CN109025524A - 一种手自一体电子锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手自一体电子锁，包括壳体、减速机构、手自切换轴及手动调节机构，本发明由于手自切换轴具有与减速机构连为一体的第一位置及与减速机构分开的第二位置，这样当其处于第一位置时，就可随着减速机构而转动，此为该手自一体电子锁自动模式；而当手自切换轴在手动调节机构的运动行程之下而切换到第二位置时，就可随着手动调节机构而转动，此为该手自一体电子锁手动模式。可以看出，本发明实施例中的手自一体电子锁可方便的在自动模式与手动模式之间进行切换，而不需要考虑蜗轮蜗杆的自锁功能，大大提高了使用的方便性。

Description

一种手自一体电子锁

技术领域

本发明涉及电子锁技术领域，具体涉及一种手自一体电子锁。

背景技术

目前全自动电子锁主要有两种形式：一种是减速机构位于电子锁的锁体之内；另一种是减速机构位于电子锁的面板里面。由于减速机构位于电子锁的面板里面可适应各自锁体，比较方便用户的配套和使用安装，所以目前的市场普及率高于减速机构位于锁体之内的全自动电子锁。

现有全自动电子锁的减速机构均为蜗轮蜗杆加齿轮的工作模式，由于蜗轮蜗杆具有自锁功能，在手动转动锁芯时需要先将电机输出轴与动力齿轮脱离，造成结构复杂以及使用不便的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种手自一体电子锁，用于解决现有的电子锁采用手动模式时而带来的不便利的问题。

为此，根据本发明的实施例，该手自一体电子锁包括：

壳体，所述壳体限定出安装腔；

减速机构，所述减速机构安装在所述安装腔内，用于输出旋转运动；

手自切换轴，所述手自切换轴具有与所述减速机构连为一体的第一位置及与所述减速机构分开的第二位置，当所述手自切换轴处于所述第一位置时，所述手自切换轴随着所述减速机构转动；及

手动调节机构，所述手动调节机构与所述手自切换轴相连，其具有使所述手自切换轴从所述第一位置切换到所述第二位置的第一行程及使所述手自切换轴从所述第二位置切换到所述第一位置的第二行程，当所述手自切换轴处于所述第二位置时，所述手自切换轴随着所述手动调机构转动。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述减速机构包括电机及齿轮组件，所述齿轮组件与所述电机的输出轴相连，由所述电机驱动所述齿轮组件转动。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述齿轮组件包括蜗杆、与所述蜗杆啮合的中间齿轮及与所述中间齿轮啮合的输出齿轮，在所述输出齿轮上集成有齿轮输出轴，所述手自切换轴套设在所述齿轮输出轴内。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述齿轮输出轴的内壁形成有至少一个限位槽，所述手自切换轴的外壁凸起设置有至少一个能够卡入到所述限位槽的凸起，当手动调节机构沿着所述第一行程运动时，所述凸起从所述限位槽内撤出，当所述手动调节机构沿着所述第二行程运动时，所述凸起卡入到所述限位槽。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述手自切换轴的一端形成有圆柱形安装口，所述圆柱形安装口的底部具有圆柱形凹陷部，所述圆柱形凹陷部与所述手自切换轴的内壁交汇形成弧线支撑部，所述手动调节机构包括调节件，所述调节件的一端形成有能够插入到所述弧线支撑部处的凸缘，当所述调节件转动时，所述凸缘挤压所述弧线支撑部而使得所述手自切换轴直线移动，从而使得所述凸起从所述限位槽内撤出。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，在所述齿轮输出轴与所述手自切换轴之间还设有弹性回复件，用于提供所述手自切换轴复位的动力。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述手自一体电子锁还包括角度测量机构，所述角度测量机构用于测量所述齿轮输出轴的转动角度。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述角度测量机构包括套设在所述电机的输出轴并随着所述输出轴一同转动的圆环，在所述圆环上均匀间隔设置有多个计数传感器。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述圆环为计数磁环。

作为所述手自一体电子锁的进一步可选方案，所述手自一体电子锁还包括锁芯轴、锁芯及同步维持机构，所述锁芯轴与所述手自切换轴相连，所述锁芯套设在所述锁芯轴的外周，所述同步维持机构用于使得所述锁芯轴与所述手自切换轴一同转动。

本发明的有益效果：

依据以上实施例中的手自一体电子锁，由于手自切换轴具有与减速机构连为一体的第一位置及与减速机构分开的第二位置，这样当其处于第一位置时，就可随着减速机构而转动，此为该手自一体电子锁自动模式；而当手自切换轴在手动调节机构的运动行程之下而切换到第二位置时，就可随着手动调节机构而转动，此为该手自一体电子锁手动模式。可以看出，本发明实施例中的手自一体电子锁可方便的在自动模式与手动模式之间进行切换，而不需要考虑蜗轮蜗杆的自锁功能，大大提高了使用的方便性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的另一角度的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的减速机构的结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的剖视图；

图5示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的输出齿轮与齿轮输出轴的集成结构图；

图6示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的手自切换轴的结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的手自切换轴的另一角度的结构示意图；

图8示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的调节件的结构示意图；

图9示出了根据本发明实施例所提供的手自一体电子锁的控制系统的安装图。

主要元件符号说明：

100-壳体；200-减速机构；300-手自切换轴；400-手动调节机构；500-锁芯轴；600-锁紧板；700-锁紧件；800-角度测量机构；900-同步维持机构；1000-锁芯；110-底壳；120-上壳；210-电机；220-蜗杆；230-中间齿轮；240-输出齿轮；250-齿轮输出轴；260-轴承；310-凸起；320-圆柱形安装口；330-弧线支撑部；410-调节件；420-弹性回复件；430-调节旋钮；810-圆环；910-定位杆；1100-圆孔；121-螺纹柱；251-限位槽；411-凸缘；101-电路板；102-单片机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

本实施例提供了一种手自一体电子锁。

请一并参考图1-4，该手自一体电子锁包括壳体100、减速机构200、手自切换轴300及手动调节机构400。

其中，壳体100限定出安装腔。减速机构200安装在安装腔内，用于输出旋转运动。手自切换轴300具有与减速机构200连为一体的第一位置及与减速机构200分开的第二位置，当手自切换轴300处于第一位置时，手自切换轴300随着减速机构200转动。手动调节机构400与手自切换轴300相连，其具有使手自切换轴300从第一位置切换到第二位置的第一行程及使手自切换轴300从第二位置切换到第一位置的第二行程，当手自切换轴300处于第二位置时，手自切换轴300随着手动调节机构400转动。

如此，由于手自切换轴300具有与减速机构200连为一体的第一位置及与减速机构200分开的第二位置，这样当其处于第一位置时，就可随着减速机构200而转动，此为该手自一体电子锁自动模式；而当手自切换轴300在手动调节机构400的运动行程之下而切换到第二位置时，就可随着手动调节机构400而转动，此为该手自一体电子锁手动模式。可以看出，本发明实施例中的手自一体电子锁可方便的在自动模式与手动模式之间进行切换，而不需要考虑蜗轮蜗杆的自锁功能，大大提高了使用的方便性。

请参考图1-2，在本发明实施方式中，壳体100包括底壳110及盖设在底壳110上的上壳120，底壳110与上壳120围成安装腔，手自切换轴300的一端从上壳120处伸出并连接到锁芯轴500，另一端从底壳110处伸出并连接到手动调节机构400，这样通过上述设置就使得手自切换轴300与减速机构200、手动调节机构400及锁芯轴500建立起了连接，方便实现上述自动模式或手动模式。

为了保证上壳120与底壳110连接的可靠性，在上壳120与底壳110的一侧分别设有一块锁紧板600，使得壳体100被限制在两块锁紧板600之间，两块锁紧板600的面积略大于壳体100的面积，使得锁紧板600的边缘能够伸出壳体100，这样通过在锁紧板600的边缘锁紧螺丝等锁紧件700即可使得壳体100被稳定的限制在锁紧板600之间，以此提高上壳120与底壳110连接的可靠性。

请参考图3-4，在本发明实施方式中，减速机构200包括电机210及齿轮组件，齿轮组件与电机210的输出轴相连，由电机210驱动齿轮组件转动。

具体的，请一并参考图5，该齿轮组件包括蜗杆220、与蜗杆220啮合的中间齿轮230及与中间齿轮230啮合的输出齿轮240，在输出齿轮240上集成有齿轮输出轴250，手自切换轴300套设在齿轮输出轴250内。

如此，通过电机210带动蜗杆220转动即可带动与蜗杆220啮合的中间齿轮230的转动，继而带动输出齿轮240的转动，而由于齿轮输出轴250与输出齿轮240是集成在一起的，因此齿轮输出轴250也跟着转动，当手自切换轴300处于第一位置时，手自切换轴300也就跟随着齿轮输出轴250而转动，这样通过控制电机210的转动，即可达到控制手自切换轴300的转动，也就实现了在自动模式下的使用。

在某些实施方式中，中间齿轮230的数量可以根据需求而定，例如在图3所示的实例中，仅设置有一个中间齿轮230。

当然，在其它实施方式中，在蜗杆220与输出齿轮240之间还可以设置更多个中间齿轮230，例如两个，甚至更多个。

另外，为了保证齿轮输出轴250转动时的顺滑性，在齿轮输出轴250的外周还设有轴承260。

请继续参考图5，为了方便手动调节机构400在介入工作后，手自切换轴300能够顺利的进入到手动模式，在本发明实施方式中，在齿轮输出轴250的内壁形成有至少一个限位槽251，手自切换轴300的外壁则凸起设置有至少一个能够卡入到限位槽251的凸起310，当手动调节机构400沿着第一行程运动时，凸起310从限位槽251内撤出，当手动调节机构400沿着第二行程运动时，凸起310卡入到限位槽251。

由此，当手动调节机构400运动第一行程时，就可使得手自切换轴300与齿轮输出轴250分离，即手自切换轴300从第一位置切换到第二位置；而当手动调节机构400运动第二行程时，就可使得手自切换轴300再次回复到第一位置。

请结合参考图6-8，为了形成上述第一行程及第二行程，手自切换轴300的一端形成有圆柱形安装口320，圆柱形安装口320的底部具有圆柱形凹陷部，圆柱形凹陷部与手自切换轴300的内壁交汇形成弧线支撑部330。而手动调节机构400包括调节件410，该调节件410设置在底壳110的外侧，调节件410的一端形成有能够插入到弧线支撑部330处的凸缘411，当调节件410转动时，凸缘411挤压弧线支撑部330而使得手自切换轴300直线移动，从而使得凸起310从限位槽251内撤出。

具体的说，当手自切换轴300还处于第一位置时，此时手自切换轴300受到限位槽251的限位作用，也就是说手自切换轴300只能够沿轴向移动。在这种条件下，当转动调节件410时，调节件410的凸缘411势必会沿着弧线支撑部330而滑移，在滑移的过程中，凸缘411从弧线支撑部330的最低点逐渐移动较高处，从而就给手自切换轴300施加了一个轴向的作用力，使得手自切换轴300轴向移动而脱离开限位槽251，此时手自切换轴300脱离开齿轮输出轴250，这样手自切换轴300也就切换到了第二位置。在切换到第二位置之后，接着转动调节件410即可使得手自切换轴300跟随着调节件410而转动，也就实现了手动模式的调节。

至此可以知道的是，前文中所说的第一行程可以理解成转动调节件410而使得手自切换轴300脱离开限位槽251的这段行程，在这段行程之后，继续转动调节件410即可使得手自切换轴300跟随着调节件410而转动，为了便于描述和理解，可将这段行程称为手动调节行程。而前文中所说的第二行程就是手动调节行程和第一行程的反向行程。

为了实现手自切换轴300能够沿着第二行程运动而再次回复到第一位置，在齿轮输出轴250与手自切换轴300之间还设有弹性回复件420，用于提供手自切换轴300复位的动力。

这样在调节件410转动第一行程及手动调节行程的过程中，弹性回复件420会发生弹性变形，从而使其积蓄一定的弹性回复力。在停止转动调节件410后，在弹性回复件420的弹性回复力的作用下就可使得手自切换轴300再次回复到第一位置。

在某些具体的实施方式中，弹性回复件420可以包括转动复位弹簧及轴向复位弹簧，转动复位弹簧用于提供手动调节行程的反向行程，而轴向复位弹簧则用于提供第一行程的反向行程。

在另一些具体的实施方式中，弹性回复件420也可以是一单一的弹簧，例如在图4所示的实例中，此时该弹性回复件420可以理解成具有上述转动复位弹簧及轴向复位弹簧的双重作用。

至此，通过前文所述，就使得本发明实施方式中的手自一体电子锁可方便的在自动模式与手动模式下进行切换，整个切换过程只需转动调节件410即可，操作极为简单。

在某些实施方式中，为了便于调节，还可以在调节件410的外周套设一个调节旋钮430，该调节旋钮430可以通过螺钉等与调节件410形成固定连接。

此时可以理解的是，当设置调节旋钮430加调节件410的组合可使得手自一体电子锁应用在需要经常开关门的场合，也就是不需要进行防盗、保密的场合。

当然，很容易理解的是，通过改变调节件410或者调节旋钮430的造型，使其具有类似于钥匙插孔的构造，也就可以使得该手自一体电子锁也能应用在需要防盗、保密的场合。

除以上所述之外，在某些实施方式中，本发明实施方式中的手自一体电子锁还可以包括角度测量机构800，该角度测量机构800用于测量齿轮输出轴250的转动角度。

由此，通过角度测量机构800的设置，可以实现对齿轮输出轴250精确的转动角度测量，从而能够实现在自动模式下对开关锁的精确控制。

在某些具体的实施方式中，角度测量机构800包括套设在电机210的输出轴并随着输出轴一同转动的圆环810，在圆环810上均匀间隔设置有多个计数传感器(图中未示出)。

更加具体的，请参考图3，可以在圆环810的某个直径方向的两端设置两个计数传感器，这样每当电机210转动一圈，即可采集到两个计数信号，而从蜗杆220到齿轮输出轴250的传动比一经设定就是固定的，为了便于理解以传动比为10进行说明(实际传动比根据齿轮组件实际设定而定)。在传动比为10的条件下，电机210转动一圈使得最终的齿轮输出轴250转动36度，也就是每采集一个计数信号，齿轮输出轴250转动18度，这样根据最终所采集的计数信号的数量再结合时间比例就可获取精确的转动角度。

假定总共获取了M个计数信号，同时假定前一次两个计数信号间隔的时间是T1，最后一次与前一计数信号间随机停转的时间是T2(T2小于T1)，则整个转动角度为：M×18+T₂×18÷T₁。

请参考图9，在某些更加具体的实施方式中，计数传感器可采用霍尔传感器。而整个电机210的控制系统可借由电路板101、单片机102等的方式来实现，这种手段在现有技术中已非常成熟，在本文中不做介绍。

在另一些具体的实施方式中，前述圆环810也可以采用计数磁环的方式，以达到与前述在圆环810上设置两个计数传感器的效果。

在其它一些具体的实施方式中，前述计数传感器还可以设置在与蜗杆220啮合的第一个中间齿轮230上，而中间齿轮230到齿轮输出轴250的传动比也是固定的，这样也可以实现对转动角度的精确测量。

除以上所述之外，在某些实施方式中，本发明实施方式中的手自一体电子锁还可以包括同步维持机构900，锁芯轴500与手自切换轴300相连，锁芯1000套设在锁芯轴500的外周，而同步维持机构900用于使得锁芯轴500与手自切换轴300同心而使它们一同转动。

该同步维持机构900可以这样设置，请参考图2，可在齿轮输出轴250的一侧，例如上壳120上设定一到两个或者更多个带螺纹孔的螺纹柱121，同时在锁芯1000的相对位置设置一到两个或者更多个与之对应的圆孔1100，再通过一到两个或者更多个带螺纹的定位杆910连接到螺纹柱121与圆孔1100之间，这样也就使得保证了手自切换轴300和锁芯轴500的同心，而使它们一同转动，不会出现虚位，可提高减速机构200的效率、降低耗能。

通过以上对本发明各实施方式的描述可知，本发明至少具备如下的技术效果：

1、通过简单的操作即可实现手自一体电子锁的在自动模式与手动模式之间进行切换；

2、可实现对开关锁的精确控制；

3、输出齿轮、齿轮输出轴、手自切换轴及锁芯轴为同心设置，可保证无论是在手动模式下，还是自动模式下，均可提高减速机构的效率、降低耗能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种手自一体电子锁，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体限定出安装腔；

减速机构，所述减速机构安装在所述安装腔内，用于输出旋转运动；

手自切换轴，所述手自切换轴具有与所述减速机构连为一体的第一位置及与所述减速机构分开的第二位置，当所述手自切换轴处于所述第一位置时，所述手自切换轴随着所述减速机构转动；及

手动调节机构，所述手动调节机构与所述手自切换轴相连，其具有使所述手自切换轴从所述第一位置切换到所述第二位置的第一行程及使所述手自切换轴从所述第二位置切换到所述第一位置的第二行程，当所述手自切换轴处于所述第二位置时，所述手自切换轴随着所述手动调机构转动。

2.如权利要求1所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述减速机构包括电机及齿轮组件，所述齿轮组件与所述电机的输出轴相连，由所述电机驱动所述齿轮组件转动。

3.如权利要求2所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述齿轮组件包括蜗杆、与所述蜗杆啮合的中间齿轮及与所述中间齿轮啮合的输出齿轮，在所述输出齿轮上集成有齿轮输出轴，所述手自切换轴套设在所述齿轮输出轴内。

4.如权利要求3所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述齿轮输出轴的内壁形成有至少一个限位槽，所述手自切换轴的外壁凸起设置有至少一个能够卡入到所述限位槽的凸起，当手动调节机构沿着所述第一行程运动时，所述凸起从所述限位槽内撤出，当所述手动调节机构沿着所述第二行程运动时，所述凸起卡入到所述限位槽。

5.如权利要求4所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述手自切换轴的一端形成有圆柱形安装口，所述圆柱形安装口的底部具有圆柱形凹陷部，所述圆柱形凹陷部与所述手自切换轴的内壁交汇形成弧线支撑部，所述手动调节机构包括调节件，所述调节件的一端形成有能够插入到所述弧线支撑部处的凸缘，当所述调节件转动时，所述凸缘挤压所述弧线支撑部而使得所述手自切换轴直线移动，从而使得所述凸起从所述限位槽内撤出。

6.如权利要求5所述的手自一体电子锁，其特征在于，在所述齿轮输出轴与所述手自切换轴之间还设有弹性回复件，用于提供所述手自切换轴复位的动力。

7.如权利要求3-6中任一项所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述手自一体电子锁还包括角度测量机构，所述角度测量机构用于测量所述齿轮输出轴的转动角度。

8.如权利要求7所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述角度测量机构包括套设在所述电机的输出轴并随着所述输出轴一同转动的圆环，在所述圆环上均匀间隔设置有多个计数传感器。

9.如权利要求8所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述圆环为计数磁环。

10.如权利要求1-6中任一项所述的手自一体电子锁，其特征在于，所述手自一体电子锁还包括锁芯轴、锁芯及同步维持机构，所述锁芯轴与所述手自切换轴相连，所述锁芯套设在所述锁芯轴的外周，所述同步维持机构用于使得所述锁芯轴与所述手自切换轴一同转动。