CN105909075B - 一种无线通讯控制物流电子锁 - Google Patents

Abstract

一种无线通讯控制物流电子锁，包括锁杆、锁体、安装在锁体内的锁芯组件，锁芯组件包括复位弹簧、滚珠、滑动板、摆动板、波纹垫片和摆动磁感应器，滑动板、开关旋钮和摆动板同轴并由螺丝轴依次串接，螺丝轴未端的波纹垫片与摆动板通过螺母压紧，使螺丝轴带动摆动板转动；滑动板包括与电机轮上的锁定凸块相应位置设有的锁定卡口、与锁体上设置的二个锁体轴突相扣的第一滑动槽、与螺丝轴相扣的第二滑动槽、与摆动板的摆动轴突相扣的第三滑动槽以及复位弹簧轴突；摆动板上还设置与在锁体上的摆动磁感应器配合的摆动感应磁块。该发明具有结构简单，能保护本产品内部机构和电机，防止外力恶意破坏，更加坚固耐用。

Description

一种无线通讯控制物流电子锁

技术领域

本发明涉及一种锁具或电子锁，尤其涉及一种无线通讯控制物流电子锁。

背景技术

在目前的货物运输过程中，为保证货物的在途安全，一般都采用机械封条封闭集装箱门、车厢门或阀门，但机械封条安全性差，易仿制仿冒，使用成本高，虽然也有检测功能的电子封条可以实现封闭，但已不能完全满足途中监管的要求。现在市场都是使用电子锁来实现对物流中的货物实现监控，但一般采用配套物理钥匙，或者配套IC卡来对电子锁上锁开锁，但电子锁物理钥匙容易丢失，造成现场无法开锁，而且钥匙锁芯结构复杂，容易带来故障；配套IC卡操作无法识别操作者身份，IC卡被冒用进行非法使用无法防范，无法保障操作的安全性。

现有技术为公开号为CN104775692A的一种无线通讯控制电子锁，为本专利设计人员设计的第五代产品，该专利所公开的技术方案为，一种无线通讯控制电子锁，包括锁壳、锁闭机构和无线通讯控制系统，所述的锁闭机构包括锁杆、钢珠、齿条、电机，所述的锁杆的锁定端设有施封卡口和施封检测斜面，所述的齿条设有齿牙，所述的电机输出端设有齿轮与齿条的齿牙相咬合，所述的钢珠设置在齿条的末端靠近施封卡口且自由移动；所述的施封检测斜面靠近施封检测开关的压片，所述的施封检测开关与无线通讯控制系统电连接，所述的电机与所述的无线通讯控制系统电连接。本发明的有益效果是：钢珠就卡在施封卡口锁住锁杆，从而增强了锁杆的紧锁性能，结构极其简单，增加可靠性。既能够无线遥控，对车辆和货物全程监控，实时报警，又能满足稳固锁封的要求。但是，还存在着如下缺点：1、当物流运输过程中，由于震动，容易对锁具造成破坏，特别是由于电机直接控制锁具的关闭，因此，如果在运输过程中就可能由于震动损伤到锁具电机或电路等内部结构或锁闭不稳固；2、由于对内部的保护机制也不健全，可能会因外力人为的作用会造成电机或电路或锁芯造成了破坏，因此，本专利设计人员在原来产品技术方案的基础上进行了进一步的改造，产生更为先进的第七代锁的技术方案。

发明的物流电子锁产品是专为货物途中运输进行实时监控的高科技产品，将微机电控制技术与卫星定位技术和远程无线通讯技术以及蓝牙/WIFI或RFID等无线通讯技术相结合，为货物途中运输提供全程安全保障，适用于货物监管、途中资产安全监控等领域。

发明内容

本发明不但克服现有技术的不足，提供了一项所述的无线通讯控制物流电子锁，既能够无线远程遥控和现场点到点控制，对车辆和货物全程监控，实时报警，又能满足稳固锁定并且对锁具内部结构进行保护，从而对整体产品的可靠性具有重要作用，也能防止外部暴力对锁具的破坏保护作用，以及满足了防水和防震的要求。

本发明提供的技术方案是一种无线通讯控制物流电子锁，包括锁杆、锁体、锁芯组件、无线通讯控制系统和开关旋钮，所述的锁杆加锁端顶端设置旋转卡口和施封卡口；所述锁芯组件包括复位弹簧、滚珠、滑动板、摆动板、波纹垫片和摆动磁感应器，所述的滑动板、开关旋钮和摆动板同轴并由螺丝轴串接，所述的螺丝轴未端的波纹垫片与摆动板通过螺母加紧，使螺丝轴带动摆动板转动；所述的滑动板包括与电机轮上的锁定凸块相应位置设有的锁定卡口、与锁体上设置的二个锁体轴突相扣的第一滑动槽、与所述螺丝轴相扣的第二滑动槽、与所述的摆动板的摆动轴突相扣的第三滑动槽及其复位弹簧轴突；所述的摆动板上还设置与在锁体上的摆动磁感应器配合的摆动感应磁块；所述的无线通讯控制系统由无线通讯控制模块、步进电机、电机轮、摆动磁感应器和开关磁感应器组成，所述的无线通讯控制模块与摆动磁感应器、开关磁感应器和所述的步进电机电连接，所述的电机轮设置有锁定凸块和开关感应磁块，与电机轴承连接。

对本发明更进一步的优化，所述的无线通讯控制模块包括主控模块、无线通讯模块，卫星定位模块、电机驱动模块，电源模块、检测模块、按键显示控制模块和数据存储模块组成，所述的无线通讯模块接收和发送无线通讯控制信号，所述的卫星定位模块接收卫星定位信号，与所述的主控模块连接并通过无线通讯模块传输数据，所述的主控模块处理所有模块的数据，进行集中控制，并向电机发送驱动信号，所述的电机驱动模块接收主控模块对电机驱动的各种信号和指令对电机进行驱动，所述的电源模块包括充放电管理和可充电电池，所述的检测模块通过所述的摆动磁感应器、开关磁感应器所检测锁杆的开、关状态并且检测系统的异常状态，并向主控模块发送信号，所述的按键显示模块接收按键密码输入和界面显示控制，所述的数据存储模块存储主控模块发来的业务和操作数据，并按需求进行查询统计。

优选地，所述摆动板在靠近轴孔周围还设置有放射状波纹凸条。

优选地，所述锁体外部还设置有磁吸充电接口，给所述的可充电池充电。

优选地，所述锁体外部还设置弹性材料包裹层，以保护锁体和防水和防震。

优选地，所述的检测模块还包括检测机构，所述的检测机构包括锁杆中间设置一通道，所述的通道内设置检测线，所述的检测线为绝缘线回路连接所述的无线通讯控制模块的主控模块，当锁杆被破坏时检测线出现异常，检测线传输检测信号到主控模块，主控模块向通讯模块发送异常警报信号。

优选地，所述的检测机构还包括锁绳断开检测机构，所述的锁绳断开检测机构包括锁绳由金属线和检测绝缘线组成，所述的检测绝缘线回路连接所述的无线通讯控制系统的主控模块，当锁杆被破坏时检测绝缘线出现异常时，检测绝缘线传输检测信号到主控模块，主控模块向通讯模块发送异常警报信号。

优选地，还包括锁杆另一端部设置磁铁，在所述的磁铁相对应的下面的锁体内设置磁感应器，磁感应器与无线通讯控制模块电连接。

优选地，所述的锁壳上还设置有显示器、按键，所述的显示器和按键连接主控制模块，所述的主控模块还设置显示和密码设置控制模块，能够处理并显示密码设置及开锁密码指令。

优选地，所述的无线通讯模块还包括远程无线通讯、蓝牙或/和WIFI或/和RFID通讯模块，以便通过远程或现场点对点进行通讯控制。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：1、对锁芯的结构改进产生的技术效果：首先扭动开关旋钮的螺丝轴未端的垫片，通过摆动板上的波纹凸条产生摩擦力带动摆动板，摆动板上的摆动轴突扣在第三滑动槽内，第三滑动槽方向与第一滑动槽和第二滑动槽方向垂直，带动滑动板沿着锁体上的二个锁体轴突和螺丝轴来回滑动，从而推动滚珠回来运动，当滚珠被滑动板推入或推出锁杆的施封卡口时，就对电子锁施封或解封，此时，只可以对电子锁实施机械开关，不影响无线通讯控制系统模块。此时，滑动板推入滚球到施封位置，滑动板上的锁定卡口位置就与电机轮上的锁定凸块处于同一直线上，此时，需要对电子锁实施无线或键盘上操作对电子锁控制施封时，通过主控模块控制步进电机进行设定的角度运行，带动电机轮凸上的锁定凸块扣入锁定卡口中，从而控制了电子锁的施封状态；如果控制电子锁打开时，步进电机就带动轮凸上的锁定凸块旋转固定角度，使锁定凸块离开施封卡口，此时就可以使用开关旋钮打开电子锁。当电子锁施封状态时，即使强行转动开关旋钮，也由于电机轮凸块卡死使螺丝轴上的波纹垫片产生弹性，因此就会使外部施加的多余扭力在波纹垫片在弹性力的作用下在摆动板上打滑，无法带动滑动板滑动，对电子锁无法打开，而且多余的外部扭力也无法传到到锁芯内部结构，也就无法对电子锁内部结构造成影响，从而增强了电子锁的可靠性和安全性。2、使用步进电机的作用技术效果：步进电机可以设定的方向以一个固定的角度转动，也可以通过控制脉冲个数来控制角位移动，从而达到准确旋转定位的目的，并且步进电机更省电，更耐用；3、使用磁吸充电接口，通过磁吸连接充电接口，能够更容易连接充电，磁吸充电接口不容易损坏，同时也对充电接口进行保护防水。4、摆动磁感应器能够感知检测锁芯组件的开关和到位状态，以便主控模块准确判断锁芯锁杆的状态，正确做出控制。5、使用弹性材料对锁体保护，在使用过程或跌落等特殊情况下缓冲保护锁体，同时起到加强锁体防水的作用。

附图说明：

图1是本发明屏幕和按钮结构图；

图2是本发明带有开关旋钮的结构图；

图3是锁芯结构视图（施封状态）；

图4是本发明的连接结构图；

图5是摆动板带波纹凸条结构图；

图6是摆动板轴凸结构图；

图7是滑动板结构图；

图8是电机轮结构图；

图9是无线通讯控制模块组成图。

附图标号说明：1-锁体；2-开关旋钮；3-螺丝轴；4-螺母；5-垫片；6-滑动板；7-锁体轴突；8-摆动板；9-锁杆；10-旋转卡口；11-施封卡口；12-滚珠槽；13-电机轮；14-摆动磁感应器；15-开关磁感应器；16-滚珠；17-步进电机；18-磁感应器；19-复位弹簧；20-无线通讯控制模块；21-电池；22-磁铁；301-放射状波纹凸条；302-摆动凸块； 303-摆动轴突； 304-摆动感应磁块；501-第一滑动槽； 502-第二滑动槽；503-第三滑动槽；504-锁定卡口；505-复位弹簧轴突；601-锁定凸块；602-开关感应凸块；603-开关感应磁块；604-轴孔；701-磁吸充电接口；702-按键；703-屏幕；704-包裹层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的技术方案。

如图1至图9所示，一种无线通讯控制物流电子锁，开关旋钮2安装在锁体1外部，见图2，该开关旋钮2的螺丝轴3穿过锁体1的轴孔，在锁体1内安装上滑动板6，把螺丝轴3穿过滑动板6的第二滑动槽502，将滑动板6的第一滑动槽501扣进锁体1上二个锁体轴突7上，安装上摆动板8，并把摆动板8的摆动轴突303扣上滑动板6的第三滑动槽503上，螺丝轴3的未端通过上紧螺母4，垫片5与摆动板上的放射状波纹凸条301压紧。安装上锁杆9，锁杆9的加锁端顶端设置旋转卡口10和施封卡口11，把滚珠16安装在锁体1的滚珠槽12里。在锁体1的电机槽里安装上带有电机轮13的步进电机17，该电机轮13具有二个凸块为锁定凸块601和开关感应凸块602，其中开关感受凸块602上安装开关感应磁块603， 在锁体1的电机轮3的对面，安装开关磁感应器15，该开关磁感应器15与主控模块电连接；在摆动板8上设置摆动轴突303和摆动凸块302，在该摆动凸块302上安装上摆动感应磁块304，在锁体1上安装摆动磁感应器14，摆动磁感应器14与主控模块电连接，复位弹簧19套装在滑动板的复位弹簧轴突505上。无线通讯控制系统由无线通讯控制模块20、步进电机17、电机轮13、摆动磁感应器14和开关感应器15组成，无线通讯控制模块20与摆动磁感应器14、开关磁感应器15和步进电机17电连接。

无线通讯控制模块包括了无线通讯模块、定位模块、主控模块、电源模块、检测模块，无线通讯模块接收和发送无线通讯控制信号，主控模块处理所有模块的数据，进行集中控制，并向步进电机17发送驱动信号，定位模块接收卫星定位信号，与主控模块连接并通过通讯模块发送定位数据，电源模块包括可充电池21、充电电路和激活或休眠电路，检测模块通过摆动磁感应器14、开关磁感应器15所检测锁芯的开、关或处于休眠的状态并且检测系统的异常状态，并向主控模块发送信号。充电电池21可以使用磁吸充电接口701来进行充电。

图5和图6所示：摆动板8与滑动板6接触的一面，设置有摆动轴突303和摆动凸块302，在该摆动凸块302上设置有摆动感应磁块304，该摆动轴突303与滑动板6的第三滑动槽503相扣；摆动板8上与波纹垫片5接触面有放射状的波纹凸条301，这可以增加二者的摩擦力，带动摆动板8运动，当电机轮的锁定凸块601锁死滑动板的锁定卡口504时，摆动板8和波纹垫片5就打滑，可以防止对电子锁暴力破坏而造成电子锁的损坏。

如图7所示，滑动板6的结构由三个滑动槽、复位弹簧轴突505和锁定卡口504组成，第一滑动槽501在滑动板左边上下设置二个，与锁体1上的锁体轴突7相扣；开关旋钮2的螺丝轴3穿过第二滑动槽502，第二滑动槽502可以沿着螺丝轴3左右来回滑动，从而推动滚珠16进出锁杆9的施封卡口11来实施对电子的开关。复位弹簧19套装在复位弹簧轴突505上。

如图8所示的电机轮结构图，电机轮由锁定凸块601和开关感受凸块602和轴孔604组成，开关感应凸块602上设置有开关感应磁块603，与开关磁感应器15位置相应，当滑动板6向左滑动时，滑动板6的锁定卡口504与锁定凸块601现一直线位置里，当步进电机17驱动电机轮的锁定凸块601卡入锁定卡口504里，就可以对电子锁实施封锁。

如图1所示，为本发明的外部防护设置，安装了磁吸充电接口701、弹性的材料包裹层704、屏幕703和按键702，可以对电子锁进行控制操作，或输入电子锁的密码。

为增加电子锁的检测性能，可以在锁杆9另一端部设置磁铁22，在所述的磁铁相对应的下面的锁体1内设置霍尔元件传感器，或为磁感应器18，磁感应器18与无线通讯控制系统连接。当锁杆9被暴力剪断时，锁杆9掉落，磁感应器18检测到磁铁分离，触发报警。

操作过程如下：首先扭动开关旋钮2的螺丝轴未端的波纹垫片5，通过摆动板8上的波纹凸条301产生摩擦力带动摆动板8，摆动板8上的摆动轴突303扣在滑动板第三滑动槽内，第三滑动槽方向与第一滑动槽和第二滑动槽方向垂直，带动滑动板沿着锁体上的二个锁体轴突和螺丝轴来回滑动，从而推动滚珠回来运动，当滚球被滑动板推入或弹出锁杆的施封卡口时，就对电子锁施封或打开，此时，只可以对电子锁实施机械开关，不影响无线通讯控制系统模块。此时，滑动板推入滚球到施封位置，滑动板上的锁定卡口位置就与电机轮上的锁定凸块处于同一直线上，此时，需要对电子锁实施无线或键盘上操作。对电子锁控制施封时，通过主控模块控制步进电机进行设定的角度运行，带动电机轮上的锁定凸块601扣入锁定卡口中，从而控制了电子锁的施封状态；如果控制电子锁打开时，步进电机就带动电机轮上的锁定凸块旋转固定角度，使锁定凸块离开限位卡口，此时就可以使用开关旋钮打开电子锁。当电子锁施封状态时，即使强行转动开关旋钮，也由于电机轮凸块卡死使螺丝轴上的波纹垫片产生弹性，因此就会使外部施加的多余扭力在波纹垫片在弹性力的作用下在摆动板上打滑，无法带动滑动板滑动，对电子锁无法打开，而且多余的外部扭力也无法传到到锁芯内部结构，也就无法对电子锁内部结构造成影响，从而增强了电子锁的可靠性和安全性。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线通讯控制物流电子锁，包括锁杆、锁体、锁芯组件、无线通讯控制系统和开关旋钮，其特征在于：

所述的锁杆加锁端顶端设置旋转卡口和施封卡口；

所述锁芯组件包括复位弹簧、滚珠、滑动板、摆动板、波纹垫片和摆动磁感应器，所述的滑动板、开关旋钮和摆动板同轴并由螺丝轴串接，所述的螺丝轴的末端的波纹垫片与摆动板通过螺母压紧，使螺丝轴带动摆动板转动；所述的滑动板包括与电机上的锁定凸块相应位置设有的锁定卡口、与锁体上设置的二个锁体轴突相扣的第一滑动槽、与所述螺丝轴相扣的第二滑动槽、与所述的摆动板的摆动轴突相扣的第三滑动槽以及复位弹簧轴突；所述的摆动板上还设置与在锁体上的摆动磁感应器配合的摆动感应磁块；

所述的无线通讯控制系统由无线通讯控制模块、步进电机、电机轮、摆动磁感应器和开关磁感应器组成，所述的无线通讯控制模块与摆动磁感应器、开关磁感应器和所述的步进电机电连接，所述的电机轮设置有锁定凸块和开关感应磁块，与电机轴承连接。

2.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于：所述的无线通讯控制模块包括主控模块、无线通讯模块，卫星定位模块、电机驱动模块，电源模块、检测模块、按键显示控制模块和数据存储模块组成，所述的无线通讯模块接收和发送无线通讯控制信号，所述的卫星定位模块接收卫星定位信号，与所述的主控模块连接并通过无线通讯模块传输数据，所述的主控模块处理所有模块的数据，进行集中控制，并向电机发送驱动信号，所述的电机驱动模块接收主控模块对电机驱动的各种信号和指令对电机进行驱动，所述的电源模块包括充放电管理和可充电电池，所述的检测模块通过所述的摆动磁感应器、开关磁感应器所检测锁杆的开、关状态并且检测系统的异常状态，并向主控模块发送信号，所述的按键显示模块接收按键密码输入和界面显示控制，所述的数据存储模块存储主控模块发来的业务和操作数据，并按需求进行查询统计。

3.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于：所述摆动板在靠近轴孔周围还设置有放射状波纹凸条。

4.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于：所述锁体外部还设置有磁吸充电接口。

5.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于：所述锁体外部还设置弹性材料包裹层，以保护锁体并且防水和防震。

6. 根据权利要求2 所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于：所述的检测模块还包括检测机构，所述的检测机构包括锁杆中间设置一通道，所述的通道内设置检测线，所述的检测线为绝缘线回路连接所述的无线通讯控制模块的主控模块，当锁杆被破坏时检测线出现异常，检测线传输检测信号到主控模块，主控模块向通讯模块发送异常警报信号。

7.根据权利要求2所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于，所述的检测机构还包括锁绳断开检测机构，所述的锁绳断开检测机构包括锁绳由金属线和检测绝缘线组成，所述的检测绝缘线回路连接所述的无线通讯控制系统的主控模块，当锁绳被破坏时检测绝缘线出现异常时，检测绝缘线传输检测信号到主控模块，主控模块向通讯模块发送异常警报信号。

8.根据权利要求1至3任一所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于，还包括锁杆另一端部设置磁铁，在所述的磁铁相对应的下面的锁体内设置磁感应器，磁感应器与无线通讯控制模块电连接。

9.根据权利要求1所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于，所述的锁体上还设置有显示器、按键，所述的显示器和按键连接按键显示控制模块，再连接主控制模块，所述的按键显示控制模块能够处理并显示密码设置及开锁密码指令。

10.根据权利要求2所述的一种无线通讯控制物流电子锁，其特征在于，所述的无线通讯模块还包括远程无线通讯、蓝牙或/和WIFI或/和RFID通讯模块，以便通过远程或现场点对点进行通讯控制。