CN109147140B - 一种后装智能锁及其控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了智能门锁技术领域中的一种后装智能锁及其控制系统，该智能锁包括钥匙固定机构和离合转动机构，钥匙固定机构中，钥匙设于驱动齿轮内部，离合转动机构中，马达带动偏心齿轮转动，偏心齿轮的转动带动传动齿轮上下滑动到扣合位时，传动齿轮与驱动齿轮及涡轮连接，涡轮连接电机的输出轴，电机通过涡轮带动传动齿轮转动，传动齿轮带动驱动齿轮转动，进而驱动齿轮带动钥匙转动；该控制系统包括MCU、马达控制驱动、云端服务器及控制终端，MCU通过云端服务器与控制终端连接，MCU通过马达与马达控制驱动连接，马达控制驱动与室内钥匙连接。本发明避免拆卸旧锁，更方便快捷的开锁，且门锁开启更快、更准确，增强了用户的体验程度。

Description

一种后装智能锁及其控制系统
技术领域
本发明涉及智能门锁技术领域，具体的说，是涉及一种后装智能锁及其控制系统。
背景技术
目前的多数门柜锁均是旧式的机械钥匙开锁，只能进行手动开锁，不能适应现代智能化家居的发展程度。
为了解决上述问题，现在也有一些智能门锁实现了远程开锁功能，但是这些门锁均是成套化生产，用户为了使用这样的门锁，必须更换整个门锁，甚至是更换整个门体，这就大大增加了用户的更换成本，为用户带来了不良的体验。并且现有的智能门锁智能进行远程开锁，不能兼顾远程开锁及机械开锁双重功能。另外，现有的智能门锁在开锁过程中多会出现开锁反应不灵敏、开锁不及时等情况，给用户带来了诸多不便。
上述缺陷，值得解决。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种后装智能锁及其控制系统。
本发明技术方案如下所述：
一种后装智能锁，包括外壳，其特征在于，所述外壳内设有钥匙固定机构和离合转动机构，
所述钥匙固定机构包括驱动齿轮，门锁的钥匙固定在所述驱动齿轮内部；
所述离合转动机构包括电路板、马达及电机，所述马达和所述电机均与电源连接，所述马达带动偏心齿轮转动，所述偏心齿轮与传动齿轮连接，所述偏心齿轮的转动带动所述传动齿轮上下滑动，所述传动齿轮向上/向下滑动到扣合位时，所述传动齿轮与所述驱动齿轮及涡轮连接，所述涡轮连接所述电机的输出轴，所述电机通过所述涡轮带动所述传动齿轮转动，所述传动齿轮带动所述驱动齿轮转动，进而所述驱动齿轮带动所述钥匙转动。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述马达的输出轴与马达齿轮连接，所述马达齿轮与所述偏心齿轮啮合连接，所述偏心齿轮的中轴连接所述传动齿轮。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述偏心齿轮的中轴与滑块连接，所述偏心齿轮的转动带动所述滑块上下滑动，所述传动齿轮套在所述滑块内。
进一步的，所述滑块的内侧面设有横向的滑槽，所述偏心齿轮的中轴套在所述滑槽内。
进一步的，所述滑块的外侧面设有开口，所述传动齿轮套在所述开口内。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述偏心齿轮的外圈设有半圈齿牙。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述传动齿轮与转向齿轮同轴连接，且所述传动齿轮和所述转向齿轮同时沿着该轴上下滑动，所述传动齿轮向上/向下滑动到扣合位时，所述转向齿轮与所述涡轮啮合连接。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述钥匙固定机构还包括齿轮套芯和锁芯头，所述齿轮套芯套在所述驱动齿轮内，所述锁芯头套在所述齿轮套芯内，钥匙套在所述锁芯头内。
进一步的，所述齿轮套芯和所述锁芯头之间还设有硅胶套。
进一步的，所述钥匙通过钥匙固定块套在所述锁芯头内。
根据上述方案的本发明，其特征在于，还包括开关锁检测机构，在所述开关锁检测中，检测开关及按钮拨块均设在电路板上，所述检测开关上设有检测按钮，所述检测按钮与所述按钮拨块的一端接触，所述按钮拨块的另一端与所述驱动齿轮侧面的拨块顶块接触。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述外壳包括面板、面盖及底板，所述钥匙固定机构和离合转动机构均设于所述面板、所述面盖及所述底板构成的空间内。
进一步的，所述面板和所述面盖通过面板锁固定连接，所述面板锁设于所述面板的侧面。
进一步的，所述底板的底面还设有魔术贴。
进一步的，所述底板上设有底板通孔，所述钥匙从所述底板通孔处穿出。
进一步的，所述面板上设有按钮装饰件。
另一方面，一种后装智能锁的控制系统，其特征在于，包括后装智能锁、云端服务器及控制终端，所述后装智能锁内设有MCU及马达控制驱动，所述MCU与云端服务器连接，所述云端服务器与控制终端连接；所述MCU通过马达与所述马达控制驱动连接，所述马达控制驱动与室内钥匙连接。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述后装智能锁的面板上还设有LED灯，所述后装智能锁内部设有蜂鸣器。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述控制终端包括手机、笔记本、智能穿戴设备。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述电源包括锂电池及充电宝。
根据上述方案的本发明，其特征在于，在所述后装智能锁学习的过程中，具体实现过程包括：
步骤1、学习模式开始；
步骤2、同时按住所述后装智能锁表面的开关锁键，直到指示双色灯闪烁，此时MCU进入学习模式触发MCU点亮状态灯；
步骤3、按照开锁方向旋转驱动齿轮，此时MCU学习触发轻触开锁方向及圈数；
步骤4、按下开锁按钮，开锁指示灯消失，此时MCU将开锁的圈数及方向暂存于RAM；
步骤5、按照关锁防线旋转驱动齿轮，此时MCU学习触发轻触关锁方向及圈数；
步骤6、按下关锁按钮，关锁指示灯小时，此时MCU将关锁的圈数及方向暂存于RAM；
步骤7、学习完毕，MCU将学习到的数据储存于ROM，系统退出学习模式。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于：本发明应用于已经装有老式锁的门柜上，避免拆卸旧锁，更方便快捷的开锁；通过离合转动机构方便、快捷的实现自动开锁功能，且不影响门锁本身的手动开锁功能；离合转动机构使得门锁开启更快、更准确，开锁过程中各个齿轮的转动更加顺滑，增强了用户的体验程度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的结构分解图。
图3为本发明中离合转动机构的驱动示意图。
图4为本发明中钥匙固定机构的驱动示意图。
图5为本发明中开关锁检测机构的示意图。
图6为本发明中控制系统的示意图。
图7为本发明中学习模式下的机械流程及MCU流程对照图。
在图中，110、面板；111、按钮装饰件；112、面板锁；120、面盖；130、底板；131、魔术贴；132、底板通孔；
200、离合转动机构；211、第一电池；212、第二电池；220、电路板；221、检测开关；222、检测按钮；223、按钮拨块；231、马达；232、电机；241、马达齿轮；242、偏心齿轮；243、滑块；244、传动齿轮；245、转向齿轮；246、涡轮；
300、钥匙固定机构；310、驱动齿轮；311、拨块顶块；320、齿轮套芯；330、硅胶套；340、锁芯头；350、钥匙固定块；
400、钥匙。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
如图1所示，一种后装智能锁，包括外壳，外壳内设有钥匙固定机构300和离合转动机构200，外壳包括面板110、面盖120及底板130。
如图2所示，面板110上设有按钮装饰件111，面板110和面盖120通过面板锁112固定连接，面板锁112设于面板110的侧面，底板130上设有底板通孔132，钥匙400从底板通孔132处穿出。钥匙固定机构和离合转动机构均设于面板110、面盖120及底板130构成的空间内，整体外形美观、整齐。
在本实施例中，底板130的底面还设有魔术贴131。
如图3所示，离合转动机构200包括电路板220、马达231及电机232，电路板220上的控制系统控制马达231和电机232的转动。马达231和电机232均与电源连接，本实施例中电源包括第一电池211和第二电池212。
马达231带动偏心齿轮242转动，偏心齿轮242与传动齿轮244连接，偏心齿轮242的转动带动传动齿轮244上下滑动。
本实施例中，马达231的输出轴与马达齿轮241连接，马达齿轮241与偏心齿轮242啮合连接，偏心齿轮242的中轴连接传动齿轮244；偏心齿轮242的中轴与滑块243连接，偏心齿轮242的转动带动滑块243上下滑动，传动齿轮244套在滑块243内。优选的，偏心齿轮242的外圈设有半圈齿牙，实现偏心齿轮242转动角度的限定，进而对滑块243的滑动位置进行限定，避免滑块243过度移动而造成元器件的损伤。具体的：
滑块243的内侧面设有横向的滑槽，偏心齿轮242的中轴套在滑槽内，滑块243的外侧面设有开口，传动齿轮244套在开口内。其中滑槽既保证了偏心齿轮242中轴能上下方向带动滑块243滑动，同时又满足了偏心齿轮242的左右方向的滑动空间；开口的设置既能满足滑块243带动传动齿轮244上下滑动的目的，又不会阻碍传动齿轮244的转动，保证整个离合转动的顺滑性。
在其他实施例中，马达231的输出轴还可以通过其他方式与偏心齿轮242连接，进而带动传动齿轮244上下滑动。
传动齿轮244向上/向下滑动到扣合位时，传动齿轮244与驱动齿轮310及涡轮246连接，涡轮246连接电机232的输出轴，电机232通过涡轮246带动传动齿轮244转动，传动齿轮244带动驱动齿轮310转动，进而驱动齿轮310带动钥匙400转动。在本实施例中，传动齿轮244与转向齿轮245同轴连接，且传动齿轮244和转向齿轮245同时沿着该轴上下滑动，传动齿轮244向上/向下滑动到扣合位时，转向齿轮245与涡轮246啮合连接。
本实施例中离合运动原理为：
（1）首先，马达231通电，通过其输出轴带动马达齿轮241转动；
（2）马达齿轮241带动偏心齿轮242来回作180°转动；
（3）偏心齿轮242的中轴带动滑块243向下移动4mm；
（4）滑块243带动传动齿轮244向下移动，传动齿轮244移动到扣合位时与驱动齿轮310啮合连接，并且与传动齿轮244同轴的转向齿轮245与涡轮246啮合连接；
（5）电机232带动涡轮246转动；
（6）涡轮246带动转向齿轮245转动，进而带动传动齿轮244转动；
（7）传动齿轮244带动驱动齿轮310转动；
（8）驱动齿轮310带动锁芯头340转动，实现开锁功能。
完成开锁后，电机232返回初始位；马达231反向转动带动马达齿轮241反转，进而偏心齿轮242反向转动180°，偏心齿轮242依次带动滑块243和传动齿轮244向上移动，传动齿轮244与驱动齿轮310脱离，转向齿轮245与涡轮246脱离。
如图4所示，钥匙固定机构300包括驱动齿轮310，门锁的钥匙400固定在驱动齿轮310内部；钥匙固定机构300还包括齿轮套芯320和锁芯头340，齿轮套芯320套在驱动齿轮310内，锁芯头340套在齿轮套芯320内，齿轮套芯320和锁芯头340之间还设有硅胶套330，充分对齿轮套芯320和锁芯头340进行缓冲和保护；钥匙400套在锁芯头340内，具体的，钥匙400通过钥匙固定块350套在锁芯头340内，加强了钥匙400的固定稳定性。
通过钥匙固定机构300，即可以实现门锁的手动开锁（如图4中实心箭头所示），也可以实现其自动开锁。
如图5、7所示，还包括开关锁检测机构，在开关锁检测中，检测开关221及按钮拨块223均设在电路板220上，检测开关221上设有检测按钮222，检测按钮222与按钮拨块223的一端接触，按钮拨块223的另一端与驱动齿轮310侧面的拨块顶块311接触。
在初次手动开锁时，钥匙400带动驱动齿轮310转动（如图5中实心箭头所示），驱动齿轮310侧面的多个拨块顶块311带动按钮拨块223前后拨动，进而按钮拨块223多次按住/松开检测按钮222，通过电路板220上的计数器实现该后装智能锁的计数和自动学习功能，进而实现不同型号的门锁的记忆开锁模式。
在后装智能锁学习的过程中，具体实现过程包括：
步骤1、学习模式开始；
步骤2、同时按住后装智能锁表面的开关锁键，直到指示双色灯闪烁，此时MCU进入学习模式触发MCU点亮状态灯；
步骤3、按照开锁方向旋转驱动齿轮，此时MCU学习触发轻触开锁方向及圈数；
步骤4、按下开锁按钮，开锁指示灯消失，此时MCU将开锁的圈数及方向暂存于RAM；
步骤5、按照关锁防线旋转驱动齿轮，此时MCU学习触发轻触关锁方向及圈数；
步骤6、按下关锁按钮，关锁指示灯小时，此时MCU将关锁的圈数及方向暂存于RAM；
步骤7、学习完毕，MCU将学习到的数据储存于ROM，系统退出学习模式。
如图6所示，一种后装智能锁的控制系统，包括后装智能锁、云端服务器及控制终端，后装智能锁内设有MCU及马达控制驱动，MCU与云端服务器连接，云端服务器与控制终端连接；MCU通过马达与马达控制驱动连接，马达控制驱动与室内钥匙连接。
后装智能锁的面板上还设有LED灯，后装智能锁内部设有蜂鸣器，通过LED等及蜂鸣器对开锁状态进行提示，便于操作人员进行查看。
控制终端包括手机、笔记本、智能穿戴设备等具备远近程无线操作功能的设备。
电源包括锂电池及充电宝，便于对后装智能锁内部的驱动系统进行供电，且便于携带，避免了布线的烦恼。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种后装智能锁的控制系统，其特征在于，包括后装智能锁、云端服务器及控制终端，所述后装智能锁内设有MCU、马达控制驱动及电源，所述MCU与云端服务器连接，所述云端服务器与控制终端连接；所述MCU通过马达与所述马达控制驱动连接，所述马达控制驱动与室内钥匙连接；
在所述后装智能锁学习的过程中，具体实现过程包括：
步骤1、学习模式开始；
步骤2、同时按住所述后装智能锁表面的开关锁键，直到指示双色灯闪烁，此时MCU进入学习模式触发MCU点亮状态灯；
步骤3、按照开锁方向旋转驱动齿轮，此时MCU学习触发轻触开锁方向及圈数；
步骤4、按下开锁按钮，开锁指示灯消失，此时MCU将开锁的圈数及方向暂存于RAM；
步骤5、按照关锁防线旋转驱动齿轮，此时MCU学习触发轻触关锁方向及圈数；
步骤6、按下关锁按钮，关锁指示灯小时，此时MCU将关锁的圈数及方向暂存于RAM；
步骤7、学习完毕，MCU将学习到的数据储存于ROM，系统退出学习模式。
2.根据权利要求1所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，所述后装智能锁的面板上还设有LED灯，所述后装智能锁内部设有蜂鸣器。
3.根据权利要求1所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，所述电源包括锂电池及充电宝。
4.根据权利要求1所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，所述后装智能锁包括外壳，所述外壳内设有钥匙固定机构和离合转动机构，
所述钥匙固定机构包括驱动齿轮，门锁的钥匙固定在所述驱动齿轮内部；
所述离合转动机构包括马达和电机，所述马达带动偏心齿轮转动，所述偏心齿轮与传动齿轮连接，所述偏心齿轮的转动带动所述传动齿轮上下滑动，所述传动齿轮向上/向下滑动到扣合位时，所述传动齿轮与所述驱动齿轮及涡轮连接，所述涡轮连接所述电机的输出轴，所述电机通过所述涡轮带动所述传动齿轮转动，所述传动齿轮带动所述驱动齿轮转动，进而所述驱动齿轮带动所述钥匙转动。
5.根据权利要求4所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，所述马达的输出轴与马达齿轮连接，所述马达齿轮与所述偏心齿轮啮合连接，所述偏心齿轮的中轴连接所述传动齿轮。
6.根据权利要求4所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，所述偏心齿轮的中轴与滑块连接，所述偏心齿轮的转动带动所述滑块上下滑动，所述传动齿轮套在所述滑块内。
7.根据权利要求4所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，所述偏心齿轮的外圈设有半圈齿牙。
8.根据权利要求4所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，所述钥匙固定机构还包括齿轮套芯和锁芯头，所述齿轮套芯套在所述驱动齿轮内，所述锁芯头套在所述齿轮套芯内，钥匙套在所述锁芯头内。
9.根据权利要求4所述的后装智能锁的控制系统，其特征在于，还包括开关锁检测机构，在所述开关锁检测中，检测开关及按钮拨块均设在电路板上，所述检测开关上设有检测按钮，所述检测按钮与所述按钮拨块的一端接触，所述按钮拨块的另一端与所述驱动齿轮侧面的拨块顶块接触。
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