CN106401320B - 一种智能马蹄形锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能马蹄形锁，包括马蹄形锁和磁控开关系统；所述磁控开关系统包括磁铁、磁感应接近开关、开关锁微电机和控制电路，所述磁铁设置在所述马蹄形锁的锁环的自由端，所述磁感应接近开关位于所述所述马蹄形锁的锁柄内，所述开关锁微电机连接所述马蹄形锁的锁舌，所述磁感应接近开关和所述开关锁微电机同时连接所述控制电路。其技术效果是：其通过控制电路接收用户的开关锁指令，控制开关锁微电机自动进行开关锁作业，在马蹄形锁上加装的磁铁和磁感应接近开关可以感应马蹄形锁的锁环的位置，向控制电路发出锁环位置信号，以控制开关锁微电机的开启和关闭，同时向用户传递开关锁成功的信号；所述控制电路还安装其他电子元器件，对智能马蹄形锁的功能进行扩展。

Description

一种智能马蹄形锁
技术领域
本发明涉及一种自行车锁具，特别涉及一种智能马蹄形锁。
背景技术
目前，出于环境保护、运动健身等多方面因素的思考，选择自行车进行交通出行、锻炼身体的市民越来越多。而为不同用途进行专门设计制造的自行车的种类也在不断增加，单辆自行车的价值也在提升。由于自行车自身特点、车锁结构、管理问题和黑色利益链等原因，导致自行车被盗事件屡禁不止。自行车的偷盗已严重影响了广大人民群众的正常工作、生活，以及自行车作为既环保又健身的交通工具的普及使用。
传统的自行车防盗技术，主要采用与车架配套的马蹄形自行车锁为主。但是传统的马蹄形锁钥匙机构容易发生锈蚀老化影响马蹄形锁的使用，且其功能单一，防盗性能有限，不能适应当前环境下的对于锁具的实际应用要求。如何简化马蹄形锁的操作，同时将马蹄形锁同智能设备结合，扩充其应用功能，是技术人员主要的目标。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种智能马蹄形锁，它的结构紧凑、易于实现，将传统的马蹄形锁和磁控开关系统结合，使马蹄形锁无需人力开锁，在收到用户开锁指令后自动开关锁，且其电路控制系统可进行功能扩展，使马蹄形锁具有了智能应用的能力和潜力。
实现上述目的的一种技术方案是：一种智能马蹄形锁，包括马蹄形锁和磁控开关系统，
所述马蹄形所包括锁柄、锁舌和锁环，所述锁环的锁舌端位于所述锁柄内并连接所述锁舌，所述锁舌可沿所述锁柄的圆周运动；
所述磁控开关系统包括磁铁、磁感应接近开关、开关锁微电机和控制电路，所述磁铁位于所述锁环的自由端，所述磁感应接近开关位于所述锁柄内，所述开关锁微电机连接所述锁舌，所述磁感应接近开关和所述开关锁微电机同时连接所述控制电路；
所述控制电路包括控制芯片和交互模块；所述磁感应接近开关、所述开关锁微电机、所述交互模块与所述控制芯片同时连接，所述交互模块接受用户指令向所述控制芯片发送智能马蹄形锁的开关信号，所述控制芯片接受该开关信号后向所述开关锁微电机发出开关指令，所述开关微电机控制锁环进行智能马蹄形锁的开关作业，所述磁感应接近开关将所述磁铁靠近或远离所述磁感应接近开关时产生锁环位置信号反馈给所述控制芯片，控制芯片将所述锁环位置信号转换为开关锁成功信号传输给所述开关锁微电机和所述交互模块，控制所述开关锁微电机停止工作并发出开关锁成功的信息。
进一步的，所述交互模块选自蓝牙BLE模块、NFC模块或RFID读写器中的至少一种。
进一步的，所述马蹄形锁的锁柄内还设有弹簧，所述锁环的锁舌端和所述弹簧的固定端分别位于所述所述磁感应接近开关的两侧，所述弹簧的自由端的旁边设有第二磁感应接近开关。
进一步的，所述控制电路还设有连接所述控制芯片的GPS模块。
进一步的，所述控制电路还设有连接所述控制芯片的GPRS模块。
进一步的，所述控制电路上设有连接所述控制芯片的震动传感器和连接所述控制芯片的报警模块。
进一步的，所述控制电路设有连接所述控制芯片的声光提示模块。
再进一步的，所述智能马蹄形包括马蹄形锁连接件；所述马蹄形锁连接件包括车管连接板、与该车管连接板枢接的马蹄形锁支撑件，以及外壳，所述车管连接板上开设可容自行车座管穿越的车管连接孔，且在该车管连接孔的周围开设有若干用于固定安装所述外壳的固定安装孔，所述马蹄形锁支撑件的枢轴端通过转动轴与所述车管连接板作可相对转动的连接，并可与所述车管连接板形成90°-180°的夹角，所述马蹄形锁支撑件形成叉状结构，所述马蹄形锁位于所述马蹄形锁支撑件上，并通过螺钉与所述马蹄形锁支撑件固定，所述外壳套接在所述马蹄形锁连接件外，将所述马蹄形锁连接件和所述马蹄形锁包裹其中，所述控制电路位于所述外壳内。
更进一步的，所述转动轴的两端设有对所述马蹄形锁支撑件的转动角度进行限位的限位件。
本发明的一种智能马蹄形锁，通过控制电路接收用户的开关锁指令，控制开关锁微电机自动进行开关锁作业，在马蹄形锁上加装的磁铁和磁感应接近开关可以感应马蹄形锁的锁环的位置，向控制电路传递锁环位置信号，以控制开关锁微电机的开启和关闭，同时向用户传递开关锁成功的信号；控制电路还可以加装报警器、GPS定位模块、GPRS信号传输模块、震动传感器等多种电子器件，对本发明的智能马蹄形锁的功能进行扩展。
附图说明
图1为本发明的一种智能马蹄形锁的结构示意图；
图2为本发明的一种智能马蹄形锁的控制电路功能原理图；
图3为本发明的一种智能马蹄形锁的控制电路细节图；
图4为本发明的一种智能马蹄形锁包括马蹄形锁连接件的结构示意爆炸图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的一种智能马蹄形锁，包括马蹄形锁2和磁控开关系统。磁控开关系统包括磁铁11、磁感应接近开关12、开关锁微电机13和控制电路14。
其中马蹄形锁2包括锁柄22、锁环21、锁舌23和弹簧24，磁感应接近开关12和弹簧24均在锁柄22内，锁环21的锁舌端和弹簧24的固定端位于锁柄22内并分居磁感应接近开关12的两侧。锁环21的锁舌端位于锁柄22内，连接可沿锁柄22的圆周滑移的锁舌23，磁铁11位于锁环21的自由端。弹簧24的两端分别为固定端和自由端。弹簧24的固定端在锁柄22内与锁柄22固定。开关锁微电机13连接马蹄形锁2的锁舌23，磁感应接近开关12和开关锁微电机13分别与控制电路连接14。开关锁微电机13能够驱动锁环23沿锁柄22的圆周进行运动，带动锁环21沿着锁柄22地圆周运动，进行开关锁的操作。当锁环21自由端的磁铁11接触到弹簧24并接近磁感应接近开关12时，磁感应驱动开关12可向控制电路14发射锁环位置信号，从而获取锁环21的位置信息。在实际应用的过程中，可以在弹簧24的自由端的旁边设置第二磁感应接近开关15，在磁铁11经过第二磁感应接近开关15时向控制电路14发出锁环位置辅助确认信号，使第二磁感应接近开关15和磁感应接近开关12协同确认锁环21的位置，以增加对于锁环21位置判定的精确性与稳定性。
请参阅图2和图3，控制电路14包括控制芯片100和交互模块，交互模块包括选自蓝牙BLE模块101、NFC模块，以及RFID读写器102。磁感应接近开关12、开关锁微电机13、蓝牙BLE模块101、RFID读写器102分别连接控制芯片100。
用户需要进行开关锁操作时，可以通过手机向蓝牙BLE模块101下达开关锁指令，或者使用RFID磁卡靠近智能马蹄形所向RFID读写器102下达开关锁指令；蓝牙BLE模块101或RFID读写器102在接受用户指令后向控制芯片100发送开关智能马蹄形锁的信号；控制芯片100接受开关信号后向开关锁微电机13发出开关指令；开关微电机13通过锁舌23控制锁环21进行智能马蹄形锁的开关作业。当锁环21自由端的磁铁11靠近或远离磁感应接近开关12时，磁感应接近开关12产生锁环位置信号，并反馈给控制芯片100，控制芯片100将锁环位置信号转换为开关锁成功信号传输向开关锁微电机13和蓝牙BLE模块101，控制开关锁微电机13停止工作并向用户传达开关锁成功的信息。
作为对磁控开关系统的功能扩展，在控制电路上加装了连接控制芯片100的GPS模块103、GPRS模块104、震动传感器105、报警模块106和声光提示模块107(在实际应用时GPS模块103和GPRS模块104集成为GPRS/GPS模块1031)。GPS模块103产生位置定位信号，并通过GPRS模块104向外传输信号，经由基站和服务器，向用户传递，使用户能实时定位自行车的所在位置，省去了遗忘停放地点四处寻找的麻烦，也可以在自行车被盗时对自行车进行追踪。GPRS模块104也能接受用户从手机经由基站和服务器传送的开关锁信号，发送给控制芯片100，以此实现用户远距离开关锁控制。震动传感器105响应自行车非正常移动或晃动，产生报警信号向控制芯片100发送，控制芯片100由此控制报警电路106进行报警，并将信号经由GPRS模块104向用户传递。声光提示模块107接受控制芯片100的关于开锁成功与否的信号，通过亮灯和发出提示音提示开关锁是否成功。
在本实施例中，发明人采用的控制芯片100的型号为GD32F103C，GigaDeviceSemiconductor INC.生产；采用的震动传感器105的型号为MPU-6050，世强电子生产；采用的蓝牙BLE模块101的型号为CC2541，美国德州仪器生产；采用的NFC模块的芯片的型号为NNS701S，恩智浦生产；采用的RFID读写器102的型号为XRA00，XWR公司生产。
普通的马蹄型锁只能安装在自行车的立叉上，而对于现在品类繁多的公路自行车、山地车等没有立叉的自行车，没有给传统的马蹄形锁预留安装的空间。请参阅图4，本发明的智能马蹄形在安装在此类自行车时，可加装一马蹄形锁连接件3。马蹄形锁连接件3包括车管连接板31、与该车管连接板枢接的马蹄形锁支撑件32；车管连接板31上开设可容自行车座管穿越的车管连接孔，且在该车管连接孔的周围开设有用于固定安装外壳4的若干固定安装孔；马蹄形锁支撑件32的枢轴端通过转动轴与车管连接板31作可相对转动的连接，并与车管连接板31形成在180°-90°范围调节的夹角，所述转动轴的两端设有对马蹄形锁支撑件32的转动角度进行限位的限位件，马蹄形锁支撑件32呈叉状结构；马蹄形锁2设置在马蹄形锁支撑件32上，通过螺钉与马蹄形锁支撑件32固定。这样的结构设计，能将马蹄形锁2导向自行车后轮的上锁位置。外壳4套接在马蹄形锁连接件3外，将马蹄形锁连接件3和马蹄形锁2包裹其中；控制电路14设置在外壳4内。外壳4能够使智能马蹄形锁的外观美观，同时兼具对控制电路14的防雨防水功能，能够保护其中的器件不被外力破坏。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种智能马蹄形锁，包括马蹄形锁和磁控开关系统，其特征在于：
所述马蹄形所包括锁柄、锁舌和锁环，所述锁环的锁舌端位于所述锁柄内并连接所述锁舌，所述锁舌可沿所述锁柄的圆周运动；
所述磁控开关系统包括磁铁、磁感应接近开关、开关锁微电机和控制电路，所述磁铁位于所述锁环的自由端，所述磁感应接近开关位于所述锁柄内，所述开关锁微电机连接所述锁舌，所述磁感应接近开关和所述开关锁微电机同时连接所述控制电路；
所述控制电路包括控制芯片和交互模块；所述磁感应接近开关、所述开关锁微电机、所述交互模块与所述控制芯片同时连接，所述交互模块接受用户指令向所述控制芯片发送智能马蹄形锁的开关信号，所述控制芯片接受该开关信号后向所述开关锁微电机发出开关指令，所述开关微电机控制锁环进行智能马蹄形锁的开关作业，所述磁感应接近开关将所述磁铁靠近或远离所述磁感应接近开关时产生锁环位置信号反馈给所述控制芯片，控制芯片将所述锁环位置信号转换为开关锁成功信号传输给所述开关锁微电机和所述交互模块，控制所述开关锁微电机停止工作并发出开关锁成功的信息，
所述智能马蹄形包括马蹄形锁连接件；所述马蹄形锁连接件包括车管连接板、与该车管连接板枢接的马蹄形锁支撑件，以及外壳，所述车管连接板上开设可容自行车座管穿越的车管连接孔，且在该车管连接孔的周围开设有若干用于固定安装所述外壳的固定安装孔，所述马蹄形锁支撑件的枢轴端通过转动轴与所述车管连接板作可相对转动的连接，并可与所述车管连接板形成180°-90°的夹角，所述马蹄形锁支撑件形成叉状结构，所述马蹄形锁位于所述马蹄形锁支撑件上，并通过螺钉与所述马蹄形锁支撑件固定，所述外壳套接在所述马蹄形锁连接件外，将所述马蹄形锁连接件和所述马蹄形锁包裹其中，所述控制电路位于所述外壳内。
2.根据权利要求1所述的一种智能马蹄形锁，其特征在于，所述交互模块选自蓝牙BLE模块、NFC模块或RFID读写器中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种智能马蹄形锁，其特征在于，所述马蹄形锁的锁柄内还设有弹簧，所述锁环的锁舌端和所述弹簧的固定端分别位于所述磁感应接近开关的两侧，所述弹簧的自由端的旁边设有第二磁感应接近开关。
4.根据权利要求1所述的一种智能马蹄形锁，其特征在于，所述控制电路还设有连接所述控制芯片的GPS模块。
5.根据权利要求1所述的一种智能马蹄形锁，其特征在于，所述控制电路还设有连接所述控制芯片的GPRS模块。
6.根据权利要求1所述的一种智能马蹄形锁，其特征在于，所述控制电路上设有连接所述控制芯片的震动传感器和连接所述控制芯片的报警模块。
7.根据权利要求1所述的一种智能马蹄形锁，其特征在于，所述控制电路设有连接所述控制芯片的声光提示模块。
8.根据权利要求1所述的一种智能马蹄形锁，其特征在于，所述转动轴的两端设有对所述马蹄形锁支撑件的转动角度进行限位的限位件。
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