CN211598090U - 用于锁具的开关机构、锁具和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及用于锁具的开关机构、锁具和车辆。开关机构包括：T型壳体，包括水平部分和竖直部分；电机，被容纳在竖直部分中，电机具有输出轴；以及被容纳在水平部分中的锁舌、凸轮、位置传感器、关锁传感器；锁舌具有凹槽、凹槽的上部挡板和下部挡板；凸轮连接于电机的输出轴，具有驱动部和传感器触发部；位置传感器被配置为检测凸轮的位置，在凸轮到达开锁完成位置时产生开锁完成信号且在凸轮到达能够限制锁舌的移动的锁定位置时产生锁定完成信号，以控制电机停止驱动凸轮；关锁传感器，配置为在锁舌到达关锁位置时产生关锁完成信号，以使电机驱动凸轮向锁定位置转动。利用该实施例，可以实现更可靠的开锁和关锁操作，并且便于装配且便于维护。

Description

用于锁具的开关机构、锁具和车辆

技术领域

本公开的实施例涉及开关机构、锁具和车辆。

背景技术

随着人们出行需求的增加，对于交通工具的需求也日益增加。自行车作为一种方便、快捷的交通工具也成为人们日常出行的重要交通工具之一。自行车通常安装有马蹄形的车锁。通常情况下，车锁被布置在自行车车架上，并且设有锁环槽和在其中滑动的锁环。在用户关锁后，锁环能够通过阻挡车轮的辐条来实现锁定自行车的作用。

对于自行车而言，锁具的安全性和使用便利性对于用户体验而言具有重要影响，而且锁具的开关机构对于车辆防盗尤为重要。

然而，在诸如自行车的车辆中还是存在着一些潜在问题。比如，有些自行车的开关结构会可能会发生异常，造成开锁不完全、甚至无法自动开锁。此外，即使在关锁状态下仍然存在被盗风险，可能会因撞击而造成关锁失效。而且，在其他车辆的锁具中也存在类似情形。进一步地，装配和维护成本也成为问题。

为此，本领域存在对锁具的开关机构进行改进的迫切需求。

实用新型内容

本公开的实施例提供了一种用于锁具的开关机构的改进技术方案，以解决或者至少部分上缓解现有技术中的至少部分问题。

在本公开的第一方面中，提供了一种用于锁具的开关机构。该开关机构包括：T型壳体，包括水平部分和竖直部分；电机，被容纳在竖直部分中，电机具有输出轴；以及被容纳在水平部分中的锁舌、凸轮、位置传感器、关锁传感器；其中锁舌具有凹槽、凹槽的上部挡板和下部挡板，下部挡板适于在凸轮位于锁定位置时被驱动部阻挡，以使锁舌的运动被限制；凸轮连接于电机的输出轴，且具有驱动部和传感器触发部，凸轮被配置为随着输出轴的转动而转动，以通过驱动部推动上部挡板将锁舌驱动至开锁位置，驱动部是从凸轮径向方向伸出的突起；位置传感器，被配置为基于传感器触发部来检测凸轮的位置，并在凸轮到达开锁完成位置时产生开锁完成信号以及在凸轮到达能够限制锁舌的移动的锁定位置时产生锁定完成信号，以控制电机停止驱动凸轮；以及关锁传感器，被配置为在锁舌到达关锁位置时产生关锁完成信号，以使电机驱动凸轮向锁定位置转动。根据本公开的整体式设计能够便于装配且便于维护，从而降低装配和维护成本。

在一些实施例中，竖直部分的后端与外界连通，并且在将电机通过后端插入竖直部分后，封闭后端。

在一些实施例中，竖直部分在前端处通过轴孔与水平部分连通，输出轴穿过轴孔连接至凸轮，其中T型壳体在轴孔处具有阶梯型的突出部，密封件在轴孔处封闭输出轴与突出部之间的缝隙。

在一些实施例中，凸轮在将锁舌驱动至最大移动距离后的一个预定角度时，位置传感器产生开锁完成信号。

在一些实施例中，在驱动部到达最低位置时，位置传感器产生锁定完成信号。

在一些实施例中，传感器触发部是从凸轮上突出的突出部，以及位置传感器为接触式传感器。

在一些实施例中，开关机构还包括：扁平的盖体，适于耦接至T 型壳体的水平部分，以将锁舌、凸轮、位置传感器和关锁传感器封闭。

在一些实施例中，锁舌包括关锁触发部，被配置为在锁舌到达关锁位置时触发关锁传感器，产生关锁完成信号。

本公开的第二方面中，提供了一种锁具。该锁具包括锁具壳体、以及位于锁具壳体中的锁销和包括根据上述第一方面的用于锁具的开关机构，锁销具有上锁凹槽，当锁舌关锁位置时，锁舌的下端插入上锁凹槽中以限制锁销的移动，使其处于关锁状态。

在一些实施例中，车锁是马蹄形车锁。

本公开的第三方面中提供了一种车辆。车辆包括根据上述第二方面的锁具，锁具安装在车辆的车身上，用于锁住车辆。

在根据本公开的一些实施例中，车辆是自行车。

通过以下参照附图对示例性实施例的说明，本公开的进一步特征将变得显而易见。应当理解，实用新型内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本公开的一些实施例安装有用于锁具的开关机构的示例锁具的示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的用于锁具的开关机构的水平部分的示例结构的示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的用于锁具的开关机构的竖直部分的示例结构的示意图；

图4示出了根据本公开的实施例的用于锁具的开关机构的外观的示意图；

图5示出了根据本公开的实施例的用于锁具的开关机构的外观的另一示意图；

图6示出了根据本公开的实施例的示例驱动部的示意图；以及

图7示出了安装有根据本公开的实施例的锁具的自行车的示意图。

具体实施方式

现在将参考几个示例实施例来描述本公开。应当理解，这些实施例仅为了使本领域技术人员能够更好地理解并由此实现本公开，而不是对本公开技术方案的范围提出任何限制的目的来描述。

如本文所使用的，术语“包括”及其变体将被解读为意指“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”将被解读为“至少基于部分”。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同或相同的对象。在下面可能包含其他明确的和隐含的定义。除非上下文另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。

此外，需要说明的是，在本公开的实施例中提及的各种数值都是示例性的，本发明并不局限于此。而是可以根据实际设计需求更改这些数值，以实现基本同样的作用和效果。

在现有车辆锁具的开锁控制机构中，针对锁具操作的控制精度不足，开关控制结构可能会发生异常，造成开锁不完全、甚至无法自动开锁。此外，即使在关锁状态下仍然存在被盗风险，可能会因撞击而造成关锁失效。

为此，本公开提供了一种改进的用于锁具的开关机构、锁具和车辆。在下文中，将参考图1至图7来描述本公开的一些示例实施例。需要注意的是，在下文描述中，将使用“自行车”作为交通工具的例子。但是本公开的范围不局限于此，任何能够采用在此描述的锁具的交通工具均涵盖在本公开的范围内。

首先参考图1，图1示出了根据本公开的一些实施例安装有用于锁具的开关机构的锁具100的示意图。如图1所示，根据本公开的锁具100包括锁具壳体110，环形形状的锁销(在所示示例中称为锁环) 122，弹簧124、拨手130以及开关机构140。在锁具壳体110中设置有锁环槽112，锁环122和弹簧124设置在锁环槽112内。弹簧124 具有固定端，该固定端固定在锁具壳体上，弹簧124的另一端连接在锁环122上。图1示出开锁状态下的锁具100，此时开关机构140中的锁舌的下部插杆1415顶在锁环122上。在锁环122上还具有上锁凹槽126。在进行关锁时，用户拉动拨手130使锁环122沿着逆时针方向朝着关锁方向移动，当上锁凹槽126到达与锁舌141的下部插杆 1415对应的位置时，插杆滑入上锁凹槽126中，实现关锁。因此，在关锁状态时，锁舌141的下部插杆1415插入锁环122上的上锁凹槽 126中，阻止锁环122向开锁方向移动。当开锁时，锁舌141的下部插杆1415被向上驱动离开上锁凹槽126，此时，锁环122失去锁舌 141的阻挡力，在弹簧124的拉力作用下向开锁方向移动，实现开锁，如图1所示。

图1所示的开关机构140通常具有T形壳体，T形壳体包括水平部分1401和垂直于水平部分的竖直部分1402，该两部分分别用于容纳不同的元件，这将在下文结合图2至图3进行详细描述。请注意，这仅仅是示例性的，开关机构还可以具有任何合适的形状以完成开锁和锁止动作。

图2示出了根据本公开的实施例的用于锁具的开关机构的水平部分的示例结构的示意图，T形壳体的水平部分1401容纳锁舌141、凸轮143、位置传感器144、关锁传感器145、弹簧146，将在下文中结合开关机构的开锁和锁止动作以及上述各个部件之间的相互作用来详细描述每个部件。

在某些实施例中，在上述机构出现故障或需要维护时，可以在不碰触处于竖直部分中的电机的情况下直接维护和修理水平部分中的部件，这简化了维修过程，简化了维修成本。

图3示出了根据本公开的实施例的用于锁具的开关机构的竖直部分的示例结构的示意图。T形壳体的竖直部分1402容纳电机142。电机142利用输出轴1421驱动凸轮143以控制锁舌的运动。

在某些实施例中，如图5所示，竖直部分1402的后端1403是与外界连通的开口，在装配控制机构140时，可以将电机142通过该开口插入该竖直部分1402，以后可以通过灌胶封闭该开口以实现保护电机142免于潮湿和灰尘的目的。这样的结构简化了电机142的装配过程，在只有电机142出现故障或需要维护时，可以通过该后端1403 取出电机进行修理，而不必碰触水平部分中的结构，这进一步降低装配和维护成本。

在某些实施例中，竖直部分1402在与上述后端1403相对的前端 1404处具有与水平部分1401连通的阶梯式的轴孔147，该阶梯式孔是由于竖直部分1402和水平部分1401交界处的阶梯型的突出部148 形成的，在将电机插入竖直部分1402后，电机142的输出轴1421穿过该阶梯式的轴孔以连接至凸轮143。然后利用密封件149封闭输出轴1421与突出部148之间的缝隙以保护电机142。阶梯式的轴孔147 的优点在于，密封件149的形状是凹形的，其易于装配，并且很稳固，这简化了安装，降低了装配成本。

下面将进一步描述开关机构的开锁和锁止动作以及上述各个部件之间的相互作用

在图2和图3示出的实施例中，锁舌141具有设置在锁舌141一侧的凹槽1411的上部挡板1412和下部挡板1416。锁舌141还具有上部插杆1414和下部插杆1415。弹簧146装设在锁舌141的上部插杆 1414上，用于向锁舌141提供朝向关锁方向的推力。下部插杆1415 用于在关锁状态与锁环122的上锁凹槽126配合，以限制锁环移动。关锁触发部1413在锁舌141位于关锁位置时触发关锁传感器145，以产生关锁完成信号。

需要说明的是，在另外的实施例中，关锁传感器145可以设置在其他位置并且由相应设置的关锁触发部来触发。此外，在其他的实施例中，关锁传感器145还可以由例如由锁环122来触发。

继续参考图2和图3，电机142用于驱动凸轮143，其具有输出轴1421。凸轮143连接于电机142的输出轴1421上，且具有驱动部 1431和传感器触发部1432。该驱动部1431是从凸轮143的径向方向伸出的突起。凸轮143被配置为随着输出轴1421的转动而转动，以通过驱动部1431推动驱动配合部1411而将锁舌141驱动至开锁位置。传感器触发部1432在该示例中为在凸轮143的圆周上的一段连续突起。

需要说明的是，尽管在该示例结构中驱动部1431被描述为从凸轮143上面径向伸出的柱状部件并且传感器触发部被描述为凸轮143 的圆周上的一段连续突起，但本公开并不局限于此。例如，驱动部的横截面可以采用除柱状外其他形状，诸如半圆形、椭圆形，半椭圆形等，甚至可采用其他适当形式；而且传感器触发部1432也可以采用非连续突起的形式。

在图2和图3中，位置传感器144是基于传感器触发部1432来检测凸轮143的位置的传感器。位置传感器144可以在凸轮143到达开锁完成位置时产生开锁完成信号，以控制电机142停止，使得凸轮 143停在开锁完成位置。在凸轮143到达能够限制锁舌141的移动的锁定位置时，位置传感器144产生锁定完成信号，以控制电机142停止，使得凸轮143停在锁定位置。关锁传感器145在锁舌141到达关锁位置时被关锁位置触发部1413触发，产生关锁完成信号。此时，将使电机驱动凸轮继续向锁定位置转动。在该示例结构中，位置传感器144是接触式传感器，其通过传感器触发部向其施加的压力而被触发。需要说明的是，本公开并不局限于此，位置传感器144也可以采用其他形式，例如可以是基于光学信号检测的光学传感器，或者是基于电磁信号检测的电磁式传感器。

根据本公开的实施例，提供采用了上述传感器来产生用来控制电机操作的信号，可以更加准确的控制电机，实现可靠开锁和关锁操作。

在下文中，将具体描述根据本公开的示例开关机构的工作过程。

如图2至图3所示，在初始位置时，锁舌141处于关锁位置，锁舌141的下部插杆1415插入在锁环122的上锁凹槽126中，以限制锁环122的移动。凸轮143的驱动部1431位于最低位置，并与锁舌 141的上部挡板1412脱离，即不对其施加任何推力。关锁位置触发部 1413在该初始位置时压在关锁传感器上，触发关锁传感器145。连续突起形式的传感器触发部1432并未触发位置传感器144。需要说明的是，尽管在该示例结构中，在初始位置时，凸轮143的驱动部1431 位于最低位置，但是本公开并不局限于此，而是可以位于其他适当位置。

在接收到开锁信号后，凸轮143的驱动部1431开始对与锁舌141 的上部挡板1412接触，此时锁舌尚并移动，仍处于关锁位置。关锁位置触发部1413仍然触发关锁传感器145，同时传感器触发部1431 并未触发位置传感器144。

电机142驱动凸轮143继续旋转，此时驱动部1431推动锁舌141 向开锁方向运动，关锁位置触发部1413远离关锁传感器145，关锁传感器不再被触发。凸轮143继续转动，此时，锁舌被推动到最大移动距离，锁舌143的下部插杆1414已经完全脱离上锁凹槽126。同时由于失去锁舌143的阻挡，锁环122在弹簧124的弹簧力下向开锁方向移动，进入开锁状态。在该位置，传感器触发部1431并未触发位置传感器144。

接着，在凸轮143到达最远驱动位置后，电机142并不会停止转动而是驱动凸轮143继续旋转，这时驱动部1431将与上部挡板1412 脱离，到达开锁完成位置。在该开锁完成位置，凸轮143的传感器触发部1432与位置传感器144上接触并向其施加压力，位置传感器144被触发，产生开锁完成信号。响应于开锁完成信号，电机142停止驱动凸轮143，使得凸轮143停留在开锁完成位置。

在进行关锁时，用户拉动拨手130使锁环122向关锁方向移动，当锁环122上的上锁凹槽126到达与锁舌124对应的位置时，在弹簧 146的推力作用下，锁舌的下部插杆1415滑入上锁凹槽126中，实现关锁。此时。锁舌141的凹槽1411的下部挡板1416触发关锁传感器145，产生关锁完成信号。

在接收到关锁完成信号后，将使电机142控制凸轮143开始继续旋转。位置传感器144在凸轮143从开锁完成位置转动至锁定位置之前被持续触发。在凸轮143到达锁定位置时，凸轮143的传感器触发部1432不再接触位置传感器144，即被解除触发，此时将产生锁定完成信号。响应于此锁定完成信号，电机142停止驱动凸轮143，使得凸轮143处于锁定位置。在该锁定位置处，关锁位置触发部1413依然触发关锁传感器145。同时，在此锁定位置时，凸轮的驱动部1431 位于最低位置，能够限制锁舌向开锁方向的运动。

出于说明的目的，在下表中给出了驱动部在不同位置时的传感器触发情况。

表1传感器触发情况

驱动部位置	锁舌位置	位置传感器	关锁传感器
				初始位置	关锁位置	0	1
即将驱动位置	关锁位置	0	1
				最远驱动位置	开锁位置	0	0
开锁完成位置	开锁位置	1	0
				锁定位置前	关锁位置	1	1
锁定位置	关锁位置	0	1

此外，在上述实施例中传感器触发部1432是从凸轮143上突出的连续突出部，且位置传感器144为接触式传感器。在根据本公开的另一实施例中，位置传感器还可以为光学传感器，其可以基于突出部对光学的遮挡来触发该光学传感器。

在一些实施例中，传感器触发部1432为被布置在凸轮143中的磁性部件，而位置传感器144为电磁感应传感器，诸如霍尔传感器。在磁性部件转动到与电磁感应传感器144对齐的位置时，电磁感应传感器144可以被触发产生开锁完成信号。

图4示出了根据本公开的实施例的用于锁具的开关机构的外观的另一示意图。开关机构140还具有盖体1405，盖体1405是大致扁平状的，这样的形状适于将开关机构140装配在锁具壳体中。盖体1405 的内部具有分别与锁舌141、凸轮143、位置传感器144、关锁传感器 145、弹簧146的外形配合的凹槽，该扁平的盖体1405耦合到T型壳体的水平部分1401以封闭开关机构140。请注意，盖体1405的扁平形状仅仅是示例性的，还可以应用任何其他的合适形状来封装该开关机构140。

图6示出了根据本公开的实施例的示例驱动部的示意图。驱动部 1431是从凸轮143的径向方向伸出的突起的形式。在这种情况下，可以将传感器触发部与突起在轴向上设置在不同平面，以便传感器触发部1432不会影响突起对锁舌141的驱动。这仅仅是一个示例，驱动部1431还可以是从凸轮143的轴向方向伸出的凸柄部件。

图7还示出安装根据本公开的实施例的锁具的车辆700的示意图。如图7所示，在车辆700的车身上安装有根据本公开的前述开关机构140，开关机构140可以用来锁住车辆。在图7中示出的车辆700 是自行车。然而本领域技术人员可以理解，本公开并不局限于此，车辆还是可以是三轮车、摩托车或者其他车辆。锁具也不局限于安装自行车的后轮上，也可以安装在例如前轮，或者任何其他适当的位置，来实现对车辆700的锁定。

在上文中，以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中已有技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种用于锁具的开关机构，其特征在于，包括：

T型壳体，包括水平部分(1401)和竖直部分(1402)；

电机(142)，被容纳在所述竖直部分(1402)中，所述电机(142)具有输出轴(1421)；以及

被容纳在所述水平部分(1401)中的锁舌(141)、凸轮(143)、位置传感器(144)、关锁传感器(145)；

其中所述锁舌(141)具有凹槽(1411)、所述凹槽(1411)的上部挡板(1412)和下部挡板(1416)，所述下部挡板(1416)适于在所述凸轮(143)位于锁定位置时被驱动部(1431)阻挡，以使所述锁舌(141)的运动被限制；

所述凸轮连接于所述电机(142)的输出轴(1421)，且具有驱动部(1431)和传感器触发部(1432)，所述凸轮(143)被配置为随着所述输出轴(1421)的转动而转动，以通过所述驱动部(1431)推动所述上部挡板(1412)将所述锁舌(141)驱动至开锁位置，所述驱动部(1431)是从所述凸轮(143)径向方向伸出的突起；

位置传感器(144)，被配置为基于所述传感器触发部(1432)来检测所述凸轮(143)的位置，并在所述凸轮(143)到达开锁完成位置时产生开锁完成信号以及在所述凸轮(143)到达能够限制所述锁舌的移动的锁定位置时产生锁定完成信号，以控制所述电机(142)停止驱动所述凸轮(143)；以及

关锁传感器(145)，被配置为在所述锁舌(141)到达关锁位置时产生关锁完成信号，以使所述电机(142)驱动所述凸轮(143)向所述锁定位置转动。

2.根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，所述竖直部分(1402)的后端(1403)与外界连通，并且在将所述电机(142)通过所述后端(1403)插入所述竖直部分(1402)后，封闭所述后端(1403)。

3.根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，所述竖直部分(1402)在前端(1404)处通过轴孔(147)与所述水平部分(1401)连通，所述输出轴(1421)穿过所述轴孔(147)连接至所述凸轮(143)，其中所述T型壳体(140)在所述轴孔(147)处具有阶梯型的突出部(148)，密封件(149)在所述轴孔(147)处封闭所述输出轴(1421)与所述突出部(148)之间的缝隙。

4.根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，所述凸轮(143)在将所述锁舌(141)驱动至最大移动距离后的一个预定角度时，所述位置传感器(144)产生所述开锁完成信号。

5.根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，在所述驱动部(1431)到达最低位置时，所述位置传感器(144)产生所述锁定完成信号。

6.根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，所述传感器触发部(1432)是从所述凸轮(143)上突出的突出部，以及所述位置传感器(144)为接触式传感器。

7.根据权利要求1所述的开关机构，其特征在于，还包括：

扁平的盖体(1405)，适于耦接至所述T型壳体的水平部分(1401)，以将所述锁舌(141)、所述凸轮(143)、所述位置传感器(144)和所述关锁传感器(145)封闭。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的开关机构，其特征在于，所述锁舌(141)包括关锁触发部(1413)，被配置为在所述锁舌(141)到达关锁位置时触发所述关锁传感器(145)，产生关锁完成信号。

9.一种锁具，其特征在于，包括锁具壳体(110)、位于所述锁具壳体中的锁销(122)和根据权利要求1至8中任一项所述的用于所述锁具(100)的开关机构，所述锁销(122)具有上锁凹槽，当锁舌到达关锁位置时，所述锁舌的下端插入所述上锁凹槽中以限制所述锁销的移动，使其处于关锁状态。

10.根据权利要求9所述的锁具，其特征在于，所述锁具是马蹄形车锁。

11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9或10所述的锁具(100)，所述锁具(100)安装在所述车辆(700)的车身上，用于锁住所述车辆(700)。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述车辆(700)是自行车。

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