CN111502420B - 智能锁芯、智能锁具、解锁钥匙及智能锁具控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及智能锁芯、智能锁具、解锁钥匙及智能锁具控制方法，该智能锁芯包括外壳、锁胆、闭锁机构、电路组件、无线供电接收模块和通信模块；外壳上设置有闭锁凹槽；锁胆可转动地设置在外壳内；闭锁机构包括马达、马达驱动电路、转动块、闭锁销、闭锁销弹性件和转耳；马达驱动转动块转动；闭锁销的第一端与闭锁凹槽限位配合，闭锁销弹性件对闭锁销向外壳方向施加弹力；转动块与闭锁销的第二端限位配合；转耳转动时使锁具在闭锁状态和解锁状态之间切换；电路组件对解闭锁操作进程进行管理，包括存储自身编码值的存储电路；无线供电接收模块接收解锁钥匙传输的电能；通信模块与解锁钥匙进行无线通信。该智能锁芯结构简单可靠，安全性能高。

Description

智能锁芯、智能锁具、解锁钥匙及智能锁具控制方法

技术领域

本发明属于智能锁具技术领域，具体涉及智能锁芯、智能锁具、解锁钥匙及智能锁具控制方法。

背景技术

智能锁芯可分为有源锁芯与无源锁芯两类。

有源智能锁芯通常采用内置电池进行供电，占用较大比例的锁芯体积，尤其对于通用尺寸的锁芯，迫使其他结构设计空间相对较小。有源智能锁芯的使用寿命受电池性能制约，产品故障率相对较高，尤其在工业安全管控领域的运维成本高，比如分布在户外的环网柜上的智能锁具，一旦内置电池问题，使得智能锁具无法打开，造成配网电力设备检修受阻。与家用消费类的智能锁具相比，用于户外工业安全的智能锁具，锁具安装位置零散不集中、位置相对偏远，导致锁具运维成本太高。

无源智能锁芯大多是利用金属触点实现钥匙对锁芯的供电与密钥传输，外露的金属触点在使用过程中容易磨损和氧化，导致锁芯无法开启或关闭的故障，同时增加了无源电子锁的维护成本，开放式结构还存在技术开锁的可能，安全性差。此外，无源智能锁芯还有采用非接触式无线供电，受限于锁具和锁芯体积影响，无线供电传输效率和功率不高，受到外界环境干扰影响(比如电气设备磁场、金属设备屏蔽等)，无线电能传输稳定性较差，导致闭锁机构中驱动机构的闭锁性能不可靠，例如马达不能转动到达预定位置，继而影响锁具解锁和/或闭锁。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明实施例提出了智能锁芯、智能锁具、解锁钥匙及智能锁具控制方法。

根据本发明的第一个方面，本发明实施例提出了一种智能锁芯。

一种智能锁芯，包括外壳、锁胆、闭锁机构、电路组件、无线供电接收模块和通信模块；所述外壳上设置有闭锁凹槽；所述锁胆可转动地设置在外壳内，锁胆的第一端具有开口，锁胆第一端的侧壁设置有能够与解锁钥匙的解锁头相适配的齿槽，解锁头嵌入所述齿槽时能够驱动所述锁胆转动；

所述闭锁机构包括马达、马达驱动电路、转动块、闭锁销、闭锁销弹性件和转耳；所述马达能够在马达驱动电路的驱动下向正反两个方向转动，从而驱动所述转动块转动，使转动块在解锁位置和闭锁位置之间切换；所述闭锁销的第一端与所述闭锁凹槽限位配合，所述闭锁销的第二端设置在所述锁胆内，所述锁胆转动时能够带动所述闭锁销运动，所述闭锁销的第一端和所述闭锁凹槽之间能够相对滑动，所述闭锁销弹性件用于对闭锁销向外壳方向施加弹力；所述转动块与所述闭锁销的第二端限位配合；所述转耳固定设置在所述锁胆的第二端，所述转动块与所述转耳限位配合，使转动块在预设角度范围内转动，所述转耳转动时能够使锁具在闭锁状态和解锁状态之间切换；

所述电路组件设置在所述锁胆内，用于管理解闭锁操作进程；电路组件与所述无线供电接收模块、通信模块和马达驱动电路电连接，所述电路组件包括存储电路，用于存储锁芯的身份信息；

所述无线供电接收模块用于接收解锁钥匙传输的电能；

所述通信模块用于与解锁钥匙进行无线通信。

进一步，所述转动块上设置有伸出部，所述转耳上设置有限位槽，所述伸出部与所述限位槽限位配合。

进一步，所述伸出部设置在所述转动块的外缘上，所述伸出部在所述限位槽内具有预设角度范围的转动自由度。

进一步，所述转动块上设置有避让孔，所述闭锁销的第二端能够伸入所述避让孔。

进一步，所述闭锁凹槽呈V形，所述闭锁销的第一端呈V形。

进一步，所述智能锁芯还包括用于固定所述电路组件的支架，所述支架固定在所述锁胆内。

进一步，所述锁胆的第一端嵌设有塑料前盖，所述塑料前盖中设置有所述无线供电接收模块。

进一步，所述无线供电接收模块包括无线供电接收线圈和第一磁芯，所述第一磁芯穿过无线供电接收线圈中心。

进一步，所述无线供电接收线圈线圈的外径为6～10mm，所述第一磁芯呈圆棒状，第一磁芯的直径为3～6mm。

进一步，所述马达驱动电路还包括储能模块，用于在闭锁操作后提供驱动马达反转以使转动块切换至闭锁位置的电能。

进一步，所述储能模块与所述无线供电接收线圈电连接，能够储存所述无线供电接收线圈传输的电能。

进一步，所述智能锁芯还包括状态检测模块，所述状态检测模块包括第一霍尔元件和第一磁钢，所述第一霍尔元件与电路组件电连接，所述第一磁钢设置在所述外壳上。

根据本发明的第二个方面，本发明实施例提出了一种智能锁具。

一种智能锁具，包括锁体，所述锁体内设置有上述任一种智能锁芯。

根据本发明的第三个方面，本发明实施例提出了一种解锁钥匙。

一种解锁钥匙，所述解锁钥匙适配上述任一种智能锁芯或上述智能锁具，包括外壳体、解锁头、内置电路、无线供电发射模块和解锁钥匙通信模块；

所述解锁头安装在外壳体上，解锁头包括解锁齿，解锁齿与所述锁胆的齿槽相适配，解锁齿能够卡在所述齿槽内；

所述内置电路包括控制电路，用于处理由解锁钥匙通信模块接收或发送的数据信息，并控制无线供电发射模块启动和关闭，控制电路与无线供电发射模块和解锁钥匙通信模块分别电连接；

所述无线供电发射模块，用于以非接触式的方式提供电源给智能锁芯；

解锁钥匙通信模块，用于与锁芯进行通信，传输指令和接收、发送数据。

进一步，所述无线供电发射模块包括无线供电发射线圈和第二磁芯，所述第二磁芯穿过无线供电发射线圈中心。

进一步，所述解锁钥匙还包括触发电路，所述触发电路用于检测解锁钥匙与智能锁芯的靠近状态，以唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

进一步，所述触发电路包括无线供电发射线圈和电信号检测电路，所述无线供电发射线圈用于向智能锁芯的无线供电接收线圈发射电信号，所述电信号检测电路用于检测无线供电发射线圈的电信号，当电信号超过阀值时，所述触发电路唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

进一步，所述触发电路包括第二霍尔元件，所述锁胆上设置有第二磁钢，当所述第二霍尔元件检测到所述第二磁钢时，所述触发电路唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

根据本发明的第四个方面，本发明实施例提出了一种智能锁具控制方法。

一种智能锁具控制方法，所述智能锁具包括上述任一种智能锁芯，所述控制方法包括如下解锁步骤：

S10、智能锁芯接收解锁钥匙无线传输的电能；

S20、马达接收反转指令和反转能量，以保证闭锁机构处于闭锁状态；

S30、智能锁芯通过通信模块向解锁钥匙发送锁芯身份信息；

S40、智能锁芯等待接收解锁钥匙发送的解锁操作指令；

S50、若智能锁芯接收到所述解锁操作指令，马达正转使闭锁机构切换到解锁状态；

S60、若闭锁机构成功切换到解锁状态，智能锁芯将解锁信息发送给解锁钥匙；

S70、解锁钥匙带动锁胆转动使智能锁具解锁。

进一步，所述控制方法在还包括如下步骤：无线供电接收模块将电能传输给储能模块，储能模块储存电能。

进一步，所述控制方法还包括如下闭锁步骤：

S80、解锁钥匙带动锁胆反向转动；

S90、储能模块反向给电路组件供电，电路组件将闭锁指令发送给闭锁机构的马达驱动电路；

S100、马达驱动电路在接收到闭锁指令之后，驱动马达反转使闭锁机构切换到闭锁状态。

本发明的有益效果：本发明提出的智能锁芯、智能锁具和解锁钥匙采用无线供电、无需电极触点供电，接口为封闭式结构，杜绝技术开锁的可能，提高了安全性能，尤其，闭锁机构采用了简单可靠的结构设计，保证了解闭锁时的驱动准确度，精简了复杂繁琐解闭锁流程，提高了智能锁芯和智能锁具的可靠性。

本发明提出的智能锁具控制方法，解锁操作时，在解锁钥匙校验编码值信息前，先进行马达反转操作，可以保证锁芯处于真实的闭锁位置，防止因振动等因素导致智能锁芯在解锁前处于解锁状态，避免了当解锁钥匙校验不通过时仍能开启智能锁芯而导致的误操作。更进一步，采用储能模块供给马达电能，在拔出解锁钥匙后闭锁机构自动回复至闭锁位置，简化了闭锁机构的结构，提高了智能锁芯和智能锁具的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提出的智能锁芯结构爆炸示意图。

图2a是本发明实施例提出的智能锁芯处于闭锁状态时的结构示意图。

图2b是本发明实施例提出的智能锁芯处于开锁状态时的结构示意图。

图3a是本发明实施例提出的一种无线供电接收模块结构示意图。

图3b是本发明实施例提出的另一种无线供电接收模块结构示意图。

图4是本发明实施例提出的解锁钥匙的结构示意图。

图5是本发明实施例提出的解锁钥匙插入智能锁芯时的结构示意图。

附图标记说明：

110.外壳；111.闭锁凹槽；120.锁胆；121.齿槽；130.支架；140.前盖；141.第二磁钢安装孔；142.线圈安装槽；151.马达；152.转动块；1521.避让孔；1522.伸出部；153.闭锁销；154. 闭锁销弹簧；155.转耳；1551.限位槽；160.电路组件；170.第二磁钢；181.无线供电接收线圈； 182.第一磁芯；191.第一磁钢；210.壳体；220.解锁头；221.金属齿；230.内置电路；241.无线供电发射线圈；242.第二磁芯。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

智能锁芯

参照图1-图4，根据本发明的第一个方面，本发明实施例提出了一种智能锁芯，包括外壳110、锁胆120、闭锁机构、电路组件160、无线供电接收模块和通信模块。

所述外壳110具有中空内腔，外壳110上还设置有闭锁凹槽111，所述外壳110用于容纳锁胆120、闭锁机构、电路组件160、无线供电接收模块和通信模块。

所述锁胆120可转动地设置在外壳110内，锁胆120具有中空壳体；锁胆120的第一端具有开口，锁胆120第一端的侧壁设置有齿槽121，所述齿槽121与解锁钥匙的解锁头相适配，解锁头嵌入所述齿槽121时能够驱动所述锁胆120转动。

闭锁机构

所述闭锁机构包括马达151、马达驱动电路，转动块152、闭锁销153、闭锁销弹簧154 和转耳155。

所述马达驱动电路电连接所述马达151，所述马达151驱动连接所述转动块152，所述马达151能够在马达驱动电路的驱动下向正反两个方向转动，由此，马达151能够驱动所述转动块152向正反两个方向转动，使转动块152在解锁位置和闭锁位置之间切换。

所述闭锁销153的第一端与所述外壳110上的闭锁凹槽111限位配合，所述闭锁销153 的第二端设置在所述锁胆120内，所述锁胆120转动时能够带动所述闭锁销153运动，且所述闭锁销153的第一端和所述闭锁凹槽111之间能够相对滑动，例如，所述闭锁凹槽111呈V形，所述闭锁销153的第一端呈V形。

所述闭锁销153的第二端与所述转动块152限位配合，例如，所述转动块152上设置有避让孔1521，所述闭锁销153的第二端能够伸入所述避让孔1521。所述闭锁销弹簧154用于对闭锁销153向外壳110方向施加弹力。由此，在闭锁销弹簧154的作用下，闭锁销153的第一端能够伸入闭锁凹槽111，所述闭锁销153与避让孔1521对应时，转动锁胆120，闭锁销153第二端能够伸入避让孔1521，闭锁销153不与避让孔1521对应时，闭锁销153的第一端与闭锁凹槽111限位配合，锁胆120无法转动。

所述转耳155固定设置在所述锁胆120的第二端，转耳155能够在锁胆120的带动下，在所述外壳110内转动。所述转耳155上设置有限位槽1551，所述转动块152的外缘上还设置有伸出部1522，所述伸出部1522与所述限位槽1551限位配合，使转动块152在预设角度范围内转动，即转动块152在所述限位槽1551内具有预设角度范围的转动自由度，例如，所述转动块152上设置有弧形伸出部1522。锁具包括解锁机构，所述转耳155能够带动解锁机构动作，实现锁具的解锁和闭锁。

当锁芯处于闭锁状态时，所述转动块152的避让孔1521与所述闭锁销153错位，转动块 152抵压所述闭锁销153的第二端，使闭锁销153的第一端抵压在外壳110的闭锁凹槽111 上，由于闭锁凹槽111的限位作用，锁胆120无法转动，转耳155也无法转动；当锁芯处于解锁状态时，所述转动块152的避让孔1521朝向闭锁销153，闭锁销153的第一端在闭锁销弹簧154的作用下仍然抵压外壳110的闭锁凹槽111，由于闭锁销153的第一端和闭锁凹槽 111之间能够相对滑动，转动锁胆120，闭锁凹槽111抵压闭锁销153的第二端，压缩闭锁销弹簧154，使闭锁销153的第二端伸入所述避让孔1521，从而使转耳155在锁胆120的带动下能够转动，使锁具解锁。

优选的，所述锁芯还包括支架130，所述支架130固定在所述锁胆120内，所述闭锁机构固定设置在所述支架130上。在一个实施方式中，所述支架130与所述锁胆120一体设置。

优选的，所述锁芯还包括前盖140，所述前盖140设置在锁胆120的第一端，例如，所述前盖140嵌入所述锁胆120第一端的开口内。优选的，所述前盖140采用塑料材质，为塑料前盖140，所述无线供电接收模块设置在塑料前盖140中，以防止金属对无线供电接收模块的磁屏蔽作用，例如，在一个实施方式中，所述塑料前盖140呈环状，所述无线供电接收模块嵌入环状塑料前盖140的中空部。

电路组件

所述电路组件160固定设置在所述锁胆120内，电路组件160与所述无线供电接收模块、通信模块和马达驱动电路电连接，用于对解闭锁操作进程进行管理，例如，用于进行无线供电、通讯、身份认证、马达驱动控制、状态检测等。

优选的，所述电路组件160固定设置在所述支架130上。

所述电路组件160包括存储电路，用于存储锁芯的身份信息，例如，编码值信息。

无线供电接收模块

所述无线供电接收模块用于接收解锁钥匙以非接触式方式提供的电源；无线供电接收模块与电路组件160电连接。

所述无线供电接收模块包括无线供电接收线圈181，电路组件160指令驱动无线供电接收线圈181接收解锁钥匙提供的电能。所述锁胆120的前盖140的端部设置有线圈安装槽142，无线供电接收线圈181位于线圈安装槽142内。

优选的，所述无线供电接收模块还包括第一磁芯182。通过设置第一磁芯182，能够提高无线供电效率。

优选的，第一磁芯182穿过无线供电接收线圈181中心。例如，在一个实施方式中，所述无线供电接收线圈181为圆环状，所述第一磁芯182呈圆棒状，所述第一磁芯182设置在所述无线供电接收线圈181的中心。

特别优选的，如图3a所示，所述无线供电接收线圈181呈圆环状，无线供电接收线圈 181的外径为6～10mm，所述第一磁芯182呈圆棒状，第一磁芯182的直径为3～6mm。

如图3b所示，第一磁芯182的形式还可以呈U型，无线供电接收线圈181设置在U型磁芯182的底部，本领域技术人员能够理解，第一磁芯182还可以呈工字型或其他类似形状。

通信模块

所述通信模块用于与解锁钥匙进行无线通信，所述通信模块能够将解锁钥匙所发送的指令传输给电路组件160，通信模块与电路组件160电连接。

马达驱动电路

马达驱动电路，马达驱动电路与闭锁机构的马达151电连接，用于驱动闭锁机构的马达 151向正反两个方向转动；马达驱动电路还与电路组件160电连接，接收电路组件160发送的驱动马达151动作的指令。

优选的，所述马达驱动电路还包括储能模块，用于在闭锁操作后提供驱动马达151反转以使转动块152切换至闭锁位置的电能，由此，储能模块储存的电能能够使马达151反转至使闭锁机构处于闭锁状态。

优选的，所述储能模块为充电电容。

状态检测模块

优选的，所述智能锁芯还包括状态检测模块，用于检测锁芯的解闭锁状态。在一个实施例中，所述状态检测模块包括第一霍尔元件和第一磁钢191；所述第一霍尔元件设置在所述电路组件160上，与电路组件160电连接；所述第一磁钢191设置在锁芯的外壳110上。

优选的，所述锁胆120上与第一霍尔元件相对的位置上具有通孔，用于防止锁胆120屏蔽第一磁钢191。通过设置状态检测模块，电路组件160能够获得锁芯的解闭锁状态信息。

当智能锁芯处于闭锁状态时，锁胆120处于闭锁位置，第一霍尔元件与第一磁钢191错位，第一霍尔元件无法检测到第一磁钢191；当智能锁芯处于解锁状态时，锁胆120转动至解锁位置，第一霍尔元件与第一磁钢191位置相对，第一霍尔元件能够检测到第一磁钢191；从而能够检测锁芯的解闭锁状态。

本发明实施例的智能锁芯采用无线供电、无线通信、无线编码技术，实现了非接触式供电和通信，无需裸露的金属触点，锁芯接口为封闭式结构，能够有效地防止技术开锁。

智能锁具

根据本发明的第二个方面，本发明实施例提出了一种智能锁具，包括锁体，所述锁体内设置有前述任一种智能锁芯。所述智能锁具还包括解锁机构，所述智能锁芯的转耳155能够带动解锁机构动作，实现锁具的解锁和闭锁。锁具的组成和结构是本领域技术人员根据现有技术能够容易地设置的，不必赘述。

解锁钥匙

参照图5，根据本发明的第三个方面，本发明实施例提出了一种解锁钥匙，所述解锁钥匙适配前述任一智能锁芯，所述解锁钥匙包括壳体210、解锁头220、内置电路230、无线供电发射模块和解锁钥匙通信模块。

所述壳体210具有中空内腔，用于容置内置电路230、无线供电发射模块和解锁钥匙通信模块。

所述解锁头220安装在壳体210上，解锁头220包括解锁齿221，解锁齿221与锁胆120 的齿槽121相适配，解锁齿221能够卡在所述齿槽121内。当解锁头220插入锁胆120后，解锁齿221卡设在锁胆120的齿槽121内，旋转解锁头220时，能够驱动锁胆120转动。优选的，解锁齿221为金属齿，采用金属齿能够保证解锁时所需的足够扭力，更优选的，采用金属齿时，为降低金属齿对解锁头220的无线供电影响，解锁齿221为固定设置在解锁头220 侧边的伸出臂。

所述内置电路230位于壳体210的内腔中，内置电路230包括控制电路，用于处理由解锁钥匙通信模块接收或发送的数据信息，并控制无线供电发射模块的启动和关闭，控制电路与无线供电发射模块和解锁钥匙通信模块分别电连接。

优选的，所述内置电路230还包括提示部件及电源电路，控制电路与提示部件及电源电路分别电连接，所述提示部件例如语音提示部件、光提示部件、显示部件等；所述电源电路用于与解锁钥匙的内置电池电连接。

所述无线供电发射模块，用于以非接触式的方式向上述智能锁芯提供电能。无线供电发射模块包括无线供电发射线圈241，设置在解锁头220内部，控制电路指令驱动无线供电发射模块提供电能给前述非接触式智能锁芯。

优选的，所述无线供电发射模块还包括第二磁芯242，通过设置第二磁芯能够提高无线供电效率。

优选的，第二磁芯242穿过无线供电发射线圈241中心。例如，在一个实施方式中，所述无线供电发射线圈241为圆环状，所述第二磁芯242呈圆棒状，所述第二磁芯242设置在所述无线供电发射线圈241的中心。所述第二磁芯242也可以呈U型结构或其他类似形状。

解锁时，第一磁芯182与第二磁芯242相对靠近，无线供电发射线圈241与无线供电接收线圈181相互靠近耦合，能够极大地提高供电效率。

解锁钥匙通信模块，用于与锁芯进行通信，传输指令和接收、发送数据。

优选的，所述解锁钥匙还包括触发电路，所述触发电路用于检测解锁钥匙与智能锁芯的靠近状态，以唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

在一个实施方式中，所述触发电路通过电磁振荡方式工作。具体的，所述触发电路包括无线供电发射线圈和电信号检测电路，所述无线供电发射线圈(即上述无线供电发射模块的无线供电发射线圈)用于向智能锁芯的无线供电接收线圈(即上述无线供电接收模块的无线供电接收线圈)发射电信号，所述电信号检测电路用于检测无线供电发射线圈的电信号，无线供电发射线圈利用耦合的方式向智能锁芯的无线供电接收线圈传输能量时，当智能锁芯的无线供电接收线圈与解锁钥匙的无线供电发射线圈靠近时，由于互感的存在，靠近后相互的感值会发生改变，使无线供电发射线圈的谐振频率发生变化，靠近前后振荡电流值差异较大，基于此，可以判断解锁钥匙是否靠近智能锁芯，例如，当电信号检测电路检测到的电信号小于阀值时，判断为解锁钥匙与智能锁芯未靠近，解锁钥匙处于空载待机模式，当电信号检测电路检测到的电信号大于阀值时，判断解锁钥匙与智能锁芯靠近，解锁钥匙进入触发模式，即触发电路唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

在另一个实施方式中，所述触发电路通过传感感应方式工作。具体的，智能锁芯的前盖 140具有第二磁钢安装孔141，第二磁钢安装孔141内设置第二磁钢170，所述触发电路包括第二霍尔元件。当第二霍尔元件无法检测到第二磁钢170时，解锁钥匙处于空载待机模式；当第二霍尔元件与第二磁钢170相互靠近时(例如，通过第二霍尔元件和第二磁钢各自合适的位置与距离设置，使解锁钥匙靠近智能锁芯时，二者相互靠近)，第二霍尔元件能够检测到第二磁钢170时，解锁钥匙进入触发模式，即触发电路唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

智能锁具控制方法

根据本发明的第四个方面，本发明实施例提出了一种控制方法，该方法可用于前述智能锁具，包括如下解锁步骤：

S10、智能锁芯接收解锁钥匙无线传输的电能；

S20、马达接收反转指令和反转能量，以保证闭锁机构处于闭锁状态；示例性的，马达驱动电路向马达发送反转指令，无线供电接收模块向马达提供反转能量，即，在解锁操作前，先进行驱动马达反转的操作，若智能锁芯处于假闭锁状态(例如，由前次闭锁操作未成功导致锁芯实际处于解锁状态)，则马达反转，使锁具切换至闭锁状态。由此能够避免由假闭锁导致的智能锁芯在解锁钥匙校验未通过、未接收到解锁钥匙发送的解锁操作指令时，也能解锁的缺陷，提高了智能锁芯的可靠性。

S30、智能锁芯通过通信模块向解锁钥匙发送锁芯身份信息；

S40、智能锁芯等待接收解锁钥匙发送的解锁操作指令；

S50、若智能锁芯接收到解锁钥匙发送的解锁操作指令，马达151正转使闭锁机构切换到解锁状态；

S60、若闭锁机构成功切换到解锁状态，智能锁芯将解锁信息发送给解锁钥匙；

S70、解锁钥匙带动锁胆120转动使锁具解锁。

优选的，所述控制方法还包括如下闭锁步骤：

S80、解锁钥匙带动锁胆120反向转动；解锁钥匙带动锁胆120反向转动至锁胆120内的闭锁销153的第二端伸入所述外壳的闭锁凹槽111中。

S90、储能模块反向给电路组件160供电，电路组件160将闭锁指令发送给闭锁机构的马达驱动电路；

S100、闭锁机构的马达驱动电路在接收到闭锁指令之后，驱动马达151反转使闭锁机构切换到闭锁状态。

优选的，所述控制方法还包括如下步骤：智能锁芯的无线供电接收模块将电能传输给储能模块，储能模块储存电能。该步骤可以在步骤S10之后，也可以在其他任何适合的时段。

通常，所述闭锁步骤在所述解锁步骤之后进行。

具体的，该控制方法包括如下步骤：

S1、将解锁钥匙的解锁头220插入非接触式智能锁芯，进入步骤S2或步骤S3；

S2、解锁钥匙由空载待机模式切换为触发模式，启动无线供电发射模块；具体的，解锁钥匙采样电池端电流低于电流阀值，解锁钥匙检测到无线供电接收线圈181靠近，解锁钥匙由空载待机模式切换为触发模式，启动无线供电发射模块；

S3、解锁钥匙由空载待机模式切换为触发模式，启动无线供电发射模块；具体的，解锁钥匙端第二霍尔元件检测到第二磁钢170靠近，解锁钥匙由空载待机模式切换为触发模式，启动无线供电发射模块；

S4、无线供电发射模块与无线供电接收线圈181耦合并传输能量给无线供电接收线圈181，智能锁芯接收解锁钥匙无线传输的电能，电路组件160启动闭锁机构，马达151反转，闭锁机构运动到闭锁状态，例如，转动块152转动至闭锁位置；同时，无线供电接收线圈181将能量传输给储能模块，储能模块储存电能，所述储能模块例如为充电电容，充电电容储存电能；

S5、电路组件160启动通信模块，将自身身份信息发出，例如发出编码值信息；解锁钥匙同时启动解锁钥匙通信模块，接收非接触式智能锁芯的编码值信息；

S6、解锁钥匙对读取到的编码值信息的操作权限进行校验；

S7、若校验失败，提示错误信息，进入步骤S17；

S8、若校验成功，解锁钥匙将解锁操作指令发送到非接触式智能锁芯；

S9、非接触式智能锁芯在接收到解锁操作指令之后启动闭锁机构，马达151正转，进行解锁动作，使闭锁机构切换到解锁状态，例如，转动块152转动至解锁位置；

S10、闭锁机构动作成功之后，智能锁芯将操作成功信息发送给解锁钥匙，内置电路230 控制提示部件工作，提示部件发出提示，例如声光提示；

S11、操作者按照提示信息，转动解锁头220；

S12、解锁钥匙的第一霍尔元件检测到第一磁钢191靠近，解锁钥匙检测到锁胆120转动到开锁位置，智能锁芯将操作成功信息发送给解锁钥匙，提示部件发出提示，例如声光提示，进入步骤14；

S13、设定时间段内，解锁钥匙未检测到第一磁钢191靠近，解锁钥匙检测到锁胆120 仍处于闭锁位置，智能锁芯将操作失败信息发送给解锁钥匙，提示部件发出提示，例如声光提示，进入步骤17；

S14、操作者反向转动解锁头220复位并拔出解锁钥匙，完成解锁操作；

S15、无线供电发射模块240断开与无线供电接收模块的能量传输，储能模块，例如充电电容，反向给电路组件160供电，电路组件160将闭锁指令发送给闭锁机构的马达驱动电路；

S16、闭锁机构的马达驱动电路在接收到闭锁指令之后，马达151反转，进行闭锁动作，闭锁机构复位到闭锁状态；

S17、操作者根据错误信息进行检查并重新开始。

需要说明的是，本实施例中“正转”、“反转”并无实质含义，仅用于区别马达的转动方向。

本发明至少还具有以下优点：

第一霍尔元件与第一磁钢配合可实现非接触式智能锁芯的开锁状态检测，以直接、准确地反映出实际操作过程中锁芯的闭锁与解锁状态，有利于锁具的管理和防误操作。

采用线圈和磁芯的组成结构形式，磁芯设置在线圈中心，提高了供电效率，所选择的磁芯尺寸为具有极佳的供电效率。

通过触发电路出发电能传输的方式，实现了在解锁钥匙靠近锁芯的情况下传输电能，解决了无法自动控制解锁钥匙的开启时机的技术问题。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种智能锁芯，其特征在于，包括外壳、锁胆、闭锁机构、电路组件、无线供电接收模块和通信模块；所述外壳上设置有闭锁凹槽；所述锁胆可转动地设置在外壳内，锁胆的第一端具有开口，锁胆第一端的侧壁设置有能够与解锁钥匙的解锁头相适配的齿槽，解锁头嵌入所述齿槽时能够驱动所述锁胆转动；

所述闭锁机构包括马达、马达驱动电路、转动块、闭锁销、闭锁销弹性件和转耳；所述马达能够在马达驱动电路的驱动下向正反两个方向转动，从而驱动所述转动块转动，使转动块在解锁位置和闭锁位置之间切换；所述闭锁销的第一端与所述闭锁凹槽限位配合，所述闭锁销的第二端设置在所述锁胆内，所述锁胆转动时能够带动所述闭锁销运动，所述闭锁销的第一端和所述闭锁凹槽之间能够相对滑动，所述闭锁销弹性件用于对闭锁销向外壳方向施加弹力；所述转动块与所述闭锁销的第二端限位配合；所述转耳固定设置在所述锁胆的第二端，所述转动块与所述转耳限位配合，使转动块在预设角度范围内转动，所述转耳转动时能够使锁具在闭锁状态和解锁状态之间切换；

所述电路组件设置在所述锁胆内，用于管理解闭锁操作进程；电路组件与所述无线供电接收模块、通信模块和马达驱动电路电连接，所述电路组件包括存储电路，用于存储锁芯的身份信息；

所述无线供电接收模块用于接收解锁钥匙传输的电能；

所述马达驱动电路还包括储能模块，所述储能模块与所述无线供电接收线圈电连接，能够储存所述无线供电接收线圈传输的电能，用于在闭锁操作后提供驱动马达反转以使转动块切换至闭锁位置的电能；

所述通信模块用于与解锁钥匙进行无线通信。

2.如权利要求1所述的智能锁芯，其特征在于，所述转动块上设置有伸出部，所述转耳上设置有限位槽，所述伸出部与所述限位槽限位配合。

3.如权利要求2所述的智能锁芯，其特征在于，所述伸出部设置在所述转动块的外缘上，所述伸出部在所述限位槽内具有预设角度范围的转动自由度。

4.如权利要求1所述的智能锁芯，其特征在于，所述转动块上设置有避让孔，所述闭锁销的第二端能够伸入所述避让孔。

5.如权利要求1所述的智能锁芯，其特征在于，所述闭锁凹槽呈V形，所述闭锁销的第一端呈V形。

6.如权利要求1所述的智能锁芯，其特征在于，所述智能锁芯还包括用于固定所述电路组件的支架，所述支架固定在所述锁胆内。

7.如权利要求1所述的智能锁芯，其特征在于，所述锁胆的第一端嵌设有塑料前盖，所述塑料前盖中设置有所述无线供电接收模块。

8.如权利要求1至7任一种所述的智能锁芯，其特征在于，所述无线供电接收模块包括无线供电接收线圈和第一磁芯，所述第一磁芯穿过无线供电接收线圈中心。

9.如权利要求8所述的智能锁芯，其特征在于，所述无线供电接收线圈的外径为6～10mm，所述第一磁芯呈圆棒状，第一磁芯的直径为3～6mm。

10.如权利要求1至7任一种所述的智能锁芯，其特征在于，所述智能锁芯还包括状态检测模块，所述状态检测模块包括第一霍尔元件和第一磁钢，所述第一霍尔元件与电路组件电连接，所述第一磁钢设置在所述外壳上。

11.一种智能锁具，包括锁体，其特征在于，所述锁体内设置有如权利要求1-10中的任一种智能锁芯。

12.一种解锁钥匙，所述解锁钥匙适配权利要求1-10中任一种智能锁芯或权利要求11的智能锁具，其特征在于，包括外壳体、解锁头、内置电路、无线供电发射模块和解锁钥匙通信模块；

所述解锁头安装在外壳体上，解锁头包括解锁齿，解锁齿与所述锁胆的齿槽相适配，解锁齿能够卡在所述齿槽内；

所述内置电路包括控制电路，用于处理由解锁钥匙通信模块接收或发送的数据信息，并控制无线供电发射模块启动和关闭，控制电路与无线供电发射模块和解锁钥匙通信模块分别电连接；

所述无线供电发射模块，用于以非接触式的方式提供电源给智能锁芯；

解锁钥匙通信模块，用于与锁芯进行通信，传输指令和接收、发送数据。

13.如权利要求12所述的解锁钥匙，其特征在于，所述无线供电发射模块包括无线供电发射线圈和第二磁芯，所述第二磁芯穿过无线供电发射线圈中心。

14.如权利要求12所述的解锁钥匙，其特征在于，所述解锁钥匙还包括触发电路，所述触发电路用于检测解锁钥匙与智能锁芯的靠近状态，以唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

15.如权利要求14所述的解锁钥匙，其特征在于，所述触发电路包括无线供电发射线圈和电信号检测电路，所述无线供电发射线圈用于向智能锁芯的无线供电接收线圈发射电信号，所述电信号检测电路用于检测无线供电发射线圈的电信号，当电信号超过阀值时，所述触发电路唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

16.如权利要求14所述的解锁钥匙，其特征在于，所述触发电路包括第二霍尔元件，所述锁胆上设置有第二磁钢，当所述第二霍尔元件检测到所述第二磁钢时，所述触发电路唤醒无线供电发射模块进行无线电能传输。

17.一种智能锁具控制方法，所述智能锁具包括如权利要求1-10中的任一种智能锁芯，其特征在于，所述控制方法包括如下解锁步骤：

S10、智能锁芯接收解锁钥匙无线传输的电能；

S20、马达接收反转指令和反转能量，以保证闭锁机构处于闭锁状态；

S30、智能锁芯通过通信模块向解锁钥匙发送锁芯身份信息；

S40、智能锁芯等待接收解锁钥匙发送的解锁操作指令；

S50、若智能锁芯接收到所述解锁操作指令，马达正转使闭锁机构切换到解锁状态；

S60、若闭锁机构成功切换到解锁状态，智能锁芯将解锁信息发送给解锁钥匙；

S70、解锁钥匙带动锁胆转动使智能锁具解锁。

18.如权利要求17所述的智能锁具控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括如下闭锁步骤：

S80、解锁钥匙带动锁胆反向转动；

S90、储能模块反向给电路组件供电，电路组件将闭锁指令发送给闭锁机构的马达驱动电路；

S100、马达驱动电路在接收到闭锁指令之后，驱动马达反转使闭锁机构切换到闭锁状态。

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