CN105756431A - 具有自动开锁功能的安全电子锁 - Google Patents

Abstract

本发明的一种具有自动开锁功能的安全电子锁，其电子锁结构简单可靠，巧妙的利用了位于锁芯体内的卡板与构成电子锁核心控制部件的电磁铁的轴承的构造配合，即解决了电子锁需要具备的自动开锁的功能，又解决了通过机械结构非法开锁的隐患问题，从而对电子锁的理论发展做出了一种全新的结构设计，具有较高的应用价值。

Description

具有自动开锁功能的安全电子锁

技术领域

本发明涉及电子锁，具体涉及一种具有自动开锁功能的安全电子锁。

背景技术

随着信息技术的发展，安装有各种电气设备的工业箱柜获得大量应用；传统的采用机械钥匙进行箱柜门管理的方式已经落后，需要考虑采用电子控制的手段来实现柜体门禁系统的管理。中国专利授权公告号CN201321762Y《光缆交接箱电控锁》中，列出了一种适用于柜体的电子锁，该构造中，采用了一种电磁铁来实现对柜锁的手柄进行直接控制的方法，对电磁铁线圈通电后，电磁铁轴承缩回，手柄开启；而出现断电故障时，则通过机械钥匙插入位于手柄上的锁芯，转动锁芯后即可开启电子锁。

然而，在该电子锁方案中，存在电子锁正常工作时，随时可以利用机械钥匙通过锁芯开启电子锁的安全隐患问题，不利于该类电子锁的应用。由此，需要一种新的电子锁构造方式，解决电子锁正常工作时，利用机械钥匙无法开启电子锁的要求。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种具有自动开锁功能的安全电子锁，使其解决现有电子锁设计中所存在的上述技术问题。其目的是通过以下方案实现。

一种具有自动开锁功能的安全电子锁，包括：锁体、锁芯体、电磁铁、感应开关；其中，所述电磁铁、感应开关依次安装于锁体内，电磁铁由导电线圈、轴承共同构成，轴承位于导电线圈中心；锁芯体中安装有锁芯、或者按钮、还或者旋钮；其特征在于所述锁芯、或者按钮、还或者旋钮的后端连接有能向上活动的卡板，卡板位于锁芯体内，卡板顶部有与轴承下端相配合的凹槽，轴承下端落于凹槽内时，轴承卡住卡板，锁芯体无法向外与锁体脱离；卡板上升时能推动轴承向上运动缩回；卡板位置发生变化时，感应开关被触发。

作为上述方案的进一步改进，该锁芯体一端与锁体活动相连，所述锁芯、或者按钮、还或者旋钮安装于锁芯体另一端。

作为上述方案的进一步改进，所述电磁铁还包括永磁体和（或）弹簧；其中，所述弹簧的一端连接轴承。

作为上述方案的进一步改进，所述电子锁还包括安装于锁体内的复位舌及复位弹簧，复位弹簧一端与复位舌连接，复位舌与锁芯体外壁或卡板相配合，在锁芯体闭合于锁体内时，复位舌下端落于锁芯体外壁或卡板上，复位弹簧处于压缩或拉伸，复位舌上的凸起脱离与轴承的接触，并不影响轴承的运动；而当锁芯体与锁体中脱离时，复位舌下端与锁芯体外壁或卡板脱离接触，复位弹簧推动复位舌向下运动，复位舌上的凸起带动处于缩回的轴承向下运动。

本发明的一种具有自动开锁功能的安全电子锁，其电子锁结构简单可靠，巧妙的利用了位于锁芯体内的卡板与构成电子锁核心控制部件的电磁铁的轴承的构造配合，即解决了电子锁需要具备的自动开锁的功能，又解决了通过机械结构非法开锁的隐患问题，从而对电子锁的理论发展做出了一种全新的结构设计，具有较高的应用价值。

附图说明

图1是本发明中一种具有自动开锁功能的安全电子锁的爆炸结构示意图；

图2是本发明中电子锁处于闭合时的内部结构示意图；

图3是图2中B-B部分的放大结构示意图；

图4是本发明中电子锁通过钥匙使卡板向上运动时的部分内部结构示意图；

图5是本发明中电子锁卡板与轴承脱离时的部分内部结构示意图；

图6是本发明中电子锁锁芯体从锁体中脱离时的内部结构示意图；

图7是本发明中一种锁体与锁芯体完全分离的电子锁开锁后的结构示意图。

图中序号的名称为：101、锁体，102、电子盒，103、磁铁固定架，201、锁芯体，202、锁芯，203、卡板，204、凹槽，205、凸起挂钩，206、磁铁，207、钥匙,301、导电线圈，302、轴承，303、永磁体，304、弹簧，305、卡槽，401、感应开关，402、触杆，501、复位舌，502、凸起，503、复位弹簧，601、控制电路板，602、LED显示灯，603、干簧管。

具体实施方法

以下将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术任由在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下描述中，“向上”与“向下”运动、“触发”与“解除触发”、“正向通电”与“反向通电”只是相对而言，可以理解到，在不改变该电子锁的控制方法的基本原理的基础上，“向上”运动也可以变为“向下”运动，“触发”也可以变为“未触发”或“解除触发”，对于导电线圈的“正向通电”也可以变为“反向通电”，该状态及方式都只是相对而言，对电子锁的控制方法并未发生实际的改变。在此应属于本实用新型的保护范围。

为方便对本发明内容进行理解，以下采用一种工业场合所使用的电子锁具进行描述。可以理解，本发明的一种电子锁及其控制方法不仅仅只限用于该类工业锁具上，在更多应用电子锁的场合也可满足该需求。对此不应作为对本发明的限制，而都应属于本发明的保护范围。

实施例：一种具有自动开锁功能的安全电子锁。

如图1所示，为一种工业场合所使用的锁具构造的爆炸示意图；该锁具具备锁体，以及一端与锁体活动连接，另一端安装有锁芯，锁芯后端还安装有可向上活动的卡板，卡板上端有凹槽，可通过钥匙使锁芯转动，从而带动卡板向上运动；锁体背部还安装有电子盒，复位舌及复位弹簧安装于电子盒内；同时，由导电线圈、电磁铁框架、永磁体、轴承、弹簧共同构成的电磁铁通过磁铁固定架固定于电子盒内；带有触杆的微动开关焊接在控制电路板上，控制电路板安装于电子盒与锁体之间，位于控制电路板上还具有LED显示灯，以及与锁芯体上的磁铁配合用于判断锁芯体是否闭合的干簧管。

可以理解，该方案中，采用了钥匙使锁芯转动，从而带动卡板向上运动的方式；所采用的钥匙可以为机械钥匙，也可以为电子钥匙，对此不作限制。而还可以用按钮或旋钮来替代锁芯；采用按下按钮或旋转旋钮从而带动卡板向上运动的方式。对此，都应视为本发明的保护范围。

可以理解，该方案中，采用了由导电线圈、电磁铁框架、位于电磁铁框架内的永磁体、轴承，以及位于电磁铁框架与轴承之间的弹簧共同构成的具有断电自保持功能的电磁铁，为便于说明，定义对该电磁铁的导电线圈正向通电时轴承伸出，反向通电时轴承缩回。而具有此类功能的电磁铁还有其他构成方式，如轴承中包含有永磁体，弹簧位于轴承后端，利用轴承中的永磁体和电磁铁框架内的永磁体的作用，也能够实现该功能。该电磁铁的构造及特性，都不应视为对本发明的限制。

如图2所示，为图1中电子锁处于闭合状态时的剖面图。可以看到，闭锁时，锁芯体放入锁体内，由轴承卡进卡板的凹槽内，从而控制锁芯体无法向外从锁体中脱离，轴承的另一端位于导电线圈内。而此时，复位舌下端落于卡板上端或锁芯体外壁上，复位弹簧被压缩；位于复位舌上端的凸起未触碰触杆，微动开关未触发。

为便于理解，如图3所示，为图2中B-B部分的放大示意图。可以看到，轴承下端与卡板结合部还有一卡槽，而卡板相对应位置有一凸起挂钩，在电子锁处于闭合状态下，两者相互卡扣，避免因锁体受到外力碰撞、晃动，而发生轴承与卡板脱离的意外情况。

可以理解，该方案中，锁芯体闭合于锁体内时，轴承卡进卡板的凹槽内，从而控制锁芯体无法向外从锁体中脱离。而此时导电线圈持续正向通电，或未通电，只要轴承能保持该伸出状况即能保持对锁芯体的控制。该电磁铁导电线圈是否通电，都不会改变该类型电子锁轴承落于卡板凹槽内，从而控制电子锁闭合的特性。对此都应视为本发明的保护范围。

而该类电子锁构造中，仅仅改变电磁铁的性能，如采用通电后轴承缩回，断电后轴承伸出特性的电磁铁，则在需要开锁时，对电磁铁的导电线圈进行供电，导电线圈产生磁力，驱动电磁铁轴承缩回，从而即可开启电子锁。而采用通电后轴承伸出，断电后轴承缩回特性的电磁铁，则需要在电子锁闭合时，保持导电线圈的长期供电，一旦发生断电后，则轴承能自动向上缩回，从而电子锁即可开启。该电磁铁特性的不同，不会影响该类电子锁的构造，从而仍然保持了该类电子锁所提出的轴承落于卡板的凹槽内，控制电子锁开启/闭合的特性。对此，都应视为本发明的保护范围。

如图4所示，为卡板受机械钥匙影响而向上运动时的B-B部分的放大示意图。可以看到，钥匙带动锁芯使得卡板向上运动，而卡板推动轴承及复位舌共同向上运动；复位舌上端的凸起触碰触杆，使得微动开关被触发，复位弹簧被进一步压缩；轴承上端伸出于导电线圈，位于轴承上的弹簧被压缩。

可以理解，该图中，卡板上升从而推动复位舌与轴承共同向上运动；从而使复位舌触发微动开关的触杆。该方案中，也可使轴承负责触发微动开关的触杆。对应的，按动按钮、还或者旋动旋钮，同样可带动该卡板上升。而在实际应用中，常常会采用在锁芯外表安装一起到防护作用的锁芯盖；开启该锁芯盖时，若使得感应开关触发，同样也能起到相应的作用。对此，都应视为本发明的保护范围。

同时，可以理解，在卡板未上升之前，微动开关已经被触发，而随着卡板的上升，微动开关被释放；微动开关的状态变化同样也能体现出卡板的位置状态变化。对此，都应视为本发明的保护范围。

可以理解，该微动开关的功能即为感应复位舌在锁芯体处于闭合时是否发生位置变化；具有该类特性的感应开关还可以为磁感应开关，或者为轻触开关，或者为压敏开关，还或者为光感应开关等等；此类开关的合理应用，都能获知复位舌的位置状态变化。对此，都应视为本发明的保护范围。

如图5所示，为卡板与轴承脱离时的B-B部分的放大示意图。可以看到，当轴承保持在高位后，卡板下落后即可与轴承脱离；而此时复位舌受复位弹簧推动也随卡板向下运动，复位舌下端落于卡板上端或锁芯体外壁；此时复位弹簧仍然被压缩。而此时轴承上端未受复位舌凸起的影响，轴承在电磁铁导电线圈处于断电状态下，仍然能保持缩回状态。

理解，该图中，轴承保持在高位后，若轴承上的卡槽与卡板上的凸起挂钩脱离，卡板下落后，轴承能保持在高位。而轴承保持在高位时，该类型具有断电自保持特性的电磁铁是无需对导电线圈通电的，也即是在整个轴承与卡板脱离的过程中，电磁铁无需供电。这一特性正好能满足电子锁在故障时，能够通过钥匙开锁的功能。

而若在图4中，当微动开关被触发时，对该电磁铁的导电线圈进行正向通电，则轴承受力向下，无法保存自身状态；当卡板下落时，轴承也随之下落，保持对卡板的控制，则恢复到图3中状态；锁芯体无法向外从锁体中脱离。

如图6所示，为锁芯体从锁体内脱离后的B-B部分的放大示意图。可以看到，锁芯体向外从锁体内脱离后，复位舌下端与卡板或锁芯体脱离接触后，复位舌失去支撑，复位弹簧推动复位舌向下运动；复位舌上端的凸起推动轴承上端向下运动，破坏电磁铁的自保持状态，从而使得轴承落下。

可以理解，该复位弹簧同样可以采用被复位舌拉伸的方式，以此来完成对复位舌的复位。对此，也应视为本发明的保护范围。

可以理解，该复位舌向下运动时，通过位于其上端的凸起结构，破坏该类型具有断电自保持功能的电磁铁对轴承所保持高位的特性，使轴承落下。该功能便于在电子锁处于故障时，能依靠自身，完成闭锁功能。而该复位舌与轴承之间的结构，还可以有多种不同形式的构造，但最终所完成的结果一致。对此，也应视为本发明的保护范围。

可以理解，该电子锁需要自行开锁时，只需对电磁铁导电线圈进行反向供电后，轻按下锁芯体，使卡板上的凸起挂钩与轴承上的卡槽相脱离，轴承即被电磁铁所吸引向上运动，轴承与卡板相脱离；松开手后，锁芯体即可向外脱离锁体，电子锁即自动开启。如图5、图6所示，相关构造可参考前文所述，对此不再进行重复描述。

如图7所示，为锁芯体与锁体完全分离的一种电子锁的结构示意图。可以看到，锁体位于固定的门框上，而锁芯体位于活动的门上；复位舌及复位弹簧、电磁铁位于锁体内部；而卡板及锁芯位于锁芯体内部；此种方式，即可控制柜门的开启/闭合。对此，可参考前文所述，不再进行重复描述。

本发明的一种具有自动开锁功能的安全电子锁，其结构简单，有效利用了具有自保持功能的电磁铁的特性，合理的机械构造，以及具有创新性的控制原理，从而使得该类型电子锁具有现有电子锁所不具备的便捷、安全、可靠的性能，能满足市场对电子锁的技术要求，具有较高的推广价值。

然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有自动开锁功能的安全电子锁，包括：锁体、锁芯体、电磁铁、感应开关；其中，所述电磁铁、感应开关依次安装于锁体内，电磁铁由导电线圈、轴承共同构成，轴承位于导电线圈中心；锁芯体中安装有锁芯、或者按钮、还或者旋钮；其特征在于所述锁芯、或者按钮、还或者旋钮的后端连接有能向上活动的卡板，卡板位于锁芯体内，卡板顶部有与轴承下端相配合的凹槽，轴承下端落于凹槽内时，轴承卡住卡板，锁芯体无法向外与锁体脱离；卡板上升时能推动轴承向上运动缩回；锁芯体中的锁芯、或者按钮、还或者旋钮状态发生变化，还或者卡板位置发生变化时，感应开关被触发。

2.如权利要求1所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述锁芯体一端与锁体活动相连，所述锁芯、或者按钮、还或者旋钮安装于锁芯体另一端。

3.如权利要求1、权利要求2任意一项所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述电磁铁还包括永磁体和（或）弹簧；其中，所述弹簧的一端连接轴承；所述电磁铁在导电线圈处于断电状态下，轴承处于缩回时，能通过永磁体和（或）弹簧共同对轴承的作用使得轴承保持该缩回状态；或（和）轴承处于伸出时，能通过永磁体和（或）弹簧共同对轴承的作用使得轴承保持该伸出状态。

4.如权利要求3所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述电子锁还包括安装于锁体内的复位舌及复位弹簧，复位弹簧一端与复位舌连接，复位舌与锁芯体外壁或卡板相配合，在锁芯体闭合于锁体内时，复位舌下端落于锁芯体外壁或卡板上，复位弹簧处于压缩或拉伸，复位舌上的凸起脱离与轴承的接触，并不影响轴承的运动；而当锁芯体与锁体中脱离时，复位舌下端与锁芯体外壁或卡板脱离接触，复位弹簧推动复位舌向下运动，复位舌上的凸起带动处于缩回的轴承向下运动。

5.如权利要求1至权利要求4任意一项所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述感应开关为微动开关，或者为磁感应开关，或者为轻触开关，或者为压敏开关，还或者为光感应开关；所述卡板位置发生变化时，感应开关被触发，指的是卡板向上运动时，推动轴承或（和）复位舌向上运动时，轴承或复位舌的运动造成所述感应开关的状态变化。

6.如权利要求5所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述感应开关为微动开关时，该微动开关带有触杆；所述轴承或复位舌的运动造成所述感应开关的状态变化，指的是卡板向上运动时，推动轴承或复位舌向上运动，轴承或复位舌触碰触杆，感应开关被触发；或者是卡板向上运动时，推动轴承或复位舌向上运动，轴承或复位舌与触杆脱离接触，感应开关被释放，而卡板向下运动时，轴承也向下运动或复位舌被复位弹簧带动向下运动，轴承或复位舌触碰触杆，感应开关被触发。

7.如权利要求5所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述锁芯还包含位于锁芯外部的锁芯盖，所述锁芯体中的锁芯状态发生变化时，感应开关被触发,还包含锁芯盖被开启时，感应开关被触发。

8.如权利要求6、权利要求7任意一项所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述锁体还包括电子盒；所述电磁铁、感应开关依次安装于锁体内，指的是电磁铁、感应开关依次安装于电子盒内，电子盒固定于锁体背面。

9.如权利要求1所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，所述轴承下端有一卡槽，卡板的凹槽内有与之配合的凸起挂钩，轴承下端落于凹槽内后，凸起挂钩卡进卡槽内使轴承无法脱离。

10.如权利要求1或权利要求7所述的具有自动开锁功能的安全电子锁，其特征在于，还包括位于锁体或电子盒内的，用于对电磁铁进行固定，并起到保护轴承的作用的电磁铁固定架。