CN112714817A - 能量收集装置和电子锁定系统 - Google Patents

Abstract

一种用于电子锁定系统(116)的能量收集装置(12)，该能量收集装置(12)包括：用于驱动发电机(34)的从动构件(32)，该从动构件(32)布置成绕从动构件旋转轴线(74)旋转；驱动构件(30)，该驱动构件能够在起始位置(70)与释放位置(112)之间移动，在起始位置中，驱动构件(30)不接合从动构件(32)，在释放位置中，驱动构件(30)可以驱动地接合从动构件(32)；收集弹性元件(40)，该收集弹性元件布置成将驱动构件(30)朝向起始位置(70)迫拉并且布置成存储来自驱动构件(30)的从起始位置(70)移位的机械能量；以及释放机构(42)，该释放机构布置成将存储在收集弹性元件(40)中的机械能量释放至驱动构件(30)的从释放位置(112)至起始位置(70)的返回运动。还提供了一种电子锁定系统(116)。

Description

能量收集装置和电子锁定系统

技术领域

本公开总体上涉及能量收集装置。特别地，提供了用于电子锁定系统的能量收集装置以及包括能量收集装置的电子锁定系统。

背景技术

已知各种类型的电子锁定系统。代替使用纯机械锁，一些锁定系统包括锁构件(例如锁栓)的电子驱动器，电子驱动器用以例如对门进行解锁以允许进入门后面的区域。

此外，代替使用传统的钥匙来解锁门，已知用于授权人进入门后面的区域的各种类型的电子通信方法。例如，可以使用射频识别(RFID)系统，其中，RFID系统的读取器安装在门中并且标签由待识别的物体携带或附接至待识别的物体。

为了给电子锁定系统供电，已经提出所谓的“自供电”电子锁定系统，其中，电力通过门把手的机械致动产生，并且该电力用于给电子锁定系统提供电力。这个概念也被称为能量收集。

US 2014/0225375 A1公开了一种用于门把手的电力供给装置。通过转动门把手来移动闩锁，门把手的旋转轴被驱动以使驱动齿轮转动。驱动齿轮的旋转传递至发电机轴的旋转以产生用于电子锁的电力。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种用于电子锁定系统的能量收集装置，该能量收集装置实现了用于对发电机进行驱动的从动构件的相对较高的速度。

本公开的另一目的是提供一种用于电子锁定系统的能量收集装置，该能量收集装置具有简单的(例如，具有很少的部分)、紧凑的、可靠的和/或便宜的设计。

本公开的又一目的是提供一种用于电子锁定系统的能量收集装置，该能量收集装置具有高效率或减小的机械损失。

本公开的又一目的是提供一种用于电子锁定系统的能量收集装置，该能量收集装置改善了用户体验。

本公开的又一目的是提供一种用于电子锁定系统的能量收集装置，该能量收集装置解决了前述目的中的若干个目的或所有目的。

本公开的又一目的是提供一种包括锁装置的电子锁定系统，该电子锁定系统解决了前述目的中的一个目的、若干个目的、或所有目的。

根据一个方面，提供了一种用于电子锁定系统的能量收集装置，该能量收集装置包括：用于对发电机进行驱动的从动构件，该从动构件布置成绕从动构件旋转轴线旋转；驱动构件，该驱动构件能够在起始位置与释放位置之间移动，在起始位置中，驱动构件不接合从动构件，在释放位置中，驱动构件可以驱动地接合从动构件；收集弹性元件，该收集弹性元件布置成将驱动构件朝向起始位置迫拉并且布置成存储来自驱动构件的从起始位置移位的机械能量；以及释放机构，该释放机构布置成将存储在收集弹性元件中的机械能量释放至驱动构件的从释放位置至起始位置的返回运动。

驱动构件可以通过外部力或外部扭矩、例如通过手动转动把手而从起始位置移动至释放位置。驱动构件然后在某个释放位置处被释放。在返回运动期间，驱动构件对从动构件进行驱动并且加速以使发电机加速。当驱动构件在释放之后返回至起始位置时，驱动构件移动经过或“超出”从动构件。由于驱动构件在起始位置中不接合从动构件，因此从动构件在驱动构件已经释放并且返回至起始位置时自由旋转。相较于驱动构件在起始位置与从动构件接合的能量收集装置，在从起始位置至释放位置的移位期间由收集弹性元件存储的所有机械能量由此可以被释放。能量收集装置可以由此使从动构件加速至高速度，然后使从动构件以最小的摩擦损失自由自转。因此，提高了能量收集装置的效率。

收集弹性元件可以由弹簧、例如张紧弹簧构成。因此，根据本公开的能量收集装置可以构造成首先例如通过手动旋转把手使弹簧张紧，然后释放弹簧以加速发电机。

尽管将驱动构件和从动构件主要描述为由齿轮构成，但是驱动构件和从动构件可以构造成以替代性方式彼此接合、例如借助于摩擦彼此接合。因此，根据本公开的驱动构件和从动构件可以由摩擦轮构成。贯穿本公开，从动构件可以替代性地被称为飞轮。

然而，本公开不限于驱动构件的旋转运动。驱动构件可以例如替代性地在起始位置与释放位置之间线性地或大致线性地移动。在这种情况下，驱动构件可以由用于接合从动轮的齿条构成或包括用于接合从动轮的齿条。

驱动构件可以沿第一方向从起始位置(例如旋转地或线性地)移动至释放位置，并且驱动构件可以通过在与第一方向相反的第二方向上的运动(例如旋转地或线性地)而从释放位置返回至起始位置。第一方向可以被称为向外运动或向外移位，并且第二方向可以被称为返回运动或返回移位。除了在邻近于驱动构件不接合从动构件的起始位置的位置以外，驱动构件在向外运动期间和返回运动期间驱动地接合从动构件。

驱动构件能够绕驱动构件旋转轴线在起始位置与释放位置之间旋转地移动。驱动构件相对于驱动构件旋转轴线的半径可以是在从动构件相对于从动构件旋转轴线的半径的二倍与十倍之间、比如三倍与七倍之间、比如五倍。

在驱动构件能够绕驱动构件旋转轴线旋转的情况下，释放位置可以替代性地被称为释放角度、即绕驱动构件旋转轴线在起始位置与释放位置之间的角度。释放角度可以根据实施方式变化。释放角度可以例如为大约80°(例如对于橱柜锁)或大约45°(对于常规的门把手)。此外，当驱动构件能够绕驱动构件旋转轴线旋转时，从起始位置的向外运动和返回运动两者由旋转运动构成。

释放机构是构造成释放驱动构件的机构。释放机构可以构造成在驱动构件的特定位置处、即在释放位置处释放驱动构件。在驱动构件能够绕驱动构件旋转轴线在起始位置与释放位置之间旋转地运动的情况下，释放机构可以构造成在驱动构件的特定旋转位置处、即在释放位置处释放驱动构件。

释放机构可以例如包括连接至驱动构件的释放构件、以及比如阻挡件的固定的释放构件启动器。在这种情况下，当驱动构件已经从起始位置移动至释放位置时，释放构件可以开始例如借助于固定至输入构件的驱动销而与释放构件启动器接触，使得释放构件启动器启动释放构件。该启动可以通过将释放构件从伸出位置推动到缩回位置中构成。因此，驱动销与释放构件之间的接合消失，并且释放机构被释放。

驱动构件可以由扇形齿轮构成、或者由包括沿着扇形部的齿部以及邻近于扇形部的非齿部的轮构成。替代性地或附加地，驱动构件可以是平坦的。驱动构件可以在大致垂直于或垂直于驱动构件旋转轴线的平面中具有最大尺寸。驱动构件可以包括驱动齿部；并且从动构件可以包括用于与驱动齿部啮合的从动齿部。

根据本公开的能量收集装置还可以包括支承装置，该支承装置布置成在啮合位置与偏转位置之间挠性地支承从动构件，在啮合位置中，从动齿部定位成与驱动齿部啮合，在偏转位置中，从动构件在驱动齿部的驱动顶面接触从动齿部的从动顶面时远离驱动构件偏转。由此，从动构件可以偏转成使得驱动构件能够在从起始位置至释放位置的运动期间经过。支承装置可以替代性地被称为挠性安装件、发电机安装件或联杆。

如果驱动齿部与从动齿部啮合，则支承装置不会偏转。然而，如果驱动齿部不与从动齿部啮合、即如果驱动齿部的驱动顶面与从动齿部的从动顶面匹配，则支承装置偏转以使驱动构件能够通过。驱动齿部和从动齿部可以以顶部对顶部的方式跨置一小段时间，但是在驱动构件的一些进一步旋转之后，从动齿部将滑出并且由支承装置推动到与驱动齿部啮合。

能量收集装置可以布置成使得在驱动构件的返回运动期间来自驱动构件的沿着驱动齿部与从动齿部之间的力线的力在支承装置上产生朝向啮合位置的恢复力矩或恢复力。力线可以替代性地被称为作用线。力线与驱动构件和从动构件的基圆相切。由此，防止了从动构件由于在驱动构件从释放位置至起始位置的返回运动期间来自驱动构件的力而偏转，并且支承装置可以维持在啮合位置中。

替代性地或附加地，支承装置可以包括：用于旋转地支承从动构件的支承构件，该支承构件能够在啮合位置与偏转位置之间移动；以及支承弹性元件，该支承弹性元件布置成将支承构件朝向啮合位置迫拉。支承构件可以例如由刚性臂构成。

作为对支承构件的替代性方案，驱动齿部和/或从动齿部可以被制成挠曲的以便于啮合。替代性地或附加地，驱动齿部和/或从动齿部可以具有便于啮合的设计。

术语“收集弹性元件”和“支承弹性元件”被选择以区分这两种弹性元件。贯穿本公开，收集弹性元件可以替代性地被称为第一弹性元件，并且支承弹性元件可以替代性地被称为第二弹性元件。

支承构件能够绕支承构件旋转轴线在啮合位置与偏转位置之间旋转地移动。支承构件可以由此枢转或摆动至偏转位置。作为一种替代性方案，支承构件可以布置成在啮合位置与偏转位置之间线性地或大致线性地移动。

收集弹性元件可以在起始位置被预加载。在这种情况下，尽管来自驱动构件的从起始位置至释放位置的移位的所有机械能量可以被释放，但是当收集弹性元件在起始位置被预加载时存储在收集弹性元件中的所有机械能量不会被释放。

作为替代性方案，收集弹性元件可以在驱动构件处于起始位置时采用中间状态。在这种情况下，驱动构件止挡件可以省去。

根据本公开的能量收集装置还可以包括布置成由从动构件驱动的发电机。另外，发电机可以由根据本公开的偏转支承装置支承。

根据本公开的能量收集装置还可以包括张紧构件，并且释放机构可以由保持及释放机构构成，该保持及释放机构布置成将驱动构件保持在释放位置中，并且布置成通过由张紧构件致动而将存储在收集弹性元件中的机械能量释放至驱动构件的的从释放位置的返回运动。张紧构件可以替代性地被称为输入构件。张紧构件可以连接至把手或与把手一体地形成。根据本公开的把手可以例如由把手杆或旋钮构成。张紧构件可以例如由张紧臂构成。

保持及释放机构可以包括：摇杆臂，该摇杆臂能够绕摇杆臂旋转轴线在伸出位置与缩回位置之间旋转地移动，在伸出位置中，驱动构件可以通过摇杆臂保持在释放位置中，在缩回位置中，驱动构件从释放位置释放；以及摇杆弹性元件，摇杆弹性元件布置成将摇杆臂朝向伸出位置迫拉。摇杆弹性元件可以由弹簧例如压缩弹簧构成。

驱动构件可以包括驱动结构，并且张紧构件可以包括：驱动结构接合部分，该驱动结构接合部分布置成接合驱动构件的驱动结构以将驱动构件通过张紧构件的运动从起始位置移动至释放位置；以及摇杆臂接合部分，该摇杆臂接合部分布置成接合摇杆臂以将摇杆臂从伸出位置移动至缩回位置。

此外，摇杆臂可以包括布置成由驱动结构接合的摇杆臂可接合异型件。当驱动结构接合摇杆臂可接合异型件时，摇杆臂可以将驱动构件保持在释放位置中。摇杆臂可接合异型件可以例如由摇杆臂中的钩或凹部构成。

贯穿本公开，驱动结构可以由销构成。销可以大致垂直于或垂直于驱动构件的平面延伸。替代性地或附加地，销可以大致平行于或平行于驱动构件旋转轴线延伸。

张紧构件以及保持及释放机构可以构造成使得驱动构件在张紧构件沿第一方向向外旋转的端部附近或端部处定位在释放位置中，并且使得张紧构件在张紧构件的沿与第一方向相反的第二方向的返回旋转期间致动保持及释放机构以释放。向外位置的端部附近可以是张紧构件沿第一方向向外旋转的角度范围的至少90％、比如至少95％。

根据另一方面，提供了一种锁装置，该锁装置包括根据本公开的能量收集装置。锁装置可以包括输入构件和连接至输入构件或与输入构件一体形成的把手。输入构件可以由把手轴和/或张紧构件构成。能量收集装置因此可以构造成将来自把手的旋转的能量转换成电能量。

替代性地或附加地，锁装置还可以包括输出构件和连接至输出构件或与输出构件一体形成的闩锁。输出构件可以由闩锁轴构成。

根据另一方面，提供了一种包括根据本公开的能量收集装置的电子锁定系统。

根据另一方面，提供了一种包括根据本公开的锁装置的电子锁定系统。

根据另一方面，提供了一种用于操作电子锁定系统的能量收集装置的方法，该方法包括直接或间接地将用于发电机的驱动构件从起始位置手动移动至释放位置，在起始位置中，驱动构件不接合从动构件，在释放位置中，驱动构件可以抵抗来自收集弹性元件的力而驱动地接合从动构件，该收集弹性元件布置成将驱动构件朝向起始位置迫拉并且布置成存储来自驱动构件的从起始位置的移位的机械能量；以及将存储在收集弹性元件中的机械能量释放至驱动构件的从释放位置至起始位置的返回运动。

附图说明

本公开的其他细节、优点和方面将通过结合附图的以下实施方式变得明显，在附图中：

图1：示意性地表示包括能量收集装置的锁装置的立体图；

图2a至图2e：示意性地表示处于不同状态的另一能量收集装置；

图3a至图3e：示意性地表示处于不同状态的另一能量收集装置；以及

图4：示意性地表示本文提出的实施方式可以应用的环境。

具体实施方式

在下文中，将描述用于电子锁定系统的能量收集装置以及包括能量收集装置的电子锁定系统。相同的附图标记将用于表示相同或相似的结构特征。

图1示意性地表示了锁装置10的一个示例的立体图，锁装置10包括根据本公开的用于电子锁定系统的能量收集装置12的一个示例。该示例的锁装置10包括：此处由把手轴构成的输入构件14；以及此处由旋钮构成的把手16，该把手16固定地连接至输入构件14并且把手16用于手动地操纵输入构件14。输入构件14布置成绕输入旋转轴线18旋转。图1中的锁装置10可以例如用于橱柜锁。

图1中的示例的锁装置10还包括：此处由闩锁轴构成的输出构件20；以及闩锁22，闩锁22固定地连接至输出构件20。输出构件20布置成绕输出旋转轴线24旋转。在图1中的示例中，输出旋转轴线24与输入旋转轴线18同心，但是该关系可以不同，例如该关系包括倾斜关系或偏移关系。输出构件20借助于支承装置26被支承成用于绕输出旋转轴线24旋转。

该示例的能量收集装置12构造成收集来自输入构件14绕输入旋转轴线18沿第一方向28旋转的能量。本公开不限于图1中的能量收集装置12的类型。

图1中的示例的能量收集装置12包括驱动构件30、从动构件32、发电机34、驱动销36、驱动构件止挡件38、收集弹性元件40以及释放机构42。驱动构件30此处由布置成相对于输入构件14绕输入旋转轴线18旋转的刚性件构成。驱动构件30包括此处被实施为齿轮的用于驱动从动构件32的从动齿部46的驱动齿部44。从动构件32布置成驱动发电机34。在该示例中，从动构件32联接至发电机34的轴48。驱动销36固定至输入构件14。

收集弹性元件40此处被实施为张紧弹簧。在图1中图示的能量收集装置12的状态下、即在驱动构件30的起始位置中，收集弹性元件40是张紧的、即预加载的，并且收集弹性元件40使驱动构件30绕输入旋转轴线18沿与第一方向28相反的第二方向50旋转地迫拉抵靠驱动构件止挡件38。收集弹性元件40中的张力在驱动构件30由于绕输入旋转轴线18沿第一方向28的旋转而移位时增加。

图1中的驱动构件止挡件38以止挡销为例。然而，驱动构件止挡件38可以由替代性的止挡结构构成。作为另一替代性方案，驱动构件止挡件38可以移除，并且驱动构件30可以通过静止位置(即，处于未加载状态)的收集弹性元件40定位在图1中图示的位置。

图1中的示例的释放机构42包括连接至驱动构件30的释放构件52和此处被示例为阻挡件的固定的释放构件启动器54。释放构件52能够在伸出位置(如图1中图示)与缩回位置之间绕铰链旋转。然而，图1中的释放机构42仅是根据本公开的释放机构的一个示例。

图1中的示例的锁装置10还包括传递装置56。传递装置56可以例如基于授权的进入控制程序从锁定状态和解锁状态选择性地移动，在锁定状态下，输出构件20不能借助于输入构件14绕输入旋转轴线18的旋转而绕输出旋转轴线24旋转，在解锁状态下，输出构件20可以借助于输入构件14绕输入旋转轴线18的旋转而绕输出旋转轴线24旋转。传递装置56由能量收集装置12，例如经由比如电容器或超级电容器的蓄电器(未示出)直接或间接地提供电力。

在图1中的示例中，传递装置56由阻挡装置58构成。传递装置56的锁定状态由阻挡装置58的阻挡状态构成，并且传递装置56的解锁状态由阻挡装置58的解锁状态构成(如图1中图示的)。

存在各种类型的替代性传递装置。此外，根据本公开的阻挡装置不限于图1中的类型。而是，图1中的阻挡装置58仅构成根据本公开的阻挡装置的很多示例的一个示例。在图1中，阻挡装置58布置成移动到输出构件20中的凹部60中以采取阻挡状态，并且布置成从凹部60中移出以采取非阻挡状态。阻挡装置58的运动由箭头62示出。致动器(未示出)可以用来在阻挡状态与非阻挡状态之间驱动阻挡装置58。

在图1中的示例中，输入构件14包括接合结构64，并且输出构件20包括布置成由接合结构64接合的可接合结构66。在图1中，接合结构64布置在输入构件14的远端部处，并且可接合结构66布置在输出构件20的近端部处。然而，接合结构64和/或可接合结构66可以布置在替代性位置处，例如不一定是远端/近端处。此外，在图1中，输入构件14与输出构件20间隔开以有助于观察接合结构64和可接合结构66。

接合结构64此处示例为两个接合突出部，并且可接合结构66此处示例为两个可接合突出部。每个接合突出部由相对于输入旋转轴线18径向延伸的销构成。每个可接合突出部由平行于输出旋转轴线24延伸的止挡件构成。

接合结构64和可接合结构66限定角度间隙68或扇形区，接合结构64可以在接合可接合结构66之前通过角度间隙68或扇形区绕输入旋转轴线18旋转。在图1的示例中，角度间隙68为90°。然而，角度间隙68可以被制成更大或更小。

在图1中，输入构件14定位在起始位置中或在中间位置中。出于参照目的，图1还示出了竖向轴线Z和两个水平轴线X和Y。在图1中，锁装置10总体是水平定向。然而，锁装置10可以在空间上任意地定向。

现在将对操作图1中的锁装置10的方法的一个示例进行描述。当阻挡装置58定位在阻挡状态时，输出构件20被阻挡绕输出旋转轴线24旋转。然而，当阻挡装置58定位在阻挡状态时，输入构件14可以绕输入旋转轴线18旋转90°，例如使得接合结构64通过角度间隙68旋转。输入构件14因此可以总是旋转90°，并且总是可以通过能量收集装置12收集来自该旋转的能量，而与由阻挡装置58所采取的状态无关。

此外，当驱动构件30处于图示的起始位置中时，驱动构件30不接合从动构件32。更具体地，在驱动构件30的起始位置中，驱动齿部44远离从动齿部46移动使得从动构件32绕从动构件旋转轴线(未示出)自由旋转。

通过例如通过手动地抓住并转动把手16而使输入构件14绕输入旋转轴线18沿第一方向28手动地旋转，驱动销36推动处于伸出位置的释放构件52，使得驱动构件30从起始位置绕输入旋转轴线18沿第一方向28旋转。驱动构件30的旋转由收集弹性元件40抵抗。

当驱动构件30首先绕输入旋转轴线18沿第一方向28旋转时，发电机34经由驱动齿部44、从动齿部46以及从动构件32驱动。由发电机34在该初始旋转期间产生的能量可以例如借助于BLE通信用来唤醒并且执行进入控制装置(图4中描述的)的进入控制过程。驱动构件30能够在起始位置与释放位置之间移动，在该起始位置中，驱动构件30不接合从动构件32，在该释放位置中，驱动构件30可以驱动地接合从动构件32。

当输入构件14已经从起始位置绕输入旋转轴线18沿第一方向28向释放位置进一步旋转比如大约80°时，释放构件52开始与释放构件启动器54接触，并且释放构件启动器54将释放构件52从伸出位置推动到缩回位置中。因此，驱动销36与释放构件52之间的接合消失并且释放机构42释放。因此，在该示例中，释放角度为大约80°。然而，释放角度可以根据所期望的用户体验和/或要收集的能量的量来任意设定。例如，在门把手中，释放角度可以设定为大约45°。

在释放时，收集弹性元件40将驱动构件30拉动成绕输入旋转轴线18沿第二方向50旋转，即返回运动，这产生从动构件32的相对快速的旋转。驱动构件30然后由驱动构件止挡件38(或当收集弹性元件40采取静止位置时)停止在驱动构件30再次不接合从动构件32的起始位置中。从动构件32由此自由旋转直到旋转消失为止。能量收集装置12由此收集相对大量的能量。

如果进入控制过程导致准许进入，阻挡装置58例如借助于通过释放机构42的释放所收集的能量、或借助于通过释放机构42的一个或更多个较早的释放所收集的能量而从阻挡状态移动至非阻挡状态。由能量收集装置12在释放机构42的释放期间所收集的能量可以足够使阻挡装置58从阻挡状态移动至非阻挡状态并且返回至阻挡状态。所收集的能量的一部分也可以被存储并且用于阻挡装置58从阻挡状态至非阻挡状态并且返回至阻挡状态的一个或更多个随后的运动。

对于橱柜锁，由能量收集装置12在释放机构42的释放期间所收集的能量可以比使阻挡装置58从阻挡状态移动至非阻挡状态并且返回至阻挡状态所需要的能量仅多一点。根据一种变型，例如在橱柜锁中，多余的能量可以被存储并且用来唤醒进入控制装置并且用来在随后的通过期间解除阻挡装置58的阻挡。在随后的通过期间所收集的能量可以用于在随后的通过之后对阻挡装置58进行阻挡。

对于一些实施方式，比如门把手，可以使用相对较大的蓄电器。在这种情况下，能量收集装置12可以重复地对蓄电器充电使得蓄电器保持大致完全充电。在这种情况下，阻挡装置58可以在把手16旋转之前从阻挡状态移动至非阻挡状态。由此，所收集的能量可以用于之后的通过。

当输入构件14已经绕输入旋转轴线18沿第一方向28旋转了90°时，输入构件14的接合结构64开始接合输出构件20的可接合结构66。也就是说，接合结构64与可接合结构66接触。由于阻挡装置58现在采取非阻挡状态，输入构件14绕输入旋转轴线18沿第一方向28的例如从90°至180°的进一步旋转致使输出构件20旋转并且因此导致闩锁22旋转。以这种方式，锁装置10可以被解锁。

如果锁装置10再次要被锁定，则输入构件14绕输入旋转轴线18沿第二方向50旋转。在初始的返回旋转，例如从距起始位置180°至距起始位置90°期间，输入构件14的接合结构64移动通过角度间隙68。在随后的返回旋转，例如从距起始位置的90°至起始位置期间，输出构件20与输入构件14一起旋转，并且因此闩锁22与输入构件14一起旋转。就在返回至起始位置之前，驱动销36跨置越过释放构件52使得驱动构件30可以再次旋转。换言之，能量收集装置12复位。一旦例如借助于读取闩锁22的位置或输入构件14的位置的指示值的位置传感器(未示出)来确定闩锁22已经再次锁定，则阻挡装置58从非阻挡状态返回至阻挡状态。在阻挡装置58包括例如用于接合凹部60的弹簧加载的致动销的情况下，阻挡装置58从非阻挡状态至阻挡状态的运动可以被较早地致动使得致动销在输出构件20旋转地与阻挡装置58对准时“跳”到凹部60中。

图2a至图2e示意性地表示根据本公开的处于不同状态的另一示例的能量收集装置12。将主要描述相对于图1中的能量收集装置12的区别。

图2a示出了处于起始位置70的驱动构件30。在图2a中，能量收集装置12的所有部分处于静止。图2a中的驱动构件30可以由输入构件14和/或把手16以与结合图1描述的相同方式驱动。图2a中的能量收集装置12还包括释放机构(未示出)。释放机构可以是根据本公开的图1中的类型或任何其他类型。

在图2a的示例中，驱动构件30能够绕驱动构件旋转轴线72在图2a中的起始位置70与释放位置之间旋转地移动。在该示例中，驱动构件旋转轴线72与根据图1的输入构件14的输入旋转轴线18同心。根据本公开，驱动构件30在起始位置70与释放位置之间的运动不限于旋转运动。可以替代性地采用线性的或大致线性的运动。在这种情况下，驱动构件可以包括齿条或由齿条构成。此外，驱动构件旋转轴线72不必与输入构件14的输入旋转轴线18同心。

图2a中的从动构件32能够绕从动构件旋转轴线74旋转。驱动构件30相对于驱动构件旋转轴线72的半径(即，驱动构件旋转轴线72与驱动齿部44之间的距离)是从动构件32相对于从动构件旋转轴线74的半径(即，从动构件旋转轴线74与从动齿部46之间的距离)的大约五倍。然而，本公开不限于该特定的半径关系。

在图2a的示例中，驱动构件30由扇形齿轮构成。在该示例中，扇形齿轮的角度延伸(相对于驱动构件旋转轴线72)为大约60°。

如图2a中可以看出的，驱动构件30在起始位置70中不接合从动构件32。尽管驱动构件30和从动构件32是分开的，但是驱动构件30相当靠近从动构件32。在该示例中，驱动构件30相对于驱动构件旋转轴线72与从动构件32分开大约10°的角度距离。该角度距离可以在1°与20°之间、比如在1°与10°之间。

该示例的收集弹性元件40由预加载的张紧弹簧构成。收集弹性元件40由此将驱动构件30拉动抵靠驱动构件止挡件38，并且将驱动构件30保持在根据图2a的起始位置70中。然而，收集弹性元件40不需要被预先加载在驱动构件30的起始位置70中。

根据图2a中的示例的能量收集装置12还包括支承装置76。支承装置76布置成在啮合位置与偏转位置之间挠性地支承从动构件32。在图2a中，支承装置76处于啮合位置。在啮合位置中，从动构件32定位成使得从动齿部46可以在驱动构件30已经从起始位置70旋转一点时由驱动齿部44接合。

图2a中的示例的支承装置76包括此处被实施为刚性臂的支承构件78，该支承构件78用于旋转地支承从动构件32绕从动构件旋转轴线74旋转。支承构件78被铰接成绕支承构件旋转轴线80旋转。支承构件78由此能够绕支承构件旋转轴线80在啮合位置与偏转位置之间旋转地移动。

该示例的支承装置76还包括此处被实施为张紧弹簧的支承弹性元件82，该支承弹性元件82布置成将支承构件78朝向此处被实施为支承构件止挡销的支承构件止挡件84迫拉。支承构件止挡件84因此限定了支承构件78的啮合位置，并且因此还限定了支承装置76的啮合位置。

参照图2a至图2e，将对操作能量收集装置12的一个示例进行描述。当例如通过手动旋转如图1中所示的把手16而使输入构件14绕输入旋转轴线18沿第一方向28旋转时，外部扭矩被施加至驱动构件30。如图2b中所示，驱动构件30由此开始绕驱动构件旋转轴线72沿第一方向28旋转。该旋转可以被称为向外旋转、向外运动或向外移位。在图2b中，驱动齿部44与从动齿部46啮合。因此，支承装置76保持在啮合位置中。当驱动构件30绕驱动构件旋转轴线72沿第一方向28旋转时，收集弹性元件40张紧得更多。

然而，当驱动构件30开始从起始位置70移动时，存在驱动齿部44的驱动顶面(未示出)接触从动齿部46的从动顶面(未示出)的风险。顶面之间的这种碰撞可能阻挡驱动构件30旋转。如果发生这种情况，则驱动构件30的旋转将致使驱动顶面推动从动顶面，使得支承装置76移动远离啮合位置、即移动至偏转位置。当支承装置76采用偏转位置时，驱动构件30可以继续旋转。由于来自支承弹性元件82的在支承构件78上的力，从动齿部46被推动抵靠驱动齿部44。因此，驱动齿部44和从动齿部46将随着驱动构件30继续旋转而最终采用啮合状态，并且支承装置76将采用啮合位置。

在驱动构件30绕根据图2b的旋转轴线72沿第一方向28旋转期间，来自从动构件32的旋转的能量由发电机34收集。这种能量可以用来唤醒进入控制装置、比如BLE(低功耗蓝牙)。

图2c示出了处于驱动构件30已经绕驱动构件旋转轴线72沿第一方向28进一步旋转的状态下的能量收集装置12。在图2c中，驱动构件30接近释放位置。图2a至图2e中的释放位置可以与起始位置70成大约45°或成其他任意角度。

图2d示出了处于释放机构42刚释放之后的状态下的能量收集装置12。驱动构件30和从动构件32现在被来自收集弹性元件40的力驱动而快速加速。驱动构件30现在绕驱动构件旋转轴线72沿第二方向50旋转。当驱动构件30在释放之后驱动从动构件32时，驱动构件30具有比从动构件32低的旋转速度，在这种情况下，旋转速度低大约五倍。这提高了能量收集装置12的效率。齿轮比可以根据所使用的发电机34来优化。

图2d还示出的是，在驱动构件30的返回旋转期间来自驱动构件30的沿着驱动构件30与从动构件32之间的力线85的力在支承装置76上产生朝向啮合位置的恢复力矩(绕图2d中的支承构件旋转轴线20顺时针旋转)。由此，防止了从动构件32由于在返回旋转期间来自驱动构件30的力而偏转。

图2e示出了处于驱动构件30已经返回至起始位置70时的状态下的能量收集装置12。动能损失可以由于驱动构件30移动经过从动构件32而减少。驱动齿部44移出与从动齿部46的接合并且不再相互作用。因此，从动构件32可以自由地自转直至旋转消失为止。驱动构件30的返回旋转受到驱动构件止挡件38的限制。

图3a至图3e示意性地表示根据本公开的处于不同状态下的能量收集装置12的另一示例。将主要描述相对于图1和图2的区别。根据图3a至图3e的能量收集装置12还可以包括根据图2a至图2e的支承装置76。

参照图3a，该示例的能量收集装置12包括此处被实施为张紧臂的张紧构件14。张紧构件14可以连接至把手16，并且因此可以构成输入构件。在图3a中，释放机构42由保持及释放机构86、即由构造成保持驱动构件30并且构造成释放驱动构件30的机构构成。保持及释放机构86布置成将驱动构件30保持在释放位置中。保持及释放机构86还布置成在由张紧构件14致动时将存储在收集弹性元件40中的机械能量释放至驱动构件30的从释放位置的返回运动。

图3a中的示例的保持及释放机构86包括摇杆臂88。摇杆臂88被铰接成绕摇杆旋转轴线90在缩回位置92与伸出位置之间旋转。在图3a中，摇杆臂88处于缩回位置92。该示例的保持及释放机构86还包括此处被实施为压缩弹簧的摇杆弹性元件94。摇杆弹性元件94将摇杆臂88从根据图3a的缩回位置92朝向伸出位置推动。该示例的保持及释放机构86还包括用于使摇杆臂88停止的可选的摇杆臂止挡件96。摇杆臂止挡件96因此限定了摇杆臂88的伸出位置。

在图3a的示例中，驱动构件30包括驱动结构98，并且张紧构件14包括驱动结构接合部分100。驱动结构接合部分100布置成接合驱动结构98并且通过使张紧构件14绕输入旋转轴线18旋转而使驱动构件30从起始位置70移动至释放位置。还在图3a至图3e的示例中，输入旋转轴线18与驱动构件旋转轴线72同心。

在图3a中，驱动结构98由从驱动构件30延伸的销构成，并且驱动结构接合部分100由张紧构件14的端部构成。然而，驱动结构98和驱动结构接合部分100可以是用以将张紧构件14的旋转传递至驱动构件30的旋转或在替代性变型中传递至驱动构件30的平移运动的任何类型。

图3a中的示例的张紧构件14包括此处被实施为凹部的用于接纳驱动结构98的摇杆臂可接合异型件102。张紧构件14还包括摇杆臂接合部分104，该摇杆臂接合部分104用于接合摇杆臂88的此处由摇杆臂88的端部构成的摇杆臂可接合部分106。在该示例中，摇杆臂接合部分104由张紧构件14的端部构成，并且摇杆臂可接合部分106由摇杆臂88的端部构成。摇杆臂接合部分104与摇杆臂可接合部分106之间的接合致使摇杆弹性元件94压缩并且致使摇杆臂88保持在缩回位置92中。

现在将对操作图3a至图3e中的能量收集装置12的一个示例进行描述。图3a示出了处于起始位置70的驱动构件30。在图3a中，所有部分处于静止。张紧构件14的摇杆臂接合部分104与摇杆臂88的摇杆臂可接合部分106接触。张紧构件14的驱动结构接合部分100与驱动构件30的驱动结构98接触，并且张紧构件14的驱动结构接合部分100准备使收集弹性元件40张紧。

图3b示出了通过例如通过手动地转动把手16将外部扭矩施加至张紧构件14，张紧构件14绕输入旋转轴线18沿第一方向28旋转。由于驱动结构接合部分100接合驱动结构98，因此张紧构件14的这种旋转致使驱动构件30绕驱动构件旋转轴线72沿第一方向28(以及绕同心的输入旋转轴线18)旋转。因此，收集弹性元件40被张紧。

在张紧构件14的向外旋转期间，摇杆臂88首先由于来自摇杆弹性元件94的力而绕摇杆旋转轴线90沿第一旋转方向108旋转。当摇杆臂可接合部分106接触摇杆臂止挡件96时，张紧构件14的进一步旋转致使摇杆臂接合部分104与摇杆臂可接合部分106之间的接合消失。如图3b中所示，摇杆臂88由此停止在伸出位置110中。

图3c示出了能量收集装置12的其中张紧构件14已经绕输入旋转轴线18进一步旋转的状态。收集弹性元件40通过由于驱动结构接合部分100与驱动结构98之间的接合的驱动构件30的进一步旋转而进一步张紧，使得更多的机械能量已经存储在收集弹性元件40中。驱动构件30已经移动到释放位置112中。

在图3c中的张紧构件14的旋转位置中，驱动结构98接纳在摇杆臂可接合异型件102中并且接合摇杆臂可接合异型件102。由此，保持及释放机构86将驱动构件30保持在释放位置112中。该状态还可以阻挡张紧构件14进一步旋转。张紧构件14现在可以在驱动构件30停留在释放位置112中的同时沿第二方向50旋转。驱动构件30在图3a与图3c中的状态之间绕输入旋转轴线18沿第一方向28的角度距离大约为45°，但是可以更大或更小。

图3d示出了能量收集装置12的张紧构件14已经开始返回运动、即张紧构件14绕输入旋转轴线18沿第二方向50旋转的状态。在返回运动期间，张紧构件14在驱动构件30保持在释放位置112中的同时旋转。图3a至图3e中的释放位置112由此与图1和图2相比“移动”。也就是说，释放设定成在把手16的不同旋转位置处被触发。

随着张紧构件14的返回运动继续，摇杆臂接合部分104接合或致动摇杆臂可接合部分106。图3e示出的是，随着张紧构件14进一步旋转，摇杆臂接合部分104与摇杆臂可接合部分106之间的接合致使摇杆臂88抵抗摇杆臂弹性元件94的压缩而绕摇杆旋转轴线90沿第二方向114旋转。由于摇杆臂88的这种旋转，摇杆臂可接合异型件102移动远离驱动结构98，并且摇杆臂可接合异型件102与驱动结构98之间的接合消失。因此，驱动构件30被释放并且旋转回到起始位置。类似于图1和图2，来自驱动构件30的返回运动的能量可以由发电机34收集。

相较于图1和图2，根据图3a至图3e的能量收集装置12由此在张紧构件14的返回运动期间以及在连接至张紧构件14的把手16的返回运动期间产生释放。操作者由此不会在打开运动的尽头(bottom)处感觉到释放。相反，在返回运动期间感觉到释放。这可以改善用户体验。因此，能量收集运动(向外运动)在图2和图3中相同，但释放发生的角度是不同的。这为用户提供了良好的感觉。

张紧构件14在图3c中的端部位置与驱动构件30的释放被致动的位置之间的返回运动的角度距离可以例如为20°至60°、比如30°至50°、比如大约40°。根据实施方式，其他角度距离也是可以的。

图4示意性地表示本文提出的实施方式可以应用的环境。更具体地，图4示出了电子锁定系统116，该电子锁定系统116包括根据本公开的锁装置10和能量收集装置12以及电子进入控制装置118。

对物理空间120的进入受到可移动进入构件122限制。可移动进入构件122定位于受限制物理空间120与可进入物理空间124之间。指出的是，可进入物理空间124本身可以是受限制的物理空间，但是，相对于进入构件122，可进入物理空间124是能够进入的。可移动进入构件132可以是门、大门、舱门、橱柜门、邮箱门、抽屉、窗户等。

进入控制装置118可以由锁装置10的能量收集装置12供电。电子进入控制装置118连接至传递装置56，该传递装置56能够通过进入控制装置118控制成设定在锁定状态或解锁状态。

进入控制装置118使用多个天线130a至130b通过无线接口128与便携式钥匙装置126通信。便携式钥匙装置126是用户能够携带的任何合适的装置，并且便携式钥匙装置126可以用于通过无线接口128进行验证。便携式钥匙装置126通常由用户携带或佩戴，并且便携式钥匙装置126可以实施为移动电话、智能手机、钥匙扣，可穿戴装置、智能手机壳、RFID(射频识别)卡等。在图4中，可以看到两个天线130a和130b。然而，可以设置与进入控制装置118连接的仅一个天线或多于两个的天线。使用无线通信，便携式钥匙装置126的真实性和授权性可以例如使用质询和应答方案在进入控制过程中检查，在检查之后进入控制装置118准许进入或拒绝进入。

当进入控制过程导致同意进入时，进入控制装置118将解锁信号发送至传递装置56，因此传递装置56从锁定状态移动至解锁状态。在该实施方式中，这可以意味例如通过有线通信的信号，例如使用串行接口(例如RS485、RS232)、通用串行总线(USB)、以太网、或甚至是简单的电连接(例如连接至传递装置56)，或者替代性地使用无线接口。

当传递装置56处于解锁状态时，输出构件20可以借助于输入构件14绕输入旋转轴线18的旋转而绕输出旋转轴线24旋转。通过以这种方式使连接至输出构件20的闩锁22旋转，进入构件122可以打开。

当进入控制过程导致拒绝进入时，进入控制装置118不会将解锁信号发送至传递装置56。以这种方式，对受限制物理空间120的进入可以由进入控制装置118控制。

尽管已经参考示例性实施方式描述了本公开，但是将理解的是，本发明不限于上面已经描述的内容。例如，将理解的是，部件的尺寸可以根据需要改变。因此，本发明意在仅由所附权利要求的范围来限制。

Claims (15)

1.一种用于电子锁定系统(116)的能量收集装置(12)，所述能量收集装置(12)包括：

-用于驱动发电机(34)的从动构件(32)，所述从动构件(32)布置成绕从动构件旋转轴线(74)旋转；

-驱动构件(30)，所述驱动构件(30)能够在起始位置(70)与释放位置(112)之间移动，在所述起始位置(70)中，所述驱动构件(30)不接合所述从动构件(32)，在所述释放位置(112)中，所述驱动构件(30)能够驱动地接合所述从动构件(32)；

-收集弹性元件(40)，所述收集弹性元件(40)布置成将所述驱动构件(30)朝向所述起始位置(70)迫拉并且布置成存储来自所述驱动构件(30)的从所述起始位置(70)移位的机械能量；以及

-释放机构(42)，所述释放机构(42)布置成将存储在所述收集弹性元件(40)中的机械能量释放至所述驱动构件(30)的从所述释放位置(112)至所述起始位置(70)的返回运动。

2.根据权利要求1所述的能量收集装置(12)，其中，所述驱动构件(30)能够绕驱动构件旋转轴线(72)在所述起始位置(70)与所述释放位置(112)之间旋转地移动。

3.根据权利要求2所述的能量收集装置(12)，其中，所述驱动构件(30)由扇形齿轮构成、或者由包括沿着扇形部的齿部以及邻近于所述扇形部的非齿部的轮构成。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的能量收集装置(12)，其中，所述驱动构件(30)包括驱动齿部(44)；并且其中，所述从动构件(32)包括用于与所述驱动齿部(44)啮合的从动齿部(46)。

5.根据权利要求4所述的能量收集装置(12)，还包括支承装置(76)，所述支承装置(76)布置成在啮合位置与偏转位置之间挠性地支承所述从动构件(32)，在所述啮合位置中，所述从动齿部(46)定位成与所述驱动齿部(44)啮合，在所述偏转位置中，所述从动构件(32)在所述驱动齿部(44)的驱动顶面接触所述从动齿部(46)的从动顶面时远离所述驱动构件(30)偏转。

6.根据权利要求5所述的能量收集装置(12)，其中，所述能量收集装置(12)布置成使得在所述驱动构件(30)的所述返回运动期间来自所述驱动构件(30)的沿着所述驱动齿部(44)与所述从动齿部(46)之间的力线(85)的力在所述支承装置(76)上产生朝向所述啮合位置的恢复力矩或恢复力。

7.根据权利要求5或6所述的能量收集装置(12)，其中，所述支承装置(76)包括：

-支承构件(78)，所述支承构件(78)用于旋转地支承所述从动构件(32)，所述支承构件(78)能够在所述啮合位置与所述偏转位置之间移动；以及

-支承弹性元件(82)，所述支承弹性元件(82)布置成将所述支承构件(78)朝向所述啮合位置迫拉。

8.根据任一权利要求7所述的能量收集装置(12)，其中，所述支承构件(78)能够绕支承构件旋转轴线(80)在所述啮合位置与所述偏转位置之间旋转地移动。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的能量收集装置(12)，其中，所述收集弹性元件(40)在所述起始位置(70)中被预加载。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的能量收集装置(12)，还包括布置成由所述从动构件(32)驱动的发电机(34)。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的能量收集装置(12)，还包括张紧构件(14)，并且其中，所述释放机构(42)由保持及释放机构(86)构成，所述保持及释放机构(86)布置成将所述驱动构件(30)保持在所述释放位置(112)中，并且所述保持及释放机构(86)布置成通过由所述张紧构件(14)致动而将存储在所述收集弹性元件(40)中的机械能量释放至所述驱动构件(30)的从所述释放位置(112)的所述返回运动。

12.根据权利要求11所述的能量收集装置(12)，其中，所述保持及释放机构(86)包括：

-摇杆臂(88)，所述摇杆臂(88)能够绕摇杆旋转轴线(90)在伸出位置(110)与缩回位置(92)之间旋转地移动，在所述伸出位置(110)中，所述驱动构件(30)能够通过所述摇杆臂(88)保持在所述释放位置(112)中，在所述缩回位置(92)中，所述驱动构件(30)从所述释放位置(112)释放；以及

-摇杆弹性元件(94)，所述摇杆弹性元件(94)布置成将所述摇杆臂(88)朝向所述伸出位置(110)迫拉。

13.根据权利要求12所述的能量收集装置(12)，其中，所述驱动构件(30)包括驱动结构(98)，并且其中，所述张紧构件(14)包括：

-驱动结构接合部分(100)，所述驱动结构接合部分(100)布置成接合所述驱动构件(30)的所述驱动结构(98)以使所述驱动构件(30)通过所述张紧构件(14)的运动而从所述起始位置(70)移动至所述释放位置(112)；以及

-摇杆臂接合部分(104)，所述摇杆臂接合部分(104)布置成接合所述摇杆臂(88)以将所述摇杆臂(88)从所述伸出位置(110)移动至所述缩回位置(92)。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的能量收集装置(12)，其中，所述张紧构件(14)和所述保持及释放机构(86)构造成使得所述驱动构件(30)在所述张紧构件(14)沿第一方向(28)向外旋转的端部附近定位在所述释放位置(112)中，并且使得所述张紧构件(14)在所述张紧构件(14)沿与所述第一方向(28)相反的第二方向(50)的返回旋转期间致动所述保持及释放机构(86)以释放。

15.一种包括根据前述权利要求中的任一项所述的能量收集装置(12)的电子锁定系统(116)。

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