CN108561020A - 节能电子锁及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了节能电子锁及其控制方法，应用于门或箱体上具备锁定与脱开的设备，包括：壳体，具有用于收容零部件的型腔；锁紧组件，具备在所述型腔内通过开锁或上锁操作向开锁位置或上锁位置变位的锁芯；锁舌，在门或箱体的内侧与所述锁芯连接，与所述锁芯联动而转动地变位；电磁铁，具备通电工作状态下相互吸合的动铁芯与定铁座，使得所述动铁芯与所述锁紧组件脱开；控制电路，包括单片机、反馈电路和驱动电路，基于所述反馈电路反馈的第一信号所述单片机控制所起驱动电路停止向所述电磁铁提供电源，使得所述电磁铁停止工作。单片机接收第一信号后向驱动电路发出电信号停止对电磁铁供电，减少电磁铁的功耗，达到降低功耗的目的。

Description

节能电子锁及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子锁的领域，具体而言，涉及一种节能电子锁及其控制方法。

背景技术

目前信报箱、文件柜、保险箱等大部分安装使用常规的转舌锁，用户采用传统机械钥匙开启，然而钥匙携带管理的不便，导致用户使用过程存在诸多不便。随着互联网及物联网的日益普及，转舌锁的智能化、多功能话也面临着新时代的挑战。

采用方型或抽舌式电磁锁，用高频卡靠近面板感应区域，电路板自动识别来自高频卡信号。通常情况下，电磁铁的功耗较大，是蓄电池能量消耗的主要部件，导致蓄电池的使用寿命短。

发明内容

本发明提供了一种节能电子锁，旨在改善智能化电磁铁的转舌锁能耗大的问题。

本发明是这样实现的：

节能电子锁，应用于门或箱体上具备锁定与脱开的设备，包括：

壳体，具有用于收容零部件的型腔；

锁紧组件，具备在所述型腔内通过开锁或上锁操作向开锁位置或上锁位置变位的锁芯；

锁舌，在门或箱体的内侧与所述锁芯连接，与所述锁芯联动而转动地变位；

电磁铁，具备通电工作状态下相互吸合的动铁芯与定铁座，使得所述动铁芯与所述锁紧组件脱开；

控制电路，包括单片机、反馈电路和驱动电路，基于所述反馈电路反馈的第一信号所述单片机控制所起驱动电路停止向所述电磁铁提供电源，使得所述电磁铁停止工作。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述控制电路进一步包括感应电路，所述单片机接收感应电路的信号向所述电磁铁供电，使得所述电磁铁工作。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述锁紧组件进一步包括套设在所述锁芯外层的锁壳，在所述电磁铁工作时所述锁壳可联动而转动地与所述锁芯连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述电磁铁通过弹性件连接在所述壳体的型腔内，所述电磁铁停止工作下，在所述弹性件的弹力作用下所述电磁铁插入所述锁壳的限位孔内。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述锁壳与所述锁芯通过可伸缩的排片连接，插入所述锁芯内的钥匙推动所述排片脱离与所述锁芯连接，且所述钥匙联动所述锁芯转动地变位。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述驱动电路包括依次串联的三极管、MOS管以及二极管，所述三极管的基极与发射极连接所述单片机，所述二极管与所述电磁铁并联。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述反馈电路包括霍尔器件和两个电容，两个所述电容分别连接所述霍尔器件的两个端子，所述霍尔器件的输出端子连接所述单片机。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述单片机接收所述感应电路的信号后在有限时间内维持所述电磁铁处于工作状态。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述电磁铁处于工作状态的有限时间内所述单片机接收到所述第一信号直接控制所述电磁铁停止工作。

此外还提供了节能电子锁的控制方法，包括：

接收感应电路发出的信号后，向驱动电路发送电信号控制电磁铁工作；接收反馈电路发出的第一信号后，向所述驱动电路发送电信号控制所述电磁铁停止工作；或者所述电磁铁持续工作有限时间后停止工作。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的电子锁，使用时，单片机接收第一信号后向驱动电路发出电信号停止对电磁铁供电，减少电磁铁的功耗，达到降低功耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例，转舌锁在第一视角下的结构示意图；

图2是本发明实施例，转舌锁在第二视角下的结构示意图；

图3是本发明实施例，转舌锁在第三视角下的结构示意图；

图4是图1所示的转舌锁沿A-A方向的剖视图；

图5是图2所示的转舌锁沿B-B方向的剖视图；

图6是图2所示的转舌锁沿C-C方向的剖视图；

图7是图1所示的转舌锁中面板的立体图；

图8是图1所示的转舌锁中旋钮在第一视角的示意图；

图9是图1所示的转舌锁中旋钮在第二视角的示意图；

图10是驱动电路的电路图；

图11是反馈电路的电路图；

图标：X-钥匙；1-壳体；11-右腔；12-左腔；14-蓄电池；13-接头端子；15-控制电路板；16-隔板；17-前腔；18-后腔；19-定位孔；2-面板；21-感应区；22-限位槽；3-锁舌；31-抵压部；31-圆弧部；33-平直部；4-旋钮；41-通孔；42-限位块；5-锁芯；51-钥匙孔；52-联动部；6-锁壳；61-限位孔；7-电磁铁；71-动铁芯；72-定铁座；73-螺旋弹簧；74-基座；75-支架；8-活动锁组件；9-弹珠组件；91-钢珠；92-弹簧。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1至图9所示，转舌锁包括壳体1、锁紧组件和锁舌3，壳体1内具有收容零部件的型腔，锁紧组件设在型腔内，且锁紧组件从型腔内伸出联动部52件与锁舌3连接。锁紧组件联动锁舌3向开锁位置或上锁位置变位。

实施例中，锁紧组件包括锁芯5和锁壳6，在型腔内通过开锁或上锁操作向开锁位置或上锁位置变位。锁壳6套设在锁芯5外层，且二者通过可伸缩的排片连接。

实施例中，开锁方式可以是传统的机械开锁：锁芯5内设有钥匙孔51，在钥匙X插入推开排片与锁芯5的连接，并通过钥匙X联动锁芯5开锁或上锁。

进一步的，开锁方式还可以是卡感应开锁：进一步包括电磁铁7，电磁铁7包括动铁芯71与定铁座72，锁壳6的外圆周侧壁上开设有与动铁芯71适配的限位孔61。通电的工作状态下，动铁芯71与定铁相互吸合，动铁芯71与锁壳6脱开，锁壳6能够转动，此时锁壳6可以与锁芯5一起运动。不需要通过钥匙X推开排片，不需要使用钥匙X打开，例如，通过旋钮4带动锁芯5与锁壳6一起运动。卡感应开锁过程：高频卡在面板2感应区21域感应后，电磁铁7通电处于工作状态，动铁芯71与定铁座72吸合从锁壳6处脱开，通过旋转旋钮4带动锁芯5、锁壳6一起运动至开锁位置，完成开锁。动铁芯71在电磁铁7停止工作后复位，通过旋钮4复位至上锁位置使得动铁芯71与锁壳6重新结合，限制锁壳6的运动，完成上锁。

定铁座72包含固定在壳体1上的基座74、设在基座74内部的定铁芯以及设在定铁芯与基座74之间的线圈，动铁芯71可在相适配的定铁芯的安装孔内往复运动。定铁芯内设有对动铁芯71施加弹力使其复位的螺旋弹簧73，动铁芯71插入安装孔一端上设有抵压在螺旋弹簧73上的台阶。

通过锁壳6、锁芯5与电磁铁7的结构设计，既能够用钥匙X开锁也能够用感应开开锁。且通过锁壳6与锁芯5的套设结构，电磁铁7与锁壳6的抽收结构，优化两种结构的结合，具有多种开锁结构，更能满足客户应用需求。

实施例中，进一步包括旋钮4，旋钮4上开设通孔41，锁芯5具备方形联动部52相适配的伸入通孔41，通孔41与锁芯5配合一端呈方形，锁芯5插入通孔41内与之配合，转动旋钮4能够联动锁芯5一起运动。无论是采用钥匙X开锁还是旋钮4开锁，旋钮4都会随锁芯5转动。锁芯5在开锁位置与上锁位置之间的转动角度受限，优选的，锁芯5在开锁位置与上锁位置之间的转动角度为90°。更优选的，旋钮4向外圆周突起在壳体1上开设的圆弧形的限位槽22内运动的限位块42，限位块42只能在限位槽22内运动限制锁芯5、旋钮4的转动角度，具有结构优化的优点。

实施例中，锁舌3的首端与锁芯5连接，与锁芯5联动而转动地变位,其末端弯折形成抵压在门或箱体上的抵压部31。受转舌锁的结构限制，上锁状态下，锁舌3与门边框或箱体边框之间往往留有间隙，门或箱体的门在使用过程、运输过程等容易晃动，通过抵压部31能够减小或消除间隙，从而提高上锁后门或箱体的门的稳定性。锁舌3套设在锁芯5伸出壳体1的螺纹端上，且通过固定螺母与螺纹端的配合进行固定。优选的，抵压部31与锁舌3的平直部33之间通过圆弧部32平滑过渡，圆弧部32对应圆心角的角度为75°至100°。

实施例中，进一步包括与锁舌3的上锁位置同侧设置的活动锁组件8，活动锁组件8与边框配合将门或箱体的门置于闭合状态。活动锁组件8包括可伸缩地从壳体1内向外伸出的活动舌以及连接壳体1与活动舌的弹性件。活动舌的伸出端由第一弧形面与第二弧形面相交形成类似三角结构，推拉门或箱体的门时，第一弧形面或第二弧形面受力收缩，不影响开锁与上锁动作。增加活动锁组件8与门或箱体的门的边框配合，能够在不上锁的情况下将门或箱体的门闭合。

实施例中，进一步包括弹珠组件9，与锁壳6外侧壁上沿轴向开设的到位槽配合，弹珠组件9包括钢珠91以及连接钢珠91与壳体1的弹簧92。到位槽包括分别开锁位置或上锁位置对应的第一槽与第二槽，钢珠91与第一槽或第二槽配合，一是具有一定的限位作用，二是用户能够清楚感知到已经旋转至开锁位置或上锁位置，停止继续联动锁芯5运动，减少锁芯5、旋钮4进行过多的不必要的运动，减少零部件的磨损延长寿命，且用户手感佳。

实施例中，控制方面：包括控制电路，包括单片机以及与单片机连接的感应电路、反馈电路和驱动电路。感应电路包括设在面板2上的感应器件，在高频卡靠近感应区21域时，感应器件向单片机发送信号，使得单片机根据感应器件进一步发出控制指令。

基于反馈电路反馈的第一信号单片机控制所起驱动电路停止向电磁铁7提供电源，使得电磁铁7停止工作。优选的，反馈电路通过霍尔器件检测是否已开锁，若检测到已开锁，则向单片机发送第一信号，单片机接收第一信号后向驱动电路发出电信号停止对电磁铁7供电，减少电磁铁7的功耗，达到降低功耗的目的。

此外，单片机接收感应电路的信号后在有限时间内维持电磁铁7处于工作状态。电磁铁7处于工作状态的有限时间内单片机接收到第一信号直接控制电磁铁7停止工作。例如，刷开后，电磁铁7中的动铁芯71维持吸入状态3s，3s后无论是否开锁或上锁，都会停止对电磁铁7的供电，也有效控制了电磁铁7的功耗。而在3s的时间内，若反馈电路检测到已开锁向单片机发送第一信号，则单片机直接发出信号停止对电磁铁7供电，如果刷卡后立即开锁这个时间往往只需1.5s甚至更短的时间，因此极大减少了电磁铁7的功耗。

实施例中，驱动电路包括依次串联的三极管、MOS管以及二极管，三极管的基极与发射极连接单片机，二极管与电磁铁7并联。三极管的集电极连接MOS管的源极，MOS管的栅极接地，MOS管的漏极二极管的阳极，二极管的阴极连接电磁铁7的电源输入端。反馈电路包括霍尔器件和两个电容，两个电容分别连接霍尔器件的两个端子，霍尔器件的输出端子连接单片机。控制电路通过蓄电池14供电，或者在型腔内设置与直流电或交流电连接的接头端子13，接头端子13分别与外电源、控制电路连接，因此控制电路也可通过外电源直接供电。

实施例中，控制电路板15沿垂直面板2方向插入型腔，减小控制电路板15的放置空间，且将型腔分隔为左腔12与右腔11。左腔12用于放置蓄电池14，锁紧组件、电磁铁7以及连接控制电路板15与外电源的接头端子13从上至下依次设在右腔11。采用左右排布的结构，有效利用型腔的空间，提高空间利用率，具有结构紧凑、小巧的优点。

优选的，右腔11中部设有将其分隔为前腔17与后腔18的隔板16，面板2通过固定件与隔板16固定连接。电磁铁7通过支架75与固定件固定在隔板16上，支架75包括限制电磁铁7左右运动的第一限位部以及限制电磁铁7上下运动的第二限位部。隔板16上开设有定位孔19，接头端子13的圆台卡接在定位孔19内。

实施例2

使用实施例1中的转舌锁的节能控制方法，包括：

接收感应电路发出的信号后，向驱动电路发送电信号控制电磁铁7工作；

接收反馈电路发出的第一信号后，向驱动电路发送电信号控制电磁铁7停止工作；或者电磁铁7持续工作有限时间后停止工作。

优选的，电磁铁7持续工作的有限时间为2.5s至4s,更优选的为3s。通过控制电磁铁7持续工作时间或者在检测到已开锁情况下停止电磁铁7工作来实现减少功耗的目的。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.节能电子锁，应用于门或箱体上具备锁定与脱开的设备，其特征在于，包括：

壳体，具有用于收容零部件的型腔；

锁紧组件，具备在所述型腔内通过开锁或上锁操作向开锁位置或上锁位置变位的锁芯；

锁舌，在门或箱体的内侧与所述锁芯连接，与所述锁芯联动而转动地变位；

电磁铁，具备通电工作状态下相互吸合的动铁芯与定铁座，使得所述动铁芯与所述锁紧组件脱开；

控制电路，包括单片机、反馈电路和驱动电路，基于所述反馈电路反馈的第一信号所述单片机控制所起驱动电路停止向所述电磁铁提供电源，使得所述电磁铁停止工作。

2.根据权利要求1所述的节能电子锁，其特征在于，所述控制电路进一步包括感应电路，所述单片机接收感应电路的信号向所述电磁铁供电，使得所述电磁铁工作。

3.根据权利要求2所述的节能电子锁，其特征在于，所述锁紧组件进一步包括套设在所述锁芯外层的锁壳，在所述电磁铁工作时所述锁壳可联动而转动地与所述锁芯连接。

4.根据权利要求3所述的节能电子锁，其特征在于，所述电磁铁通过弹性件连接在所述壳体的型腔内，所述电磁铁停止工作下，在所述弹性件的弹力作用下所述电磁铁插入所述锁壳的限位孔内。

5.根据权利要求4所述的节能电子锁，其特征在于，所述锁壳与所述锁芯通过可伸缩的排片连接，插入所述锁芯内的钥匙推动所述排片脱离与所述锁芯连接，且所述钥匙联动所述锁芯转动地变位。

6.根据权利要求2所述的节能电子锁，其特征在于，所述驱动电路包括依次串联的三极管、MOS管以及二极管，所述三极管的基极与发射极连接所述单片机，所述二极管与所述电磁铁并联。

7.根据权利要求6所述的节能电子锁，其特征在于，所述反馈电路包括霍尔器件和两个电容，两个所述电容分别连接所述霍尔器件的两个端子，所述霍尔器件的输出端子连接所述单片机。

8.根据权利要求7所述的节能电子锁，其特征在于，所述单片机接收所述感应电路的信号后在有限时间内维持所述电磁铁处于工作状态。

9.根据权利要求8所述的节能电子锁，其特征在于，所述电磁铁处于工作状态的有限时间内所述单片机接收到所述第一信号直接控制所述电磁铁停止工作。

10.节能电子锁的控制方法，其特征在于，包括：

接收感应电路发出的信号后，向驱动电路发送电信号控制电磁铁工作；

接收反馈电路发出的第一信号后，向所述驱动电路发送电信号控制所述电磁铁停止工作；或者所述电磁铁持续工作有限时间后停止工作。