(3-1)和推拉件(3-1)控制上下位移的卡定件(3-2)，该卡定件(3-2)通过上下位移控制驱动电机(2-2)转轴带动凸轮(2-3)转动或回位固定锁紧；

所述的锁定装置(4)为凸轮(2-3)控制伸缩的锁定弹件(4-1)；

所述的锁定装置(4)通过在锁芯主体(1)的导电通信触点(1-2)和锁芯主体(1)分别接通正负极电源及通信线路，电源通过连接电控装置(2)的电控线路板(2-1)控制驱动电机(2-2)转动，带动凸轮(2-3)控制锁定弹件(4-1)的伸缩功能进行控制电子锁芯的开启锁紧状态。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，其特征是：所述的锁芯主体(1)一侧安装电控装置(2)的凹口为一内腔(1-3)，另一侧安装驱动装置(3)的凹口与开锁口(1-1)之间的锁芯主体(1)设有导向孔槽(1-4)，在锁芯主体(1)两侧的凹口之间设有通槽孔(1-5)，所述的卡定件(3-2)安装在通槽孔(1-5)上，所述的推拉件(3-1)安装在导向孔槽(1-4)上作用于推动卡定件(3-2)上下位移。

3.根据权利要求2所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，其特征是：所述的内腔(1-3)上设置有一塑料底座垫(5)，在底座垫(5)位于通孔槽(1-5)的位置上设有一用于安装卡定件(3-2)的定位槽孔(5-1)，卡定件(3-2)安装在定位槽孔(5-1)上呈上下式升降结构。

4.根据权利要求1或2所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，其特征是：所述的推拉件(3-1)为一个方形推块，该方形推块一端大，另一端小，呈阶梯式设计，在推拉件(3-1)的小端处设有一弧形回位件(3-3)，该回位件(3-3)安装在锁芯主体(1)的凹口一侧上，位于方形推块小端处的锁芯主体(1)凹口一侧，回位件(3-3)侧设有两个带回位弹簧一(3-4)的顶脚(3-5)，该顶脚(3-5)以回位弹簧一(3-4)与锁芯主体(1)凹口一侧的作用力，卡在推拉件(3-1)的小端上，使推拉件(3-1)形成自动回位式结构。

5.根据权利要求1或2所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，其特征是：所述的卡定件(3-2)为一个带凹口(3-21)的金属块，金属块下设置有带斜角(3-23)的顶杆(3-22)，在凹口一侧上设有一个卡紧凸块(3-24)，卡紧凸块的长度不超过驱动电机的转轴位置，在卡定件(3-1)上设有回位推件。

6.根据权利要求1或2所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，其特征是：所述的驱动电机(2-2)转轴上安装有一方块转动片(2-21)，所述凸轮(2-3)一端设置有与所述方块转动片(2-21)配合的凹槽(2-31)，凸轮(2-3)另一端设置有一定位凸缘(2-32)，使驱动电机(2-2)通过方形转动片(2-21)带动凸轮转动指定角度。

7.根据权利要求1或2所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，其特征是：所述锁芯主体(1)的内腔(1-3)上设有一个固定电机的盖体(6)，盖体(6)上设置有一槽孔(6-1)，槽孔(6-1)上设有一用于定位驱动电机(2-2)的卡紧件(6-2)。

8.根据权利要求1或2所述的一种具有自动锁紧的无源电子锁芯，其特征是：所述的开锁口(1-1)为多边形，所述的导电通信触点(1-2)为位于开锁口的中间位置的导电通信金属杆。

9.一种用于开启上述无源电子锁芯的钥匙，包括有钥匙本体(7)，其特征是：所述的本体(7)内设置有一储电电池(71)，本体上设有与锁芯开锁口(1-1)对应形状的导电插头(72)，该导电插头(72)由一滑槽顶块(73)和导电通信触头(74)构成，该滑槽顶块(73)和导电通信触头(74)与锁芯开锁口(1-1)上的导向孔槽(1-4)和导电通信触点(1-2)对应形成插入式结构，在滑槽顶块(73)和导电通信触头(74)之间设置有绝缘隔层，使滑槽顶块(73)和导电通信触头(74)分别形成钥匙储电电池(71)输出电源的导电体，该导电体与锁芯本体(1)的导电通信触点(1-2)和锁芯主体(1)对接形成电子锁芯开启或锁紧的电源输入导电触点。

10.根据权利要求9所述无源电子锁芯的钥匙的钥匙，其特征是：所述的钥匙本体(7)上设有密码控制面板(75)，该密码控制面板(75)包括有电路线路板和密码按键(76)，使钥匙本体(7)形成一个带有密码开锁功能的钥匙。