CN113153005B - 一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统以及方法 - Google Patents

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Abstract

一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统及其方法，涉及锁芯传动轴复位的技术领域，该系统包括智能门锁；智能门锁内分别设置有锁体；把手；电机和控制模块，所述控制模块包括磁铁和至少一组以上的霍尔传感器和MCU处理器；该智能门锁的锁芯传动轴复位系统及其方法采用磁铁和霍尔传感器作为感应元件，通过控制电机的电机轴孔的转动圈数和角度，进而控制锁芯传动轴的转动圈数和角度，即使在锁体经过长时间工作所造成的磨损前提下,通过锁芯传动轴转动进行上锁或解锁的操作后，也能够使锁芯传动轴复位至原来的位置，进而致使下一次的上锁或解锁过程顺畅，不会出现卡顿的现象。

Description

一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统以及方法
技术领域
本发明涉及智能门锁的锁芯传动轴复位的技术领域，尤其是一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统以及方法。
背景技术
现今智能门锁通常都是通过IC卡、数字密码、指纹识别、蓝牙技术、移动终端无线技术或人脸识别的电子方式控制电机进行上锁或解锁，或者通过旋钮和插入钥匙转动等机械方式进行上锁或解锁。而无论通过电子方式或者机械方式进行上锁或解锁，都需要对锁芯传动轴进行转动，进而使穿插有锁芯传动轴的锁体进行上锁或者解锁操作，而每次锁芯传动轴通过转动进行上锁或者解锁的操作后，都需要进行复位，以免影响下一次通过电子方式或机械方式的进行上锁或解锁。
但是因为锁体的结构性质问题，其内部结构是通过大量的刚性材质进行配合传动和组建，同时当长时间使用该锁体，且内部锁芯上的锁芯传动轴转动圈数次数较多后，其锁体内部和锁芯内部都会出现磨损的情况，进而导致锁芯传动轴转动圈数和角度都会出现偏差，致使每次通过电子方式或者机械方式进行上锁或者解锁，都需要锁芯传动轴传动较大的角度才能成功上锁或解锁，而电机的电机轴孔通过回转来控制锁芯传动轴复位所转动的角度和圈数也是固定的，进而致使每次锁芯传动轴的复位都不会重置到原先的位置，导致下一次的上锁或解锁出现卡顿甚至无法上锁或解锁的现象。
鉴于这些问题，如何提供一种锁芯传动轴能够自动复位，且复位准确并不会影响下一次的上锁或解锁操作的智能门锁是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统，该系统包括
智能门锁，用于对门体进行开启或关闭；
而所述智能门锁内分别设置有
锁体，用于对门体进行上锁或解锁，以达到防盗的要求，其内部设置有锁芯，锁芯包括锁壳、锁胆、拨轮和锁芯传动轴，所述锁壳内部设有锁胆，锁胆的外端设有插入钥匙的锁孔，锁胆的内端与拨轮的一端传动连接，拨轮的另一端与锁芯传动轴的一端传动连接，锁芯传动轴另一端与智能门锁上的旋转旋钮固定连接；
把手，通过把手旋转控制锁体的上锁或解锁；
电机，其安装在智能门锁内部，通过控制电机轴孔的旋转进而控制锁芯传动轴的转动，实现锁体的上锁或解锁；
和控制模块，
所述控制模块包括
磁铁和霍尔传感器，所述磁铁安装在所述锁芯传动轴的端部，所述霍尔传感器安装在智能门锁内部，并位于磁铁的同一水平面上，其能够检测由于锁芯传动轴上的磁铁随锁芯传动轴转动而转动所带来的磁场的变化，进而控制电机的电机轴孔转动；
和MCU处理器，所述MCU处理器通过导线电性连接于电机和霍尔传感器。
进一步地说，该控制模块还包括
视频模块，其由设置在所述智能门锁上的摄像头以及麦克风组成，用于对门体外的访客进行拍摄和录像；
储存模块，用于储存各个模块的数据信息；
身份验证模块，其由按键面板模块、IC卡读卡模块、指纹识别模块、人脸识别模块以及蓝牙模块组成，用于对开门人员的身份进行验证；
无线连接模块，通过无线连接模块与云服务器连接，进而使所述移动终端能够通过无线连接模块控制智能门锁；
优选地，所述锁芯传动轴为金属结构的锁芯传动轴。
优选地，所述磁铁的数量为两块，两块磁铁分别以所述锁芯传动轴的中轴线为轴心对称安装在锁芯传动轴的两端部，且两块磁铁的磁性不相同。
根据本发明的另一方面，提出了一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
S1、用户通过手部顺时针或逆时针方向旋转旋钮，进而控制锁芯传动轴进行上锁或解锁；
S2、用户通过IC卡、数字密码、指纹识别、蓝牙技术、移动终端无线技术或人脸识别的解锁方式控制电机的电机轴孔旋转，进而控制锁芯传动轴进行上锁或解锁；
S3、在上述S1或S2上锁或解锁过程中，MCU处理器实时记录电机的电机轴孔旋转角度以及圈数，进而得知插入到该电机轴孔上的锁芯传动轴的旋转角度以及圈数；
S4、当上锁或解锁成功后，MCU处理器控制电机的电机轴孔往反方向旋转，直至锁芯传动轴上的磁铁与霍尔传感器的距离最贴近时，霍尔传感器输出高电平，而MCU处理器随即控制电机停止转动，这时，锁芯传动轴复位到原始位置。
优选地，所述MCU处理器控制电机发生堵转时直至电机关机的限制时间为2S。
优选地，系统还包括运算放大器，运算放大器的输入端电性连接于霍尔传感器，运算放大器的输出端电性连接于MCU处理器，通过运算放大器对霍尔传感器所获取的感应信号进行放大，并传输至所述MCU处理器进行处理。
与现有技术相比，本发明采用磁铁和霍尔传感器作为感应元件，通过控制电机的电机轴孔的转动圈数和角度，进而控制锁芯传动轴的转动圈数和角度，即使在锁体经过长时间工作所造成的磨损前提下,通过锁芯传动轴转动进行上锁或解锁的操作后，也能够使锁芯传动轴复位至原来的位置，进而致使下一次的上锁或解锁过程顺畅，不会出现卡顿的现象。
附图说明
图1为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的智能门锁的结构示意图；
图2为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的智能门锁的锁体、电机和旋转旋钮连接的结构示意图；
图3为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的智能门锁的锁体和旋转旋钮连接的结构示意图；
图4为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的智能门锁的锁芯和旋转旋钮连接的结构示意图；
图5为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的线框图；
图6为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的锁芯传动轴上锁状态下的结构示意图；
图7为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的锁芯传动轴复位状态下的结构示意图；
图8为本发明智能门锁的锁芯传动轴复位系统的另一实施例的结构示意图；
图9为本发明智能门锁远程开锁的复位系统的控制方法的流程图。
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。
如图1-4所示，为本申请实施例提供了一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统及其方法，该系统包括
智能门锁，用于对门体进行开启或关闭；
而所述智能门锁内分别设置有
锁体1，用于对门体进行上锁或解锁，以达到防盗的要求，其内部设置有锁芯，锁芯包括锁壳11、锁胆12、拨轮13和锁芯传动轴14，所述锁壳11内部设有锁胆12，锁胆12的外端设有插入钥匙的锁孔，锁胆12的内端与拨轮13的一端传动连接，拨轮13的另一端与锁芯传动轴14的一端传动连接，锁芯传动轴14另一端与智能门锁上的旋转旋钮5固定连接；
把手2，通过把手2旋转控制锁体1的上锁或解锁；
电机3，其安装在智能门锁内部，通过控制电机轴孔31的旋转进而控制锁芯传动轴14的转动，实现锁体1的上锁或解锁；
和控制模块，
如图5所示，所述控制模块包括
磁铁41和霍尔传感器42，所述磁铁41安装在所述锁芯传动轴14的端部，所述霍尔传感器42安装在智能门锁内部，并位于磁铁41的同一水平面上，其能够检测由于锁芯传动轴14上的磁铁41随锁芯传动轴14转动而转动所带来的磁场的变化，进而控制电机3的电机轴孔31转动；
和MCU处理器，所述MCU处理器通过导线电性连接于电机3和霍尔传感器42。
如图5所示，该控制模块还包括
视频模块，其由设置在所述智能门锁上的摄像头以及麦克风组成，用于对门体外的访客进行拍摄和录像；
储存模块，用于储存各个模块的数据信息；
身份验证模块，其由按键面板模块、IC卡读卡模块、指纹识别模块、人脸识别模块以及蓝牙模块组成，用于对开门人员的身份进行验证；
无线连接模块，通过无线连接模块与云服务器连接，进而使所述移动终端能够通过无线连接模块控制智能门锁；
所述锁芯传动轴14为金属结构的锁芯传动轴14。
所述磁铁41的数量为两块，两块磁铁41分别以所述锁芯传动轴14的中轴线为轴心对称安装在锁芯传动轴14的两端部，且两块磁铁41的磁性不相同。
本申请的工作原理如下：先预设定锁芯传动轴14逆时针旋转90度或顺时针旋转90为上锁或解锁，如图6所示，两组霍尔传感器42分别对称安装在锁芯传动轴14的上下两侧，当该锁芯传动轴14的初始位置为水平状态。其从初始位置逆时针旋转90度时，锁芯传动轴14为垂直状态，且为上锁操作，当上锁完毕后，如图7所示，锁芯传动轴14随即顺时针旋转90度完成复位。且设定安装在锁芯传动轴14左侧磁铁41的磁性低于右侧磁铁41的磁性。
在整个过程中，本申请通过安装在锁芯传动轴14侧部上的两组磁铁41会跟随锁芯传动轴14的转动而转动，当上锁完毕后，此时锁芯传动轴14右侧部的磁铁41旋转移动到正上方，并与上方的霍尔传感器42的距离最靠近，且锁芯传动轴14左侧部的磁铁41旋转移动到正下方，并与下方的霍尔传感器42的距离最靠近时，两组霍尔传感器42分别检测出磁场变化，得知上方的霍尔传感器42所接收的磁性强度高于下方的霍尔传感器42所接收的磁性强度，同时输出高电平信号至MCU处理器，通过MCU处理器对预先设定对比信号与该当前检测到的高电平信号做出对比，进而判断出锁芯传动轴14的右一端部朝上为准，得出此时为上锁完毕状态，并通过控制电机3的电机轴孔31停止转动并致使电机轴孔31顺时针转动旋转90度，进而完成整个复位的操作。
再提供了另一个实施例：
如图8所示，设有3组或3组以上以锁芯传动轴14的中心为原点，并位于上半部均匀分布的霍尔传感器42，各个霍尔传感器42间的距离相等。当逆时针旋转锁芯传动轴14时，设置在锁芯传动轴14侧部的磁铁41会从右到左依次经过上方的霍尔传感器42，而每组霍尔传感器42随即记录各个时间段的磁性强度，同时依次输出高电平至MCU处理器，MCU处理器随即通过锁芯传动轴14上的磁铁41依次经过霍尔传感器42时间段即可得出该锁芯传动轴14的实际转动角度，并判断为上锁完毕状态，并通过控制电机3的电机轴孔31顺时针转动旋转，其旋转角度为上述传动轴逆时针的实际转动角度，进而完成锁芯传动轴14的复位。通过该方法，能够有效将锁芯传动轴14进行复位，而不是固定电机轴孔31的转动圈数，进而固定锁芯传动轴14的旋转角度，锁芯传动轴14的复位角度会根据实际其旋转上锁的角度来进行初始复位。
如图9所示，根据本发明的另一方面，提出了一种智能门锁的锁芯传动轴14复位系统的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
S1、用户通过手部顺时针或逆时针方向旋转旋钮5，进而控制锁芯传动轴14进行上锁或解锁；
S2、用户通过IC卡、数字密码、指纹识别、蓝牙技术、移动终端无线技术或人脸识别的解锁方式控制电机3的电机轴孔31旋转，进而控制锁芯传动轴14进行上锁或解锁；
S3、在上述S1或S2上锁或解锁过程中，MCU处理器实时记录电机3的电机轴孔31旋转角度以及圈数，进而得知插入到该电机轴孔31上的锁芯传动轴14的旋转角度以及圈数；
S4、当上锁或解锁成功后，MCU处理器控制电机3的电机轴孔31往反方向旋转，直至锁芯传动轴14上的磁铁41与霍尔传感器42的距离最贴近时，霍尔传感器42输出高电平，而MCU处理器随即控制电机3停止转动，这时，锁芯传动轴14复位到原始位置。
为了防止电机3的电机轴孔31因为堵转时间过长，而造成电机3的损坏，通过MCU处理器控制电机3发生堵转时直至电机3关机的限制时间为2S，具体地，在MCU处理器控制电机3的电机轴孔31旋转，进而控制位于电机轴孔31上的锁芯传动轴14转动，通过锁芯传动轴14的顺时针转动或者逆时针转动直至电机3发生堵转，其电机轴孔31无法转动时起始点2S后停止电机3工作。
如图5所示，为了进一步加强霍尔传感器42所发出的高电平信号或低电平信号，以便MCU处理器能够更准确且快捷地获取霍尔传感器42所发出的高电平信号或低电平信号，该系统还包括运算放大器，运算放大器的输入端电性连接于霍尔传感器42，运算放大器的输出端电性连接于MCU处理器，通过运算放大器对霍尔传感器42所获取的感应信号进行放大，并传输至所述MCU处理器进行处理。
本发明采用磁铁41和霍尔传感器42作为感应元件，通过控制电机3的电机轴孔31的转动圈数和角度，进而控制锁芯传动轴14的转动圈数和角度，即使在锁体1经过长时间工作所造成的磨损前提下,通过锁芯传动轴14转动进行上锁或解锁的操作后，也能够使锁芯传动轴14复位至原来的位置，进而致使下一次的上锁或解锁过程顺畅，不会出现卡顿的现象。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统，其特征在于：该系统包括
智能门锁，用于对门体进行开启或关闭；
而所述智能门锁内分别设置有
锁体，用于对门体进行上锁或解锁，以达到防盗的要求，其内部设置有锁芯，锁芯包括锁壳、锁胆、拨轮和锁芯传动轴，所述锁壳内部设有锁胆，锁胆的外端设有插入钥匙的锁孔，锁胆的内端与拨轮的一端传动连接，拨轮的另一端与锁芯传动轴的一端传动连接，锁芯传动轴另一端与智能门锁上的旋转旋钮固定连接；
把手，通过把手旋转控制锁体的上锁或解锁；
电机，其安装在智能门锁内部，通过控制电机轴孔的旋转进而控制锁芯传动轴的转动，实现锁体的上锁或解锁；
和控制模块，
所述控制模块包括
磁铁和至少一组以上的霍尔传感器，所述磁铁安装在所述锁芯传动轴的端部，所述霍尔传感器安装在智能门锁内部，并位于磁铁的同一水平面上，其能够检测由于锁芯传动轴上的磁铁随锁芯传动轴转动而转动所带来的磁场的变化，进而控制电机的电机轴孔转动；
和MCU处理器，所述MCU处理器通过导线电性连接于电机和霍尔传感器。
2.根据权利要求1所述的智能门锁的锁芯传动轴复位系统，其特征在于：该控制模块还包括
视频模块，其由设置在所述智能门锁上的摄像头以及麦克风组成，用于对门体外的访客进行拍摄和录像；
储存模块，用于储存各个模块的数据信息；
身份验证模块，其由按键面板模块、IC卡读卡模块、指纹识别模块、人脸识别模块以及蓝牙模块组成，用于对开门人员的身份进行验证；
无线连接模块，通过无线连接模块与云服务器连接，进而使移动终端能够通过无线连接模块控制智能门锁。
3.根据权利要求1-2任意一项权利要求所述的智能门锁的锁芯传动轴复位系统，其特征在于：所述锁芯传动轴为金属结构的锁芯传动轴。
4.根据权利要求1-2任意一项权利要求所述的智能门锁的锁芯传动轴复位系统，其特征在于：所述磁铁的数量为两块，两块磁铁分别以所述锁芯传动轴的中轴线为轴心对称安装在锁芯传动轴的两端部，且两块磁铁的磁性不相同。
5.一种智能门锁的锁芯传动轴复位系统的控制方法，其特征如下：该控制方法包括以下步骤：
S1、用户通过手部顺时针或逆时针方向旋转旋钮，进而控制锁芯传动轴进行上锁或解锁；
S2、用户通过IC卡、数字密码、指纹识别、蓝牙技术、移动终端无线技术或人脸识别的解锁方式控制电机的电机轴孔旋转，进而控制锁芯传动轴进行上锁或解锁；
S3、在上述S1或S2上锁或解锁过程中，MCU处理器实时记录电机的电机轴孔旋转角度以及圈数，进而得知插入到该电机轴孔上的锁芯传动轴的旋转角度以及圈数；
S4、当上锁或解锁成功后，MCU处理器控制电机的电机轴孔往反方向旋转，直至锁芯传动轴上的磁铁与霍尔传感器的距离最贴近时，霍尔传感器输出高电平，而MCU处理器随即控制电机停止转动，这时，锁芯传动轴复位到原始位置。
6.根据权利要求4所述的智能门锁的锁芯传动轴复位系统的控制方法，其特征在于：所述MCU处理器控制电机发生堵转时直至电机关机的限制时间为2S。
7.根据权利要求5-6任意一项权利要求所述的智能门锁的锁芯传动轴复位系统的控制方法，其特征在于：该系统还包括运算放大器，运算放大器的输入端电性连接于霍尔传感器，运算放大器的输出端电性连接于MCU处理器，通过运算放大器对霍尔传感器所获取的感应信号进行放大，并传输至所述MCU处理器进行处理。
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