CN106996221B - 冗余致动锁定设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种冗余致动锁定设备，其包括接口、电子机构以及手动机构。接口将锁定杆操纵到锁定/解锁位置。电子机构包括致动器和动力驱动器。致动器可脱离地耦接到接口并驱动接口。动力驱动器响应于控制信号耦接到致动器并驱动该致动器。手动机构包括钥匙输入部和钥匙输出部。钥匙输入部接收机械钥匙并随着机械钥匙旋转。输出部可分离地耦接到接口并随着机械钥匙旋转。在电子模式下致动器与接口接合并且输出部与接口脱离，而在手动模式下致动器与接口脱离并且输出部与接口接合。

Description

冗余致动锁定设备
相关申请的交叉引证
本申请根据美国法典第35章第119节，要求于2016年1月25日提交的标题为“Redundant Actuation Lock Decoupling Mechanism(冗余致动锁定脱离机构)”的临时申请序列号第62/286,776号，以及于2006年2月16日提交的标题为“Redundant ActuationLock Decoupling Mechanism(冗余致动锁定脱离机构)”的临时申请序列号第62/295,780号的优先权。上述在先提交的临时申请其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
某些实施方式涉及冗余致动锁定脱离系统和使用方法。更具体地，多种实施方式提供具有这样的机构的冗余致动锁定设备，其用于使在一个或多个锁定杆在锁定位置与解锁位置之间移动的接口如果在电子锁定致动模式下操作则与手动钥匙锁定机构脱离，并且使接口如果在手动钥匙锁定致动模式下操作则与电子锁定机构脱离
背景技术
电子锁定设备提供了优于常规机械钥匙锁定系统的几个优点。例如，电子锁定设备可以允许远程控制锁、基于接近控制锁、在不重新用钥匙锁锁芯的情况下添加或删除钥匙、钥匙访问活动记录等。然而，在其他事物中，电子锁定设备会依赖于电源和无线连接。因此，在电子锁定设备中的一个或多个部件发生故障的情况下，保留冗余的手动操作能力以绕过电子控制是有利的。
具有冗余手动操作能力的现有电子锁定设备遭受多种问题。例如，典型的电子致动的机构不独立于手动钥匙机构而工作。此外，即使在具有这样的机构的系统(即用于在操作手动钥匙机构时使电子锁定设备中的一个或两个的部件脱离，反之亦然)中，在使锁定杆在锁定位置与解锁位置之间移动的接口处也不发生脱离。相反，当操作手动钥匙机构时接口继续与电子锁定设备的部件相互作用，反之亦然，这增加了系统的一些部件的磨损并且会增加操作系统所需的动力驱动力或手动驱动力。
通过参考附图将这样的系统与本申请的其余部分中所阐述的本公开的一些方面相比较，本领域的技术人员将会明白常规和传统方法的进一步的局限和缺点。
发明内容
如在本申请中更完整阐述的，基本上如结合附图中的至少一个所示和/或所描述，冗余致动锁定设备构造为在电子锁定致动模式下将锁定杆接口与手动钥匙锁定机构脱离，并且构造为在手动钥匙锁定致动模式下将锁定杆接口与电子锁定机构脱离。
从下面的描述和附图中，将更全面地理解本公开的这些和其他优点、方面和新颖特征，以及所示实施方式的细节。
附图说明
图1是根据多种实施方式的示例性冗余致动锁定设备的透视图。
图2是根据多种实施方式的示例性锁定杆接口的透视图。
图3是根据多种实施方式的示例性钥匙输入部的正视图。
图4是根据多种实施方式的示例性手动钥匙锁定机构的透视图。
图5是根据多种实施方式的具有与锁定杆接口接合的致动器的示例性冗余致动锁定设备的俯视图。
图6是示出根据多种实施方式的用于经由电子锁定致动模式将一个或多个锁定杆移动到锁定位置或解锁位置的示例性步骤的流程图。
图7是根据多种实施方式的经由电子锁定致动模式从解锁位置转变到锁定位置的示例性冗余致动锁定设备的一部分的部分截面图。
图8是根据多种实施方式的经由电子锁定致动模式从锁定位置转变到解锁位置的示例性冗余致动锁定设备的一部分的部分截面图。
图9是根据多种实施方式的具有从锁定杆接口脱离的致动器的示例性冗余致动锁定设备的俯视图。
图10是示出根据多种实施方式的用于经由手动钥匙锁定致动模式将锁定杆移动到锁定位置或解锁位置的示例性步骤的流程图。
图11是根据多种实施方式的具有经由手动钥匙锁定致动模式从解锁位置转变到锁定位置的第一互锁几何形状的示例性冗余致动锁定设备的一部分的部分截面图。
图12是根据多种实施方式的具有经由手动钥匙锁定致动模式从锁定位置转变到解锁位置的第一互锁几何形状的示例性冗余致动锁定设备的一部分的部分截面图。
图13是根据多种实施方式的具有经由手动钥匙锁定致动模式从解锁位置转变到锁定位置的第二互锁几何形状的示例性冗余致动锁定设备的一部分的部分截面图。
图14是根据多种实施方式的具有经由手动钥匙锁定致动模式从锁定位置转变到解锁位置的第二互锁几何形状的示例性冗余致动锁定设备的一部分的部分截面图。
图15是根据多种实施方式的处于锁定位置的替代示例性冗余致动锁定设备的透视图。
图16是根据多种实施方式的替代示例性冗余致动锁定设备的示例性锁定杆接口的示例性斜坡和止动件的透视图。
图17是根据多种实施方式的处于解锁位置的替代示例性冗余致动锁定设备的透视图。
图18是根据多种实施方式的处于解锁位置的替代示例性冗余致动锁定设备的侧视图。
具体实施方式
在冗余致动锁定设备100和使用冗余致动锁定设备100的方法200、300中可以找到某些实施方式。更具体地，某些实施方式提供一种冗余致动锁定设备100，其构造为如果冗余锁定装置100在电子锁定致动模式下操作则将锁定杆接口110与手动钥匙锁定机构140-154脱离，并且构造为如果冗余锁定装置100在手动钥匙锁定致动模式下操作则将锁定杆接口110与电子锁定机构120-138脱离。以这种方式，冗余致动锁定设备100提供相互独立的电子锁定机构和手动钥匙锁定机构。在多种实施方式中，手动钥匙锁定机构140-154包括锁芯输出部150，其具有构造为与锁定杆接口110可脱离地耦接的内部互锁件152。在某些实施方式中，手动钥匙锁定机构140-154包括锁芯输出部150，其具有构造为将电子锁定机构120-138的致动器130与锁定杆接口110脱离和/或重新接合的外部凸轮154。
如本文所使用的，以单数形式引用并以词“一(a)”或“一个(an)”开始的元件应当理解为不排除多个元件，除非明确地声明了这种排除。此外，对“一实施方式”、“一个实施方式”、“代表性实施方式”、“示例性实施方式”、“多种实施方式”、“某些实施方式”等的引用不旨在解释为排除也包括所述特征的额外实施方式的存在。此外，除非明确地相反指出，否则“包含(comprising)”、“包括(including)”或“具有(having)”具有特定性质的一个或多个元件的实施方式可以包括不具有该性质的额外元件。
例如，尽管在上述描述中的某些实施方式可以描述为操作以锁定和/或解锁工具箱，除非这样要求保护，否则本公开的各个方面的范围不应限于工具箱，并且可以另外和/或可替换地可适用于利用锁定机构的任何合适的装置。
图1是根据多种实施方式的示例性冗余致动锁定设备100的透视图。参考图1，冗余致动锁定设备100可以包括锁定杆接口110、电子锁定机构120-138以及手动钥匙锁定机构140-154。锁定杆接口110构造为在锁定位置和解锁位置之间移动一个或多个锁定杆102。如果在电子锁定致动模式下操作以锁定和/或解锁锁定杆102，则锁定杆接口110可以与电子锁定机构120-138接合并与手动钥匙锁定机构140-154脱离。如果在手动钥匙锁定致动模式下操作以锁定和/或解锁锁定杆102，则锁定杆接口110可以与手动钥匙锁定机构140-154接合并与电子锁定机构120-138脱离。图2是根据多种实施方式的示例性锁定杆接口110的透视图。参考图2，锁定杆接口110可以包括齿轮齿112和齿轮头114。锁定杆齿轮齿112可以构造为与电子锁定机构120-138的致动器130可脱离地耦接，以在电子锁定致动模式下锁定和/或解锁锁定杆102。例如，如果已接合，锁定杆齿轮齿112可以与致动器齿轮齿132啮合，使得致动器130可以驱动锁定杆接口110。锁定杆齿轮头114可以构造为在手动钥匙锁定致动模式下与手动钥匙锁定机构140-154的锁芯输出部150可脱离地耦接以锁定和/或解锁锁定杆102。例如，锁定杆齿轮头114可以是具有至少两个平边缘的轴，其可以由如下所述的锁芯输出部150的锁芯互锁件152接合和驱动。
再次参照图1，电子锁定机构120-138可以包括动力驱动器120和致动器130。主动力驱动器120可以是电动机，例如DC电动机或任何合适的电动机。主动力驱动器120可以被构造为接收控制信号，并且作为响应，可以能操作地沿第一方向驱动致动器130与锁定杆接口110相互作用从而锁定锁定杆102，或者沿第二方向驱动致动器130与锁定杆接口110相互作用以解锁锁定杆102。例如，主动力驱动器120可包括动力驱动齿轮122，该动力驱动齿轮具有构造成与致动器130的齿轮齿134配合的齿轮齿。动力驱动齿轮122可以通过动力驱动器120而在沿第一方向旋转以在第一方向上驱动致动器130，或者沿第二方向旋转以在第二方向上驱动致动器130。控制信号可以对应于检测到的移动装置的接近或者移动装置上的按钮或开关的激活，移动装置诸如是智能电话、遥控器或任何合适的移动装置。检测到的接近和/或移动装置上的按钮或开关的激活可以与用于将锁定杆102移动到锁定位置或解锁位置的指令相对应。
致动器130可以包括到锁定杆接口110的接口132、到动力驱动器120的接口134、脱离装置136以及柔性偏置构件138。到锁定杆接口110的接口132可以例如是用于与锁定杆齿轮齿112啮合的齿轮齿。到动力驱动器120的接口134可以例如是与动力驱动齿轮122的齿轮齿啮合的齿轮齿。脱离装置136可以例如是从致动器130的头部延伸的突起。在多种实施例中，可以推动突起136以使致动器130远离锁定杆接口110移动，从而使致动器130和锁定杆接口110脱离。例如，如下面更详细描述的，锁芯输出部150可以包括凸轮154，该凸轮可以随着机械钥匙的旋转而旋转，以推动突起136并且使致动器齿轮齿132从锁定杆齿轮齿112脱离，以将冗余致动锁定设备100设置在手动钥匙锁定致动模式中。如果冗余致动锁定设备100被设置为手动钥匙锁定致动模式，则柔性偏置构件138可以能操作以允许致动器130从锁定杆接口110脱离。如果冗余致动锁定设备100未被设置为手动钥匙锁定致动模式，则柔性偏置构件138可以被构造为偏置致动器130与锁定杆接口110接合。例如，柔性偏置构件138可以是弹簧或任何合适的机构，以用于将致动器130偏置到接合位置并且响应于超过偏置阈值的力而提供移动到脱离位置的弹性。
仍然参照如图1，手动钥匙锁定机构140-154可包括钥匙输入部140、锁芯146和锁芯输出部150。钥匙输入部140可以是具有用于接受机械钥匙的槽的插头。插头可以随着插入的钥匙的旋转而枢转。锁芯146可以是具有径向突出腔室的中空柱体，该径向突出腔室沿着主体的长度延伸，用于容纳销和螺栓。销可以用于在没有正确的机械钥匙的情况下防止插头枢转。螺栓可以在一端联接到插头并且在相对端联接到锁芯输出部150。螺栓可以基于机械钥匙的旋转而与插头枢转，螺栓的枢转使锁芯输出部150在锁芯146的相对端沿第一方向旋转以锁定锁定杆102，以及沿第二方向旋转以解锁锁定杆102。钥匙输入部140和锁芯146可以通过安装板142而安装到一装置，例如工具箱或者利用锁定机构的任何合适设备。在多种实施例中，安装板142可包括标识解锁位置、锁定位置或任何合适位置的标记144。图3是根据多种实施例的示例性钥匙输入部140的前视图。参照图3，钥匙输入部140可以包括用于接收机械钥匙的插头中的槽。钥匙输入部可以通过安装板142安装到工具箱或任何合适设备。安装板142可以包括例如示出锁定位置、解锁位置和/或中央位置的标记144。在某些实施例中，中央位置可以对应于电子锁定致动模式。
再次参照图1，在固定锁芯146的端部处的可旋转锁芯输出部150可以能脱离地联接到锁定杆接口110。如果冗余致动锁定设备100被设置为手动钥匙锁定致动模式，锁芯输出部150可以构造成在第一方向上接合和驱动锁定杆接口110以促使锁定杆接口110将锁定杆102锁定，或沿第二方向接合和驱动锁定杆接口110以促使锁定杆接口110解锁锁定杆102。在多种实施例中，锁芯输出部150可以被构造为同时或顺序地使致动器130与锁定杆接口110脱离，以及使锁芯输出部150与锁定杆接口110接合，以将冗余致动锁定设备设置为手动钥匙锁定致动模式。
图4是根据多种实施例的示例性手动钥匙锁定机构140-154的透视图。参照图4，手动钥匙锁定机构140-154可以包括联接到安装板142并具有锁芯输出部150的锁芯146。锁芯输出部150可以是可旋转套筒，例如位于锁芯146的端部处。锁芯输出部150可包括内部互锁部152和外部凸轮部154。内部互锁部152可包括具有多个边缘的形状，用于驱动锁定杆齿轮头114轴的平边缘，这样使得锁定杆接口110旋转以锁定或解锁锁定杆102。例如，如果锁芯输出部150通过机械钥匙而沿第一方向旋转以锁定锁定杆102，锁芯输出部150的内部互锁部152的多个边缘中的一个或多个可以接合并驱动锁定杆齿轮头114。作为另一个示例，如果锁芯输出部150通过机械钥匙而沿第二方向旋转以解锁锁定杆102，锁芯输出部150的内部互锁部152可以沿第二方向接合并驱动锁定杆齿轮头114。图4、图7、图8、图11和图12示出了内部互锁部152的示例性形状的第一示例性实施例。图13和图14示出了内部互锁部152的示例性形状的第二示例性实施例。
再次参照图4，锁芯输出部150的外部凸轮部154可以包括突出或凸出形状，该突出或凸出形状被构造为使电子锁定机构120-138的致动器130与锁定杆接口110脱离。例如，当插入钥匙输入部140中的机械钥匙被转动以使锁芯输出部150旋转时，外部凸轮部154的突出或凸起形状可以枢转并推动从致动器130的头部延伸的突起136，以使致动器130的齿轮齿132移动远离锁定杆接口110的锁定杆齿轮齿112。致动器齿轮齿132与锁定杆齿轮齿112的分离使致动器130和锁定杆接口110脱离。在操作时，随着外部凸轮部154使电子锁定机构120-138的致动器130与锁定杆接口110脱离(参见图11至图12)或者随后(参见图13至图14)，锁芯输出部150的内部互锁部152经由锁定杆齿轮头114接合锁定杆接口110，以随着机械钥匙的旋转而手动地锁定或解锁锁定杆102。
图5是根据多种实施例的具有与锁定杆接口110接合的致动器130的示例性冗余致动锁定设备100的俯视图。参照图5，冗余致动锁定设备100包括：在电子锁定致动模式下与锁定杆接口110接合的电子锁定机构120-138以及与锁定杆接口110脱离的手动钥匙锁定机构140-154。电子锁定机构120-138包括动力驱动器120和致动器130。动力驱动器120可以被无线地控制以驱动致动器130，该致动器驱动锁定杆接口110以锁定或解锁锁定杆102。动力驱动器120可以包括动力驱动齿轮122，该动力驱动齿轮可以由动力驱动器120沿第一方向旋转以将锁定杆102锁定，以及沿第二方向旋转以解锁锁定杆102。致动器130可以包括用于与动力驱动齿轮122啮合的齿轮齿134。致动器130可以包括与锁定杆接口110的齿轮齿112啮合的齿轮齿132，以驱动锁定杆接口110。致动器130可以包括柔性偏置构件138，用于偏置致动器130以与锁定杆接口110接合。致动器130可以包括用于使致动器130与锁定杆接口110脱离的脱离装置136。例如，在脱离装置136处所接收的超过柔性偏置构件138的偏置阈值的力可以推动致动器130远离锁定杆接口110，以使致动器齿轮齿132和锁定杆接合齿轮齿112脱离。
手动钥匙锁定机构140-154可以包括位于锁芯146一端的钥匙输入部140和位于锁芯146相对端的锁芯输出部150。钥匙输入部140和锁芯146可以通过钥匙输入安装板142联接到具有冗余致动锁定设备100的设备。锁芯输出部150可以能脱离地联接到锁定杆接口110。
图5所示的示例性冗余致动锁定设备100与如上所述的图1至图4中所示的示例性冗余致动锁定设备100共享多种特征。
图6是示出根据多种实施例的用于经由电子锁定致动模式将锁定杆102移动到锁定或解锁位置的示例性步骤202-210的流程图。参照图6，示出了包括示例性步骤202到210的流程图200。本公开的某些实施例可以省略一个或多个步骤，和/或以与所列出的顺序不同的顺序执行步骤，和/或与下面讨论的某些步骤组合。例如，在某些实施例中可以不执行一些步骤。作为另一示例，某些步骤可以以不同于以下列出的时间顺序来执行，包括但不限于同时。虽然参照上述系统的示例性元件描述了该方法，但是应当理解，其他实施方式也是可能的。
在步骤202，接收到用于激活在电子锁定致动模式下操作的冗余致动锁定设备100的动力驱动器120的控制信号。例如，动力驱动器120(其可以是电动机，例如DC电动机或任何合适的电动机)可以接收用于接通电动机的信号。在多种实施例中，该信号可以是与检测到的移动装置的接近或者移动装置上的按钮或开关的激活相对应的无线信号，上述移动装置例如是智能电话，遥控器或任何合适的移动装置。检测到的接近和/或移动装置上的按钮或开关的激活可以与用于将锁定杆102移动到锁定位置或解锁位置的指令相对应。电子锁定致动模式可以与冗余致动锁定设备100相对应，冗余致动锁定设备具有与锁定杆接口110接合的致动器，例如如图5所示。在多种实施例中，冗余致动锁定设备100可以默认处于电子锁定致动模式。例如，致动器130的柔性偏置构件138可以偏置致动器130以接合锁定杆接口110。通过旋转钥匙输入部140中的机械钥匙以使致动器130与锁定杆接口110脱离，可以将冗余致动锁定设备100切换到手动钥匙锁定致动模式，如下面参照图9至图14所描述。
图7是根据多种实施例的经由电子锁定致动模式从解锁位置转变到锁定位置的示例性冗余致动锁定设备100一部分的局部横截面视图。图8是根据多种实施例的经由电子锁定致动模式从锁定位置转变到解锁位置的示例性冗余致动锁定设备100的一部分的局部横截面视图。参照图5至图8，如果机械钥匙还未被插入到钥匙输入部140中和/或如果钥匙输入部140处于与电子锁定致动模式相对应的位置(例如中央位置)，则冗余致动锁定设备100可以处于与电子锁定致动模式相对应的起始位置，在该位置中致动器130与锁定杆接口110接合并且锁芯输出部150的锁芯互锁部152能脱离地联接到锁定杆接口110。从该起始位置，动力驱动器120可以被无线地控制以锁定或解锁锁定杆102。尽管图7和图8涉及蓝牙连接，可以设想任何合适的无线控制信号。
在步骤204，激活的动力驱动器120可以旋转动力驱动齿轮122。例如，动力驱动器120可以沿第一方向旋转齿轮122，以经由致动器130移动锁定杆102并使锁定杆接口110移动到锁定位置，或者沿第二方向旋转齿轮122，以经由致动器130移动锁定杆102并使锁定杆接口110移动到解锁位置。
在步骤206，旋转动力驱动齿轮122可以将旋转赋予致动器130。例如，致动器130可以包括与动力驱动齿轮122啮合的齿轮齿134。动力驱动齿轮122可以使致动器130沿第一方向旋转，以经由锁定杆接口110将锁定杆102移动到锁定位置，或使致动器130沿第二方向旋转，以经由锁定杆接口110将锁定杆102移动到解锁位置。
在步骤208，当锁定杆接口110保持与手动钥匙机构140-154脱离时，致动器130的旋转驱动锁定杆接口110。例如，致动器130可以包括与锁定杆接口110的齿轮齿112啮合的致动器齿轮132。致动器130可以沿第一方向旋转锁定杆接口110以将锁定杆102移动到锁定位置，或者沿第二方向旋转锁定杆接口110以将锁定杆102移动到解锁位置。锁定杆接口110的旋转可使锁定杆齿轮头114枢转，该锁定杆齿轮头114脱离地联接到手动钥匙机构140-154的锁芯输出部150的互锁部152。致动器130自由地转动锁定杆接口110，而无需锁定杆齿轮头114基于互锁部152的形状接合互锁部152。在多种实施例中，锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114可以枢转大约90度，例如从锁定到解锁或反之亦然，而无需接合手动钥匙机构140-154。
参照图7，例如，锁定杆齿轮头114可以在与锁定杆102的解锁状态对应的水平位置开始。响应于与“锁定”动作相对应的无线控制信号，致动器130可以驱动锁定杆接口100，将锁定杆齿轮头114在第一方向上从与锁定杆102的解锁状态对应的水平位置枢转到与锁定杆102的锁定状态对应的竖直位置，而无需移动锁芯输出部150。因此，在手动钥匙机构140-154从锁定杆接口110脱离时，在电子锁定致动模式中发生“锁定”锁定杆102的动作，这样使得电子锁定致动模式中的锁定动作独立于手动钥匙机构140-154。
作为另一实例，参考8，锁定杆齿轮头114可以起始于与锁定杆102的锁定状态对应的竖直位置。响应于与“解锁”动作对应的无线控制信号，致动器130可以驱动锁定杆接口100，使锁定杆齿轮头114在第二方向上从与锁定杆102的锁定状态对应的竖直位置枢转到与锁定杆102的解锁状态对应的水平位置，而不移动锁芯输出部150。因此，在手动钥匙机构140-154与锁定杆接口110断开接合时发生“解锁”处于电子锁定致动模式中的锁定杆102的动作，这样使得电子锁定致动模式中的解锁动作独立于手动钥匙机构140-154。
虽然图7和图8示出了与处于竖直定向的锁定杆齿轮头114对应的锁定位置和与处于水平定向的锁定杆齿轮头114对应的解锁位置，但多种实施例的范围不限于此。相反，任何合适的定向都可以与锁定位置和解锁位置中的每个相关联。
再次参考图6，在步骤210中，锁定杆102通过锁定杆接口110移动至锁定或解锁位置。例如，基于接收到的控制信号，动力驱动器120可以在第一方向上操作以锁定锁定杆102，以及在第二方向上操作以解锁锁定杆102。
图9是根据多种实施例的具有与锁定杆接口110断开接合的致动器130的示例性冗余致动锁定设备100的俯视图。参考图9，冗余致动锁定设备100包括在手动钥匙锁定致动模式下与锁定杆接口110接合的手动钥匙锁定机构140-154以及与锁定杆接口110断开接合的电子锁机构120-138。手动钥匙锁定机构140-154可以包括位于锁芯146一端的钥匙输入部140和位于锁芯146的相对端的锁芯输出部150。钥匙输入部140和锁芯146可以通过钥匙输入安装板142耦接至具有冗余致动锁定设备100的装置。钥匙输入部140可以通过延伸穿过锁芯146的中空中央部的一个或多个螺栓连接至锁芯输出部150。钥匙输入部140可以包括具有钥匙槽的插头，该插头能通过插入钥匙槽中的钥匙而旋转以使锁芯输出部150枢转。锁芯输出部150可以能脱离地耦接至锁定杆接口110。例如，锁芯输出部150可以包括内部互锁件152和外部凸轮154。内部互锁件152可以包括构造为与锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114能脱离地配合的形状。外部凸轮154可以包括构造为使电子锁机构120-138与锁定杆接口110断开接合的形状。
钥匙槽140处的旋转可以使锁芯输出部150旋转。当锁芯输出部150旋转时，外部凸轮154可以推动电子锁机构120-138的致动器130的脱离接装置136。由外部凸轮154施加在脱离接装置136上的力可以使致动器齿轮齿132与锁定杆接合齿轮齿112断开接合，这样使得锁定杆接口110与电子锁机构120-138断开接合。在电子锁机构120-138与锁定杆接口110断开接合接合之后和/或同步和/或同时，锁芯输出部150的内部互锁件152接合锁定杆齿轮头114，并取决于机械钥匙在钥匙输入部140处转动的方向而驱动锁定杆接口110沿第一方向锁定锁定杆102或沿第二方向解锁锁定杆102。
在多种实施例中，冗余致动锁定设备100可以默认处于电子锁定致动模式，如图5所示。例如，如果致动器130与锁定杆接口110接合，则冗余致动锁定设备100可以处于电子锁定致动模式。机械钥匙在钥匙输入部140中的旋转可通过使致动器130与锁定杆接口110断开接合而将冗余锁定装置设定为手动钥匙锁定致动模式，如图9所示。
电子锁机构120-138包括动力驱动器120和致动器130。动力驱动器120可以被无线地控制以驱动致动器130，如果致动器130与锁定杆接口接合，则该致动器驱动锁定杆接口110以锁定或解锁锁定杆102。动力驱动器120可以包括动力驱动齿轮122，该动力驱动齿轮可以由动力驱动器120在第一和第二方向上旋转。致动器130可以包括齿轮齿134，以用于与动力驱动齿轮122啮合。致动器130可以包括齿轮齿132，该齿轮齿可以与锁定杆接口110的齿轮齿112啮合，以在如果致动器130与锁定杆接口接合时驱动锁定杆接口110。致动器130可以包括用于偏置致动器130以与锁定杆接口110接合的柔性偏置构件138。致动器130可以包括用于使致动器130与锁定杆接口110断开接合的脱离接装置136。例如，在脱离接装置136处接收的超过柔性偏置构件138的偏置阈值的力可以推动致动器130远离锁定杆接口110，以使致动器齿轮齿132和锁定杆接合齿轮齿112断开接合，如图9所示。
图9所示的示例性冗余致动锁定设备100与图1-5、图7和图8中所示的示例性冗余致动锁定设备100共享多种特征。
图10是示出根据多种实施例的用于经由手动钥匙锁定致动模式将锁定杆102移动至锁定或解锁位置的示例性步骤302至312的流程图300。参考图10，示出了包括示例性步骤302至312的流程图300。本公开的某些实施例可以省略一个或多个步骤，和/或以与所列出的顺序不同的顺序执行步骤，和/或组合下面讨论的某些步骤。例如，在某些实施例中可以不执行一些步骤。作为另一实例，某些步骤可以以不同于以下列出的时间顺序来执行，包括但不限于同时执行。虽然参考上述系统的示例性元件描述了该方法，但应当理解到其他实施方式也是可能的。
在步骤302，接收插入冗余致动锁定设备100的钥匙输入部140中的机械钥匙的手动钥匙旋转。例如，钥匙输入部140可以包括具有用于接收机械钥匙的槽的插头。钥匙输入部140可以在锁芯146的第一端处延伸到锁芯146中。机械钥匙在钥匙输入部140处的旋转可以使锁芯输出部150旋转，该锁芯输出部可枢转地耦接至锁芯146的第二端。例如，钥匙输入部140和锁芯输出部150可以通过延伸穿过锁芯146的一个或多个螺栓而耦接，这样使得钥匙输入部140的旋转运动被转换为锁芯输出部150的旋转运动。
在多种实施例中，冗余致动锁定设备100可默认处于电子锁定致动模式。例如，致动器130的柔性偏置构件138可将致动器130偏置为接合锁定杆接口110。可通过旋转钥匙输入部140中的机械钥匙来使致动器130与锁定杆接口110断开接合，从而冗余致动锁定设备100切换到手动钥匙锁定致动模式。手动钥匙锁定致动模式可以与使致动器130与锁定杆接口110断开接合的冗余致动锁定设备100相对应，例如如图9所示。
图11是根据多种实施例的示例性冗余致动锁定设备100的一部分的局部截面图，其具有经由手动钥匙锁定致动模式从解锁位置转变到锁定位置的第一互锁几何形状。图12是示例性冗余致动锁定设备100的一部分的局部截面图，其具有经由手动钥匙锁定致动模式从锁定位置转变到解锁位置的第一互锁几何形状。图13是示例性冗余致动锁定设备100的一部分的局部截面图，其具有经由手动钥匙锁定致动模式从解锁位置转变到锁定位置的第二互锁几何形状。图14是示例性冗余致动锁定设备的一部分的局部截面图，其具有经由手动钥匙锁定致动模式从锁定位置转变到解锁位置的第二联锁几何形状。参考图9-14，如果机械钥匙未被插入到钥匙输入部140中和/或如果钥匙输入部140处于与电子锁定致动模式(例如中央位置)对应的位置，则冗余致动锁定设备100可以处于与电子锁定致动模式对应的起始位置，在该位置中，致动器130与锁定杆接口110接合并且锁芯输出部150的锁芯互锁件152能脱离地耦接至锁定杆接口110。从该起始位置，例如在图11-14中示出的每个系列图像中的第一图像所示，机械钥匙可以插入冗余致动锁定设备100的钥匙输入部140中并且旋转以转换到手动钥匙锁定致动模式。
在步骤304，在电子锁定致动模式中，基于机械钥匙在钥匙输入部140处的旋转使用于驱动锁定杆接口110的致动器130与锁定杆接口110断开接合。例如，机械钥匙在锁芯146的第一端处的钥匙输入端140处的旋转可以使与锁芯146的第二端可枢转地耦接的锁芯输出部150旋转。锁芯输出部150可以包括外部凸轮154，该外部凸轮操作为将力施加至致动器脱离接装置136，以在锁芯输出部150由机械钥匙旋转时推动致动器130远离锁定杆接口110并使致动器130与该锁定杆接口断开接合。
在步骤306，锁芯输出部150随着钥匙输入部140处的机械钥匙从锁定位置与解锁位置之间的中央位置的旋转而旋转，以使锁芯输出部150的互锁件152与锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114接合。例如，锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114可以是具有至少两个平边缘的轴，该轴可以由锁芯输出部150的锁芯互锁件152接合和驱动。互锁件152可以包括具有多个边缘的形状，以用于接合和驱动锁定杆齿轮头114轴的平边缘，使得锁定杆接口110旋转以锁定或解锁锁定杆102。在多种实施例中，当机械钥匙转动时，互锁件152与锁芯输出部150一起旋转，使得互锁件152的多个边缘中的一个或多个接合锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114的轴。
在步骤308，当锁定杆接口110保持与电子锁机构120-138断开接合时，锁芯输出部150的旋转驱动锁定杆接口110。例如，如果锁芯输出部150通过机械钥匙沿第一方向旋转以锁定一个或多个锁定杆102，则锁芯输出部150的互锁件152的多个边缘中的一个或多个可以沿第一方向驱动锁芯齿轮头114。作为另一实例，如果锁芯输出部150通过机械钥匙沿第二方向旋转以解锁一个或多个锁定杆102，则锁芯输出部150的互锁件152的多个边缘中的不同的一个或多个边缘可以沿第二方向接合并驱动锁定杆齿轮头114。图11和图12示出了互锁件152的示例性形状的第一示例性实施例，而图13和图14示出了互锁件152的示例性形状的第二示例性实施例。
参考图11和图12，互锁件152可以旋转大约90度，以至少基本上同步或同时使致动器130与锁定杆接口断开接合(步骤304)，使互锁件152与锁定杆齿轮头114接合(步骤306)，以及使锁定杆接口旋转(步骤308)。参考图13和图14，互锁件152可以旋转大约110度。例如，最初大约20度的旋转可以使致动器130与锁定杆接口断开接合(步骤304)。竖直参考线示出了，当凸轮154旋转并推动致动器脱离接装置136时，致动器130被推开并与锁定杆接口110断开接合。在电子锁机构120-138与锁定杆接口110断开接合之后，互锁件152的接下来大约90度的旋转可以使互锁件152与锁定杆齿轮头114接合(步骤306)，并且使锁定杆接口旋转(步骤308)。在图11-14所示的实施例中，锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114可以例如从锁定到解锁枢转大约90度，或者反之亦然。锁芯输出部150的互锁件152自由地转动锁定杆接口110，而电子锁机构120-138的致动器130接合锁定杆接口110。
再次参考图10，在步骤310时，锁定杆102通过锁定杆接口110移动到锁定位置或解锁位置。例如，机械钥匙可以沿第一方向旋转，以在第一方向上移动锁芯输出部150的互锁件152和锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114(如图11和13所示)，从而锁定锁定杆102。作为另一个实例，机械钥匙可以沿第二方向旋转，以在第二方向上移动锁芯输出部150的互锁件152和锁定杆接口110的锁定杆齿轮头114(如图12和14所示)，从而解锁锁定杆102。
在步骤312时，锁芯输出部150可以返回到其在锁定位置和解锁位置或初始位置之间的中央位置。例如，手动锁定机构140-154可以是弹簧加载的，以将包括内部互锁件152和外部凸轮154的锁芯输出部150返回到其初始位置。因此，例如在图11和12的每个系列中的最后一图所示，致动器130返回到与锁定杆接口110的对应于电子锁定致动模式的默认接合状态。此外，凸轮154和互锁件152处于适当位置，以响应于机械钥匙的旋转分别使致动器130与锁定杆接口110脱离并从锁定状态转换到解锁状态，或反之亦然。尽管在图13和14中未具体示出，一旦盒子被锁定或解锁，锁芯输出部150可以类似地返回到如图13和图14的两个系列图像的第一图像中所示的初始位置。
图15是根据多种实施例的处于锁定位置的替代的示例性冗余致动锁定设备400的透视图。图16是替代的示例性冗余致动锁定设备400的示例性锁定杆接口110的示例性斜坡162和止动件160的透视图。图17是处于解锁位置的替代的示例性冗余致动锁定设备400的透视图。图18是处于解锁位置的替代的示例性冗余致动锁定设备400的侧视图。
参照图15至图18，替代的冗余致动锁定设备400可包括锁定杆接口110、电子锁定机构120-132以及手动钥匙锁定机构140-146。锁定杆接口110构造成在锁定位置和解锁位置之间移动一个或多个锁定杆102。如果在电子锁定致动模式中操作以锁定和/或解锁锁定杆102，则锁定杆接口110可以与电子锁定机构120-132接合并且与手动钥匙锁定机构140-146脱离。如果以手动钥匙锁定致动模式操作以锁定和/或解锁锁定杆102，则锁定杆接口110可与手动钥匙锁定机构140-146接合并与电子锁机构120-132脱离。
图16是示例性锁定杆接口110的透视图。参照图16，锁定杆接口110可包括齿轮齿112、斜坡162以及止动件160。锁定杆齿轮齿112可构造成在电子锁定致动模式下与电子锁机构120-132的致动器130可脱离地耦接，以锁定和/或解锁(一个或多个)锁定杆102。锁定齿轮齿112可以例如与致动器齿轮齿132啮合，如果被接合，使得致动器130可以驱动锁定杆接口110。斜坡162和止动器160可构造成在手动钥匙锁定致动模式下与手动钥匙锁定机构140-146中的锁芯146可脱离地耦接，以锁定和/或解锁(一个或多个)锁定杆102。斜坡162可以构造成通过将锁定杆接口110推离致动器130而使锁定杆接口110与致动器130脱离。例如，在机械钥匙旋转钥匙输入部140和耦接至钥匙输入部140的锁芯146时，锁芯146可以滑过斜坡162以推动锁定杆接口110。止动器160可构造成接合锁芯146，使得锁芯146可以驱动锁定杆接口110以例如将锁定杆102从锁定位置(如图15所示)移动至解锁位置(如图17和图18所示)。
如图15至图18所示，电子锁机构120-132可包括动力驱动器120和致动器130。主动力驱动器120可以是电动机，例如DC电动机或任何合适的电动机。主动力驱动器120可构造成接收控制信号，并且作为响应，能可操作地沿第一方向驱动致动器130以与锁定杆接口110相互作用，从而锁定锁定杆102，或者沿第二方向驱动致动器以与锁定杆接口110相互作用从而解锁锁定杆102。致动器130可包括到锁定杆接口110的接口132。到锁定杆接口110的接口132可以例如是用于与锁定杆齿轮齿112啮合的齿轮齿。
手动钥匙锁定机构140-146可包括钥匙输入部140和锁芯146。钥匙输入部140可以是插头，其具有用于接收机械钥匙的槽。插头可随插入的钥匙的旋转而枢转并驱动锁芯146。锁芯146可具有耦接至钥匙输入部140的第一端和可操作地驱动锁定杆接口110的第二端。钥匙输入部140和锁芯146可以通过安装板142能枢转地安装至一装置，例如工具箱或使用锁定机构的任何合适的装置。
多种实施例提供了冗余致动锁定设备100，其包括锁定杆接口110、电子锁定机构120-138以及手动钥匙锁定机构140-154。锁定杆接口110可构造成将一个或多个锁定杆102操纵到锁定位置和解锁位置中的一个中。电子锁机构120-138可包括致动器130和动力驱动器120。致动器130能可脱离地耦接至锁定杆接口110。致动器130可构造成驱动锁定杆接口110以操纵一个或多个锁定杆102。在电子锁定致动模式中致动器可以耦接至锁定杆接口110。致动器130可以在手动钥匙锁定致动模式中从锁定杆接口110脱离。动力驱动器120可耦接到致动器130并且构造成响应于控制信号驱动致动器130，从而驱动锁定杆接口110。手动钥匙锁定机构140-154可包括钥匙输入部140、锁芯146以及锁芯输出部150。钥匙输入部140可构造成接收机械钥匙。钥匙输入部140可以随着机械钥匙的旋转而旋转。机械钥匙的旋转可使致动器130与锁定杆接口110脱离，以从电子锁定致动模式转换到手动钥匙锁定致动模式。锁芯146可以包括第一端和第二端。钥匙输入部140可以设置在锁芯146的第一端处。锁芯输出部150可以设置在锁芯146的第二端处，并且可脱离地耦接到锁定杆接口110。锁芯输出部150可以随着机械钥匙的旋转而在钥匙输入部140处旋转。锁芯输出部150可构造成接合并驱动锁定杆接口110以操纵一个或多个锁定杆102。在手动钥匙锁定致动模式下锁芯输出部150可以接合至锁定杆接口110。在电子锁定致动模式中锁芯输出部150可以从锁定杆接口110脱离。
在某些实施例中，致动器130包括构造成与锁定杆接口110的齿轮齿112啮合，以驱动锁定杆接口110的齿轮齿132。在代表性实施例中，响应于由移动设备发送的无线信号而产生控制信号。在多种实施例中，动力驱动器120包括动力驱动齿轮122。动力驱动齿轮122可以由动力驱动器120旋转以驱动致动器130。致动器130可包括齿轮134，该齿轮构造成与动力驱动齿轮啮合。在某些实施例中，动力驱动器120在第一方向上旋转动力驱动齿轮122，以驱动致动器130从而驱动锁定杆接口110，以将一个或多个锁定杆102操纵到锁定位置中。在代表性实施例中，动力驱动器120在第二方向上旋转动力驱动齿轮122，以驱动致动器130从而驱动锁定杆接口110，以将一个或多个锁定杆102操纵到解锁位置中。在多种实施例中，动力驱动器120是电动机。在某些实施例中，电动机是DC电动机。
在代表性实施例中，致动器130包括柔性偏置构件138，该柔性偏置构件构造为将致动器130的齿轮齿132偏置成与锁定杆接口110的齿轮齿112接合。在多种实施例中，柔性偏置构件138是弹簧。在某些实施例中，致动器130包括脱离装置136。施加到脱离装置136的力超过由弹簧138施加的偏置力可使致动器130的齿轮齿132与锁定杆接口110的齿轮齿112脱离。在代表性实施例中，锁芯输出部150是包括内部和外部的套筒。套筒的外部包括凸轮154，该凸轮构造成如果锁芯输出部150基于机械钥匙的旋转而在钥匙输入140处旋转就向脱离装置136提供超过由弹簧138施加的偏置力的力。
在多种实施例中，锁定杆接口110包括具有多个平边缘的轴114，该多个平边缘构造成由锁芯输出部150接合。在某些实施例中，锁芯输出部150是包括内部和外部的套筒。套筒的内部包括互锁件152，互锁件具有包括多个边缘的形状，该多个边缘构造成接合并驱动轴114的多个平边缘。在代表性实施例中，多个边缘152的第一部分接合并驱动轴114的多个平边缘，以将一个或多个锁定杆102操纵到锁定位置中。在多种实施例中，多个边缘152的第二部分接合并驱动轴114的多个平边缘，以将一个或多个锁定杆102操纵到解锁位置中。在某些实施例中，在多个边缘152的第一部分和第二部分中的一个与多个平边缘接合之前，互锁件152与锁芯输出部件150一起旋转第一角距离，并且在多个边缘152的第一部分和第二部分中的一个与多个平边缘接合之后，互锁件152与锁芯输出部件150一起旋转第二角距离。在代表性实施例中，第一角距离为大约20度，第二角距离为大约90度。
在多种实施例中，轴114可在第一方向上旋转大约90度，以将一个或多个锁定杆102操纵到锁定位置中。轴114可在第二方向上旋转大约90度，以将一个或多个锁定杆102操纵到解锁位置中。在某些实施例中，手动钥匙锁定机构140-154是弹簧加载的，以在机械钥匙旋转以使锁芯输出部150旋转之后将锁芯输出部150返回到默认位置。
如本文所使用的，“和/或”是指通过“和/或”加入的列表中的项目中的任何一个或多个。作为示例，“x和/或y”表示三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。作为另一示例，“x，y和/或z”表示七元素集{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}。如本文所使用的，术语“示例性”意味着用作非限制性示例、实例或说明。如本文所使用的，术语“例如(e.g.)”和“比如(for example)”列出一个或多个非限制性示例、实例或图示的列表。如本文所使用的，“构造成”或“操作为”执行功能的结构要求结构不仅仅能够执行该功能，而是实际上不管该功能是否真的被执行、禁用或未启用也能够执行改功能。
虽然已经参考某些实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等同物。另外，可以进行许多修改以将特定情况或材料应用于本公开的教导而不脱离其范围。因此，本公开不旨在限于所公开的特定实施例或实施方式，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (19)

1.一种冗余致动锁定设备，包括：
锁定杆接口，构造为将一个或多个锁定杆操纵到锁定位置和解锁位置中的一个中；
电子锁定机构，包括：
能脱离地耦接到所述锁定杆接口的致动器，所述致动器构造为用于驱动所述锁定杆接口以操纵所述一个或多个锁定杆，在电子锁定致动模式下所述致动器接合到所述锁定杆接口，并且在手动钥匙锁定致动模式下所述致动器与所述锁定杆接口脱离，其中，所述致动器包括齿轮齿，该齿轮齿构造为与所述锁定杆接口的齿轮齿啮合以驱动所述锁定杆接口；以及
动力驱动器，耦接到所述致动器并且构造为响应于控制信号来驱动所述致动器，从而驱动所述锁定杆接口；以及
手动钥匙锁定机构，包括：
钥匙输入部，构造为用于接收机械钥匙，所述钥匙输入部能随着所述机械钥匙的旋转而旋转；
锁芯，具有第一端和第二端，所述钥匙输入部设置在所述锁芯的第一端处；以及
锁芯输出部，设置在所述锁芯的第二端处并且能脱离地耦接到所述锁定杆接口，所述锁芯输出部能随着在所述钥匙输入部处的所述机械钥匙的旋转而旋转，所述锁芯输出部构造为接合并驱动所述锁定杆接口，从而操纵所述一个或多个锁定杆，在所述手动钥匙锁定致动模式下所述锁芯输出部接合到所述锁定杆接口，并且在所述电子锁定致动模式下所述锁芯输出部与所述锁定杆接口脱离。
2.根据权利要求1所述的冗余致动锁定设备，其中，响应于由移动设备发送的无线信号而生成所述控制信号。
3.根据权利要求1所述的冗余致动锁定设备，其中，所述动力驱动器包括动力驱动齿轮，所述动力驱动齿轮能通过所述动力驱动器而旋转，从而驱动所述致动器，所述致动器包括构造为与所述动力驱动齿轮啮合的齿轮。
4.根据权利要求3所述的冗余致动锁定设备，其中，所述动力驱动器使所述动力驱动齿轮在第一方向上旋转，以驱动所述致动器来驱动所述锁定杆接口，从而将一个或多个锁定杆操纵到所述锁定位置中。
5.根据权利要求4所述的冗余致动锁定设备，其中，所述动力驱动器使所述动力驱动齿轮在第二方向上旋转，以驱动所述致动器来驱动所述锁定杆接口，从而将一个或多个锁定杆操纵到所述解锁位置中。
6.根据权利要求1所述的冗余致动锁定设备，其中，所述动力驱动器是电动机。
7.根据权利要求6所述的冗余致动锁定设备，其中，所述电动机是DC电动机。
8.根据权利要求1所述的冗余致动锁定设备，其中，所述致动器包括柔性偏置构件，所述柔性偏置构件构造为用于将所述致动器的齿轮齿偏置成与所述锁定杆接口的齿轮齿接合。
9.根据权利要求8所述的冗余致动锁定设备，其中，所述柔性偏置构件是弹簧。
10.根据权利要求9所述的冗余致动锁定设备，其中，所述致动器包括脱离装置，其中，施加到所述脱离装置的力超过由所述弹簧施加的偏置力将使所述致动器的齿轮齿与所述锁定杆接口的齿轮齿脱离。
11.根据权利要求10所述的冗余致动锁定设备，其中，所述锁芯输出部是包括内部和外部的套筒，并且其中，所述套筒的外部包括凸轮，所述凸轮构造为如果锁芯输出部基于在钥匙输入部处的机械钥匙的旋转而旋转，则向所述脱离装置提供超过由弹簧施加的偏置力的力。
12.根据权利要求1所述的冗余致动锁定设备，其中，所述锁定杆接口包括具有多个平边缘的轴，所述多个平边缘构造为用于由所述锁芯输出部接合。
13.根据权利要求12所述的冗余致动锁定设备，其中，所述锁芯输出部是包括内部和外部的套筒，并且其中，所述套筒的内部包括互锁件，该互锁件具有包括多个边缘的形状，该多个边缘构造为用于接合并且驱动所述轴的多个平边缘。
14.根据权利要求13所述的冗余致动锁定设备，其中，所述多个边缘的第一部分接合并且驱动所述轴的多个平边缘，以将所述一个或多个锁定杆操纵到所述锁定位置中。
15.根据权利要求14所述的冗余致动锁定设备，其中，所述多个边缘的第二部分接合并且驱动所述轴的多个平边缘，以将所述一个或多个锁定杆操纵到所述解锁位置中。
16.根据权利要求15所述的冗余致动锁定设备，其中，在所述多个边缘的第一部分和第二部分中的一个与所述轴的多个平边缘接合之前所述互锁件与所述锁芯一起旋转输出第一角距离，并且在所述多个边缘的第一部分和第二部分中的一个与所述轴的多个平边缘接合之后所述互锁件与所述锁芯一起旋转输出第二角距离。
17.根据权利要求16所述的冗余致动锁定设备，其中，所述第一角距离大约为20度，并且所述第二角距离大约为90度。
18.根据权利要求12所述的冗余致动锁定设备，其中，所述轴能在第一方向上旋转大约90度以将所述一个或多个锁定杆操纵到所述锁定位置中，并且其中，所述轴能在第二方向上旋转大约90度以将所述一个或多个锁定杆操纵到所述解锁位置中。
19.根据权利要求1所述的冗余致动锁定设备，其中，所述手动钥匙锁定机构由弹簧加载，以在旋转所述机械钥匙从而旋转所述锁芯输出部之后，将所述锁芯输出部返回到默认位置。
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