CN112262246A - 用于操作锁的电驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种电驱动机构(120)，其用于平移阻挡构件(126)以对锁进行锁固或释放。该锁被构造为闩锁(100)、滑栓挂锁(200)、U型钩环挂锁(300)或卡扣挂锁(400)。阻挡构件(126)由布置在形成于螺旋构件(124)上的螺旋槽中的两个以上钢珠(130)支撑以提供自定心且低摩擦的驱动机构(120)，其使得连接到螺旋构件上的电动机(122)可以小且功率低。通过调准或止动机构(160、217、317)或卡扣挂锁(400)中的扭簧，可以使阻挡构件(126)进行无阻碍运动。电子控制板(140)允许通过智能手机中的应用程序对该锁进行电子操作。PCB(121)位于电动机附近并提供防篡改功能。

Description

用于操作锁的电驱动机构
技术领域
本发明涉及一种用于操作锁的电驱动机构。该锁可以构造为直角回转闩锁(quarter turn latch lock)(如用于储物柜或抽屉)、滑栓挂锁、钩环挂锁或卡扣挂锁。该电驱动机构是自动定心的、无摩擦或低摩擦，因此消耗的电能非常低并且适用于无线操作。
背景技术
传统上，锁是用钥匙机械地操作的。有了电子安全功能后，电子锁看似更安全、使用也更方便，但当这些电子锁的电池电力不足或发生电子失灵时，会带来很多不便。每种类型的锁都有其自身的优点，因此希望有一种可机械地和电子地操作的锁，这样的锁优选应具有非常低的功耗。
发明内容
以下给出了简要概述以提供对本发明的基本理解。该概述不是本发明的广泛概览，并且不旨在标识本发明的关键特征，而是以概括的形式呈现本发明的一些发明构思，作为随后的详细描述的序言。
本发明寻求提供用于操作各种实施例的锁单元的低功率电驱动机构。通过阻挡构件提供这些电驱动机构，该阻挡构件通过转动旋转-直线运动转换机构而平移以锁定或释放该锁单元。该旋转-直线运动转换机构包括多个实施例的自定心且无摩擦驱动机构或低摩擦驱动机构。该锁构造为直角回转闩锁、滑栓挂锁、U型钩环挂锁或卡扣挂锁。为了确保该阻挡构件的无障碍运动，使用了调准单元、弹簧止动机构或调准构件。该调准单元、止动机构或调准构件允许连接至驱动机构的电动机尺寸小且功耗低。该锁的优点在于该锁能够经由智能手机中的应用程序来电子地操作。
在一个实施例中，本发明提供了一种锁单元，其包括：旋转-直线运动转换机构；连接至该旋转-直线运动转换机构的阻挡构件；连接为驱动该旋转-直线运动转换机构的电动机，其中，当该电动机被启动以进行旋转时，该阻挡构件在锁定位置和释放位置之间进行直线平移，其中在处于锁定位置时该阻挡构件用于锁固构成了该锁单元的锁，并且在处于释放位置时该阻挡构件用于释放该锁。优选地，该旋转-直线运动转换机构包括具有螺旋槽的螺旋构件，该螺旋槽具有预定数量的起点(start)，该螺旋槽能与形成在该阻挡构件的中空内部中的协作螺旋槽相接合；以及布置在该螺旋槽中的至少两个钢珠或者布置在每个螺旋槽中的钢珠，其中该至少两个钢珠或每个钢珠位于穿过中空的该阻挡构件的壁厚度而形成的相应孔内，使得该至少两个钢珠基本上彼此相对定位，从而该至少两个钢珠以自定心的方式支撑该螺旋构件并且该至少两个钢珠以无摩擦的方式滚动。
优选地，齿轮单元联接至该电动机，使得该齿轮单元的输出轴能操作以驱动该旋转-直线运动转换机构。
在另一实施例中，该阻挡构件同轴地布置在中空的挡块套筒中，该中空的挡块套筒的一端具有横向于该挡块套筒的中空内部而调准的螺纹孔；在该横向的螺纹孔中布置有紧定螺钉；并且其中，该旋转-直线运动转换机构包括形成在齿轮单元的输出轴上的螺旋槽，该齿轮单元联接到该电动机，而该紧定螺钉将该挡块套筒联接到该齿轮单元的输出轴上的螺旋槽，从而通过旋转该齿轮单元和该电动机来致动该阻挡构件在锁定位置和释放位置之间进行直线平移。优选地，该紧定螺钉的末端位于该螺旋槽中并与该螺旋槽接合，或者该紧定螺钉的球形末端位于该螺旋槽中并能够沿着该螺旋槽滚动。
在另一实施例中，该阻挡构件具有内部空腔，该内部空腔的一端形成有内螺纹；该阻挡构件同轴地布置在中空的挡块套筒中；以及该旋转-直线运动转换机构包括外螺纹，该外螺纹匹配于并可接合于该阻挡构件的内螺纹，该内螺纹和外螺纹均具有预定数量的起点，并且该外螺纹形成在联接到该电动机的齿轮单元的输出轴上。
在另一个实施例中，该旋转-直线运动转换机构包括枢轴构件，该枢轴构件形成有穿入该枢轴构件的螺旋槽，并且该螺旋槽接合于在联接到该电动机的齿轮单元的输出轴上形成的协作螺旋槽。
优选地，该锁单元还包括：电子控制单元，从该锁的外部能到达该电子控制单元；以及电机PCB，其位于该电动机附近并且位于该锁的内部，从而控制线位于该电机PCB上以防止通过外部电源或外部信号对该电动机进行篡改操作。优选地，该电子控制单元提供无线通信，并且允许经由智能手机中的应用程序对该锁单元进行电子操作。优选地，该锁单元被构造为直角回转闩锁、滑栓挂锁、U形钩环挂锁或卡扣挂锁。
优选地，上述螺旋槽、内螺纹或外螺纹呈U形、V形、正方形或梯形。
在又一个实施例中，本发明提供了一种用于构造直角回转闩锁的套件。该闩锁包括：根据权利要求1-14或16-21中任一项所述的锁单元，其用于可拆卸地安装在直角回转闩锁的闩锁杆上；夹板或板，其带有随附的螺钉、螺栓和螺母、或夹子并用于将该锁单元可拆卸地安装在该闩锁杆上；能通过被缩短和/或弯曲来修改的闩锁杆；C形的闩锁杆，其用于构造抽屉的该锁单元；和电子控制单元，其允许经由智能手机中的应用程序对该锁单元进行无线操作。优选地，该闩锁还包括调准单元，其利用接合止动构件定位相关联的门、盖或抽屉。
附图说明
将参照附图通过本发明的非限制性实施方式来描述本发明，其中：
图1A示出了已知的直角回转闩锁，图1B示出了图1A所示的直角回转闩锁的分解图；
图2A示出了根据本发明实施例的安装在信箱盖上的闩锁；图2B-2D示出了安装在图2A所示的闩锁的闩锁杆上的锁单元；图2E-2F示出了闩锁的使用；图2G至图2H示出了根据另一实施例使用调准单元将锁单元定位在锁定位置；
图3A-3C示出了使用直流电机的用于上述锁单元的滚珠驱动机构，而图3D示出了使用齿轮单元和电机的滚珠驱动机构；图3E-3G示出了用于上述锁的螺旋驱动机构，并且图3H-3J示出了根据其他实施例的丝杠驱动机构；
图4A示出了闩锁杆被修改为C形并且该锁可以操作为抽屉锁；图4B-4C示出了根据另一实施例的用于安装到闩锁杆上的锁单元；
图5A-5F示出了使用上述驱动机构的滑栓挂锁，其中该滑栓挂锁适用于位于大门上的眼板；图5G-5M示出了滑栓挂锁，其使用上述驱动机构并设有用于打开该滑栓挂锁的附加钥匙；
图6A-6C示出了使用上述驱动机构的钩环挂锁；
图7A-7B示出了也使用上述驱动机构的卡扣挂锁；和
图8A-8B示出了用于安装如图2A-2F所示的锁单元的闩锁壳体的变型例。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的一个或多个具体和可选的实施例。然而，对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这种具体细节的情况下实施本发明。为了避免使本发明不清楚，一些细节可能不会详细描述。为了便于参考，当参考附图中相同或相似的特征时，在所有附图中将使用共同的附图标记或系列标记。
图1A-1B示出了一种已知的直角回转闩锁10。该直角回转锁10普遍存在并广泛用于家庭、办公室、学校等，用来锁固抽屉、橱柜、信箱、储物柜、门、盖等。智能手机也变得无处不在，因此期望方便地通过智能手机中的应用程序来对这种锁进行电子操作，还允许例如在紧急情况期间或在返还租来的储物柜/信箱之前以机械方式操作该锁。如图1A-1B所示，直角回转锁10由固定壳体12、布置在该固定壳体中的旋转柱状件14和通过匹配的螺母18在旋转柱状件14的端部附近锁固在螺纹端17上的闩锁杆16组成。当转动与旋转柱状件14匹配的钥匙9时，旋转柱状件14和闩锁杆16一体地旋转四分之一圈，从而闩锁杆16在释放位置和锁定位置之间转动。固定壳体12的外部带有螺纹，并且接合锁定环19允许直角回转锁10安装在板或盖11上而不论板/盖的厚度是多少。
图2A示出了根据本发明实施例的安装在信箱/储物柜盖11上的闩锁100。信箱具有用于将邮政材料插入信箱的枢转活板11a。图2B示出了闩锁100的前透视图，图2C示出了闩锁的剖视图，且图2D示出了内部透视图。在图2E-2F中更清楚地示出了闩锁100的使用。如图中所示，闩锁100由安装在闩锁杆16a上的锁单元102、安装在门/盖11的外部的电子控制单元140和安装在门/盖11的内部的电池座143组成。当信箱/储物柜打开时，可到达电池144。锁单元102通过夹板110和随附的螺钉112而可移除地附接到闩锁杆16a上；可以通过缩短或替换现有的闩锁杆16而将现有的闩锁杆16修改为闩锁杆16a，以使得在锁定位置，该闩锁杆16a不与止动构件20(其形成图3E所示的信箱的固定结构部件)接合，从而当将锁单元102安装在闩锁杆16a上时，锁单元102的阻挡构件126可延伸以在锁定位置与止动构件20接合。首次使用时，与旋转柱状件14匹配的钥匙9将闩锁100转到锁定位置；随后，锁单元102被电子启动(例如，通过智能手机中的应用程序)以将阻挡构件126平移入或平移出锁定位置。当发生电子失灵或电源故障，只要阻挡构件126已经伸出，则钥匙9仍然可以用来转动闩锁杆16a以锁定或解锁信箱门11。如果在阻挡构件126处于缩回位置的情况下发生了失灵/电源故障，则可以容易地更换闩锁杆16a和/或锁单元102。
尽管未详细示出，但电子控制单元140包括PCB 141、用于控制操作逻辑的处理器，优选具有传感器或开关、用于蓝牙或wifi等通信的组件、天线、存储单元等。电子控制单元140电连接至电机PCB 121，该电机PCB 121位于电动机122附近并且布置在信箱内部。在电子控制单元140被篡改的情况下，由于至少一条控制线位于电机PCB 121上，因此通过在电子控制单元140处的裸露电线来供应电力或信号的任何尝试都无法操作电动机122，其中该至少一条控制线保留在锁定的信箱/储物柜内。取决于电子控制单元140中的处理器和组件，可以供应各种容量、形式和大小(例如，按钮类型)的电池144，以及如图5C和5E所示的相应的电池盖145。
为了确保将阻挡构件126在锁定位置处与止动构件20调准，根据变型例，调准单元160邻近锁单元102a而设置。图2F-2H示出了上述锁单元102a与调准单元160整体地形成。调准单元160包括壳体162，壳体162用于保持弹簧加载的钢珠164。钢珠164延伸出壳体162并且是可压下的。当储物柜/信箱门或盖11关闭时，钢珠164和止动构件20之间的接触限定了储物柜/信箱门或盖的锁定位置。利用该调准单元160，在锁定期间该阻挡构件126的运动将被引导至止动构件20的一侧，也即，在锁定期间阻挡构件126的运动不受阻碍；为了确保阻挡构件的运动不受阻碍，用于驱动阻挡构件126的电动机122在尺寸上可以较小并且相应地具有低功耗。
通常，信箱使用较软的铝制部件来构造。铝制部件是软的。在一种变型例中，止动构件20的与调准单元160接合的部分由金属保护夹166保护，如图2F所示。在一个实施例中，金属保护夹166由不锈钢、钢或合适的坚硬耐用的材料制成，以延长止挡构件20的寿命，以免损坏或磨损。金属保护夹166可以另外通过螺钉、粘合剂或其他合适的方法固定到止动构件20上。
现在，描述阻挡构件126的驱动机构。图3A示出了滚珠驱动机构120的分解图，图3B-3C示出了阻挡构件126处于相应的缩回位置和伸出位置。从图3A可以看出，螺旋构件124连接至电动机122的驱动轴。螺旋构件124具有两个螺旋槽(即，双起点槽(double startgrooves))；优选地，该螺旋槽为U形。阻挡构件126具有中空的内部，该中空内部的一端开口。阻挡构件的开放的中空端的尺寸被定为容纳螺旋构件124，而阻挡构件的封闭端用于锁固或释放锁单元102、102a。阻挡构件126的开放的中空端具有两个基本相对的径向孔128，径向孔128在开放的中空端处穿过壁厚度。这些径向孔128的尺寸被定为容纳两个钢珠130，每个钢珠被插入以位于螺旋构件124上的相应螺旋槽中。阻挡构件126的中空端处的壁厚小于钢珠130的直径，从而使钢珠130不会从阻挡构件126的圆柱表面突出。两个基本相对的钢珠130因此以自定心且无摩擦的方式支撑阻挡构件126。钢珠130通过圆柱形孔保持在适当的位置，阻挡构件126在该圆柱形孔中滑动。该圆柱形孔具有轴向槽以容纳形成在阻挡构件126的外表面上的突起部132，如图3A-3B所示。因此，阻挡构件126被约束为以直线方式滑动，这样，在两个相对的钢珠130的滚动的帮助下，电动机122和螺旋构件124的旋转导致阻挡构件126以无摩擦的方式直平移。换句话说，当螺旋构件124旋转时，钢珠130以无摩擦的方式沿着相应的螺旋槽滚动，从而使得阻挡构件126在锁定位置和锁定释放位置之间进行直线平移。例如，根据节距、螺旋槽的起点数量和螺旋槽的尺寸以及钢珠的尺寸，可致动阻挡构件126以平移经过大致3-5mm的距离。根据滚珠驱动机构120的设计和尺寸，也可以使用单起点槽，三起点或甚至四起点的螺旋槽，使得螺旋构件124由两个基本相对的钢珠130或三个钢珠130支撑。在一个实施例中，电动机122是DC电机；在另一个实施例中，电动机122是DC步进电机。当电动机122是DC电机或步进电机时，阻挡构件126由非磁性材料制成，例如聚缩醛、黄铜、铝等。非磁性材料确保了无法通过用外部磁场篡改锁单元102、102a来使阻挡构件126从其预期位置移位。
在另一个实施例中，图3D示出了滚珠丝杠驱动器120a，其中，电动机122由齿轮单元123驱动。齿轮单元123的输出轴连接至螺旋构件124。利用齿轮单元123，无法通过篡改外部磁场而容易地使阻挡构件126从其预期位置移位。因此，阻挡构件126可以由磁性材料制成，例如钢。齿轮单元123也可以集成在电动机122的内部。在另一个实施例中，可以提供聚合物套筒(布置在圆柱形孔中)以容纳阻挡构件126，聚合物套筒具有用于容纳突起部132的纵向槽或狭缝。优选地，聚合物套筒具有低摩擦并且被选择为承受相对较高的温度；合适的聚合物有聚缩醛。
在图3A-3D中，螺旋槽被示出在分离的螺旋构件上，该螺旋构件可拆卸地连接至电动机的输出轴或齿轮单元的输出轴。相比之下，在图3E-3G中，螺旋槽形成在齿轮单元的输出轴上；与齿轮单元的输出轴整体地形成的螺旋槽构成了根据另一实施例的螺旋驱动机构120b。如图3E-3G所示，螺旋驱动机构120b包括：齿轮单元123的输出轴，其形成有螺旋槽124a；电动机122，其用于驱动齿轮单元123；阻挡构件126a，其位于挡块套筒126b中，并且螺旋槽124a通过紧定螺钉130a连接到挡块套筒126b；紧定螺钉130a的末端与螺旋槽124a接合，从而当齿轮单元123由电动机122致动时，螺旋槽124a的旋转经由紧定螺钉130a而传送为阻挡构件126a的直线平移。在另一实施例中，紧定螺钉130a的末端止于钢珠，该钢珠减小了与螺旋槽124a的摩擦。利用齿轮单元123，阻挡构件126a可以由诸如钢的磁性材料制成，而挡块套筒126b可以由诸如聚缩醛的低摩擦材料制成。
图3H-3J示出了根据另一实施例的丝杠驱动机构120c。丝杠驱动机构120c除了齿轮电机的输出轴上形成有螺纹124c以外，与上述螺旋驱动机构120b相似。螺纹124c可以是V形、正方形、梯形等，并且如同上述螺旋槽那样，螺纹124c可以是单起点或多起点的。在该丝杠驱动机构120c中，挡块套筒126c上的接合部类似地加工有螺纹以与螺纹124c配合。如上所述，当螺纹124c被致动以旋转时，该旋转被传送为阻挡构件126a处的直线平移以锁定或解锁该锁单元102、102a。
在上述滚珠和螺旋驱动机构120、120a、120b中，钢珠130或紧定螺钉130a的作用类似于凸轮从动件，而螺旋槽的作用类似于螺旋凸轮。在丝杠驱动机构120c中，挡块套筒126c上的螺纹的功能如同与阳螺纹件接合的螺母一样。
在以上实施例中，锁单元102通过夹板110和随附的螺钉112而可移除地安装在闩锁杆16a上。优选地，在闩锁杆16a上形成狭槽，以当在设置期间调准锁单元102时允许调节螺钉112。可选地，也可以将闩锁杆16a定位在形成于夹板上的槽中，并用紧定螺钉锁固该连接接合点。该槽也可仅为阶梯状的边缘，并且可使用螺钉或螺栓和螺母将这两部分锁固在一起。在另一个实施例中，夹板只是一块金属，并且通过螺钉或螺栓和螺母可调节地连接到闩锁杆。闩锁杆16a和保持锁单元102的金属板的接合边缘或表面也可以是锯齿状或条纹状的，以实现正接合(positive engagement)。也可以通过匹配或配合的突起部和凹陷部来提供接触边缘或表面之间的正接合。可选地或附加地，接合边缘或表面可以通过粘合剂或胶带粘合或通过使用防滑界面材料或涂层来防止滑动。当接合边缘或表面正接合时，可以使用夹子代替螺钉或螺栓/螺母将两部分保持到一起。
在图2A-2H中，闩锁杆16a被示出为大致径向但为Z形。闩锁杆16b可以以任何形式弯曲(如在图4A中所见)，使得阻挡构件126与接合止动构件20基本上调准。如图4A所示，当在抽屉24中使用锁单元102b时，闩锁杆16c也可以是C形的。由于抽屉24通常由木材制成，因此设置了金属板168以保护锁单元102b不被篡改。如以上实施例中那样，在第一次使用钥匙9进行锁定之后，随后通过智能手机中的应用程序以电子方式执行对锁单元102b的锁定或解锁。
图4B-4C示出了根据另一实施例的用于安装在闩锁杆16a上的锁单元102c。如图所示，锁单元102c包括主体构件111，主体构件111具有中心线基本平行的三个孔口111a、111b、111c。闩锁杆16a的一部分通过螺栓和螺母而容纳并固定在孔口111a中。阻挡构件126a布置成在孔口111b中滑动。通过将电机122连接至输出轴带螺纹的齿轮单元123、经由形成在枢轴构件127上的螺纹孔127a来连接齿轮单元的带螺纹的输出轴并将枢轴构件127联接至阻挡构件126a，来致动阻挡构件126a进行滑动。在锁定位置处，阻挡构件126a从主体构件111中伸出(如图4B所示)；而在解锁位置处，阻挡构件126a缩回到主体构件111中。当迫使阻挡构件126a打开时，所施加的一些力和力矩被枢轴构件127吸收，因此枢轴构件127使得所施加的力和力矩在齿轮单元的螺纹轴上的传递最小化，从而提供了锁单元102c的更好的实用性。
楔形调准构件165布置成在孔111c中滑动。楔形调准构件165被弹簧163(在图4C中示出两个)偏置以延伸出主体构件111，并被保持器163a保持在适当位置。保持器163a上安装了传感器开关163b。楔形调准构件165和弹簧163用于在锁单元102c处于锁定位置时调准阻挡构件126a(与上述调准单元160非常相似)，从而在锁定位置处阻挡构件126a的运动不受阻碍，而且电机功率在运行期间保持较低水平。传感器开关163b感测楔形调准构件165的位置并且与电子控制单元140一起工作。
图5A-5B示出了使用上述直线驱动机构120的滑栓挂锁200；图5C-5F示出了滑栓挂锁200a，其也使用上述直线驱动机构120，但是具有用于手动滑动的滑栓；图5G-5M示出了也使用上述直线驱动机构的滑动挂锁200b，但是具有用于在电力减低或失灵的情况下进行手动超控的附加钥匙。如图5A-5M所示，滑栓挂锁200、200a、200b具有滑栓210和锁衬套214。锁衬套214被设置为用于例如将滑栓挂锁200固定至大门的眼板30。在使用中，滑栓210与位于大门的活动页扇上的协作眼板32接合。如图5A-5M所示，滑栓210的接合端具有环形槽212。为了锁定挂锁200、200a、200b，电动机122被启动以沿锁定方向旋转(取决于螺旋槽是右旋还是左旋)，从而使阻挡构件126延伸以接合到环形槽212中；为了解锁滑栓挂锁200、200a，200b，电动机122被启动以沿相反的方向回转以使阻挡构件126从环形槽212缩回。在图5G-5M中，在发生电子失灵或电池电量不足的情况下，在锁芯14上操作钥匙9以通过连接销250使齿轮单元123缩回，从而将阻挡构件126从环形槽212中释放出来，由此解锁滑栓挂锁200b，这在图5L-5M中更清楚地示出。
在图5A-5B中，滑动挂锁200具有内置感应并且适合于单手操作；这由位于滑栓210的锁定端的按钮215以及与按钮215连接的开关216共同提供。当按钮215被短暂按下时，开关216将信号发送到电动机122以将控制单元140从睡眠模式唤醒为准备解锁模式。另一方面，为了锁定滑栓挂锁200，将滑栓210推入锁定位置，并且通过启动开关216来唤醒控制单元140，然后控制单元140指示电动机122旋转并使阻挡构件126延伸以接合到环形槽212中以用于锁定；经过预定时间后，控制单元140使挂锁200进入睡眠模式以节省电池144中的电力。在滑栓210的自由端侧附近，设有弹簧止动机构。弹簧止动机构包括弹簧加载的钢珠217和随附开关(accompanying switch)218。当挂锁200处于锁定位置时，钢珠217定位在滑栓210上的止动部219中，这有助于将滑栓210保持在适当的位置直到有力施加到滑栓210上为止。因此，止动机构有助于单手操作滑动挂锁。同时，止动机构确保了阻挡构件126在锁定期间不受阻碍，从而避免了电动机122在操作期间的意外过载。此外，开关218可以与开关216并行使用以进行电动联锁控制。
如在图5A-5F中所示，滑栓挂锁200、200a具有可移除的聚合物外壳207。聚合物壳体207有助于最小化硬质金属接触并避免在发生事故时对使用者的伤害。另外，聚合物外壳207保护了布置在聚合物盖后的电子控制单元140。在图5G-5M中所示的滑动挂锁200b的下部也设有类似的聚合物外壳207。即使当聚合物外壳207被擅自改动时，由于电机PCB 121位于挂锁200、200a、200b的主体内部，因此电动机122也不能被启动。
同样如图5G-5M中所示，锁芯14通过定位销260位于挂锁200的主体内。锁芯14被示为用于在电子失灵或电池电量减低期间打开滑栓挂锁200b的机械锁定机构的实施例。滑栓210可以重新构造为直构件，或使用其他合适的机械锁定机构，例如密码锁芯、凸轮锁、拨盘锁、键盘等，而不会偏离上述锁的发明构思。
图6A-6C示出了使用上述直线驱动机构120的钩环挂锁300。钩环挂锁300具有主体305和U形钩环310。U形钩环的一端具有凹口312，阻挡构件126延伸入该凹口312中以进行锁定。凹口312可以形成为环形槽。开关316帮助确定U形钩环310的锁定位置。如在上述实施例中一样，设置了弹簧加载的滚珠317、止动部和随附开关318以明确地检测U形钩环310的锁定位置。图6A至图6B以正视图示出了钩环主体305为大致圆形；如图6C所示，钩环主体305可以具有其他形状，例如矩形。
图7A-7B示出了使用上述直线驱动机构120的卡扣挂锁400。卡扣挂锁400具有主体405、固定的弓形钩环410和可绕枢轴411a旋转的铰接式卡扣构件411。卡扣构件411的一部分(靠近枢轴411a)具有凹口412，从而当卡扣挂锁400处于锁定位置时，阻挡构件126延伸并接合到凹口412中。当阻挡构件126缩回时，卡扣构件411不与阻挡构件126接触，然后可以按下卡扣构件以解锁卡扣挂锁400。卡扣构件411可通过布置在主体405内的扭簧(未在图中示出)而被偏置于锁定位置。扭簧确保了在锁定位置，阻挡构件126的运动不受阻碍，并且电动机在锁定期间不会过载。
尽管已经描述和示出了特定的实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行许多改变、修改、变化和组合。例如，可以去除钢珠130，并且将螺旋构件形成为具有螺纹的阳螺纹构件，以直接与形成在阻挡构件内的内螺纹接合。优选地，使用低摩擦密封件以将油脂保持在阻挡构件内。优选地，控制阳螺纹构件和内螺纹之间的公差以减少螺钉构件和阻挡构件之间的自由间隙。在另一个示例中，提供了闩锁100a作为图8A-8B的变型。如图8A-8B所示，闩锁100a为上述锁单元102、102a-102c提供安装。闩锁100a包括附接壳体12a、锁定环19、螺柱17a、锁定螺母18和闩锁杆16a。锁定环19将附接壳体12a锁固到盖或门11上，而当螺柱轴向地锁固到附接壳体12a内时锁定螺母18将闩锁杆16a锁固到螺柱17a上。为了防止例如通过钻孔对闩锁100a进行篡改，可将钢珠130a插入到附接壳体12a和螺柱17a之间。在使用中，闩锁杆16a被牢固地固定在锁定位置，使得锁单元102、102a-102c变得可以无线操作以锁定和解锁相关联的信箱、抽屉、橱柜、储物柜门、门、闭合盖等。为了减少电力消耗，将凸点开关(tag switch)/传感器163b设置在附接壳体12a的前端，使得在用户使用锁单元102、102a-102c之前，用户通过按下凸点开关/传感器163b来将锁单元从睡眠模式启动。优选地，设置可压下的软盖163c以保护凸点开关163b。此外，控制单元140现在可以位于信箱、抽屉、橱柜、门等内部。借助该闩锁100a，不需要设置旋转柱状件16和物理钥匙9。

Claims (31)

1.一种锁单元，包括：
旋转-直线运动转换机构；
阻挡构件，其连接至所述旋转-直线运动转换机构；
电动机，其连接为驱动所述旋转-直线运动转换机构，
其中，当所述电动机被启动以进行旋转时，所述阻挡构件在锁定位置和释放位置之间进行直线平移，其中在处于所述锁定位置时所述阻挡构件用于锁固构成了所述锁单元的锁，并且在处于所述释放位置时所述阻挡构件用于释放所述锁。
2.根据权利要求1所述的锁单元，其中，所述旋转-直线运动转换机构包括具有螺旋槽的螺旋构件，所述螺旋槽具有预定数量的起点，所述螺旋槽能与形成在所述阻挡构件的中空内部中的协作螺旋槽相接合；以及
布置在所述螺旋槽中的至少两个钢珠或者布置在每个螺旋槽中的钢珠，其中所述至少两个钢珠或每个钢珠位于穿过中空的所述阻挡构件的壁厚度而形成的相应孔内，使得所述至少两个钢珠基本上彼此相对定位，从而所述至少两个钢珠以自定心的方式支撑所述螺旋构件并且所述至少两个钢珠以无摩擦的方式滚动。
3.根据权利要求2所述的锁单元，其中：
所述阻挡构件的壁厚度小于所述钢珠的直径。
4.根据权利要求3所述的锁单元，其中，所述阻挡构件的外表面具有突起部，并且所述突起部被容纳在沿容纳孔形成的轴向槽中以向所述阻挡构件提供直线约束。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的锁单元，还包括齿轮单元，所述齿轮单元联接至所述电动机，使得所述齿轮单元的输出轴能操作以驱动所述旋转-直线运动转换机构。
6.根据权利要求1所述的锁单元，其中，所述阻挡构件同轴地布置在中空的挡块套筒中，所述中空的挡块套筒的一端具有横向于所述挡块套筒的中空内部而调准的螺纹孔；
在该横向的螺纹孔中布置有紧定螺钉；并且
其中，所述旋转-直线运动转换机构包括形成在齿轮单元的输出轴上的螺旋槽，所述齿轮单元联接到所述电动机，而所述紧定螺钉将所述挡块套筒联接到所述齿轮单元的输出轴上的螺旋槽，从而通过旋转所述齿轮单元和所述电动机来致动所述阻挡构件在所述锁定位置和所述释放位置之间进行直线平移。
7.根据权利要求6所述的锁单元，其中，所述紧定螺钉的末端位于所述螺旋槽中并与所述螺旋槽接合，或者所述紧定螺钉的球形末端位于所述螺旋槽中并能够沿着所述螺旋槽滚动。
8.根据权利要求1所述的锁单元，其中：
所述阻挡构件具有内部空腔，所述内部空腔的一端形成有内螺纹；
所述阻挡构件同轴地布置在中空的挡块套筒中；以及
所述旋转-直线运动转换机构包括外螺纹，该外螺纹匹配于并能接合于所述阻挡构件的内螺纹，所述内螺纹和外螺纹均具有预定数量的起点，并且所述外螺纹形成在联接到所述电动机的齿轮单元的输出轴上。
9.根据权利要求8所述的锁单元，其中，所述中空的挡块套筒是低摩擦且非磁性的材料的，而凸形的所述阻挡构件是磁性材料的。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的锁单元，其中，所述中空的挡块套筒的外表面具有突起部，并且所述突起部被容纳在沿容纳孔形成的轴向槽中以向所述中空的挡块套筒提供直线约束。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的锁单元，其中，所述螺旋槽、所述内螺纹或外螺纹呈U形、V形、正方形或梯形。
12.根据权利要求1所述的锁单元，其中，所述旋转-直线运动转换机构包括枢轴构件，所述枢轴构件形成有穿入所述枢轴构件的螺旋槽，并且所述螺旋槽接合于在联接到所述电动机的齿轮单元的输出轴上形成的协作螺旋槽。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的锁单元，还包括电子控制单元，从所述锁的外部能到达所述电子控制单元；以及电机PCB，其位于所述电动机附近并且位于所述锁的内部，从而控制线位于所述电机PCB上以防止通过外部电源或外部信号对所述电动机进行篡改操作。
14.根据权利要求13所述的锁单元，其中，所述电子控制单元提供无线通信，并且允许经由智能手机中的应用程序对所述锁单元进行电子操作。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的锁单元，其被构造为直角回转闩锁、滑栓挂锁、U形钩环挂锁或卡扣挂锁。
16.根据权利要求15所述的锁单元，其可拆卸的安装在直角回转锁的闩锁杆上。
17.根据权利要求16所述的锁单元，其中，所述可拆卸的安装是通过夹板或支撑所述锁单元的板或所述锁单元的主体构件中的狭槽孔而进行的。
18.根据权利要求17所述的锁单元，其中，所述可拆卸的安装是通过提供螺钉、螺栓和螺母、槽和紧定螺钉、或夹子而进行的。
19.根据权利要求17或18所述的锁单元，其中，所述可拆卸的安装的界面处还包括粘合剂、防滑材料或涂层、锯齿状的表面或边缘、条纹状的表面、或者互锁的突起部和凹陷部，以提供在所述界面上的正接合。
20.根据权利要求16至19中的任一项所述的锁单元，还包括调准单元或调准构件，所述调准单元或调准构件邻近于所述阻挡构件而布置，以将所述锁定位置与接合止动构件调准。
21.根据权利要求20所述的锁单元，还包括保护夹，所述保护夹能附接到所述接合止动构件以避免该止动构件损坏或磨损。
22.根据权利要求15所述的锁单元，其中，所述阻挡构件能接合于在所述滑栓挂锁的滑栓的锁定端处形成的环形槽中。
23.根据权利要求22所述的锁单元，还包括按钮和随附开关，所述按钮和随附开关用于使所述锁单元在睡眠模式和唤醒模式之间切换。
24.根据权利要求22或23所述的锁单元，还包括弹簧加载的止动部和用于将所述滑栓保持在所述锁定位置的随附开关。
25.根据权利要求15所述的锁单元，其中，所述阻挡构件能接合于在所述钩环挂锁的U形钩环的锁定端处形成的槽中。
26.根据权利要求25所述的锁单元，还包括弹簧加载的止动部和用于将所述U形钩环保持在所述锁定位置的随附开关。
27.根据权利要求15所述的锁单元，其中，所述阻挡构件能接合到位于所述卡扣挂锁的枢转卡扣构件上的凹口中。
28.根据权利要求27所述的锁单元，还包括扭簧，所述扭簧用以将所述枢转卡扣构件偏置到锁定位置。
29.一种用于构造闩锁的套件，所述闩锁用于锁固门、盖或抽屉，所述套件包括：
根据权利要求1至14或16至21中任一项所述的锁单元，其用于可拆卸地安装在直角回转闩锁的闩锁杆上；以及
在所述锁单元的主体构件中的夹板或板或狭槽孔，其带有随附的螺钉、螺栓和螺母、或夹子，用于将所述锁单元可拆卸地安装在所述闩锁杆上；
能通过被缩短和/或弯曲来修改的闩锁杆；
C形的闩锁杆，其用于构造抽屉的所述锁单元；和
电子控制单元，其允许经由智能手机中的应用程序对所述锁单元进行无线操作。
30.根据权利要求29所述的套件，还包括：
调准单元或调准构件，其利用接合止动构件定位相关联的门、盖或抽屉；和
用于安装在所述接合止动构件上的保护夹。
31.根据权利要求29或30所述的套件，还包括：
附接壳体，其用于将所述闩锁杆安装在锁定位置；
锁定环，其用于将所述附接壳体锁固到相关联的门、盖或抽屉上；
螺柱，其用于与所述附接壳体轴向螺接安装；
锁定螺母，其用于在所述闩锁杆处于所述锁定位置的情况下将所述闩锁杆牢固地锁固到所述螺柱上；
硬化的钢珠，其用于布置在所述附接壳体内并处于所述附接壳体与所述螺柱之间；和
凸点开关和相关联的盖。
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