CN111236745A - 一种物联网锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物联网锁，包括外壳，所述外壳包括钣金前壳和钣金后壳，所述钣金前壳与钣金后壳对应连接成一个中空腔体结构，在所述外壳内靠近钣金后壳的位置对应设有锁块，在所述锁块内对应设有锁舌，在所述锁舌内开设有槽状的传动槽，所述传动槽与凸轮对应连接，所述凸轮由电机对应驱动，所述电机与PCB板对应电连接；所述PCB板内设有NB‑IOT模块。本发明一种物联网锁可以使用电池供电且能自主联网，本申请采用新型NB‑IOT模块，锁具可以直接联网，可以实现远程开锁。

Description

一种物联网锁
技术领域
本发明涉及锁具设备领域，尤其是一种物联网锁。
背景技术
目前市场常规可以联网的锁具主要有：1、蓝牙锁，其原理为扫码后，锁上的蓝牙与手机蓝牙配对并通过手机GPRS跟后台通信，实现手机开锁的功能。优势：低功耗，可使用电池供电，成本低，性价比高。缺点：使用时需要打开手机蓝牙且有部分手机不兼容的问题，关锁时需要手机上确认，用户体验感欠佳。
2、GPRS锁，其原理为：GPRS锁直接与后台通信，通过手机可直接开锁。优势：扫码即开，关锁后自动结单，用户体验感较好。缺点：功耗过高，对于不能使用电源适配器的场景(如有些医院不能外接电源)无法使用。市场需求一种可以使用电池供电且能自主联网的锁，以上两种锁均无法实现这种功能。因此，需要设计一种物联网锁
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种物联网锁。
本发明通过下述方案实现：
一种物联网锁，包括外壳，所述外壳包括钣金前壳和钣金后壳，所述钣金前壳与钣金后壳对应连接成一个中空腔体结构，在所述外壳内靠近钣金后壳的位置对应设有锁块，在所述锁块内对应设有锁舌，在所述锁舌内开设有槽状的传动槽，所述传动槽与凸轮对应连接，所述凸轮由电机对应驱动，所述电机与PCB板对应电连接；所述PCB板内设有NB-IOT模块。
所述锁块包括滑动槽，在所述滑动槽内对设有锁舌和弹簧，所述弹簧的一端与滑动槽的内端对应接触，所述弹簧的另一端与锁舌的一端对应接触，所述锁舌的另一端伸出滑动槽和外壳。
所述凸轮包括圆盘状的凸轮本体，在所述凸轮本体的中轴线处对应设有电机驱动通孔，在所述凸轮本体的盘面一侧对应设有圆柱体结构的驱动柱，所述电机驱动通孔与电机的输出轴对应连接，所述驱动柱与传动槽对应连接。
在所述外壳内设有多个螺柱，所述螺柱的一端与外壳对应可拆连接，所述螺柱的另一端与PCB板对应可拆连接。
在所述外壳上还对应设有按键，所述按键与PCB板对应电连接。
本发明的有益效果为：
本发明一种物联网锁可以使用电池供电且能自主联网，本申请采用新型NB-IOT模块，锁具可以直接联网，可以实现远程开锁。
附图说明
图1为本发明一种物联网锁的结构示意图；
图2为图1中C-C方向的剖视示意图；
图3为图1中D-D方向的剖视状态1示意图；
图4为图1中D-D方向的剖视状态2示意图；
图5为图1中D-D方向的剖视状态3示意图；
图6为本发明一种物联网锁的锁块的结构详图；
图7为本发明一种物联网锁的锁舌的结构详图；
图8为本发明一种物联网锁的凸轮的结构详图；
图9为本发明一种物联网锁的凸轮的另一视角的结构详图；
图10为本发明一种物联网锁的NB-IOT模块的电路图；
图11为本发明一种物联网锁的电池反接保护电路电路图；
图12为本发明一种物联网锁的低功耗门状态检测电路电路图；
图13为本发明一种物联网锁的恒流驱动LED电路电路图；
图14为本发明一种物联网锁的低功耗电量采集电路电路图。
图中：1为钣金前壳，2为钣金后壳，3为锁块，31为滑动槽，4为锁舌，41为传动槽，5为弹簧，6为凸轮，61为凸轮本体，62为电机驱动通孔，63为驱动柱，7为电机，8为PCB板，9为螺柱，10为按键，
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施例进一步说明：
如图1所示，一种物联网锁，包括外壳，所述外壳包括钣金前壳1和钣金后壳2，所述钣金前壳1与钣金后壳2对应连接成一个中空腔体结构，本申请的外观结构采用的是钣金孔槽的相互配合，互锁以减少使用螺丝固定的数量。如图2所示，在所述外壳内靠近钣金后壳2的位置对应设有锁块3，在所述锁块3内对应设有锁舌4，在所述锁舌4内开设有槽状的传动槽41，所述传动槽41与凸轮6对应连接，所述凸轮6由电机7对应驱动，所述电机7与PCB板8对应电连接；所述PCB板8内设有NB-IOT模块。本发明一种物联网锁可以使用电池供电且能自主联网，本申请采用新型NB-IOT模块，锁具可以直接联网，可以实现远程开锁。电池可以采用多种形式，具体采用何种类型的电池根据用户需求和产品成本等因素进行综合考虑。
本申请的开锁闭锁过程简述如下：
如图3、4、5所示，当PCB板的单片机收到开锁指令后，驱动电机转动，带动凸轮逆时针转动，由于锁舌左端面始终受弹簧的作用力使得凸轮的圆柱面始终与锁舌的平面相切，当电机逆时针转动的时候，凸轮圆柱中心在X轴上的运动分量始终向X轴的负方向运动，从图3运动变化成图4状态的过程，故锁舌随着凸轮逆时针转动而向内部收缩，直到由图4状态变成图5状态的状态，完成锁收缩过程，完成开锁。收缩到图5状态的时候凸轮的切面有且仅受径向力，不受周向力，并且电机前部减速箱的传动比非常大，锁伸缩位置的保持可以靠其自锁的能力。当锁舌往外伸出的时候电机顺时针转动，由于锁舌左端面始终受弹簧的作用力使得凸轮的圆柱面始终与锁舌的平面相切，完成开锁的逆向过程。同时见转台图3状态，此时锁舌左侧受弹簧力，同时受到电机凸轮的限位作用力，保持平衡，凸轮右侧有足够大的间隙，锁舌受压得时候可以自由的收缩，以防止锁舌与凸轮钢性联接损坏凸轮和电机。
在实际应用中，用户的手机通过GPRS把控制信号发给互联网平台，互联网平台与物联网平台通信，由物联网平台下发控制信号给本申请物联网锁的终端锁，从而实现手机开锁的功能。互联网平台、物联网平台的结构、连接方式、工作原理为公知技术，在此不再赘述。
如图6、7所示，所述锁块3包括滑动槽31，在所述滑动槽31内对设有锁舌4和弹簧5，所述弹簧5的一端与滑动槽31的内端对应接触，所述弹簧5的另一端与锁舌4的一端对应接触，所述锁舌4的另一端伸出滑动槽31和外壳。本申请的锁舌的传动槽和锁块槽采用类似长方体的配合，能够采用CNC加工的工艺方式，能够实现小批量低成本的生产。
如图8、9所示，所述凸轮6包括圆盘状的凸轮本体61，在所述凸轮本体61的中轴线处对应设有电机驱动通孔62，在所述凸轮本体61的盘面一侧对应设有圆柱体结构的驱动柱63，所述电机驱动通孔62与电机7的输出轴对应连接，所述驱动柱63与传动槽41对应连接。
本实施例中采用减速电机做为驱动动力，实现小动力高力矩的输出。本申请应用凸轮结构将圆周运动转化成直线运动，能够配合弹簧的使用实现自由伸缩的功能。
在所述外壳内设有多个螺柱9，所述螺柱9的一端与外壳对应可拆连接，所述螺柱9的另一端与PCB板8对应可拆连接。
在所述外壳上还对应设有按键10，所述按键10与PCB板8对应电连接。按下按键10，向PCB板8发送命令，进而控制电机的启闭，然后控制锁的启闭。按键10、PCB板8的具体结构、连接方式、工作过程及原理为公知技术，在此不再赘述。
在所述PCB板8内还对应设有单片机，单片机的具体电路结构和连接关系为公知技术，在此不再赘述。
如图10所示，所述NB-IOT模块包括芯片U4A，芯片U4A的型号为BC95，所述芯片U4A与RF辐射天线ANT1对应电连接，所述芯片U4A所产生的GSM信号通过ANT1向外界辐射；所述NB-IOT模块还包括TVS二极管Z1，所述TVS二极管Z1具有防护功能，防止物联网卡拔插时产生的静电损坏U4或者物联网卡；所述NB-IOT模块还包括高频RC滤波电路，所述高频RC滤波电路由R24、R25、R26和C19、C20、C22对应电连接组成，防止产生不必要的电磁辐射和滤除没有用的高频信号。所述芯片U4A还与TVS二极管D2对应电连接，所述TVS二极管D2可以防护电池端静电损坏芯片U4A。NB-IOT模块的其他对应的电路结构详见附图，对于本领域技术人员来说，依据电路图即可实现相关功能，具体在此不再赘述。
如图11所示，目前电池基本不能长时间短路，由于电池涉及到没电更换的问题，所以电池反接保护电路是重中之重。本申请在所述PCB板8内还对应设有电池反接保护电路，所述电池反接保护电路包括与电池正负极对应连接的接口BAT+和BAT-，在所述电池反接保护电路内还对应设有PMOS管Q1和电阻R2，电池的正负极接对则PMOS管Q1导通，设备得电；电池的正负极接反，PMOS管Q1关断，电池不供电且不短路，从而达到电池反接保护的目的。电池反接保护电路的其他对应的电路结构详见附图，对于本领域技术人员来说，依据电路图即可实现相关功能，具体在此不再赘述。
如图12所示，考虑到低功耗设计，锁休眠时关闭传感器K1，降低传感器功耗，本申请在所述PCB板8内还对应设有低功耗门状态检测电路，所述低功耗门状态检测电路包括传感器K1，所述传感器K1与型号为S8050的三极管Q3对应电连接，待机状态三极管Q3断开，传感器K1不消耗电流。单片机需要检测门状态时先输出高电平控制三极管Q3闭合，然后再检测门状态。门闭合状态：传感器K1闭合、三极管Q3断开，传感器K1不消耗电流。门开启状态：传感器K1断开、三极管Q3断开，传感器K1不消耗电流。门开启闭合过程：D_STATE产生一个上升沿唤醒单片机，同时单片机开启三极管Q3，检测门是否关闭，若关闭则关锁。门闭合开启过程：手机发送开锁指令，按下开锁按钮，单片机唤醒，收到物联网平台的开锁信号后打开锁，同时检测门是否打开。低功耗门状态检测电路的其他对应的电路结构详见附图，对于本领域技术人员来说，依据电路图即可实现相关功能，具体在此不再赘述。
如图14所示，考虑到低功耗设计，休眠时停止对电池电压的检测，本申请在所述PCB板8内还对应设有低功耗电量采集电路，所述低功耗电量采集电路包括三极管Q4和三极管Q5，休眠时单片机控制三极管Q4和三极管Q5关断，电池电压采样电路不工作且不损耗电能。唤醒状态开启三极管Q4和三极管Q5一段时间，采样电池电压后恢复。低功耗电量采集电路的其他对应的电路结构详见附图，对于本领域技术人员来说，依据电路图即可实现相关功能，具体在此不再赘述。
如图13所示，本申请在所述PCB板8内还对应设有恒流驱动LED电路，所述恒流驱动LED电路包括三极管Q6、三极管Q7、电阻R33、电阻R7，具体连接方式参见附图，通过Q6、Q7、R33、R7实现恒流驱动LED，使二极管D1、D3、D4、D5所流过的电流恒定，达到各个LED亮度不会受外界影响而变化。恒流驱动LED电路的其他对应的电路结构详见附图，对于本领域技术人员来说，依据电路图即可实现相关功能，具体在此不再赘述。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种物联网锁，包括外壳，其特征在于：所述外壳包括钣金前壳(1)和钣金后壳(2)，所述钣金前壳(1)与钣金后壳(2)对应连接成一个中空腔体结构，在所述外壳内靠近钣金后壳(2)的位置对应设有锁块(3)，在所述锁块(3)内对应设有锁舌(4)，在所述锁舌(4)内开设有槽状的传动槽(41)，所述传动槽(41)与凸轮(6)对应连接，所述凸轮(6)由电机(7)对应驱动，所述电机(7)与PCB板(8)对应电连接；所述PCB板(8)内设有NB-IOT模块。
2.根据权利要求1所述的一种物联网锁，其特征在于：所述锁块(3)包括滑动槽(31)，在所述滑动槽(31)内对设有锁舌(4)和弹簧(5)，所述弹簧(5)的一端与滑动槽(31)的内端对应接触，所述弹簧(5)的另一端与锁舌(4)的一端对应接触，所述锁舌(4)的另一端伸出滑动槽(31)和外壳。
3.根据权利要求1所述的一种物联网锁，其特征在于：所述凸轮(6)包括圆盘状的凸轮本体(61)，在所述凸轮本体(61)的中轴线处对应设有电机驱动通孔(62)，在所述凸轮本体(61)的盘面一侧对应设有圆柱体结构的驱动柱(63)，所述电机驱动通孔(62)与电机(7)的输出轴对应连接，所述驱动柱(63)与传动槽(41)对应连接。
4.根据权利要求1所述的一种物联网锁，其特征在于：在所述外壳内设有多个螺柱(9)，所述螺柱(9)的一端与外壳对应可拆连接，所述螺柱(9)的另一端与PCB板(8)对应可拆连接。
5.根据权利要求1所述的一种物联网锁，其特征在于：在所述外壳上还对应设有按键(10)，所述按键(10)与PCB板(8)对应电连接。
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