CN105401789A - 一种电子锁及把手发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子锁及把手发电装置。电子锁括把手发电装置，把手发电装置包括支架，支架上安装有把手、齿轮传动机构和发电机，所述把手与齿轮传动机构之间设有卵形齿轮组，所述卵形齿轮组包括互相啮合的主动卵形齿轮和从动卵形齿轮，主动卵形齿轮与所述把手同轴转动；卵形齿轮组在把手位于初始位置时的传动比最小。卵形齿轮组具有可变的传动比，在把手位于初始位置时传动比最小，传动时为减速运动，可以有效减小需要对把手施加的力，开门时省力。

Description

一种电子锁及把手发电装置
技术领域
本发明涉及一种电子锁及把手发电装置。
背景技术
随着电子门锁的技术发展和人们对安全便捷的生活理念的提高，安装有电子防盗智能门锁的房门越来越普及。电子防盗门在使用时，首先使用门禁卡解锁，然后旋转门把手打开门。由于普通的门禁系统需要经常更换电池，废弃的电池容易造成环境污染。为了节能环保，出现了利用门来发电的技术。
公告号为CN102677982B、公告日为2014年10月15日的中国专利文件公开了一种电子锁，包括把手发电装置，把手发电装置包括支架，支架上安装有把手、齿轮传动机构和发电机，在开闭门的过程中，把手间歇转动，由于要通过把手带动齿轮传动机构运转，以使发电机发电，在开门时齿轮组开始增速运动，会感觉较吃力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在开门时省力的电子锁及把手发电装置。
为实现上述目的，本发明电子锁的技术方案是：电子锁括把手发电装置，把手发电装置包括支架，支架上安装有把手、齿轮传动机构和发电机，所述把手与齿轮传动机构之间设有卵形齿轮组，所述卵形齿轮组包括互相啮合的主动卵形齿轮和从动卵形齿轮，主动卵形齿轮与所述把手同轴转动；卵形齿轮组在把手位于初始位置时的传动比最小。
所述齿轮传动机构包括两级增速传动齿轮。
所述把手发电装置连接有门禁系统，门禁系统所需的电能由所述发电机提供。
电子锁包括用于同时锁门的第一锁销和第二锁销，所述门禁系统包括门禁控制系统和门禁电机，第一锁销由把手控制，所述第二锁销由门禁电机控制。
把手发电装置和门禁系统之间设有电能管理模块，电能管理模块包括整流电路、滤波器、稳压电路和储电装置。
所述整流电路采用倍压整流电路，所述滤波器采用电容滤波，所述稳压电路采用硅稳压管，所述储电装置包括用于自动检测电量是否储满的电量检测装置。
所述储电装置包括用于收集所述稳压电路输出的电能的超级电容和锂电池，所述发电机通过数字开关与超级电容连接，超级电容与锂电池连接。
所述电能管理模块包括微控制器、自适应前端适配电路和节能管理电路，所述微控制器与所述数字开关连接，用于控制数字开关的通断；所述自适应前端适配电路包括最大功率点跟踪器及外围电路；所述节能管理电路用于减少系统本身的电能消耗；自适应前端适配电路位于所述数字开关与超级电容之间。
本发明把手发电装置的技术方案是：一种把手发电装置包括支架，支架上安装有把手、齿轮传动机构和发电机，所述把手与齿轮传动机构之间设有卵形齿轮组，所述卵形齿轮组包括互相啮合的主动卵形齿轮和从动卵形齿轮，主动卵形齿轮与所述把手同轴转动；卵形齿轮组在把手位于初始位置时的传动比最小。
所述齿轮传动机构包括两级增速传动齿轮。
本发明的有益效果是：在把手与齿轮传动机构之间增设卵形齿轮组，卵形齿轮组具有可变的传动比，在把手位于初始位置时传动比最小，传动时为减速运动，可以有效减小需要对把手施加的力，开门时省力。
进一步地，转动把手的机械能通过齿轮传动机构和发电机转换呈电能，给门禁系统供电，无需对门禁系统更换电池或外部供电，实现了供电自给，绿色节能；电子锁的第一锁销由把手控制，第二锁销由门禁电机控制，两个锁销都启动后门才能被推开，安全可靠。
附图说明
图1为把手位于初始位置时把手发电装置的结构示意图；
图2为图1中的把手转动90度后把手发电装置的结构示意图；
图3为电子锁的锁销的示意图；
图4为发电装置与电能管理模块的连接示意图；
图5为电子锁内部的能量传递示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的电子锁的具体实施例，如图1至5所示，电子锁包括把手发电装置和门禁系统，把手发电装置包括支架1和安装在支架1上依次连接的把手2、卵形齿轮组、齿轮传动机构和发电机9，支架上安装有平行设置的第一转动轴11、第二转动轴12、第三转动轴13和第四转动轴14。把手2包括门内把手和门外把手，门内把手和门外把手分别安装在第一转动轴11的两端，卵形齿轮组包括互相啮合的主动卵形齿轮3和从动卵形齿轮4，主动卵形齿轮3固定在第一转动轴11上，与把手2同轴转动，从动卵形齿轮3固定在第二转动轴12上，齿轮传动机构包括两级增速传动齿轮，分别为互相啮合的第一级大齿轮5和第一级小齿轮6以及互相啮合的第二级大齿轮7和第二级小齿轮8，第一级大齿轮5固定在第二转动轴12上，第一级小齿轮6和第二级大齿轮7固定在第三转动轴13上，第二级小齿轮8与发电机9的电机轴固定在第四转动轴14上。
卵形齿轮组具有可变的传动比，根据设计可以在较大范围内改变传动比。本实施例中，卵形齿轮组的传动比范围是0.5-2，把手位于初始位置时，主动卵形齿轮3和从动卵形齿轮4的传动比为最小值0.5，传动时为减速运动，可以有效减小需要对把手施加的力。如图2所示，主动卵形齿轮顺时针转动90度后，传动比达到最大值2。
把手发电装置中发电机的产生的电能用于给门禁系统供电，把手发电装置和门禁系统之间设有电能管理模块，电能管理模块包括整流电路、滤波器、稳压电路和储电装置。本实施例中，整流电路采用倍压整流电路，把放大和整流集中到一起，减小体积的同时，也能减少元器件的损耗。滤波器采用电容滤波。稳压电路采用硅稳压管。储电装置包括电量检测装置,用于自动检测储电装置中的电量是否储满即是否达到预定阈值，在电量储满时，则停止存储，自动断电，从而避免了储电过多导致寿命减少和爆炸等危险情况的发生。储电装置包括超级电容和锂电池，用于收集稳压电路输出的电能，发电机通过数字开关与超级电容连接，超级电容与锂电池连接。电能管理模块还包括微控制器、自适应前端适配电路和节能管理电路，微控制器用于控制所述数字开关的通断；自适应前端适配电路为最大功率点跟踪器及外围电路；节能管理电路用于减少系统本身的电能消耗，发电机通过数字开关与最大功率点跟踪器及外围电路连接，最大功率点跟踪器及外围电路与超级电容连接，微控制器与数字开关连接，节能管理电路与微处理器、数字开关、超级电容、锂电池和最大功率点跟踪器及外围电路和连接。在发电机与超级电容之间设置有最大功率点跟踪器，能够最大程度的收集发电机产生的电能。采用超级电容和锂电池的二级存储架构，减少锂电池的充电次数，并在超级电容和锂电池之间设有充电保护电路，延长了锂电池的使用寿命。
如图3所示，电子锁包括用于同时锁门的第一锁销101和第二锁销102，门禁系统包括门禁控制系统和门禁电机，门禁电机连接有门禁电机旋转轮10。把手2连接有同轴转动的把手旋转轮21，把手旋转轮21通过齿轮齿条结构带动第一锁销101移动，门禁电机旋转轮10通过齿轮齿条结构带动第二锁销102移动。把手发电装置产生的电能用于给门禁控制系统供电，门禁控制系统控制向门禁电机供电的电源。开门时，对把手施加集中力使其顺指针转动，经过齿轮传动机构增速带动发电机轴旋转，同时带动第一锁销101向门里运动，第一锁销101脱离锁框。然后把手受到恢复力复位。把手发电装置供电给门禁电机，门禁电机带动第二锁销102向门里运动，只有当第一锁销101和第二锁销102都移动之后门才能被推开，门推开之后第一锁销和第二锁销复位。
把手发电装置能够在旋转下压式门把手的开门或关门过程中产生电能，与电能管理模块和门禁系统形成电能的闭环系统，发电机产生的电能经过电能管理模块处理储存在储电装置中，再持续供电给门禁控制系统。当门禁控制系统在待机过程中，没有信号输入，输出的过程中电能消耗很少，当遇有外部信号输入时才有信号输出给门禁电机。刚使用时，储电装置为满电状态，在使用过程中会有不断的能量流动，保证电能自供给，在整个生命周期内无需更换电池或使用外部电源充电，绿色环保、节约电能。
在其他实施例中，齿轮传动机构也可以采用单级齿轮传动或者二级以上齿轮传动。
在其他实施例中，把手发电装置还可以用于门铃等电子装置的供电。
本发明的把手发电装置的结构与上述实施例中的把手发电装置的结构相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.电子锁，包括把手发电装置，把手发电装置包括支架，支架上安装有把手、齿轮传动机构和发电机，其特征在于：所述把手与齿轮传动机构之间设有卵形齿轮组，所述卵形齿轮组包括互相啮合的主动卵形齿轮和从动卵形齿轮，主动卵形齿轮与所述把手同轴转动；卵形齿轮组在把手位于初始位置时的传动比最小。
2.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于：所述齿轮传动机构包括两级增速传动齿轮。
3.根据权利要求1或2所述的电子锁，其特征在于：所述把手发电装置连接有门禁系统，门禁系统所需的电能由所述发电机提供。
4.根据权利要求3所述的电子锁，其特征在于：电子锁包括用于同时锁门的第一锁销和第二锁销，所述门禁系统包括门禁控制系统和门禁电机，第一锁销由把手控制，所述第二锁销由门禁电机控制。
5.根据权利要求3所述的电子锁，其特征在于：把手发电装置和门禁系统之间设有电能管理模块，电能管理模块包括整流电路、滤波器、稳压电路和储电装置。
6.根据权利要求5所述的电子锁，其特征在于：所述整流电路采用倍压整流电路，所述滤波器采用电容滤波，所述稳压电路采用硅稳压管，所述储电装置包括用于自动检测电量是否储满的电量检测装置。
7.根据权利要求5所述的电子锁，其特征在于：所述储电装置包括用于收集所述稳压电路输出的电能的超级电容和锂电池，所述发电机通过数字开关与超级电容连接，超级电容与锂电池连接。
8.根据权利要求7所述的电子锁，其特征在于：所述电能管理模块包括微控制器、自适应前端适配电路和节能管理电路，所述微控制器与所述数字开关连接，用于控制数字开关的通断；所述自适应前端适配电路包括最大功率点跟踪器及外围电路；所述节能管理电路用于减少系统本身的电能消耗；自适应前端适配电路位于所述数字开关与超级电容之间。
9.一种把手发电装置，包括支架，支架上安装有把手、齿轮传动机构和发电机，其特征在于：所述把手与齿轮传动机构之间设有卵形齿轮组，所述卵形齿轮组包括互相啮合的主动卵形齿轮和从动卵形齿轮，主动卵形齿轮与所述把手同轴转动；卵形齿轮组在把手位于初始位置时的传动比最小。
10.根据权利要求9所述的把手发电装置，其特征在于：所述齿轮传动机构包括两级增速传动齿轮。
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