CN111962980B - 一种具备多方向锁定功能的电控锁 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备多方向锁定功能的电控锁，包括壳腔、锁舌和驱动机构。其中，壳腔设置定位孔；第一锁舌包括可拆卸式连接第一舌躯和第一舌尖，第一舌躯的正面包括坡形槽和设置于坡形槽中的定位柱，坡形槽用于容纳第二锁舌，定位柱用于活动连接第二锁舌并且可限定第二锁舌在坡形槽中的滑动，第一舌躯的背面设置运动柱，运动柱活动连接于壳腔的定位孔中；驱动机构连接运动柱，驱动第一舌躯纵向运动。当第一舌尖与第一舌躯连接，电控锁具备纵向锁定功能。当第一舌躯的坡形槽中连接第二锁舌，锁具具备横向锁定功能。本发明的电控锁在保证体型小巧前提下，实现多方位的锁定功能，使得设备结构的设计可以更加灵活方便，有利于设备空间的利用率。

Description

一种具备多方向锁定功能的电控锁

技术领域

本发明涉及锁具领域，特别涉及一种具备多方向锁定功能的电控锁。

背景技术

锁具是快递柜、无人租售机等设备中必要零件之一。例如：专利号为2018211427767的《智能售货柜》采用了一种电磁锁，这种锁具还不够小巧，锁具在售货柜中占用的空间较大，造成空间浪费。例如：专利号为2016203043592的《简易电磁锁》只有上款锁具的1/5大小，有取代之势，而且这款锁具不仅可以用来锁门，只要被锁物具备与锁具适配的孔都可以锁定，例如：共享充电宝。设备中不管采用哪种锁具，都要根据锁具的结构来进行适应性的设计以满足装配需求。如果锁具中的锁舌方向更加灵活，快递柜、无人租售机等设备的结构设计可塑性更强，不管是锁具与设备装配方式的考量还是空间利用的考量都会更加容易。

发明内容

为了使锁具具有一定的兼容性，提高其通用性，本发明提供一种具备多方向锁定功能的电控锁，在保证锁具小巧性的前提下，实现多方位的锁定功能，使得设备结构的设计可以更加灵活方便，有利于设备空间的利用率。

具体的，一种具备多方向锁定功能的电控锁，包括：

壳腔，设置定位孔，定位孔用于定位第一锁舌的纵向运动；

第一锁舌，包括第一舌躯和第一舌尖，第一舌躯的顶端设置连接头，连接头用于可拆卸式连接第一舌尖，第一舌躯的正面包括坡形槽和设置于坡形槽中的定位柱，坡形槽用于容纳第二锁舌，定位柱用于活动连接第二锁舌并且可限定第二锁舌在坡形槽中的滑动，第一舌躯的背面设置运动柱，运动柱活动连接于壳腔的定位孔中；

驱动机构，连接运动柱，用于驱动第一舌躯纵向运动。

第一锁舌的第一舌尖与第一舌躯可拆卸式连接，因此，第一舌尖的形状具有可更换性，以适用不同设备的应用需求。当第一锁舌的第一舌尖与连接头连接，第一锁舌的第一舌尖可以在第一舌躯的驱动下伸缩于壳腔，电控锁具备纵向锁定功能。当第一锁舌的第一舌尖从连接头上拆卸下来，不与连接头连接，第一舌躯仍然具备在壳腔中纵向运动的功能，若在第一舌躯的坡形槽中连接第二锁舌，第二锁舌可在壳腔中横向运动，因此，锁具可以具备横向锁定功能。当第一舌尖与第一舌躯连接，并且第二锁舌容纳与第一舌躯时，锁具同时具备横向和纵向锁定功能。

进一步的，电控锁包括第二锁舌，第二锁舌活动连接于坡形槽中，第二锁舌包括第二舌躯和第二舌尖，第二舌躯与第二舌尖呈夹角，第二舌躯包括与定位柱活动连接的滑动孔，第二舌尖的背面设置定向筋，壳腔对应设置定向槽，定向槽与壳腔中的定位孔相互垂直。当第一舌躯在壳腔中纵向运动时，在坡形槽和定位柱的作用下，第二锁舌可以沿坡形槽斜向运动，在第二锁舌斜向运动的同时，第二舌尖受到定向筋和定向槽的作用，最终锁舌可以横向运动，因此，电控锁具备了横向锁定功能。

可选的，当第一舌尖与第一舌躯分离时，电控锁仅具备横向锁定功能。

可替换的，第一舌躯的坡形槽中设置滑动孔，第二舌躯设置与滑动孔活动连接的定位柱。第一锁舌与第二锁舌的活动连接特征进行同位替换，可以达到相同的功能。同理，相互配合起到定向功能的第二锁舌的定向筋和壳腔的定向槽也可以进行同位替换。例如：第二舌尖的正面设置定向筋，盖住壳腔的盖中可以对应设置定向槽来限定第二舌尖做横向运动。或者第二舌尖设置定向槽，锁盖中设置定向筋配合起来限定第二舌尖做横向运动。

进一步的，第二锁舌一体成型。采用一体成型，不仅加工容易，而且由于第二锁舌的形状具有一定的夹角，一体成型工艺也有利于第二锁舌的强度，也方便安装。

进一步的，第二舌尖与第二舌躯成台阶状，第二舌尖的厚度大于第二舌躯的厚度，第一舌躯的坡形槽处设置一缺口。台阶朝向缺口方向，台阶的厚度与坡形槽的厚度相同。

可选的，驱动机构采用形状记忆金属丝方式驱动第一舌躯。形状记忆材料是一种感知与驱动相结合的特殊材料，例如：钛。镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状，具有良好的可塑性。钛或者镍钛合金制作成弹簧状可以驱动锁舌运动。或者钛、镍钛合金制作成丝状拉动锁舌并配合弹簧使锁舌复位。一种钛丝可以是先由电控锁中的弹簧处于自然状态时，将钛丝先拉长，然后钛丝通电后收缩再克服弹簧的弹力驱动锁舌，在钛丝断电后，弹簧复原又将钛丝拉长。一种钛丝可以是钛丝处于自然长度，通电后收缩，断电后恢复自然长度。这两种方式都可以应用在电控锁中，由不同的规格的弹簧来实现。

进一步的，电控锁还包括放大机构，放大机构分别连接运动柱和形状记忆金属丝，放大机构介于运动柱、形状记忆金属丝之间。形状记忆金属丝具有一定的收缩率，丝越长，收缩行程会越大，但是丝越长，电控锁的长度方向增加，体积就会越大。如果降低丝的长度，其收缩行程可能难以满足锁舌达到开锁所需要的回缩行程。因此，通过放大机构，可以解决这一问题。假设：80mm的形状记忆金属丝的收缩行程只有2mm，通过放大机构，锁舌收缩行程可以达到4mm。

进一步的，电控锁还包括调节机构，调节机构设置于壳腔的尾端。由于安装原因或者电控锁开锁达到一定的次数后，形状记忆金属丝会有松弛现象。这种松弛会影响锁舌回缩效果，因此，增加调节机构可以在形状记忆金属丝出现松弛后调节其绷紧度。

进一步的，调节机构是双滚轮或者单滚轮，双滚轮或者单滚轮通过螺钉配合来调节形状记忆金属丝的松紧度。

附图说明

图1，电控锁与被锁物的位置关系一示意图；

图2，电控锁与被锁物的位置关系二示意图；

图3，电控锁整体结构示意图；

图4，电控锁结构分解示意图；

图5，壳腔和第一舌躯组装效果示意图；

图6，第一舌尖、壳腔和第一舌躯分解示意图；

图7，第一舌躯和第二锁舌位置关系一示意图；

图8，第一舌躯和第二锁舌位置关系二示意图；

图9，第一舌躯和第二锁舌组装背面效果示意图；

图10，第二锁舌、上壳、PCB板分解示意图；

图11，壳腔、第一舌躯、第二锁舌示意图；

图12，壳腔、第一锁舌、第二锁舌、弹簧、双滚轮组装效果示意图；

图13，壳体、第一锁舌、凸轮、形状记忆金属丝组装效果示意图；

图14，双滚轮自调节位置变化示意图；

图15，双滚轮自调节位置变化截面示意图；

图16，单滚轮结构示意图；

图17，单滚轮自调节位置变化示意图；

图18，单滚轮自调节位置变化截面示意图。

图中标记：11-壳腔，1101-定位孔，1102-定向槽，1103-弹簧腔，1104-第一滚轮槽，1105-第二滚轮槽，12-上盖，1201-定位槽，1202-插孔，13-下盖，14-PCB板，1401-接线柱，21-弹簧，31-第一舌躯，3101-连接头，3102-坡形槽，3103-定位柱，3104弹簧柱，3105-运动柱，3106-缺口，32-第一舌尖，3201-斜面，3202-连接孔，33-第二锁舌，3301-滑动孔，3302-定向筋，3303-定位骨，41-凸轮，4101-定点柱，4102-拉动柱，4103-转动槽，51-双滚轮，5101-过线槽，5102-滚轴，5103-螺孔，61-单滚轮，61-过线槽，6102-滚轴，6103-螺孔，01-形状记忆金属丝。

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”、“尾”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“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。

此外，本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分多个相同的元件与其他不同元件的关系。

电控锁与被锁物的位置关系常见的是如图1所示的方式，这种装配方式，电控锁与被锁物的长度方向都在一个垂直面上，导致设备长度方向的总体尺寸是最大的。如果电控锁的宽度方向与被锁物的长度方向在一个垂直面上，电控锁的长度方向又小于被锁物的宽度方向，达到如图2所示的效果，这种装配方式非常有利于节约设备的空间。在设备对空间利用没有那么苛求的情况下，可以选择图1所示的电控锁；当设备追求空间利用率，选择图2的电控锁更好。如果分别开发两款这样的锁具以适应不同的应用需求，成本是比较高的。如果一个锁具能够同时兼顾多个方位的锁定，锁具的零件最大化的共用，减少单独开模，是非常有利于降低成本，而且锁具的兼容性，其通用性就越强。

因此，在保证锁具小巧性的前提下，为了提高锁具的兼容性，本发明提供的一种具备多方向锁定功能的电控锁，如图3所示是本发明电控锁整体结构示意图。

本发明电控锁的结构分解如图4所示。电控锁包括壳腔11，壳腔11的上腔中放置第一舌躯31，第一舌躯31的顶端可以活动连接第一舌尖32，尾端连接弹簧21。第一舌躯31表面部分挖有槽，槽中可以容纳第二锁舌33。壳腔11的尾端上下两面夹置双滚轮51，上盖12与壳腔11扣合后，弹簧21、第一舌躯31、第二锁舌32、双滚轮51中的一个滚轮都被夹置在壳腔11的上腔中。凸轮41与第一舌躯31活动连接，驱动第一舌躯在壳腔11中运动。凸轮41、双滚轮51中的另一个滚轮被夹置在壳腔11的下腔中。凸轮41可以由形状记忆金属丝驱动。形状记忆金属丝连接凸轮41，从壳腔11下腔中的滚轮经过壳腔11上腔的滚轮再固定到PCB板14上，PCB板固定于上盖12上。当形状记忆金属丝通电收缩后，可以驱动第一舌躯运动。在本实施例中，PCB板可以是一块仅为转接作用的电路B板，其作用之一是固定形状记忆金属丝，当该款电控锁在设备中使用时，PCB板14可以与电源连接，还可以与其他具有控制功能的电路连接。在这一结构中，电控锁具有可以纵向运动的锁舌和横向运动的锁舌。

如图5所示，第一舌躯31放置在壳腔11中具有纵向活动空间。

如图6所示，壳腔11的上腔中设置定位孔1101、定向槽1103、弹簧腔1103和第一滚轮槽1104。定位孔1101用于穿出第一舌躯31的运动柱3105(图9中示出)。定向槽1103用于与第二锁舌33的定向筋3302(图9中示出)配合。弹簧腔1103与壳腔11优选的工艺是一体成型，用于固定弹簧21(图12中示出)。第一滚轮槽1104是用于搁置双滚轮中的一个滚轮(图12中示出)。第一舌躯31顶部设置有连接头3101，该连接头3101用于连接第一舌尖32，第一舌躯31尾部设置有弹簧柱3104，该弹簧柱3104用于连接弹簧21。第一锁舌32具有斜面3201和连接孔3202，斜面3201是与被锁物锁定时的导入面。连接孔3202用于与第一舌躯的连接头3102可拆卸式连接。斜面3202的朝向可以是朝上(图6中所示的朝向)、朝下、朝左(图4中所示的朝向)、朝右任一一个方向，根据设备的安装需要，可以选取合适的第一舌尖与第一舌躯进行组装。电控锁具有纵向锁定功能时，第一舌尖32与第一舌躯31组装，弹簧21放入弹簧腔1103中，第一舌躯31的弹簧柱3104插入弹簧21中。弹簧腔1103有利于电控锁的装配，防止组装过程中或者安装后弹簧21受力时左右摆动或者上下撬动。

如图6中所示，第一舌躯31的正面包括坡形槽3102和设置于坡形槽中的定位柱3103，坡形槽3102用于容纳第二锁舌33，定位柱3103用于活动连接第二锁舌33并可限定第二锁舌33在坡形槽3102中的滑动。

如图7、图8和图9所示，第二锁舌33一体成型，包括第二舌躯和第二舌尖，第二舌躯与第二舌尖呈夹角，其中，第二舌躯与第一舌躯中的坡形槽平行，第二舌尖与第一舌尖相互垂直。第二舌躯包括与定位柱3103活动连接的滑动孔3301，第二舌尖的背面设置定向筋3302，壳腔对应设置定向槽1102(图6中示出)，定向槽1102与壳腔中的定位孔1101相互垂直。当第一舌躯31在壳腔11中纵向运动时，在坡形槽3102和定位柱3103的作用下，第二锁舌33可以沿坡形槽斜向运动，在第二锁舌33斜向运动的同时，第二舌尖受到定向筋3302和定向槽1102的作用，最终锁舌横向运动，因此，电控锁具备了横向锁定功能。为了节约体积，更为了利于第一舌躯31与第二锁舌33的滑动，第二锁舌的厚度需要与坡形槽3102的深度一致。但是，第二锁舌优选的结构是一体成型来保证第二锁舌的强度。当第二锁舌的厚度与坡形槽3102的深度一致时，第二锁舌的锁尖偏薄。因此，第二锁舌的舌尖部位的加厚是更好的，这种加厚使得第一舌躯31需要设置在坡形槽3102中开设缺口3106来避免第二锁舌运动过程受阻。

结合图11，第二锁舌的横向部正面还可以设置定位骨3303，在上盖12对应处设置定位槽1201，该定位槽1201与第二锁舌的定位3303配合，使第二锁舌在运动时能保持横向运动。上盖12还设置有插孔1202，该插孔1202用于PCB板14上的接线柱1401插入，使PCB板固定在电控锁的上盖12上。

结合图12，当第一舌尖32与连接头3101连接，第一舌尖32可以在第一舌躯31的驱动下伸缩于壳腔11，电控锁具备纵向锁定功能。当第一锁舌的第一舌尖从连接头上拆卸下来，不与连接头连接，第一舌躯31仍然具备在壳腔中纵向运动的功能，若在第一舌躯31的坡形槽3102中连接第二锁舌33，第二锁舌33可在壳腔中横向运动，因此，锁具可以具备横向锁定功能。当第一舌尖32与第一舌躯31连接，并且第二锁舌33容纳与第一舌躯31时，锁具同时具备横向和纵向锁定功能。在设备设计时，可以根据设备的应用需求选择合适锁定方案来与设备进行装配设计。

结合图12和图13，电控锁可以采用形状记忆金属丝进行驱动。壳腔11的下腔中设置凸轮41，凸轮41通过定点柱4101与壳腔11连接，凸轮41以定点柱4101为固定点可转动。凸轮41还包括拉动柱4102，该拉动柱4102与形状记忆金属丝01连接，定点柱4101、拉动柱4102的上方设置有转动槽4103。第一舌躯31的运动柱3105穿过壳腔的定位孔1101与凸轮41的转动槽4103连接。当形状记忆金属丝通电收缩后，凸轮41的拉动柱4102转动带动第一舌躯31在壳腔11中向下运动。为了保证锁具的小巧性，电控锁不管是长度方向还是宽度方向其尺寸应当尽量小，为了保证锁舌获得足够的行程，通过增加凸轮来放大形状记忆金属丝驱动行程是解决方案之一。

由于锁具长度尺寸不大，将形状记忆金属丝从壳腔11的下腔绕至壳腔11的上腔，有利于锁舌获得足够的行程。形状记忆金属丝从壳腔11的下腔绕至壳腔11的上腔，经过上下腔间过渡面时容易松弛，或者随着开锁频次越高，形状记忆金属丝会出现恢复疲劳而变得松弛，因此，壳腔11尾部增加调节结构可以保证驱动行程和电控锁的使用寿命。一种调节结构是采用双滚轮。如图5或者图6中所示，在壳腔11的上腔尾部设置第一滚轮槽1104，上盖12可将双滚轮51中的一个滚轮夹置在第一滚轮槽1104中，双滚轮51是一对结构相同的滚轮，双滚轮51中的任意一个滚轮包括过线槽5101、滚轴5102和螺孔5103，其中过线槽5101用于形状记忆金属丝从壳腔11的下腔绕至壳腔11的上腔时进行定位，滚轴5102用于在壳腔11的第一滚轮槽1104或者第二滚轮槽1105中滚动，螺孔5102用于调节时插入螺钉进行滚轮位置的调节。如图13中所示，在壳腔11的下腔尾部设置第二滚轮槽1105，下盖13可将双滚轮51中的另一个滚轮夹置在第二滚轮槽1105中，第二滚轮槽1105中台阶状，有两级滚动区域，方便调节滚轮的位置。如图14和图15所示是在第二滚轮槽中的滚轮位置变化对比图。在形状记忆金属丝比较松弛时，第二滚轮槽1105中的滚轮的螺孔5103中拧入适配的螺钉，由于壳腔11尾部没有螺孔，在螺钉的作用下，滚轮会反向运动，与壳腔11尾部拉开距离，从而使形状记忆金属丝被绷紧。

壳腔11尾部的调节机构也可以是单滚轮。如图16所示是单滚轮的一种实施例。单滚轮61包括过线槽6101、滚轴6102和螺孔6103，单滚轮61被上盖12夹置在壳腔11的上腔中的第一滚轮槽中。如图17和图18所示是单滚轮位置变化对比图。在形状记忆金属丝比较松弛时，单滚轮61的螺孔6103中拧入适配的螺钉，由于壳腔11尾部没有螺孔，在螺钉的作用下，滚轮会反向运动，与壳腔11尾部拉开距离，从而使形状记忆金属丝被绷紧。

最后应说明的是：以上实施例仅选用最具有代表性、功能最全面的方案进行了详细的说明，申请人不可能对所以的实施方案进行穷举。例如：本申请的驱动方式采用了形状记忆合金进行例举，但是并没有排除电磁原理的方式来现实本方案。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 (8)

1.一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于，包括：

壳腔(11)，设置定位孔(1101)，定位孔(1101)用于定位第一锁舌的纵向运动；

第一锁舌，包括第一舌躯(31)和第一舌尖(32)，第一舌躯(31)的顶端设置连接头(3101)，连接头(3101)用于可拆卸式连接第一舌尖(32)，第一舌躯(31)的正面包括坡形槽(3102)和设置于坡形槽(3102)中的定位柱(3103)，坡形槽(3102)用于容纳第二锁舌，定位柱(3103)用于活动连接第二锁舌并且可限定第二锁舌在坡形槽(3102)中的滑动，第一舌躯(31)的背面设置运动柱(3105)，运动柱(3105)活动连接于壳腔(11)的定位孔(1101)中；

驱动机构，连接运动柱(3105)，用于驱动第一舌躯(31)纵向运动；

第二锁舌(33)，第二锁舌(33)活动连接于坡形槽(3102)中，第二锁舌(33)包括第二舌躯和第二舌尖，第二舌躯与第二舌尖呈夹角，其中，第二舌躯包括与定位柱(3103)活动连接的滑动孔(3301)，第二舌尖的背面设置定向筋(3302)，壳腔(11)对应设置定向槽(1102)，定向槽(1102)与壳腔中的定位孔(1101)相互垂直。

2.根据权利要求1所述一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于：当第一舌尖(32)与第一舌躯(31)分离时，电控锁仅具备横向锁定功能。

3.根据权利要求1所述一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于：第二锁舌(33)一体成型。

4.根据权利要求3所述一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于：第二舌尖与第二舌躯成台阶状，第二舌尖的厚度大于第二舌躯的厚度，第一舌躯的坡形槽(3102)处设置一缺口(3106)。

5.根据权利要求1至4任意一项所述一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于：所述驱动机构采用形状记忆金属丝方式驱动第一舌躯。

6.根据权利要求5所述一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于：电控锁还包括放大机构，所述放大机构分别连接运动柱(3105)和形状记忆金属丝(01)，放大机构介于运动柱(3105)、形状记忆金属丝(01)之间。

7.根据权利要求5所述一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于：电控锁还包括调节机构，所述调节机构设置于壳腔的尾端。

8.根据权利要求7所述一种具备多方向锁定功能的电控锁，其特征在于：所述调节机构是双滚轮或者单滚轮。

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