CN106968522A - 一种智能电动锁 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电动锁具领域，提供了一种智能电动锁，该智能电动锁包括通用室外钥匙手柄、室内电动手柄和锁芯、锁舌、锁芯轴、锁芯支撑板和端盖，锁芯支撑板上设置有导磁环，室内电动手柄中从锁芯支撑板方向至所述端盖方向，沿中心轴向依次包括同轴多层一体化结构的：永磁环、齿轮箱、滑动轴承、输出内齿轮、滚动轴承、行星轮转架、固定内齿轮、行星轮、垫片、电机小齿轮、电机、电机驱动板、电池及控制板；端盖上设置有充电接口和快开按钮；锁芯具有通用的安装结构尺寸。本发明将电机、齿轮箱、电机驱动板、电池、控制板，采取同轴多层一体化设计，提高了锁具整体的集成度、减小了锁具尺寸；并且锁芯的安装结构尺寸与传统锁具通用，便于更换锁芯。

Description

一种智能电动锁

技术领域

本发明属于电动锁具领域，尤其涉及一种智能电动锁。

背景技术

随着人们生产、生活自动化水平的提高，智能电动锁的应用日益广泛，但是，以往的智能电动锁，由于其电机及齿轮箱部分设计不合理，尺寸较大，形状特殊，影响了锁具整体外观的美观设计；并且在通用锁具上更换安装锁芯也非常困难，严重影响了原有智能锁芯的推广使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种智能电动锁，旨在解决现有智能电动锁电机及齿轮箱设计不合理导致锁具尺寸大，并且更换锁芯困难的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种智能电动锁，包括通用室外钥匙手柄、室内电动手柄和锁芯，所述锁芯上设置有锁舌，所述锁芯中设置有锁芯轴，所述锁芯轴通过锁芯支撑板与所述室内电动手柄固定连接，所述室内电动手柄的端部具有端盖，所述锁芯支撑板上设置有导磁环，所述室内电动手柄中从所述锁芯支撑板方向至所述端盖方向，沿中心轴向依次包括同轴多层一体化结构的：

永磁环、齿轮箱、滑动轴承、输出内齿轮、滚动轴承、行星轮转架、固定内齿轮、行星轮、垫片、电机小齿轮、电机、电机驱动板、电池及控制板；

所述端盖上设置有充电接口和快开按钮；

所述电机、所述电机驱动板、所述电池、所述控制板、所述充电接口、快开按钮之间具有电连接关系；

所述锁芯具有通用的安装结构尺寸，内置于通用锁具及所述室外钥匙手柄与所述室内电动手柄之间。

本发明实施例将电机、齿轮箱、电机驱动板、电池、控制板，采取同轴多层一体化设计，提高了锁具整体的集成度、简化了结构，提高了转动效率、减小了尺寸，可全部设置在锁具手柄中，易于锁具整体外观的美化设计；并且锁芯具有传统锁具的通用安装结构尺寸，可在不改动原锁具外壳机构及安装孔的情况下，直接配合通用锁具更换锁芯使用。另外，还可以通过蓝牙通讯，接收外部近距通讯遥控单元发出的开、关锁控制信号，以及进一步通过WIFI-蓝牙通讯转换器，实现外部WIFI远距通讯遥控单元远程监控。本发明实施例可实现手动、电动及遥控开、关锁具，与传统的电动锁相比，具有体积小、结构紧凑、控制方式灵活、安全防盗等有益效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的智能电动锁的室内电动手柄外形结构图；

图2为本发明实施例提供的智能电动锁的室内电动手柄爆炸图；

图3为本发明实施例提供的智能电动锁的室内电动手柄总装剖面图；

图4为本发明实施例提供的智能电动锁的电控结构图；

图5为本发明实施例提供的智能电动锁的遥控、远程监控示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例将电机、齿轮箱、电机驱动板、电池、控制板，采取同轴多层一体化设计，安装于智能电动锁的室内电动手柄中，提高了智能电动锁具整体的集成度、减小了锁具尺寸；并且锁芯的安装结构尺寸与传统锁具通用，便于更换锁芯。

图1示出了本发明实施例提供的智能电动锁的室内电动手柄外形结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该智能电动锁包括通用室外钥匙手柄(图略)、室内电动手柄200和锁芯300，其中室内电动手柄200可以为智能手柄，通过蓝牙或WIFI实现远程遥控开关及监控。锁芯300上设置锁舌301，锁芯300中设置有锁芯轴302，锁芯轴302通过M4螺钉102和M4基米103与锁芯支撑板303固定连接，锁芯支撑板303与室内电动手柄200固定连接，该智能电动锁可以通过钥匙控制通用室外钥匙手柄进行开、关锁具。

结合图2和图3，锁芯支撑板303上设置有导磁环304，室内电动手柄200的端部具有端盖201，室内电动手柄200中从锁芯支撑板303方向至端盖201方向，沿中心轴向依次包括同轴多层一体化结构的：

永磁环210、齿轮箱211、滑动轴承212、输出内齿轮213、滚动轴承214、行星轮转架215、固定内齿轮216、行星轮217、垫片218、电机小齿轮219、电机220、电机驱动板221、电池222及控制板223；

端盖201上设置有端盖板224、装饰膜225，且设置有充电接口202、电源指示灯，左右门转换开关205和快开按钮203，电机220、电机驱动板221、电池222、控制板223、充电接口202、快开按钮203之间具有电连接关系；

锁芯300具有通用的安装结构尺寸，可方便的安装于通用锁具内，并内置于室外钥匙手柄100与室内电动手柄200之间。

在本发明实施例中，充电接口202与电池222具有直接或间接的电连接关系，外部电源可以通过充电接口202对电池222充电，快开按钮203与控制板223电连接。

优选地，电机220采用BLDC电机(Brushless Direct Current Motor，无刷直流电机)，通过电机驱动板221驱动工作，BLDC电机效率高，体积小，寿命长，节能。优选地，齿轮箱采用NGWN(行星齿轮箱)齿轮箱，NGWN齿轮箱降速比高，效率高。

优选地，充电接口202可以采用USB或者miniUSB充电接口，由市电取电，经外部充电器将交流电转换成低压稳压直流电源，通过充电接口202以及充电管理电路402向可充电池充电。

优选地，端盖201的中部上方还可以设置电源指示灯204，电源指示灯204与控制板223电连接，根据控制板223发出的电量指示信号对应显示当前电量情况。该指示灯204可以是一组发光二极管，例如一个至四个发光二极管，通过发光二极管闪烁的频率或点亮的数量显示充电、充满、欠电及电量状态，例如由左至右分四级电量显示，充电时左灯慢闪、电量低时快闪、电量满时全亮，为省电，除去充电及欠电报警状态指示灯处于休眠状态不亮。

进一步地，当电池电量不足时，还可以通过控制板223发出的充电指示信号控制左灯快速闪烁，并通过扬声器发滴滴声提示需要充电，在充电时通过电量指示信号控制对应电量的发光二极管慢速闪烁。

该指示灯204也可以是一个液晶显示屏，在显示屏上通过电池占空图形或者数字显示当前电量，例如一个满格的电池代表满电、半格电池代表半电，电池图标快速闪烁代表低电量、电池图标慢速闪烁代表充电。

优选地，端盖201的右侧设置有左、右门功能转换开关205，以实现左、右门开启时的不同电机转向，左、右门功能转换开关205与控制板223电连接。

优选地，还可以在端盖201上覆盖一层装饰贴膜225，用于印制产品及操作标示及美化保护端盖201，该贴膜225可以通过铆钉101固定在端盖201上，也可以通过粘合剂固定在端盖201上。

本发明实施例将电机、齿轮箱、电机驱动板、电池、控制板，采取同轴多层一体化设计，提高了锁具整体的集成度、简化了结构，提高了转动效率、减小了尺寸可全部设置在室内电动手柄中，易于锁具整体外观的美化设计；并且锁芯具有传统锁具的通用安装结构及尺寸，可在不改动原锁具外壳机构及安装孔的情况下，直接配合通用锁具更换锁芯使用。本发明可实现手动、电动及多种遥控方式开、关锁具，具有体积小、结构紧凑、控制方式灵活等有益效果。

图4示出了本发明实施例提供的智能电动锁的电控结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

作为本发明一实施例，该控制板223包括：

处理单元401，处理单元401与快开按钮203、左、右门功能转换开关205和电机驱动板电连接；

充电管理单元402，充电管理单元402电连接于电池222与充电接口202之间；

电量检测单元403，电量检测单元403电连接于充电管理单元402与处理单元401之间；

电量显示单元404，电量显示单元404连接于处理单元401与电源指示灯204之间。

优选地，处理单元401为单片机及其外围电路，该单片机功能也可以用基于SOC(片上系统)、FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的系统实现。

优选地，控制板223还包括：

蓝牙通信单元405以及天线，蓝牙通信单元405电连接于处理单元401与天线之间；

蓝牙通信单元405可与外部近距通讯遥控单元501无线通讯，通过蓝牙通讯协议接收近距通讯遥控单元501发送的开、关锁命令。

结合图5，具体地，近距通讯遥控单元501为：

密码盒、遥控器、指纹识别控制器、巩膜识别控制器、图像识别控制器、语音识别控制器、手机APP、pad、或计算机控制设备。

进一步地，该智能电动锁还可包括WIFI-蓝牙通讯转换器406：

该WIFI-蓝牙通讯转换器406与蓝牙通信单元405和外部WIFI远距通讯遥控单元502无线通讯，用于通过WIFI-蓝牙转换实现蓝牙通信单元405与WIFI远距通讯遥控单元502之间的数据传输，WIFI-蓝牙通讯转换器406与蓝牙通信单元405之间通过蓝牙通信协议通信，WIFI-蓝牙通讯转换器406与WIFI远距通讯遥控单元502之间通过WIFI通信，从而实现对智能锁的远程终端管理。

具体地，WIFI远距通讯遥控单元502可以为可连接WIFI的手机、pad或计算机管理设备。

在本发明实施例中，经蓝牙通讯模块405和天线与具有蓝牙通讯功能的外部密码盒、遥控器、指纹识别控制器(优选按顺序判断十指中的2～4枚指纹，以提高保密性)、巩膜识别控制器、图像识别控制器(可以识别人脸、五官、体型特征等)、语音识别控制器、手机、计算机控制等设备，实现近距离双向通讯、对码、滚动密码遥控开、关锁功能。

还可以通过WIFI-蓝牙通讯转换器实现远程手机、计算机管理、设置、控制功能。当锁具遭受以上各种方法的不正确解锁操作时，可无线向主控手机、计算机报警、传送图像(当装有上述图像识别控制装置时)，充分体现了其智能防盗门锁功能。

在本发明实施例中，该锁具具有以下几种开锁方式。

自动解锁：

当按下室内电动手柄端盖201中心的快开按钮203的开锁开关时，通过电机驱动板221控制电机220启动，带动电机小齿轮219定向转动,电机小齿轮219通过行星轮217、固定内齿轮216带动输出内齿轮213转动，而输出内齿轮213与锁芯轴302滑键联结带动锁舌301转动700～900度，实现门锁的开启，然后再反转90度，实现斜舌的复位，从而实现自动解锁。

当然，也可以通过遥控器、密码盒、指纹识别控制器、巩膜识别控制器、手机、计算机等无线通讯遥控单元经近程蓝牙或远程WIFI操控门锁解锁。

具体地，电机转动后，来自锁芯的阻力将使得室内电动手柄200连同其内部的组件一起转动，但此齿轮箱211的速比较大，因此输出内齿轮213传递给手柄的转矩很小，所以在输出内齿轮213的前端设置了一个固定永磁环210，永磁环210周向充有N对磁极，并在锁芯支撑板303上设置了一个带有内齿的导磁环304，利用两者之间产生的微小的阻力矩来阻止手柄转动，以实现锁舌的转动，这样既可电动将门锁开启，也不影响手动开锁，当然这个阻尼力矩也可以用磁性或弹性摩擦环等机构实现；

手动开锁：

当用手转动室内电动手柄200开锁时，只需要克服来自上述磁环或摩擦环的微小阻力矩，就可旋动手柄转动，此时由于NGWN行星齿轮传动的自锁性，输出内齿轮将随手柄一起转动，从而实现手动开锁；

锁具还可在关门后感应到门框磁片磁力的变化自动实现电动关锁。

本发明实施例将电机、齿轮箱、电机驱动板、电池、控制板，采取同轴多层一体化设计，提高了智能电动锁芯整体的集成度、简化了结构，提高了转动效率、减小了尺寸、可全部放置在锁具室内电动手柄中，易于锁具整体外观的美化设计，并且锁芯具有传统锁具的通用安装结构尺寸，可在不改动原锁具外壳机构及安装孔的情况下，直接配合通用锁具更换锁芯使用。

本发明可实现手动、电动开/关锁具，具有体积小、结构紧凑、控制方式灵活等有益效果。

另外，本发明实施例还可以通过蓝牙通讯，与外部密码盒、遥控器、指纹识别控制器、巩膜识别控制器、手机、WIFI/蓝牙转换器进行通信，实现遥控操作开、关锁具，并且可以进一步通过外部远距通讯单元实现远程监控，具有安全防盗的功能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电动锁，包括通用室外钥匙手柄、室内电动手柄和锁芯，所述锁芯上设置有锁舌，所述锁芯中设置有锁芯轴，所述锁芯轴通过锁芯支撑板与所述室内电动手柄固定连接，所述室内电动手柄的端部具有端盖，其特征在于，所述锁芯支撑板上设置有导磁环，所述室内电动手柄中从所述锁芯支撑板方向至所述端盖方向，沿中心轴向依次包括同轴多层一体化结构的：

永磁环、齿轮箱、滑动轴承、输出内齿轮、滚动轴承、行星轮转架、固定内齿轮、行星轮、垫片、电机小齿轮、电机、电机驱动板、电池及控制板；

所述端盖上设置有充电接口和快开按钮；

所述电机、所述电机驱动板、所述电池、所述控制板、所述充电接口、快开按钮之间具有电连接关系；

所述锁芯具有通用的安装结构尺寸，内置于通用锁具及所述室外钥匙手柄与所述室内电动手柄之间。

2.如权利要求1所述的智能电动锁，其特征在于，所述端盖上还设置有电源指示灯，所述电源指示灯与所述控制板电连接。

3.如权利要求1所述的智能电动锁，其特征在于，所述端盖上还设置有左、右门功能转换开关，用于实现左、右门开启时的不同电机转向，左、右门功能转换开关与所述控制板电连接，所述左、右门功能转换开关与所述控制板中的处理单元电连接。

4.如权利要求2所述的智能电动锁，其特征在于，所述控制板包括：

处理单元，所述处理单元与所述快开按钮和所述电机驱动板电连接；

充电管理单元，所述充电管理单元电连接于所述电池与所述充电接口之间；

电量检测单元，所述电量检测单元电连接于所述充电管理单元与所述处理单元之间；

电量显示单元，所述电量显示单元电连接于所述处理单元与所述电源指示灯之间。

5.如权利要求3或4所述的智能电动锁，其特征在于，所述处理单元为单片机及其外围电路；或

所述处理单元基于SOC、FPGA或ASIC系统实现。

6.如权利要求3或4所述的智能电动锁，其特征在于，所述控制板还包括：

蓝牙通信单元以及天线，所述蓝牙通信单元电连接于所述处理单元与所述天线之间；

所述蓝牙通信单元与外部近距通讯遥控单元无线电连接，通过所述近距通讯遥控单元接收开、关锁命令。

7.如权利要求6所述的智能电动锁，其特征在于，所述近距通讯遥控单元为：

密码盒、遥控器、指纹识别控制器、巩膜识别控制器、图像识别控制器、语音识别控制器、手机APP或计算机控制设备。

8.如权利要求6所述的智能电动锁，其特征在于，所述智能电动锁还包括WIFI-蓝牙通讯转换器；

所述WIFI-蓝牙通讯转换器分别与所述蓝牙通信单元和外部WIFI远距WIFI通讯单元无线电连接，用于通过WIFI-蓝牙转换，实现所述智能电动锁与所述WIFI远距通讯遥控单元之间的数据传输，进而实现对智能电动锁的远程终端管理；

所述WIFI-蓝牙通讯转换器与所述蓝牙通信单元之间通过蓝牙通信协议通信，所述WIFI-蓝牙通讯转换器与所述WIFI远距通讯遥控单元之间通过WIFI通信。

9.如权利要求8所述的智能电动锁，其特征在于，所述WIFI远距通讯遥控单元为手机APP、pad或计算机管理设备。

10.如权利要求1所述的智能电动锁，其特征在于，所述电机为BLDC电机，所述齿轮箱为NGWN齿轮箱，所述充电接口为USB接口或miniUSB接口。