CN209413526U - 一种机械电子锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械电子锁，包括锁芯和锁套，所述锁芯与所述锁套之间通过第一锁定机构和第二锁定机构进行锁定；所述第一锁定机构为机械锁定机构，所述第二锁定机构为能够通过钥匙的芯片经电子验证后解锁的电子锁定机构；所述电子锁定机构包括开关、用于触发所述开关的弹子组件、以及电磁组件，所述电磁组件设有能够伸缩的销轴，所述锁芯上设有与所述销轴对应的锁定槽，当所述开关未被触发时，所述销轴退出锁定槽，处于解锁位置；当所述开关被触发且未进行电子验证时，所述销轴进入锁定槽，处于锁定位置；当所述开关被触发且电子验证合格时，所述销轴退出锁定槽，处于解锁位置。该机械电子锁在面板没电的状态下也可以用合法钥匙开锁。

Description

一种机械电子锁

技术领域

本实用新型涉及智能锁技术领域，特别是机械验证和电子验证一体化设计的智能门锁。

背景技术

智能门锁作为一种智能家居产品，已进入发展的快车道，其使用的便捷性、安全性、科技感逐步得到了消费者的认可和青睐。

目前，智能门锁的开锁方式主要有指纹开锁、密码开锁、蓝牙开锁、APP远程授权开锁以及钥匙开锁五种方式，而机械开锁(钥匙开锁)方式作为其唯一一处未形成智能匹配的终端，其安全性备受质疑。

当前智能锁锁芯仍停留在机械锁芯水平，在整套智能锁技术开启的方式中，机械锁芯被技术手段开启的时间是最短的，因此传统机械锁芯的存在严重威胁了整套锁的安全性。

公开号为107558813A的发明专利公开了一种机械电子一体锁，其包括锁管、设在锁管内的锁芯和智能控制部分，锁芯和锁管之间设有由钥匙上的牙花控制的锁定边柱锁定机构和由钥匙上的密码芯片控制的电磁阀锁定机构，电磁阀开锁机构包括设在缩管和锁芯上的与钥匙配合的开关、与钥匙上的密码芯片相配合的密码读取器和电磁阀，智能控制部分通过密码读取器读取钥匙上密码芯片中的密码信息，并控制电磁阀上电磁阀锁定销的伸缩与锁芯上的电磁阀锁定槽相配合，实现对锁芯的限制。

这种机械电子一体锁的缺陷在于，在闭锁状态下，电磁阀将电磁阀锁定销伸出卡入锁芯上的电磁阀锁定槽内，当面板没电的时候，则无法用钥匙进行开锁。

此外，在开锁插入钥匙时，钥匙先推动锁定边柱前侧的开关弹子上顶，通过传动弹子触发开关，然后再通过锁定边柱后侧的芯片密码读取器来读取钥匙上面的密码芯片。由于触发开关机构和读取密码装置分别位于锁定边柱的前侧和后侧，增加了锁芯整体长度，需求空间较大，难于兼容厚度较薄的门，结构上也较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机械电子锁。该机械电子锁在面板没电的状态下也可以用合法钥匙开锁。

为实现上述目的，本实用新型提供一种机械电子锁，包括锁芯和锁套，所述锁芯可转动地安装于所述锁套的锁芯孔，并与所述锁套之间通过第一锁定机构和第二锁定机构进行锁定；所述第一锁定机构为能够通过钥匙的物理开锁部位解锁的机械锁定机构，所述第二锁定机构为能够通过钥匙的芯片经电子验证后解锁的电子锁定机构；所述电子锁定机构包括开关、用于触发所述开关的弹子组件、以及电磁组件，所述电磁组件设有能够伸缩的销轴，所述锁芯上设有与所述销轴对应的锁定槽，在所述开关未被触发的状态下，所述销轴退出锁定槽，处于解锁位置；在所述开关被触发的状态下，所述销轴进入锁定槽，处于锁定位置。

优选地，在所述开关被触发且电子验证合格的状态下，所述销轴退出锁定槽，处于解锁位置；在所述开关被触发且电子验证不合格的状态下，所述销轴保持进入锁定槽，处于锁定位置。

优选地，用于触发所述开关的弹子组件同时为用于读取钥匙芯片信息的弹子组件，其与所述电子锁定机构的电路部分电连接。

优选地，所述锁芯和锁套上设有相对应的弹子孔；所述弹子组件包括设于所述锁芯的弹子孔内的一级导电弹珠和设于所述锁套的弹子孔内的二级导电弹珠；所述一级导电弹珠和二级导电弹珠与所述电子锁定机构的电路部分电连接，所述弹子组件通过所述二级导电弹珠触发所述开关。

优选地，所述二级导电弹珠与所述开关联动，并通过联动触发所述开关。

优选地，所述二级导电弹珠设有用于触发所述开关的触发部位；所述开关与所述触发部位传动连接。

优选地，所述触发部位为设于所述二级导电弹珠的槽口；所述开关为位于所述二级导电弹珠一侧的行程开关，所述行程开关的触发臂从侧面伸入所述槽口并支撑于所述槽口的底面。

优选地，所述二级导电弹珠的尾部通过导电弹簧支撑于所述电子锁定机构的电路部分，并通过所述导电弹簧与所述电路部分电连接。

优选地，所述锁芯的弹子孔内设有一级绝缘套，所述锁套的弹子孔内设有二级绝缘套。

优选地，所述锁芯包括相连接的前段锁芯、中段锁芯和后段锁芯；所述机械锁定机构设于所述前段锁芯，所述锁定槽设于所述后段锁芯，所述中段锁芯设有锁芯传动部件。

优选地，所述锁芯传动部件为拨桃或齿轮。

优选地，所述钥匙的两面均设有PCB板，所述钥匙的芯片位于其中一面所述PCB板的尾端，两面所述PCB板的前端均设有完全插入后与所述弹子组件相接触的触点。

本实用新型所提供的机械电子锁在开关未被触发时，也就是钥匙未插入的断电状态下，电子锁定机构的销轴处于缩回位置，实现了当面板没电的时候也可以用合法钥匙开锁的目的，能解决当前智能锁芯在面板没电时，钥匙无法开锁的问题，而且，当开关被触发时，也就是钥匙插入的供电状态下，销轴处于伸出位置，只有在电子验证合格之后，才会解除锁定，使得锁芯被非法技术开启(钥匙芯片无法匹配)时，保证锁体无法打开，同时，如果有非法钥匙或者其它物体插入锁芯时，也会触动开关，使销轴处于伸出状态，可以防止锁芯被物理性技术开启，其在面板有电的情况下，将钥匙插入锁芯孔后，除了进行机械验证之外，还要进行电子ID验证，只有机械和电子同时验证通过后才能进行开锁，既能防止物理性技术开启，又能进行电子密钥的匹配，实现了机械验证与电子验证的一体化设计，显著提高了锁芯的安全性。

在一种优选方案中，所设置的弹子组件既用于触发所述开关又用于读取钥匙的芯片信息，同时实现两种功能。这样，电子锁定机构只需要设置一组弹子组件即可满足使用要求，无需分别单独设置开关弹子组件和密码读取弹子组件，从而简化了锁芯结构，缩短了锁芯长度，能安装于厚度较薄的门，可兼容的门的种类更多，使得锁芯的适用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型实施例公开的一种机械电子锁在钥匙未插入状态下的内部结构示意图；

图2为钥匙、锁芯、锁套、机械锁定机构以及电机锁定机构的分解结构示意图；

图3为图1所示机械电子锁在钥匙插入一小部分状态下的内部结构示意图；

图4为图1所示机械电子锁在钥匙完全插入状态下的内部结构示意图；

图5为钥匙的正面示意图；

图6为钥匙的反面示意图；

图7为钥匙的轴测图。

图中：

1.锁芯 2.锁套 3.锁芯孔 4.侧边部位 5.防钻圈卡销 6.防钻圈7.钥匙 8.锁定边柱锁定机构 9.锁定边柱 10.锁定边槽 11.芯片 12.锁芯PCB板 13.行程开关 14.电磁铁 15.连接器 16.弹子组件 17.销轴 18.锁定槽19.拨桃 20.缺口 21.一级绝缘套 22.一级导电弹珠 23.二级绝缘套 24.二级导电弹珠 25.槽口 26.触发臂 27.导电弹簧 28.牙花 29.钥匙正面PCB板30.钥匙背面PCB板 31.触点

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、前、后”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2，图1为本实用新型实施例公开的一种机械电子锁在钥匙未插入状态下的内部结构示意图；图2为钥匙、锁芯、锁套、机械锁定机构以及电机锁定机构的分解结构示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本实用新型提供的机械电子锁包括相互配合的锁芯1和锁套2，锁套2设有锁芯孔3和凸出的侧边部位4，锁芯1大体呈圆柱形，可转动地安装在锁套2的锁芯孔3中，能够与锁套2通过第一锁定机构和第二锁定机构进行锁定，锁芯1端面通过防钻圈卡销5安装有防钻圈6，可以防止电钻钻坏锁芯1开锁。

其中，第一锁定机构为机械锁定机构，能够通过钥匙7的物理开锁部位(通常为不同安全等级的牙花)进行解锁，其可以是弹子锁定机构，也可以是锁定边柱锁定机构等。图中所示为锁定边柱锁定机构8，此锁定机构在钥匙7未插入时，其锁定边柱9向上凸起进入锁套2的锁定边槽10中，防止锁芯1相对于锁套2转动，在合法钥匙7完全插入后，其锁定边柱9向下移动退出锁套2的锁定边槽10，从而解除锁芯1与锁套2的锁定，当插入非法钥匙或其他物体时，无法使锁定边柱9退出锁定边槽10，会保持锁定状态。由于采用现有技术即可实现，本文对其具体结构和工作原理不再展开描述。

第二锁定机构为电子锁定机构，能够通过钥匙7的芯片11经电子验证后进行解锁，主要由锁芯PCB板12和设于锁芯PCB板12上的行程开关13、电磁铁14、连接器15以及用于触发行程开关13的弹子组件16等构成，电磁铁14设有能够伸缩的销轴17，锁芯1上设有与销轴17对应的锁定槽18。当销轴17伸入锁定槽18时，电子锁定机构处于锁定状态，当销轴17退出锁定槽18时，电子锁定机构处于解锁状态。

锁芯1为三段式结构，分为相连接的前段锁芯、中段锁芯和后段锁芯，锁定边柱锁定机构8位于前段锁芯，锁定槽18设于后段锁芯，中段锁芯设有锁芯传动部件，图中所示的锁芯传动部件为拨桃19，当锁芯1解锁并转动时，可以通过拨桃19和传动机构带动锁舌动作，实现开锁功能，为了便于拨桃19旋转，锁套2的锁芯孔部位和凸出的侧边部位上设有一矩形缺口20，前段锁芯装入锁芯孔3后，在缺口20左侧通过卡簧定位，后段锁芯装入锁芯孔后，在缺口20右侧通过另一卡簧定位，中段锁芯的两端分别与前段锁芯和后段锁芯卡接连接，由前段锁芯和后段锁芯夹持固定。

当然，除了拨桃19之外，锁芯传动部件还可以有其它不同的形式，例如齿轮等。

锁套2在其凸出的侧边部位4顶部设有锁芯PCB板安装槽，锁芯PCB板12通过螺钉固定在锁套2上，行程开关13和电磁铁14分别安装在锁芯PCB板12的下表面，连接器15安装在锁芯PCB板12的上表面，锁套2的侧边部位4设有容纳行程开关13、电磁铁14以及弹子组件16的槽位和孔位。

弹子组件16既用于触发行程开关13，又用于读取钥匙7的芯片信息，同时实现两种功能，其与电子锁定机构的锁芯PCB板12电连接。

锁芯1和锁套2在锁定边柱锁定机构8的前侧设有相对应的弹子孔，锁芯1的弹子孔内设有一级绝缘套21和一级导电弹珠22，锁套2的弹子孔内设有二级绝缘套23和二级导电弹珠24，一级导电弹珠22和二级导电弹珠24与锁芯PCB板12电连接，二级导电弹珠24与行程开关13联动，能够触发行程开关13，其中，二级导电弹珠24既可以始终与锁芯PCB板12电连接，也可以在移动后与锁芯PCB板12电连接。

行程开关13位于二级导电弹珠24的右侧，二级导电弹珠24设有用于触发行程开关13的横向槽口25，行程开关13的触发臂26从侧面伸入二级导电弹珠24的槽口25中并支撑在槽口25的底面上。这样，当一级导电弹珠22支撑二级导电弹珠24向上移动时，便可以带动行程开关13的触发臂26向上摆动，从而触发行程开关13。

二级导电弹珠24的尾部设有弹簧安装孔，通过导电弹簧27支撑于锁芯PCB板12，锁芯PCB板12在对应于导电弹簧的位置设有焊盘，导电弹簧27与焊盘始终接触。当钥匙7插入后，钥匙7上面的芯片信号会通过一级导电弹珠22、二级导电弹珠24和导电弹簧27与锁芯PCB板12导通。

上述结构仅是二级导电弹珠24同时实现触发和读取功能的一种具体方式，在此基础上，还可以设计出其他各种不同的二级导电弹珠24与行程开关13的联动方式。

例如，在另一实施例中，行程开关13可以位于二级导电弹珠24的上方，由二级导电弹珠24的尾部作为触发部位来触发行程开关13，同时，为了实现二级导电弹珠24与锁芯PCB板12的导通，二级导电弹珠24可以通过导线或导电弹片与锁芯PCB板12电连接，其余结构与上述第一实施例基本相同。

或者，在又一实施例中，行程开关13位于二级导电弹珠24的一侧，但二级导电弹珠24上不开设槽口25，而是设有侧向凸台或支耳，在其向上移动时，通过侧向凸台或支耳来触发行程开关13，其余结构与上述第一实施例基本相同。

又或者，在其他实施例中，二级导电弹珠24也可以与行程开关13通过其他形式的传动部件传动连接，从而在其向上移动时触发行程开关13，其余结构与上述第一实施例基本相同。

可见，二级导电弹珠24与行程开关13既可以通过接触、抵靠、铰接等方式直接进行传动连接，也可以通过连杆等传动部件间接进行传动连接，并不意味两者必须连为一体或不可拆分。

由于电子锁定机构只需要设置一组弹子组件16即可实现触发和读取功能，因此无需分别单独设置开关弹子组件和密码读取弹子组件，从而简化了锁芯结构，缩短了锁芯长度，能安装于厚度较薄的门，可兼容的门的种类更多，使得锁芯的适用范围更广。

请参考图3、图4，图3为图1所示机械电子锁在钥匙插入一小部分状态下的内部结构示意图；图4为图1所示机械电子锁在钥匙完全插入状态下的内部结构示意图。

如图所示，当行程开关13未被触发时，销轴17退出锁定槽18，处于解锁位置；当行程开关13被触发且未进行电子验证时，销轴17进入锁定槽18，处于锁定位置；当行程开关13被触发且电子验证合格时，销轴17退出锁定槽18，处于解锁位置；当行程开关13被触发且电子验证不合格时，销轴17保持进入锁定槽18的状态，处于锁定位置。

其工作原理如下：

钥匙7未插入锁芯1时，电磁铁14的销轴17是缩回去的，此设计可以在面板没电时，保证钥匙7的机械性开锁功能。

当钥匙7插入锁芯1，使钥匙7前端与一级导电弹珠22接触，进而通过二级导电弹珠24触动行程开关13，面板给锁芯PCB板12上电，锁芯PCB板上12的芯片控制电磁铁14的销轴17伸出，插入锁芯1的锁定槽18。当锁芯1被非法技术性开启时，能保证锁芯1的安全。

当钥匙1进一步插入，直至其上面的触点31与一级导电弹珠22接触，这时钥匙7上的PCB板通过一级导电弹珠22、二级导电弹珠24与锁芯PCB板12构成导通电路，此时锁芯PCB板12会对钥匙7的芯片11进行密钥匹配(电子验证)。如果匹配成功，控制电路将使电磁铁14执行销轴缩回动作，从而开锁；如果匹配失败，控制电路则不执行任何指令，从而无法开锁。

请参考图5、图6、图7，图5为钥匙的正面示意图；图6为钥匙的反面示意图；图7为钥匙的轴测图。

如图所示，钥匙7的正面和背面分别设有牙花28，同时，在正面设有正面PCB板29，在背面设有背面PCB板30，钥匙7的芯片11位于正面PCB板29的尾端，两面PCB板的前端均设有触点31，触点31大体处于牙花28的根部位置，以便在完全插入后与弹子组件16的一级导电弹珠22相接触，实现电路上的导通，读取芯片11中的密钥信息。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用电磁阀或电机来驱动销轴17；或者，将弹子组件16设置在锁定边柱锁定机构8的后侧，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

由于在行程开关13未被触发时，也就是钥匙7未插入的断电状态下，电子锁定机构的销轴17处于缩回位置，因此，能够实现当面板没电的时候也可以用合法钥匙开锁的目的，从而解决了当前智能锁芯在面板没电时，钥匙无法开锁的问题，而且，当行程开关13被触发时，也就是钥匙7插入的供电状态下，销轴17处于伸出位置，只有在电子验证合格之后，才会解除锁定，使得锁芯1被非法技术开启(钥匙芯片无法匹配)时，保证锁体无法打开，同时，如果有非法钥匙或者其它物体插入锁芯1时，也会触动行程开关13，使销轴17处于伸出状态，可以防止锁芯1被物理性技术开启。

将钥匙7插入锁芯1后，除了进行机械验证之外，还要进行电子ID验证，只有机械和电子同时验证通过后才能进行开锁，既能防止物理性技术开启，又能进行电子密钥的匹配，实现了机械验证与电子验证的一体化设计，显著提高了锁芯的安全性。

以上对本实用新型所提供的机械电子锁进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种机械电子锁，包括锁芯和锁套，所述锁芯可转动地安装于所述锁套的锁芯孔，并与所述锁套之间通过第一锁定机构和第二锁定机构进行锁定；所述第一锁定机构为能够通过钥匙的物理开锁部位解锁的机械锁定机构，所述第二锁定机构为能够通过钥匙的芯片经电子验证后解锁的电子锁定机构；所述电子锁定机构包括开关、用于触发所述开关的弹子组件、以及电磁组件，所述电磁组件设有能够伸缩的销轴，所述锁芯上设有与所述销轴对应的锁定槽，其特征在于，在所述开关未被触发的状态下，所述销轴退出锁定槽，处于解锁位置；在所述开关被触发的状态下，所述销轴进入锁定槽，处于锁定位置。

2.根据权利要求1所述的机械电子锁，其特征在于，在所述开关被触发且电子验证合格的状态下，所述销轴退出锁定槽，处于解锁位置；在所述开关被触发且电子验证不合格的状态下，所述销轴保持进入锁定槽，处于锁定位置。

3.根据权利要求1所述的机械电子锁，其特征在于，用于触发所述开关的弹子组件同时为用于读取钥匙芯片信息的弹子组件，其与所述电子锁定机构的电路部分电连接。

4.根据权利要求3所述的机械电子锁，其特征在于，所述锁芯和锁套上设有相对应的弹子孔；所述弹子组件包括设于所述锁芯的弹子孔内的一级导电弹珠和设于所述锁套的弹子孔内的二级导电弹珠；所述一级导电弹珠和二级导电弹珠与所述电子锁定机构的电路部分电连接，所述弹子组件通过所述二级导电弹珠触发所述开关。

5.根据权利要求4所述的机械电子锁，其特征在于，所述二级导电弹珠与所述开关联动，以触发所述开关。

6.根据权利要求5所述的机械电子锁，其特征在于，所述二级导电弹珠设有用于触发所述开关的触发部位，所述开关与所述触发部位传动连接。

7.根据权利要求6所述的机械电子锁，其特征在于，所述触发部位为设于所述二级导电弹珠的槽口；所述开关为位于所述二级导电弹珠一侧的行程开关，所述行程开关的触发臂从侧面伸入所述槽口并支撑于所述槽口的底部。

8.根据权利要求4所述的机械电子锁，其特征在于，所述二级导电弹珠的尾部通过导电弹簧支撑于所述电子锁定机构的电路部分，并通过所述导电弹簧与所述电路部分电连接。

9.根据权利要求4所述的机械电子锁，其特征在于，所述锁芯的弹子孔内设有一级绝缘套，所述锁套的弹子孔内设有二级绝缘套。

10.根据权利要求1至9任一项所述的机械电子锁，其特征在于，所述锁芯包括相连接的前段锁芯、中段锁芯和后段锁芯；所述机械锁定机构设于所述前段锁芯，所述锁定槽设于所述后段锁芯，所述中段锁芯设有锁芯传动部件。

11.根据权利要求10所述的机械电子锁，其特征在于，所述锁芯传动部件为拨桃或齿轮。

12.根据权利要求1至9任一项所述的机械电子锁，其特征在于，所述钥匙的两面均设有PCB板，所述钥匙的芯片位于其中一面所述PCB板的尾端，两面所述PCB板的前端均设有完全插入后与所述弹子组件相接触的触点。