CN105113873A - 一种智能u型锁 - Google Patents

Abstract

一种智能U型锁，由U型杆和锁体组成；其特征在于所述锁体由锁壳、智能控制电路模块和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯和电磁推杆；锁芯一端与电磁推杆相连，电磁推杆上设置有动力弹簧；所述智能控制电路模块包含单片机、GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源，所述电磁推杆与智能控制电路模块的单片机连接，单片机分别与GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源连接，各模块在单片机的控制下相互通信与工作；所述U型杆末端穿过锁壳与锁芯配合，以实现开锁和锁住状态。所述U型杆上安装有横向锁杆，实现两级锁紧。本发明的技术方案能够实现智能解锁和两级锁紧，提高了安全性和智能化程度。

Description

一种智能U型锁

技术领域

本发明涉及锁领域，具体为一种智能U型锁。

背景技术

锁具是生活中常用的一种安全工具，尤其是U型锁，经常被用于锁自行车、摩托车、栅栏门等。而现有的一些U型锁，多从机械方式上解决防盗，比如采用高强度材料、增加锁芯刚度等，设计显得笨重，同时不具备人机交互的流畅感。随着智慧城市、智能家电等概念的兴起，智能家具和智能产品越来越受到广泛地关注，但是还没有形成较好的智能产品和市场，尤其是智能U型锁技术，还处于萌芽和发展期。

而现有的U型锁，多采用简单的机械结构实现单边锁紧，另一边为铰连接，不易实现智能控制；同时，单级锁紧方式具有通用性，但是同时为偷盗者实施盗窃时提供了U型锁中间的空间，容易被剪、锯等。

此外，作为智能硬件产品来讲要容易实现维修和元器件检测、更换等操作，锁具对于人们生活来讲，更应该注重安全性检测和维修，因此智能锁具还应具备上述特性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有机械U型锁的不足，提出一种两级锁紧的智能化U型锁，方便开关锁、更换电源和维修，提高了安全性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种智能U型锁，由U型杆和锁体组成；其特征在于所述锁体由锁壳、智能控制电路模块和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯和电磁推杆；锁芯一端与电磁推杆相连，电磁推杆上设置有动力弹簧，动力弹簧一端连接在电磁推杆的活动推杆上，另一端连接在电磁推杆的外壳上，电磁推杆的外壳固定在锁壳内壁设置的固定座上；所述智能控制电路模块包含单片机、GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源，所述电磁推杆与智能控制电路模块的单片机连接，单片机分别与GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源连接，GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源安装在锁壳内，按键模块安装在锁壳侧端面，用于二进制按键解锁，各模块在单片机的控制下相互通信与工作；所述U型杆末端穿过锁壳与锁芯配合，以实现开锁和锁住状态。

为了提高锁的安全性，上述方案中，在所述U型杆上安装有横向锁杆，U型杆内侧设置有锁紧槽，横向锁杆上设置有横向锁芯，可以与任一锁紧槽配合，实现两级锁紧。

上述方案中，所述U型杆末端为楔形结构，且横向设置有孔结构，锁芯一端设置为轴结构，孔结构的直径大于轴结构；平时工作时，电磁杆处于断电状态，动力弹簧推动电磁杆前移，电磁杆推动锁芯前移，实现轴结构与孔结构配合，完成锁紧；相反，电磁杆通电后，拉动锁芯后退，压缩动力弹簧，实现轴结构与孔结构脱开，实现解锁状态。

上述方案中，所述U型杆两端均设置有孔结构，锁芯机构具有两套，分别位于锁壳内左右两端，对应于U型杆两末端位置，其锁芯的轴结构分别与U型杆两端的孔结构配合。

上述方案中，所述锁体内对应U型杆下方设置有弹簧，当U型杆下压实现锁紧时，弹簧处于压紧状态；当Ｕ型杆与锁芯脱开解锁时，弹簧弹起U型杆。

上述方案中，所述锁壳为分体式结构，由左锁壳和右锁壳组成，左右锁壳之间通过螺纹连接；左右锁壳内安装的固定座之间构成智能控制电路模块安装腔，用于安装智能控制电路模块的GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源；螺纹连接的优势在于：当处于锁住状态时，锁体不能打开，当处于解锁状态时，可以打开左右锁壳，方便更换电源和进行智能控制电路模块维修。

为了上述方案中所述智能控制电路模块的续航能力，所述智能U型锁还包含充电模块，充电模块的充电端口设置在右锁壳的外侧端，用于对电池充电。

上述方案中，所述按键模块安装在左锁壳的外侧端面，用于二进制按键解锁。

上述方案中，所述智能控制电路模块的蓝牙模块可以与移动客户端的软件通讯，实现数据传输与共享。

本发明所述的智能U型锁实现的功能有：（1）震动模块检测：当有人恶意破坏、密码输入错误三次以上进行报警；（2）GSM模块：主要用于远程控制，比如有人破坏时，向锁的使用者发送报警信息，当作为车锁时，当车主需要查看位置时，可通过GSM模块实现定位；（3）蓝牙模块：用于近距离解锁；（4）按键模块：当手机没电时，手机解锁功能暂时不能使用，将通过按键手动输入密码，解锁；（5）单片机：主要是对各个模块进行管理，接受各个模块的数据，对接收到的数据进行判断，从而做出一系列的操作，如：解锁，报警，向使用者发送信息。

本发明所述的智能U型锁，采用电磁杆作为驱动装置，锁芯机构的工作原理为：

解锁状态下，Ｕ型杆未插入锁体，电磁杆处于断电状态，当人为将Ｕ型杆插入锁体时，U型杆末端的楔形结构压缩电磁杆后退，同时动力弹簧被压缩，当Ｕ型杆末端的孔结构插入到电磁杆位置，由于U型杆的孔结构直径大，便会失去对U型杆的压缩力，动力弹簧将释放压缩力，推动电磁杆的轴结构前移实现与孔结构配合，进而实现锁紧功能；相反，电磁杆上电后压缩动力弹簧，拉动锁芯后退，实现轴结构与孔结构脱开，实现解锁功能。

本发明所述的智能Ｕ型锁具有的有益效果为：

（1）锁体中采用了智能控制电路模块和锁芯结构，可以实现智能开解锁，不需要人为开锁，且智能控制电路模块中增加按键模块实现两级备份解锁，提高安全性和可靠性；同时智能控制电路模块中采用ＧＳＭ模块和蓝牙模块，可以实现近距离和远程解锁；

（2）锁壳采用左右分体式结构，便于拆装和封装，尤其是能够便捷地实现电源更换和电路维修；

（3）Ｕ型杆上安装横向锁杆，且横向锁杆可以实现与Ｕ型杆内侧的横向锁芯多级锁紧，提高了锁的安全性和牢固性；

（4）采用电磁杆作为锁芯传动件，只需要在上锁和解锁两个状态切换时通一次电，相对于采用电机等传动机构功耗更低，更节能环保。

本发明尤其是锁紧小空间结构，例如小径车轮锁紧时，如果单采用Ｕ型锁，Ｕ型锁的锁杆被剪开，锁就失效；而采用了横向锁杆锁紧时，可将横向锁杆下移到与车轮外侧紧贴状态锁紧，实现了两级锁紧，此时Ｕ型杆即使被剪开，横向锁杆也处于锁紧状态，而且锁紧空间较小，很难有空间剪开横向锁杆。

附图说明

图１为本发明所述的智能Ｕ型锁的结构示意图。

图２为本发明所述的智能Ｕ型锁的智能控制电路模块的模块组成示意图。

附图中，各数字的含义为：1：U型杆；1-1：孔结构；2：锁体；3：锁壳；3-1：左锁壳；3-2：右锁壳；3-3：固定座；4：锁芯；4-1：轴结构；5：电磁推杆；5-1：动力弹簧；5-2：活动推杆；5-3：电磁推杆外壳；6：智能控制电路模块；7：横向锁杆；8：弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。

实施例

本实施例如图1-2所示，一种智能U型锁，由U型杆（1）和锁体（2）组成。其特征在于所述锁体（2）由锁壳（3）、智能控制电路模块（6）和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯（4）、电磁推杆（5）；锁芯（4）一端穿过锁壳（3）上的支承片与电磁杆（5）相连，电磁杆（5）上设置有动力弹簧（5-1），动力弹簧（5-1）一端连接在电磁推杆（5）的活动推杆（5-2）上，另一端连接在电磁推杆外壳（5-3）上，电磁推杆外壳（5-3）固定在锁壳（3）内壁设置的固定座（3-3）上，电磁杆（5）为整个结构的驱动装置；更近一步，所述U型杆（1）末端为楔形结构，楔形结构上端横向设置有孔结构（1-1），锁芯（4）一端为轴结构（4-1），孔结构（1-1）的直径大于轴结构（4-1）；所述U型杆（1）两端均设置有孔结构（1-1），锁芯机构具有两套，分别位于锁壳（3）内左右两端，对应于U型杆两末端位置，其锁芯（4）的轴结构（4-1）分别与U型杆（1）两端的孔结构（1-1）配合；平时工作时，电磁杆处于断电状态，动力弹簧推动电磁杆前移，电磁杆推动锁芯前移，实现轴结构与孔结构配合，完成锁紧；相反，电磁杆上电后压缩动力弹簧，拉动锁芯后退，实现轴结构与孔结构脱开，实现解锁状态。

为了提高锁的安全性，本实施例在所述U型杆上安装有横向锁杆，U型杆内侧设置有锁紧槽，横向锁杆上设置有横向锁芯，可以与任一锁紧槽配合，实现两级锁紧。

本实施例中所述锁体（2）内对应U型杆（1）下方设置有弹簧（8），当U型杆（1）下压实现锁紧时，弹簧（8）处于压紧状态；当Ｕ型杆（1）与锁芯（4）脱开解锁时，弹簧（8）弹起U型杆（1）；且本实施例所述智能控制电路模块包含单片机、GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源，所述电磁杆（5）与智能控制电路模块（6）的单片机STM32连接，单片机STM32分别与GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源连接，GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源安装在锁壳（3）内，按键模块安装在锁壳（3）侧端面，各模块在单片机STM32的控制下相互通信与工作；所述U型杆（1）末端穿过锁壳（3）与锁芯机构的锁芯（4）配合，以实现开锁和锁住状态。

本实施例中所述锁壳为分体式结构，由左锁壳和右锁壳组成，左右锁壳之间通过螺纹连接；左右锁壳内安装的固定座之间构成智能控制电路模块安装腔，用于安装智能控制电路模块的GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源；螺纹连接的优势在于：当处于锁住状态时，锁体不能打开，当处于解锁状态时，可以打开左右锁壳，方便更换电源和进行智能控制电路模块维修。

同时为了提高本实施所述智能控制电路模块的续航能力，本实施例还包含充电模块，充电模块的充电端口设置在右锁壳的外侧端，用于对电池充电。

本实施例中，所述按键模块安装在左锁壳的外侧端面，用于二进制按键解锁；所述智能控制电路模块的蓝牙模块可以与移动客户端的软件通讯，实现数据传输与共享。

本实施例采用电磁杆作为驱动装置，锁芯机构的工作原理具体为：解锁状态下，Ｕ型杆未插入锁体，电磁杆处于断电状态，当人为将Ｕ型杆插入锁体时，U型杆末端的楔形结构压缩电磁杆后退，同时动力弹簧被压缩，当Ｕ型杆末端的孔结构插入到电磁杆位置，由于U型杆的孔结构直径大，便会失去对U型杆的压缩力，动力弹簧将释放压缩力，推动电磁杆的轴结构前移实现与孔结构配合，进而实现锁紧功能；相反，电磁杆上电后压缩动力弹簧，拉动锁芯后退，实现轴结构与孔结构脱开，实现解锁功能。

本实施例的智能U型锁可以实现的功能分别有：（1）震动模块检测：当有人恶意破坏、密码输入错误三次以上进行报警；（2）GSM模块：主要用于远程控制，比如有人破坏时，向锁的使用者发送报警信息，当作为车锁时，当车主需要查看位置时，可通过GSM模块实现定位；（3）蓝牙模块：用于近距离解锁；（4）按键模块：当手机没电时，手机解锁功能暂时不能使用，将通过按键手动输入密码，解锁；（5）单片机：主要是对各个模块进行管理，接受各个模块的数据，对接收到的数据进行判断，从而做出一系列的操作，如：解锁，报警，向使用者发送信息。

Claims (8)

1.一种智能U型锁，由U型杆（1）和锁体（2）组成；其特征在于所述锁体（2）由锁壳（3）、智能控制电路模块（6）和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯（4）和电磁推杆（5）；锁芯（4）一端与电磁推杆（5）相连，电磁推杆上设置有动力弹簧（5-1），动力弹簧（5-1）一端连接在电磁推杆（5）的活动推杆（5-2）上，另一端连接在电磁推杆外壳（5-3）上，电磁推杆外壳（5-3）固定在锁壳（3）内壁设置的固定座（3-3）上；所述智能控制电路模块（6）包含单片机、GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源，所述电磁推杆（5）与智能控制电路模块（6）的单片机连接，单片机分别与GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源连接，GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源安装在锁壳（3）内，按键模块安装在锁壳（3）侧端面，用于二进制按键解锁，各模块在单片机的控制下相互通信与工作；所述U型杆（1）末端穿过锁壳（3）与锁芯（4）配合，以实现开锁和锁住状态。

2.按照权利要求1所述的一种智能U型锁，其特征在于：所述U型杆（1）上安装有横向锁杆（7），U型杆（1）内侧设置有锁紧槽，横向锁杆（7）上设置有横向锁芯，可以与任一锁紧槽配合，实现两级锁紧。

3.按照权利要求2所述的一种智能U型锁，其特征在于：所述U型杆（1）末端设置为楔形结构，楔形结构上端横向设置有孔结构（1-1），锁芯（4）一端设置为轴结构（4-1），孔结构（1-1）的直径大于轴结构（4-1）直径，两者可以实现孔轴配合。

4.按照权利要求3所述的一种智能U型锁，其特征在于：所述U型杆（1）两末端均设置有孔结构（1-1），锁芯机构具有两套，分别位于锁壳（3）内左右两端，对应于U型杆两末端位置。

5.按照权利要求4所述的一种智能U型锁，其特征在于：所述锁体（2）内对应U型杆（1）下方设置有弹簧（8）。

6.按照权利要求5所述的一种智能U型锁，其特征在于：所述锁壳（3）为分体式结构，由左锁壳（3-1）和右锁壳（3-2）组成，左右锁壳之间通过螺纹连接；左右锁壳内安装的固定座（3-3）之间构成智能控制电路模块（6）安装腔，用于安装智能控制电路模块（6）的GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源。

7.按照权利要求6所述的一种智能U型锁，其特征在于：进一步包含充电模块，充电模块的充电端口设置在右锁壳（3-2）的外侧端，用于对电池充电。

8.按照权利要求6所述的一种智能U型锁，其特征在于：所述按键模块安装在左锁壳（3-1）的外侧端面，用于二进制按键解锁。