CN107476670B - 电子锁电机推杆行程检测与补偿装置及检测补偿方法 - Google Patents

电子锁电机推杆行程检测与补偿装置及检测补偿方法 Download PDF

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Abstract

电子锁电机推杆行程检测与补偿装置及检测补偿方法，其该装置包括电子锁本体与控制板模块，控制板模块能够驱动电子锁本体内的电机转动，进而带动拨叉推杆上下运动实现离合器动作从使开锁与闭锁，随着电子锁本体的使用，其使用时会出现差错或精度会降低，而该电子锁电机推杆行程检测与补偿装置能够采集到相应的偏差量，并将该偏差量作为补偿量补偿反馈到控制命令中并执行补偿与反馈到交互传递，提升电子锁的使用体验与保障，避免了常规电子锁经常出现的“比对通过后锁未锁上或而打不开”的故障，同时，因为控制板模块设置有能与使用者交互的多种子模块，能及时反馈电子锁运行信息，产品具有很强适用性与可靠性、稳定性及市场前景。

Description

电子锁电机推杆行程检测与补偿装置及检测补偿方法
技术领域
本发明涉及安防技术领域，尤其涉及一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置。
背景技术
电子锁也叫智能门锁，现行的电子锁在使用中需开启或闭合内部电子电机离合控制装置，从而使其连动门锁离合器插销，该结构之前存在靠一定时间内送电方式使电机齿轮动作传动或推动弹簧储能推动离合器装置的推杆与插销和锁传动轴离合，通过机械传动开锁，但是这种锁的结构没有传感器或只有一个单程单向位传感器的结构，这些电子锁工作会受到电压差(尤其是电池供电)、电机驱动时间差、电机转速快慢、推杆弹簧疲劳、齿轮卡位、单程单向位传感器测量精度等问题无法准确及时反馈给控制板该推杆的准确位置，更无法判断或者进行行程调整补偿，从而出现了“比对通过后锁未锁上或而打不开”的故障，同时因控制板也没有将故障信息技术传递给使用者，这些电子锁存在严重的安全隐患。
发明内容
为了解决现有技术难题，本发明提供一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置及检测补偿方法，具体技术方案是：
一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置，该装置包括电子锁本体与控制板模块，两者通过引线连通；所述电子锁本体内设置有电机，电机的输出轴端设置有电机齿轮，电机齿轮通过中间过渡齿轮带动中转变数齿轮转动，中转变数齿轮与主动齿轮啮合传动，主动齿轮的齿轮轴成形为传动丝杆，其上配合设置有丝杆螺纹块，拨叉位置传感片设置在该丝杆螺纹块的一侧，丝杆螺纹块的另一侧内设置有导向孔，导向孔内设置有拨叉行程导柱，拨叉行程导柱上设置有与导向孔配合的拨叉行程下导位槽，推杆拨叉通过缓冲胶垫与所述丝杆螺纹块固连，进而通过传动丝杆的转动可带动丝杆螺纹块以及丝杆螺纹块上设置的拨叉位置传感片与推杆拨叉上下移动；所述电子锁本体结构上还设置有与拨叉位置传感片感应配合的上位置光偶、下位置光偶，上、下位置光偶与线路板电连接用以传递推杆拨叉位置信号；电机的顶部设置可随电机轴转动的磁编码轮，在磁编码轮对应位置的电子锁本体上设置有转数霍尔传感器，霍尔传感器与线路板电连接；
所述控制板模块设置有中央处理器、光电传感器电机接口，光电传感器电机接口用以与电子锁本体结构互连通信，控制板模块接受操作者指令进行行程动作，在电子锁本体精度减低时，控制板模块能够辅助控制完成推杆拨叉位置调整补偿；电子锁本体上的线路板上设置有与控制板模块连通用的引线接口。
进一步，所述传动丝杆的两端设置有上、下丝杆轴承，传动丝杆的两端部还套设有防“紧抱死”作用的上、下回位缓冲垫。
进一步，所述电子锁本体为壳体结构，其壳体由外壳上盖，外基下壳构成，在壳体底部设置有装配轴支位板。
进一步，所述壳体结构上设置提升稳定性的上壳体推动定位柱、下壳体推动定位柱。
进一步，其特征在于，所述电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的边角处还设置有便于安装定位的安装固定孔。
进一步，所述的控制板模块结构还设置有存储器子模块、输入端子模块、指纹头子模块、通讯口子模块、电源子模块、显示屏子模块、报警子模块、语音子模块、声光子模块，所述子模块均匀中央处理器连通。
进一步，所述的外壳上盖上设置有产品标志。
一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其步骤为：
1)初始工作时，控制板模块与电子锁本体通过引线连通，上位置光偶、下位置光偶感应拨叉位置传感片位置并将该信息发送给控制板模块，若此时上位置光耦感应到拨叉位置传感片，则控制板模块判断出推杆拨叉处于行程上位；
2)控制板模块接受操作者操作指令并发出一个行程运动的命令，这个命令是驱动推杆拨叉运动至下位，控制板模块驱动电机带动齿轮转动，进而带动丝杆螺纹块下移，此时转数霍尔传感器同步对电机转数进行计数；
3)上位置光偶、下位置光偶对感应拨叉位置进行实时感应检测，当下位置光偶感应到拨叉位置传感片时，及时将信息反馈给控制板模块，控制板模块中止电机转动；控制板模块采集完成一个工作行程电机所需要工作的时间t0与转数霍尔传感器感应到的电机转数n0，控制板模块将该时间信息和转数信息储存在储存器子模块中作为初始数据，为便于理解，将完一个工作行程电机所需要的工作时间t0命名为单位行程时间t0，将完一个工作行程电机的转数n0命名为单位行程转数n0；
4)当控制板模块再次接受操作者操作指令时，其仅需向电机发送一个单位行程时间t0的命令信号，电机单位行程时间t0内完成转动后停止，完成行程工作；行程工作完成后，上位置光偶、下位置光偶对拨叉位置传感片位置进行判定，核实行程完成状况；
5)电子锁本体运行一段时间后，会出现电子锁本体因电池电压、结构老化、时序误差、机械或人为等原因精度降低或错误，精度降低，虽然控制板模块发出了一个单位行程时间t0的命令信号，但是在电机停止转动后，上位置光偶或者下位置光偶并未检测到预期到位的拨叉位置传感片，上位置光偶或者下位置光耦将上述信息反馈给控制板模块，控制板模块采集转动霍尔传感器检测到的电机转数n、，并将其与单位行程转数n0进行比较判断，若n、＝n0，则控制板模块驱使报警子模块与声光子模块工作进行预警，若n、＜n0，则控制板模块判断需要进行补偿操作，控制板模块再次驱动电机转动，直至上位置光偶或者下位置光偶检测到“本应”就位的拨叉位置传感片，控制板模块停止电机转动，并采集补偿这段时间内电机的运行时间t、，控制板模块将该运行时间t、与上述单位行程时间t0进行累加得到新的单位时间行程时间t新，并将该时间储存在储存器中作为后续操作中新的发送给电机的新命令信号，即完成了拨叉推杆位置的调整补偿。
进一步，所述的操作者指令是开锁或者闭锁。
本发明提供的电子锁电机推杆行程检测与补偿装置，其有益效果在于，该装置采用了丝杆传动结构，比常规电子锁结构采取的弹簧结构更加稳定可靠，且该装置还具有误差补偿调整功能，提升电子锁的使用体验，避免了常规电子锁经常出现的“锁未锁上或比对通过而打不开”的故障，同时，该装置具有较大的人机交互子模块，能及时反馈电子锁运行信息，具有很强适用性与市场前景。
附图说明
图1为本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的电子锁本体结构示意图；
图2为本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的电子锁本体行程下位置示意图；
图3为本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的电子锁本体行程上位置示意图；
图4为本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的电子锁本体仰视结构示意图；
图5为本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的电子锁本体左视结构示意图；
图6为本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的电子锁本体结构整体外观图；
图7为本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的电子锁本体后侧示意图；
图8为本本电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的工作原理示意图。
图中标注：
1.引线；2A/2B/2C.安装固定孔；3.引线接口；4.电机；5.磁编码轮；6.转数霍尔传感器；7.电机齿轮；8.中转变数齿轮；9.主动齿轮；10.上位置光偶；11.下位置光偶；12.拨叉位置传感片；13.传动丝杆；14.上回位缓冲垫；15.下回位缓冲垫；16.丝杆螺纹块；17.上丝杆轴承；18.下丝杆轴承；19.推杆拨叉；20.缓冲胶垫；21.线路板；22.外壳上盖；23.产品标志；24A/24B/24C/24D/24E/24F.组件装配螺丝；25.装配轴支位板；26.外基下壳；27.拨叉行程下导位槽；28A/28B.上壳体推动定位柱；28C/28D.下壳体推动定位柱。
具体实施方式
下面参照附图，结合实施例，对本发明提供的电子锁电机推杆行程检测与补偿装置，进行详细的说明。
实施例1
一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置，该装置包括电子锁本体与控制板模块，两者通过引线1连通。
所述电子锁本体内设置有电机4，电机4的输出轴端设置有电机齿轮7，电机齿轮7通过中间过渡齿轮带动中转变数齿轮8转动，中转变数齿轮8与主动齿轮9啮合传动，主动齿轮的齿轮轴成形为传动丝杆13，其上配合设置有丝杆螺纹块16，拨叉位置传感片12设置在该丝杆螺纹块16的一侧，丝杆螺纹块16的另一侧内设置有导向孔，导向孔内设置有拨叉行程导柱，拨叉行程导柱上设置有与导向孔配合的拨叉行程下导位槽27，推杆拨叉19通过缓冲胶垫20与所述丝杆螺纹块16固连，进而通过传动丝杆13的转动可带动丝杆螺纹块16以及丝杆螺纹块上设置的拨叉位置传感片12与推杆拨叉19上下移动；所述电子锁本体结构上还设置有与拨叉位置传感片12感应配合的上位置光偶10、下位置光偶11，上、下位置光偶与线路板21电连接用以传递推杆拨叉19位置信号；电机4的顶部设置可随电机轴转动的磁编码轮5，在磁编码轮5对应位置的电子锁本体上设置有转数霍尔传感器6，霍尔传感器与线路板21电连接。
所述控制板模块设置有中央处理器、光电传感器电机接口，光电传感器电机接口用以与电子锁本体结构互连通信，控制板模块接受操作者指令进行行程动作，在电子锁本体因电池电压、结构老化、时序误差、机械或人为等原因精度降低或错误时，控制板模块能够辅助控制完成推杆拨叉19位置调整补偿；
电子锁本体上的线路板21上设置有与控制板模块连通用的引线接口3，所述引线为7芯引线。
进一步地，所述传动丝杆13的两端设置有上、下丝杆轴承，传动丝杆13的两端部还套设有防“紧抱死”作用的上、下回位缓冲垫。
进一步地，所述电子锁本体为壳体结构，其壳体由外壳上盖22，外基下壳26构成，在壳体底部设置有装配轴支位板25。
进一步地，所述壳体结构上设置提升稳定性的上壳体推动定位柱、下壳体推动定位柱。
进一步地，所述电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的边角处还设置有便于安装定位的安装固定孔。
进一步地，所述的控制板模块结构还设置有存储器子模块、输入端子模块、指纹头子模块、通讯口子模块、电源子模块、显示屏子模块、报警子模块、语音子模块、声光子模块，所述子模块均匀中央处理器连通。
进一步地，所述的外壳上盖22上设置有产品标志23。
实施例2：
一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其步骤为：
1)初始工作时，控制板模块与电子锁本体通过引线连通，上位置光偶、下位置光偶感应拨叉位置传感片位置并将该信息发送给控制板模块，若此时上位置光耦感应到拨叉位置传感片，则控制板模块判断出推杆拨叉处于行程上位。
2)控制板模块接受操作者操作指令并发出一个行程运动的命令，这个命令是驱动推杆拨叉运动至下位，控制板模块驱动电机带动齿轮转动，进而带动丝杆螺纹块下移，此时转数霍尔传感器同步对电机转数进行计数。
3)上位置光偶、下位置光偶对感应拨叉位置进行实时感应检测，当下位置光偶感应到拨叉位置传感片时，及时将信息反馈给控制板模块，控制板模块中止电机转动；控制板模块采集完成一个工作行程电机所需要工作的时间t0与转数霍尔传感器感应到的电机转数n0，控制板模块将该时间信息和转数信息储存在储存器子模块中作为初始数据，为便于理解，将完一个工作行程电机所需要的工作时间t0命名为单位行程时间t0，将完一个工作行程电机的转数n0命名为单位行程转数n0。
4)当控制板模块再次接受操作者操作指令时，其仅需向电机发送一个单位行程时间t0的命令信号，电机单位行程时间t0内完成转动后停止，完成行程工作；行程工作完成后，上位置光偶、下位置光偶对拨叉位置传感片位置进行判定，核实行程完成状况。
5)电子锁本体运行一段时间后，会出现电子锁本体因电池电压、结构老化、时序误差、机械或人为等原因精度降低或错误，造成精度降低的原因有很多种，比如电机误差，脉冲丢失，齿轮啮合误差等，此时，虽然控制板模块发出了一个单位行程时间t0的命令信号，但是在电机停止转动后，上位置光偶或者下位置光偶并未检测到“预期”到位的拨叉位置传感片，上位置光偶或者下位置光耦将上述信息反馈给控制板模块，控制板模块采集转动霍尔传感器检测到的电机转数n、，并将其与单位行程转数n0进行比较判断，若n、＝n0，则控制板模块驱使报警子模块与声光子模块工作进行预警，若n、＜n0，则控制板模块判断需要进行补偿操作，控制板模块再次驱动电机转动，直至上位置光偶或者下位置光偶检测到“本应”就位的拨叉位置传感片，控制板模块停止电机转动，并采集补偿这段时间内电机的运行时间t、，控制板模块将该运行时间t、与上述单位行程时间t0进行累加得到新的单位时间行程时间t新，并将该时间储存在储存器中作为后续操作中新的发送给电机的新命令信号，即完成了拨叉推杆位置的调整补偿。
进一步地，所述操作者指令是开锁或者闭锁。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，电子锁电机推杆行程检测与补偿装置包括电子锁本体与控制板模块，两者通过引线(1)连通；
所述电子锁本体内设置有电机(4)，电机(4)的输出轴端设置有电机齿轮(7)，电机齿轮(7)通过中间过渡齿轮带动中转变数齿轮(8)转动，中转变数齿轮(8)与主动齿轮(9)啮合传动，主动齿轮的齿轮轴成形为传动丝杆(13)，其上配合设置有丝杆螺纹块(16)，拨叉位置传感片(12)设置在该丝杆螺纹块(16)的一侧，丝杆螺纹块(16)的另一侧内设置有导向孔，导向孔内设置有拨叉行程导柱，拨叉行程导柱上设置有与导向孔配合的拨叉行程下导位槽(27)，推杆拨叉(19)通过缓冲胶垫(20)与所述丝杆螺纹块(16)固连，进而通过传动丝杆(13)的转动可带动丝杆螺纹块(16)以及丝杆螺纹块上设置的拨叉位置传感片(12)与推杆拨叉(19)上下移动；所述电子锁本体结构上还设置有与拨叉位置传感片(12)感应配合的上位置光偶(10)、下位置光偶(11)，上、下位置光偶与线路板(21)电连接用以传递推杆拨叉(19)位置信号；电机(4)的顶部设置可随电机轴转动的磁编码轮(5)，在磁编码轮(5)对应位置的电子锁本体上设置有转数霍尔传感器(6)，霍尔传感器与线路板(21)电连接；
所述控制板模块设置有中央处理器、光电传感器电机接口，光电传感器电机接口用以与电子锁本体结构互连通信，控制板模块接受操作者指令进行行程动作，在电子锁本体精度减低时，控制板模块能够辅助控制完成推杆拨叉(19)位置调整补偿；
电子锁本体上的线路板(21)上设置有与控制板模块连通用的引线接口(3)；
其步骤为：
1)初始工作时，控制板模块与电子锁本体通过引线连通，上位置光偶、下位置光偶感应拨叉位置传感片位置并将位置信息发送给控制板模块，若此时上位置光耦感应到拨叉位置传感片，则控制板模块判断出推杆拨叉处于行程上位；
2)控制板模块接受操作者操作指令并发出一个行程运动的命令，这个命令是驱动推杆拨叉运动至下位，控制板模块驱动电机带动齿轮转动，进而带动丝杆螺纹块下移，此时转数霍尔传感器同步对电机转数进行计数；
3)上位置光偶、下位置光偶对感应拨叉位置进行实时感应检测，当下位置光偶感应到拨叉位置传感片时，及时将信息反馈给控制板模块，控制板模块中止电机转动；控制板模块采集完成一个工作行程电机所需要工作的时间t0与转数霍尔传感器感应到的电机转数n0，控制板模块将该时间信息和转数信息储存在储存器子模块中作为初始数据，为便于理解，将完一个工作行程电机所需要的工作时间t0命名为单位行程时间t0，将完一个工作行程电机的转数n0命名为单位行程转数n0；
4)当控制板模块再次接受操作者操作指令时，其仅需向电机发送一个单位行程时间t0的命令信号，电机单位行程时间t0内完成转动后停止，完成行程工作；行程工作完成后，上位置光偶、下位置光偶对拨叉位置传感片位置进行判定，核实行程完成状况；
5)电子锁本体运行一段时间后，会出现电子锁本体因电池电压、结构老化、时序误差、机械或人为等原因精度降低或错误，虽然控制板模块发出了一个单位行程时间t0的命令信号，但是在电机停止转动后，上位置光偶或者下位置光偶并未检测到“预期”到位的拨叉位置传感片，上位置光偶或者下位置光耦将上述信息反馈给控制板模块，控制板模块采集转动霍尔传感器检测到的电机转数n、，并将其与单位行程转数n0进行比较判断，若n、＝n0，则控制板模块驱使报警子模块与声光子模块工作进行预警，若n、＜n0，则控制板模块判断需要进行补偿操作，控制板模块再次驱动电机转动，直至上位置光偶或者下位置光偶检测到“本应”就位的拨叉位置传感片，控制板模块停止电机转动，并采集补偿这段时间内电机的运行时间t、，控制板模块将该运行时间t、与上述单位行程时间t0进行累加得到新的单位时间行程时间t新，并将该时间储存在储存器中作为后续操作中新的发送给电机的命令信号，即完成了拨叉推杆位置的调整补偿。
2.如权利要求1所述的一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其特征在于，所述传动丝杆(13)的两端设置有上、下丝杆轴承，传动丝杆(13)的两端部还套设有防“紧抱死”作用的上、下回位缓冲垫。
3.如权利要求1所述的一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其特征在于，所述电子锁本体为壳体结构，其壳体由外壳上盖(22)，外基下壳(26)构成，在壳体底部设置有装配轴支位板(25)。
4.如权利要求3所述的一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其特征在于，所述壳体结构上设置提升稳定性的上壳体推动定位柱、下壳体推动定位柱。
5.如权利要求1或2所述的一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其特征在于，所述电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的边角处还设置有便于安装定位的安装固定孔。
6.如权利要求1或2所述的一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其特征在于，所述的控制板模块结构还设置有存储器子模块、输入端子模块、指纹头子模块、通讯口子模块、电源子模块、显示屏子模块、报警子模块、语音子模块、声光子模块，所述子模块均匀中央处理器连通。
7.如权利要求3或4所述的一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其特征在于，所述的外壳上盖(22)上设置有产品标志(23)。
8.如权利要求1所述的一种电子锁电机推杆行程检测与补偿装置的检测补偿方法，其特征在于，操作者操作指令是开锁或者闭锁。
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