CN111226016A - 具有电子开关元件的插芯锁组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于与门一起使用的插芯锁组件。所述插芯锁组件包括外壳；锁闩，所述锁闩能够相对于所述外壳在伸出位置与缩回位置之间移动；手动致动器，所述手动致动器包括内毂和外毂，所述内毂和所述外毂各自分别能够从所述外壳的内侧或外侧进行操作以将所述锁闩从至少所述伸出位置移动到所述缩回位置；锁机构，所述锁机构与所述手动致动器相互作用以使所述手动致动器的所述内毂和所述外毂中的每一者独立地变得不可操作或可操作；以及电子控制模块，所述电子控制模块用于控制所述锁机构的操作。所述电子控制模块包括用于允许将所述锁机构配置成根据所选择的操作模式进行操作的至少一个电子开关元件，所述至少一个电子开关元件能够从所述外壳的外部进行调整。

Description

具有电子开关元件的插芯锁组件

相关申请

本申请涉及2017年7月27日提交的名称为“A Mortice Lock As sembly with aPowered Lock Actuator”的澳大利亚临时申请号2017902959的公开内容，并且其全部内容以引用方式并入本文。

本申请进一步涉及以Assa Abloy澳大利亚私人有限公司的名义提出的国际申请日期为2018年7月27日、名称为“Mortice Lock As sembly having Electronic ControlModule”和“Monitoring System for Lock Assembly”的PCT申请，并且相关PCT申请中的每一者的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种插芯锁组件和用于所述插芯锁组件的电子控制模块。

背景技术

插芯锁组件通常包括锁闩、能够操作来移动锁闩的手动致动器以及具有用于控制手动致动器的操作的电动致动器的锁机构。在下文中特别参考闩锁组件来描述本发明将是方便的，然而，应当了解，本发明可适用于其他形式的插芯锁组件(诸如无弹簧锁闩(deadbolt)组件)。

前述种类的插芯锁组件可包括一对毂，所述一对毂各自能够相对于外壳旋转以使弹键锁闩(latch bolt)从伸出位置移动到缩回位置。锁机构可包括卡位杆，所述卡位杆可被调整以采用锁定位置，从而防止相应毂的旋转。卡位杆可通过圆筒锁的操作或通过电动致动器来移动。

在锁机构包括电动致动器的情况下，它可采用螺线管的形式，所述螺线管利用电力供应的变化来改变卡位杆的位置。螺线管可例如保持通电，以便使其柱塞抵抗压缩弹簧的偏置力而缩回，使得选择性地关闭电源释放柱塞以使其在弹簧的力下移动，进而移动卡位杆。

螺线管相对于卡位装置进行物理布置的方式可进行调整以允许锁机构以预定方式对电力故障事件作出响应。所述布置可称为断电闭锁(fail secure)或断电开锁(failsafe)，并且螺线管中的弹簧用于相应地作出响应。当发生电力故障事件并且锁机构被设置为断电闭锁时，卡位杆将保持处于锁定位置或移动到锁定位置，由此防止任一毂的旋转。另选地，当锁机构被设置为断电开锁时，卡位杆将保持处于释放位置或移动到释放位置，由此允许任一毂的旋转。

调整螺线管相对于卡位杆的布置以允许锁机构以期望方式对电力故障事件作出响应通常在工厂配置或现场配置期间通过机械手段来实现。

工厂配置要求在配送给客户之前将锁机构配置成以预定方式进行操作。所述配置在不拆卸外壳和使用专用工具的情况下通常无法改变。与工厂配置的插芯锁组件相关联的缺点有很多，诸如交货时间长、劳力成本高、配置易于出现操纵错误以及锁机构难以重新配置(例如，针对应用程序的改变)。

现场配置通常还要求拆卸外壳，例如，通过手动调整螺钉以移除外壳的壁以便接近和重新布置外壳内的锁机构的部件，这可能是耗时的并且还易于出现用户操纵错误。特别地，允许用户拆卸外壳并重新布置锁机构的内部部件可能使内部部件遭受错误操纵或损坏，这可能不期望地影响锁机构的完整性和正确操作。

本文对专利文献或作为现有技术给出的其他材料的引用不应被认为承认所述文献或材料是已知的或者其所包含的信息在权利要求中任一项的优先权日之前是公知常识的一部分。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于与门一起使用的插芯锁组件，所述插芯锁组件包括：

外壳，

锁闩，所述锁闩能够相对于所述外壳在伸出位置与缩回位置之间移动，

手动致动器，所述手动致动器包括内毂和外毂，所述内毂和所述外毂各自分别能够从所述外壳的内侧或外侧进行操作以将所述锁闩从至少所述伸出位置移动到所述缩回位置，

锁机构，所述锁机构与所述手动致动器相互作用以使所述手动致动器的所述内毂和所述外毂中的每一者独立地变得不可操作或可操作，

电子控制模块，所述电子控制模块用于控制所述锁机构的操作，所述电子控制模块包括用于允许将所述锁机构配置成根据所选择的操作模式进行操作的至少一个电子开关元件，所述至少一个电子开关元件能够从所述外壳的外部进行调整。

所述电子开关元件能够从所述外壳的外部进行调整有利地允许将所述锁机构配置成例如方便且有效地以期望方式对电力故障事件作出响应，而无需拆卸所述锁组件的外壳或使用专用工具。

可使用任何合适的电子开关元件。例如，所述电子开关元件可包括一个或多个滑动开关、旋转开关、按钮、拨动开关等或其任何组合。

每个电子开关元件可能够通过所述外壳中的开口触及。所述开口可定位在所述外壳中的任何合适位置中。在一个实施方案中，所述开口位于所述外壳的后壁或侧壁上，使得一旦将所述锁组件安设在门中，对所述至少一个开关元件的触及就受到妨碍。将用于触及所述一个或多个开关元件的所述开口定位在所述外壳的后壁或侧壁上允许在安设之前方便地对所述锁机构进行现场配置，并且防止在安设之后对所述锁机构的操作模式进行未授权的篡改或无意重置。在一些实施方案中，一个或多个开关元件可能够通过所述外壳的前壁触及，使得在所述锁组件安设之后可改变设置。

在一些实施方案中，所述开关元件可包括由开关电路控制并且能够通过远程控制或非接触式通信来配置的晶体管。

所述电子控制模块可包括两个电子开关元件，并且所述操作模式可基于这两个电子开关元件中的每一者的设置来选择。此外，每个电子开关元件的所述设置可能够选自包括至少三种不同的可用设置的组。每个电子开关元件的设置可允许将所述锁机构配置成以预定方式与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用。

所述操作模式可包括逃生模式、断电开锁模式或断电闭锁模式中的任两者或更多者的组合，其中所述断电开锁模式或所述断电闭锁模式能够被选择以确定在电力故障事件中所述锁机构的操作。

更具体地，所述三种不同的可用设置可包括“通电解锁”(断电开锁，也称为“通电开启”)设置、“通电锁定”(断电开锁)设置和“始终解锁”(逃生)设置。每个开关元件的设置与所述锁组件的所述手动致动器的每个内毂和外毂的期望操作相对应，这对应于从所述外壳的相应内侧或外侧对所述锁组件进行的操作。

例如，将两个电子开关元件设置为“通电解锁”(断电闭锁)将以如下方式对锁机构进行配置：使得所述手动致动器在电力故障事件中变得从所述外壳的内侧和外侧两者不可操作(例如，处于锁定状态)。类似地，将两个电子开关元件设置为“通电锁定”(断电开锁)将以如下方式对锁机构进行配置：使得手动致动器在电力故障事件中变得从所述外壳的内侧或外侧可操作(例如，处于解锁状态)。

此外，将一个电子开关元件设置为“通电解锁”(断电闭锁)并且将一个电子开关元件设置为“通电锁定”(断电开锁)将以如下方式对锁机构进行配置：使得手动致动器在电力故障事件中变得从所述外壳的一侧不可操作(例如，处于锁定状态)并且从外壳的相反侧可操作(例如，处于解锁状态)。

另外，将所述电子开关元件中的任一者设置为“始终解锁”(逃生)设置将以如下方式对锁机构进行配置：使得所述手动致动器始终从所述外壳的对应侧可操作(例如，处于解锁状态)。

所述电子控制模块可包括微控制器。所述微控制器可被配置成：

在电力故障事件中基于所述所选择的操作模式来确定所述手动致动器的所述内毂和/或所述外毂的操作是否需要改变，并且

在确定需要改变时，生成用于驱动电路的驱动电路控制信号以实现所述锁机构的相应部分的移动以改变所述手动致动器的所述相应内毂和/或外毂的操作。

所述电子控制模块可包括马达，所述马达用于在锁定状态与解锁状态之间调整所述锁机构的所述相应部分以与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用。所述驱动电路可在电力故障事件中根据所选择的操作模式来驱动所述马达。

所述电子控制模块可包括单个马达，所述单个马达用于在锁定状态与解锁状态之间调整所述锁机构的所述相应部分以与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用。

所述锁机构可包括内棘爪和外棘爪，它们各自能够通过马达的动作而在锁定状态与解锁状态之间独立移动。在锁定状态下，每个棘爪可与锁机构的相应毂接合以防止所述相应毂移动，从而使所述相应毂变得不可操作。在一个实施方案中，内棘爪和外棘爪可在四个不同位置组合之间移动，所述位置组合是

针对所述内棘爪和所述外棘爪中的每一者的锁定状态；

针对所述内棘爪和所述外棘爪中的每一者的解锁状态；

针对所述内棘爪的锁定状态和针对所述外棘爪的解锁状态；以及

针对所述内棘爪的解锁状态和针对所述外棘爪的锁定状态。

所述内棘爪和所述外棘爪的四个位置组合中的每一者可与所述马达的输出轴以及相关联的凸轮的角度位置相对应，使得可通过使马达移动并因此将输出轴移动到对应角度位置来实现每个位置组合。马达、其输出轴以及相关联的凸轮可具有与内棘爪和外棘爪的每个位置组合相对应的四个预定角度位置。

马达可由马达驱动电路在四个预定角度位置之间驱动。由微控制器生成的驱动电路控制信号可操作马达驱动电路以在预定角度位置之间驱动马达。

所述控制模块可包括马达位置传感器以监视马达的位置并向微控制器提供反馈。所述微控制器可生成驱动电路控制信号，所述驱动电路控制信号用于马达驱动电路驱动马达，直到马达传感器检测到马达已到达期望角度位置为止。

可使用任何合适的位置传感器。在一个实施方案中，所述位置传感器可包括磁旋转编码器和附接到马达的输出轴的相关联磁体。

所述电子控制模块可包括位于所述外壳内的蓄电装置，所述蓄电装置用于在所述电力故障事件期间向所述微控制器、所述驱动电路和所述马达提供电力。可使用任何合适的蓄电装置，例如电池或电容器等。在一个实施方案中，蓄电装置是电容器。

所述电子控制模块可包括电容器管理电路，所述电容器管理电路用于在正常操作期间对电容器充电并且在电力故障事件中使电容器放电以向所述模块供应电力。在电力故障事件中，电容器可向微控制器提供足够的电力以基于至少一个开关元件的设置来生成适当的电路控制驱动信号，并使马达驱动电路基于驱动电路控制信号来驱动马达，直到马达传感器检测到马达已到达期望角度位置为止。

所述电子控制模块可从一对输入线接收呈通电信号或断电信号形式的输入控制信号。另选地，所述电子控制模块可从三根输入线接收呈通电信号和断电信号的组合形式的输入控制信号。当所述电子控制模块被配置成通过三根输入线进行操作时，所述输入线中的两根可

持续地向所述模块供应电力，并且所述输入线中的一根可提供呈通电或断电信号形式的锁定和解锁信号。所述电子控制模块可基于至少一个开关元件的设置来确定锁定信号是否对应于通电或断电信号。

所述电子控制模块可耦合到外部监视系统，并且其中所述外部监视系统生成用于操作所述锁机构的输入控制信号，所述输入控制信号是基于所述至少一个开关元件的设置预先配置的。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于与门一起使用的锁组件的控制模块，所述锁组件包括：

外壳，

锁闩，所述锁闩能够在伸出位置与缩回位置之间移动，手动致动器，所述手动致动器包括内毂和外毂，所述内毂和所述外毂各自分别能够从所述外壳的内侧或外侧进行操作以将所述锁闩从至少所述伸出位置移动到所述缩回位置，

锁机构，所述锁机构与所述手动致动器相互作用以使所述手动致动器的所述内毂和所述外毂中的每一者独立地变得不可操作或可操作，

所述控制模块被配置成控制所述锁机构的操作，所述控制模块包括用于允许将所述锁机构配置成根据所选择的操作模式进行操作的至少一个电子开关元件，所述至少一个电子开关元件能够从所述外壳的外部进行调整。

所述控制模块可包括由所述锁组件提供的控制电路。所述控制电路可包括微处理器，所述微处理器用于控制马达驱动电路以驱动马达并在锁定状态与解锁状态之间移动所述锁机构。

所述控制电路可与包括外部监视传感器和外部监视系统的外部装置和系统接口连接。所述外部监视系统可接收来自访问验证装置(诸如访问卡读取器、组合码pin输入垫装置等)的“请求进入”命令，并生成对应的锁定或解锁信号作为用于所述控制电路的输入控制信号。所述外部监视系统可被配置成基于至少一个电子开关元件的设置来生成适当的锁定和解锁信号。

为了使本发明可以更容易地理解并付诸实践，现在将仅通过举例的方式参考附图来描述本发明的一个或多个优选实施方案。

贯穿本说明书对“一个实施方案”或“实施方案”的提及意指结合所述实施方案所描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各种地方出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定全部是指相同的实施方案。此外，本文所公开的特定特征、结构或特性可以任何适合的方式组合在一个或多个组合中。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的插芯锁组件的等角视图，其中形成外壳的一部分的盖板被移除。

图2是如图1所示的插芯锁组件的锁机构、内毂和外毂的分解等角视图。

图3A是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪和外棘爪均处于解锁位置。

图3B是图3A所示的局部组件的侧正视图，其示出内棘爪处于释放位置。

图3C是图3A和图3B所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出内棘爪和外棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图3D是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪处于锁定位置并且外棘爪处于解锁位置。

图3E是图3D所示的局部组件的侧正视图，其示出外棘爪处于释放位置。

图3F是图3D和图3F所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出内棘爪处于锁定位置并且外棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图4A是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪和外棘爪均处于锁定位置。

图4B是图4A所示的局部组件的侧正视图，其示出内棘爪处于锁定位置。

图4C是图4A和图4B所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出内棘爪和外棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图4D是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中外棘爪处于锁定位置并且内棘爪处于解锁位置。

图4E是图4D所示的局部组件的侧正视图，其示出外棘爪处于锁定位置。

图4F是图4D和图4F所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出外棘爪处于锁定位置并且内棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图5是根据本发明的实施方案的用于锁组件的控制系统的示意图。

图6是示出如图1至图4C所示的锁机构的不同操作模式的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的实施方案的具有电子控制系统500(参见图5)的插芯锁组件100的等角视图。锁组件100包括外壳102、能够在伸出位置与缩回位置之间移动的锁闩106(图1仅示出处于伸出位置的锁闩106)、手动致动器108，所述手动致动器108包括外毂110a和内毂110b(参见图2)，所述外毂110a和内毂110b各自分别能够从外壳102的外侧或内侧操作以使锁闩106在伸出位置与缩回位置之间移动。

形成外壳102的一部分的盖板(未示出)被移除，以更清楚地示出插芯锁组件100的内部部件。插芯锁组件100形成锁具的一部分，所述锁具具有用于安设在门中的内门配件和外门配件(未示出)。每个内门配件和外门配件包括把手(未示出)，所述把手能够相对于门配件旋转以与手动致动器108接合并分别从门的内侧或门的外侧操作锁组件100。

锁闩106形成弹键锁闩组件114的一部分。锁闩组件114包括在外壳102内的锁闩体116，所述锁闩体116被配置成在外壳102内在如图所示的伸出位置与缩回位置(未示出)之间滑动。偏置弹簧(被隐藏)在外壳102的后壁与锁闩体116之间起作用以将锁闩组件114朝向伸出位置推动。图1还示出辅助锁闩组件120，其包括辅助锁闩头122和辅助锁闩体123。辅助锁闩弹簧(被隐藏)在辅助锁闩体123与外壳102的后壁之间起作用，以便将辅助锁闩头120朝向如图所示的伸出位置推动。辅助锁闩组件120与弹键锁闩组件114相互作用，以便在门关闭时以本领域技术人员将理解的方式将弹键锁闩组件106死锁在伸出位置。辅助锁闩组件120与弹键锁闩组件114的结构相互作用的细节对于本发明不是必需的，只是优选地存在一些相互作用以实现死锁功能。

弹键锁闩组件114可通过手动致动器108的操作来相对于外壳102进行调整，手动致动器108包括图1中的外毂110a、毂杆件124和内毂110b(参见图2)。在内把手或外把手旋转时，内毂110b和外毂110a两者分别能够独立地围绕毂轴线X-X(参见图2)旋转。内毂110b或外毂110a围绕毂轴线X-X的旋转将致使毂杆件124也围绕毂轴线X-X旋转，以使弹键锁闩组件缩回。

锁机构104与手动致动器108相互作用以使外毂110a和内毂110b中的每一者独立地变得可操作或不可操作。特别地，锁机构104控制内毂110b和外毂110a中的任一者或两者的旋转。锁机构104包括外棘爪126a和内棘爪126b(参见图2)，它们各自能够围绕棘爪轴线Z-Z(参见图2)旋转。马达200用于使外棘爪126a和内棘爪126b中的每一者独立地在锁定状态与解锁状态之间移动以分别禁止或允许外毂110a或内毂110b的旋转。当外毂110a或内毂110b中的任一者被禁止旋转时，其变得不可操作并且闩锁组件114不能从伸出(锁定)位置移动到缩回(解锁)位置。相反地，当外毂110a或内毂110b中的任一者被允许旋转时，其变得可操作并且闩锁组件114可通过可操作毂110a、110b的旋转而从伸出(锁定)位置移动到缩回(解锁)位置。并入马达200而非螺线管可有利地提供较低电力消耗的另选方案。马达200、棘爪126a、126b以及毂110a、110b之间的相互作用将在下文参考图2至图4C进一步详细地讨论。

锁组件100还具有电子控制模块，所述电子控制模块具有控制电路128。电子控制模块128形成控制系统500的一部分，所述控制系统500将在下文参考图5进一步详细地讨论。控制模块128包括：呈两个三位置滑动开关112a、112b形式的两个电子开关元件，用于将锁机构104配置成根据所选择的操作模式进行操作；多个传感器，包括用于检测用于在锁定状态与解锁状态之间驱动锁机构104的驱动马达200的位置的反馈位置传感器；微控制器，用于基于所选择的操作模式来生成马达控制信号；以及呈超级电容器形式的蓄电装置(被隐藏)，用于在电力故障事件中向控制系统500提供电力。在参考图5之前，将进一步详细地讨论电路128的其他部件。

开关112a、112b中的每一者可容易地通过外壳102的背面中的开口触及，以方便地允许通过指定开关112a、112b中的每一者的设置来对锁机构104进行配置。如下文参考图6进一步详细讨论的，开关112a、112b可用于将锁机构104配置成根据来自可能操作模式范围的所选择的操作模式进行操作。有利地，利用一对开关112a、112b来选择期望操作模式的能力显著地简化了锁机构104的配置过程，并且有效地防止了安设期间的用户操纵错误。

如图1所示，外壳102还包括用于连接模块104的开口，所述连接模块104用于将锁组件100耦合到电源，并将控制电路128与如下文参考图5进一步讨论的外部监视系统以及控制系统500的其他外围装置和部件接口连接。

现在参考图2至图4C，锁机构104包括单个马达200，其具有围绕电动致动器轴线A-A旋转的输出驱动轴202。电动致动器轴线A-A基本上垂直于棘爪轴线Z-Z并与其间隔开。

锁机构104还包括位于马达200与内棘爪126b和外棘爪126a之间的传动布置。传动装置包括凸轮204，其能够在马达200操作时围绕致动器轴线A-A旋转。传动装置还包括内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a，它们响应于凸轮202的旋转而线性移动。马达200、内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a位于两部分壳体208a,208b内。壳体208a,208b还容纳内弹簧210b和外弹簧210a，它们分别在壳体部分208a、208b与内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a之间起作用以将内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a朝向马达200的输出轴202推动，使得凸轮从动件206b、206a持续地邻接凸轮204的面。

图2还示出棘爪轴212，内棘爪126b和外棘爪126a中的每一者安装在棘爪轴212上以便围绕其旋转。传感器板214，其形成控制电路128的一部分并且包括呈磁旋转编码器形式的凸轮传感器302，其与附接到马达的输出轴202的磁体526接口连接以确定轴202的角度位置(参见图5)。类似地，传感器板214还包括用于感测毂110a、110b中的每一者的角度位置的毂传感器300。在一些实施方案中，可使用其他合适的传感器，诸如微型开关。

现在参考图3A至图3C，其示出内棘爪126b和外棘爪126b两者分别相对于内毂110b和外毂110a处于解锁状态。在此位置中，内毂110b和外毂110a两者都能够围绕致动轴线X-X旋转。

如图3B更清楚示出的，内棘爪126a的下臂304被接收在内凸轮从动件206a的凹槽306中以便随其一起移动。内弹簧210a推动内凸轮从动件206a以致使内棘爪126a采用如图3B所示的位置，并且如图3B所示，内凸轮从动件206a被认为是处于解锁位置。

在如图3C所示的平面图中，凸轮204以及内凸轮从动件206a和外凸轮从动件206b两者都处于解锁位置。在解锁状态下，允许内毂110b和外毂110a的旋转。

图3D至图3F示出通过马达200的操作而旋转90°之后的凸轮204(参见图3F)，由此凸轮表面204在内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a中的每一者的支承表面之上滑动。如图3E和图3F更清楚示出的，凸轮204的旋转已经推动仅内凸轮从动件206b朝向锁定位置移动，从而致使内棘爪126b在逆时针方向上旋转，使得内棘爪126b的上臂位于内毂110b的肩部311下方。如图3F更清楚示出的，由于凸轮204采用如图3F所示的位置，内棘爪126b处于锁定状态并且外棘爪126a处于解锁状态。在此状况下，防止内毂110b的旋转并且允许外毂110a的旋转。

图4C示出通过马达200的操作而旋转180°之后的凸轮204(参见图4B)，由此凸轮表面204在内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a中的每一者的支承表面之上滑动。如图4B和图4C更清楚示出的，凸轮204的旋转已经推动外凸轮从动件206a朝向锁定位置移动，从而致使外棘爪126a在逆时针方向上旋转，使得外棘爪126a的上臂308位于外毂110a的肩部310下方。这种布置对应于图4C，图4C示出内棘爪126b和外棘爪126a两者由于凸轮204采用如图4C所示的位置而处于锁定位置。在锁定状态下，分别防止内毂110b和外毂110a的旋转。

图4D至图4F示出通过马达200的操作而旋转270°之后的凸轮204(参见图4F)，由此凸轮表面204在内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a中的每一者的支承表面之上滑动。如图4E和图4F更清楚示出的，凸轮204的旋转已经推动仅外凸轮从动件206a朝向锁定位置移动，从而致使外棘爪126a在逆时针方向上旋转，使得外棘爪126a的上臂308位于内毂110b的肩部310下方。如图4F更清楚示出的，由于凸轮204采用如图4F所示的位置，内棘爪126b处于解锁状态并且外棘爪126a处于锁定状态。在此状况下，允许内毂110b的旋转并且防止外毂110a的旋转。

关于锁组件100的机械控制和操作的另外细节在名称为“A Mortice LockAssembly with a Powered Lock Actuator”的澳大利亚临时申请号2017902959中有所描述，其以引用方式并入本文。

插芯锁组件100优选地被配置成以预定方式对电力故障事件作出响应。就这一点而言，优选的是，锁机构104的每个毂110a、110b可被选择为以“通电锁定”(即，断电开锁)设置、“通电解锁”(即，断电闭锁)设置或“始终解锁”(即，逃生)设置操作。

每个滑动开关112a、112b的三个位置(设置)中的每一者与“断电开锁”、“断电闭锁”和“逃生”设置中的一者相对应，使得每个滑动开关112a、112b可用于独立地配置手动致动器108的两个毂110a、110b中的一者。特别地，控制电路128根据开关112a、112b中的每一者的设置来驱动马达200，以使内棘爪126b和外棘爪126a中的每一者分别在解锁位置与锁定位置之间移动，以便调节锁机构104的操作。

例如，在电力故障事件期间，如果内开关112b被设置为“断电开锁”而外开关112a被设置为“断电闭锁”，则内棘爪126b将采用解锁状态而外棘爪126a将采用锁定状态。这将在电力故障事件期间允许建筑物内的人继续离开，同时防止建筑物外的人进入建筑物。

图5中示出控制系统500的示意图。控制系统500包括锁组件100的控制电路(也称为控制模块)128；外部监视系统502，所述外部监视系统502通过连接器模块104耦合到控制电路128；以及访问卡读取器504，所述访问卡读取器504用于在成功验证访问卡以授予用户访问权限时生成“请求进入”信号。访问卡读取器504可以是非接触式或基于接触的卡读取器。另选地或组合地，可使用访问控制代码键盘。

控制电路128包括微控制器506，所述微控制器506用于基于各种控制信号和设置来确定用于马达驱动集成电路(马达驱动IC)508驱动马达200的适当的驱动电路控制信号，所述各种控制信号和设置包括来自外部监视信号502的输入信号、每个开关112a、112b的设置以及是否存在电力故障事件。

控制电路128还包括呈超级电容器形式的电容器510和相关联的电容器管理集成电路(电容器管理IC)512。在正常操作期间，电容器510从诸如市电电源的外部电源接收电荷，并且在电力故障的情况下，电容器510放电并提供足够的电力以允许控制电路128根据所选择的操作模式驱动马达200并移动锁机构104。

根据场所的要求，控制电路128可被配置成与外部监视系统502接口连接以通过两根输入线或三根输入线接收输入控制信号。控制系统500是否被配置成为控制电路128提供2根或3根输入线可取决于用户偏好、锁组件将要安设到的设施的限制或要求、或可用外部监视系统的能力等，或这些因素的任何组合。

当配置成通过2根输入线进行操作时，输入控制信号通过输入线514(仅示出一根)来传输。输入线514中的一者连接到地，并且另一根输入线连接到外部电源，诸如市电电源。因此，当配置成通过2根输入线进行操作时，由控制电路128接收的输入控制信号将是来自输入线514的通电信号或断电信号。

当配置成通过3根输入线进行操作时，输入控制信号通过2根输入线514和另一输入线516来传输。输入线514中的一者连接到地，并且另两根输入线514、516均连接到外部电源。当配置成通过3根输入线进行操作时，电力始终通过输入线514供应到控制电路128，并且由控制电路128接收的输入控制信号将是来自输入线516的通电或断电信号。能够配置成通过3根输入线进行操作的优点在于：控制电路128可实现另外的操作模式，如将参考图6进一步详细解释的。为了通过2根输入线实现相同数量的操作模式，通常必须将锁组件100配置用于与电子门锁锁定装置(未示出)一起使用。

当控制电路128被配置成通过3根输入线514、516进行操作时，电力持续地通过输入线514供应到控制电路128。特别地，通过降压电源电路模块518将9VDC-28VDC市电电压降压至调节的3.6VDC。第三输入线516向微控制器506提供锁定或解锁信号。当配置成通过3根输入线514、516进行操作时，电力检测电路模块520检测连接到输入线516的电力，使得微控制器506能够相应地处理来自第三输入线516的信号。

当微控制器506接收到来自输入线516的锁定或解锁信号时，微控制器506生成驱动电路控制信号522，所述驱动电路控制信号522用于马达驱动IC 508驱动马达200以将锁机构104的对应棘爪126移动到锁定或解锁状态，如先前参考图2至图4C所讨论的。

根据两个开关112的设置，锁定信号或解锁信号可以是通电或断电信号。例如，如果开关112两者都

设置为“断电闭锁”，则锁定信号将与输入线516处的断电信号相对应，并且解锁信号将与输入线516处的通电信号相对应。相反地，如果开关112两者都设置为“断电开锁”，则锁定信号将与输入线516处的通电信号相对应，并且解锁信号将与输入线516处的断电信号相对应。如果开关112中的任一者设置为“逃生”模式，则输入线516上的通电/断电信号将仅用于控制锁机构104的与另一个开关相对应的一侧。

在锁组件100的安设期间，外部监视系统502基于开关112的设置进行预先配置，使得外部监视系统502将解锁信号(即，在卡读取器504处成功验证用户的访问卡之后)相应地转换为输入线516处的通电或断电信号。

当微控制器506接收到来自输入线516的锁定或解锁信号时，微控制器506计算马达200和凸轮204实现每个棘爪126的期望的锁定或解锁状态所需的角位移，并根据所确定的角位移生成驱动电路控制信号522以移动马达200。微控制器506基于凸轮传感器302(同样参见图3B)来确定马达200和凸轮204的当前角度位置，所述凸轮传感器302是位于传感器板214(参见图2)上的磁旋转编码器，其与马达轴上的磁体526接口连接以跟踪输出轴202的角度位置。然后，驱动电路IC 508基于驱动电路控制信号522和来自磁旋转编码器302的反馈来驱动马达200，直到实现期望角位移为止。

控制电路128PCB(未示出)包括用于向电路部件供应电力的电力轨513。通常，电力轨513提供从外部电源(诸如，市电电源)降压的调节的3.6VDC。

在正常操作期间，用于微控制器506、马达驱动IC 508和马达200的电力由电力轨513提供。电容器管理IC 512还使用来自电力轨513的电力对电容器510充电。通常，电容器管理IC 512将电容器充电至2.5VDC的最大值。电容器管理IC 512结合所需充电时间监视电容器510的电压以监视电容器510的健康状况。

在电力故障的情况下，到微控制器506的数字输入检测到输入线516上不再存在电压。也不再通过输入线514供应电力。电容器管理IC 512从电容器510汲取电力并将电力轨513维持在3.2VDC达一定时间段。通常，电容器510能够将电力轨513维持在3.2VDC达大约30秒。在这段时间内，微控制器508基于开关112的设置确定将锁机构104的相应棘爪126移动到期望的锁定或解锁状态所需的角位移(如果有的话)，并生成用于马达驱动IC 508的驱动电路控制信号522。然后，马达驱动IC 508将马达200驱动到期望角位移，如先前所描述的。如果来自磁旋转编码器302的反馈指示相应棘爪126中的一者或两者已经布置成处于期望的锁定/解锁状态，则微控制器508不生成驱动电路控制信号522以使马达200移动。

当控制电路128接收来自2根输入线514的输入信号时，输入线516可断开连接并且不使用。外部监视系统以与如上文所讨论的控制电路128接收来自3根输入线的输入信号时相同的方式基于开关112的设置转换锁定/解锁信号。然而，到控制电路128的电力和呈通电或断电信号形式的锁定/解锁信号单独地由输入线514提供。当控制电路128接收到呈通电或断电信号形式的锁定/解锁信号时，微控制器506以与先前针对通过3根输入线进行操作所描述相同的方式生成驱动控制信号以驱动马达200并将相应的棘爪126移动到期望的锁定/解锁状态。

在电力故障的情况下，电容器管理IC以与先前关于通过3根输入线进行操作所描述相同的方式从电容器510汲取电力以向电力轨315供应电力达大致30秒，使得在基于开关设置112需要改变棘爪126的位置的情况下，微控制器506可生成驱动电路控制信号。

控制电路128还包括闩锁继电器电路模块528、死锁监视模块532、门位置监视模块534、钥匙超控监视模块536和请求离开监视模块538，它们用于向外部监视系统502提供反馈，使得外部监视系统502可监视锁组件的健康状况和检测到的异常。反馈模块528、532、534、536、538中的每一者通过主连接器模块104耦合到外部监视模块。此外，每个反馈模块528、532、534、536、538连接到主连接器模块104。

闩锁继电器电路528基于凸轮204的对应位置来向外部监视系统502指示锁机构104的每个毂110a、110b的锁定或解锁位置，并且继电器驱动集成电路(继电器驱动IC)530用于根据如由微控制器506确定的每个棘爪126的位置来驱动电路528的相应继电器开关。由于闩锁继电器不需要电力来保持处于特定状态，因此即使当控制电路128例如在故障或电力中断事件期间失去电力时，闩锁继电器也将可靠地指示每个棘爪126的正确位置(这对应于从外壳102的内侧或外侧锁定锁机构104)。

死锁监视模块532监视至少辅助锁闩组件120(参见图1)的位置。门位置监视模块534包括安装在门框中的磁体，所述磁体与相关联的簧片开关(未示出)接口连接以检测门的关闭位置。

钥匙超控监视模块536在授权用户使用钥匙将闩锁组件114缩回时生成用于外部监视系统502的通知信号，使得在打开门时可忽略从门位置监视模块534和死锁监视模块532生成的对应警报。

请求离开监视模块538检测用户何时尝试通过附接到锁组件100的手动致动器108的外毂110a或内毂110b的把手来将闩锁组件114缩回。如果针对所操作把手的对应开关112a、112b设置被设置为“逃生”，则所检测到的用户对把手的操作将向外部监视系统502发送通知信号，使得当对把手的操作将闩锁组件114缩回并将门解锁时，将忽略由死锁监视模块532和门位置监视模块534生成的对应警报信号。

因此，在有来自死锁监视模块532和/或门位置监视模块534的警报信号而没有来自钥匙超控监视模块536或请求离开监视模块538的前述通知信号的情况下，外部监视系统可检测未授权的进入。

控制电路128还包括USB连接器542，用于允许控制电路128与外部装置和系统(诸如，诊断工具和系统)之间的USB连接。降压电力电路544将从外部USB源汲取的典型5VDC降压至3.3VDC，以向电力轨513供应3.3VDC。

控制电路128还包括由LED驱动电路546控制的LED输出端548。LED 548可以是通过锁具的与门组件100相关联的内门配件和外门配件可见的，以指示锁组件100的操作状态和/或状况。例如，通过内门配件可见的LED可以是“绿色”的，以指示内毂110b变得可通过锁机构104操作，并且因此门是从门的内侧解锁的；或者可以是“红色”的，以指示门是从门的内侧锁定的。

控制电路128还包括心跳LED 552，以帮助在锁组件100的维护或修理期间进行诊断。当控制电路128通电时，心跳LED 552以一种脉冲速率闪烁。心跳LED可以一种或多种不同的脉冲速率闪烁，以指示控制电路128的一个或多个故障。

控制电路128还包括蜂鸣器550，以在控制电路128检测到故障时提供可听信号。

图6是示出锁机构104的不同操作模式的示意表600。特别地，如表600的第一行所示，两个开关元件112a、112b可用于将锁组件100配置成以下面的操作模式进行操作：

·第一操作模式602，其中外开关元件112a设置为“断电闭锁”并且内开关元件112b也设置为“断电闭锁”。

·第二操作模式604，其中外开关元件112a设置为“断电开锁”并且内开关元件112a也设置为“断电开锁”。

·第三操作模式606，其中外开关元件112a设置为“断电闭锁”并且内开关元件112b设置为“逃生”。

·第四操作模式608，其中外开关元件112a设置为“断电开锁”并且内开关元件112b设置为“逃生”。

·第五操作模式610，其中外开关元件112a设置为“断电闭锁”并且内开关元件112b还是设置为“断电开锁”。

表600的行620和622指示在控制电路128被配置成通过2根输入线进行操作的情况下在从输入端514接收到通电(行620)或断电(行622)时在每种操作模式602至610下相应外棘爪126a和内棘爪126b中的每一者的期望的锁定或解锁位置。如表格单元格624、626所示，当配置成仅通过2根输入线514进行操作时，控制电路128单独地并不能实现操作模式610。在这种情况下，可将锁组件100安设成与电子门锁一起操作，以便实现操作模式610下的期望操作。通常，锁组件被配置成使得一个毂110被永久锁定，并且电子门锁被配置成以断电闭锁模式进行操作。

表600的行630、632和634指示在控制电路128被配置成通过3根输入线进行操作的情况下在从输入端516接收到锁定信号(行630)或解锁信号(行632)时在每种操作模式602至610下相应外棘爪126a和内棘爪126b中的每一者的期望的锁定或解锁位置。如表格单元格636、638、640所示，当配置成通过3根输入线514、516进行操作时，控制电路128单独地能够实现操作模式610。

前述实施方案仅仅是本发明的原理的说明，并且本领域技术人员将容易想到各种修改和改变。本发明能够以各种方式以及在其他实施方案中实践和实行。还应当理解，本文中采用的术语是出于描述的目的并且不应视为是限制性的。

Claims (28)

1.一种用于与门一起使用的插芯锁组件，所述插芯锁组件包括：

外壳，

锁闩，所述锁闩能够相对于所述外壳在伸出位置与缩回位置之间移动，

手动致动器，所述手动致动器包括内毂和外毂，所述内毂和所述外毂各自分别能够从所述外壳的内侧或外侧进行操作以将所述锁闩从至少所述伸出位置移动到所述缩回位置，

锁机构，所述锁机构与所述手动致动器相互作用以使所述手动致动器的所述内毂和所述外毂中的每一者独立地变得不可操作或可操作，

电子控制模块，所述电子控制模块用于控制所述锁机构的操作，所述电子控制模块包括用于允许将所述锁机构配置成根据所选择的操作模式进行操作的至少一个电子开关元件，所述至少一个电子开关元件能够从所述外壳的外部进行调整。

2.如权利要求1所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块包括两个电子开关元件，并且所述操作模式是基于所述两个电子开关元件中的每一者的设置来选择的，每个电子开关元件的所述设置允许将所述锁机构配置成以预定方式与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用。

3.如权利要求2所述的插芯锁组件，其中每个电子开关元件的所述设置能够选自包括至少三种不同的可用设置的组。

4.如前述权利要求中任一项所述的插芯锁组件，其中所述操作模式包括逃生模式、断电开锁模式或断电闭锁模式中的任两者或更多者的组合，其中所述断电开锁模式或所述断电闭锁模式能够被选择以确定在电力故障事件中所述锁机构的操作。

5.如前述权利要求中任一项所述的插芯锁组件，其中每个电子开关元件能够通过所述外壳中的开口触及。

6.如前述权利要求中任一项所述的插芯锁组件，其中所述开口位于所述外壳的后壁或侧壁上，使得一旦所述锁组件安设在门中，对所述至少一个开关元件的触及就受到阻碍。

7.如前述权利要求中任一项所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块包括微控制器，所述微控制器被配置成：

在电力故障事件中基于所述所选择的操作模式来确定所述手动致动器的所述内毂和/或所述外毂的操作是否需要改变，并且

在确定需要改变时，生成用于驱动电路的驱动电路控制信号以实现所述锁机构的相应部分的移动以改变所述手动致动器的所述相应内毂和/或外毂的操作。

8.如权利要求7所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块包括马达，所述马达用于在锁定状态与解锁状态之间调整所述锁机构的所述相应部分以与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用，并且所述驱动电路在电力故障事件中根据所述所选择的操作模式来驱动所述马达。

9.如权利要求7或8所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块包括单个马达，所述单个马达用于在锁定状态与解锁状态之间调整所述锁机构的所述相应部分以与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用。

10.如权利要求7至9中任一项所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块包括在所述外壳内的蓄电装置，所述蓄电装置用于在所述电力故障事件期间向所述微控制器、所述驱动电路和所述马达提供电力。

11.如权利要求10所述的插芯锁组件，其中所述蓄电装置是电容器。

12.如前述权利要求1至11中任一项所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块从一对输入线接收呈通电信号或断电信号形式的输入控制信号。

13.如前述权利要求1至11中任一项所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块从三根输入线接收呈通电信号和断电信号的组合形式的输入控制信号。

14.如前述权利要求中任一项所述的插芯锁组件，其中所述电子控制模块耦合到外部监视系统，并且其中所述外部监视模块生成用于操作所述锁机构的输入控制信号，所述输入控制信号是基于所述至少一个开关元件的设置预先配置的。

15.一种用于与门一起使用的锁组件的控制模块，所述锁组件包括：

外壳，

锁闩，所述锁闩能够在伸出位置与缩回位置之间移动，

手动致动器，所述手动致动器包括内毂和外毂，所述内毂和所述外毂各自分别能够从所述外壳的内侧或外侧进行操作以将所述锁闩从至少所述伸出位置移动到所述缩回位置，

锁机构，所述锁机构与所述手动致动器相互作用以使所述手动致动器的所述内毂和所述外毂中的每一者独立地变得不可操作或可操作，

所述控制模块被配置成控制所述锁机构的操作，所述控制模块包括用于允许将所述锁机构配置成根据所选择的操作模式进行操作的至少一个电子开关元件，所述至少一个电子开关元件能够从所述外壳的外部进行调整。

16.如权利要求15所述的控制模块，其中所述控制模块包括两个电子开关元件，并且所述操作模式是基于所述两个电子开关元件中的每一者的设置来选择的，每个电子开关元件的所述设置允许将所述锁机构配置成以预定方式与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用。

17.如权利要求16所述的控制模块，其中每个电子开关元件的所述设置能够选自包括至少三种不同的可用设置的组。

18.如权利要求15至17中任一项所述的控制模块，其中所述操作模式包括逃生模式、断电开锁模式或断电闭锁模式中的任两者或更多者的组合，其中所述断电开锁模式或所述断电闭锁模式能够被选择以确定在电力故障事件中所述锁机构的操作。

19.如权利要求15至18中任一项所述的控制模块，其中每个电子开关元件能够通过所述外壳中的开口触及。

20.如权利要求19所述的控制模块，其中所述开口位于所述外壳的后壁或侧壁上，使得一旦所述锁组件安设在门中，对所述至少一个开关元件的触及就受到阻碍。

21.如权利要求15至20中任一项所述的控制模块，其中所述控制模块包括微控制器，所述微控制器被配置成：

在电力故障事件中基于所述所选择的操作模式来确定所述手动致动器的所述内毂和/或所述外毂的操作是否需要改变，并且

在确定需要改变时，生成用于驱动电路的驱动电路控制信号以实现所述锁机构的相应部分的移动以改变所述手动致动器的所述相应内毂和/或外毂的操作。

22.如权利要求21所述的控制模块，其还包括马达，所述马达用于在锁定状态与解锁状态之间调整所述锁机构的所述相应部分以与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用，并且所述驱动电路在电力故障事件中根据所述所选择的操作模式来驱动所述马达。

23.如权利要求21或权利要求22所述的控制模块，其中所述控制模块包括单个马达，所述单个马达用于在锁定状态与解锁状态之间调整所述锁机构的所述相应部分以与所述手动致动器的相应内毂或外毂相互作用。

24.如权利要求21至23中任一项所述的控制模块，其还包括在所述外壳内的蓄电装置，所述蓄电装置用于在所述电力故障事件期间向所述微控制器、所述驱动电路和所述马达提供电力。

25.如权利要求24所述的控制模块，其中所述蓄电装置是电容器。

26.如权利要求15至25中任一项所述的控制模块，其中所述控制模块从一对输入线接收呈通电信号或断电信号形式的输入控制信号。

27.如权利要求15至25中任一项所述的控制模块，其中所述控制模块从三根输入线接收呈通电信号或断电信号的组合形式的输入控制信号。

28.如权利要求15至27中任一项所述的控制模块，其中所述控制模块耦合到外部监视系统，并且其中所述外部监视系统生成用于操作所述锁机构的输入控制信号，所述输入控制信号是基于所述至少一个开关元件的设置预先配置的。

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