CN206279891U - 电子锁芯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子锁芯装置。所述电子锁芯装置包括：沿着轴向组装在一起的前把手、锁胆、主轴、第一连接器、第一耦合器和拨轮，前把手和锁胆固定连接，第一耦合器和拨轮固定连接，主轴穿过拨轮的中心孔，在未开锁时，第一连接器相对于第一耦合器和主轴至少之一自由转动，在电子开锁时，第一连接器与第一耦合器和主轴共同转动，在前把手转动时，锁胆、主轴、第一连接器和第一耦合器依次传动，使得拨轮转动从而开锁。该电子锁芯装置将前把手和控制电路分别设置在主轴的两端，从而提高电子锁芯的使用便利性、可靠性和安全性。

Description

电子锁芯装置

技术领域

本实用新型涉及锁，更具体地涉及电子锁芯装置。

背景技术

随着社会生活与技术的发展，智能化家居相关的硬件已经如雨后春笋一般发展起来。由于无须携带钥匙，电子锁使用便利，解决了日常生活中很多人的痛点，因而已经得到迅速普及。目前，大部分电子锁都是以整锁方式生产和销售，不但成本高，而且与现有锁具的形状尺寸区别较大，安装难度大。仅仅是需要专业人员安装这一点，就大大地增加了电子锁的使用门槛。与整锁形式的电子锁相比，电子锁芯的成本低且安装方式与机械锁芯类似，因而获得广泛的关注。

然而，电子锁芯的内部机械结构非常紧密，内部空间难以同时容纳机械开锁和电子开锁所需的结构部件。因此，现有的产品基本上是单功能电子锁芯，其中省略了机械开锁功能，而以电子驱动的电子锁芯部分为主。

中国专利申请CN201510760277.9公开了一种电子锁芯的实现方法。该申请公开的电子锁芯包括前把手和后把手。前把手包括指纹、密码认证系统，后把手包括相关的认证电子电路。前把手与后把手的内部是一体的，能够共同自由转动。后把手外壳与拨轮是一体的，后把手的转动会带拨轮转动达到开门和锁门目的。在没有正确身份认证时，前把手和后把手的内部部分为自由空转状态，不能带动拨轮转动，因此不能开门或锁门。后把手内装有离合器。当有正确身份认证后(例如，通过指纹或密码)，通过后把手内离合器运动实现后把手的内部与后把手的外壳连接起来。此时，转动前把手带动后把手的内部转动，后把手内部转动又带动后把手外壳转动，从而带动拨轮转动，达到开门或锁门的目的。该电子锁芯不能采用钥匙进行机械开锁，属于单功能电子锁芯。

中国专利申请CN201520877874.5公开了一种电子锁芯。该电子锁芯外侧(相对于门安装的外面)有个把手。在把手内部装有指纹识别、蓝牙等相关电子部件，并且安装有离合器。当用户通过指纹识别后，则驱动把手内离合器与锁芯本体结合，然后可以通过转动外把手带动锁芯内拨轮打开锁舌。该电子锁芯不能采用钥匙进行机械开锁，属于单功能电子锁芯。

然而，上述单功能电子锁芯在使用上造成不便和安全隐患。例如，在电池耗尽等情形下，电子锁芯可能由于供电故障而停止工作，从而不能使用。尤其在火灾发生时，电子锁芯无法在高温下正常运行，从而可能由于无法开锁而延误救援。

此外，已经开发的多功能锁芯主要以电子锁芯部分为主，在主轴方向上以电机驱动。在锁芯内的某一个空余区域的小区域的范围内加入机械结构。该机械锁芯部分通常位于主轴下方，因此，机械锁芯部分和电子锁芯部分是非同轴的且彼此独立。由于在面板上需要提供操作电子锁芯的区域和采用钥匙开门的区域，因此在采用钥匙开门时使用不便。更重要的，多功能锁芯用于容纳机械锁芯部分的空间狭小，结构部件难以复杂化和提高机械强度，从而达到高保安锁芯的安全标准。

因此，在实际应用中，希望开发出兼容机械驱动和提供机械安全性的电子锁芯，以满足使用便利和安全需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种利用同轴转动的连接器和耦合器使得控制电路设置在后端的电子锁芯。

根据本实用新型的一方面，提供一种电子锁芯装置，包括：沿着轴向组装在一起的前把手、锁胆、主轴、第一连接器、第一耦合器和拨轮，所述前把手和所述锁胆固定连接，所述第一耦合器和所述拨轮固定连接，所述主轴穿过所述拨轮的中心孔，其中，在未开锁时，所述第一连接器与所述第一耦合器和所述主轴至少之一彼此脱离，从而相对于所述第一耦合器和所述主轴至少之一自由转动，在电子开锁时，所述第一连接器与所述第一耦合器和所述主轴二者连接，从而与所述第一耦合器和所述 主轴共同转动，在所述前把手转动时，所述锁胆、所述主轴、所述第一连接器和所述第一耦合器依次传动，使得所述拨轮转动从而开锁。

优选地，所述锁胆包括与所述主轴的第一端部匹配的第一轴孔，所述第一连接器包括与所述主轴的第二端部匹配的第一二轴孔，其中，所述主轴在所述第二轴孔中可以沿轴向移动，在所述主轴进入所述第二轴孔中时，所述主轴与所述第一连接器共同转动，在所述主轴脱离所述第二轴孔时，所述主轴相对于所述第一连接器自由转动。

优选地，所述主轴的第一端部的截面形状为扁平状、多边形、椭圆柱、齿形中的任一种，所述主轴的第二端部的截面形状为扁平状、多边形、椭圆柱、齿形中的任一种，所述第一轴孔的截面形状与所述第一端部的截面形状互补，以及所述第二轴孔的截面形状与所述第二端部的截面形状互补。

优选地，所述第一耦合器包括中空的开口和在所述开口的内壁上形成的离合槽。

优选地，所述第一连接器还包括第一爪，所述离合槽与所述第一爪匹配，其中，所述第一连接器在所述第一耦合器的开口中可以沿轴向移动，在所述第一爪进入所述离合槽中时，所述第一连接器与所述第一耦合器共同转动，在所述第一爪脱离所述离合槽时，所述第一连接器相对于所述第一耦合器自由转动。

优选地，所述第一连接器包括第一离合件和第二离合件，所述第一离合件具有第一爪和所述第二轴孔，所述第二离合件具有第二爪，所述第一爪与所述第二爪和所述离合槽匹配，并且所述第二爪的侧壁部分进入所述离合槽中，其中，所述第二离合件在所述第一耦合器的开口中可以沿轴向移动，并且所述第二离合件与所述第一耦合器共同转动，在所述第一爪的端部啮合所述第二爪的端部时，所述第一离合件与所述第二离合件共同转动，在所述第一爪的端部脱离所述第二爪的端部时，所述第一离合件相对于所述第二离合件自由转动。

优选地，所述第一耦合器具有第一开口槽，所述拨轮具有凸块，使得组装状态时，所述凸块进入所述第一开口槽中以提供二者的固定连接。

优选地，还包括：电机，用于驱动所述第一连接器的至少一部分移 动，从而实现所述第一连接器与所述第一耦合器和所述主轴之间的连接和脱离。

优选地，还包括：后把手，所述后把手具有内部空间，用于安装电池、控制单元和所述电机，所述后把手与所述第一耦合器固定连接从而共同转动，以实现利用所述后把手进行手动开锁。

优选地，还包括安装在后把手上的主按钮，所述主按钮与所述控制单元相连接，其中，在按下主按钮时，所述控制单元控制所述电机的动作，使得所述第一连接器与所述第一耦合器连接，以实现利用所述前把手进行手动锁合。

优选地，所述控制单元包括通信模块，采用无线通信方式从外部接收指令以实现对电机驱动的控制。

优选地，还包括：沿着轴向与所述锁胆、所述主轴和所述拨轮组装在一起的第二耦合器和第二连接器，所述第二耦合器与所述锁胆采用销杆相连接，所述第二连接器套在所述主轴上，并且与所述第二耦合器相连接，所述第二连接器可以沿轴向移动，其中，在未开锁时，所述销杆与所述锁胆和所述第二耦合器至少之一彼此脱离，从而所述锁胆相对于所述第二耦合器自由转动，并且所述第二连接器与所述第二耦合器和所述拨轮至少之一彼此脱离，从而所述第二耦合器相对于所述拨轮自由转动，在机械开锁时，在钥匙插入到所述第一轴孔中合适的位置时，所述销杆与所述锁胆和所述第二耦合器二者连接，从而所述锁胆与所述第二耦合器共同转动，并且所述第二连接器与所述第二耦合器和所述拨轮二者连接，从而所述第二耦合器与所述拨轮共同转动，并且，在所述钥匙转动时，所述锁胆、所述第二耦合器和所述第二连接器依次传动，使得所述拨轮转动从而开锁。

优选地，所述主轴的第一端部周边设置有台肩面，所述第二连接器的一个端部顶在所述台肩面上。

优选地，所述钥匙在插入所述第一轴孔中时推动所述主轴沿轴向移动，所述主轴推动所述第二连接器沿轴向移动。

优选地，所述第二连接器具有凸块，所述第二耦合器具有第二开口槽，所述拨轮具有第三开口槽，所述第二连接器与所述第二耦合器彼此 连接，其中，所述凸块位于所述第二开口槽中，在所述第二连接器与所述拨轮彼此连接时，所述凸块进入所述第三开口槽中，在所述第二连接器与所述拨轮彼此脱离时，所述凸块位于所述第三开口槽的外部。

优选地，还包括第一弹簧，所述第一弹簧位于所述第二连接器的所述一个端和所述主轴的台肩面之间，使得所述主轴推动所述第二连接器沿轴向移动到达与所述拨轮连接的位置。

优选地，还包括第二弹簧，所述第二弹簧位于所述第二连接器的后端面和所述第一连接器的第一端部之间，使得在所述钥匙去除之后，所述第二连接器沿轴向恢复到与所述拨轮脱离的位置。

根据本实用新型实施例的电子锁芯装置，前把手、锁胆、主轴、第一连接器、第一耦合器和拨轮沿着轴向组装在一起，在电子开锁时，前把手转动，锁胆、主轴、第一连接器和第一耦合器依次传动，使得拨轮转动从而开锁。由于上述部件的同轴转动，前把手可以设置在电子锁芯装置的前端，控制电路可以设置在后端。因此，电子锁芯装置的室外部分为纯机械结构。

与传统的机械锁芯相比，根据本实用新型实施例的电子锁芯装置具有类似的环境适应性，即可以适应于各种恶劣的室外环境，例如可以用于高温、低温、潮湿、干燥、灰尘环境。与传统的电子锁芯相比，根据本实用新型实施例的电子锁芯装置的室外部分没有任何控制电路，因此，无法通过前端的机械结构对后端的控制电路进行干扰和破坏，从而安全性高。

在电子锁芯装置的内部，主要结构部件沿轴向组装在一起，因此，可以采用与传统的机械锁芯相同尺寸和形状的安装孔。该电子锁芯装置可以兼容机械锁芯的安装方法，安装操作简单，从而可以降低安装成本。例如，该电子锁芯装置为组装件，包括组成一起的锁胆、主轴、第一连接器、第一耦合器和拨轮，将组装件放置在与机械锁芯相同的安装孔中，然后，将前把手采用螺钉固定在锁胆上，即可完成电子锁芯装置的安装。

在优选的实施例中，电子锁芯装置还兼容机械锁芯的功能。电子锁芯装置还包括沿着轴向与所述锁胆、所述主轴和所述拨轮组装在一起的第二耦合器和第二连接器。在机械开锁时，钥匙插入并转动，锁胆、第 二耦合器和第二连接器依次传动，使得拨轮转动从而开锁。由于电子锁芯部分和机械锁芯部分共用锁胆和主轴进行传动，并且主要的结构部件沿轴向组装成一体，因此可以实现紧凑的锁芯结构，并且可以提供结构部件的机械强度。

该电子锁芯装置不仅实现了机电一体化锁芯，而且可以实现紧凑的锁芯结构，兼容机械锁芯的安装方法。该电子锁芯装置可以采用与传统的机械锁芯相同尺寸和形状的安装孔，安装操作简单且降低安装成本。

根据优选实施例的电子锁芯装置，两个功能之间可以相互独立运行，既带来了电子开启的方便性，同时又完全保留了机械开启的方式，符合应急要求。在电子结构损坏或应急(如火灾)的情况下，可以采用钥匙从外部开锁。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置在未开锁时的原理图。

图2示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置在机械开锁时的原理图。

图3示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置在电子开锁时的原理图。

图4示出根据本实用新型第二实施例的电子锁芯装置在未开锁时的原理图。

图5示出根据本实用新型第三实施例的电子锁芯装置在未开锁时的原理图。

图6示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置一个实例的整体分解透视图。

图7示出图6所示的电子锁芯装置中机械锁芯部分的分解透视图。

图8示出图6所示的电子锁芯装置中电子锁芯部分的分解透视图。

图9示出图6所示的电子锁芯装置在未开锁时的截面图。

图10示出图6所示的电子锁芯装置在机械开锁时的原理图。

图11示出图6所示的电子锁芯装置在电子开锁时的原理图。

附图标记：

100 电子锁芯装置

101 钥匙

110 前把手

111 螺孔

120 锁胆

121 平面

125 销杆

126 第一凸块

130 第二耦合器

131 第四开口槽

135 第二开口槽

140 拨轮

141 拨块

145 第三开口槽

150 第一耦合器

160 电机

170 主轴

171 扁头

172 五边头

180 第一离合件

181 轴孔

185 第一爪

190 第二离合件

191 第二爪

210 第二连接器

310 第一连接器

215 第二凸块

221 第一弹簧

222 第二弹簧

223 第三弹簧

320 第一外壳

330 第二外壳

340 后把手

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

图1示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置在未开锁时的原理图。该电子锁芯装置100包括组合在一起的机械锁芯部分和电子锁芯部分，二者共用锁胆和主轴进行传动。机械锁芯部分包括沿轴向组装在一起的锁胆120、第二耦合器130、主轴170和拨轮140，以及设置在锁胆120和第二耦合器130外周边上的销杆125。电子锁芯部分包括沿轴向组装在一起的前把手110、锁胆120、主轴170、第一离合件180、第二离合件190、第一耦合器150和电机160。

在该实施例的电子锁芯装置100中，前把手110和锁胆120例如采用螺钉固定在一起。前把手110和锁胆120分别具有同心轴孔，其轴孔的形状为与钥匙形状一致的扁平状。第二耦合器130、拨轮140、第一耦合器150和第一离合件180分别具有同心轴孔，其轴孔的形状为圆形或大致圆形。

销杆125用于连接锁胆120和第二耦合器130。在销杆125连接锁胆120的状态下，第二耦合器130经由销杆125与锁胆120连接在一起，二者共同转动。在销杆125脱离锁胆120的状态下，第二耦合器130与锁胆120彼此可以独立转动。在任何状态下，第二耦合器130与拨轮140彼此脱离，从而相对于拨轮140自由转动。

主轴170包括三个部分，分别为主轴的两个端部A和C以及和中间部B。主轴170的端部A和C的形状为扁平状态或多边形状，分别与锁 胆120的轴孔和第一离合件180的轴孔相匹配。主轴170的中间部B的形状为圆柱状，并且包括凸块，与第二耦合器130和拨轮140中的开口槽相匹配。

主轴170可以沿轴向移动，使得主轴170的中间部B可以与拨轮140连接或脱离。主轴170相对于锁胆120和第一离合件180中的任一个均不能自由转动。在主轴170连接拨轮140的状态下，主轴170可以与拨轮140共同转动。在主轴170脱离拨轮140的状态下，主轴170相对于拨轮140自由转动。

第一离合件180和第二离合件190分别容纳在第一耦合器150的轴孔中。第一离合件180相对于第一耦合器150的轴向位置大致不变。第二离合件190可以在电机160的驱动下，沿着第一耦合器150的轴向移动，从而与第一离合件180连接或脱离。进一步地，第二离合件190的外周边与第一耦合器150的轴孔内采用啮合机构相结合，使得第二离合件190虽然相对于第一耦合器150沿着轴向自由移动，但却只能与第一耦合器150共同转动。因此，在第一离合件180和第二离合件190连接在一起的状态下，第一离合件180与第一耦合器150共同转动，在第一离合件180脱离第二离合件190的状态下，第一离合件180可以相对于第一耦合器150自由转动。

第一耦合器150例如采用啮合机构，始终与拨轮140连接在一起。因此，第一耦合器150始终只能与拨轮140共同转动。

在电子锁芯装置100组装之后，主轴170可以在钥匙的推动下沿轴向移动，第二离合件190可以在电机的驱动下沿轴向移动。除此之外，前把手110、锁胆120、第二耦合器130、拨轮140、第一耦合器150和第一离合件180均不能沿轴向移动。该电子锁芯装置100利用拨轮140的转动实现锁合和开锁。

如图1所示，在电子锁芯装置100未开锁时，拨轮140处于锁合位置。主轴170与拨轮140脱离，销杆125与锁胆120脱离，第一离合件180与第二离合件190脱离。主轴170的端部C穿过拨轮140的轴孔，其中间部B未与拨轮140连接。

在前把手110转动时，前把手110、锁胆120、主轴170依次传动， 主轴170使得第二耦合器130和第一离合件180转动。然而，由于主轴170与拨轮140脱离，第一离合件180与第二离合件190脱离，因此主轴170和第一离合件180均未能进一步传动至拨轮140。

在电子锁芯装置100未开锁时，即使转动前把手110，电子锁芯也始终未开锁，仍然不能在未使用钥匙或电子验证的情形下开锁。

图2示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置在机械开锁时的原理图。如图2所示，在电子锁芯装置100机械开锁时，钥匙101插入。如果钥匙101与锁胆120匹配，则在钥匙101插入锁胆120中到达预定位置时，销杆125落入锁胆120侧壁上的凹槽中，从而与锁胆120连接。此外，钥匙101推动主轴170沿轴向移动，使得主轴170的中间部B穿过拨轮140的轴孔，主轴170与拨轮140连接。第一离合件180与第二离合件190脱离。

在电子锁芯装置100机械开锁时，钥匙101转动，钥匙101、锁胆120、销杆125、第二耦合器130、主轴170、拨轮140依次传动，主轴170使得拨轮140转动从而实现开锁。

图3示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置在电子开锁时的原理图。如图3所示，在电子锁芯装置100电子开锁时，主轴170与拨轮140脱离，销杆125与锁胆120脱离。主轴170的端部C穿过拨轮140的轴孔，其中间部B未与拨轮140连接。采用蓝牙等无线通信模块启动电机160，使得第二离合件190沿轴向移动，第一离合件180和第二离合件190连接，从而可以共同转动。

在电子锁芯装置100电子开锁时，在前把手110转动时，前把手110、锁胆120、主轴170、第一离合件180、第二离合件190、第一耦合器150、拨轮140依次传动，第一耦合器150使得拨轮140转动从而实现开锁。

图4示出根据本实用新型第二实施例的电子锁芯装置在未开锁时的原理图。该电子锁芯装置200包括组合在一起的机械锁芯部分和电子锁芯部分，二者共用锁胆和主轴进行传动。机械锁芯部分包括沿轴向组装在一起的锁胆120、第二耦合器130、主轴170和拨轮140，以及设置在锁胆120和第二耦合器130外周边上的销杆125。电子锁芯部分包括沿轴向组装在一起的前把手110、锁胆120、主轴170、第一连接器310、 第一耦合器150和电机160。

根据第二实施例的电子锁芯装置200与图1至3所示的电子锁芯装置100的不同之处在于：采用整体的第一连接器310代替分立的第一离合件180和第二离合件190。

第一连接器310容纳在第一耦合器150的轴孔中。第一连接器310可在电机160的驱动下，沿着第一耦合器150的轴向移动，从而与主轴170连接或脱离。进一步地，第一连接器310的外周边与第一耦合器150的轴孔内采用啮合机构相结合，使得第一连接器310虽然相对于第一耦合器150沿着轴向自由移动，但却只能与第一耦合器150共同转动。

第一耦合器150例如采用啮合机构，始终与拨轮140连接在一起。因此，第一耦合器150始终只能与拨轮140共同转动。

在电子锁芯装置100电子开锁时，主轴170与拨轮140脱离，销杆125与锁胆120脱离。主轴170的端部C穿过拨轮140的轴孔，其中间部B未与拨轮140连接。采用蓝牙等无线通信模块启动电机160，使得第一连接器310沿轴向移动，主轴170与第一连接器310连接，从而可以共同转动。

在前把手110转动时，前把手110、锁胆120、主轴170、第一离合件180、第二离合件190、第一耦合器150、拨轮140依次传动，第一耦合器150使得拨轮140转动从而实现开锁。

根据第二实施例的电子锁芯装置200的其他方面与图1至3所示的电子锁芯装置100相同，在此省去详细描述。

图5示出根据本实用新型第三实施例的电子锁芯装置在未开锁时的原理图。该电子锁芯装置300包括组合在一起的机械锁芯部分和电子锁芯部分，二者共用锁胆和主轴进行传动。机械锁芯部分包括沿轴向组装在一起的锁胆120、第二耦合器130、主轴170和拨轮140，以及设置在锁胆120和第二耦合器130外周边上的销杆125。电子锁芯部分包括沿轴向组装在一起的前把手110、锁胆120、主轴170、第一离合件180、第二离合件190、第一耦合器150和电机160。

根据第三实施例的电子锁芯装置300与图1至3所示的电子锁芯装置100的不同之处在于：第一离合件180容纳在第一耦合器150的轴孔 中，第二离合件190的至少一部分容纳在第一耦合器150的侧壁开口中。

第一离合件180相对于第一耦合器150的轴向位置大致不变。第二离合件190可以电机160的驱动下，沿着第一耦合器150的径向移动，从而与第一离合件180连接或脱离。例如，第一离合件180的侧壁具有开口，第二离合件190的端部为杆状。在第二离合件190的端部进行第一离合件180的侧壁开口的情形下，第一离合件180和第二离合件190连接在一起，使得第一离合件180与第一耦合器150共同转动。在第二离合件190的端部脱离第一离合件180的侧壁开口的情形下，第一离合件180脱离第二离合件190，使得第一离合件180可以相对于第一耦合器150自由转动。

第一耦合器150例如采用啮合机构，始终与拨轮140连接在一起。因此，第一耦合器150始终只能与拨轮140共同转动。

在电子锁芯装置100电子开锁时，主轴170与拨轮140脱离，销杆125与锁胆120脱离。主轴170的端部C穿过拨轮140的轴孔，其中间部B未与拨轮140连接。采用蓝牙等无线通信模块启动电机160，使得第二离合件190沿径向移动，第一离合件180和第二离合件190连接，从而可以共同转动。

在前把手110转动时，前把手110、锁胆120、主轴170、第一离合件180、第二离合件190、第一耦合器150、拨轮140依次传动，第一耦合器150使得拨轮140转动从而实现开锁。

根据第三实施例的电子锁芯装置300的其他方面与图1至3所示的电子锁芯装置100相同，在此省去详细描述。

根据上述第一至第三实施例的电子锁芯装置，在未插入钥匙的时候，锁胆也能够自由转动，但不能带动拨轮转动实现开门或锁门。在钥匙正确插入的情形下，则通过电子锁芯装置的耦合结构，使得主轴驱动拨轮共同转动以实现开门或锁门。在采用蓝牙等无线通信模块进行电子开锁的情形下，电机驱动将主轴连接至第一耦合器，经由第一耦合器驱动拨轮共同转动以实现开门或锁门。

该电子锁芯装置可以兼容传统的机械锁芯，既带来了电子开启的方便性，同时又完全保留了机械开启的方式。在不改变电子锁芯装置的全 部机械功能、安全性以及传统钥匙开启方式的情况下，同时实现了无需钥匙，直接通过手机或其它分离外设(通过蓝牙或其它无线通信方式与锁芯交互)操作，实现开门或锁门的功能，真正的实现机械开启和电子开启相结合，并且无主次之分。

进一步地，机械锁芯部分和电子锁芯部分沿轴向组装在一起，因而可以保证机械锁芯的机械性能和安全性。

在上述的实施例中，将销杆125描述为与锁胆120之间连接或脱离，在机械开锁时，销杆125将锁胆120的转动传送至第二耦合器130，在未开锁时则断开传动，使得锁胆120相对于第二耦合器130自由转动。在替代的实施例中，销杆125可以始终保持与锁胆120之间连接，同时与第二耦合器130之间连接或脱离，在机械开锁时将锁胆120的转动传送至第二耦合器130，在未开锁时则断开传动，使得锁胆120相对于第二耦合器130自由转动。

在上述的实施例中，将主轴170描述为整体的部件。然而，在替代的实施例中，主轴170可以包括多个分立的部件来实现上述相同的功能，如下文所述。

在上述的实施例中，将电子锁芯装置描述为包括组合在一起的机械锁芯部分和电子锁芯部分，二者共用锁胆和主轴进行传动。然而，在替代的实施例中，电子锁芯装置可以仅包括电子锁芯部分。

图6示出根据本实用新型第一实施例的电子锁芯装置一个实例的整体分解透视图，图7和8分别示出机械锁芯部分和电子锁芯部分的分解透视图。

该电子锁芯装置100包括组合在一起的机械锁芯部分和电子锁芯部分，二者共用锁胆和主轴进行传动。机械锁芯部分包括沿轴向组装在一起的锁胆120、第二耦合器130、主轴170和拨轮140，以及设置在锁胆120和第二耦合器130外周边上的销杆125，在销杆125上设置有第一凸块126，与所述销杆125配套使用。

第二耦合器130的前端和后端分别具有第四开口槽131和第二开口槽135。第四开口槽131用于容纳销杆125的端部，第二开口槽135用于与拨轮140连接。拨轮140的侧壁具有拨块141。在拨轮140转动时， 拨块141共同转动。在所述锁胆120的外部包覆有第一外壳320。电子锁芯部分包括沿轴向组装在一起的前把手110、锁胆120、主轴170、第一离合件180、第二离合件190、第一耦合器150和电机160。

在该实施例中，锁胆120始终可以在第一外壳320自由转动。锁胆120与第二耦合器130为相互独立的结构部件。在锁胆120的侧壁设置有用于移动第一凸块126从而限定销杆125位置的叶片或者弹子锁止部件(图中未示)。第一凸块126一直在锁胆120的凹槽内。

在没有匹配的钥匙插入时，第一凸块126的外平面与锁胆120外平面是平齐的，因此，销杆125未能进入锁胆120的凹槽内，仅能在锁胆120外周边滑动。将匹配的钥匙插入至合适的位置时，锁胆内的叶片或弹子将会重新排列，就可以改变第一凸块126的位置。第一凸块126向锁胆120内运动，从而暴露锁胆120的凹槽中的至少一部分。此时，销杆125在下面弹簧的推动下进入锁胆120的凹槽内中。由于销杆125的端部始终位于第二耦合器130的第四开口槽131中，因此，在销杆125锁胆120的凹槽中之后，锁胆120与第二耦合器130连接在一起形成整体结构，从而可以实现锁胆120与第二耦合器130的连接。在将钥匙拔出后，第一凸块126又向外运动，外面与锁胆120平齐。因而，销杆125重新离开锁胆120的凹槽，从而实现锁胆120与第二耦合器130的脱离。

在未开锁时，即在没有匹配的钥匙插入到锁胆120的轴孔的情况下，销杆125只与第二耦合器130相连接，与锁胆120是脱离的。因此，锁胆120与第二耦合器130也是脱离的。另外，第二连接器210也整体位于在第二耦合器130中，而未与拨轮140连接。因此，第二耦合器130与拨轮140也是脱离的。在此状态下，锁胆120转动时，第二耦合器130并不转动，从而无法带动拨轮140转动。

在机械开锁时，将钥匙插入到锁胆120的轴孔中，从而改变销杆125的位置，使得锁胆120与第二耦合器130连接。在钥匙插入锁胆120的轴孔后，钥匙推动第二连接器210沿着该电子锁芯的轴向向后运动，使其一部分与拨轮140啮合，从而连接第二耦合器130和拨轮140，使得第二耦合器130能够带动拨轮140转动。此时，钥匙101转动，依次经锁胆120、第二耦合器130和第二连接器210传动，使得拨轮140转动， 实现开门或锁门。

为了实现后端的电子驱动离合器啮合后能够有外力转动拨轮140实现开门或锁门，本实用新型在不影响机械锁芯的核心安全结构的前提下对电子锁芯装置的机械锁芯部分进行了改动。如图6所示，锁胆120前端伸出到锁芯第一外壳320的外部。在锁胆120的延长部分上装有前把手110。主轴170用于连接锁胆120与第一离合件180，主轴170穿过第二连接器210并可以自由轴向移动和转动。在第二连接器210与主轴170之间设置有第一弹簧221。当钥匙101完全插入锁胆120的轴孔后，主轴170推动第二连接器210与拨轮140相互啮合，实现第二耦合器130与拨轮140结合。在第二连接器210与第一离合件180之间设置有第二弹簧222，在钥匙101拨出后，第二弹簧222使得第二连接器210退回到第二耦合器130中并保持稳定，从而实现第二耦合器130与拨轮140脱离。

第二连接器210的至少一部分位于第二耦合器130的轴孔内。在未开锁时，第二连接器210后端面与第二耦合器130的后端面是重合的。第二连接器210外圆周上具有相对设置的两个第二凸块215。在替代的实施例中，第二凸块215的个数不限于两个，也可为一个、三个或者更多个。第二凸块215与第二耦合器130的第二开口槽135相匹配，以保证第二连接器210与第二耦合器130连接时可以共同转动。同时，第二连接器210可以在钥匙的推动下在第二耦合器130中向后运动，使得第二连接器210穿过拨轮140的轴孔，第二连接器210的第二凸块215进入到拨轮140的开口槽中，将第二耦合器130与拨轮140相连接。

第二连接器210和第一弹簧221套装在主轴170上，并且第一弹簧221的至少一部分位于第二连接器210的轴孔内。第一弹簧221的后端顶在第二连接器210后端面的内侧壁上，前端顶在主轴170的台肩面上。在机械开锁时，钥匙推动主轴170向后侧运行。第一弹簧221受到压迫，推动第二连接器210向后运动，例如一半行程，第二连接器210上的第二凸块215进入拨轮140的第三开口槽145内。第二连接器210受到第一弹簧221和第一离合件180的阻挡，以不至于脱离第二耦合器130，并且达到连接第二耦合器130与拨轮140的目的。

此时，第一弹簧221一直处于压缩状态。在转动钥匙时，锁胆120和第二耦合器130传动使得第二连接器210转动。即使第二连接器210的第二凸块215与拨轮140的第三开口槽145位置上不对应，第二连接器210的转动也可以使得第二连接器210上的第二凸块215与拨轮140的第三开口槽145达到彼此对应的位置。第二连接器210上的第二凸块215仍然可以进入拨轮140，从而实现第二连接器210与拨轮140之间的连接。

第二弹簧222穿过拨轮140的轴孔，设置在第二连接器210与第一离合件180之间。具体地，第二弹簧222的前端顶在第二连接器210的后端面上，后端顶在第一离合件180的前端面上。在未开锁时，第二弹簧222的作用力施加第二连接器210上，使得第二连接器210恢复至与拨轮140脱离的位置。在机械开锁时，钥匙插入推动主轴170沿轴向移动，经由第一弹簧221施加作用力至第二连接器210，第二弹簧222则产生反作用力施加在第二连接器210上。在该实施例中，第二弹簧222产生的弹簧力比第一弹簧221小很多，因此，第二连接器210将向后运动。在钥匙拨出时，第一弹簧221传递的作用力失去，第二弹簧222即可推动第二连接器210复位到第二耦合器130内，从而与拨轮140脱离。

本实用新型中针对传统的空转锁心，将锁胆120延长至锁芯第一外壳320的外面，并在其延长部分上增加了前把手110。如下文所述，在电子开锁时，第一离合件180与第二离合件190啮合。在转动前把手110时，经由两个离合件传动，使得拨轮140转动。

前把手110中间设有轴孔，与锁胆120上设有的轴孔相对应。在组装在一起之后，钥匙101可以通过前把手110的轴孔进入锁胆120的轴孔内。

前把手110与锁胆120为固定连接。作为优选地，通过锁胆120伸出锁芯第一外壳320的部分上面加工有平面121，前把手110相对对应的安装内圆孔上也加工有平面，使前把手110可以安装在锁胆120上，可以共同转动。当前把手101安装在锁胆120的平面121上，再通过前把手110的螺钉来固定前把手101与锁胆120，防止前把手101脱落。

主轴170的第一端部为扁头171，插入到锁胆120后端面的轴孔内。 主轴170在锁胆120的轴孔内可以轴向移动但只能与锁胆120共同转动。扁头171的插入深度设置为在钥匙101进入后能够顶住主轴170向后运动带动第二连接器210的一半进入拨轮140，同时还能保证钥匙101能够完全进入。主轴170的第二端部为五边头172，穿过第二连接器210、第一弹簧221、第二弹簧222、拨轮140，然后插入到第一离合件180前端面的轴孔181内。主轴170在第一离合件180的轴孔181内可以轴向移动但只能与第一离合件180共同转动。第一离合件180的轴孔181和五边头172的插入深度设置为使得主轴170可以在第一离合件180的轴孔181中轴向移动，但不脱离出来。

当用户在转动前把手110时，前把手110带动锁胆120转动，锁胆120带动主轴170转动，主轴170再带动第一离合件180转动，这样就可以把前把手110的力量转递到第一离合件180上而无需钥匙的扭力。

在未开锁时，第一离合件180在第一耦合器150内可以自由转动。因此，通过前把手110转动锁胆120，或其它方式使锁胆120转动时，带动的第一离合件180也是空转。在电子开锁时，即在正确的电子认证之后，电机160驱动正转，推动第二离合件190向前运动与第一离合件180相结合。第一离合件180的转动带动第二离合件190的转动，再通过第二离合件190带动第一耦合器150转动，最终带动拨轮140转动。

电子锁芯部分的第二外壳330内安装有第一耦合器150。第一耦合器150的前端面的第一开口槽151与拨轮140上设置的凸块(图中未示)结合，形成连接。第一耦合器150的后端伸出锁芯第二外壳330的部分与后把手340固定连接，因此当转动后把手340时通过第一耦合器150可以直接带动拨轮140转动，以保证室内人员在任何情况的正常开启。另外，第一耦合器150内还有一定数量的离合槽155，离合槽155与第二离合件190的第二爪191相结合，使第二离合件190与第一耦合器150只能共同转动，但第二离合件190可以在第一耦合器150的离合槽155内轴向移动。

第一耦合器150内安装有由电机驱动的离合器，包括第一离合件180、第二离合件190、第三弹簧223、电机轴161、弹簧销162、电机160，其中第一离合件180的前端面有轴孔181，可以与主轴170的后侧的五 边头172相连接，主轴170可以在第一离合件180的轴孔181内轴向移动，但必须和第一离合件180共同转动。第一离合件180的后侧有一定数量的第一爪185，以便于与第二爪191相啮合。

第二离合件190的后端面上固定安装有第三弹簧223，第二离合件190和第三弹簧223均套在电机轴上，电机轴上安装有弹簧销162，第三弹簧223与弹簧销192保持接触状态。当电机轴正转时，弹簧销162的转动带动第三弹簧223向前运动，从而推动第二离合件190向前运动使其第二爪191与第一离合件的第一爪185相结合，实现离合件之间的相互啮合，这样第一离合件180的转动即可带动第二离合件190的转动，从而带动拨轮140转动。当电机轴反转，弹射销162转动带动第三弹簧223向后运动，从而拉动后第二离合件190向后运动脱离第一离合件180，从而解除啮合，这时第一离合件180只能空转。

正常情况下，即离合器未啮合的情况，两个离合件之间是脱离的，此时旋前把手110带动锁胆120转动，或其它方式带动锁胆120转动时，锁胆120带动主轴170转动，主轴170带动第一离合件180转动，但第一离合件180只能空转。当使用手机或其它外设通过无线信号发送合法指令后，由后把手340通过其控制单元向电机160发出正转指令，通过弹簧销162推动第二离合件190向前运动并与第一离合件180结合，此时如果转动前把手110，则由主轴170带动第一离合件180转动，从而带动第二离合件190转动。而由于第二离合件190与第一耦合器150在转动方向上是常连接的，而第一耦合器150与拨轮140之间又处于常连接的状态，因此带动拨轮140转动从而达到开门或锁门的目的。

当第二离合件190向前运动时，即使第二爪与第一爪不对应不能正常啮合，此时第三弹簧223是处在压缩状态，但用户在转动前把手110时，由主轴170带动第一离合件180转动，当第一离合件180的第一爪与第二离合件190的第二爪相对应的时候，在第三弹簧223的推动下，仍然可以相互啮合。

在所述控制单元控制电机正转导致两个离合件啮合一定时间后，自动控制电机反转，拉回第三弹簧223，同时带时第二离合件190向后运动，导致两个离合件脱离，从而使第一离合件180又进入空转状态。

在该优选实施例中，第一离合件180另一个重要的功能是屏蔽了对机械锁芯部分的任何机械操作对后面的电子锁芯部分的干扰。因为第一离合件180的前端面是一个台阶，第一耦合器150的相对应部分也有一个相应的缩小的台阶挡住第一离合件180进一步进入第一耦合器150中，主轴170只能在第一离合件180的轴孔内181轴向移动，而且第一离合件180对应的轴孔181也不是贯穿的，因此主轴170只能运动到一定距离后停止，其它任何机械操作方法，例如蓄意破坏，都不会导致两个离合件之后的任何部件由于外力作用而改变位置或受其它干扰，从而不会降低电子锁芯装置的安全性。

在后把手340的内部安装有电机160、电池仓(未示出)、控制单元(未示出)。所述控制单元用于控制电机的驱动，包括主芯片、软体、按键、蜂鸣器、LED灯。可通过例如蓝牙等无线通信方式实现对电机驱动的控制。

控制单元的电机驱动信号直接接入到电机160上，控制单元的功能有电子钥匙发放、无线传输、身份识别、命令执行、震动报警、开门信息上传(远程使用)、省电模式、电机驱动、用户管理、日志管理等相关软体功能。在该实施例中，采用4节7号电池供电，供电为3V。

后把手340的后侧面是一个后盖，可以容易打开，打开后里面安装有控制单元、RESET按键和主按键，一个LED显示灯。另外后盖中心位置安装有一个主按钮连接控制单元上的主按键，实现无须打开后盖即可操作主按键，实现软体的电子钥匙发放、直接驱动离合器啮合等功能，用户在出门可以点按主按钮直接驱动电机正转导致离合器啮合，再通过外把手来反锁门，一定时间之后，控制电路自动驱动电机反转使离合器脱离，使锁芯恢复到空转状态。

如图9所示，在未开锁时，销杆125与锁胆120脱离，第二连接器210与拨轮140脱离，第一离合件180与第二离合件190脱离。相应地，锁胆120可以相对于第二耦合器130自由转动，第二耦合器130可以相对于拨轮140自由转动，第一离合件180可以相对于第二离合件190自由转动。

因此，在前把手110转动时，锁胆120转动。然而，由于销杆125 与锁胆120脱离，锁胆120的转动不能进一步经由第二耦合器130和第二连接器210传动至拨轮140，因而不能控制拨轮140的转动实现开锁。

应当注意，在钥匙101插入但未到达合适的位置时，电子装置也仍然处于未开锁的状态。由于销杆125与锁胆120脱离，与前把手110的转动类似，钥匙的转动也仅能驱动锁胆120转动，而不能传动至拨轮140。

如图10所示，在机械开锁时，钥匙101推动主轴170沿轴向移动。在钥匙插入到达合适的位置时，销杆125与锁胆120连接，第二连接器210与拨轮140连接，第一离合件180与第二离合件190脱离。相应地，锁胆120可以与第二耦合器130共同转动，第二耦合器130可以与拨轮140共同转动，第一离合件180可以相对于第二离合件190自由转动。

因此，在钥匙转动时，锁胆120、第二耦合器130和第二连接器210依次传动，使得拨轮140转动从而开锁。

如图11所示，在电子开锁时，电机160驱动第二离合件190沿轴向移动。此时，销杆125与锁胆120脱离，第二连接器210与拨轮140脱离，第一离合件180与第二离合件190连接。相应地，锁胆120可以相对于第二耦合器130自由转动，第二耦合器130可以相对于拨轮140自由转动，第一离合件180可以与第二离合件190共同转动。

因此，在前把手110转动时，锁胆120、主轴170、第一离合件180、第二离合件190和第一耦合器150依次传动，使得拨轮140转动从而开锁。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述 所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (17)

1.一种电子锁芯装置，其特征在于，包括：沿着轴向组装在一起的前把手、锁胆、主轴、第一连接器、第一耦合器和拨轮，所述前把手和所述锁胆固定连接，所述第一耦合器和所述拨轮固定连接，所述主轴穿过所述拨轮的中心孔，

其中，在未开锁时，所述第一连接器与所述第一耦合器和所述主轴至少之一彼此脱离，从而相对于所述第一耦合器和所述主轴至少之一自由转动，

在电子开锁时，所述第一连接器与所述第一耦合器和所述主轴二者连接，从而与所述第一耦合器和所述主轴共同转动，在所述前把手转动时，所述锁胆、所述主轴、所述第一连接器和所述第一耦合器依次传动，使得所述拨轮转动从而开锁。

2.根据权利要求1所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述锁胆包括与所述主轴的第一端部匹配的第一轴孔，所述第一连接器包括与所述主轴的第二端部匹配的第二轴孔，

其中，所述主轴在所述第二轴孔中可以沿轴向移动，

在所述主轴进入所述第二轴孔中时，所述主轴与所述第一连接器共同转动，在所述主轴脱离所述第二轴孔时，所述主轴相对于所述第一连接器自由转动。

3.根据权利要求2所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述主轴的第一端部的截面形状为扁平状、多边形、椭圆柱、齿形中的任一种，

所述主轴的第二端部的截面形状为扁平状、多边形、椭圆柱、齿形中的任一种，

所述第一轴孔的截面形状与所述第一端部的截面形状互补，以及

所述第二轴孔的截面形状与所述第二端部的截面形状互补。

4.根据权利要求2所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述第一耦合器包括中空的开口和在所述开口的内壁上形成的离合槽。

5.根据权利要求4所述的电子锁芯装置，其特征在于，

所述第一连接器还包括第一爪，所述离合槽与所述第一爪匹配，

其中，所述第一连接器在所述第一耦合器的开口中可以沿轴向移动，

在所述第一爪进入所述离合槽中时，所述第一连接器与所述第一耦合器共同转动，在所述第一爪脱离所述离合槽时，所述第一连接器相对于所述第一耦合器自由转动。

6.根据权利要求4所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述第一连接器包括第一离合件和第二离合件，

所述第一离合件具有第一爪和所述第二轴孔，

所述第二离合件具有第二爪，所述第一爪与所述第二爪和所述离合槽匹配，并且所述第二爪的侧壁部分进入所述离合槽中，

其中，所述第二离合件在所述第一耦合器的开口中可以沿轴向移动，并且所述第二离合件与所述第一耦合器共同转动，

在所述第一爪的端部啮合所述第二爪的端部时，所述第一离合件与所述第二离合件共同转动，在所述第一爪的端部脱离所述第二爪的端部时，所述第一离合件相对于所述第二离合件自由转动。

7.根据权利要求2所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述第一耦合器具有第一开口槽，所述拨轮具有凸块，使得组装状态时，所述凸块进入所述第一开口槽中以提供二者的固定连接。

8.根据权利要求2所述的电子锁芯装置，其特征在于，还包括：电机，用于驱动所述第一连接器的至少一部分移动，从而实现所述第一连接器与所述第一耦合器和所述主轴之间的连接和脱离。

9.根据权利要求8所述的电子锁芯装置，其特征在于，还包括：后把手，所述后把手具有内部空间，用于安装电池、控制单元和所述电机，所述后把手与所述第一耦合器固定连接从而共同转动，以实现利用所述后把手进行手动开锁。

10.根据权利要求9所述的电子锁芯装置，其特征在于，还包括安装在后把手上的主按钮，所述主按钮与所述控制单元相连接，

其中，在按下主按钮时，所述控制单元控制所述电机的动作，使得所述第一连接器与所述第一耦合器连接，以实现利用所述前把手进行手动锁合。

11.根据权利要求9所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述控制 单元包括通信模块，采用无线通信方式从外部接收指令以实现对电机驱动的控制。

12.根据权利要求2所述的电子锁芯装置，其特征在于，还包括：沿着轴向与所述锁胆、所述主轴和所述拨轮组装在一起的第二耦合器和第二连接器，所述第二耦合器与所述锁胆采用销杆相连接，所述第二连接器套在所述主轴上，并且与所述第二耦合器相连接，所述第二连接器可以沿轴向移动，

其中，在未开锁时，所述销杆与所述锁胆和所述第二耦合器至少之一彼此脱离，从而所述锁胆相对于所述第二耦合器自由转动，并且所述第二连接器与所述第二耦合器和所述拨轮至少之一彼此脱离，从而所述第二耦合器相对于所述拨轮自由转动，

在机械开锁时，在钥匙插入到所述第一轴孔中合适的位置时，所述销杆与所述锁胆和所述第二耦合器二者连接，从而所述锁胆与所述第二耦合器共同转动，并且所述第二连接器与所述第二耦合器和所述拨轮二者连接，从而所述第二耦合器与所述拨轮共同转动，并且，在所述钥匙转动时，所述锁胆、所述第二耦合器和所述第二连接器依次传动，使得所述拨轮转动从而开锁。

13.根据权利要求12所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述主轴的第一端部周边设置有台肩面，所述第二连接器的一个端部顶在所述台肩面上。

14.根据权利要求13所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述钥匙在插入所述第一轴孔中时推动所述主轴沿轴向移动，所述主轴推动所述第二连接器沿轴向移动。

15.根据权利要求13所述的电子锁芯装置，其特征在于，所述第二连接器具有凸块，所述第二耦合器具有第二开口槽，所述拨轮具有第三开口槽，

所述第二连接器与所述第二耦合器彼此连接，其中，所述凸块位于所述第二开口槽中，

在所述第二连接器与所述拨轮彼此连接时，所述凸块进入所述第三开口槽中，在所述第二连接器与所述拨轮彼此脱离时，所述凸块位于所 述第三开口槽的外部。

16.根据权利要求13所述的电子锁芯装置，其特征在于，还包括第一弹簧，所述第一弹簧位于所述第二连接器的所述一个端和所述主轴的台肩面之间，使得所述主轴推动所述第二连接器沿轴向移动到达与所述拨轮连接的位置。

17.根据权利要求13所述的电子锁芯装置，其特征在于，还包括第二弹簧，所述第二弹簧位于所述第二连接器的后端面和所述第一连接器的第一端部之间，使得在所述钥匙去除之后，所述第二连接器沿轴向恢复到与所述拨轮脱离的位置。