CN109025517B - 一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，包括内胆，所述内胆底部设置有第一磁性装置，所述电路板上电连接有第二霍尔传感器；所述电机转轴与第一凸轮连接，第一凸轮随转轴旋转，第一凸轮上套接有第二凸轮，所述第一凸轮带动第二凸轮旋转；所述第二凸轮上设置有第三磁性装置。本发明的有益效果在于，可以监测第一凸轮和第二凸轮之间的相对位置，以及监测内胆和外壳的相对位置。

Description

一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯

技术领域

本发明涉及一种锁芯，尤其是涉及一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯。

背景技术

申请号为2018107752055的在先申请专利揭示了一种锁芯，包括了在同一平面旋转的第一凸轮和第二凸轮，并且由第一凸轮带动第二凸轮旋转，在两个凸轮旋转的过程中，两者之间的相对位置如何确定在先申请并未涉及。

上述在先申请所揭示的锁芯包括内胆和外壳，内胆在外壳内的旋转实现锁芯的开启和闭合，在先申请中内胆和外壳的相对位置如何确定并未涉及。

本申请与上述在先申请存在技术上的关联，但保护的技术方案存在区别，在先申请主要从硬件结构的角度描述了锁芯的物理结构，本申请的技术方案除了磁性装置部分涉及物理结构，另外重点在于，锁芯在使用过程中涉及的功能应用。

本申请的具体实施方式部分，不仅仅描述了带有磁性装置的锁芯，同时描述了磁性装置之间应当满足何种关系以实现相应的技术目的；另外给出了监测内胆和外壳相对位置的方法，以及给出了监测两个凸轮相对位置的方法；另外给出了两种不同的凸轮旋转方法，其中一种方法还依赖于上述监测两个凸轮相对位置的方法。

尽管上述技术方案之间存在技术关联，但是很难总结出其相同或者相应的必要技术特征以解决各个技术方案之间单一性的问题。因此，本申请的具体实施方式部分衍生出多件保护范围不同的技术方案，并单独提出申请。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，主要解决第一凸轮和第二凸轮相对位置以及内胆和外壳相对位置的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，包括内胆，所述内胆底部设置有第一磁性装置，所述电路板上电连接有第二霍尔传感器；所述电机转轴与第一凸轮连接，第一凸轮随转轴旋转，第一凸轮上套接有第二凸轮，所述第一凸轮带动第二凸轮旋转；所述第二凸轮上设置有第三磁性装置。

作为优选方案，所述第三磁性装置设置在靠近第二霍尔传感器一侧。

作为优选方案，所述第二凸轮整体成环状，包括圆弧状的上部和下部，还包括外圈内陷、内圈突出的左部和右部；所述第一凸轮整体设置在第二凸轮的内圈之内。

作为优选方案，所述上部位于内圈的端点为点A和点B，所述下部位于内圈的端点为点C和点D，所述左部位于内圈突出的高点为点E，所述右部位于内圈突出的高点为点F；当第一凸轮带动第二凸轮旋转时，线段AE、线段DF同时为受力单元或者线段CE、线段BF同时为受力单元。

作为优选方案，还包括外壳，所述内胆和外壳均为中空结构，内胆的外径略小于外壳的内径，内胆可以在外壳内旋转；所述内胆内固定有电机，电机的输入端与电机主体之间设置有电路板，所述电路板上电连接有第一霍尔传感器；所述外壳上设置有有第二磁性装置；所述第一霍尔传感器和第二磁性装置配合工作。

作为优选方案，所述第一霍尔传感器和第二磁性装置处于同一水平面上。

作为优选方案，所述内胆上对应于第一霍尔传感器的位置设置一个磁通孔。

作为优选方案，所述内胆底部设置有第一磁性装置，所述电路板上电连接有第二霍尔传感器；所述电机转轴与第一凸轮连接，第一凸轮随转轴旋转，第一凸轮上套接有第二凸轮，所述第一凸轮带动第二凸轮旋转；所述第二凸轮上设置有第三磁性装置。

作为优选方案，所述第一霍尔传感器是单霍尔型传感器。

作为优选方案，所述第一霍尔传感器尽量地接近第一磁性装置。

作为优选方案，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器和电机形成的整体设置于内胆中。

本发明的有益效果在于，可以监测第一凸轮和第二凸轮之间的相对位置，以及监测内胆和外壳的相对位置。

附图说明

图1是锁芯的爆炸图。

图2是内胆结构示意图。

图3是第一凸轮结构以及和转轴连接示意图。

图4是第二凸轮立体结构示意图。

图5是第二凸轮截面图。

图6是尾座结构示意图。

图7是尾座底面结构平面图。

图8是锁芯闭合时锁芯凸轮旋转面截面图。

图9是锁芯开启时锁芯凸轮旋转面截面图。

图10是锁芯爆炸图。

图11是霍尔传感器X轴、Z轴示意图。

图12是霍尔传感器感应磁场强度示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细地说明。

如图1和图2所示，一种带有磁性装置的锁芯，所述锁芯包括内胆11和外壳18，内胆11和外壳18是均为中空的圆柱体，内胆11的外径略小于外壳18的内径，内胆11可以在外壳18内旋转。所述内胆11的作用是放置锁芯1的部分部件，内胆11是一个中空的圆柱体，内胆11也可以做成非圆柱体状，通常认为，内胆11为圆柱体状是优选的方案。内胆11的上底面111设置有第一通孔113，内胆11的下底面112设置有第二通孔114，第一通孔113和第二通孔114的直径的太小可以根据需要进行调节。

内胆1的底部设置有护板12，护板12上设置有第一磁性装置13，护板12和第一磁性装置13均成圆环状，护板12和第一磁性装置13中间设置有第三通孔115。为了使得护板12不从内胆底面111脱落，护板12的直径大于第一通孔113的直径。电机14的输入端141穿过第三通孔115，并暴露在内胆11的底面处。这里，第三通孔115的直径小于电机14的宽度，同时大于输入端141的宽度，以实现，电机14既不会从第三通孔115脱落，二能够将输入端141完全暴露出来。电机输入端141是接收电子钥匙命令以及电源的端口，当电机输入端141接收到电源以及正确的锁芯开启命令，则带动电机的输出端，即，电机14的转轴142旋转。

以下的内容将涉及本实施例的一个重要创新点。通常电机转轴带动一个凸轮旋转实现锁具开启闭合，这样设计的缺陷是，当有外力作用于凸轮上，并进而作用于电机转轴时，将极大提高转轴被破坏的概率。本实施例的设计的核心方案是设计两个凸轮配合工作，以防止电机转轴遭受到外力破坏。

如图3所示，转轴142与第一凸轮15连接，第一凸轮15随转轴142旋转，所述第一凸轮15带动第二凸轮16旋转。第一凸轮15中心点151与转轴142连接固定。

如图4、图5所示，第二凸轮16整体成环状，包括圆弧状的上部161和下部162，还包括外圈内陷、内圈突出的左部163和右部164，上述上部161、下部162、左部163和右部164合围形成第二凸轮。

正是由于圆弧状的上部161和下部162，第二凸轮16可以整体的放置于内胆11之中，并在内胆11中旋转。为了实现第二凸轮15带动第二凸轮16旋转的目的，第一凸轮15需要可以整体放置在第二凸轮的内圈165之内，内圈的形状整体成8字型。

为了对第二凸轮的内圈165的结构作详细的描述，请参阅图5所示的第二凸轮16的截面图，上部161内圈的端点为点A和点B，下部162内圈的端点为点C和点D，左部163内圈突出的高点为点E，右部164内圈突出的高点为点F，上述六个点确定后，就可以确定第二凸轮的内圈165的结构。这里的上、下、左、右仅仅是为了方便对第二凸轮16结构进行说明，当观察第二凸轮16的视角发生变化，则上、下、左、右往往是可以变换的。

线段AB、线段CD为弧形，若以第二凸轮的中心点O为圆点，以线段OA为半径画圆周，则线段AB、线段CD是该圆周的一部分。线段AE、线段DF及其延长线为平行线；同样的，线段CE、线段BF及其延长线为平行线。当第一凸轮带动第二凸轮旋转时，线段AE、线段DF同时为受力单元或者线段CE、线段BF同时为受力单元。第一凸轮15只要满足上述条件，可以选择为长方体状、菱形体状或者三角形体状，甚至是其他的不规则形状。

由此可见，第一凸轮15的结构往往是可以变化的，对其结构形状产生约束的条件包括两点，其一是整体结构限制在第二凸轮16的内圈范围内，其二是，实现线段AE、线段DF或者线段CE、线段BF同时受力。本领域技术人员可以满足上述前提下，选择不同结构的第一凸轮。

需要说明的是，第一凸轮15和第二凸轮16配合工作时，在不考虑误差的情况下，应当认为，转轴142、第一凸轮15的中心点和第二凸轮16的中心点是重合的。

为了避让圆弧AB和圆弧CD的角度，第一凸轮15的两端152和153设计为圆弧状以和第二凸轮16内圈的圆弧AB和圆弧CD配合。

第一凸轮15和第二凸轮16的上述结构确定后，即可实现第一凸轮15带动第二凸轮16旋转，无论是顺时针还是逆时针。

如图1所示，作为锁芯，本实施例的最终技术目的是实现锁芯的闭合和开启，因此，锁芯1还包括尾座17与内胆11的上底面111接触并配合固定，内胆11的上底面111的圆周上设置有两个缺口116，缺口116的数量至少设置一个，也可以设置多个，综合技术效果和制造成本来看，缺口的数量最好设置为两个。

如图6、图7所示，尾座17包括本体171，本体171整体成两阶圆柱状，分别为上圆柱172和下圆柱173，下圆柱173的直径与内胆11的外径相同，上圆柱172的上端设置有锁芯的输出端174，实现锁具的开启和闭合，在本实施例中，锁芯的输出端174设置为螺纹柱，在实际的应用过程中，锁芯的输出端174可以设置为其他任意需要的形状。

本体171的下端设置有突出面175，突出面175整体成圆柱状，突出面175的直径略小于内胆11的内径，由此可以实现将突出面175放入内胆11之中，同时又不会陷落于内胆11之中。

为了将尾座17和内胆11固定，在下圆柱173的的下端设置有与缺口116对应的凸起176，缺口116和凸起176卡合在一起，实现内胆11和尾座的同步旋转。为了实现上述目的，还需要使第二凸轮16与尾座发生力的作用。

由前文可知，第二凸轮16整体成环状，包括上表面166和下表面167，下表面167为平滑状，其在内胆11内部与电机14接近，但不发生接触，概括的说，第二凸轮16的下表面167不是受力面。相反的，上表面166上位于左部163上和右部164上分别设置有限位柱168。

突出面175上设置有两个对称的腰型孔177，当缺口116和凸起174卡合在一起后，限位柱168也落入腰型孔177的范围内。当电机转轴142带动第一凸轮15旋转，第一凸轮15带动第二凸轮16旋转，第二凸轮16带动尾座17旋转。腰型孔177的作用不仅仅在于作为限位柱168的受力单位，同时还起到限制第二凸轮旋转角度的作用。假设腰型孔177所在圆周中没有设置任何与限位柱168配合作用的装置，则限位柱168上的力无法传递到尾座17上，无法实现锁芯开启功能。假设将腰型孔177设计为圆孔，限位柱168与圆孔卡合后，没有自由旋转的空间，则第二凸轮16与尾座17形成事实上一体结构，不利于电机14的保护。因此，本实施例给出限位柱168在腰型孔177中旋转的角度优选为90度，从实现本发明的技术效果角度而言，限位柱168在腰型孔177中旋转的角度为80度至100度之间均可以较好的实现技术效果。对应的，如图7所示，就是限位柱168与腰型孔177的两端接触后，限位柱168中心轴所在的两个点分别为点G和点H，点G与点H与突出面175中心点O的连线形成的夹角在80度至100度之间。

内胆11和尾座17固定完成后，还需要包括一个外壳18，外壳18整体成圆柱状，外壳18的外表面设置有螺纹，锁芯使用时方便安装。内胆11和尾座17在没有其他外力限制的情况下，是可以一直在外壳18内自由旋转的。外壳上底面181设置有第四通孔183，外壳下底面182设置有第五通孔184，第四通孔183的直径等于尾座17本体171上圆柱172的直径，小于下圆柱173的直径，因此，尾座17可以固定在外壳的上底面181。此时，尾座17和内胆11只能向外壳的下底面方向运动，为此，沿内胆11的圆周截面的方向设置一条第一凹槽186，在外壳对应高度位置设置两对固定孔187，任意一对固定孔是同轴的圆周孔。当第一凹槽186位于某对固定孔187之间时，在两个固定孔之间插入销钉188，则销钉起到固定和限位的作用。

从外壳18的上下的作用力方向来看，由于第一凹槽186中卡入的销钉188，因此，内胆无法自由的向下运动；由上文可知，由于第四通孔183的直径小于尾座下圆柱173的直径，尾座不能向上自由运动；上述两个设计将尾座17和内胆11在上下方向固定。

从尾座17和内胆11在外壳18内的旋转来看，如果第一凹槽是360度的，即便是第一凹槽186中插入销钉188，尾座17和内胆11也可以不受限制的自由旋转，为此，第一凹槽186的两个端点与圆心连线形成的角度需要控制在180度至190度之间。上文提及，外壳18上设置有两对固定孔187，选择另外一对固定孔187插入销钉可以实现尾座17和内胆11的旋转换向。

第二凸轮16整体成环状，包括圆弧状的上部161和下部162，还包括外圈内陷、内圈突出的左部163和右部164。当第二凸轮16装入内胆11中时，上部161和下部162因为都是对应的圆弧状，因此上部161和下部162的外侧与内胆11的内壁的距离基本是不产生变化的。左部163和右部164由于有外圈内陷的设计，因此，左部163、右部164外侧各点距离内胆11内壁的距离是有显著变化的。

在内胆11上，与第二凸轮处于同一水平面的位置设置至少一个锁止孔190，锁止孔190内设置有锁止钢珠191，优选的设计是选择两个锁止孔以及锁止钢珠，甚至可以设置多个锁止孔和锁止钢珠。

如图8、图9所示，本实施例将以两个锁止孔190和锁止钢珠191为例，说明锁止钢珠191与其他部件之间的配合工作关系。初始状态时，第二凸轮16的上部161、下部162的外侧分别抵住锁止钢珠191，锁止钢珠191位于外壳18内壁中的第二凹槽189中，第二凹槽189设置的方向与内胆11旋转方向垂直，因此，第二凹槽189两个侧边限制了内胆11的旋转，此时的锁芯处于闭合状态，内胆11和尾座17均无法旋转。当需要锁芯开启时，从电机的输入端141输入电源和密钥，电机14动作，转轴142带动第一凸轮15旋转，进而带动第二凸轮16旋转90度。由于第二凸轮左部163、右部164的内陷式设计，锁止钢珠191可以向内陷方向自由移动，从而锁止钢珠191脱离了第二凹槽189的束缚，此时，内胆11可以实现自由旋转。

为了实现内胆11与外壳18之间保持一个相对稳定的初始位置关系，在尾座17的本体171的下圆柱173上设置定位孔178，定位孔178内设置有弹簧179，弹簧179的两端各设置一颗定位钢珠192，定位钢珠192在旋转至第二凹槽189处时，由于受到弹簧179的压力，向第二凹槽189方向移动，并且能保持定位钢珠192在第二凹槽189中不发生位移，从而实现定位的作用。定位孔178也可以做成不通透的结构，这样就形成两个孔，里面各自放置弹簧，也可以实现相似的技术效果。

锁止钢珠191和定位钢珠192的功能产生差异的核心在于，与锁止钢珠191接触的是第二凸轮16，第二凸轮16是刚性结构，锁止钢珠191进入第二凹槽189后无法像第二凸轮上部161和下部162方向移动。与定位钢珠192接触的弹簧179，是弹性部件，稍给尾座17一个旋转的作用力，即可使得定位钢珠192向弹簧179方向运动，从而脱离第二凹槽189的限制。

锁止钢珠191和第二凸轮16的上部161和下部162接触时，由于是平滑接触，若锁芯受到某些震动或者晃动的影响，可能导致第二凸轮16的旋转，从而导致锁芯不正确地开启。为了解决上述问题，在第二凸轮16的上部161和下部162的外侧设置有限位槽169。

本发明的一个创新之处在于，在锁芯1内的不同位置设置多个磁性装置，以解决两个技术问题，其一是监测内胆11和外壳18之间的相对位置；其二是监测第一凸轮15和第二凸轮16之间的相对位置。

如图所示，电机14的输入端141与电机主体之间设置有电路板20，电路板20的作用是信息的处理以及发出相应的动作命令。包括接收锁芯开启的指令，发出电机转动的指令等。

电路板20上设置有第一霍尔传感器21，第一霍尔传感器21和第二磁性装置31配合工作用于监测内胆11和外壳18的相对位置。第一霍尔传感器21紧贴在电机14的外侧。电路板20上还设置有第二霍尔传感器22，第二霍尔传感器22用于监测第一凸轮15和第二凸轮16之间的相对位置。需要确保，第一霍尔传感器21、第二霍尔传感器22和电机14形成的整体可以放入内胆11中。

第一磁性装置13是设置在于电机14的输入端141附近，其作用之一是在使用钥匙锁芯开启时，可以吸合和固定钥匙，提高锁芯开启效率和提升用户体验。同时，由于第一磁性装置13的存在，其将对第一霍尔传感器21和第二霍尔传感器22产生影响，因此，技术方案的实质就是在考虑第一磁性装置13影响的前提下，通过设置第二磁性装置31和第三磁性装置32来实现技术目的。

第一霍尔传感器21、第二霍尔传感器22、电机14和第一磁性装置13的相对位置是固定不变的，在内胆11围绕外壳18旋转的过程中，第一霍尔传感器21、第二霍尔传感器22与第二磁性装置31和第三磁性装置32的相对位置产生变化。

第二磁性装置31设置在外壳18上与第一霍尔传感器21对应高度的位置，这个位置一般是一个高度区间，可以理解为对外壳进行横向截面，所形成的圆周上均可以设置第二磁性装置。当然，圆周距离第一霍尔传感器21需要限定在一个范围内。具体地是，在外壳18上设置一个安装孔41，将第二磁性装置31设置在安装孔41中，安装孔41的大小可以根据需要设计，由于体积的大小将影响第二磁性装置的磁场，需要通过多次试验才能确定第二磁性装置的具体参数。当锁芯安装完毕后，第一霍尔传感器21和第二磁性装置31最好是处于同一水平面上，当然这是一种不考虑两者本身体积的理想状态，原因在于，当第一霍尔传感器21和第二磁性装置31接近时，可以提高感应灵敏度。

本实施例的一个优选的方案是，由于第一霍尔传感器21是设置在内胆11内部，第一霍尔传感器21在感应第二磁性装置31的过程中，会受到内胆11的影响，降低感应灵敏度，为了克服这一技术缺陷，在内胆11上对应于第一霍尔传感器21的位置设置一个磁通孔42，目的是便于第一霍尔传感器21感应第二磁性装置31。

与第一霍尔传感器21配合工作的仅仅是第二磁性装置31，原因是第一霍尔传感器21是单霍尔型传感器，其特点是仅能感应单一方向的磁场。通常情况下，霍尔传感器可以感应磁场的方向包括X轴方向和Z轴方向，也就是当X轴方向或者Z轴方向上的磁场强度变化时，均可以导致霍尔传感器的变化。本实施例中，第一霍尔传感器21是单霍尔型传感器，因此，无需考虑第一磁性装置13对第一霍尔传感器21的影响。

以上的技术方案可以实现对内胆11和外壳18相对位置的监测。

上述的方案依然是理想化的状态，通常情况下，第一磁性装置13的磁场分布曲线在位于第一霍尔传感器21的位置时，其磁场方向与第一霍尔传感器21的磁场感应方向既不垂直也不平行，因此，往往需要考虑到第一磁性装置13的磁场分布曲线在位于第一霍尔传感器21的位置的磁场强度的分解。

第一磁性装置13的磁感线是受到第一磁性装置13的形状、极性分布等多种因素影响的，本实施例无法将第一磁性装置13的磁感线通过具体的函数表达出来。技术方案在具体实施的过程中，第一霍尔传感器21尽量地接近第一磁性装置13可以降低第一磁性装置13带来的影响，因为接近第一磁性装置13的位置，其磁感线的弯曲程度较小。

以下的技术方案将说明第一凸轮15和第二凸轮16相对位置的监测。

第二霍尔传感器22同时受到第一磁性装置13和第三磁性装置32的影响。在这里，需要说明的是，由于第二霍尔传感器22距离第二磁性装置31的距离相对较远，影响较低，故而忽略其影响。

第三磁性装置32设置在第二凸轮上。由前文可知，转轴142与第一凸轮15连接，第一凸轮15随转轴142旋转，所述第一凸轮15带动第二凸轮16旋转。第一凸轮15中心点151与转轴142连接固定。由此可知，转轴142与第一凸轮15是刚性连接；第一凸轮15和第二凸轮16是非刚性连接。转轴142的旋转情况可以电路板20记录，并明确第一凸轮15与第二霍尔传感器22之间的位置关系。

第二凸轮16的位置可以是在其活动范围内的任意位置，电路板20无法直接通过第一凸轮15来判定第二凸轮16的相对位置。当第二凸轮16上设置了第三磁性装置32，第三磁性装置32与第二霍尔传感器22配合工作，可以确定第二凸轮16与第二霍尔传感器22相对位置，并进而确定第一凸轮15和第二凸轮16的相对位置。

由上文可知，第二凸轮16的旋转范围在80度至100度之间，因此，需要将第三磁性装置32设置在靠近第二霍尔传感器22一侧，否则，第三磁性装置32设置与第二霍尔传感器22之间的距离较大从而导致感应灵敏度降低。

以上的内容给出了带有磁性装置锁芯的物理结构，本实施例在具体使用时，还涉及到第一磁性装置13、第二磁性装置31、第三磁性装置32的大小设置、距离设置等问题。

如图所示，将锁芯的磁性装置、霍尔传感器抽象图示，假设第一磁性装置13的S级侧的磁场强度为B0，第一霍尔传感器距离第一磁性装置13的N级的距离为r3，第二霍尔传感器22距离第一磁性装置13的S级侧的距离为r1；第三磁性装置32的S级侧的磁场强度为B1，第二霍尔传感器22距离第三磁性装置32的S级侧的距离为r2；则第二霍尔传感器22感应到的磁场强度B受到公式(1)约束。

其中，A是调节因子，为一无单位的常数，可以根据具体的情况选定数值。

假定第二霍尔传感器22工作阈值为预设的值Be，则第二霍尔传感器22感应到的磁场强度B受到公式(2)约束。

B≥B_e (2)

其中，Be为预设的阈值，其范围通常在1mT～9mT之间。

依据上述公式(1)、公式(2)的约束条件，可以选择多种不同的具体方案来实现技术目的。

当具体的参数选定后，在锁芯的旋转过程中，具体的，在第一凸轮15带动第二凸轮16旋转的过程中，变化的量仅仅是第二霍尔传感器22距离第三磁性装置32的S级侧的距离r2，其他的参数都是恒定不变的。第二霍尔传感器22距离第三磁性装置32的S级侧的距离r2与磁场强度就形成的确定的函数关系。

另外，第二霍尔传感器22距离第三磁性装置32的S级侧的距离r2和第一凸轮15、第二凸轮16之间的相对位置也成确定的函数关系。据此，可以根据上述第二霍尔传感器22感应到的磁场强度B来监测第一凸轮15、第二凸轮16之间的相对位置。

监测第一凸轮15、第二凸轮16之间的相对位置的目的在于为了下一个技术目的服务，即，第一凸轮15旋转从而带动第二凸轮16旋转的过程中，第一凸轮15的旋转既需要满足带动第二凸轮16的力矩要求，同时又需要满足安全性要求。

具体而言，第一凸轮15在带动第二凸轮16旋转时，第一凸轮15作用在第二凸轮16上的力矩受到两个参数的影响，一个参数是受力点与圆心的距离，即途中的OA、OB、OC或者OD，另外一个参数是第一凸轮15的转速w。当具体的硬件结构确定时，实际变化的参数仅仅是第一凸轮15的转速w。

假设第一凸轮15顺时针旋转为锁芯开启方向，若第一凸轮15旋转时的位置更加接近线段BOC，则第一凸轮15在转速较低时就将与线段BOC接触，此时第一凸轮15作用在第二凸轮16上的力矩较小，不足以带动第二凸轮旋转。

为了克服上述缺陷，本实施例给出两种解决方案，其一是，第一凸轮15依照正向旋转、反向旋转、正向旋转的顺序旋转；其二是第一凸轮15依照反向旋转、正向旋转的顺序旋转。上述的正向旋转指的是与锁芯锁芯开启方向相同方向的旋转，反向旋转指的是与锁芯锁芯开启方向相反方向的旋转。上述两种方法均可以较好的实现锁芯开启目的，区别在于，第一种方案实现上较简单，稳定性高；第二种方案较复杂，精度高。

以下对上述两种方案做区别说明。

第一种方案中，第一凸轮15依照正向旋转、反向旋转、正向旋转的顺序旋转，其前提不考虑第一凸轮15和第二凸轮16之间的初始位置。其执行步骤包括：

步骤1.1，第一凸轮15正向旋转时间t1，t1小于时间上限tm，上限tm对应的第一凸轮的转速足以实现锁芯开启，因此，t1必须小于tm；本步骤的目的是尽量地将第一凸轮15正向旋转贴近第二凸轮16的线段BOC，并且不会导致锁芯开启。

步骤1.2，第一凸轮15反向旋转时间t2，t2小于时间上限tm；本步骤的目的是将第一凸轮15反向旋转贴近第二凸轮的线段AOD，并且不会导致锁芯开启。

步骤1.3，第一凸轮15正向旋转时间t3，带动第二凸轮16旋转并实现锁芯开启。

第二种方案中，需要实时的监测第一凸轮15与第二凸轮16的相对位置，并在此前提下执行以下步骤：

步骤2.1，第一凸轮15反向旋转时间T1，时间T1根据第一凸轮15与第二凸轮16的相对位置计算获得，原则是确保第一凸轮15反向旋转时间T1后，贴近第二凸轮的线段AOD，并且不会导致锁芯开启。

步骤2.2，第一凸轮15正向旋转时间T2，带动第二凸轮16旋转并实现锁芯开启。

上述两种方案均是以第一凸轮15旋转时间来对技术方案进行限定的，其实质是限定第一凸轮15的旋转角度。上述情形仅仅是表达方式的差异，技术方案的内涵是一致的。

Claims (7)

1.一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，包括内胆、电路板、电机转轴和第一凸轮，其特征在于，

所述内胆底部设置有第一磁性装置，所述电路板上电连接有第二霍尔传感器；所述电机转轴与第一凸轮连接，第一凸轮随转轴旋转，第一凸轮上套接有第二凸轮，所述第一凸轮带动第二凸轮旋转；所述第二凸轮上设置有第三磁性装置；

所述第三磁性装置设置在靠近第二霍尔传感器一侧；

所述第二凸轮整体成环状，包括圆弧状的上部和下部，还包括外圈内陷、内圈突出的左部和右部；所述第一凸轮整体设置在第二凸轮的内圈之内；

所述上部位于内圈的端点为点A和点B，所述下部位于内圈的端点为点C和点D，所述左部位于内圈突出的高点为点E，所述右部位于内圈突出的高点为点F；当第一凸轮带动第二凸轮旋转时，线段AE、线段DF同时为受力单元或者线段CE、线段BF同时为受力单元；第一凸轮在第二凸轮内部具有一定的自由转动余量。

2.根据权利要求1所述的一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，其特征在于，

还包括外壳，所述内胆和外壳均为中空结构，内胆能够在外壳内旋转；所述内胆内固定有电机，电机的输入端与电机主体之间设置有电路板，所述电路板上电连接有第一霍尔传感器；所述外壳上设置有第二磁性装置；所述第一霍尔传感器和第二磁性装置配合工作。

3.根据权利要求2所述的一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，其特征在于，

所述第一霍尔传感器和第二磁性装置处于同一水平面上。

4.根据权利要求2所述的一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，其特征在于，

所述内胆上对应于第一霍尔传感器的位置设置一个磁通孔。

5.根据权利要求2所述的一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，其特征在于，

所述第一霍尔传感器是单霍尔型传感器。

6.根据权利要求2所述的一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，其特征在于，

所述第一霍尔传感器尽量地接近第一磁性装置。

7.根据权利要求2所述的一种带有凸轮相对位置监测功能的锁芯，其特征在于，

所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器和电机形成的整体设置于内胆中。