CN108343326A - 一种用于智能单车的锁具控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于智能单车的锁具控制装置，包括安装有直流电机、传动机构和顶杆的壳体，传动机构由五个齿轮、丝杆和连接件构成，第一个齿轮安装在直流电机的输出轴上，各齿轮啮合相连，最后一个齿轮安装在丝杆的顶端，丝杆和连接件螺纹连接，顶杆的顶端和连接件固接，顶杆的底端伸出于壳体外并且其上连有一个卡头。壳体上安装有一个拨动开关，顶杆上有一个卡孔，拨动开关的拨头和卡孔相卡接。顶杆受直流电机控制能上下伸缩，和单车车锁中锁环配合完成上锁、开锁和禁止上锁操作，实现共享单车的电子围栏功能，使用者只有将共享单车停放在规定区域才能完成上锁，结束借车流程，从而对共享单车的停放位置进行限制，确保共享单车停车有序、规范。

Description

一种用于智能单车的锁具控制装置

技术领域

本发明涉及一种智能单车锁具，尤其涉及一种用于智能单车的锁具控制装置。

背景技术

目前共享单车发展迅猛，给人们带来便利的同时，一些乱停乱放共享单车的行为也对市容环境造成了不好的影响。目前用于单车的智能锁，开锁方式仍采用传统的凸轮电机模组配合金属机械结构实现，这种锁具的关键部位容易生锈，影响单车开锁、上锁的顺利完成，而经常需要更换又增加单车投放企业的运维成本。更重要的是，目前的单车智能锁由于其结构特性，无法实现电子围栏功能，无法限制共享单车的停放位置，如果共享单车的乱停乱放现象不能在操作上进行引导和规范的话，将严重影响共享单车的投放和推广。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种用于智能单车的锁具控制装置，其能配合单车锁具的结构，实现电子围栏功能，从而可以限制共享单车的停放位置，从操作上杜绝共享单车的乱停乱放现象，确保共享单车停车有序、规范。

本发明另一目的是提供一种用于智能单车的锁具控制装置，其结构合理，不易生锈，有利于开锁、上锁的顺利完成，延长使用寿命，无需经常更换，减少单车投放企业的运维成本。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括壳体，壳体内设有直流电机、传动机构和顶杆，直流电机的输出轴和传动机构相连，传动机构又和顶杆相连，顶杆的底端伸出于壳体外。直流电机旋转，带动传动机构运转，再由传动机构带动顶杆作升降移动。顶杆在直流电机的控制下，会处于三种状态：上升位，即为开锁状态；下降位，即为上锁状态；中间位，位于上升位和下降位之间，即为禁止上锁状态。使用时，本发明安装在单车车锁中，车锁一般包括有车轮限位孔的车锁外壳，车锁外壳内有相连的锁环和锁环弹簧，相连的锁环和锁环弹簧围绕在车轮限位孔的外周，锁环的一端可穿过锁孔来回移动，锁环上有一个手柄，锁环上靠近锁环弹簧处有一个卡槽。本发明中的顶杆指向锁环，卡槽的设置位置和顶杆相适配。车锁外壳内还有控制模块，控制模块带有定位单元，并能和远端的共享单车管理服务器进行无线通讯，控制模块和本发明中的直流电机通过导线相连。开锁时，共享单车管理服务器接收到使用者的请求开锁信号，则下发开锁信号给控制模块，控制模块驱动直流电机旋转，经一系列传动，带动顶杆上升，顶杆底端脱离锁环的卡槽并离锁环有一段间距，同时锁环在锁环弹簧的弹力作用下缩回到车锁外壳中，复位到开锁位置，则完成开锁。上锁时，控制模块中的定位单元检测单车停放的位置，并将单车的位置信号通过无线网络发送给远端的管理服务器，由管理服务器判断当前单车的停放位置是否在规定的停放区域内，如果单车的停放位置在规定的停放区域内，则管理服务器下发允许上锁信号给控制模块，控制模块驱动直流电机旋转，经一系列传动，带动顶杆下降，顶杆的底端伸向锁环并紧紧地压在锁环上，此时使用者再拨动锁环上的手柄，使锁环的活动端伸入到对面的锁孔中，则顶杆底端卡入锁环的卡槽中，则完成上锁；如果单车的停放位置不在规定的停放区域内，则管理服务器下发禁止上锁信号给控制模块，控制模块驱动直流电机旋转，经一系列传动，使顶杆位于中间位，即顶杆处于禁止上锁状态，此时由于顶杆不能卡入锁环的卡槽中，就算使用者拨动锁环上的手柄使锁环的活动端伸入到对面的锁孔中，锁环仍会在锁环弹簧的弹力作用下缩回到车锁外壳中，即复位到开锁位置，故无法完成上锁，实现单车的电子围栏功能。本发明配合单车锁具结构，实现电子围栏功能，从而可以限制共享单车的停放位置，从操作上杜绝共享单车的乱停乱放现象，确保共享单车停车有序、规范。

作为优选，所述的传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、丝杆和连接件，第二齿轮有上齿轮和下齿轮，第一齿轮安装在所述的直流电机的输出轴上，第一齿轮和第二齿轮的下齿轮啮合，第二齿轮的上齿轮和第三齿轮啮合，第三齿轮安装在丝杆的顶端上，丝杆的底端穿过连接件并和连接件螺纹连接，所述的顶杆的顶端和连接件固接。直流电机旋转，带动第一齿轮旋转，第一齿轮旋转带动第二齿轮的下齿轮旋转，第二齿轮的上、下齿轮是一体制成的，故第二齿轮的上齿轮也旋转，带动第三齿轮旋转，第三齿轮旋转带动丝杆旋转，使连接件上升或下降，带动顶杆上升或下降，使顶杆根据不同情况位于三种工作状态。

作为优选，所述的传动机构包括第四齿轮和第五齿轮，第四齿轮、第五齿轮均有上齿轮和下齿轮，所述的第一齿轮和第四齿轮的下齿轮啮合，第四齿轮的上齿轮和第五齿轮的下齿轮啮合，第五齿轮的上齿轮和所述的第二齿轮的下齿轮啮合。为了使直流电机的旋转和顶杆的位置有更合适的匹配，增设第四齿轮和第五齿轮。直流电机旋转，带动第一齿轮旋转，第一齿轮旋转带动第四齿轮的下齿轮旋转，第四齿轮的上、下齿轮是一体制成的，故第四齿轮的上齿轮也旋转，带动第五齿轮的下齿轮旋转，第五齿轮的上、下齿轮是一体制成的，故第五齿轮的上齿轮也旋转，带动第二齿轮的下齿轮旋转，第二齿轮的上齿轮带动第三齿轮旋转，第三齿轮旋转带动丝杆旋转，使连接件上升或下降，带动顶杆上升或下降，使顶杆根据不同情况位于三种工作状态。本技术方案中所有齿轮均采用塑料等非金属材质制成。本技术方案传动结构合理，各齿轮不会生锈，有利于开锁、上锁的顺利完成，延长使用寿命，无需经常更换，减少单车投放企业的运维成本。

作为优选，所述的壳体内或壳体外安装有一个拨动开关，拨动开关位于所述的顶杆的旁边，所述的顶杆的中部设有一个卡孔，拨动开关的拨头伸入到所述的卡孔中，拨动开关的拨头和卡孔相卡接。拨动开关起到检测顶杆位置的作用。顶杆上升或下降时，拉动拨头在拨动开关上移动，使拨动开关的触点有不同的通断状态，拨动开关发出不同信号给控制模块，即拨动开关检测顶杆是处于上锁状态、禁止上锁状态还是开锁状态，并将检测到的信息通过控制模块发送给管理服务器，使管理服务器获得当前单车车锁的状态。

作为优选，所述的顶杆的底端连接有一个卡头，卡头的底面是一个斜面。卡头和锁环上的卡槽相匹配，顶杆上升或下降，带动卡头上升或下降，使卡头脱离卡槽或卡入卡槽中。实现更加方便。卡头底面设置成斜面，有利于上锁，使上锁更顺畅。

作为优选，所述的顶杆的上部比顶杆的中部细，顶杆的上部套有弹簧。弹簧的设置，使得上锁时，给顶杆一个向下的弹力，确保顶杆底端能更可靠地卡入锁环的卡槽中，提高上锁的可靠性。

作为优选，所述的壳体的底部安装有一个电机紧固板，电机紧固板上设有和所述的直流电机相匹配的螺纹孔和两个通孔，直流电机的两个电极分别伸入到两个通孔中，螺纹孔中拧入螺钉将直流电机固定到壳体上。便于直流电机的安装和固定。

本发明的有益效果是：受直流电机控制能上下伸缩的顶杆和单车车锁中锁环配合完成上锁、开锁和禁止上锁操作，实现共享单车的电子围栏功能，从操作上进行引导和规范使使用者只有将共享单车停放在规定区域才能完成上锁，结束借车流程，从而对共享单车的停放位置进行限制，杜绝共享单车的乱停乱放现象，确保共享单车停车有序、规范。本发明结构合理，不易生锈，有利于开锁、上锁的顺利完成，延长使用寿命，无需经常更换，减少单车投放企业的运维成本。

附图说明

图1是本发明的一种立体结构示意图。

图2是本发明的一种立体分解结构示意图。

图3是开锁状态时本发明的一种结构示意图。

图4是上锁状态时本发明的一种结构示意图。

图5是安装有本发明的车锁处于开锁状态时的一种结构示意图。

图6是安装有本发明的车锁处于上锁状态时的一种结构示意图。

图中1.壳体，2.直流电机，3.顶杆，4.电机紧固板，5.螺纹孔，6.通孔，7.螺钉，8.定位块，9.丝杆，10.连接件，11.第一齿轮，12.第二齿轮，13.第三齿轮，14.第四齿轮，15.第五齿轮，16.弹簧，17.卡头，18.卡孔，19.拨动开关，20.拨头，31.车轮限位孔，32.车锁外壳，33.锁环，34.锁环弹簧，35.手柄，36.卡槽，37.控制模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种用于智能单车的锁具控制装置，如图1、图2、图3所示，包括壳体1，壳体由左壳体、右壳体和上壳体连接而成，右壳体内安装有直流电机2，上壳体内安装有传动机构，左壳体内安装有顶杆3，右壳体的底部安装有一个电机紧固板4，电机紧固板上开有和直流电机相匹配的螺纹孔5和两个通孔6，直流电机的两个电极分别伸入到两个通孔中，便于连接导线，螺纹孔中拧入螺钉7将直流电机固定到右壳体上。电机紧固板背离直流电机的一面上凸出有四对定位块8，便于本装置安装到车锁上时和车锁外壳相卡接固定。传动机构包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13、第四齿轮14、第五齿轮15、丝杆9和连接件10，第二齿轮、第四齿轮、第五齿轮均有上齿轮和下齿轮，第一齿轮11安装在直流电机2的输出轴上，第一齿轮和第四齿轮的下齿轮啮合，第四齿轮的上齿轮和第五齿轮的下齿轮啮合，第五齿轮的上齿轮和第二齿轮的下齿轮啮合，第二齿轮的上齿轮和第三齿轮啮合，第三齿轮13安装在丝杆9的顶端上，连接件10有一个螺纹孔和一个固定孔，丝杆的底端穿过连接件上的螺纹孔并和连接件螺纹连接，顶杆3的顶端伸入到连接件的固定孔中并和连接件固接，顶杆的底端伸出于壳体外。顶杆中部粗、上下两段较细，顶杆的上段套有弹簧16，顶杆的底端有外螺纹，通过螺纹连接有一个卡头17，卡头的底面是一个斜面，顶杆的中部开有一个卡孔18。壳体外安装有一个三态的拨动开关19，拨动开关位于顶杆的旁边，拨动开关的拨头20穿过壳体伸入到顶杆的卡孔中，拨动开关的拨头和卡孔相卡接。本发明中所有齿轮均采用塑料制成。

使用时，本发明安装在单车车锁中，如图5所示，车锁包括有车轮限位孔31的车锁外壳32，车锁外壳内有相连的锁环33和锁环弹簧34，锁环弹簧的一端和车锁外壳固定，相连的锁环和锁环弹簧围绕在车轮限位孔的外周，锁环的一端可穿过锁孔来回移动，锁环的中部位置连有一个手柄35。本发明顶杆上的卡头17指向锁环，锁环上靠近锁环弹簧处有一个卡槽36，卡槽的设置位置和顶杆上的卡头相适配。车锁外壳内还有控制模块37，控制模块一般包括单片机单元及分别和单片机单元相连的移动通讯单元、电机驱动单元、指示灯单元、报警器和定位单元，电机驱动单元和本发明中的直流电机2通过导线相连，控制模块通过移动通讯单元和远端的共享单车管理服务器进行无线通讯，本发明中的拨动开关19的三个管脚通过导线和控制模块相连。

工作过程：如图3、图5所示，本发明处于开锁状态。开锁时，共享单车管理服务器接收到使用者的请求开锁信号，则下发开锁信号给控制模块，控制模块经过处理发出控制信号给本发明的直流电机，直流电机旋转，带动第一齿轮旋转，依次经第四齿轮、第五齿轮、第二齿轮和第三齿轮的传动，带动丝杆正向旋转，连接件上升，带动顶杆上升，顶杆上的卡头脱离锁环的卡槽并离锁环有一段间距，同时锁环在锁环弹簧的弹力作用下缩回到车锁外壳中，复位到开锁位置，完成开锁，报警器发出开锁成功提示音。

如图4、图6所示，本发明处于上锁状态。上锁时，控制模块中的定位单元检测单车停放的位置，并将单车的位置信号通过无线网络发送给远端的管理服务器，由管理服务器判断当前单车的停放位置是否在规定的停放区域内，如果单车的停放位置在规定的停放区域内，则管理服务器下发允许上锁信号给控制模块，控制模块经过处理发出控制信号给本发明的直流电机，直流电机旋转，带动第一齿轮旋转，依次经第四齿轮、第五齿轮、第二齿轮和第三齿轮的传动，带动丝杆反向旋转，连接件下降带动顶杆下降，顶杆上的卡头伸向锁环并紧紧地压在锁环上，此时使用者再拨动锁环上的手柄，使锁环的活动端伸入到对面的锁孔中，则卡头卡入锁环的卡槽中，完成上锁，报警器发出上锁成功提示音；

如果单车的停放位置不在规定的停放区域内，则管理服务器下发禁止上锁信号给控制模块，控制模块经过处理发出控制信号给本发明的直流电机，经过如上一系列传动，使顶杆伸出到开锁和上锁之间的中间状态，即顶杆处于禁止上锁状态，此时由于卡头不能卡入锁环的卡槽中，就算使用者拨动锁环上的手柄使锁环的活动端伸入到对面的锁孔中，锁环仍会在锁环弹簧的弹力作用下缩回到车锁外壳中，即复位到开锁位置，故无法完成上锁，实现单车的电子围栏功能，报警器发出禁止上锁(禁止停放)报警声。

当顶杆在电机的控制下伸出或缩回时，拉动拨头在拨动开关上移动，使拨动开关发出不同信号给控制模块，即拨动开关检测顶杆是处于上锁状态、禁止上锁状态还是开锁状态，并将检测到的信息通过控制模块发送给管理服务器，使管理服务器获得当前单车车锁的状态。

本发明和单车车锁配合，实现共享单车的电子围栏功能，从操作上进行引导和规范，使使用者只有将共享单车停放在规定区域才能完成上锁，结束借车流程，从而对共享单车的停放位置进行限制，杜绝共享单车的乱停乱放现象，确保共享单车停车有序、规范。本发明结构合理，不易生锈，有利于开锁、上锁的顺利完成，延长使用寿命，无需经常更换，减少单车投放企业的运维成本。

Claims (7)

1.一种用于智能单车的锁具控制装置，其特征在于包括壳体，壳体内设有直流电机、传动机构和顶杆，直流电机的输出轴和传动机构相连，传动机构又和顶杆相连，顶杆的底端伸出于壳体外。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能单车的锁具控制装置，其特征在于所述的传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、丝杆和连接件，第二齿轮有上齿轮和下齿轮，第一齿轮安装在所述的直流电机的输出轴上，第一齿轮和第二齿轮的下齿轮啮合，第二齿轮的上齿轮和第三齿轮啮合，第三齿轮安装在丝杆的顶端上，丝杆的底端穿过连接件并和连接件螺纹连接，所述的顶杆的顶端和连接件固接。

3.根据权利要求2所述的一种用于智能单车的锁具控制装置，其特征在于所述的传动机构包括第四齿轮和第五齿轮，第四齿轮、第五齿轮均有上齿轮和下齿轮，所述的第一齿轮和第四齿轮的下齿轮啮合，第四齿轮的上齿轮和第五齿轮的下齿轮啮合，第五齿轮的上齿轮和所述的第二齿轮的下齿轮啮合。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于智能单车的锁具控制装置，其特征在于所述的壳体内或壳体外安装有一个拨动开关，拨动开关位于所述的顶杆的旁边，所述的顶杆的中部设有一个卡孔，拨动开关的拨头伸入到所述的卡孔中，拨动开关的拨头和卡孔相卡接。

5.根据权利要求1所述的一种用于智能单车的锁具控制装置，其特征在于所述的顶杆的底端连接有一个卡头，卡头的底面是一个斜面。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种用于智能单车的锁具控制装置，其特征在于所述的顶杆的上部比顶杆的中部细，顶杆的上部套有弹簧。

7.根据权利要求1或2或5所述的一种用于智能单车的锁具控制装置，其特征在于所述的壳体的底部安装有一个电机紧固板，电机紧固板上设有和所述的直流电机相匹配的螺纹孔和两个通孔，直流电机的两个电极分别伸入到两个通孔中，螺纹孔中拧入螺钉将直流电机固定到壳体上。