CN205078024U - 电子锁芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子锁芯，其包括主控模块、离合器、电机、指纹传感器、蓝牙模块和拨块，其中所述蓝牙模块、所述指纹传感器和所述电机分别与所述主控模块连接，所述主控模块通过所述电机控制所述离合器，并且所述离合器的一端耦合到锁体中的旋钮以控制旋钮的激活状态，并且另一端耦合到所述拨块，所述拨块用于操纵锁舌。

Description

电子锁芯

技术领域

本实用新型涉及一种电子锁芯，并且特别涉及一种智能指纹蓝牙电子锁芯。

背景技术

现有的传统机械锁的缺点在于较容易被撬开，级别低的锁芯几分钟就撬开了，级别高点的锁芯只是撬开时间长了些，但也能撬开。还有的缺点就是机械锁芯丢了一把钥匙后还要找锁匠重新换上一个锁芯。另外，现在钥匙越来越长携带也不方便。

随着科技的发展，智能手机的使用越来越广泛，使用智能手机或指纹开启的智能锁孕育而生，但是现在传统机械锁换成智能门锁存在兼容性问题，安装不方便、锁体不兼容等等。

实用新型内容

为了解决以上存在的技术问题，本实用新型提供了一种电子锁芯，其可以适配各种防盗门锁，这样用户就不用换锁体和面板就能用上智能锁。

根据本实用新型的实施例，提供了一种电子锁芯，其包括主控模块、离合器、电机、指纹传感器、蓝牙模块和拨块，其中所述蓝牙模块、所述指纹传感器和所述电机分别与所述主控模块连接，所述主控模块通过所述电机控制所述离合器，并且所述离合器的一端耦合到锁体中的旋钮以控制旋钮的激活状态，并且另一端耦合到所述拨块，所述拨块用于操纵锁舌。

根据优选实施例，所述主控模块包括用于存储指纹数据的存储器，并且将经由指纹传感器采集的指纹与所存储的指纹数据进行比对，以相应地对离合器进行控制。

根据优选实施例，所述指纹传感器位于所述锁芯的外表面处，并且为电容式传感器。该指纹传感器可以设置于所述外表面的凹进处。并且电容式传感器可以实现仅识别活体指纹，从而安全性提高。

根据优选实施例，所述蓝牙模块用于所述主控模块和外部设备之间的通信，采用了AES128加密，并且采用动态密码。

根据优选实施例，所述离合器的所述一端包括游离件，并且所述另一端包括卡盘，所述游离件直接或经由另一部件与所述旋钮锁定耦合，所述卡盘与所述拨块锁定连接。游离件和卡盘的组合结构简单，容易实现，便于该锁芯的制造和维护。

根据进一步优选实施例，所述电机驱动所述游离件纵向运动与所述卡盘啮合或分离。该电机可以是慢速电机，实现稳定的驱动。游离件与卡盘啮合也被称为离合器啮合，而游离件与卡盘分离被称为离合器分离。

根据进一步优选实施例，所述电机经由旋转轴以及固定在所述旋转轴上的横杆带动被固定到游离件的螺旋弹簧纵向移动，并且然后经由所述弹簧的纵向移动驱动所述游离件。具体地，该横杆插入到所述弹簧中，从而可以通过旋转带动所述弹簧纵向移动。

根据进一步优选实施例，所述卡盘中具有若干个凹槽或缺口，并且所述游离件中设置有具有与所述凹槽或缺口对应的数量的卡销。该凹槽或缺口以及该卡销优选分别位于卡盘和游离件的靠中间位置，或者位于其周边。

根据优选实施例，所述主控模块被配置为在接收到来自蓝牙模块的解锁指令或来自指纹传感器的正确指纹数据后，控制所述电机向一个方向转动一段时间以使离合器啮合，并且在经过另一段时间后使所述电机反转一段时间以使离合器分离。这实现了锁芯的自动落锁。

根据优选实施例，所述锁芯还具有容纳电池模块的电池仓，并且所述锁芯还具有USB供电接口。其间通过电源线相互连接。当然所述锁芯还可以具有与电网连接的变压器供电装置。

根据进一步优选实施例，所述旋钮还通过单向轴承连接到所述卡盘，所述单向轴承支持在开锁方向的自由转动，而在上锁方向是锁死的。从而在开锁的时候所述旋钮无法通过单向轴承转动卡盘，在上锁的时候可通过单向轴承而不通过离合器转动卡盘。

本实用新型的电子锁芯具体以下优点：可实现直接替换传统锁芯，便于推广使用，成本降低；仅利用活体指纹解锁，从而安全性高；支持多个指纹，防止一个手指划破后无法开门；可以用智能移动终端经由蓝牙通信开锁，从而也能分享钥匙给朋友；在手机等移动终端丢失的情况下重置密码就可以了，省去繁琐的换锁芯。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的电子锁芯的立体图；

图2示出了根据本实用新型的电子锁芯的旋钮的另一种实施例的正视图；

图3示出了根据本实用新型的电子锁芯的功能框图；

图4示出了根据本实用新型的电子锁芯的纵向截面图；

图5示出了根据本实用新型的电子锁芯的分解截面图；

图6示出了根据本实用新型的电子锁芯的游离件和卡盘的一个实施例的正面图；

图7示出了根据本实用新型的电子锁芯的游离件和卡盘的另一个实施例的正面图。

应当注意到，以下具体实施例及其附图是用于阐明本实用新型的原理并且说明其具体实施例的目的，而并不构成对本实用新型的限制。本实用新型还覆盖落入权利要求中限定的本实用新型的保护范围之内的其它修改、变型和等同形式。

具体实施方式

应当理解的是，各个图不一定按照比例绘制，而是示意性示出各个部件之间的关系。相同的附图标记在各个图中指代相同或相似的部件。

图1示出了根据本实用新型的电子锁芯的立体图。尽管在此未对该电子锁芯的具体尺寸规格作出限定，但是应当认识到，该电子锁芯的尺寸规格可以被设置与各种锁具(如防盗门锁、保险柜锁、抽屉锁等)的锁芯相符，从而能够直接替换原有锁芯，以使将老式锁具更新为支持蓝牙通信和指纹识别等功能的电子锁具。具体地，从图1可看出，该电子锁芯从外表上看大体包括旋钮1、拨块2和电池仓3三个部分。其中旋钮1的正表面处设置有指纹传感器4(从图2的正视图可更清楚看出)。旋钮1可被手动旋转以带动拨块2。拨块2用于带动锁具中的锁舌以将进行开门动作。尽管在图中未示出，可选地，在旋钮1的正表面处还可以设置如应急USB充电孔等部件。

另外，应当认识到，该旋钮1不一定是图1中所示的圆柱形，其还可以是球形旋钮，或者该旋钮可以进一步设置有横把手部件(如图2所示)。

图3示出了根据本实用新型的电子锁芯的功能框图。由图3可看出，该电子锁芯主要包括以下功能模块：主控模块31、指纹传感器12、蓝牙模块13、电机14、离合器模块15、拨块16、电池17和可选的USB接口18。其中主控模块11可利用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SOC)等各种由硬件、固件和/或软件构成的智能系统来实施。主控模块11接收指纹传感器12的数据以对输入的指纹进行处理。经由该指纹传感器12，用户可输入作为密钥的指纹，并且输入用于解锁的命令。当然主控模块11中还存在用于存储指纹数据和其它数据的存储器，并且主控模块11可根据用户的设定对存储器中存储的指纹密钥进行管理，并且对解锁的历史进行记录。根据优选实施例，该指纹传感器12可以是电容式指纹传感器，以实现仅识别活体指纹并且拒绝假指纹的功能，进一步提高了安全性。

另外，蓝牙模块13用于在主控模块11与外部设备(在图上示出)之间的通信。该外部设备可以是智能电话(例如基于安卓或IOS等系统的智能电话)、手持设备、膝上型设备、个人计算机、服务器计算机、个人数字助理(PDA)、上网本、机顶盒等各种客户端设备。经由蓝牙模块13，外部设备可以对电子锁芯进行各种远程控制，例如对电子锁芯进行解锁，对指纹数据进行管理，查看系统中记录的解锁历史等操作。

另外，主控模块11在经由蓝牙模块13接收到用户的命令或者仅由指纹传感器12接收到匹配的指纹数据之后，可对电机14发出指令，以控制离合器模块15的啮合和脱离。而在离合器模块15啮合之后，用户可使用旋钮1经由离合器模块15带动拨块16，从而完成开锁过程。

下面通过图4和5详细解释电子锁芯中的内部机械构造。图4示出了根据本实用新型的实施例的电子锁芯的纵向截面图，而图5示出了该电子锁芯的分解截面图。在图4和图5中可看出，在旋钮1的表面处设置有蓝牙传感器，应该注意的是，虽然在图4和5中将蓝牙传感器图示为突出在表面上，但是其也可以被设置在旋钮1的表面的凹进部分内，从而不在表面上突出。

另外在旋钮1的壳体内或在与旋钮1连接的壳体内设置有电机41、旋转轴42、横杆43、螺旋弹簧44、游离件45、卡盘46、单向轴承47以及电路板。该电路板上集成有主控模块11和存储器、蓝牙模块(包括天线)等部件。当然，上述部件也可设置在分离的电路板上。而该一个或多个电路板也可以分布设置在锁芯的其它部件中。螺旋弹簧44、游离件45和卡盘46构成了本申请中所述的离合器模块15。其中游离件45固定连接到旋钮1，即相对于旋钮1是不动的。而卡盘46固定连接到拨块2，从而相对于拨块2是不动的。另外，旋钮1通过单向轴承47连接到卡盘46。单向轴承47支持在开锁方向(如顺时针方向)的自由转动，并且在另一方向，上锁方向(如逆时针方向)锁死。值得注意的是，为了简化视图的目的，在图4和5中未示出上述几个部件之间的连接元件。

电机41连接到旋转轴42，旋转轴42纵向延伸，而固定在旋转轴42上的横杆43横向延伸(即垂直于旋转轴)。另外，螺旋弹簧44背向旋钮1表面的一端固定连接到游离件45。而因为旋转轴42在纵向穿过螺旋弹簧44的中心并且横杆43在横向穿过螺旋弹簧44，在电机41的正向旋转或反向旋转的情况下，横杆43被带动旋转，从而驱动螺旋弹簧44在纵向前后移动。螺旋弹簧44的前后移动带动游离件45与卡盘46啮合或分离，从而实现解锁和上锁。在游离件45与卡盘46啮合的情况下，用户可通过转动旋钮1经由离合器带动拨块2转动，从而实现开门等目的。而在游离件45与卡盘46分离的情况下，旋钮1仅通过单向轴承47与卡盘46连接。而由于单向轴承47的单向(上锁方向)转动特性，在离合器分离的情况下，旋钮1不能在开锁方向(如顺时针)转动，而只能在上锁方向(如逆时针)转动。从而，在上锁时，用户可直接转动旋钮1上锁，而无需通过电子系统，即无需进行指纹识别。

在此并未对以上部件的连接方式进行具体限定，其可以是诸如螺钉、螺栓、铆接、焊接等各种连接方式。

另外，如上文描述的，在拨块2的后面设置有电池仓3，电池仓3经由连接线(未示出)连接到主控模块11以实现供电。

图6示出了游离件45和卡盘46的一个实施例的平面图。由图6中可看出，卡盘46为圆盘结构，在圆周处存在四个固定点61，用于与拨块的固定。而卡盘46中还具有四个凹槽62，该凹槽用于与游离件45啮合。而游离件45具有与卡盘相匹配的结构，其中设置有与四个凹槽62配合的四个卡销63。可对照图4和图5的截面图看出两者的具体结构。

图7示出了游离件45和卡盘46的另一个实施例的平面图。其中凹槽和卡销分别位于圆周上。当然游离件45和卡盘46不限于图6和7所示的构造。另外，本领域技术人员容易理解的是，游离件45和卡盘46中的凹槽和卡销的数量不限于图6和图7中的四个，而是可以根据需要更多或更少，如2至10中的任意数。

下面描述根据本实用新型的电子锁芯的示例工作过程。在主控模块11接收到解锁指令(如经由蓝牙接收到指令或得到指纹匹配的结果)后，主控模块11控制电机41往一个方向旋转一定时间(如1秒)，以使离合器啮合，然后电机41保持静止一定时间(如10秒，该时间用于供用户转动旋钮开门)，并且然后电机41向另一方向反向旋转一定时间(如1秒)，由此使离合器分离，从而使旋钮1失去开门功能，最终实现了锁芯的自动落锁。而在锁门的时候，用户反方向转动旋钮1，以经由单向轴承47带动拨块上锁，从而实现了在上锁的时候无需进一步验证指纹，从而达到操作方便和省电等优点。

尽管参考附图和具体实施例特别示出和描述本实用新型，本领域技术人员应当理解的是，可以在不背离如由所附权利要求定义的本公开的精神和范围的情况下在此做出在形式和细节上的各个改变。因此通过所附权利要求来指示本公开的范围，并且因此旨在包含落入权利要求的等同形式的含义和范围内的所有改变。

本领域中的技术人员在实践所主张的发明时从附图、本公开和所附权利要求的研究中可理解并实现对所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词“包括”并不排除其它元件或步骤。某些措施在相互不同的从属权利要求中被记载的简单事实并不指示这些措施的组合不能被有利地使用。在权利要求中的任何参考符号不应被解释为限制范围。

Claims (11)

1.一种电子锁芯，其包括主控模块、离合器、电机、指纹传感器、蓝牙模块和拨块，其中

所述蓝牙模块、所述指纹传感器和所述电机分别与所述主控模块连接，

所述主控模块通过所述电机控制所述离合器，并且所述离合器的一端耦合到锁体中的旋钮以控制旋钮的激活状态，并且另一端耦合到所述拨块，所述拨块用于操纵锁舌。

2.根据权利要求1所述的电子锁芯，其中所述主控模块包括用于存储指纹数据的存储器，并且将经由指纹传感器采集的指纹与所存储的指纹数据进行比对，以相应地对离合器进行控制。

3.根据权利要求1所述的电子锁芯，其中，

所述指纹传感器位于所述锁芯的外表面处，并且为电容式传感器。

4.根据权利要求1所述的电子锁芯，其中所述蓝牙模块用于所述主控模块和外部设备之间的通信，采用了AES128加密，并且采用动态密码。

5.根据权利要求1所述的电子锁芯，其中所述离合器的所述一端包括游离件，并且所述另一端包括卡盘，所述游离件直接或经由另一部件与所述旋钮锁定耦合，所述卡盘与所述拨块锁定连接。

6.根据权利要求5所述的电子锁芯，其中所述电机驱动所述游离件纵向运动与所述卡盘啮合或脱离。

7.根据权利要求6所述的电子锁芯，其中所述电机经由旋转轴以及固定在所述旋转轴上的横杆带动被固定到游离件的螺旋弹簧纵向移动，并且然后经由所述螺旋弹簧的纵向移动驱动所述游离件。

8.根据权利要求5所述的电子锁芯，其中所述卡盘中具有若干个凹槽或缺口，并且所述游离件中设置有具有与所述凹槽或缺口对应的数量的卡销。

9.根据权利要求1所述的电子锁芯，其中所述主控模块被配置为在接收到来自蓝牙模块的解锁指令或来自指纹传感器的正确指纹数据后，控制所述电机向一个方向转动一段时间以使离合器啮合，并且在经过另一段时间后使所述电机反转一段时间以使离合器分离。

10.根据权利要求1所述的电子锁芯，其中所述锁芯还具有容纳电池模块的电池仓和/或与电网连接的变压器供电装置，和/或所述锁芯还具有USB供电接口。

11.根据权利要求6所述的电子锁芯，其中所述旋钮还通过单向轴承连接到所述卡盘，所述单向轴承支持在开锁方向的自由转动，而在上锁方向是锁死的。