CN112343428A - 一种智能门锁及其传动系统、离合机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能门锁及其传动系统、离合机构，该离合机构适用于驱动部件和手动旋钮可分别通过传动件带动锁体轴转动的门锁，具体地，输出件和传动件中，一者上具有至少一对第一周向限位部，另一者上具有至少一对第二周向限位部，相应的一对第一周向限位部和一对第二周向限位部形成一组离合适配副，每组组离合适配副配置为：每对第一周向限位部沿周向间隔设置，每个第二周向限位部可分别与相应的所述第一周向限位部适配形成周向相抵适配的工作位，且通过传动件与输出件之间的预设转动行程切换于两个工作位之间，且预设转动行程大于或等于手动旋钮的操作行程。在大大提高了用户体验的基础上，为确保手动自动操作转换提供了良好的技术保障。

Description

一种智能门锁及其传动系统、离合机构

技术领域

本发明涉及门锁安全控制技术领域，具体涉及一种智能门锁及其传动系统、离合机构。

背景技术

随着社会经济不断发展，工作及家居环境安全也日渐备受关注，人们对门锁的智能管理提出了更高的要求，智能门锁作为安防系统中的主要组成部分，其安全性能的稳定性越来越受到人们的关注和重视。

目前，智能门锁兼顾自动和手动操作功能，以根据用户实际需求进行功能切换，例如，在门内使用手动旋钮进行开关门操作。转动手动旋钮时，锁体方轴连动电机输出轴，用户需要施加较大的扭矩进行手动操作。

有鉴于此，亟待针对现有智能门锁的提供结构优化的离合机构，在确保自动手动切换功能的基础上，能够避免手动操作时对人工施力产生的影响，以有效提升用户体验。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构优化的智能门锁及其传动系统、离合机构，以全面提升用户体验。

本发明提供的智能门锁离合机构，所述智能门锁的驱动部件和手动旋钮可分别通过传动件带动锁体轴转动，所述传动件和与所述驱动部件的输出轴传动连接的输出件同轴设置，所述输出件和所述传动件中，一者上具有至少一对第一周向限位部，另一者上具有至少一对第二周向限位部，相应的一对所述第一周向限位部和一对所述第二周向限位部形成一组离合适配副，每组所述离合适配副配置为：每对所述第一周向限位部沿周向间隔设置，每个所述第二周向限位部可分别与相应的所述第一周向限位部适配形成周向相抵适配的工作位，且通过所述传动件与所述输出件之间的预设转动行程切换于两个所述工作位之间，且所述预设转动行程大于或等于手动旋钮的操作行程。

优选地，所述传动件与所述输出件在所述预设转动行程内枢接，形成所述枢接的孔壁具有径向向内延伸的内凸块，形成所述枢接的外表面具有径向向外延伸的外凸块；所述第一周向限位部位于所述内凸块上，所述第二周向限位部位于所述外凸块上，且所述内凸块的内径尺寸小于所述外凸块的外径向尺寸。

优选地，所述传动件插装于所述输出件中形成所述枢接，所述外凸块和所述内凸块均设置为两个，分别沿周向间隔设置。

本发明提供的智能门锁传动系统，包括驱动部件，所述驱动部件通过传动件带动锁体轴转动，还包括如前所述的智能门锁离合机构；所述驱动部件的输出轴与锥齿轮啮合副传动连接，所述输出件为所述锥齿轮啮合副的从动锥齿轮。

优选地，还包括齿轮箱，所述驱动部件为驱动电机，所述齿轮箱传动连接在驱动电机和所述锥齿轮啮合副之间。

本发明还提供一种智能门锁，包括形成内部腔室的封盖和封板，传动系统和控制板置于所述内部腔室中，手动组件的手动旋钮位于所述封盖外侧，所述传动系统的驱动部件和手动旋钮可分别通过传动件带动锁体轴转动；所述传动系统采用如前所述的智能门锁传动系统；其中，所述控制板平行于所述封板和所述板盖设置，其上具有至少两个穿装开口；固定设置在所述封板上的所述驱动部件和所述锥齿轮啮合副中的主动锥齿轮及之间的传动构件，自第一穿装开口延伸至所述控制板另一侧的所述内部腔室；所述传动件通过第二穿装开口与所述从动锥齿轮传动连接。

优选地，所述从动锥齿轮的啮合齿位于所述控制板的近所述封板的一侧，并具有延伸至所述控制板另一侧的轴套，所述传动件与所述从动锥齿轮的所述轴套传动连接。

优选地，所述传动件具有输出齿轮，所述传动件旁侧的所述控制板另一侧设置有与所述输出齿轮适配的检测齿轮，且位置传感器与所述检测齿轮同轴转动设置，以采集角度信号并输出至所述控制板。

优选地，所述封盖的外侧内嵌形成容纳电池组件的电池仓，与所述控制板电连接的电池接触弹片分别位于所述电池仓的端部。

优选地，所述电池仓为两个，两个所述电池仓相对于所述驱动部件轴对称设置并向内延伸至所述控制板；所述检测齿轮相对于所述主动锥齿轮位于所述从动锥齿轮的相对侧，且置于两个所述电池仓之间。

针对可手动自动进行开关锁操作的智能门锁，本发明另辟蹊径在带动锁体轴转动的传动件与自动驱动的输出件之间设置离合机构，具体地，一者上具有至少一对第一周向限位部，另一者上具有至少一对第二周向限位部，一对第一周向限位部和一对第二周向限位部形成一组离合适配副：并配置为：每对第一周向限位部沿周向间隔设置，每个第二周向限位部可分别与相应的第一周向限位部适配形成周向相抵适配的工作位，且通过传动件与所述输出件之间的预设转动行程切换于两个工作位之间。组装完成后，传动件始终保持与锁体轴同步转动，且手动旋钮与传动件之间也保持同步转动。如此设置，开锁时，其中一个第一周向限位部可与一个第二周向限位部相抵适配，即开锁工作位；关闭时，另一个第一周向限位部可与另一个第二周向限位部相抵适配，即闭锁工作位。自动驱动开关锁的使用状态下，开关锁之间切换时具有与预设转动行程相当的空行程，也就是说，自动驱动的开锁工作位与闭锁工作位之间的切换均存在空行程。

本方案离合机构将两个相抵适配工作位设置在自动驱动的输出件与传动件之间，并有效利用了两者之间的装配关系，转换至手动驱动时，基于该预设转动行程的设置，该离合机构能够确保驱动部件与传动件之间脱开，处于非传动连接状态。与现有技术相比，本发明具有下述有益技术效果：

第一，以驱动部件进行闭锁后手动开锁为例，驱动部件完成闭锁驱动后可先反转至开锁工作位初始状态，此时手动旋钮进行闭锁操作时，随着旋钮带动传动件及锁体轴朝向开锁方向转动，构建开锁工作位的离合适配副逐渐脱离，过程中传动件与输出件间无传动连接关系；反之亦然。由此，使得手动开锁操作无需施加较大作用力即可实现手开锁操作，同时，该预设转动行程大于或等于手动旋钮的操作行程，在大大提高了用户体验的基础上，能够满足手动开锁或手动闭锁的行程要求，为确保手动自动操作转换提供了良好的技术保障。

第二，在本发明的优选方案中，利用传动件与输出件之间在预设转动行程内的枢接关系，采用适配的内、外凸块结构形成该离合结构，且未增加传动件和输出件轴向尺寸，锁体设计的集成度较高；结构简单、可靠，便于组装，工艺性好。

第三，本发明的传动系统采用锥齿轮啮合副的从动锥齿轮作为终端输出件，如此设置，传动上游侧的驱动部件等部份可沿垂直于锁体轴的方向布置，进一步降低相对于门体厚度方向的空间占用。

第四，该智能门锁的控制板置于锁体内部腔室的中部，大致分隔形成两个空间，同时在控制板上开设相应的穿装开口，确保驱动部件、输出件及中间传动构件的组装无干涉。由此，可进一步提高产品整体集成度。

第五，在本发明的封盖外侧内嵌形成容纳电池组件的电池仓，两个电池仓相对于驱动部件轴对称设置并向内延伸至控制板，充分利用锁体宽度及厚度方向尺寸，进一步地，检测齿轮相对于主动锥齿轮位于从动锥齿轮的相对侧，且置于所述电池仓之间，充分利用了锁体长度方向尺寸。整体上，本发明提供的智能门锁在各维度上均具良好的集成度。

附图说明

图1为具体实施方式中所述智能门锁离合机构的使用状态示意图；

图2为具体实施方式中所述智能门锁离合机构的装配爆炸图；

图3为具体实施方式中所述智能门锁离合机构的组装关系示意图；

图4a-图4e分别示出了所述离合机构的不同状态下的离合配合关系；

图5示出了具体实施方式所述智能门锁的整体结构示意图；

图6为图5所示智能门锁的内部装配关系示意图；

图7为图5所示智能门锁的电池排布关系示意图。

图中：

驱动部件10、手动旋钮20、传动件31、外凸块311、输出齿轮312、主动锥齿轮41、从动锥齿轮42、内凸块421、轴套422、齿轮箱50、齿轮箱支撑架51、封盖61、电池仓611、封板62、电池组件70、电池接触弹片71、控制板80、第一穿装开口81、第二穿装开口82、检测齿轮91、位置传感器92；

第一周向限位部(A11、A12、A21、A22)、第二周向限位部(B11、B12、B21、B22)。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图1所示应用状态详细说明离合机构方案，应当理解，其中的驱动部件及中间传动部件等具体尺寸参数，对本申请请求保护的技术方案未构成实质性限制。

请参考图1，图1为本实施方式所述智能门锁离合机构的使用状态示意图。图中所示，该智能门锁的驱动部件10和手动旋钮20可分别通过传动件31带动锁体轴(图中未示出)转动，这里，传动件31和与驱动部件10的输出轴传动连接的输出件(从动锥齿轮42)同轴设置，以便在两者之间设置离合机构。可以理解的是，该输出件不局限于图中所示的从动锥齿轮42，只要是自动驱动传动链与传动件的传动连接的终端输出件均可，例如但不限于，输出轴或直齿齿轮等结构。

作为输出件的从动锥齿轮42和传动件31中，一者上具有至少一对第一周向限位部(A11和A12为一对、A21和A22为一对)，另一者上具有至少一对第二周向限位部(B11和B12为一对、B21和B22为一对)，相应的一对第一周向限位部和一对第二周向限位部形成一组离合适配副(A1-B1为一组、A2-B2为一组)，每组离合适配副配置为：每对第一周向限位部(A11和A12、A21和A22)沿周向间隔设置，每个第二周向限位部(B11和B12、B21和B22)可分别与相应的第一周向限位部(A11和A12、A21和A22)适配形成周向相抵适配的工作位，且通过传动件31与输出件(从动锥齿轮42)之间的预设转动行程切换于两个工作位之间，且预设转动行程大于或等于手动旋钮的操作行程。

需要说明的是，这里的“预设转动行程”为由一个工作位切换至另一工作位的具体转动行程。本方案中，一对离合适配副即可实现上述离合机构的基本功能，两对及以上的离合适配副亦可，且具有较佳的均戴效果。请一并参见图2和图3，其中，图2为具体实施方式中所述智能门锁离合机构的装配爆炸图，图3为具体实施方式中所述智能门锁离合机构的组装关系示意图。

图中所示，该离合机构优选设置有两对第一周向限位部(A11和A12、A21和A22)和两对第二周向限位部(B11和B12、B21和B22)，并且传动件31插装于从动锥齿轮42中形成在该预设转动行程内枢接。显然，该枢接关系也可以反向设置形成，也就是说，将从动锥齿轮42插装于传动件31中形成，只要具备形成上述两对第一周向限位部(A11和A12、A21和A22)和两对第二周向限位部(B11和B12、B21和B22)的适配孔壁和外表面，均在本申请请求保护的范围内。

该枢接关系中，从动锥齿轮42孔壁具有径向向内延伸的内凸块421，传动件31的外表面具有径向向外延伸的外凸块311。第一周向限位部(A11和A12、A21和A22)位于内凸块421上，第二周向限位部(B11和B12、B21和B22)位于外凸块311上，且内凸块421的内径尺寸小于外凸块311的外径向尺寸，由此形成相抵的离合适配副。请一并参见图4a，该图示出了离合适配副的横截面，外凸块311和内凸块421均设置为两个，分别沿周向间隔设置。采用适配的内、外凸块结构形成该离合结构，且未增加传动件和输出件轴向尺寸，锁体设计的集成度较高；结构简单、可靠，组装工艺性较好。

组装完成后，传动件31始终保持与锁体轴同步转动，且手动旋钮20与传动件31之间也保持同步转动。本方案离合机构将两个相抵适配工作位设置在自动驱动的从动锥齿轮42与传动件31之间，并有效利用了两者之间的装配关系，转换至手动驱动时，基于该预设转动行程的设置，该离合机构能够确保驱动部件与传动件之间脱开，处于非传动连接状态。

下以驱动部件进行闭锁后采用手动开锁操作为例，基于图4a所示初始状态(图4a-图4e中所示传动件顺时针转动为闭锁操作，逆时针转动为开锁操作)详细说明本方案所述离合机构的作用基理。

首先，图4a所示状态下，驱动部件10驱动锥齿轮啮合机构的从动锥齿轮42顺时针转动，至图4b所示的闭锁工作位，处于闭锁工作位下的第一组离合适配副的第一周向限位部A11和第二周向限位部B11、第二组离合适配副的第一周向限位部A21和第二周向限位部B21分别周向相抵适配；随着驱动部件10驱动从动锥齿轮42继续顺时针转动，带动传动件31同步转动至图4c所示关门状态。

接下来，驱动部件10可驱动从动锥齿轮42逆时针转动，至图4d所示开锁工作位，该转动行程即为预设转动行程；处于开锁工作位下的第一组离合适配副的第一周向限位部A12和第二周向限位部B12、第二组离合适配副的第一周向限位部A22和第二周向限位部B22分别周向相抵适配。

当需要切换至手动进行开锁操作时，操作手动旋转20带动传动件31逆时针转动，完成手动开锁操作，如图4e所示。手动操作过程中，传动件31与从动锥齿轮42逐渐脱离，传动件31与输出件间无传动连接关系，也即不会连动电机输出轴，用户施加较小扭矩即可完成手动操作，可大大提升用户体验。反之亦然。而继续由驱动部件10驱动进行开锁操作时，如图4d所示开锁工作位，随着驱动部件10驱动从动锥齿轮42逆时针转动，带动传动件31同步转动至开门状态。

如前所述，驱动传动链的终端输出件为锥齿轮啮合机构的从动锥齿轮42，由此使得智能门锁传动系统的传动上游侧的驱动部件10等部份可沿垂直于锁体轴的方向布置，进一步降低相对于门体厚度方向的空间占用。作为优选，驱动部件10可采用旋转电机，并利用齿轮箱50传动连接在驱动电机和锥齿轮啮合副之间。图中所示，齿轮箱50通过齿轮箱支撑架51与封板62固定连接。

除前述智能门锁的离合机构及传动系统外，本实施方式还提供一种应用前述方案的智能门锁整机方案。请参见图5，该图示出了本实施方式所述智能门锁的整体结构示意图。

该智能门锁由封盖61和封板62形成内部腔室，其中传动系统和控制板70均置于内部腔室中，如图5所示，手动组件的手动旋钮20位于封盖61外侧，以便根据具体需要人工进行手动操作。如前所述，传动系统的驱动部件10和手动旋钮20可分别通过传动件31带动锁体轴(图中未示出)转动。

其中，用于达成整机控制机能的控制板80平行于封板60和板盖70设置，如图所示，该控制板80大致位于内部腔室的中部位置，空间上形成一定分隔，以适应从动锥齿轮42的空间布置，可以使得从动锥齿轮42的啮合齿位于控制板80的近封板62的一侧，同时满足连接信号元件的功能需求。请一并参见图6所示，该图示出了控制板与传动系统的装配关系示意图。

结合图5和图6所示，控制板80上具有两个穿装开口：第一穿装开口81和第二穿装开口82，其中，固定设置在封板62上的驱动部件10和锥齿轮啮合副中的主动锥齿轮41及之间的传动构件，自第一穿装开口81延伸至控制板80另一侧的内部腔室，这里，“传动构件”例如但不限于本方案中的齿轮箱50；同时，传动件31通过第二穿装开口82与从动锥齿轮42传动连接。本方案的从动锥齿轮42的啮合齿位于控制板80的近封板62的一侧，并具有延伸至控制板80另一侧(近封盖61侧)的轴套422，由此实现传动件31与从动锥齿轮42的轴套422传动连接，确保驱动部件、输出件及中间传动构件的组装无干涉。

为了整机控制的精确度，可以进一步增设转动角度检测手段。如图6所示，在传动件31上可设置输出齿轮312，相应地，该传动件31旁侧的控制板80另一侧设置有与输出齿轮312适配的检测齿轮91，且位置传感器92与检测齿轮91同轴转动设置，以采集角度信号并输出至控制板80。由此，实时检测锁体轴的实际转动角度，以进行反馈调节，且该检测传动链仅涉及一对齿轮啮合关系，能够最大限度地保障检测精度。

另外，为了更进一步地提高产品集成度，获得更佳的整机布局，优选在封盖61的外侧内嵌形成容纳电池组件70的电池仓611，与控制板80电连接的电池接触弹片71分别位于电池仓611的端部。作为进一步优选，电池仓611为两个，相对于驱动部件10轴对称设置在两侧，且两个电池仓611向内延伸至控制板80，以有效利用锁内驱动部件10两侧的内部腔室，也即充分利用锁体宽度及厚度方向尺寸空间；此外，电池仓611的结构兼具内部强度支撑结构。

进一步地，检测齿轮91相对于主动锥齿轮41位于从动锥齿轮42的相对侧，且置于两个电池仓611之间，充分利用了锁体长度方向尺寸。整体上，本发明提供的智能门锁在各维度上均具良好的集成度。

需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例，并非局限于图中所示在采用锥齿轮啮合机构作为自动驱动的终端输出构件，应当理解，只要核心构思与本方案一致均在本申请请求保护的范围内。此外，电池接触弹片71的具体结构形式，以及智能门锁的基础控制均可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.智能门锁离合机构，所述智能门锁的驱动部件和手动旋钮可分别通过传动件带动锁体轴转动，所述传动件和与所述驱动部件的输出轴传动连接的输出件同轴设置，其特征在于，所述输出件和所述传动件中，一者上具有至少一对第一周向限位部，另一者上具有至少一对第二周向限位部，相应的一对所述第一周向限位部和一对所述第二周向限位部形成一组离合适配副，每组所述离合适配副配置为：每对所述第一周向限位部沿周向间隔设置，每个所述第二周向限位部可分别与相应的所述第一周向限位部适配形成周向相抵适配的工作位，且通过所述传动件与所述输出件之间的预设转动行程切换于两个所述工作位之间，且所述预设转动行程大于或等于手动旋钮的操作行程。

2.根据权利要求1所述的智能门锁离合机构，其特征在于，所述传动件与所述输出件在所述预设转动行程内枢接，形成所述枢接的孔壁具有径向向内延伸的内凸块，形成所述枢接的外表面具有径向向外延伸的外凸块；所述第一周向限位部位于所述内凸块上，所述第二周向限位部位于所述外凸块上，且所述内凸块的内径尺寸小于所述外凸块的外径向尺寸。

3.根据权利要求2所述的智能门锁离合机构，其特征在于，所述传动件插装于所述输出件中形成所述枢接，所述外凸块和所述内凸块均设置为两个，分别沿周向间隔设置。

4.智能门锁传动系统，包括驱动部件，所述驱动部件通过传动件带动锁体轴转动，其特征在于，还包括如权利要求1至3中任一项所述的智能门锁离合机构；所述驱动部件的输出轴与锥齿轮啮合副传动连接，所述输出件为所述锥齿轮啮合副的从动锥齿轮。

5.根据权利要求4所述的智能门锁传动系统，其特征在于，还包括齿轮箱，所述驱动部件为驱动电机，所述齿轮箱传动连接在驱动电机和所述锥齿轮啮合副之间。

6.智能门锁，包括形成内部腔室的封盖和封板，传动系统和控制板置于所述内部腔室中，手动组件的手动旋钮位于所述封盖外侧，所述传动系统的驱动部件和手动旋钮可分别通过传动件带动锁体轴转动；其特征在于，所述传动系统采用如权利要求4或5所述的智能门锁传动系统；

其中，所述控制板平行于所述封板和所述板盖设置，其上具有至少两个穿装开口；固定设置在所述封板上的所述驱动部件和所述锥齿轮啮合副中的主动锥齿轮及之间的传动构件，自第一穿装开口延伸至所述控制板另一侧的所述内部腔室；所述传动件通过第二穿装开口与所述从动锥齿轮传动连接。

7.根据权利要求6所述的智能门锁，其特征在于，所述从动锥齿轮的啮合齿位于所述控制板的近所述封板的一侧，并具有延伸至所述控制板另一侧的轴套，所述传动件与所述从动锥齿轮的所述轴套传动连接。

8.根据权利要求6或7所述的智能门锁，其特征在于，所述传动件具有输出齿轮，所述传动件旁侧的所述控制板另一侧设置有与所述输出齿轮适配的检测齿轮，且位置传感器与所述检测齿轮同轴转动设置，以采集角度信号并输出至所述控制板。

9.根据权利要求8所述的智能门锁，其特征在于，所述封盖的外侧内嵌形成容纳电池组件的电池仓，与所述控制板电连接的电池接触弹片分别位于所述电池仓的端部。

10.根据权利要求9所述的智能门锁，其特征在于，所述电池仓为两个，两个所述电池仓相对于所述驱动部件轴对称设置并向内延伸至所述控制板；所述检测齿轮相对于所述主动锥齿轮位于所述从动锥齿轮的相对侧，且置于两个所述电池仓之间。

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