CN110630094A - 一种发电离合器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种发电离合器，在由机械结构和机电控制系统电路构成的智能锁和机械电子锁上，在安装有离合器的锁具上，在需要使用电的锁具上，其特征在于：发电装置安装在离合器上，构成发电离合器。

Description

一种发电离合器

技术领域

本发明涉及一种发电离合器，使用于门锁，需要供电的门锁，需要供电的锁具，智能门锁，智能锁具，需要安装离合器的锁具领域。

技术背景

现有的智能门锁都用电源供电，例如电池。并有外部电源接口，电池没电时，通过移动电源连接此接口，给智能锁供电，缺点是，当电池没电又没带移动电源时就无法开锁，如果找不到移动电源或拿不到钥匙，就进不了家。现有的智能锁发电装置专利，还没有被用于市场实践，主要问题在于，发电装置的体积和效率问题还得不到好的解决，智能锁外壳里有许多结构和电路模块，导致有限的体积和发电效率低下，无法在满足用户体验的前提下，产生足够电量开锁，智能锁的方便是建立在有电的基础上，因此有必要对现有智能锁电源方法进行革新。

发明内容

本发明目的在于提供一种发电离合器，通过将发电装置安装在智能锁的离合上，使发电装置与离合器共用空间，使智能锁可以安装体积更大的发电装置，并将扶手与发电装置连接，通过人力驱动扶手，扶手带动发电装置转动发电，从而给门锁电路提供电源，在满足用户体验的前提下，产生足够电量开锁，实现电池没电时或者智能锁上不安装电池时，通过转动发电装置给门锁电路供电，使电路实现智能锁功能。来解决门锁电源的电量有限问题和没电时需外部接电开锁问题。

本发明技术方案如下：

一种发电离合器，在由机械结构和机电控制系统电路构成的智能锁和机械电子锁上，在安装有离合器的锁具上，在需要使用电的锁具上，其特征在于：发电装置安装在离合器上，构成发电离合器。发电离合器安装在智能锁上，发电离合器与扶手连接，发电离合器与智能锁电路连接。通过人力对扶手施力，使扶手带动发电离合器转动发电，将所发的电存储或者直接供给电路，使电路有电实现智能门锁功能，同时，控制发电离合器的离合结构分离与结合实现开锁功能。其中，发电离合器与扶手连接包括扶手与发电离合器直接连接，扶手与发电离合器通过传动结构间接连接。其中，安装在智能锁上的发电离合器可以是若干台发电离合器。

以下对本发明进行更多描述，包括：智能锁及电路，发电装置，扶手的基本描述；扶手与发电装置；发电装置的专用和发电装置的多用；发电装置与电路；发电装置在智能锁上的安装位置等。以下对本发明进行描述与举例和扩展，但本发明之内容并不局限于此。

本发明所述的智能锁是：

由机械结构和电路构成的机械电子锁具。这种锁具安装在门上，包括房门，柜门，抽屉门，闸门，阀门等等。智能锁通过机电系统电路，实现辨识身份并自动开锁上锁功能，或者实现辨识身份许可用户手动开锁上锁功能。智能锁机械结构一般由锁体，锁芯，门外侧外壳，其上有扶手，门内侧外壳，其上有扶手，驱动轴构成，根据需要还可以有其他结构参与构成。智能锁电路为机电控制一体的系统电路，一般由控制模块，输入电路模块，输出电路模块，通信模块，电源等其中一种或多种模块构成。输入电路模块，例如：各种身份信息采集电路模块，指纹采集模组，密码输入模组，智能卡片读取模组，摄像头模组以及其他功能的输入模组等等。输出电路模块，例如：离合器里的电机或者电磁推杆，驱动器里的电机，声音模块，光源模块及其他功能的输出模组。通信模块例如，蓝牙，wifi和其他各种有线和无线通信方式的模块。其中，有些芯片可以共用，例如，具有主控和通信的芯片。

本发明所述的发电装置是：

在人力驱动下，产生电能的发电装置，也可以称为发电机。发电装置可以由发电核心机，变速齿轮组，整流电路，储电器，稳压电路，通断电路，电机驱动电路等其中一种或多种模块组合在支架上构成。其中，储电器可以是可充电的电池，也可以是电容，超级电容等等。其中，发电核心机由磁性转子与线圈定子构成，或者由线圈转子与磁性定子构成。例如，有刷电机或者无刷电机，有刷发电装置或者无刷发电装置，交流电机，直流电机。发电装置可以实现例如：发电，整流，存储，通断，稳压输出等单一或者多种功能。其中，当整流，存储，通断，稳压输出等功能电路模块集成到智能锁电路上时，发电装置只由机械部分构成，即为发电核心机与变速齿轮组构成，或者只有发电核心机构成。

本发明所述的扶手是：

智能锁上人手可以接触（例如：扶、握、拿、捏等等），并能施力使其运动的结构或结构件。例如：直线运动，曲线运动等。例如：手可以握住转动，使其带动开锁上锁结构运动实现开锁上锁的扶手；手可以捏住或者按住并转动，使其带动发电装置转动的扶手，例如，手摇发电装置可以摇动的手柄。扶手的结构和形状可以是各种各样。

发电装置与离合器:

本发明所述将发电装置安装在智能锁的离合器上是指，发电装置安装在智能锁离合器上任何位置，任何结构件上，只要这个结构件属于智能锁离合器的一部分，都属于发电装置安装在智能锁的离合器上。

扶手与发电装置连接:

扶手与发电装置连接包括直接连接和间接连接。扶手直接连接到发电装置的驱动结构上，为扶手与发电装置直接连接。扶手和发电装置驱动结构之间，根据需要再连接其他的结构件，通过这些结构实现扶手与发电装置的驱动结构的传动和联动，为扶手与发电装置间接连接。

连接发电装置的扶手包括可拆卸连接和不可拆卸连接。连接发电装置的扶手为可拆卸时，不发电可以将扶手拆卸下来，固定在智能锁外壳上隐蔽位置，发电时，将扶手插装到发电装置上，转动扶手即可发电。连接发电装置的扶手为不可拆卸时，直接转动扶手，即可带动发电装置转动发电。

扶手和发电装置的连接分为，专用连接和多用连接。专用连接为，扶手与发电装置直接或者间接连接，扶手只用于驱动发电装置转动，实现发电功能。多用连接为，扶手不仅与发电装置连接，还与智能锁其他功能结构连接，扶手不仅用于发电功能，也用于智能锁其他功能。例如：同时驱动的多用连接，方向切换驱动的多用连接，档位切换驱动的多用连接，以及其他各种多用连接方式方法。

发电装置安装在智能锁上时，可以连接一个或者多个扶手。实现一个扶手可以驱动发电装置功能和多个扶手都可以驱动发电装置功能。

发电装置的专用与发电装置的多用:

发电装置的专用为，只用于发电功能的发电装置，驱动发电装置可以发电。发电装置的多用为，发电装置不仅用于发电，还用于驱动。人手驱动扶手带动发电装置转动实现发电功能，给发电装置通电驱动开上锁结构离合器结合与分离，或者开上锁结构驱动器驱动开锁上锁。例如：扶手只能带动发电装置顺时针转动，不能带动发电装置逆时针转动，而给发电装置通电，可以顺时针和逆时针转动，逆时针转动时，可以驱动开上锁结构的离合器结合或者驱动器驱动开锁，顺时针转动时以驱动开上锁结构的离合器分离或者驱动器回位，即将锁体的锁舌回出，同时发电。

发电装置与电路连接供电:

电路可以只连接发电装置一个电源，也可以连接发电装置在内的多个电源，例如：发电装置和外装电池。电路连接多个电源时，可以通过手动切换开关选择供电电源，也可以通过电路检测，自动切换电源，当外装电池没电时，自动切换连接发电装置。

当使用发电装置供电时，可以先发电后用电，或者边发电边用电，或者先用电后发电。其中：先发电后供电为，发电时先将所发的电输入发电装置上的储电设备里存储，例如超级电容、电容、可充放电的电池。存够智能锁实现本次开锁功能或多次开锁功能的电量时，在给机电控制系统电路供电，使其实现功能；边发电边供电为，发电时一边将发出的电输入发电装置的储电设备里存储，例如超级电容、电容、可充放电的电池。一边给机电控制系统电路供电，当发电结束后在由储电设备给机电控制系统电路供电，使其实现功能；先供电后发电为，先由发电装置的储电设备给机电控制系统电路供电，使其实现功能，当离合器结合后手动转动扶手开锁的同时，扶手带动发电装置发电，所发的电输入发电装置上的储电设备里存储，例如超级电容、电容、可充放电的电池。本次实现功能的电是上次开锁时发电，此次开锁时发的电下一次开锁时使用。

这样实现的本发明，其有益效果是：通过在智能锁的离合器上安装发电装置，并通过扶手驱动发电装置发电，并供电给电路，实现智能锁在没电时，不需要找钥匙，找充电线和充电电源，只要转动发电装置，几十秒就能产生足够的电，让智能锁正常工作实现开锁进屋，同时也实现了智能锁不用装电池就能有电实现智能锁功能，每年可以节约很多电池，保护环境。

附图说明

图1为发电离合器结构示意图A；

图2为图1分解图；

图3为发电离合器结构示意图B；

图4为图3分解图；

图5为发电离合器结构示意图C；

图6为图5分解图；

图7为发电离合器结构示意图D；

图8为图7分解图；

图9为安装有发电离合器的智能锁结构示意图；

图中：（201）外壳A，（202）外壳B，（203）扶手A，（204）扶手B，（205）驱动轴，（206）锁体，（207）锁芯，（208）扶手C，（209）孔A，（300）机电控制系统电路，（301）控制电路盒，（302）离合器，（303）驱动器，（304）电池盒，（305）充电接口，（501）外壳，（502）离合件A，（503）离合件B，（504）驱动电机模组，（505）离合杆，（506）外壳，（507）驱动轴，（508）驱动轴接口，（509）杆槽，（601）发电核心机，（602）齿轮组，（603）发电机电路，（604）支架，（605）齿轮A，（606）齿轮B，（607）齿轮C，（608）转子，（609）定子，（701）弹簧A，（702）弹簧B，（703）凸点A，（704）凸点B，离合齿轮（705），离合齿轮运动槽（706），（707）驱动件，（708）弹簧卡座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述，但发明之内容并不局限于此。

图1中，发电离合器由以下构成。发电核心机（601），齿轮组（602），发电机电路（603）等连接在支架（604）上，发电核心机（601）与齿轮组（602）连接，发电核心机（601）与发电机电路（603）连接，驱动电机模组（504）连接在支架（604）上，离合件B（503）连接在支架（604）上，其中，齿轮组（602）的齿轮A（605）连接在发电核心机（601）的转子轴上，齿轮组（602）的齿轮C（607）连接在离合件B（503）驱动轴（507）上，离合件A（502）连接在离合件B（503）上，离合件A（502）上有离合杆（505）和驱动轴接口（508），离合杆（505）上套有回位弹簧。外壳（506）和外壳（501）与支架（604）连接。通过驱动电机模组（504）推动离合杆（505）前进伸入离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的结合，可以联动开锁，通过驱动电机模组（504）后退，离合杆（505）在内置回位弹簧作用下后退回位，退出离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的分离，实现无法联动开锁。通过扶手带动离合件B（503）转动即可通过齿轮组（602）带动发电核心机（601）转动发电。其中，外壳（506）与外壳（501）为局部剖视图。发电核心机（601）为无刷电机，电机电路（603）由整流电路，储电用超级电容，通断电电路，变压稳压电路构成，根据需要可以有其他电路模块构成。齿轮组（602）由齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607）互相咬合，安装在支架（604）上构成。

图2中，发电离合器分解为外壳（501）。离合件A（502），其上有离合杆（505）和驱动轴接口（508）。离合件B（503），其上有驱动轴（507）和杆槽（509）。驱动电机模组（504）。外壳（506）。发电核心机（601）由转子（608）和定子（609）的无刷三相电机构成，齿轮组（602）包括齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607）等3个齿轮，发电机电路（603），支架（604）。

图3中，发电离合器和图一中的发电离合器结构相同，不同之处在于增加了一个弹簧A（701），使其具有通过弹性结构件回位功能。发电离合器由以下构成。发电核心机（601），齿轮组（602），发电机电路（603）等连接在支架（604）上，发电核心机（601）与齿轮组（602）连接，发电核心机（601）与发电机电路（603）连接，驱动电机模组（504）连接在支架（604）上，离合件B（503）连接在支架（604）上，其中，齿轮组（602）的齿轮A（605）连接在发电核心机（601）的转子轴上，齿轮组（602）的齿轮C（607）连接在离合件B（503）驱动轴（507）上，离合件A（502）连接在离合件B（503）上，离合件A（502）上有离合杆（505）和驱动轴接口（508），离合杆（505）上套有回位弹簧。外壳（506）和外壳（501）与支架（604）连接。通过驱动电机模组（504）推动离合杆（505）前进伸入离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的结合，可以联动开锁，通过驱动电机模组（504）后退，离合杆（505）在内置回位弹簧作用下后退回位，退出离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的分离，实现无法联动开锁。通过扶手带动离合件B（503）转动即可通过齿轮组（602）带动发电核心机（601）转动发电。其中，外壳（506）与外壳（501）为局部剖视图。发电核心机（601）为无刷电机，电机电路（603）由整流电路，储电用超级电容，通断电电路，变压稳压电路构成，根据需要可以有其他电路模块构成。弹簧A（701）套在离合件B（503）驱动轴（507）上并卡在齿轮C（607）的凸点A（703），和支架（604）上的凸点B（704）上，实现离合结构与齿轮C（607）的回位功能。齿轮组（602）由齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607）互相咬合，安装在支架（604）上构成。

图4中，发电离合器分解为外壳（501）。离合件A（502），其上有离合杆（505）和驱动轴接口（508）。离合件B（503），其上有驱动轴（507）和杆槽（509）。驱动电机模组（504）。外壳（506）。发电核心机（601）由转子（608）和定子（609）的无刷三相电机构成，齿轮组（602）包括齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607）等3个齿轮，齿轮C（607）上有凸点A（703）。发电机电路（603），支架（604），其上有凸点B（704）。弹簧A（701）。

图5中，发电离合器和图三中的发电离合器结构相同，不同之处在于齿轮C（607）为扇形齿轮，当顺时针转动时齿轮C（607）与齿轮B（606）咬合，可以驱动发电核心机（601）转动发电，当顺时针转动时齿轮C（607）与齿轮B（606）不咬合，不能驱动发电核心机（601）转动发电。发电离合器由以下构成。发电核心机（601），齿轮组（602），发电机电路（603）等连接在支架（604）上，发电核心机（601）与齿轮组（602）连接，发电核心机（601）与发电机电路（603）连接，驱动电机模组（504）连接在支架（604）上，离合件B（503）连接在支架（604）上，其中，齿轮组（602）的齿轮A（605）连接在发电核心机（601）的转子轴上，齿轮组（602）的齿轮C（607）连接在离合件B（503）驱动轴（507）上，离合件A（502）连接在离合件B（503）上，离合件A（502）上有离合杆（505）和驱动轴接口（508），离合杆（505）上套有回位弹簧。外壳（506）和外壳（501）与支架（604）连接。通过驱动电机模组（504）推动离合杆（505）前进伸入离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的结合，可以联动开锁，通过驱动电机模组（504）后退，离合杆（505）在内置回位弹簧作用下后退回位，退出离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的分离，实现无法联动开锁。通过扶手带动离合件B（503）转动即可通过齿轮组（602）带动发电核心机（601）转动发电。其中，外壳（506）与外壳（501）为局部剖视图。发电核心机（601）为无刷电机，电机电路（603）由整流电路，储电用超级电容，通断电电路，变压稳压电路构成，根据需要可以有其他电路模块构成。弹簧A（701）套在离合件B（503）驱动轴（507）上并卡在齿轮C（607）的凸点A（703），和支架（604）上的凸点B（704）上，实现离合结构与齿轮C（607）的回位功能。齿轮组（602）由齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607）互相咬合，安装在支架（604）上构成。以上是以左开门的智能锁方向为左的描述，如果是右开的智能锁，转动的顺逆时针则反过来，方法和结构同理。

图6中，发电离合器分解为外壳（501）。离合件A（502），其上有离合杆（505）和驱动轴接口（508）。离合件B（503），其上有驱动轴（507）和杆槽（509）。驱动电机模组（504）。外壳（506）。发电核心机（601）由转子（608）和定子（609）的无刷三相电机构成，齿轮组（602）包括齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607）等3个齿轮，齿轮C（607）上有凸点A（703）。发电机电路（603），支架（604），其上有凸点B（704）。弹簧A（701）。

图7中，发电离合器属于发电装置与离合器的离合驱动装置为同一装置，扶手驱动发电离合器顺时针转动时，离合齿轮（705）被齿轮C（607）向内推，与齿轮B（606）和齿轮C（607）咬合，可带动发电核心机（601）转动发电，扶手驱动发电离合器逆时针转动时，离合齿轮（705）被齿轮C（607）向外推，与齿轮B（606）和齿轮C（607）脱离咬合，不能带动发电核心机（601）转动发电。发电离合器由以下构成。发电核心机（601），齿轮组（602），发电机电路（603）等连接在支架（604）上，发电核心机（601）与齿轮组（602）连接，发电核心机（601）与发电机电路（603）连接，离合件B（503）连接在支架（604）上，其中，齿轮组（602）的齿轮A（605）连接在发电核心机（601）的转子轴上，齿轮组（602）的齿轮C（607）连接在离合件B（503）驱动轴（507）上，齿轮组的离合齿轮（705）安装在支架（604）的离合齿轮运动槽内可以移动，离合件A（502）连接在离合件B（503）上，离合件A（502）上有离合杆（505）和驱动轴接口（508），离合杆（505）上套有回位弹簧。外壳（506）和外壳（501）与支架（604）连接。弹簧B（702）连接在支架（604）的弹簧卡座（708）上并与驱动件（707）连接。

当用扶手驱动发电离合器顺时针转动时，离合齿轮（705）被齿轮C（607）向内推，与齿轮B（606）和齿轮C（607）咬合，可带动发电核心机（601）转动发电，同时，齿轮B（606）顺时针转动驱动驱动件（707）向下运动，此时，驱动件（707）不能驱动离合杆（505）前进。当用扶手驱动发电离合器逆时针转动时，离合齿轮（705）被齿轮C（607）向外推，与齿轮B（606）和齿轮C（607）脱离咬合，不能带动发电核心机（601）转动发电，同时，齿轮B（606）不会转动，驱动件（707）不会移动，此时，驱动件（707）不能驱动离合杆（505）前进。实现离合功能。

当给发电离合器的发电核心机（601）通电，发电核心机逆时针转动时，驱动齿轮B（606）逆时针转动，推动驱动件（707）向上移动，推动离合杆（505）前进伸入离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的结合，可以联动开锁，当给发电离合器的发电核心机（601）通电，发电核心机顺时针转动时，驱动齿轮B（606）顺时针转动，驱动驱动件（707）向下移动，离合杆（505）在内置回位弹簧作用下后退回位，退出离合件B（503）的杆槽内，实现离合件A（502）与离合件B（503）的分离，实现无法联动开锁。

其中，外壳（506）与外壳（501）为局部剖视图。发电核心机（601）为无刷电机，电机电路（603）由整流电路，储电用超级电容，通断电电路，变压稳压电路，电机驱动电路构成，根据需要可以有其他电路模块构成。弹簧A（701）套在离合件B（503）驱动轴（507）上并卡在齿轮C（607）的凸点A（703），和支架（604）上的凸点B（704）上，实现离合结构与齿轮C（607）的回位功能。齿轮组（602）由齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607），离合齿轮（705）互相咬合，安装在支架（604）上构成。以上是以左开门的智能锁左方向描述，如果是右开的智能锁，转动的顺逆时针则反过来，方法和结构同理。

图8中，发电离合器分解为外壳（501）。离合件A（502），其上有离合杆（505）和驱动轴接口（508）。离合件B（503），其上有驱动轴（507）和杆槽（509）。驱动电机模组（504）。外壳（506）。发电核心机（601）由转子（608）和定子（609）的无刷三相电机构成，齿轮组（602）包括齿轮A（605），齿轮B（606），齿轮C（607），离合齿轮（705）等4个齿轮，齿轮C（607）上有凸点A（703）。发电机电路（603），支架（604），其上有凸点B（704），离合齿轮运动槽（706），弹簧卡座（708）。弹簧A（701）。

图9中，为安装有发电离合器的智能锁结构，与现有市场的智能锁相同，不同之处在于将原有的离合器更换为发电离合器。扶手A（203）和控制电路盒（301）和发电离合器（302）和充电接口（305）连接在外壳A（201），控制电路盒（301）上有主控电路板，密码电路板，指纹模组，摄像头模组，IC卡读卡器。电池盒（304）和扶手B（204）连接在外壳B（202）上，外壳B（202）上还有反锁旋钮。外壳A（201）与外壳B（202）通过螺丝和螺母柱连接固定在门上。扶手A（203）和发电离合器（302）连接，发电离合器（302）和锁体（206）和扶手B（204）通过驱动轴（205）连接。锁芯（207）锁芯与锁体（206）连接。其中，机电控制系统电路（300）由控制电路盒（301）里的电路和电池盒（304）和发电离合器（302）和充电接口（305）电路连接构成。其中，根据需要可以不连接电池盒（304）。

Claims (2)

1.一种发电离合器，在由机械结构和机电控制系统电路构成的智能锁和机械电子锁上，在安装有离合器的锁具上，在需要使用电的锁具上，其特征在于：发电装置安装在离合器上，构成发电离合器。

2.根据权利要求一所述的一种发电离合器，其特征在于：储电设备包括，超级电容在内的可充放电电源。