CN113412357B - 用于锁定装置的致动装置以及锁定装置 - Google Patents

Abstract

一种用于对锁定装置(12)进行致动的致动装置(10)，致动装置(10)包括：致动元件(14)，该致动元件能够相对于固定结构(22)以可旋转的方式布置以围绕致动轴线(28)旋转；发电机(16)，该发电机相对于致动元件(14)固定以与致动元件(14)共同旋转；驱动构件(18)，该驱动构件连接至致动元件(14)并且布置成驱动发电机(16)，驱动构件(18)能够布置成通过接合固定结构(22)并且通过手动旋转致动元件(14)而被驱动；以及机电联接装置(20)，该机电联接装置相对于致动元件(14)固定以与致动元件(14)共同旋转，并且该机电联接装置布置成由发电机(16)供电，联接装置(20)构造成采用断开联接状态和联接状态。还提供了一种锁定装置(12)。

Description

用于锁定装置的致动装置以及锁定装置

技术领域

本发明总体上涉及用于锁定装置的致动装置。特别地，提供了：用于锁定装置的致动装置，该致动装置包括致动元件、发电机、驱动构件以及机电的联接装置；以及包括这种致动装置的锁定装置。

背景技术

一些机电锁芯包括芯壳体、以可旋转的方式布置在芯壳体中的锁定构件、能够旋转的旋钮以及用于选择性地将旋钮与锁定构件联接的机电联接装置。当用户已经获得授权时，联接装置将旋钮和锁定构件联接，并且锁可以通过转动旋钮打开。

这些锁芯中的一些锁芯在旋钮中包括电池，该电池用于为联接装置和电子装置、比如凭证评估电子装置供电。然而，电池需要定期更换，这会比较麻烦。如果电池完全放电也是有问题的。

为了避免使用电池，已经提出了所谓的“自供电”锁芯，其中，通过旋钮的旋转产生电力并且该电力用于为机电联接装置供电。这个概念也称为能量收集。然而，这种能量收集锁芯包括滑动接触和/或复杂的机械装置，这增加了成本和复杂性并且降低了可靠性。

DE 102014105432 A1公开了一种机电锁芯，该机电锁芯包括芯壳体、旋钮、离合器以及用作发电机的电动马达。

FR 2728613 A1公开了一种锁，该锁包括外部把手、壳体、电磁发电机以及电动操作的离合器。

DE 19829927 A1公开了一种装置，该装置包括第一致动元件、壳体、发电机、齿轮以及电磁离合器。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种用于对锁定装置进行致动的致动装置，该致动装置具有简单的设计、例如需要较少的机械部件。

本公开的又一目的是提供一种用于对锁定装置进行致动的致动装置，该致动装置具有可靠的设计。

本公开的又一目的是提供一种用于对锁定装置进行致动的致动装置，该致动装置改善用户体验、例如通过避免使用必须更换的电池来改善用户体验。

本公开的又一目的是提供一种用于对锁定装置进行致动的致动装置，该致动装置具有紧凑、安全和/或灵活的设计。

本公开的又一目的是提供一种用于对锁定装置进行致动的致动装置，该致动装置组合地解决了几个或所有的前述目的。

本公开的又一目的是提供一种包括致动装置的锁定装置，该锁定装置解决了一个、几个或所有的前述目的。

根据一方面，提供了一种用于对锁定装置进行致动的致动装置，该致动装置包括：致动元件，该致动元件能够相对于固定结构以可旋转的方式布置以围绕致动轴线旋转；发电机，该发电机相对于致动元件固定以与致动元件共同旋转；驱动构件，该驱动构件连接至致动元件并且布置成驱动发电机，驱动构件能够布置成通过接合固定结构并且通过手动旋转致动元件而被驱动；以及机电联接装置，该机电联接装置相对于致动元件固定以与致动元件共同旋转，并且该机电联接装置布置成由发电机供电，联接装置构造成采用断开联接状态和联接状态，断开联接状态用于将致动装置与锁定装置的锁定构件断开联接，并且联接状态用于将致动装置联接至锁定构件。

当联接装置采用联接状态时，锁定装置的锁定构件可以通过使致动元件旋转而旋转。因此，在联接装置的联接状态下，锁定装置可以通过使致动装置旋转来锁定或解锁。

当联接装置采用断开联接状态时，致动元件的旋转不会传递成锁定构件的旋转。因此，在联接装置的断开联接状态下，锁定装置不能通过使致动装置旋转来锁定或解锁。

发电机可以将来自致动元件的手动旋转的机械能转换成电能。通过手动旋转致动元件收集的电能由此可以用于授权用户、将联接装置从锁定状态切换至解锁状态、以及在一段时间后将联接装置切换返回至锁定状态。因此，致动装置构成能量收集致动装置。发电机可以用作联接装置的主要能量来源。

当发电机移动、例如旋转时，发电机为联接装置供电。发电机响应于致动元件的旋转而移动。当发电机处于静止状态时，发电机可能不会为联接装置供电。然而，发电机可以在任何情况下都电连接至联接装置。因此，发电机构造成为联接装置供电。

发电机和联接装置是致动装置的不同部件。根据一个示例，发电机不机械地作用在联接装置上。

当驱动构件被驱动、例如旋转时，驱动构件驱动发电机。发电机响应于驱动构件的运动而运动。当驱动构件处于静止状态时，发电机也可能处于静止状态。如果驱动构件处于静止状态，则驱动构件不会驱动发电机。因此，驱动构件构造成机械地驱动发电机。

当驱动构件与固定结构接合时，驱动构件布置成通过手动旋转致动元件而被驱动。因此，驱动构件构造成通过接合固定结构并且通过手动旋转致动元件而被驱动。

由于联接装置和发电机是相对于致动元件固定的独立部件，并且联接装置布置成由发电机供电，因此获得或可以实现了若干优点。例如，无需复杂的机械装置或滑动接触即可以借助于致动装置实现能量收集，并且实现了更灵活的设计。

整个致动装置可以围绕致动轴线旋转。致动元件可以被用户的手手动地抓住和旋转。

驱动构件可以包括齿轮传动装置。在这种情况下，固定结构也可以包括用于被驱动构件的齿轮传动装置接合的齿轮传动装置。驱动构件可以包括齿轮、例如由齿轮构成。固定结构可以包括齿轮。在驱动构件和固定结构包括齿轮的情况下，这些齿轮可以是或者正齿轮或者锥齿轮。

发电机可以与联接装置在空间上分隔开。空间分隔使联接装置能够定位在致动装置的远端端部中，这对于未经授权的篡改而言更难以访问。空间分隔还使得能够更简单地修改致动装置以与不同类型的联接装置一起使用。

致动元件可以包括旋钮。旋钮可以是中空的。发电机可以布置在旋钮内部。此外，驱动构件可以至少部分地布置在旋钮内部。因此，能量收集单元可以设置在旋钮中。

致动装置还可以包括相对于致动元件固定的主轴。主轴可以是中空的。在致动元件还包括旋钮的情况下，主轴可以被称为旋钮主轴。

联接装置可以布置在主轴内部。这提高了致动装置的安全性和灵活性。

驱动构件可以相对于致动轴线偏移。由此，可以在致动装置中设置自由通道，例如在中空致动元件与中空主轴之间设置自由通道。此外，发电机可以相对于致动轴线偏移。

驱动构件可以旋转地连接至致动元件以围绕驱动构件轴线旋转。致动轴线和驱动构件轴线可以平行。当致动元件围绕致动轴线旋转时，驱动构件轴线可以围绕致动轴线旋转。

致动装置还可以包括传动装置，该传动装置布置成将驱动构件的驱动运动传递成发电机的驱动运动。传动装置可以是包括一个或更多个中间齿轮的齿轮传动装置。

致动装置还可以包括至少一个电导体，并且联接装置可以经由至少一个电导体电连接至发电机。至少一个电导体可以由电缆构成。电导体例如可以设置在发电机与电力管理电子装置之间、电力管理电子装置与读取电子装置之间、读取电子装置与凭证评估电子装置之间、以及凭证评估电子装置与联接装置的电动马达之间。

联接装置可以包括阻挡构件，该阻挡构件布置成在联接装置采用联接状态时将致动元件的旋转传递成锁定构件的旋转，并且该阻挡构件布置成在联接装置采用断开联接状态时允许致动元件与锁定构件之间的相对旋转。

联接装置可以包括能够在保持位置与释放位置之间移动的保持器，该保持位置用于在联接装置采用联接状态时保持阻挡构件，该释放位置用于在联接装置采用断开联接状态时释放阻挡构件。

联接装置还可以包括布置成使保持器在保持位置与释放位置之间移动的电动马达。以这种方式，电动马达可以用于将联接装置在断开联接状态与联接状态之间切换。如果准许访问，则可以驱动电动马达以将联接装置从断开联接状态切换至联接状态。如果访问被拒绝，则电动马达可以不被驱动。根据一种变型，联接装置在一定时限、例如10秒之后从联接状态切换至断开联接状态。

联接装置还可以包括偏置构件、比如压缩弹簧，其布置成将阻挡构件朝向锁定构件偏置，例如偏置到锁定构件的凹部中。当阻挡构件被偏置到凹部中时，电动马达可以将保持器从释放位置移动至保持位置。由此，联接装置采用联接状态。

致动装置还可以包括电子装置，该电子装置布置成由发电机供电，并且配置成在用户授权时产生授权信号，以用于将联接装置从断开联接状态切换至联接状态。电子装置可以布置在致动装置内，例如布置在旋钮和/或主轴内部。

电子装置可以例如包括电力管理电子装置、读取电子装置和凭证评估电子装置。电力管理电子装置配置成管理能量收集并且为联接装置供应电力。为此目的，电力管理电子装置可以包括能量收集电子装置、比如用于对来自发电机的电压进行整流的二极管和被动式非化学电能存储装置、比如电容器。由此，可以通过致动元件围绕致动轴线在任一方向上的旋转来收集电能。根据一个示例，电能存储装置不包括电池。

读取电子装置可以包括用于接收输入信号的接收单元、比如天线以及读取单元。读取电子装置可以配置成向凭证评估电子装置发送访问信号。凭证评估电子装置可以配置成基于访问信号确定是否应该准许授权。如果访问被准许，例如如果提供有效凭证，则凭证评估电子装置可以发出授权信号。

例如，电力管理电子装置和读取电子装置可以布置在致动元件内部并且凭证评估电子装置可以布置在主轴内部。读取电子装置可以布置成与诸如移动电话之类的外部装置进行无线通信。无线通信可以例如借助于BLE(低功耗蓝牙)或RFID(射频识别)来执行。作为无线通信的替代性方案，用户可以例如经由键盘向读取电子装置输入代码。如果授权请求被拒绝，则联接装置不会切换、即保持在断开联接状态中。

根据另一方面，提供了一种包括根据本公开的致动装置的锁定装置。锁定装置可以例如是锁芯。在这种情况下，锁定装置构成数字锁芯或机电锁芯。锁定装置可以替代各种锁芯，例如门锁、挂锁或自行车锁。

由于发电机可以通过手动旋转致动元件而被驱动，因此锁定装置可以说是构成了能量收集锁定装置、比如能量收集锁芯。

锁定装置还可以包括固定结构。在这种情况下，致动元件可以围绕致动轴线相对于固定结构以可旋转的方式布置，并且驱动构件可以接合固定结构。固定结构可以例如设置在芯壳体上。

致动元件可以构造成围绕致动轴线连续地旋转。由此，可以提供无缝访问。

附图说明

本公开的其他细节、优点和方面将根据以下结合附图的实施方式变得明显，在附图中：

图1示意性地表示包括致动装置的锁定装置的横截面侧视图。

具体实施方式

在下文中，将描述：用于锁定装置的致动装置，该致动装置包括致动元件、发电机、驱动构件以及机电联接装置；以及包括这种致动装置的锁定装置。相同的附图标记将用于表示相同或相似的结构特征。

图1示意性地表示致动装置10和包括致动装置10的锁定装置12的横截面侧视图。致动装置10构造成对锁定装置12进行致动。锁定装置12在此示例为锁芯。

致动装置10包括致动元件14、发电机16、驱动构件18以及机电联接装置20。锁定装置12包括形成在芯壳体24(该芯壳体24也是固定的)上的固定结构22和锁定构件26。锁定构件26以可旋转的方式布置在芯壳体24中。

致动元件14相对于固定结构22以可旋转的方式布置以用于围绕致动轴线28旋转。在图1中，整个致动装置10可以通过手动抓住并且旋转致动元件14而围绕致动轴线28连续地旋转。致动装置10可以永久地或以可拆卸地方式旋转地连接至固定结构22。

在图1中，致动元件14由旋钮30构成。然而，用于手动地旋转以便使致动装置10围绕致动轴线28旋转的替代性类型的致动元件14是可能的。

该示例的致动装置10还包括主轴32。主轴32被接纳在芯壳体24的腔体34中。主轴32相对于致动元件14固定。在图1中，致动元件14刚性地连接至主轴32。该示例的主轴32包括相对较窄的远端部分和相对较宽的近端部分(未标示)。

联接装置20相对于致动元件14固定以与致动元件14共同旋转。该示例的联接装置20包括阻挡构件36和偏置构件38，偏置构件38在此例示为压缩弹簧，其布置成将阻挡构件36沿远端方向(图1中的左侧)偏置到锁定构件26的凹部40中。联接装置20还包括保持器42和布置成驱动保持器42的电动马达44。联接装置20构造成采用用于将致动装置10与锁定构件26断开联接的断开联接状态和用于将致动装置10联接至锁定构件26的联接状态。在图1中，联接装置20已经采用联接状态。

当联接装置20采用联接状态时，锁定装置12的锁定构件26可以通过使致动元件14旋转而旋转。因此，在联接装置20的联接状态下，锁定装置12可以通过使致动装置10旋转来锁定或解锁。

当联接装置20采用断开联接状态时，致动元件14的旋转不会传递成锁定构件26的旋转。因此，在联接装置20的断开联接状态下，锁定装置12不能通过使致动装置10旋转来锁定或解锁。

保持器42在电动马达44的控制下能够在如图1中所示的保持位置与释放位置之间移动。在联接装置20的联接状态下，阻挡构件36通过保持位置中的保持器42被保持在凹部40中的所图示的的远端位置中。当致动元件14旋转时，致动装置10和锁定构件26围绕致动轴线28共同旋转。阻挡构件36由此布置成在联接装置20采用联接状态时将致动元件14的旋转传递成锁定构件26的旋转。

通过将保持器42从图示的保持位置移动至释放位置，当致动装置10旋转时，允许阻挡构件36跳出凹槽40。以此方式，联接装置20可以采用断开联接状态。电动马达44由此可以用于将联接装置20在断开联接状态与联接状态之间进行切换。

如图1中所示，主轴32和致动元件14中的每一者是中空的。发电机16布置在致动元件14内部。除了至少在远端位置中突出至主轴32的外部的阻挡构件36之外，联接装置20布置在主轴32内部。由此，发电机16与联接装置20在空间上分隔开。作为可能的替代性构型，发电机16和联接装置20两者可以在主轴32内部在空间上分隔开。

发电机16固定地连接至致动元件14。因此，发电机16布置成与致动元件14一起围绕致动轴线28旋转。此外，发电机16相对于致动轴线28偏移。

此外，驱动构件18旋转地连接至致动装置10以用于围绕驱动构件轴线46旋转。驱动构件18因此布置成在致动元件14被手动地旋转时既相对于致动元件14围绕驱动构件轴线46旋转又围绕致动轴线28旋转。驱动构件轴线46由此布置成围绕致动轴线28旋转。如图1中所示，致动轴线28和驱动构件轴线46平行并且偏移。

该示例的驱动构件18由包括齿轮传动装置的齿轮构成并且固定结构22包括被驱动构件18的齿轮传动装置接合的齿圈48。然而，替代性类型的接合、比如摩擦接合是可能的。

如图1中所示，驱动构件18相对于致动轴线28偏移。由此，可以在致动装置10中在中空致动元件14与中空主轴32之间提供自由通道。因此避免了滑动接触的任何需要，这有助于致动装置10的更可靠的设计。驱动构件18与固定结构22的齿圈48之间的接合点或部分也相对于致动轴线28偏移。

驱动构件18布置成驱动发电机16。为此目的，该示例的致动装置10包括传动装置50，传动装置50在此例示为包括多个齿轮级的齿轮箱，其布置成将驱动构件18围绕驱动构件轴线46的旋转传递成发电机16的驱动运动，例如发电机16的转子(未示出)的旋转。如图1中所示，除了驱动构件18的接合固定结构22的部分，驱动构件18部分地布置在致动装置10内部。

致动装置10还可以包括过载保护装置(未示出)、例如滑动离合器，以便保护传动装置50免受致动元件14的剧烈旋转。滑动离合器可以布置在驱动构件18与传动装置50之间。

致动装置10还包括电子装置，该电子装置总体上由附图标记52表示。电子装置52布置成由发电机16供电。电子装置52还配置成在用户授权时产生授权信号54。当联接装置20接收到授权信号54时，联接装置20从断开联接状态切换至联接状态。

如图1中图示的，电子装置52将发电机16电连接至联接装置20。图1中示例的电子装置52包括电力管理电子装置56、读取电子装置58、凭证评估电子装置60和电导体62，电导体62在此由电缆构成。一个电导体62将发电机16连接至电力管理电子装置56，一个电导体62将电力管理电子装置56连接至读取电子装置58，一个电导体62将读取电子装置58连接至凭证评估电子装置60，并且一个电导体62将凭证评估电子装置60连接至电动马达44。联接装置20由此布置成由发电机16供电。

在图1的具体构型中，电力管理电子装置56和读取电子装置58布置在致动元件14内部，并且凭证评估电子装置60布置在主轴32内部。该示例的电力管理电子装置56包括能量收集电子装置、比如二极管(未示出)和电容器(未示出)。该示例的读取电子装置58包括用于接收输入信号的天线(未示出)和读取单元(未示出)。

当致动元件14被用户的手手动抓住并旋转时，驱动构件18与固定结构22之间的接合导致驱动构件18被驱动以围绕驱动构件轴线46和致动轴线28旋转。发电机16通过致动元件14的旋转来收集电能。

当发电机16已经收集到足够的电能时，启动授权过程。在授权过程期间，读取电子装置58由电力管理电子装置56供电并且可以例如与外部装置无线通信，比如经由BLE与移动电话进行无线通信。读取电子装置58从外部装置接收凭证并且基于该凭证向凭证评估电子装置60发送访问信号64。

凭证评估电子装置60然后基于访问信号64确定是否应该准许访问。如果授权请求被拒绝，则不切换联接装置20、即保持在断开联接状态中。如果授权请求被准许、例如如果提供有效凭证，则凭证评估电子装置60向电动马达44发出授权信号54。当通过致动元件14的进一步连续旋转而已经收集到足够的电能时，电动马达44被驱动以将联接装置20从断开联接状态切换至联接状态，在这种情况下，通过在致动装置10变成可旋转地定位时将阻挡构件36锁定在凹部40中，使得阻挡构件36与锁定构件26中的凹部40对准。

致动元件14在授权程序期间可以围绕致动轴线28连续地旋转。通过手动旋转致动元件14收集的电能由此可以用于授权用户并且用于将联接装置20从断开联接状态切换至联接状态。当联接装置20已经采用联接状态时，锁定构件26可以通过致动元件14的进一步旋转来旋转。因此，用户可以在授权过程、随后的联接装置20的切换过程、以及随后的锁定构件26的旋转期间连续地旋转致动元件14。由此，提供了无缝访问。

尽管已经参照示例性实施方式描述了本公开，但将理解的是，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进行变化。

Claims (18)

1.一种用于对锁定装置(12)进行致动的致动装置(10)，所述致动装置(10)包括：

-致动元件(14)，所述致动元件(14)能够相对于固定结构(22)以可旋转的方式布置以围绕致动轴线(28)旋转；

-发电机(16)，所述发电机(16)相对于所述致动元件(14)固定以与所述致动元件(14)共同旋转；

-驱动构件(18)，所述驱动构件(18)连接至所述致动元件(14)并且布置成驱动所述发电机(16)，所述驱动构件(18)能够布置成通过接合所述固定结构(22)并且通过手动旋转所述致动元件(14)而被驱动；以及

-机电联接装置(20)，所述机电联接装置(20)相对于所述致动元件(14)固定以与所述致动元件(14)共同旋转，并且所述机电联接装置(20)布置成由所述发电机(16)供电，所述机电联接装置(20)构造成采用断开联接状态和联接状态，所述断开联接状态用于将所述致动装置(10)与所述锁定装置(12)的锁定构件(26)断开联接，并且所述联接状态用于将所述致动装置(10)联接至所述锁定构件(26)。

2.根据权利要求1所述的致动装置(10)，其中，所述发电机(16)与所述机电联接装置(20)在空间上分隔开。

3.根据权利要求2所述的致动装置(10)，其中，所述致动元件(14)包括旋钮(30)。

4.根据权利要求3所述的致动装置(10)，其中，所述发电机(16)布置在所述旋钮(30)内部。

5.根据权利要求1所述的致动装置(10)，其中，所述致动元件(14)包括旋钮(30)。

6.根据权利要求5所述的致动装置(10)，其中，所述发电机(16)布置在所述旋钮(30)内部。

7.根据权利要求1所述的致动装置(10)，还包括主轴(32)，所述主轴(32)相对于所述致动元件(14)固定。

8.根据权利要求7所述的致动装置(10)，其中，所述机电联接装置(20)布置在所述主轴(32)内部。

9.根据权利要求1所述的致动装置(10)，其中，所述驱动构件(18)相对于所述致动轴线(28)偏移。

10.根据权利要求1所述的致动装置(10)，其中，所述驱动构件(18)旋转地连接至所述致动元件(14)以围绕驱动构件轴线(46)旋转。

11.根据权利要求1所述的致动装置(10)，还包括传动装置(50)，所述传动装置(50)布置成将所述驱动构件(18)的驱动运动传递成所述发电机(16)的驱动运动。

12.根据权利要求1所述的致动装置(10)，还包括至少一个电导体(62)，并且其中，所述机电联接装置(20)经由所述至少一个电导体(62)电连接至所述发电机(16)。

13.根据权利要求1所述的致动装置(10)，其中，所述机电联接装置(20)包括阻挡构件(36)，所述阻挡构件(36)布置成在所述机电联接装置(20)采用所述联接状态时将所述致动元件(14)的旋转传递成所述锁定构件(26)的旋转，并且所述阻挡构件(36)布置成在所述机电联接装置(20)采用所述断开联接状态时允许所述致动元件(14)与所述锁定构件(26)之间的相对旋转。

14.根据权利要求13所述的致动装置(10)，还包括保持器(42)，所述保持器(42)能够在保持位置与释放位置之间移动，所述保持位置用于在所述机电联接装置(20)采用所述联接状态时保持所述阻挡构件(36)，并且所述释放位置用于在所述机电联接装置(20)采用所述断开联接状态时释放所述阻挡构件(36)。

15.根据权利要求1所述的致动装置(10)，还包括电子装置(52)，所述电子装置(52)布置成由所述发电机(16)供电并且配置成在用户授权时产生授权信号(54)，以用于将所述机电联接装置(20)从所述断开联接状态切换至所述联接状态。

16.一种锁定装置(12)，包括根据前述权利要求中的任一项所述的致动装置(10)。

17.根据权利要求16所述的锁定装置(12)，还包括固定结构(22)，其中，所述致动元件(14)围绕所述致动轴线(28)相对于所述固定结构(22)以可旋转的方式布置，并且其中，所述驱动构件(18)接合所述固定结构(22)。

18.根据权利要求16所述的锁定装置(12)，其中，所述致动元件(14)构造成围绕所述致动轴线(28)连续地旋转。

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