CN106368511B - 与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁 - Google Patents

Abstract

一种与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁，涉及防盗锁领域，利用该机械防盗锁的钥匙只插拔、旋转执手才能开锁的操作方式恰好与指纹锁相同的特点，提出了二者的配套使用方案，主要通过采用特殊结构的凸轮机构和各自单独运行的双离合器，使得指纹识别开锁、钥匙开锁以及上锁操作均通过同一个执手来完成，其中，凸轮机构主要由力矩限制器、从动环、凸轮环、拨轮组合而成，副离合器闭合、分离通过钥匙插拔而完成，主、副离合器之间相对独立、互不干扰，因此整套锁具在保持指纹锁便利性的同时，还兼具该机械防盗锁的防技开、防强开、防破坏、执手能空转以及主锁栓、锁舌与锁体外挂式活动连接等特点。

Description

与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁

技术领域

本发明涉及防盗锁领域，具体涉及一种与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁。

背景技术

指纹锁是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺完美结合的特殊产品，因其利用指纹识别技术开锁的便利性和作为高端智能锁具的象征，市场占有率约5%，目前还有上升的趋势。指纹锁的技术标准以国家公共安全行业标准《指纹防盗锁通用技术条件》（GA701-2007）为主要依据，消费者最看重的除便捷性以外，还特别重视指纹锁的整体防盗性能和防破坏性能，但这两项指标包含因素较多，还不能简单下结论，因为按照国家规定，出于安全等因素的考虑，指纹锁必须配备机械钥匙，即指纹锁还能通过插入机械钥匙而开锁，因此，全套指纹锁的各种性能，尤其防盗开性能（包括防技术性开启、防破坏性开启等性能）只能取决于二者的短板。

目前市场上的指纹锁品种繁多，质量参差不齐，价格从几百元到几千元不等，令消费者购买商品时不知所措、难以选择。指纹锁的识别系统及电子控制部分的主要性能包括指纹识别的准确性、电子元器件的稳定性、主要部件的材质和机械强度等，不同品牌差别很大。机械锁部分包括锁体和锁芯，前者虽然质量存在差别，但在价格上差别有限；后者的差别包括国家标准中的A级、B级和企业自行制定的“超B级”、“C级”等，价格上差别相对较大，如此造成目前市场上的指纹锁总体性能、质量、价格差别都很大。

一般情况下，指纹锁当指纹识别或密码识别正确后，电机离合器或电磁离合器闭合，通过正方向旋转执手来完成开锁；当采用钥匙开锁时，均通过插入钥匙并旋转钥匙来完成；上锁时，均通过反方向旋转执手（即反提执手）来完成，或者关门即自动上锁。

指纹锁的锁闭机构在结构上存在较大差别的地方主要是锁芯、电机离合器或电磁离合器安装位置的不同：锁芯安装于锁体中，即插芯式，机构相对复杂、成本相对较高，但因为锁体在门扇内，指纹锁整体防破坏性开启性能相对较高；锁芯安装于门扇外部的指纹锁外面板内部，锁芯的旋转运动再通过一个连杆（多为扁平状或方形杆状）活动地插入锁体内并传递动力，当指纹锁外面板遭到破坏后即可直接开启锁具，故防破坏性开启性能相对较低。电机离合器或电磁离合器安装于锁体内，锁体又位于门扇内，则通过破坏锁体再使离合器闭合的难度相对较大，即防破坏性开启性能相对较高；电机离合器或电磁离合器安装于指纹锁外面板内，执手座内侧通过一方轴活动地插入锁体中并传递执手的旋转运动，锁体结构得以简化、成本降低，但当指纹锁外面板遭到破坏后即可直接开启锁具，故防破坏性开启性能相对较低。特别地，电磁离合器即使不通电，依靠外部强磁场也可能闭合，故安装于指纹锁外面板内的电磁离合器安全性更低。

上述机构中，无论锁芯安装于外面板内，还是安装于锁体内，锁芯防技术开启的性能取决于锁芯自身的级别，与安装位置无关；锁芯防钻功能取决于钥匙插孔外侧是否安装了防钻片或保护装置、该防钻片或保护装置的材质和机械强度以及锁芯自身机械强度，也与安装位置无关；锁芯防强开工具破坏性开启性能，取决于自身材质、机械强度以及是否设有防撬装置，也与安装位置无关。

另外，现有技术中的指纹锁在利用指纹、密码开锁时均通过旋转执手来完成，当指纹、密码不正确时，执手只空转一定角度，当继续强行旋转执手时，就会破坏锁具的相关部件；当利用备用钥匙开锁时，均通过旋转钥匙来完成，当钥匙不正确或无钥匙时，锁芯便不能旋转，这样就给强开工具破坏锁芯以及开启锁具提供了支点。

“一种锁芯固定式十字机械防盗锁”（专利号ZL201410020215.X）和“双插式防盗门及外挂式锁闭装置”（申请号201610129609.8）两项发明专利，均具有特殊的结构和性能，并实现了预期使用效果，其中的十字机械防盗锁，具有技术无法开启、强开工具无法破坏、执手有过载保护装置能空转、密钥量大、钥匙能用数字代码代表、性能稳定可靠、操作简单易行等特点，尤其钥匙只插拔、不旋转，通过旋转执手开锁的特点与指纹锁识别系统或密码识别系统最终还是通过旋转执手开锁的特点相同；双插式防盗门整体刚性好、机械强度大、防撬性能强，锁栓、锁舌与锁体外挂式活动连接更利于保护锁具等。但上述两项专利只描述了该十字机械防盗锁以及与其配套的防盗门（包括外挂式锁闭装置）的技术特征，并未述及与指纹锁的配套使用方案，更未述及与指纹锁配套后的新产品的结构特征和性能特点。

发明内容

为克服现有指纹锁存在的弊端，本发明提供一种与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁，利用该机械防盗锁的钥匙只插拔、必须旋转执手才能开锁的操作方式恰好与指纹锁相同（不包括利用备用钥匙开锁方式）的特点，主要通过采用特殊结构的凸轮机构和各自单独运行的双离合器，使得指纹识别开锁、插入钥匙开锁以及上锁操作均通过同一个执手来完成，其中的核心部件之一即凸轮机构主要由力矩限制器、从动环、凸轮环、拨轮组合而成，另一核心部件即副离合器的闭合动作通过插入钥匙并推动副离合挂档销插入从动环联动孔来完成，主离合器、副离合器之间相对独立、互不干扰，因此整套锁具在保持指纹识别系统便利性的同时，还兼具该机械防盗锁的防技开、防强开、防破坏、执手能空转以及主锁栓、锁舌与锁体外挂式活动连接等特点。

本发明采用如下技术方案：

一种与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁，包括指纹识别系统、密码识别系统、锁具外面板、锁具内面板、执手、锁体、钥匙、主锁栓和锁舌，其中，锁体主要由驱动控制机构和传动机构两部分组成，对应的零部件包括防撬板、背板、扣盖、防钻片、保护罩、锁芯、内转动环、外转动环、弹子组、拨环、凸轮机构、正向驱动盘、反向驱动盘、摆杆、主拉板、T形转板、副拉板、主联动片、联动轴、副联动片、室内转轴、室内驱动盘、驱动片、主离合器、副离合器、电机以及电机传动装置，正向驱动盘正向转动时，正向驱动盘推柱推动摆杆正向摆动，正向驱动盘突出端推动主联动片以及联动轴、副联动片转动，进而副联动片拨柱拉动锁体外部的锁舌移动，反向驱动盘反向转动时，反向驱动盘推柱推动摆杆反向摆动，室内旋钮转动时，室内转轴通过与其装配的室内驱动盘推动摆杆正、反两个方向摆动，室内转轴通过与其装配的驱动片推动副联动片反向转动，进而拉动锁体外部的锁舌移动，凸轮机构包括凸轮轴、力矩限制器、从动环、凸轮环和拨轮，凸轮轴的一端伸出锁体外，与执手的方形轴孔活动连接，凸轮轴的另一端与从动环内圆孔活动装配，力矩限制器包括主动片、钢珠、从动片、从动盖、止推弹簧或碟型弹簧，主动片与凸轮轴固定装配、同步转动，主动片上沿着圆周方向均匀分布若干个通孔，每个通孔中活动装配一个钢珠，从动片、从动盖分别位于主动片两侧，并均对应开有若干个通孔，并且该通孔直径小于钢珠直径，从动片的中心孔与凸轮轴活动装配，从动片突出部位与从动环内侧的凹槽活动装配，并能在该凹槽中沿轴向往复移动一定距离，止推弹簧或碟型弹簧的一端与从动片接触，另一端与从动环的内部台阶的端面接触，从动盖与从动环的外侧端面通过螺钉固定装配，从动环的里侧端穿过背板的部分包括与反向驱动盘固定装配的扁轴部分和与摆杆铰接的圆轴部分，凸轮环转动时，凸轮环的上凸缘先与拨环突出端接触并推动内转动环、外转动环同步转动，内转动环旋转至终点后，凸轮环的下凸缘与外转动环上的锁止柱接触，推动外转动环继续单独转动，电机安装在凸轮机构一侧，电机正、反两方向旋转时驱动电机传动装置往复移动，进而驱动主离合器闭合或分离，其特征是：凸轮环中心孔与从动环的台阶轴外圆面活动装配，凸轮环的里侧端面与背板活动接触，凸轮环的外侧端面与从动环的台阶轴立面活动接触，凸轮环的外圆面上除上凸缘、下凸缘外还设有联推凸缘和限位凸缘，限位凸缘在静态下与固定于背板上的凸轮环限位柱接触，即凸轮环只能正向转动，凸轮环的里侧还开有与凸轮环中心孔同轴心的凸轮环装配孔，其直径大于凸轮环中心孔直径，其孔深则小于凸轮环的厚度，该凸轮环装配孔与联推凸缘、限位凸缘以及背板所围成的空间内活动装入拨轮，该拨轮包括拨轮圆柱体和拨轮突出体，拨轮圆柱体的拨轮回转孔与从动环的台阶轴外圆面活动装配，拨轮圆柱体向里侧延伸部分与背板轴孔活动装配，其穿过背板部分为扁轴，并与正向驱动盘固定装配，静态下，拨轮突出体的左侧侧面与拨轮限位柱活动接触，拨轮限位柱固定于背板上，但不阻碍联推凸缘的正向转动，静态下，联推凸缘与拨轮突出体的左侧侧面设有一定间隙，即联推凸缘正向转动一定角度后与拨轮突出体的左侧接触，主离合器设置在拨轮突出体与台阶轴之间，包括挂挡销、挂挡销滑道、挂挡销推簧、台阶轴豁口，台阶轴豁口设在从动环的台阶轴上，挂挡销滑道设在拨轮突出体内，并活动装入挂挡销和挂挡销推簧，静态下，挂挡销外侧端伸出到拨轮突出体外侧，另一端对准台阶轴豁口，挂挡销在电机传动装置推动下能够插入到台阶轴豁口中，副离合器设置在锁芯、凸轮环及从动环之间，包括弹簧杠杆、弹簧支架、锁孔连接环、锁孔推销、副离合连接环、副离合推销、副离合挂挡销、副离合滑道孔、副离合推簧和副离合推簧孔，弹簧支架固定装配在背板上，弹簧支架上设有转轴，弹簧杠杆与其活动装配并能正反两方向转动一定角度，锁孔连接环一端与锁芯里侧端部的圆孔装配，另一端开有窄缝，弹簧杠杆的一端钢丝活动装配在窄缝中，锁孔连接环中活动装入锁孔推销，利用钥匙开锁时，锁孔推销一端与钥匙尖端接触，另一端与弹簧杠杆的一端钢丝接触，副离合连接环一端与背板的对应安装孔装配，另一端也设有窄缝，弹簧杠杆的另一端钢丝活动装配在该窄缝中，副离合连接环中活动装入副离合推销，其一端与弹簧杠杆的钢丝接触，另一端在静态下与副离合挂挡销接触或保留一定的间隙，副离合挂挡销活动装配在凸轮环的副离合滑道孔中，副离合推簧孔与副离合滑道孔平行且部分重叠、相通，副离合推簧孔中活动装入副离合推簧，副离合推簧还同时与副离合挂挡销的长豁口装配，从动环的台阶轴立面上对应设有从动环联动孔，且静态下与副离合滑道孔同轴心，副离合挂挡销在副离合推销的推动下能够插入从动环联动孔中，T形转板的回转孔与室内转轴的圆轴部分活动装配，T形转板位于室内驱动盘与扣盖之间，从背板到扣盖之间依次为正向驱动盘、反向驱动盘、摆杆、室内驱动盘、T形转板，相互间均活动接触，并均能在同一轴心线上转动，主拉板的中间部位一侧设有主推滑块，主推滑块上设有驱动开口和随动开口，摆杆的尾端与驱动开口活动装配，T形转板的右侧端头与随动开口活动装配，副拉板的中间部位设有副推滑块，副推滑块上只设有随动开口，并与T形转板的左侧端头活动装配，T形转板的上方端头开有长圆孔，其中活动装配主推销，主推销穿过水平方向的扣盖长圆孔伸出到锁体外部，并与主锁栓活动装配，主拉板、副拉板分别与天地杆连接。

进一步，凸轮环的左侧设有凸轮环复位连接柱，并与凸轮环复位拉簧连接，凸轮环复位拉簧的另一端与锁体连接，拨轮突出体右侧设有拨轮复位连接柱，并与拨轮复位拉簧连接，拨轮复位拉簧的另一端与锁体连接，从动盖的外侧与防撬板之间设有从动环双向复位卷簧，静态下，其两个钢丝端头分别与从动盖边柱的两侧接触，两个钢丝端头延长部分还同时与从动环复位挡销的两侧接触，从动环复位挡销固定在防撬板上，防撬板上还设有从动环限位柱，当从动盖边柱正向转动一定角度后与从动环限位柱接触。

静态下，凸轮环在凸轮环复位拉簧作用下，限位凸缘与凸轮环限位柱接触，实现了凸轮环初始位置的准确定位，使副离合挂挡销对准副离合连接环的端口中心；在拨轮复位拉簧的作用下，拨轮突出体的左侧与拨轮限位柱接触，进而实现拨轮的初始位置的准确定位；从动环在从动环双向复位卷簧的作用下准确复位，使台阶轴豁口对准挂挡销、从动环联动孔对准副离合挂挡销。

根据上述方案，本发明锁具无论利用指纹开锁、密码开锁还是利用钥匙开锁以及上锁操作，均是通过旋转同一把执手来完成的，同时还保留了原十字机械防盗锁的特有性能，为此，本发明锁具的与执手连接的凸轮机构具有如下六个方面的功能或特点：一是反提执手能上锁；二是指纹识别、密码识别处于正常工作状态下，正向旋转执手能开锁；三是无论指纹识别、密码识别系统能否正常工作，插入正确钥匙旋转执手均能开锁；四是指纹、密码、钥匙都不正确状态下，均不能开锁；五是指纹、密码识别后的开锁操作与钥匙开锁操作互不干扰或影响；六是当强力扭转执手时，执手能空转。

具体操作过程及原理如下：

1.上锁操作过程：静态下，两个离合器均处于分离状态，当反向旋转执手时，从动环及反向驱动盘跟随反向转动，反向驱动盘推柱推动摆杆反向摆动，摆杆通过驱动开口推动主拉板向上运行，主拉板再推动天地杆中的天杆向上运行，与此同时，主拉板通过主推滑块上的随动开口推动T形转板反向转动，T形转板的左侧端头再推动副拉板向下移动，进而推动天地杆中的地杆向下运行，T形转板的上方端头还同时推动主推销、主锁栓向左移动，如此完成上锁动作，之后执手在从动环双向复位卷簧的作用下复位；

2.钥匙开锁过程：静态下，插入钥匙，钥匙推动锁孔连接环中的锁孔推销向里侧移动，锁孔推销再通过弹簧杠杆推动副离合推销以及副离合挂挡销移动，使副离合挂挡销插入到从动环联动孔中，此时正向旋转执手，从动环通过副离合挂挡销推动凸轮环转动，凸轮环的联推凸缘转动一定角度后与拨轮突出体的左侧接触，进而推动拨轮及正向驱动盘正向转动，若钥匙正确，外转动环能够全程转动，进而能够推动摆杆正向摆动，摆杆通过驱动开口推动主拉板向下运行，主拉板再拉动天地杆中的天杆向下运行，与此同时，主拉板通过主推滑块上的随动开口推动T形转板正向转动，T形转板左侧端头再推动副拉板向上移动，进而推动天地杆中的地杆向上运行，T形转板还同时推动主推销、主锁栓向右移动，正向驱动盘在最后转动阶段还通过正向驱动盘突出端驱动主联动片、联动轴、副联动片转动，进而拉动锁舌回缩，完成开锁动作，之后凸轮环、拨轮、从动环分别在凸轮环复位拉簧、拨轮复位拉簧、从动环双向复位卷簧的作用下复位；若钥匙不正确，则外转动环不能继续单独转动，锁止柱阻止凸轮环、拨轮及正向驱动盘继续转动，锁具不能开启。

上述开锁过程中，凸轮环转动后，副离合挂挡销的一端插入到从动环联动孔中，另一端一直与背板活动接触，使开锁操作不会中断，当凸轮环复位、钥匙抽出后才能从从动环联动孔中抽出、再反向插回到副离合连接环的端口中。由于本发明锁具的钥匙只有当凸轮环、拨环、内转动环、外转动环均复位后才能抽出，故只要不忘记拔出钥匙，无论副离合挂挡销是否插入到从动环联动孔中，在没有正确钥匙的情况下，都不能再次开启锁具。例如：开启锁具后未抽出钥匙、执手复位后紧接着反向旋转执手，副离合挂挡销仍插入到从动环联动孔中，之后虽然能够抽出钥匙，但想要完成主锁栓或锁舌的回缩动作，必须使凸轮环再次完成全程正向转动，所以如果不再次插入钥匙，就不能二次开启锁具。

3.指纹、密码开锁过程：当指纹识别正确或密码正确后，电机通电、旋转，电机传动装置推动挂挡销向里侧移动，挂挡销插入到台阶轴豁口中，之后正向旋转执手，从动环推动拨轮、正向驱动盘转动，进而推动摆杆正向摆动，与前述原理相同而完成开锁动作，之后执手复位；若指纹识别或密码不正确，电机传动装置不能推动挂挡销向里侧移动，此时正向旋转执手，执手和从动环空转，锁具不能开启。执手和从动环正向空转至与从动环限位柱接触而停止转动，否则，反向驱动盘推柱也能推动摆杆正向转动而开锁。

上述各种操作过程中，执手若不能正常转动或已正常转动至终点但还强力扭转执手时，力矩限制器中的主动片克服止推弹簧或碟型弹簧的推力与从动片、从动盖打滑，执手能够空转。执手空转时，钢珠跟随主动片一起作圆周运行，从动片作轴向退让移动，而“一种锁芯固定式十字机械防盗锁”的钢珠只退回孔中不跟随主动片运行，二者存在明显变化。产生这种变化的主要原因是本方案的凸轮机构需要实现的功能多，在结构空间布局上非常紧凑，已无空间使得每个钢珠各自配有一个推簧，但效果是一样的。

特别地，本发明锁具的锁具外面板的下部即包含钥匙插孔中心的部分还能增加下部滑盖，利用机械钥匙开锁时，先向下推动下部滑盖，露出锁孔后再插入钥匙。另外，在下部滑盖向下滑动机构中，还能增设对号式锁孔保护器，通过位于下方的滑盖旋钮，进行正、反两方向或多方向对号旋转，只有对号正确，下部滑盖才能向下滑动，对号不正确，下部滑盖不能滑动，锁孔不能露出，用以保护锁孔。

本发明的有益效果是：

1.通过采用特殊结构的凸轮机构，整套指纹锁因钥匙开锁机构保留了“一种锁芯固定式十字机械防盗锁”的特有技术，具有与该机械锁同样的防技开、防强开、大密钥量、执手能空转等性能特点，使钥匙开锁部分不再是技术短板，指纹锁整体性能指标显著增强；

2.整套指纹锁保留了“双插式防盗门及外挂式锁闭装置”的锁栓、锁舌均与锁体外挂式活动连接的特有技术，故锁具防撬开、防破坏性能也明显提高；

3.指纹识别开锁、插入钥匙开锁以及上锁操作均通过同一个执手来完成，整体锁具操作简单易行，并且整体成本没有明显变化。

附图说明

图1：锁具整体装配示意图；

图2：锁体驱动、控制机构装配示意图；

图3：锁体传动机构装配示意图；

图4：主、副离合器总体装配示意图；

图5：弹簧杠杆装配示意图；

图6：副离合推销、副离合挂挡销装配示意图；

图7：锁舌装配示意图；

图8：主锁栓装配示意图；

图9：从动环主视图；

图10：从动环俯视图；

图11：拨轮主视图；

图12：拨轮左视图；

图13：图12的A-A剖视图；

图14：凸轮环主视图；

图15：图14的A-A剖视图；

图16：图14的B-B剖视图；

图17：从动片示意图；

图18：主动片示意图；

图19：从动盖示意图；

图20：摆杆示意图；

图21：T形转板示意图；

图22：正向驱动盘示意图；

图23：反向驱动盘示意图；

图24：拨环示意图；

图25：主拉板示意图；

图26：副拉板示意图；

图27：室内驱动盘示意图；

图28：主联动片示意图；

图29：副联动片示意图；

图30：驱动片示意图；

各图中：1:门扇，2:门扇外面板，3:加强板，4:锁具外面板，5:执手，6:钥匙插孔中心，7:指纹采集器，8:密码输入窗，9:锁体，10:主锁栓，11:锁舌，12:防撬板，13:背板，14:扣盖，15:锁芯，16:内转动环，17:拨环，18:拨环突出端，19:外转动环，20:锁止柱，21:凸轮轴，22:力矩限制器，23:主动片，24:钢珠，25:从动片，26:从动片突出部位，27:从动盖，28:从动环，29:凹槽，30:止推弹簧或碟型弹簧，31:从动环内圆孔，32:内部台阶，33:台阶轴，34:台阶轴外圆面，35:台阶轴立面，36:台阶轴豁口，37:从动环双向复位卷簧，38:从动盖边柱，39:从动环复位挡销，40:从动环限位柱，41:从动环联动孔，42:拨轮，43:主离合器，44:拨轮圆柱体，45:拨轮回转孔，46:拨轮突出体，47:拨轮复位连接柱，48:拨轮复位拉簧，49:挂挡销，50:挂挡销滑道，51:挂挡销推簧，52:拨轮限位柱，53:凸轮环，54:凸轮环中心孔，55:凸轮环装配孔，56:上凸缘，57:下凸缘，58:联推凸缘，59:限位凸缘，60:凸轮环限位柱，61:凸轮环复位连接柱，62:凸轮环复位拉簧，63:正向驱动盘，64:正向驱动盘推柱，65:正向驱动盘突出端，66:摆杆，67:复位扭簧，68:反向驱动盘，69:反向驱动盘推柱，70:T形转板，71:回转孔，72:主拉板，73:主推滑块，74:驱动开口，75:随动开口，76:副拉板，77:副推滑块，78:主推销，79:扣盖长圆孔，80:主联动片，81:联动轴，82:副联动片，83:副联动片拨柱，84:室内转轴，85:室内驱动盘，86:驱动片，87:室内旋钮，88:副离合器，89:弹簧杠杆，90:弹簧支架，91:锁孔连接环，92:窄缝，93:锁孔推销，94:副离合连接环，95:副离合推销，96:副离合挂挡销，97:副离合滑道孔，98:副离合推簧，99:副离合推簧孔，100:电机，101:电机传动装置，102:钥匙。

具体实施方式

下面结合图1至图30对本发明进一步说明。

（一）锁具结构：

如图1所示，整套锁具主要包括指纹识别系统、密码识别系统、锁具外面板4、锁具内面板、执手5、锁体、钥匙102、主锁栓10和锁舌11。其中，锁体包括驱动控制机构和传动机构两部分。

如图2所示，锁体驱动控制机构包括防撬板12、背板13、防钻片、保护罩、锁芯15、内转动环16、外转动环19、弹子组、拨环17、凸轮机构、主离合器、副离合器、电机100以及电机传动装置101。电机100安装在凸轮机构一侧，电机正、反两方向旋转时驱动电机传动装置101往复移动，进而驱动主离合器闭合或分离。

如图3所示，锁体传动机构包括扣盖14、正向驱动盘63、反向驱动盘68、摆杆66、主拉板72、T形转板70、副拉板76、主联动片80、联动轴、副联动片82、室内转轴84、室内驱动盘85和驱动片86。

如图1所示，门扇外面板2的内侧设有加强板3，锁体通过螺栓固定于加强板3的安装架上，防钻片、保护罩的正面露出于门扇外面板2，锁具外面板4的上部设有指纹采集器7、密码输入窗，锁具外面板4的中部设有执手5，锁具外面板4的下部设有钥匙插孔中心6，钥匙102穿过钥匙插孔中心6、再穿过防钻片、防撬板12，最后插入锁芯15。

如图1所示，凸轮机构包括凸轮轴、力矩限制器、从动环28、凸轮环53和拨轮42，凸轮轴的一端伸出锁体外，与执手5的方形轴孔活动连接，凸轮轴的另一端与从动环内圆孔31活动装配。

如图1、17、18、19所示，力矩限制器包括主动片23、钢珠、从动片25、从动盖27和止推弹簧或碟型弹簧30，主动片23与凸轮轴固定装配、同步转动，主动片23上沿着圆周方向均匀分布若干个通孔，每个通孔中活动装配一个钢珠，从动片25、从动盖27分别位于主动片23两侧，并均对应开有若干个通孔，并且该通孔直径小于钢珠直径，从动片25的中心孔与凸轮轴活动装配，从动片突出部位26与从动环28内侧的凹槽29活动装配，并能在该凹槽29中沿轴向往复移动一定距离，止推弹簧或碟型弹簧30的一端与从动片25接触，另一端与从动环28的内部台阶32的端面接触，从动盖27与从动环28的外侧端面通过螺钉固定装配。

如图1、10所示，从动环28的台阶轴33上设有台阶轴豁口36，从动环28的里侧端穿过背板13的部分包括与反向驱动盘68固定装配的扁轴部分和与摆杆66铰接的圆轴部分。

如图1、2、14、15、16所示，凸轮环中心孔54与从动环28的台阶轴外圆面34活动装配，凸轮环53的里侧端面与背板13活动接触，凸轮环53的外侧端面与从动环28的台阶轴立面35活动接触，凸轮环53的外圆面上除上凸缘56、下凸缘57外还设有联推凸缘58和限位凸缘59，限位凸缘59在静态下与固定于背板13上的凸轮环限位柱60接触，即凸轮环53只能正向转动，凸轮环53的里侧还开有与凸轮环中心孔54同轴心的凸轮环装配孔55，其直径大于凸轮环中心孔54的直径，其孔深则小于凸轮环53的厚度，该凸轮环装配孔55与联推凸缘58、限位凸缘59以及背板13所围成的空间内活动装入拨轮42。

如图11、12、13所示，拨轮42包括拨轮圆柱体44和拨轮突出体46，拨轮圆柱体44的拨轮回转孔45与从动环28的台阶轴外圆面34活动装配，拨轮圆柱体44向里侧延伸部分与背板13的轴孔活动装配，其穿过背板13部分为扁轴，并与正向驱动盘63固定装配，静态下，拨轮突出体46的左侧侧面与拨轮限位柱52活动接触，拨轮限位柱52与背板13固定装配，但不阻碍联推凸缘58的正向转动，静态下，联推凸缘58与拨轮突出体46的左侧侧面设有一定间隙，即联推凸缘58正向转动一定角度后与拨轮突出体46的左侧接触。

如图4所示，主离合器设置在拨轮突出体46与台阶轴33之间，包括挂挡销49、挂挡销滑道50、挂挡销推簧51、台阶轴豁口36，挂挡销滑道50设在拨轮突出体46内，并活动装入挂挡销49和挂挡销推簧51，静态下，挂挡销49外侧端伸出到拨轮突出体46外侧，另一端对准台阶轴豁口36，挂挡销49在电机传动装置101推动下能够插入到台阶轴豁口36中，即主离合器闭合。任何情况下，挂挡销推簧51推动挂挡销49从台阶轴豁口36中缩回，即主离合器分离。

如图4、5、6所示，副离合器设置在锁芯15、凸轮环53及从动环28之间，包括弹簧杠杆89、弹簧支架90、锁孔连接环91、锁孔推销93、副离合连接环94、副离合推销95、副离合挂挡销96、副离合滑道孔97、副离合推簧98和副离合推簧孔99，弹簧支架90固定装配在背板13上，弹簧支架90上设有转轴，弹簧杠杆89与其活动装配并能正反两方向转动一定角度，锁孔连接环91一端与锁芯15里侧端部的圆孔装配，另一端开有窄缝92，弹簧杠杆89的一端钢丝活动装配在窄缝92中，锁孔连接环91中活动装入锁孔推销93，利用钥匙开锁时，锁孔推销93一端与钥匙尖端接触，另一端与弹簧杠杆89的一端钢丝接触，副离合连接环94一端与背板13的对应安装孔装配，另一端也设有窄缝92，弹簧杠杆89的另一端钢丝活动装配在该窄缝92中，副离合推销95活动装入副离合连接环94中，其一端与弹簧杠杆89的钢丝接触，另一端在静态下与副离合挂挡销96接触或保留一定的间隙，副离合挂挡销96活动装配在凸轮环53的副离合滑道孔97中，副离合推簧孔99与副离合滑道孔97平行且部分重叠、相通，副离合推簧孔99中活动装入副离合推簧98，副离合推簧98还同时与副离合挂挡销96的长豁口装配，从动环28的台阶轴立面35上对应设有从动环联动孔41，且静态下与副离合滑道孔97同轴心，副离合挂挡销96在副离合推销95的推动下能够插入从动环联动孔41中，即副离合器闭合。任何情况下，副离合推簧98推动副离合挂挡销96从从动环联动孔41中缩回，即副离合器分离。

如图1、3、21、所示，T形转板70的回转孔71与室内转轴84的圆轴部分活动装配，T形转板70位于室内驱动盘85与扣盖14之间。从背板13到扣盖14之间依次为正向驱动盘63、反向驱动盘68、摆杆66、室内驱动盘85和T形转板70，相互间均活动接触，并均能在同一轴心线上转动。

如图25、26所示，主拉板72的中间部位一侧设有主推滑块73，主推滑块73上设有驱动开口74和随动开口75，摆杆66的尾端与驱动开口74活动装配，T形转板70的右侧端头与随动开口75活动装配，副拉板76的中间部位设有副推滑块77，副推滑块77上只设有随动开口75，并与T形转板70的左侧端头活动装配，T形转板70的上方端头开有长圆孔，其中活动装配主推销78，主推销78穿过水平方向的扣盖长圆孔79伸出到锁体外部，并与主锁栓10活动装配，主拉板72、副拉板76分别与天地杆连接。

如图2所示，凸轮环53的左侧设有凸轮环复位连接柱61，并与凸轮环复位拉簧62连接，凸轮环复位拉簧62的另一端与锁体连接，拨轮突出体46右侧设有拨轮复位连接柱47，并与拨轮复位拉簧48连接，拨轮复位拉簧48的另一端与锁体连接，从动盖27的外侧与防撬板12之间设有从动环双向复位卷簧37，静态下，其两个钢丝端头分别与从动盖边柱38的两侧接触，两个钢丝端头延长部分还同时与从动环复位挡销39的两侧接触，从动环复位挡销39固定在防撬板12上，防撬板12上还设有从动环限位柱40，当从动盖边柱38正向转动一定角度后与从动环限位柱40接触。

（二）各驱动部件、传动部件的连接、传动关系：

1.室内旋钮87驱动室内转轴84正反两方向转动，室内转轴84通过与其装配的室内驱动盘85推动摆杆66正反两个方向摆动，室内转轴84通过与其装配的驱动片86推动副联动片82反向转动，进而副联动片拨柱83拉动锁体外部的锁舌11移动。

2.执手5带动凸轮轴反向转动，凸轮轴通过力矩限制器带动从动环28转动，从动环28直接带动与其装配的反向驱动盘68反向转动，进而推动摆杆66反向转动。

3.执手5带动主离合器：当指纹识别正确或密码正确后，电机100通电、旋转，电机传动装置101推动挂挡销49向里侧移动，使其插入到台阶轴豁口36中，主离合器闭合。之后正向旋转执手5，从动环28带动拨轮42以及与其装配的正向驱动盘63正向转动，进而正向驱动盘推柱64推动摆杆66正向转动。正向驱动盘突出端65在正向转动的后期还推动主联动片80、联动轴以及副联动片82转动，进而副联动片拨柱83拉动锁体外部的锁舌11回缩移动。

4.执手5带动副离合器：插入正确钥匙102，钥匙102推动锁孔推销93向里侧移动，锁孔推销93再推动弹簧杠杆89摆动，进而推动副离合推销95以及副离合挂挡销96移动，使副离合挂挡销96插入到从动环联动孔41中，副离合器闭合。之后正向旋转执手5，从动环28带动凸轮环53正向转动，凸轮环53的上凸缘56先与拨环突出端18接触并推动内转动环16、外转动环19同步转动，内转动环16旋转至终点后，凸轮环53的下凸缘57与外转动环19上的锁止柱20接触，推动外转动环19继续单独转动至终点，在此过程中，凸轮环53的联推凸缘58与拨轮突出体46的左侧接触后推动拨轮42及正向驱动盘63正向转动，进而推动摆杆66正向摆动。

5.摆杆66正向摆动时，首先推动主拉板72向下移动，进而带动天地杆中的天干下移。主拉板72向下移动的同时，还带动T形转板70正向转动，T形转板70再带动副拉板76向上移动，进而带动天地杆中的地干上移。T形转板70正向转动的同时，还推动主推销78向右移动，进而带动主锁栓10右移。摆杆66反向摆动时，首先推动主拉板72向上移动，进而带动天地杆中的天干上移。主拉板72向上移动的同时，还带动T形转板70反向转动，T形转板70再带动副拉板76向下移动，进而带动天地杆中的地干下移。T形转板70反向转动的同时，还推动主推销78向左移动，进而带动主锁栓10左移。

6.在摆杆66的全程摆动过程中，先压缩复位扭簧67，之后复位扭簧67反弹、助推摆杆66运行至终点，防止摆杆66自行回摆，起到对摆杆66的止动作用。

（三）执手旋转角度范围：

本实施例中，钥匙开锁情况下，下凸缘57转16度角、拨环17转13度角后，拨环突出端18开始在凸轮环53的外圆面上打滑，之后下凸缘57与锁止柱20接触再转2度角即推动外转动环19开始单独转动，因凸轮环53的联推凸缘58与拨轮突出体46间隔16度角，正向驱动盘63与摆杆66间隔2度角，所以摆杆66也开始转动，摆杆66再转61度角至终点时，凸轮环的下凸缘57共转79度角，也即执手5共正向旋转79度角（不计间隙影响）完成开锁。其中，下凸缘57转动60度角时锁止柱20开始在凸轮环53的外圆面上打滑。

指纹开锁情况下，正向驱动盘63正向空转2度后与摆杆66接触，再转61度角至终点，共旋转63度角，也即执手5共正向旋转63度角（不计间隙影响）完成开锁。

上锁情况下，反向驱动盘68空转3度角与摆杆66接触，再转61度角至终点，共旋转64度角。也即执手5共反向旋转64度角（不计间隙影响）完成上锁。

室内驱动盘85的两个推柱与摆杆66之间间隔30度角，便于锁舌11返回，其返回角度为25度角，故若上锁时旋转5+61=66度角，开锁时就需要反向旋转30+61=91度角，之后自动回摆25度角。

T形转板70正反两方向转动角度均为25度角。

（四）锁具开锁、上锁操作过程：

上锁：反向旋转执手5共64度角，完成上锁，之后执手复位。

钥匙开锁：插入钥匙102，正向旋转执手5，共旋转79度角完成开锁，之后执手复位。

指纹、密码开锁：当指纹识别正确或密码识别正确后，正向旋转执手5，共旋转63度角完成开锁，之后执手5复位。

室内上锁：向门框锁栓插孔方向旋转室内旋钮87，共旋转66度角完成室内上锁。

室内开锁：向门轴方向旋转室内旋钮87，共旋转91度角完成室内开锁，之后室内旋钮87自动回摆25度角。

Claims (2)

1.一种与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁，包括指纹识别系统、密码识别系统、锁具外面板、锁具内面板、执手、锁体、钥匙、主锁栓和锁舌，其中，锁体主要由驱动控制机构和传动机构两部分组成，对应的零部件包括防撬板、背板、扣盖、防钻片、保护罩、锁芯、内转动环、外转动环、弹子组、拨环、凸轮机构、正向驱动盘、反向驱动盘、摆杆、主拉板、T形转板、副拉板、主联动片、联动轴、副联动片、室内转轴、室内驱动盘、驱动片、主离合器、副离合器、电机以及电机传动装置，正向驱动盘正向转动时，正向驱动盘推柱推动摆杆正向摆动，正向驱动盘突出端推动主联动片以及联动轴、副联动片转动，进而副联动片拨柱拉动锁体外部的锁舌移动，反向驱动盘反向转动时，反向驱动盘推柱推动摆杆反向摆动，室内旋钮转动时，室内转轴通过与其装配的室内驱动盘推动摆杆正、反两个方向摆动，室内转轴通过与其装配的驱动片推动副联动片反向转动，进而拉动锁体外部的锁舌移动，凸轮机构包括凸轮轴、力矩限制器、从动环、凸轮环和拨轮，凸轮轴的一端伸出锁体外，与执手的方形轴孔活动连接，凸轮轴的另一端与从动环内圆孔活动装配，力矩限制器包括主动片、钢珠、从动片、从动盖、止推弹簧或碟型弹簧，主动片与凸轮轴固定装配、同步转动，主动片上沿着圆周方向均匀分布若干个通孔，每个通孔中活动装配一个钢珠，从动片、从动盖分别位于主动片两侧，并均对应开有若干个通孔，并且该通孔直径小于钢珠直径，从动片的中心孔与凸轮轴活动装配，从动片突出部位与从动环内侧的凹槽活动装配，并能在该凹槽中沿轴向往复移动一定距离，止推弹簧或碟型弹簧的一端与从动片接触，另一端与从动环的内部台阶的端面接触，从动盖与从动环的外侧端面通过螺钉固定装配，从动环的里侧端穿过背板的部分包括与反向驱动盘固定装配的扁轴部分和与摆杆铰接的圆轴部分，凸轮环转动时，凸轮环的上凸缘先与拨环突出端接触并推动内转动环、外转动环同步转动，内转动环旋转至终点后，凸轮环的下凸缘与外转动环上的锁止柱接触，推动外转动环继续单独转动，电机安装在凸轮机构一侧，电机正、反两方向旋转时驱动电机传动装置往复移动，进而驱动主离合器闭合或分离，其特征是：凸轮环中心孔与从动环的台阶轴外圆面活动装配，凸轮环的里侧端面与背板活动接触，凸轮环的外侧端面与从动环的台阶轴立面活动接触，凸轮环的外圆面上除上凸缘、下凸缘外还设有联推凸缘和限位凸缘，限位凸缘在静态下与固定于背板上的凸轮环限位柱接触，即凸轮环只能正向转动，凸轮环的里侧还开有与凸轮环中心孔同轴心的凸轮环装配孔，其直径大于凸轮环中心孔直径，其孔深则小于凸轮环的厚度，该凸轮环装配孔与联推凸缘、限位凸缘以及背板所围成的空间内活动装入拨轮，该拨轮包括拨轮圆柱体和拨轮突出体，拨轮圆柱体的拨轮回转孔与从动环的台阶轴外圆面活动装配，拨轮圆柱体向里侧延伸部分与背板轴孔活动装配，其穿过背板部分为扁轴，并与正向驱动盘固定装配，静态下，拨轮突出体的左侧侧面与拨轮限位柱活动接触，拨轮限位柱固定于背板上，但不阻碍联推凸缘的正向转动，静态下，联推凸缘与拨轮突出体的左侧侧面设有一定间隙，即联推凸缘正向转动一定角度后与拨轮突出体的左侧接触，主离合器设置在拨轮突出体与台阶轴之间，包括挂挡销、挂挡销滑道、挂挡销推簧、台阶轴豁口，台阶轴豁口设在从动环的台阶轴上，挂挡销滑道设在拨轮突出体内，并活动装入挂挡销和挂挡销推簧，静态下，挂挡销外侧端伸出到拨轮突出体外侧，另一端对准台阶轴豁口，挂挡销在电机传动装置推动下能够插入到台阶轴豁口中，副离合器设置在锁芯、凸轮环及从动环之间，包括弹簧杠杆、弹簧支架、锁孔连接环、锁孔推销、副离合连接环、副离合推销、副离合挂挡销、副离合滑道孔、副离合推簧和副离合推簧孔，弹簧支架固定装配在背板上，弹簧支架上设有转轴，弹簧杠杆与其活动装配并能正反两方向转动一定角度，锁孔连接环一端与锁芯里侧端部的圆孔装配，另一端开有窄缝，弹簧杠杆的一端钢丝活动装配在窄缝中，锁孔连接环中活动装入锁孔推销，利用钥匙开锁时，锁孔推销一端与钥匙尖端接触，另一端与弹簧杠杆的一端钢丝接触，副离合连接环一端与背板的对应安装孔装配，另一端也设有窄缝，弹簧杠杆的另一端钢丝活动装配在该窄缝中，副离合连接环中活动装入副离合推销，其一端与弹簧杠杆的钢丝接触，另一端在静态下与副离合挂挡销接触或保留一定的间隙，副离合挂挡销活动装配在凸轮环的副离合滑道孔中，副离合推簧孔与副离合滑道孔平行且部分重叠、相通，副离合推簧孔中活动装入副离合推簧，副离合推簧还同时与副离合挂挡销的长豁口装配，从动环的台阶轴立面上对应设有从动环联动孔，且静态下与副离合滑道孔同轴心，副离合挂挡销在副离合推销的推动下能够插入从动环联动孔中，T形转板的回转孔与室内转轴的圆轴部分活动装配，T形转板位于室内驱动盘与扣盖之间，从背板到扣盖之间依次为正向驱动盘、反向驱动盘、摆杆、室内驱动盘、T形转板，相互间均活动接触，并均能在同一轴心线上转动，主拉板的中间部位一侧设有主推滑块，主推滑块上设有驱动开口和随动开口，摆杆的尾端与驱动开口活动装配，T形转板的右侧端头与随动开口活动装配，副拉板的中间部位设有副推滑块，副推滑块上只设有随动开口，并与T形转板的左侧端头活动装配，T形转板的上方端头开有长圆孔，其中活动装配主推销，主推销穿过水平方向的扣盖长圆孔伸出到锁体外部，并与主锁栓活动装配，主拉板、副拉板分别与天地杆连接。

2.根据权利要求1所述的一种与指纹锁配套的锁芯固定式十字机械防盗锁，其特征是：凸轮环的左侧设有凸轮环复位连接柱，并与凸轮环复位拉簧连接，凸轮环复位拉簧的另一端与锁体连接，拨轮突出体右侧设有拨轮复位连接柱，并与拨轮复位拉簧连接，拨轮复位拉簧的另一端与锁体连接，从动盖的外侧与防撬板之间设有从动环双向复位卷簧，静态下，其两个钢丝端头分别与从动盖边柱的两侧接触，两个钢丝端头延长部分还同时与从动环复位挡销的两侧接触，从动环复位挡销固定在防撬板上，防撬板上还设有从动环限位柱，当从动盖边柱正向转动一定角度后与从动环限位柱接触。