CN212671412U - 一种可平衡室内外气压的智能锁具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可平衡室内外气压的智能锁具，包括锁具本体、气道、气阀、电机、室内气压传感器、室外气压传感器和控制模块；所述锁具本体包括室内外露部、中间隐藏部和室外外露部；在室内外露部上开设有室内气口，在室外外露部上开设有室外气口；气道开设在锁具本体内，并连接在室内气口与室外气口之间；气阀安装在气道内，用于连通或阻断气道；电机连接气阀，用于驱动气阀打开或关闭；室内气压传感器安装于室内外露部，用于检测室内气压；室外气压传感器安装于室外外露部，用于检测室外气压；控制模块根据检测到的室内气压和室外气压控制电机的工作状态，以在室内外气压差较大时打开气阀，平衡室内外气压，解决门窗难以打开的问题。

Description

一种可平衡室内外气压的智能锁具

技术领域

本实用新型属于锁具技术领域，具体地说，是涉及一种适用于门窗的智能锁具。

背景技术

目前的门窗，其密封性设计越来越完善，已经可以很好地解决传统门窗的漏风问题。特别是冬天异常寒冷的地区，对门窗的密封性处理更加完备，使得室内密封且保暖。

但是，门窗良好的密封性能，会导致室内与室外的气体交换量越来越少。当室内与室外的温差较大或者在室内使用抽油烟机等排气装置时，会导致室内与室外的气压出现明显的差异。若室内外的气压差达到一定程度，会导致外推式门窗在打开时变得十分困难。如果家里只有老人或小孩，则存在外推式门窗无法打开的隐患，这对人们的正常生活会产生不同程度的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可平衡室内外气压的智能锁具，可以自动自动调节室内外的气压差，解决因室内外气压差较大而导致门窗难以打开的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种可平衡室内外气压的智能锁具，包括锁具本体、气道、气阀、电机、室内气压传感器、室外气压传感器和控制模块；所述锁具本体包括室内外露部、中间隐藏部和室外外露部；在所述室内外露部上开设有室内气口，所述室内气口在锁具本体安装于门体或窗框上时曝露于室内；在所述室外外露部上开设有室外气口，所述室外气口在锁具本体安装于门体或窗框上时曝露于室外；所述气道开设在所述锁具本体内，并连接在所述室内气口与室外气口之间；所述气阀安装在所述气道内，用于连通或阻断所述气道；所述电机连接所述气阀，用于驱动所述气阀打开或关闭；所述室内气压传感器安装于所述室内外露部，用于检测室内气压；所述室外气压传感器安装于所述室外外露部，用于检测室外气压；所述控制模块根据所述室内气压传感器检测到的室内气压和所述室外气压传感器检测到的室外气压控制所述电机的工作状态。

在本申请的一些实施例中，所述室内气口优选设置多个；所述室外气口也优选设置多个；所述气道包括分别与多个所述室内气口连通的室内气道支路、分别与多个所述室外气口连通的室外气道支路、以及连接在所述室内气道支路与所述室外气道支路之间的气道汇集支路。通过开设多个室内气口和多个室外气口，可以加快室内外气体的交换速度，使得室内外气压可以快速的达到平衡。

在本申请的一些实施例中，所述气阀优选安装在所述气道汇集支路中，以平衡通过各气口流通的气体。

在本申请的一些实施例中，所述中间隐藏部在所述锁具本体安装于门体或窗框上时埋设于所述门体或窗框内；所述气道汇集支路优选开设在所述中间隐藏部中；所述电机优选内置于所述中间隐藏部。

在本申请的一些实施例中，所述室内外露部包括锁具内面板和周侧壁；所述室外外露部包括锁具外面板和周侧壁；所述室内气口优选开设在所述室内外露部的周侧壁上；所述室外气口优选开设在所述室外外露部的周侧壁上。将气口开设在周侧壁上，一方面可以保持智能锁具的整体美观性，另一方面可以降低通过气口进入到室内的外界气体对室内空气的扰动影响。

在本申请的一些实施例中，所述室内气压传感器优选设置在所述室内外露部的锁具内面板上；所述室外气压传感器优选设置在所述室外外露部的锁具外面板上。将气压传感器布设在智能锁具的内外面板上，可以减小因通过气口流通的气体产生的气流扰动对室内外气压检测的影响，继而有助于提高气压传感器对室内外气压检测的准确度。

在本申请的一些实施例中，所述控制模块包括处理器和电机驱动电路；所述处理器连接所述室内气压传感器和室外气压传感器，在检测到室内外气压差升高超过设定的最大门限值时，控制所述电机驱动电路驱动所述电机运行，打开所述气阀，连通所述气道，直到室内外气压差下降低于设定的最小门限值时，控制所述电机驱动电路驱动所述电机控制所述气阀关闭，以阻断所述气道。

在本申请的一些实施例中，所述气阀具有可360°旋转的阀芯；所述电机通过其转轴连接所述阀芯，通过驱动所述阀芯旋转来改变所述气阀的开关状态；在所述电机中内置有旋转编码器，用于检测电机转轴的转动角度，并反馈给所述处理器。所述处理器可以根据电机转轴的转动角度自动判断出阀芯位置，进而对气阀的开关状态实现准确控制。

在本申请的一些实施例中，在所述锁具本体中还设置有电池和稳压电路，所述稳压电路对所述电池输出的电池电压进行稳压处理后，生成智能锁具中各用电负载所需的工作电源并进行供电。

在本申请的一些实施例中，所述控制模块和稳压电路布设在一块电路板上，所述电路板和所述电池优选内置于所述室内外露部中，以提高智能锁具使用的安全性。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过在智能锁具上开设可以连通室内和室外的气口及气道，并根据室内外的气压差自动调整气道的通阻状态，在室内气压与室外气压接近时，阻断气道可以保持室内既有的密闭性，达到保暖及减少室外噪音传入室内的目的；在室内气压与室外气压相差较大时，连通气道可以使室内外的气压快速达到平衡，从而解决了门窗因室内外气压差较大而难以打开的问题，方便了人们的生活。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所提出的可平衡室内外气压的智能锁具的一种实施例的结构示意图；

图2是图1所示的智能锁具的一种实施例的内部结构示意图；

图3是图1所示的智能锁具中室外外露部的一种实施例的结构示意图；

图4是本实用新型所提出的智能锁具的一种实施例的电路原理框图；

图5是图4中的电机驱动电路的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1至图3，本实施例的智能锁具为用于安装在门体或窗框上的门锁或窗锁，且这种锁具在安装到门体或窗框上后，有一部分曝露于室内，有一部分曝露于室外。为描述清楚起见，本实施例对智能锁具的锁具本体进行部位划分：将锁具本体安装在门体或窗框1上后，曝露于室内的部分称为室内外露部10；将锁具本体安装在门体或窗框1上后，曝露于室外的部分称为室外外露部20；将锁具本体安装在门体或窗框1上后，埋设于门体或窗框1内的部分称为中间隐藏部30。

在本实施例中，所述室内外露部10可以包括锁具内面板11和周侧壁12。其中，在锁具内面板11上可以设置内把手15以及其他可供用户在室内操作锁具的结构件。

所述室外外露部20可以包括锁具外面板21和周侧壁22。其中，锁具外面板21上可以设置外把手25、指纹识别模块26、密码键盘等可供用户在室外操作锁具的结构件。

所述中间隐藏部30中可以设置锁舌等结构件31。

为了在本实施例的智能锁具上实现平衡室内外气压的功能，本实施例在锁具本体的室内外露部10上开设室内气口13；在室外外露部20上开设室外气口23；在锁具本体中开设气道40，以连通所述室内气口13和室外气口23；并在气道40中设置气阀32，以用于连通或阻断所述气道40。

作为一种优选实施例，所述室内气口13优选开设在室内外露部10的周侧壁12上，这样不仅可以保持锁具外露部分的美观性，而且可以降低通过室内气口13进入到室内的外界气体对室内空气产生的扰动影响。同理，所述室外气口23优选开设在室外外露部20的周侧壁22上。

为了加快室内外气体的流动速度，使室内外的气压能够快速达到平衡，本实施例优选在室内外露部10的周侧壁12上开设多个室内气口13，如图2所示，例如可以选择周侧壁12的其中一个侧壁开设上、下两个室内气口13。同样的，在室外外露部20的周侧壁22上也优选开设多个室外气口23，例如选择周侧壁22的其中一个侧壁开设上、下两个室外气口23。与此同时，在气道40的设计上，优选将气道40分成室内气道支路41、室外气道支路42和气道汇集支路43。其中，室内气道支路41包括多个分支，分别与多个室内气口13一一对应连接。将所述室内气道支路41的多个分支汇聚后，连接至所述气道汇集支路43的其中一端。同理，室外气道支路42也包括多个分支，分别与多个室外气口23一一对应连接。将所述室外气道支路42的多个分支汇聚后，连接至所述气道汇集支路43的另外一端。将气阀32设置在气道汇集支路43中，以实现对室内外气体流动状态的集中控制。

为了使本实施例的智能锁具能够根据室内外的气压差变化自动控制气阀32打开或关闭，本实施例在智能锁具上还设置有气压传感器、电机33和控制模块16，如图2所示。

其中，气压传感器优选设置两个，其中一个布设在锁具本体的室内外露部10上，称为室内气压传感器14；另外一个布设在锁具本体的室外外露部20上，称为室外气压传感器24。

作为一种优选实施例，所述室内气压传感器14布设在室内外露部10的锁具内面板11上，且优选位于内把手15的下方；所述室外气压传感器24布设在室外外露部20的锁具外面板21上，且优选位于外把手25的下方，如图3所示。将气压传感器14、24布设在锁具的内外面板11、12上，可以使气压传感器14、24远离布设在周侧壁12、22上的气口13、23，进而减少气口13、23周围气体扰动对气压传感器14、24检测准确度的影响。

利用室内气压传感器14检测室内气压，发送至控制模块16。利用室外气压传感器24检测室外气压，发送至控制模块16。所述控制模块16根据检测到的室内气压和室外气压计算出室内外的气压差。若室内外的气压差升高超过设定的最大门限值，则控制模块16控制电机33运行，通过电机33驱动气阀32从关闭状态转换到打开状态，以连通气道40。此时，室内外的气体通过室外气口23、气道40和室内气口13流通，使室内外的气压逐渐达到平衡。当控制模块16检测到室内外的气压差下降低于设定的最小门限值时，控制模块16再次控制电机33运行，驱动气阀32从打开状态转换到关闭状态，以阻断气道40，恢复室内的密闭性。

作为一种优选实施例，本实施例的气阀32优选采用具有360°可旋转阀芯的阀门。将所述阀芯与电机33的转轴轴接，利用电机33驱动阀芯始终保持同方向旋转，旋转90°后，阀芯从关闭状态旋转至打开状态；再旋转90°，阀芯从打开状态旋转至关闭状态；依次类推。采用这种气阀32，无需控制电机33正反转，由此可以简化控制模块16的电路设计。

在本实施例中，所述电机33优选设置在锁具本体的中间隐藏部30中，所述气道40的气道汇集支路43以及气阀32也优选设置在所述中间隐藏部30中。由于锁具本体的中间隐藏部30埋设在门体或窗框内，因此可以减小电机运行噪声向室内的传播。

在本实施例的控制模块中设置有处理器MCU和电机驱动电路，如图4所示。其中，所述处理器MCU可以采用单片机等微处理器，连接所述室内气压传感器14和室外气压传感器24，完成室内外气压差的计算，并将计算出的室内外气压差与预先设定的最大门限值和最小门限值进行比较，进而生成用于控制电机33运行的控制信号，发送至电机驱动电路，以实现对电机33的驱动。

本实施例的电机驱动电路可以采用电源加MOS开关管组合的方式进行电路设计，如图5所示。所述电源VCC可以采用内置于智能锁具中的电池提供，结合图4所示。所述MOS开关管优选采用PMOS管Q1，将PMOS管Q1的源极连接至电源VCC，栅极连接处理器MCU的其中一路GPIO口，并通过限流电阻R1连接至所述电源VCC，漏极接地。将电机33的正极+连接所述PMOS管Q1的源极，电机33的负极-接地。

当处理器MCU检测到室内外的气压差超过最大门限值时，处理器MCU通过其所述GPIO口输出高电平的控制信号，控制PMOS管Q1处于截止状态，此时电源VCC为电机33供电，控制电机33运行，驱动气阀32打开，连通气道40，使室内外的气体流通，平衡室内外的气压。

为了对气阀32的开关状态实现准确控制，本实施例在电机33上设置旋转编码器或者采用内置有旋转编码器的电机33，以采集电机33转轴的旋转角度，并反馈给所述处理器MCU。所述处理器MCU在控制电机33驱动气阀32从关闭向打开状态转换时，可以根据旋转编码器反馈的电机33转轴的旋转角度自动判断出气阀32的阀芯是否从关闭位置旋转到打开位置，例如是否旋转了90°；若已旋转至打开位置，则处理器MCU置其所述GPIO口为低电平。此时，PMOS管Q1由于其源极电压大于其栅极电压而进入饱和导通状态，拉低电机33的正极+电位，使电机33停机，以使气阀32保持在打开状态。

在气阀32打开的期间，处理器MCU实时检测室内外的气压差。当室内外的气压差下降低于最小门限值时，处理器MCU再次通过其GPIO口输出高电平的控制信号，控制PMOS管Q1截止。此时，电源VCC再次为电机33供电，控制电机33运行，驱动气阀32中的阀芯旋转90°，使气阀32由打开状态转换至关闭状态，阻断气道40，切断室内外气体的流通。

处理器MCU通过电机33中的旋转编码器检测到气阀32中的阀芯旋转90°到达关闭位置时，置其所述GPIO口为低电平，控制PMOS管Q1饱和导通状态，切断电源VCC向电机33的供电，电机33停机，使气阀32保持在关闭状态。

在本实施例中，所述处理器MCU和电机驱动电路优选布设在一块电路板上，在所述电路板上还可以进一步布设稳压电路LDO，如图4所示。所述稳压电路LDO连接电池，用于将电池电压转换成处理器MCU、室内气压传感器14、室外气压传感器24、指纹识别模块26等用电负载所需的工作电源VDD，为智能锁具中集成的各用电负载供电。

作为一种优选实施例，所述电路板和电池优选布设在锁具本体的室内外露部10中，如图2所示，以提高智能锁具使用的安全性。

采用本实施例的智能锁具，可以很好地解决冬天天冷封闭门窗时，因室内外气压差过大而导致的室门很难打开的问题，具有较高的实用性。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，包括：

锁具本体，其包括室内外露部、中间隐藏部和室外外露部；在所述室内外露部上开设有室内气口，所述室内气口在锁具本体安装于门体或窗框上时曝露于室内；在所述室外外露部上开设有室外气口，所述室外气口在锁具本体安装于门体或窗框上时曝露于室外；

气道，其开设在所述锁具本体内，并连接在所述室内气口与室外气口之间；

气阀，其安装在所述气道内，用于连通或阻断所述气道；

电机，其连接所述气阀，用于驱动所述气阀打开或关闭；

室内气压传感器，其安装于所述室内外露部，用于检测室内气压；

室外气压传感器，其安装于所述室外外露部，用于检测室外气压；

控制模块，其根据所述室内气压传感器检测到的室内气压和所述室外气压传感器检测到的室外气压控制所述电机的工作状态。

2.根据权利要求1所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，

所述室内气口包括多个；

所述室外气口包括多个；

所述气道包括：

室内气道支路，其分别与多个所述室内气口连通；

室外气道支路，其分别与多个所述室外气口连通；

气道汇集支路，其连接在所述室内气道支路与所述室外气道支路之间。

3.根据权利要求2所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，所述气阀安装在所述气道汇集支路中。

4.根据权利要求3所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，

所述中间隐藏部在所述锁具本体安装于门体或窗框上时埋设于所述门体或窗框内；

所述气道汇集支路开设在所述中间隐藏部中；

所述电机内置于所述中间隐藏部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，

所述室内外露部包括锁具内面板和周侧壁，所述室内气口开设在所述室内外露部的周侧壁上；

所述室外外露部包括锁具外面板和周侧壁，所述室外气口开设在所述室外外露部的周侧壁上。

6.根据权利要求5所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，

所述室内气压传感器设置在所述室内外露部的锁具内面板上；

所述室外气压传感器设置在所述室外外露部的锁具外面板上。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，所述控制模块包括处理器和电机驱动电路；

所述处理器连接所述室内气压传感器和室外气压传感器，在检测到室内外气压差升高超过设定的最大门限值时，控制所述电机驱动电路驱动所述电机运行，打开所述气阀，连通所述气道，直到室内外气压差下降低于设定的最小门限值时，控制所述电机驱动电路驱动所述电机控制所述气阀关闭，以阻断所述气道。

8.根据权利要求7所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，

所述气阀具有可360°旋转的阀芯；

所述电机通过其转轴连接所述阀芯，通过驱动所述阀芯旋转来改变所述气阀的开关状态；

在所述电机中内置有旋转编码器，用于检测电机转轴的转动角度，并反馈给所述处理器。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，在所述锁具本体中还设置有电池和稳压电路，所述稳压电路对所述电池输出的电池电压进行稳压处理后，生成智能锁具中各用电负载所需的工作电源并进行供电。

10.根据权利要求9所述的可平衡室内外气压的智能锁具，其特征在于，所述控制模块和稳压电路布设在一块电路板上，所述电路板和所述电池内置于所述室内外露部中。

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