CN109610955A - 一种指纹挂锁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及挂锁技术领域，尤其是一种指纹挂锁。它包括不等臂U型锁环、锁壳、支撑轴、旋转锁闩、卡簧、动力解锁装置、驱动控制器及指纹识别器，锁壳内开设有导向锁腔和锁孔；旋转锁闩包括轴套部和抵压闩臂，导向锁腔侧壁上开设有锁口，不等臂U型锁环的长臂部上开设有闭锁楔口，在闭锁状态下，抵压闩臂抵靠在闭锁楔口上；卡簧用于驱动抵压闩臂靠近锁口；动力解锁装置用于驱动抵压闩臂远离锁口。本发明利用指纹识别器作为锁具启闭的识别器件，用户只需利用手指进行指纹验证即可进行上锁与开锁操作，同时闭锁状态下，抵压闩臂稳定地将不等臂U型锁环锁定在锁壳内，极大地提高了锁具的锁紧力和锁具的安全性，增加锁壳内用电部件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及挂锁技术领域，尤其是一种指纹挂锁。
背景技术
挂锁是最传统、最古老的一种锁具类型之一。传统的挂锁通常由锁体、锁芯、锁杆和钥匙等主要部件构成,其利用钥匙控制锁芯在锁体内进行转动即可控制锁杆锁入锁孔内或从锁孔内拨出，从而实现挂锁的闭锁或开锁；然而，传统的挂锁却存在如下缺陷：1、钥匙容易丢失容，也容易忘带钥匙而无法开锁；2、钥匙易于复制，使用较为不安全。
随着技术的不断提高和发展，以人体指纹为识别载体和手段的智能指纹挂锁正在不断完善，在安全、防盗等领域做出了重要贡献,但其仍然存在一定缺陷如：1、其内部的电控锁芯则是利用诸如马达等驱动装置来带动锁闩进行移动以实现开锁或闭锁的动作，在锁紧状态下，现有锁芯的锁紧结构的锁紧力不高，在外力的强制作用下，容易被撬开，无法起到稳定地锁紧效果；2、单纯地依靠电控锁芯进行开锁，在发生诸如马达故障或其它用电零部件损坏等问题时，也会造成锁具无法继续使用，给用户的使用带来了不便；3、其内部锁紧及传动部件过多，结构较为复杂，造成体积无法缩小，同时生产成本居高不下。鉴于此，有必要对现有的指纹挂锁进行改进。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种指纹挂锁。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种指纹挂锁，它包括不等臂U型锁环和锁壳，所述锁壳内开设有一供不等臂U型锁环的长臂部对位插装的导向锁腔和一供不等臂U型锁环的短臂部的末端对位插套的锁孔；它还包括：
一支撑轴，所述支撑轴沿垂直于导向锁腔的轴向方向封装于锁壳内并分布于导向锁腔a的周侧；
一旋转锁闩；所述旋转锁闩包括活动套接在支撑轴上的轴套部和由轴套部的外周壁沿支撑轴的径向方向向外延伸成型的抵压闩臂，所述导向锁腔的位于支撑轴的后方的侧壁上开设有一与锁壳内部相通的锁口，所述不等臂U型锁环的长臂部上开设有与锁口对位分布的闭锁楔口，在闭锁状态下，所述抵压闩臂的外端抵靠在锁口处的闭锁楔口上；
一卡簧，所述卡簧与旋转锁闩传动连接且用于驱动抵压闩臂进行旋转以使靠近锁口；
一动力解锁装置，所述动力解锁装置与抵压闩臂传动连接且用于驱动抵压闩臂进行旋转以使抵压闩臂的外端远离锁口；
一驱动控制器，所述驱动控制器封装于锁壳内，所述动力解锁装置受控于驱动控制器；
一指纹识别器，所述指纹识别器嵌装于锁壳的壁面上并与驱动控制器电连接。
优选地，动力解锁装置包括垂直分布于支撑轴的周侧且与不等臂U型锁环的长臂部相对平行分布的解锁滑块、与驱动控制器电连接并受控于驱动控制器的驱动电机、设置于驱动电机的动力输出轴上的偏心导柱，所述解锁滑块的一端开设有一用于供偏心导柱对位嵌合的联动滑孔，所述解锁滑块的另一端抵靠在抵压闩臂的前侧壁面上，所述偏心导柱对位嵌合于联动滑孔内并在驱动电机的带动下环绕驱动电机的中心轴作圆周运动以用于驱动解锁滑块沿平行于不等臂U型锁环的长臂部的方向作平移运动。
优选地，所述导向锁腔内且位于不等臂U型锁环的长臂部的后端侧设置有一压簧，所述压簧的后端与导向锁腔的内壁相抵接且前端与不等臂U型锁环的长臂部的后端面相抵接。
优选地，所述不等臂U型锁环的长臂部上且位于闭锁楔口的前方开设有一限位环槽，所述导向锁腔的内壁上且位于限位环槽的轮廓范围内嵌装有一与限位环槽相配合的限位柱。
优选地，它还包括钥匙锁头，所述钥匙锁头沿垂直于支撑轴的轴向方向装设于锁壳上，所述钥匙锁头的一端嵌装于锁壳的外表面上；所述轴套部的外周壁上向外延伸成型有一解锁旋臂，所述钥匙锁头的内端成型有一用于驱动解锁旋臂的偏心旋轴，所述钥匙锁头在旋转开锁时通过偏心旋轴驱动旋转锁闩进行旋转以使抵压闩臂的外端远离锁口。
优选地，它还包括一封装于锁壳内且分布于解锁旋臂一侧的限位开关，所述限位开关与驱动控制器电连接，所述解锁旋臂在开锁状态下触压在限位开关上。
优选地，它还包括封装于锁壳内的储能电池，所述驱动控制器为控制电路板，所述储能电池与控制电路板电连接，所述控制电路板上还电连接有一嵌装于锁壳外表面上的供电接口。
优选地，所述储能电池设置为纽扣电池，所述锁壳内设置有用于供纽扣电池对位装配的安装座，所述纽扣电池通过安装座与控制电路板电连接。
优选地，它还包括一设置于锁壳内的盖板，所述盖板分布于动力解锁装置上方以用于将驱动电机、解锁滑块封装并限位在锁壳内上。
优选地，所述锁壳的壁面上还镶嵌有一与控制电路板电连接的指示灯。
由于采用了上述方案，本发明通过旋转锁闩、卡簧及支撑轴与不等臂U型锁环进行配合实现锁具的上锁功能，同时可通过指纹识别器、驱动控制器和动力解锁装置与旋转锁闩进行配合实现锁具的解锁功能，使整个锁具利用指纹识别器作为锁具启闭的识别器件，用户只需利用手指进行指纹验证即可进行上锁与开锁操作，同时闭锁状态下，抵压闩臂稳定地将不等臂U型锁环锁定在锁壳内，极大地提高了锁具的锁紧力和锁具的安全性，且其锁紧力由旋转锁闩和支撑轴自动提供，与动力解锁装置及锁壳内的其他电控部件无关，故可大大增加锁壳内其他用电部件的使用寿命，防止这些部件在外力强迫作用下遭受损害。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的不等臂U型锁环的结构示意图；
图3是本发明实施例的分解结构示意图(一)；
图4是本发明实施例的分解结构示意图(二)；
图5是本发明实施例的动力解锁装置的结构示意图；
图6是本发明实施例的旋转锁闩和支撑轴的结构示意图；
图7是本发明实施例在闭锁状态下的剖视图；
图8是本发明实施例在解锁状态下的剖视图；
图9是本发明实施例在闭锁状态下的结构示意图(一)；
图10是本发明实施例在电控解锁状态下的结构示意图(一)；
图11是本发明实施例在手动解锁状态下的结构示意图(一)；
图12是本发明实施例在闭锁状态下的结构示意图(二)；
图13是本发明实施例在电控解锁状态下的结构示意图(二)；
图14是本发明实施例在手动解锁状态下的结构示意图(二)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图14所示，本实施例提供的一种指纹挂锁，它包括：
一不等臂U型锁环10，为便于对整个挂锁的结构进行描述，依据其结构形态，将其结构部分分别定义为长臂部11、U型弯部12和短臂部13；
一锁壳20，其主要由面壳21和底壳22相对拼装为一体后成型；在锁壳20的同一壁面(如前壁面)上同时开设有一供不等臂U型锁环10的长臂部11对位插装的导向锁腔a和一供不等臂U型锁环10的短臂部13的末端对位插套的锁孔b；
一支撑轴31，支撑轴31沿垂直于导向锁腔a的轴向方向封装于锁壳20内并分布于导向锁腔a的周侧；
一旋转锁闩32；旋转锁闩32包括活动套接在支撑轴31上的轴套部321和由轴套部321的外周壁沿支撑轴31的径向方向向外延伸成型的抵压闩臂322，导向锁腔a的位于支撑轴31的后方的侧壁上开设有一与锁壳20内部相通的锁口23，不等臂U型锁环10的长臂部11上开设有与锁口23对位分布的闭锁楔口c，在闭锁状态下，抵压闩臂322的外端抵靠在锁口23处的闭锁楔口c上；
一卡簧33，卡簧33与旋转锁闩32传动连接且用于驱动抵压闩臂322进行旋转以使抵压闩臂322的外端靠近锁口23(作为优选，卡簧33可套接在支撑轴31上，一端卡接在锁壳20内且另一端固定在抵压闩臂322上)；
一动力解锁装置40，动力解锁装置40与抵压闩臂322传动连接且用于驱动抵压闩臂322进行旋转以使抵压闩臂322的外端远离锁口23；
一驱动控制器51，驱动控制器51封装于锁壳20内，动力解锁装置40受控于驱动控制器51；
一指纹识别器52，指纹识别器52嵌装于锁壳20的壁面上并与驱动控制器51电连接。
基于以上结构，可通过旋转锁闩32、卡簧33及支撑轴31与不等臂U型锁环10进行配合实现锁具的上锁功能，同时可通过指纹识别器52、驱动控制器51和动力解锁装置40与旋转锁闩32进行配合实现锁具的解锁功能；当不等臂U型锁环10的短臂部13对位插入锁孔b内时，其长臂部11上的闭锁楔口c恰好对位分布于导向锁腔a上的锁口23处，此时卡簧33会自动驱动旋转锁闩32旋转，以使抵压闩臂322的外端抵靠在闭锁楔口c上，实现上锁，由于闭锁楔口c位于支撑轴31的后侧方(抵压闩臂322的长度大于支撑轴31与长臂部11之间的垂直距离)，当遇到外力想要将不等臂U型锁环10从锁孔b及导向锁腔a中强行拔出时，抵压闩臂322的外端会牢牢地抵靠在闭锁楔口c上，利用抵压闩臂322与支撑轴31之间的支撑力，稳定地将不等臂U型锁环10锁定在锁壳20内，极大地提高了锁具的锁紧力，且其锁紧力由旋转锁闩32和支撑轴31自动提供，与动力解锁装置40及锁壳20内的其他电控部件无关，故可大大增加锁壳20内其他用电部件的使用寿命，防止这些部件在外力强迫作用下遭受损害；同时当指纹识别器52采集到正确的指纹开锁信号时，驱动控制器51对采集到的指纹信号进行验证，验证成功后控制动力解锁装置40进行动作，驱动抵压闩臂322进行旋转以使抵压闩臂322的外端远离锁口23，从而使抵压闩臂322与闭锁楔口c之间的抵靠关系解除，使不等臂U型锁环10可以从锁孔b和导向锁腔a中拔出，实现解锁。基于此，整个锁具利用指纹识别器52作为锁具启闭的识别器件，用户只需利用手指进行指纹验证即可进行上锁与开锁操作，同时闭锁状态下，抵压闩臂322稳定地将不等臂U型锁环10锁定在锁壳20内，极大地提高了锁具的锁紧力和锁具的安全性。
为优化锁具的结构，作为优选方案，本实施例的动力解锁装置40包括垂直分布于支撑轴31的周侧且与不等臂U型锁环10的长臂部11相对平行分布的解锁滑块41、与驱动控制器51电连接并受控于驱动控制器51的驱动电机42、设置于驱动电机42的动力输出轴上的偏心导柱43，解锁滑块41的一端开设有一用于供偏心导柱43对位嵌合的联动滑孔d，解锁滑块41的另一端抵靠在抵压闩臂322的前侧壁面上，偏心导柱43对位嵌合于联动滑孔d内并在驱动电机42的带动下环绕驱动电机42的中心轴作圆周运动以用于驱动解锁滑块41沿平行于不等臂U型锁环10的长臂部11的方向作平移运动。由此，可利用解锁滑块41在作平移运动的过程中，抵靠并推动抵压闩臂322进行旋转，以使抵压闩臂322离开闭锁楔口c，以便于不等臂U型锁环10进行解锁。由于偏心导柱43输出的动力是旋转式的，为保证偏心导柱43能够带动解锁滑块41作平移运动，作为优选，本实施例的联动滑孔d可采用条形口结构并沿锁壳20的上下方向进行开设。
为使在解锁时，不等臂U型锁环10能够自动弹出，以进行自动解锁功能，本实施例的导向锁腔a内且位于不等臂U型锁环10的长臂部11的后端侧设置有一压簧24，压簧24的后端与导向锁腔a的内壁相抵接且前端与不等臂U型锁环10的长臂部11的后端面相抵接。由此，在解锁状态下，即当抵压闩臂322离开闭锁楔口c时，利用压簧24的弹力自动将不等臂U型锁环10的长臂部11向前弹出，从而使不等臂U型锁环10的短臂部13离开锁孔b，实现自动解锁。
为防止不等臂U型锁环10的长臂部11完全从导向锁腔a内脱出，便于在短臂部13离开锁孔b时其长臂部11仍能限制在导向锁腔a内，本实施例的不等臂U型锁环10的长臂部11上且位于闭锁楔口c的前方开设有一限位环槽e，导向锁腔a的内壁上且位于限位环槽e的轮廓范围内嵌装有一限位柱25。作为优选，在闭锁状态下，限位环槽e的前端壁面与限位柱25相抵，在解锁状态下，限位环槽e的后端壁面与限位柱25相抵。由此，可利用限位柱25与限位环槽e进行配合，对不等臂U型锁环10的长臂部11的行程进行限定，以防止在解锁状态下，不等臂U型锁环10的长臂部11完全从导向锁腔a内完全脱出，导致不等臂U型锁环10与锁壳20需要分开放置，容易造成不等臂U型锁环10丢失，或不便于使用者进行重新闭锁。
为丰富锁具使用的多样性，便于在无电状态下，确保仍然能够进行机械开锁，本实施例的指纹挂锁还包括钥匙锁头60，钥匙锁头60沿垂直于支撑轴31的轴向方向装设于锁壳20上，钥匙锁头60的一端嵌装于锁壳20的外表面上；轴套部321的外周壁上向外延伸成型有一解锁旋臂323，钥匙锁头60的内端成型有一用于驱动解锁旋臂323的偏心旋轴61，钥匙锁头60在旋转开锁时通过偏心旋轴61驱动旋转锁闩32进行旋转以使抵压闩臂322的外端远离锁口23。其设置的位置主要取决于锁芯内部的结构分布，作为优选，动力解锁装置40分布于支撑轴31的前侧，而钥匙锁头60则分布于支撑轴31的后侧，以最大化的减小锁体的体积。由此，用户在通过与钥匙锁头60相配合的钥匙来控制钥匙锁头60进行旋转时，偏心旋轴61则以钥匙锁头60的中心轴线为轴作旋转运动，在其旋转过程中与解锁旋臂323相抵，从而通过驱动解锁旋臂323进行旋转，以同步驱动抵压闩臂322旋转，以使抵压闩臂322的外端与闭锁楔口c分离，实现手动解锁。
为便于驱动电机42对偏心导柱43进行控制，保证每次开锁时偏心导柱43都能行进至同一位置，本实施例的挂锁还包括一封装于锁壳20内且分布于解锁旋臂323一侧的限位开关53，限位开关53与驱动控制器51电连接，解锁旋臂323在开锁状态下触压在限位开关53上。由此，当驱动电机42驱动偏心导柱43进行旋转，当解锁旋臂323触压在限位开关53上时，限位开关53会向驱动控制器51反馈信号，驱动控制器51控制驱动电机42停止，此时恰好可处于解锁状态，当需要闭锁时驱动电机42驱动偏心导柱43继续旋转180°回到原位，抵压闩臂322回到锁口23与闭锁楔口c相抵，重新闭锁；即通过限位开关53的设置可使驱动电机42对偏心导柱43进行合理控制。
进一步地，本实施例的指纹挂锁还包括封装于锁壳20内的储能电池54，驱动控制器51为控制电路板，储能电池54与控制电路板电连接，控制电路板上还电连接有一嵌装于锁壳20外表面上的供电接口55。由此，可利用储能电池54为整个锁具内的用电部件提供电能保障，同时利用供电接口55为储能电池54进行充电。
进一步地，为减小挂锁的体积，本实施例的储能电池54设置为纽扣电池，锁壳20内设置有用于供纽扣电池对位装配的安装座56，纽扣电池通过安装座56与控制电路板电连接。为便于纽扣电池的安装，锁壳20上且位于纽扣电池的轮廓上方还设置有一电池封盖26，以便于打开电池封盖26进行更换。
进一步地，为优化挂锁的结构，本实施例的指纹挂锁它还包括一设置于锁壳20内的盖板27，盖板27分布于动力解锁装置40上方以用于将驱动电机42、解锁滑块41封装并限位在锁壳20内上。作为优选，支撑轴31上端卡接在封盖上，支撑轴31的下端卡接在锁壳20内。由此，利用盖板27将驱动电机42、解锁滑块41封装在封盖与锁壳20之间，以使锁具内部结构更加稳定，锁具的闭锁、解锁更加流畅；同时可便于其内部部件的安装。
进一步地，为便于用户能够直观地观察锁具的状态(如锁具的工作状态、储能电池54的电量存储状态)，本实施例的锁壳20的壁面上还镶嵌有一与控制电路板电连接的指示灯57。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种指纹挂锁，它包括不等臂U型锁环和锁壳，所述锁壳内开设有一供不等臂U型锁环的长臂部对位插装的导向锁腔和一供不等臂U型锁环的短臂部的末端对位插套的锁孔；其特征在于：它还包括：
一支撑轴，所述支撑轴沿垂直于导向锁腔的轴向方向封装于锁壳内并分布于导向锁腔a的周侧；
一旋转锁闩；所述旋转锁闩包括活动套接在支撑轴上的轴套部和由轴套部的外周壁沿支撑轴的径向方向向外延伸成型的抵压闩臂，所述导向锁腔的位于支撑轴的后方的侧壁上开设有一与锁壳内部相通的锁口，所述不等臂U型锁环的长臂部上开设有与锁口对位分布的闭锁楔口，在闭锁状态下，所述抵压闩臂的外端抵靠在锁口处的闭锁楔口上；
一卡簧，所述卡簧与旋转锁闩传动连接且用于驱动抵压闩臂进行旋转以使靠近锁口；
一动力解锁装置，所述动力解锁装置与抵压闩臂传动连接且用于驱动抵压闩臂进行旋转以使抵压闩臂的外端远离锁口；
一驱动控制器，所述驱动控制器封装于锁壳内，所述动力解锁装置受控于驱动控制器；
一指纹识别器，所述指纹识别器嵌装于锁壳的壁面上并与驱动控制器电连接。
2.如权利要求1所述的一种指纹挂锁，其特征在于：动力解锁装置包括垂直分布于支撑轴的周侧且与不等臂U型锁环的长臂部相对平行分布的解锁滑块、与驱动控制器电连接并受控于驱动控制器的驱动电机、设置于驱动电机的动力输出轴上的偏心导柱，所述解锁滑块的一端开设有一用于供偏心导柱对位嵌合的联动滑孔，所述解锁滑块的另一端抵靠在抵压闩臂的前侧壁面上，所述偏心导柱对位嵌合于联动滑孔内并在驱动电机的带动下环绕驱动电机的中心轴作圆周运动以用于驱动解锁滑块沿平行于不等臂U型锁环的长臂部的方向作平移运动。
3.如权利要求1所述的一种指纹挂锁，其特征在于：所述导向锁腔内且位于不等臂U型锁环的长臂部的后端侧设置有一压簧，所述压簧的后端与导向锁腔的内壁相抵接且前端与不等臂U型锁环的长臂部的后端面相抵接。
4.如权利要求1所述的一种指纹挂锁，其特征在于：所述不等臂U型锁环的长臂部上且位于闭锁楔口的前方开设有一限位环槽，所述导向锁腔的内壁上且位于限位环槽的轮廓范围内嵌装有一与限位环槽相配合的限位柱。
5.如权利要求1所述的一种指纹挂锁，其特征在于：它还包括钥匙锁头，所述钥匙锁头沿垂直于支撑轴的轴向方向装设于锁壳上，所述钥匙锁头的一端嵌装于锁壳的外表面上；所述轴套部的外周壁上向外延伸成型有一解锁旋臂，所述钥匙锁头的内端成型有一用于驱动解锁旋臂的偏心旋轴，所述钥匙锁头在旋转开锁时通过偏心旋轴驱动旋转锁闩进行旋转以使抵压闩臂的外端远离锁口。
6.如权利要求5所述的一种指纹挂锁，其特征在于：它还包括一封装于锁壳内且分布于解锁旋臂一侧的限位开关，所述限位开关与驱动控制器电连接，所述解锁旋臂在开锁状态下触压在限位开关上。
7.如权利要求1所述的一种指纹挂锁，其特征在于：它还包括封装于锁壳内的储能电池，所述驱动控制器为控制电路板，所述储能电池与控制电路板电连接，所述控制电路板上还电连接有一嵌装于锁壳外表面上的供电接口。
8.如权利要求7所述的一种指纹挂锁，其特征在于：所述储能电池设置为纽扣电池，所述锁壳内设置有用于供纽扣电池对位装配的安装座，所述纽扣电池通过安装座与控制电路板电连接。
9.如权利要求2所述的一种指纹挂锁，其特征在于：它还包括一设置于锁壳内的盖板，所述盖板分布于动力解锁装置上方以用于将驱动电机、解锁滑块封装并限位在锁壳内上。
10.如权利要求7所述的一种指纹挂锁，其特征在于：所述锁壳的壁面上还镶嵌有一与控制电路板电连接的指示灯。
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