CN113153020B - 电子传感器和钥匙操作的锁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子传感器和钥匙操作的锁。本发明涉及安全装置。以前，不存在使用人工和电子机构的组合打开的锁。本发明的实施例使用拨动式开关(135)，其连接到锁(100)中的钩环(115)上，且构造成通过电子钥匙模式和人工钥匙模式两者操作或可运动。在一些实施例中，钩环可包括在一端上邻近枢转杆部分(117)的杆凹部(113)和在相对的锁定端上的凹部(119)。滚珠轴承(140,145)可分别被收纳在凹部(118,119)中以将钩环(115)扣住在锁定状态。

Description

电子传感器和钥匙操作的锁
技术领域
本文的实施例大体上涉及安全装置，且更具体而言，涉及电子传感器和钥匙操作的锁。本案为分案申请，其母案申请号为201780003860.2，申请日为2017年4月28日，并且发明名称为“电子传感器和钥匙操作的锁”。
背景技术
现有技术的锁典型地仅提供单一的解锁手段。常规的锁(诸如挂锁)使用物理钥匙来打开它们。一些较新式的锁可使用电子机构来打开。然而，这些途径在市场上各不相同。两种途径大体上是不相容的，因为它们使用不同的手段来解锁安全机构。因此，出现的情况是，使用基于钥匙的锁且忘记或丢失其钥匙的人大体上必须毁坏锁才能获得受保护的物品的使用权。对于那些使用基于电子的锁，且尤其是基于生物识别系统的人，装置中常见的现象和缺点是其失去电力或以其它方式在电子方面失效，从而使装置无法操作以打开，并再次大体上使所有者别无选择而只能毁坏锁。
可以看出，需要一种提供与用于打开的人工和电子机构的相容性的锁，从而在一个操作模式不可用的情况下向用户提供故障安全选项。
发明内容
在本技术的一个方面中，一种锁包括：壳体；联接到壳体上的生物识别扫描仪；连接到生物识别扫描仪上的电路控制器；连接到电路控制器和生物识别扫描仪上的功率源；连接到电路控制器和功率源上的马达，马达构造成基于对生物识别扫描仪的输入响应于来自电路控制器的信号而工作；联接到壳体的制栓(tumbler)，其包括用于收纳钥匙的钥匙孔，其中制栓可通过钥匙的操作运动；联接到制栓和马达上的离合传动装置，其中离合传动装置构造成：响应于来自电路控制器的信号而接合马达，且/或响应于钥匙在钥匙孔中的操作而接合制栓；以及联接到壳体和离合传动装置上的钩环，钩环可通过离合传动装置与制栓的接合或离合传动装置与马达的接合而运动离开锁定位置和解锁位置。
另一方面，一种电子和钥匙操作的锁包括：锁壳体；联接到锁壳体上的电子传感器；连接到电子传感器上的功率源；连接到电子传感器和功率源上的马达，马达构造成响应于来自电子传感器的信号而工作；包括人工操作的机构的制栓，其中制栓可通过至少人工操作的机构的操作运动；联接到制栓和马达上的离合传动装置，其中离合传动装置构造成：响应于来自电子传感器的信号而接合马达，且/或响应于钥匙在钥匙孔中的操作而接合制栓；以及联接到锁壳体和离合传动装置上的钩环，钩环可通过离合传动装置与制栓的接合或离合传动装置与马达的接合而运动离开锁定位置和解锁位置。
又一方面，一种锁包括：锁壳体；结合到锁壳体中的生物识别扫描仪；连接到生物识别扫描仪上的电路控制器；连接到电路控制器和生物识别扫描仪上的功率源；在锁壳体内部的马达，其连接到电路控制器和功率源上；在锁壳体内部的制栓，制栓包括用于接纳钥匙的钥匙孔，其中制栓可通过钥匙的操作运动；以及联接到锁壳体上的钩环，钩环可通过以下操作而运动离开锁定状态和解锁状态：电路控制器接收授权的生物识别输入，并响应于接收授权的生物识别输入，驱动马达而使钩环运动到解锁位置，或钥匙接合钩环而使钩环运动到解锁位置。
附图说明
下文参照附图进行了本发明的一些实施例的详细描述，在附图中相同的标号表示附图的对应的部件。
图1为根据本主题技术的实施例的在使用中的电子传感器和钥匙操作的锁的前部透视图。
图1A为图1中的锁的分解图。
图2为图1中的锁的显示了钩环的打开和关闭位置的前部透视图。
图2A为图1的锁的后部透视图。
图3为图1A的键合的(keyed)制栓和钩环组件的前部透视图。
图3A为图3的组件的分解图。
图4为图1A的键合的制栓和钩环组件的后部透视图。
图4A为图4的组件的分解图。
图5为图3的组件的俯视图。
图6A为沿着图5的线6A-6A截取的截面图。
图6B为沿着图5的线6B-6B截取的截面图。
图6C为沿着图5的线6C-6C截取的截面图。
图6D为沿着图5的线6D-6D截取的截面图。
图7为在人工钥匙操作中被从锁定位置打开到在锁定位置与解锁位置之间的中间状态的键合的制栓和钩环组件的前部透视图。
图8A为沿着图7的线8A-8A截取的截面图。
图8B为沿着图7的线8B-8B截取的截面图。
图8C为沿着图7的线8C-8C截取的截面图。
图8D为沿着图7的线8D-8D截取的截面图。
图9为在人工钥匙操作中处于解锁位置的键合的制栓和钩环组件的前部透视图。
图10A为沿着图9的线10A-10A截取的截面图。
图10B为沿着图9的线10B-10B截取的截面图。
图10C为沿着图9的线10C-10C截取的截面图。
图10D为沿着图9的线10D-10D截取的截面图。
图11为在生物识别感官的操作下处于锁定位置的制栓和钩环组件的前部透视图。
图12A为沿着图11的线12A-12A截取的截面图。
图12B为沿着图11的线12B-12B截取的截面图。
图12C为沿着图11的线12C-12C截取的截面图。
图12D为沿着图11的线12D-12D截取的截面图。
图13为在锁定位置与解锁位置中间的图11的制栓和钩环组件的前部透视图。
图14A为沿着图13的线14A-14A截取的截面图。
图14B为沿着图13的线14B-14B截取的截面图。
图14C为沿着图13的线14C-14C截取的截面图。
图14D为沿着图13的线14D-14D截取的截面图。
图15为处于解锁位置的图11的制栓和钩环组件的前部透视图。
图16A为沿着图15的线16A-16A截取的截面图。
图16B为沿着图15的线16B-16B截取的截面图。
图16C为沿着图15的线16C-16C截取的截面图。
图16D为沿着图15的线16D-16D截取的截面图。
图17为其中离合传动装置与第二传动装置脱开的图15的制栓和钩环的前部透视图。
图18A为沿着图17的线18A-18A截取的截面图。
图18B为沿着图17的线18B-18B截取的截面图。
图18C为沿着图17的线18C-18C截取的截面图。
图18D为沿着图17的线18D-18D截取的截面图。
图19为显示在根据本主题技术的实施例的生物识别传感器和钥匙操作的锁中的电连接的框图。
具体实施方式
大体上参照附图，公开的本发明的实施例提供了一种电子传感器和钥匙操作的锁。该锁将人工操作的机构和电子传感器两者结合到一个装置中。该锁向用户提供使用人工操作的机构和电子传感器中的至少一者来使锁解锁的选项。在示范性实施例中，锁定元件通过与人工操作的机构和电子传感器共同连接的拨动式开关运动。一方面，用户可主要依靠电子传感器，且在电子传感器故障的情况下，用户可仍有能力通过人工操作模式打开锁。
现在参照图1，显示了根据本主题技术的示范性实施例的操作中的锁100。在示范性实施例中，锁100是挂锁。锁100包括锁壳体110和钩环115，所述钩环115在一些实施例中可为“U”形金属件。锁100被显示处于锁定状态，且由用户50通过使用如下文所述的元件操作来解锁。
现在参照图1A，锁100以分解图被显示，其中内部元件连同外部元件一起被显示。大体上，锁的操作由两种模式中的一种提供：电子钥匙模式和人工钥匙模式。钩环115是两种模式通用的安全机构。此外，拨动式开关135连接到钩环115上，且构造成通过电子钥匙模式和人工钥匙模式两者操作或可运动。在一些实施例中，钩环115可包括在一端上邻近枢转杆部分117的杆凹部113和在相对的锁定端上的凹部119。滚珠轴承140和145可分别被收纳在凹部118和119中以将钩环115扣住在锁定状态。暂时连同图1A一起参照图2和2A，钩环115可通过电子钥匙模式例如经由电子传感器120运动进入锁定状态以及运动离开锁定状态。在锁定状态中，钩环的凹部119定位在壳体110内部。在解锁状态中，钩环115可能够自由地向上运动，使得凹部119在壳体110外部，且钩环115可围绕杆部分117的轴线枢转。将理解到，在人工钥匙模式中，钩环115可以相同的方式操作。
在示范性实施例中，拨动式开关135构造成与滚珠轴承140和145对接，使得拨动式开关135的旋转使滚珠轴承140和145运动到凹部118和119中和运动出凹部118和119，如下文更详细描述的那样。在一些实施例中，拨动式开关135主要连接到人工钥匙模式元件上，并其次是连接到电子钥匙模式元件上，但将理解到该构造可颠倒以达到相同效果。为了说明起见，将首先关于人工钥匙模式元件描述拨动式开关135的连接。
人工钥匙模式
仍参照图1A，人工钥匙模式包括制栓125。在示范性实施例中，制栓125可为栓销(pin)类型的制栓，其包括用于收纳钥匙(未显示)的钥匙孔129。制栓125的内部操作可如本领域中已知的那样操作。一些实施例可包括在钥匙孔129和壳体110的界面处的固持器系统131;151，以阻止马达150在锁内旋转。元件151收纳马达150，同时元件131将固持件固定到制栓125上，从而阻止马达150在其运动时在锁内转动。在示范性实施例中，拨动式开关135由离合传动装置130键合到制栓125。制栓125的操作可引起离合传动装置130旋转，这作为响应而使拨动式开关135旋转。在一些实施例中，离合传动装置130处于默认位置处，以通过制栓125的操作接合拨动式开关135。固持器133将时钟弹簧137保持在离合传动装置130与拨动式开关135之间的位置。当钥匙插入制栓125时，离合传动装置130使拨动式开关135旋转并接合拨动式开关135。拨动式开关135从锁定状态旋转并释放钩环115。时钟弹簧137可构造成响应于钥匙从制栓125移开而使离合传动装置130回到起始位置。限制器139限制拨动式开关135的运动，使得弹簧137不会使拨动式开关135运动超过竖直位置。如在附图上所见，弹簧137沿逆时针方向偏压拨动式开关135。将认识到，在一些实施例中，离合传动装置130还用作与马达150接合和/或脱开的通用元件，以在需要时激活如本文所述的电子钥匙模式的操作。
电子钥匙模式
电子钥匙模式包括在壳体110的外部上的电子传感器120。一些实施例可包括扫描仪按键127来激活电子传感器120的操作。电子传感器120可例如为生物识别传感器。在示范性实施例中，电子传感器120是构造成读取指纹的指纹扫描仪。电子传感器120可连接到电路板控制器160上，所述电路板控制器160可在壳体110的内部内定位在电子传感器120后方。为了说明起见，功率源170(图12)被从图1A的视图中省去。电路板控制器160可包括存储器和处理器(未显示)，它们配置成储存授权的指纹记录，并识别由电子传感器120检测到的指纹。在一些实施例中，电路板160可包括在锁100解锁时启用的编程按钮153。按钮127可操作成触发“加”按钮153以例如允许电子传感器120的生物识别编程。这样，在明确授权对锁100的使用权时，锁100可仅在解锁位置被编程。电路板160也可配置成响应于接收来自电子传感器120的授权的指纹扫描而向马达150(壳体110中)发送信号以旋转轴157。轴157可联接到传动装置155上。在一些实施例中，传动装置155可键合到离合传动装置130上的花键。离合传动装置130的花键部分可在电子钥匙模式期间仅承载离合传动装置并使离合传动装置130运动。在操作中，响应于用户50(图1)将授权输入提供至电子传感器120，马达150引起传动装置155转动离合传动装置130，这继而操作拨动式开关135以如上文所述的那样使钩环115解锁。
锁定状态
现在参照图3、3A、4、4A和5，在没有壳体110的情况下的上述键合的制栓和钩环组件的元件被显示处于锁定状态。在示范性实施例中，滚珠轴承140和145作为止动装置操作，其固持凹部118和119且因此将钩环115固持在锁定位置。在示范性实施例中，拨动式开关135可为圆柱形，并包括在其外表面上的构造成收纳和承载滚珠轴承140和145的凹处134和136。然而，如这些附图中所示，在锁定状态，滚珠轴承140和145可与圆柱形外表面接触，且不与凹处134和136对准。图6A-6D显示沿着处于锁定状态的钩环和制栓组件的纵向轴线的截面。
图7、8A-8D、9和10A-10显示经由人工钥匙操作的在没有壳体110的情况下的上述键合的制栓和钩环组件的元件。元件正从锁定位置转动到解锁位置。图7和8A-8D显示锁定状态。图9和10A-10D显示处于解锁状态的元件。将认识到，人工模式机构和电子模式机构可独立于彼此而操作以使钩环115解锁。例如，传动装置155可在离合传动装置130旋转时固持在其位置处而不运动。随着离合传动装置130转动拨动式开关135，滚珠轴承140和145可与凹处134和136对准，脱离凹部118和119的承载并旋转出凹部118和119，从而使钩环115能够自由向上运动，并沿着端部117的轴线旋转。
图11、12A-12D、13、14A-14D、15、16A-16D、17和18A-18D显示经由电子钥匙操作的在没有壳体的情况下的上述键合的制栓和钩环组件的元件。图11和12A-12D显示锁定状态。在该模式中，制栓125不可运动/旋转，并因而钥匙孔129未被显示为旋转，而传动装置155旋转成与离合传动装置130接触。离合传动装置130继而旋转拨动式开关135(图13、14A-14D、15和16A-16D)，使得滚珠轴承140和145可与凹处134和136对准，脱离出凹部118和119的承载并旋转出凹部118和119，从而使钩环115能够自由向上运动，并沿着端部117的轴线旋转。图17和18A-18D显示随着离合传动装置130与传动装置155脱开，元件的相对位置。
图12显示上述非电子和电子元件中的一些之间的连接的框图。可认识到，拨动式开关135提供连结人工(非电子)和电子元件的有益的链路以提供锁100，所述锁迄今为止可使用人工或电子机构中的一种或另一种而大体上并非同时使用两者。
本领域的普通技术人员可认识到许多设计构造可有可能享用本发明的系统的功能益处。因而，鉴于本发明的实施例的广泛的多种构造和布置，本发明的范围由以下权利要求的广度反映，而非由上述实施例缩小。例如，尽管在栓销类型的制栓的背景下描述了人工操作的机构，但其它人工锁定机构可用于相同的效果，例如其包括组合锁。此外，尽管在指纹扫描仪的背景下描述了电子传感器，但诸如RF装置、IR传感器等的其它电子传感器可触发电路板控制器中的认证/授权，从而使马达150工作以使拨动式开关135运动，以对钩环115锁定/解锁。此外，尽管在使用“U”形钩环的挂锁的背景下大体上描述了锁100，但将理解的是，诸如栓或缆索的其它钩环可与将钩环保持就位的元件和构造成使那些元件运动和释放的拨动式开关的改型一起使用。
工业适用性
公开的本发明的实施例可提供一种锁，其提供与用于打开的人工和电子机构的相容性。

Claims (35)

1.一种锁，包括：
电子传感器；
连接到所述电子传感器的电路控制器；
连接到所述电路控制器和所述电子传感器的功率源；
连接到所述电路控制器和所述功率源的马达，所述马达构造成基于对所述电子传感器的输入响应于来自所述电路控制器的信号进行操作；
联接到壳体的制栓，其包括用于收纳钥匙的钥匙孔，其中，所述制栓能通过所述钥匙的操作移动；
联接到所述制栓和所述马达的离合传动装置，其中：
所述马达构造成响应于来自所述电路控制器的信号接合所述离合传动装置，和/或
所述制栓构造成响应于所述钥匙在所述钥匙孔中的操作接合所述离合传动装置；以及
联接到所述壳体和所述离合传动装置的安全机构，所述安全机构能通过所述制栓与所述离合传动装置的接合或所述马达与所述离合传动装置的接合移动离开锁定位置和解锁位置。
2.根据权利要求1所述的锁，其中，所述安全机构是钩环。
3.根据权利要求2所述的锁，其中，所述钩环是“U”形钩环。
4.根据权利要求1所述的锁，其中，所述安全机构是栓。
5.根据权利要求1所述的锁，其中，所述安全机构是缆索。
6.根据权利要求1所述的锁，其中，人工操作的机构是用于收纳钥匙的钥匙孔，其中，所述制栓能通过所述钥匙的操作移动。
7.根据权利要求1所述的锁，其中，人工操作的机构是组合锁机构。
8.一种锁，包括：
电子传感器；
连接到所述电子传感器的电路控制器；
连接到所述电路控制器和所述电子传感器的功率源；
连接到电路控制器和所述功率源的马达，所述马达构造成基于对所述电子传感器的输入响应于来自所述电路控制器的信号进行操作；
包括人工操作的机构的制栓；
离合传动装置；
连接到所述离合传动装置的拨动式开关，所述拨动式开关经由所述离合传动装置可选择性地联接到所述制栓和所述马达，其中，所述拨动式开关能通过所述马达和所述制栓中的至少一个的操作从第一位置移动至第二位置；以及
联接到所述拨动式开关的安全机构，所述安全机构通过所述拨动式开关的移动能移动离开锁定位置和解锁位置。
9.根据权利要求8所述的锁，其中，所述人工操作的机构是用于收纳钥匙的钥匙孔。
10.根据权利要求8所述的锁，其中，所述人工操作的机构是组合锁机构。
11.根据权利要求8所述的锁，其中，所述安全机构是钩环。
12.根据权利要求11所述的锁，其中，所述钩环是“U”形钩环。
13.根据权利要求8所述的锁，其中，所述安全机构是栓。
14.根据权利要求8所述的锁，其中，所述安全机构是缆索。
15.根据权利要求8所述的锁，其还包括弹簧，其构造成响应于所述人工操作的机构的操作将所述拨动式开关返回到起始位置。
16.一种锁，包括：
壳体；
联接到所述壳体的生物识别扫描仪；
连接到所述生物识别扫描仪的电路控制器；
连接到所述电路控制器和所述生物识别扫描仪的功率源；
连接到所述电路控制器和所述功率源的马达，所述马达构造成基于对所述生物识别扫描仪的输入响应于来自所述电路控制器的信号进行操作；
联接到所述壳体的制栓，其包括用于收纳钥匙的钥匙孔，其中所述制栓能通过所述钥匙的操作移动；
离合传动装置；
连接到所述离合传动装置的能旋转的拨动式开关，所述拨动式开关经由所述离合传动装置可选择性地联接到所述制栓和所述马达，其中，所述拨动式开关构造成：
响应于来自所述电路控制器的信号通过所述马达的接合旋转到第一位置，和/或
响应于所述钥匙在所述钥匙孔中的操作接合所述制栓以进行旋转；以及
联接到所述壳体和所述拨动式开关的钩环，所述钩环能通过所述拨动式开关与所述制栓的接合或所述拨动式开关与所述马达的接合而移动离开锁定位置和解锁位置。
17.根据权利要求16所述的锁，其中，所述拨动式开关包括在所述拨动式开关的侧壁上的至少第一凹部，所述锁还包括定位在所述钩环和所述拨动式开关的侧壁之间的第一滚珠轴承，以及
响应于所述拨动式开关的旋转，所述第一滚珠轴承旋转到所述拨动式开关的第一凹部中或从所述拨动式开关的第一凹部旋出以将所述钩环移动到所述锁定位置或所述解锁位置。
18.根据权利要求16所述的锁，其中，所述生物识别扫描仪是指纹扫描仪。
19.根据权利要求16所述的锁，其中，所述钩环是“U”形钩环。
20.根据权利要求16所述的锁，其中，所述钩环是栓。
21.根据权利要求16所述的锁，其中，所述钩环包括缆索。
22.一种基于电子和组合的锁，包括：
锁壳体；
联接到所述锁壳体的电子传感器；
连接到所述电子传感器的功率源；
连接到所述电子传感器和所述功率源的马达，所述马达构造成响应于来自所述电子传感器的信号进行操作；
制栓，其包括人工操作的机构，其中，所述制栓能通过至少所述人工操作的机构的操作移动；
离合传动装置；
连接到所述离合传动装置的能旋转的拨动式开关，所述拨动式开关经由所述离合传动装置可选择性地联接到所述制栓和所述马达，其中，所述拨动式开关构造成：
响应于来自所述电子传感器的信号通过所述马达的接合旋转，和/或
响应于所述人工操作的机构的操作接合所述制栓以进行旋转；以及
联接到所述锁壳体和所述能旋转的拨动式开关的钩环，所述钩环能通过所述能旋转的拨动式开关与所述制栓接合至第一旋转位置或通过所述马达的操作所述能旋转的拨动式开关接合至第二旋转位置而移动离开锁定位置和解锁位置。
23.根据权利要求22所述的基于电子和组合的锁，其中，所述电子传感器是生物识别扫描仪。
24.根据权利要求23所述的基于电子和组合的锁，其中，所述生物识别扫描仪是指纹扫描仪。
25.根据权利要求22所述的基于电子和组合的锁，其中，所述人工操作的机构是组合锁机构。
26.一种锁，包括：
壳体；
联接到所述壳体的生物识别扫描仪；
连接到所述生物识别扫描仪的电路控制器；
连接到所述电路控制器和所述生物识别扫描仪的功率源；
连接到所述电路控制器和所述功率源的马达，所述马达构造成基于对所述生物识别扫描仪的输入响应于来自所述电路控制器的信号进行操作；
联接到所述壳体的制栓，其包括用于收纳钥匙的钥匙孔，其中，所述制栓能通过所述钥匙的操作移动；
联接到所述制栓和所述马达的离合传动装置，其中：
所述马达构造成响应于来自所述电路控制器的信号接合所述离合传动装置，和/或
所述制栓构造成响应于所述钥匙在所述钥匙孔中的操作接合所述离合传动装置；以及
联接到所述壳体和所述离合传动装置的安全机构，所述安全机构能通过所述制栓与所述离合传动装置的接合或所述马达与所述离合传动装置的接合移动离开锁定位置和解锁位置。
27.根据权利要求26所述的锁，其还包括弹簧，其构造成响应于钥匙被从所述制栓移除将所述离合传动装置返回到起始位置。
28.根据权利要求26所述的锁，其中，所述安全机构是“U”形钩环。
29.根据权利要求26所述的锁，其中，所述安全机构包括缆索。
30.根据权利要求26所述的锁，其中，所述安全机构是栓。
31.一种锁，包括：
生物识别扫描仪；
连接到所述生物识别扫描仪的电路控制器；
连接到所述电路控制器和所述生物识别扫描仪的功率源；
连接到所述电路控制器和所述功率源的马达，所述马达构造成基于对所述生物识别扫描仪的输入响应于来自所述电路控制器的信号进行操作；
制栓，其包括人工操作的机构，其中，所述制栓能通过至少所述人工操作的机构的操作移动；
离合传动装置；
连接到所述离合传动装置的拨动式开关，所述拨动式开关经由所述离合传动装置可选择性地联接到所述制栓和所述马达，其中，所述拨动式开关能通过所述马达和所述制栓中的至少一个的操作从第一位置移动到第二位置；以及
联接到所述拨动式开关的安全机构，所述安全机构能通过所述拨动式开关的操作移动离开锁定位置和解锁位置。
32.根据权利要求31所述的锁，其还包括弹簧，其沿第一方向偏置所述拨动式开关。
33.根据权利要求31所述的锁，其中，所述安全机构是“U”形钩环。
34.根据权利要求31所述的锁，其中，所述安全机构包括缆索。
35.根据权利要求31所述的锁，其中，所述安全机构是栓。
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