CN111472621A - 一种基于形状记忆金属丝的电控锁 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于形状记忆金属丝的电控锁包括壳体、伸缩于壳体的锁舌、与锁舌末端连接的复位件、用于驱动电控锁开锁的形状记忆金属丝，其中，锁舌与形状记忆金属丝之间设置行程放大件，当形状记忆金属丝驱动行程放大件产生位移时，行程放大件驱动锁舌产生一个放大的位移。行程放大件不限于杠杆、齿轮、凸轮。这一方案，形状记忆金属丝驱动力不直接作用在锁舌上，而是作用在行程放大件上，行程放大件获得一个较小的位移，从而使锁舌获得一个较大的位移，从而解决上述问题，同时锁具还保留了小巧化的优点。
Description
技术领域
本发明涉及锁具领域，特别涉及一种基于形状记忆金属丝的电控锁。
背景技术
专利号2018211427856公开的《一种电磁锁》这款锁具在市面应用非常广泛，例如：快递箱、无人售货机，这款锁具体积较大，占用空间。专利号为2016203043592公开的《简易电磁锁》这款锁具更加小巧，体积大约只有2018211427856此款锁具的八分之一，结构更加简单、零部件更少、成本更低，且更加有利于设备的小型化、节约设备空间。这两款锁具都是利用了电生磁的原理，电磁铁是这类锁具的核心部件，电磁铁一般是由铜线绕制而成的，需要较长的铜丝，因此，电磁铁占锁具的主要成本。而另外一类金属例如钛丝、镍钛合金丝等材料通电受热后会收缩，具有形状记忆的功能，利用这一特性仅仅需要小段的金属丝就可以替代电磁铁。因此，形状记忆金属丝应用在锁具中是非常值得研究的课题。
专利号2018203195236公开的《箱柜电子锁》就利用了形状记忆金属丝受热收缩的特性对电磁锁进行了改进。这款锁具中虽然用形状记忆金属丝代替了电磁铁部分，但是没有改变其体积过大的缺点，另外，这款锁具对形状记忆金属丝的驱动行程要求非常低，对位移变化非常敏感，因此，形状记忆金属丝在这种结构上的应用比较成功。
对于专利号为2016203043592的这款锁具，采用形状记忆金属丝替换电磁铁，形状记忆金属丝直接与锁舌连接来驱动锁舌的效果是比较差的，因为这款锁具的锁舌是伸缩式的，伸缩行程比较大。形状记忆金属丝的收缩率有限，直接将形状记忆金属丝作用在锁舌上，不易获得足够的行程来实现开锁。如果通过提高输入功率强行的获得一个理想的行程，则容易使得形状记忆金属丝越来越细，松弛度越来越高，导致行程损耗越来越大，锁舌驱动行程越来越小，锁具会越来越难开锁或者根本无法开锁，甚至很容易将形状记忆金属丝拉断。如果通过增加形状记忆金属丝的长度来获得一个理想的行程，则不利于锁具的小型化和成本控制。
发明内容
本发明的一个方面提供一种锁具，具体的，一种基于形状记忆金属丝的电控锁包括壳体、伸缩于壳体的锁舌、与锁舌末端连接的复位件、用于驱动电控锁开锁的形状记忆金属丝，其中，锁舌与形状记忆金属丝之间设置行程放大件，当形状记忆金属丝驱动行程放大件产生位移时，行程放大件驱动锁舌产生一个放大的位移。行程放大件不限于杠杆、齿轮、凸轮。
这一方案，形状记忆金属丝驱动力不直接作用在锁舌上，而是作用在行程放大件上，行程放大件获得一个较小的位移，从而使锁舌获得一个较大的位移，从而解决上述问题，同时锁具还保留了小巧化的优点。
附图说明
图1，本发明实施例一锁住、开锁示意图；
图2，本发明实施例一结构分解示意图；
图3，本发明实施例一的原理示意图；
图4，本发明实施例二的结构示意图；
图5，本发明实施例二的原理示意图；
图6，本发明实施例三锁住、开锁示意图；
图7，本发明实施例三结构分解示意图；
图8，本发明实施例四锁住、开锁示意图；
图9，本发明实施例四结构分解示意图；
图10，本发明实施例三和四的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明内容的实施方式进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“下”、“顶”、“底”、“末”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“竖向”、“横向”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，其方位或者位置关系是相对的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。例如：专利号为2016203043592的这款锁具的主体形状是长方体，目前这款锁具都是竖向式的开锁，这里的竖向是指锁舌伸缩的方向是沿锁具的长度方向。并不是限定锁具竖着摆放就可以解释为竖向式，锁具横着摆放就不可以解释为竖向式。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，复位件是弹簧、弹片或者具有复位功能的机构，总之复位件能够使锁舌复位。
如图1和图2所示是本发明的第一实施例。一种基于形状记忆金属丝的电控锁包括壳体、锁舌、弹簧、杠杆和形状记忆金属丝。壳体由上、下两个壳体组成。其中，一个壳体的上端的顶面开设一个锁舌孔11，锁舌孔11位于壳体右侧边缘处。该锁舌孔可供锁舌20竖向伸缩于壳体内外，壳体中固定锁舌时，锁舌的斜面应当朝向壳体的右侧，避免锁舌伸缩时不受壳体右侧面的干涉。杠杆70横向设置于壳体中，在锁住状态下，杠杆70与锁舌20垂直。杠杆70的一端71固定于壳体的左侧边缘处，另一端与右侧的锁舌20连接，杠杆70的中间位置设置一个拉线孔72。形状记忆金属丝40穿过杠杆的拉线孔72引向壳体的下端。壳体的内腔中还设置一个定位槽12，定位槽12在锁舌孔11的垂直线上与锁舌孔11相对，锁舌20的未端连接弹簧30，弹簧30固定于定位槽12中。壳体的下端还设置一个滚轮50，形状记忆金属丝40的两端经过滚轮50。壳体的背面设置PCB板60，形状记忆金属丝40经过滚轮连接到PCB板60上。当形状记忆金属丝通电受热收缩后，杠杆中间连接处接受向下的拉力，杠杆的中间点产生竖向的位移，并转动带动锁舌产生一个放大的竖向位移，从而达到开锁的效果，其原理如图3所示。可替换的，本方案亦可将锁舌孔、定位槽设置与壳体的左侧，杠杆固定于壳体的右侧。这类简单的等位替换没有脱离本方案的原理，属于本发明的保护范围。壳体中设置限位孔13，锁舌20设置限位骨21，锁舌上的限位骨21与壳体中限位孔13对应。当锁舌伸缩于壳体时，限位孔13与限位骨咬合，保证锁舌运动时不偏斜，强迫锁舌保持竖向运动。可替换的，壳体中设置限位骨，锁舌设置限位孔，锁舌上的限位孔与壳体中限位骨对应。在这一实施例中，锁舌孔11紧靠壳体上端的右侧，锁舌20位于壳体右侧的边缘处，而杠杆70的固定端71位于壳体上端左侧的边缘处，杠杆和锁舌的总宽度完全占据壳体内部的宽度空间。锁舌、杠杆的固定端分别位于壳体内部的边缘处，锁舌和转轴的总宽度与壳体内部的宽度相同。这种结构更有利于锁具体型的小型化。
当然，锁舌孔11设置在壳体上端的中间位置亦是可行的方案，只是锁舌20伸缩于壳体上端的中间位置，锁具的体型还不是最小巧的。
如图4所示是本发明的第二实施例。锁舌设置齿口22，锁舌的齿口22与齿轮80啮合，齿轮的中心轴81旁设置拉线柱82，形状记忆金属丝连接齿轮的拉线柱82。当形状记忆金属丝通电受热收缩后，齿轮的拉线柱接受向下的拉力，齿轮转动产生竖向的位移，并转动带动锁舌产生一个放大的竖向位移，从而达到开锁的效果，其原理如图5所示。
本发明的锁具即保证了锁具体型的小巧性，又通过行程放大解决了形状记忆金属丝收缩率对驱动行程的限制问题。
另外，本发明的这款锁具的主体形状可能是长方体。上述方案的锁具都是竖向式的开锁，即锁舌伸缩的方向是沿锁具的长度方向，在一些应用场景中可能需要侧向开锁更利于设备的结构优化，即锁舌伸缩的方向是沿着锁具的宽度方向。以下实施例在保留锁具的小巧性，解决可靠行程问题，还拓展了锁具侧向开锁的功能。
如图6和图7所示是本发明的第三实施例。壳体的上端的右侧面开设一个锁舌孔11。锁舌20横向设置于壳体的上端，锁舌可伸缩于壳体的侧面。转轴90设置于锁舌20的下方。转轴90包括竖向部和斜向部，竖向部和斜向部呈钩状，竖向部的长度大于斜向部的长度，竖向部的一端连接锁舌，另一端91被固定，斜向部设置拉线孔92；形状记忆金属丝穿过转轴的拉线孔拉向壳体的下端。当形状记忆金属丝通电受热收缩后，转轴的斜向部接受向下的拉力，转轴以其固定端为轴心进行转动，带动锁舌产生一个放大的横向位移，从而达到开锁的效果，其原理如图10所示。
如图8和图9所示是本发明的第四实施例。锁舌20横向设置于壳体的上端，锁舌可伸缩于壳体的侧面；齿轮80设置于锁舌20的下方，锁舌20还设置齿口22，锁舌的齿口22与齿轮啮合，齿轮的中心轴旁设置拉线柱，形状记忆金属丝连接齿轮的拉线柱。当形状记忆金属丝通电受热收缩后，齿轮的拉线柱接受向下的拉力，齿轮转动产生竖向的位移，并转动带动锁舌产生一个放大的横向位移，从而达到开锁的效果，其原理如图10所示。
本发明的锁具即保证了锁具体型的小巧性，又通过行程放大解决了形状记忆金属丝收缩率对驱动行程的限制问题。
最后应说明的是：以上实施例仅选用了几种具有代表性的方案进行了详细的说，申请人不可能对所以的实施方案进行穷举。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，或者对技术方案进行重新组合；而这些修改、替换或者重新组合，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种基于形状记忆金属丝的电控锁，包括壳体、伸缩于壳体的锁舌、与锁舌末端连接的复位件、用于驱动电控锁开锁的形状记忆金属丝，其特征在于：锁舌与形状记忆金属丝之间设置行程放大件，当形状记忆金属丝驱动行程放大件产生位移时，行程放大件驱动锁舌产生一个放大的位移。
2.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：所述行程放大件是杠杆、齿轮或者凸轮。
3.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：所述锁舌竖向设置于壳体的上端，锁舌可伸缩于壳体的顶面；所述行程放大件是杠杆，杠杆横向设置于壳体中，杠杆与锁舌垂直，杠杆的一端连接锁舌，另一端被固定，杠杆的中间处设置拉线孔；形状记忆金属丝穿过转轴的拉线孔拉向壳体的下端。
4.根据权利要求3所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：锁舌、转轴的固定端分别位于壳体内部的边缘处，锁舌和转轴的总宽度与壳体内部的宽度相同。
5.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：所述锁舌竖向设置于壳体的上端，锁舌可伸缩于壳体的顶面；所述行程放大件是齿轮，齿轮设置于锁舌的侧方，锁舌还设置齿口，锁舌的齿口与齿轮啮合，齿轮的中心轴旁设置拉线柱，形状记忆金属丝连接齿轮的拉线柱。
6.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：所述锁舌横向设置于壳体的上端，锁舌可伸缩于壳体的侧面；所述行程放大件是转轴，转轴设置于锁舌的下方，转轴包括竖向部和斜向部，竖向部和斜向部呈钩状，竖向部的长度大于斜向部的长度，竖向部的一端连接锁舌，另一端被固定，斜向部设置拉线孔；形状记忆金属丝穿过转轴的拉线孔拉向壳体的下端。
7.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：所述锁舌横向设置于壳体的上端，锁舌可伸缩于壳体的侧面；所述行程放大件是齿轮，齿轮设置于锁舌的下方，锁舌还设置齿口，锁舌的齿口与齿轮啮合，齿轮的中心轴旁设置拉线柱，形状记忆金属丝连接齿轮的拉线柱。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：壳体和锁舌中分别设置相配合的限位孔和限位骨。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：包括滚轮，滚轮设置于壳体的下端，形状记忆金属丝的两端经过滚轮。
10.根据权利要求9所述的一种基于形状记忆金属丝的电控锁，其特征在于：包括PCB板，PCB板位于壳体的外部，形状记忆金属丝的两端经过滚轮连接在PCB板上。
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