CN217812884U - 门锁及自动门 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种门锁及自动门。该门锁包括电机、锁舌组件和磁铁，其中，电机用于驱动所述锁舌组件运动，在驱动所述锁舌组件运动的过程中还用于驱动所述磁铁转动；该门锁还包括：传感器和处理器，传感器用于根据所述电机驱动所述磁铁转动时产生的磁场强度变化，生成与所述磁场强度变化对应的电信号；处理器用于获取所述电信号，根据所述电信号确定所述磁铁的转动圈数，并在转动圈数达到预定值时控制所述电机停止驱动。根据本公开实施例能够实现对锁舌组件的精确控制。

Description

门锁及自动门

技术领域

本公开涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种门锁及自动门。

背景技术

目前市面上的全自动锁或者全自动门，一般都是采用微动开关作为锁体主锁舌和斜舌收回或者弹出的检测装置，需要在锁体里面安装4 个微动开关，导致结构复杂，增加了锁体设计难度和安装的难度。另一种锁舌的控制方式是采用电机堵转的方案检测锁舌的收回和弹出，这种方案每次开关锁动作都会造成电机堵转，长期工作电机的寿命大打折扣，并且能耗高，发热严重。

发明内容

本公开提供了一种门锁及自动门，用以解决上述技术问题。

根据本公开的一方面，提供了一种门锁，包括：电机，锁舌组件和磁铁；电机用于驱动锁舌组件运动，在驱动锁舌组件运动的过程中还用于驱动磁铁转动；其中，门锁还包括：

传感器，用于根据电机驱动磁铁转动时产生的磁场强度变化，生成与磁场强度变化对应的电信号；

处理器，用于获取电信号，根据电信号确定磁铁的转动圈数，并在转动圈数达到预定值时控制电机停止驱动。

在一种实现方式中，该门锁还包括壳体，该电机与该壳体相连，该电机所包含的转轴的至少部分区域设置在该壳体内，该磁铁设置在该转轴的第一区域上，该转轴的第一区域位于该壳体内。

在一种实现方式中，该传感器设置在该壳体外侧，与所述磁铁形成预设位置关系。

在一种实现方式中，该传感器设置在该壳体的外表面形成的安装槽内，该安装槽位于该转轴侧面的壳体上，使所述传感器朝向所述磁铁设置。

在一种实现方式中，该传感器和该处理器设置在电路板上，该电路板设置在该安装槽中，该电路板与该壳体之间设有减震泡棉。

在一种实现方式中，该电路板包括本体部和接口部，该本体部的外形与该安装槽的开口外形相匹配；该电路板与该安装槽连接时，该电路板的该本体部覆盖该安装槽的开口，该接口部处于该安装槽外并贴近于该壳体的表面，该接口部用于与该处理器连接。

在一种实现方式中，该锁舌组件包括丝杠、齿轮组和锁舌，该丝杠通过该齿轮组与该锁舌相连，该丝杠设置在电机所包含的转轴上，该丝杠与该磁铁能在该电机驱动下同步转动，以使该锁舌产生位移。

在一种实现方式中，该预定值是根据该锁舌的最大位移以及该丝杠与该齿轮组的减速比确定的。

在一种实现方式中，该磁铁的两个磁极设置于该电机所包含的转轴的侧面，该转轴的侧面设置该传感器，该电机驱动该磁铁转动时，该两个磁极与该传感器的距离能发生周期性变化从而产生磁场强度变化。

在一种实现方式中，该磁铁为环形磁铁，该环形磁铁的中心孔套于该转轴上，该环形磁铁的两个磁极分别位于环形磁铁的环形面的两侧。

在一种实现方式中，该传感器为开关型霍尔传感器，该开关型霍尔传感器用于根据该磁铁转动时产生的磁场强度变化生成高电平信号和低电平信号周期性变化的电信号。

在一种实现方式中，该处理器用于根据该电信号中高电平信号或低电平信号的数量确定该磁铁的转动圈数。

根据本公开的另一方面，提供了一种自动门，包括门体和上述任一实施方式所提供的门锁，门锁设置在门体上。

本公开实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：

通过传感器确定磁铁的转动圈数，根据磁铁的转动圈数可以得知与磁铁一并被电机驱动的锁舌组件的位移量，实现对锁舌组件的精确控制。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

图1为本公开一实施例中门锁的结构框图；

图2为本公开一实施例中门锁的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图对本公开作进一步地详细描述。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路等未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

相关技术中，全自动锁或者全自动门一般是采用微动开关作为锁体主锁舌和斜舌收回或者弹出的检测装置，一般需要在锁体里面安装4 个微动开关，分别用于检测主锁舌的弹出到位、收回到位和斜舌弹的弹出到位、收回到位。这种检测方法不仅开关多，而且需要在主锁舌和斜舌安装轴位置焊接拨片，用于锁舌在弹出和收回时触动微动开关，并且还需要将开关引出线连接到主板。一方面，开关、焊接拨片、引出连接线都会导致成本大大增加，另一方面，开关长时间工作存在失效的风险，而且锁体里面增加连接线，需要增加理线槽，增加锁体设计难度，同时还需要接线到主板端，增加安装的难度。

另一种方式是采用电机堵转的方案检测锁舌的收回和弹出。这种检测方案虽然省去了繁琐的接线，以及锁体内部的开关，但是这种方案无法单独对主锁舌和斜舌进行检测，只能等主锁舌收回，然后斜舌收回，最终电机无法转动，此时电机处于堵转状态，电机工作电流激增，从而判断锁舌收回。同样在锁舌弹出的过程中，只能等斜舌弹出，然后主舌弹出，最终电机无法转动，此时电机处于堵转状态，电机工作电流激增，从而判断锁舌弹出。这种方案每次开关锁动作都会造成电机堵转，长期工作电机的寿命大打折扣，并且能耗高，发热严重，需要引入散热措施。

针对上述问题，本公开提供一种门锁，该门锁的电机转轴上设有磁铁，通过传感器确定磁铁的转动圈数，根据磁铁的转动圈数可以确定与磁铁一并被电机驱动的锁舌组件的位移量，实现对锁舌组件的精确控制。下面结合附图和实施例对本申请方案进行详细说明。

图1是本公开一实施例中门锁的结构框图，如图1所示，该门锁100 至少包括：

电机110，锁舌组件120和磁铁130；电机110用于驱动锁舌组件120 运动，在驱动锁舌组件120运动的过程中还用于驱动磁铁130转动；其中，门锁100还包括：

传感器140，用于根据电机110驱动磁铁130转动时产生的磁场强度变化，生成与磁场强度变化对应的电信号；

处理器150，用于获取电信号，根据电信号确定磁铁130的转动圈数，并在转动圈数达到预定值时控制电机110停止驱动。

本公开实施例中，用户需要对门锁100进行开锁或上锁操作时，可以在门锁100所在的门端或移动终端上生成开锁或上锁指令，处理器150 根据开锁或上锁指令的不同，控制电机110正转或反转，电机110转动时驱动磁铁130及锁舌组件120，以使锁舌组件120所包含的锁舌收回或伸出。

具体而言，当用户需要从门外开门进入时，可以通过输入密码、核对指纹、NFC卡片钥匙、蓝牙钥匙、语音控制或App控制等方式触发开锁指令，处理器150控制电机110驱动磁铁130及锁舌组件120，使锁舌组件向门锁内收回，在磁铁130的转动圈数达到预定值时，表示锁舌组件已完成预设的最大位移，完全收回至门锁内，此时控制电机110停止驱动，完成自动开锁。开锁完成后，等待用户开门并重新关门或在达到预设时间之后，电机110可以再次启动并以相反方向驱动磁铁130 及锁舌组件120，使锁舌组件120向门锁外伸出，在磁铁130的转动圈数达到预定值时，表示锁舌组件120已完成预设的最大位移，从门锁内完全伸出，此时控制电机110停止驱动，完成自动上锁。

需要说明的是，锁舌组件120中的锁舌包括斜舌、方舌、圆柱舌、钩舌、蟹钳舌等多种形状，斜舌一般具有弹簧可以自动复位，锁舌的种类和数量在此不做限定。以使用方舌作为主锁舌、斜舌作为副锁舌这种常见情况为例，在自动开锁时，需要驱动斜舌和方舌同时收回，在自动上锁时，一般仅需控制主锁舌伸出。

传感器140可以是霍尔(Hall)传感器，Hall传感器可以感应磁场强度，并根据磁场强度的变化输出相应的电信号。处理器150可以采用微处理器(MCU，Micro ControllerUnit)，Hall传感器与MCU电性连接，MCU可以读取Hall传感器输出的电信号。由于磁铁130在转动时，磁铁130任一磁极与Hall传感器的距离会发生改变，因此，Hall传感器感应到的磁场强度发生改变，输出的电信号也随之改变。需要说明的是，根据Hall传感器类型的不同，电信号可以是电平信号或电压信号。例如，线性Hall传感器在磁铁130任一磁极向传感器方向转动时，磁场强度增大，传感器输出的电压值增大，反之电压值减小，而开关型Hall 传感器在某一磁极靠近传感器时输出低电平信号，远离时输出高电平信号。

本公开实施例中，电机驱动锁舌组件运动并在转动圈数达到预定值时控制电机停止驱动仅对应锁舌的一次伸出或是收回过程，而在一次完整的开关门操作过程中，通常的流程是开锁—开门—关门—上锁，在用户开锁并开门后通常会随即关门，是否需要在关门后自动上锁是可以根据用户的喜好设置的。可以是关门后立即自动上锁，也可以是在设定的时间(例如晚上9点)自动上锁，还可以是在用户认为需要上锁时，用户在移动终端上操作生成上锁指令后发送给门锁以进行自动上锁。开锁可以分为从门的外侧触发或是从门的内侧触发，一般来说，从门的内侧开锁可以是手动驱动的，用户直接转动门把手，通过门把手带动锁舌收回，实现手动的机械解锁；从门外触发开锁可以是自动的，从门外侧开锁的具体流程已经在上述结构实施例中给出了示例性的说明，在此不再赘述。开门和关门状态的识别可以通过设置开关门检测传感器实现，举例而言，开关门检测传感器也可以采用霍尔传感器，在门扇与门框分离或贴合时开关门检测传感器输出不同的电平信号表示门打开或门关闭的状态。在识别到门关闭的信号后可以进行自动上锁，自动上锁与自动开锁的区别在于电机转动的方向不同。

图2是本公开一实施例中门锁的结构示意图，如图2所示，在一些可能的实施方式中，门锁200包括电机210、锁舌组件220、磁铁230、传感器、处理器和壳体240，其中，传感器和处理器在图2中未示出，电机210、锁舌组件220、磁铁230、传感器、处理器与上述门锁100中的对应部件相同，在此不再赘述。电机210与壳体240相连，电机210所包含的转轴211的至少部分区域设置在壳体240内，磁铁230设置在转轴 211的第一区域上，转轴211的第一区域位于壳体内。

本公开实施例中，磁铁230和部分锁舌组件220设置在壳体240中，壳体240内填充有润滑油，可以减少各运动部件的磨损，提高电机工作效率。

在一些可能的实施方式中，传感器设置在壳体240外侧，与磁铁230 形成预设位置关系。

本公开实施例中，该预设位置关系可以是磁铁230在转动时，磁铁 230的任一磁极与传感器的距离能够发生变化的任意位置。具体地，传感器可以设置于磁铁230转动时所形成的转动平面上。通过将传感器设置在壳体240外，可以防止壳体240内润滑油降低传感器寿命，同时便于拆装和维修。

在一些可能的实施方式中，传感器设置在壳体240的外表面形成的安装槽内241，安装槽241位于转轴211侧面的壳体240上，使传感器朝向磁铁230设置。

本公开实施例中，安装槽241的底面平行于转轴211，传感器设置在安装槽241内时，传感器面向磁铁230。具体地，传感器可以正对磁铁230设置。壳体240的外表面形成内陷的安装槽241，使传感器更靠近磁铁230，提高感应精度，同时保持壳体外表面平整。

在一些可能的实施方式中，传感器和处理器设置在电路板250上，电路板250设置在安装槽241中，电路板250与壳体240之间设有减震泡棉260。

本公开实施例中，霍尔传感器设置于印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)上，PCB上设有霍尔传感器的一侧朝向壳体内部。处理器采用的MCU可以设置在PCB上，也可以仅在PCB引出MCU的信号读取线或端口。减震泡棉可以减小电机对电路板造成的振动，提高PCB、传感器寿命。

在一些可能的实施方式中，电路板250包括本体部251和接口部252，本体部251的外形与安装槽241的开口外形相匹配；电路板250与安装槽241连接时，电路板250的本体部251覆盖安装槽241的开口，接口部252处于安装槽241外并贴近于壳体250的表面，接口部252用于与处理器连接。

本公开实施例中，电路板250安装在安装槽241上时，由于两者外形匹配，电路板250可以作为壳体240的一部分，保持壳体240表面平整。此外，接口部贴近于壳体250的表面设置，可以使连接电路板250与处理器的连接线接头也贴合于壳体250的表面，减小体积。

在一些可能的实施方式中，如图2所示，锁舌组件220包括丝杠 221、齿轮组222和锁舌(图中未示出)，丝杠221通过齿轮组222与锁舌相连，丝杠221设置在电机210转轴上，丝杠221与磁铁230可在电机210 驱动下同步转动，以使锁舌产生位移。

本公开实施例中，电机210驱动磁铁230和丝杠221同步转动，电机 210的转轴211、磁铁230和丝杠221三者的转动圈数相同，因此，通过传感器获取磁铁230的转动圈数即是丝杠221的转动圈数。需要说明的是，齿轮组222的具体数量和位置关系在此不作限定，齿轮组222也可以通过锁芯拨片与锁舌相连。

在一些可能的实施方式中，预定值是根据锁舌的最大位移以及丝杠221与齿轮组222的减速比确定的。

本公开实施例中，丝杠221通过齿轮组222与锁舌相连，丝杠221每转动一圈，锁舌移动的长度是固定的，同时，各个锁舌设计的弹出和收回的最大位移也是固定的，故根据门锁设计参数中丝杠与齿轮组的减速比可以计算出锁舌完成最大位移需要丝杠转动的圈数，也可以在组装及调试过程中测量、核验。例如，设计参数中锁舌的最大位移长度是3cm，丝杠221每转动一圈，丝杠221通过齿轮组222使锁舌移动0.1cm，那么丝杠221转动30圈，锁舌就可以完全弹出或收回。因此，可以通过丝杠221的转动圈数(即电机210、磁铁230的转动圈数)来精确控制锁舌的移动位置。

需要说明的是，上述最大位移是在设计上的能保证锁舌从门框上的扣板中脱离的位移量，并非完全等于锁舌实际物理结构上的最大位移，考虑到一定的误差，实际物理结构上的最大位移不小于设计上的最大位移。

在一些可能的实施方式中，磁铁230的两个磁极设置于电机210所包含的转轴211的侧面，转轴211的侧面还设置该传感器，电机210驱动磁铁230转动时，两个磁极与传感器的距离能发生周期性变化从而产生磁场强度变化。

本公开实施例中，磁铁230的N极和S极对称设置在转轴211的两侧，因此，磁铁230以转轴211为圆心转动时，每转动一圈，N极和S极都旋转360度后回到原位，完成一次周期性变化，便于准确检测磁铁230转动圈数。

在一些可能的实施方式中，如图2所示，磁铁230为环形磁铁，环形磁铁的中心孔套于转轴211上，环形磁铁的两个磁极分别位于环形磁铁的环形面的两侧。

需要说明的是，环形磁铁在转动时更加稳定、阻力较小，但磁铁230 也可以是条形磁铁、圆形磁铁等其他形状，磁铁230可以直接与电机转轴相连，也可以通过各类支架或安装底座与电机转轴相连，例如，将两个圆形磁铁对称设置在一个圆环形安装底座的两侧，将该圆环形安装底座设置在电机转轴上，同样能够达到转动稳定、阻力小的效果。磁铁的数量也可以多于两个，各个磁铁等间距的设置即可。

在一些可能的实施方式中，传感器为开关型霍尔传感器，开关型霍尔传感器用于根据磁铁转动时产生的磁场强度变化生成高电平信号和低电平信号周期性变化的电信号。

本公开实施例中，开关型霍尔传感器在某一指定的磁极靠近时输出低电平，在该磁极远离时输出高电平，开关型霍尔传感器输出的电平信号中高低电平的交替周期与磁极的变化周期是同步的，也与电机 210是转速是同步的，有助于提高对转动圈数检测的准确性。

在一些可能的实施方式中，处理器用于根据电信号中高电平信号或低电平信号的数量确定磁铁230的转动圈数。

本公开实施例中，处理器通过统计电平信号中高电平信号或低电平信号的数量即可确定磁铁的转动圈数。例如，当磁铁230在电机210 的驱动下以20转/s的转速转动时，磁铁230的两个磁极也每秒旋转20圈，即发生20次靠近后再远离传感器，开关型霍尔传感器的输出电平信号会相应的发生20次由高电平下降为低电平，再由低电平上升为高电平。由于第一次出现低电平信号时，磁铁未转动满一圈，因此磁铁的转动圈数为低电平信号的数量减1。

本公开还提供一种自动门，该自动门包括门体和上述任一实施例中的门锁，门锁设置在门体上。

本公开实施例中，门锁上还设有用于给电机、传感器和处理器供电的电源组件，电源组件可以是设置在门锁中的电池，也可以采用本领域技术人员常用的其它技术手段实现，在此不作限定。

在本公开实施例的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本公开的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本公开实施例的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种门锁，包括：电机，锁舌组件和磁铁；所述电机用于驱动所述锁舌组件运动，在驱动所述锁舌组件运动的过程中还用于驱动所述磁铁转动；其中，所述门锁还包括：

传感器，用于根据所述电机驱动所述磁铁转动时产生的磁场强度变化，生成与所述磁场强度变化对应的电信号；

处理器，用于获取所述电信号，根据所述电信号确定所述磁铁的转动圈数，并在转动圈数达到预定值时控制所述电机停止驱动。

2.根据权利要求1所述的门锁，其中，所述门锁还包括壳体，所述电机与所述壳体相连，所述电机所包含的转轴的至少部分区域设置在所述壳体内，所述磁铁设置在所述转轴的第一区域上，所述转轴的第一区域位于所述壳体内。

3.根据权利要求2所述的门锁，其中，所述传感器设置在所述壳体外侧，与所述磁铁形成预设位置关系。

4.根据权利要求3所述的门锁，其中，所述传感器设置在所述壳体的外表面形成的安装槽内，所述安装槽位于所述转轴侧面的壳体上，使所述传感器朝向所述磁铁设置。

5.根据权利要求4所述的门锁，其中，所述传感器和所述处理器设置在电路板上，所述电路板设置在所述安装槽中，所述电路板与所述壳体之间设有减震泡棉。

6.根据权利要求5所述的门锁，其中，所述电路板包括本体部和接口部，所述本体部的外形与所述安装槽的开口外形相匹配；所述电路板与所述安装槽连接时，所述电路板的所述本体部覆盖所述安装槽的开口，所述接口部处于所述安装槽外并贴近于所述壳体的表面，所述接口部用于与所述处理器连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的门锁，其中，所述磁铁的两个磁极设置于所述电机所包含的转轴的侧面，所述电机驱动所述磁铁转动时，所述两个磁极与所述传感器的距离能发生周期性变化从而产生磁场强度变化。

8.根据权利要求7所述的门锁，其中，所述锁舌组件包括丝杠、齿轮组和锁舌，所述丝杠通过所述齿轮组与所述锁舌相连，所述丝杠设置在电机所包含的转轴上，所述丝杠与所述磁铁能在所述电机驱动下同步转动，以使所述锁舌产生位移。

9.根据权利要求8所述的门锁，其中，所述预定值是根据所述锁舌的最大位移以及所述丝杠与所述齿轮组的减速比确定的。

10.根据权利要求7所述的门锁，其中，所述磁铁为环形磁铁，所述环形磁铁的中心孔套于所述转轴上，所述环形磁铁的两个磁极分别位于环形磁铁的环形面的两侧。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的门锁，其中，所述传感器为开关型霍尔传感器，所述开关型霍尔传感器用于根据所述磁铁转动时产生的磁场强度变化生成高电平信号和低电平信号周期性变化的电信号。

12.根据权利要求11所述的门锁，其中，所述处理器用于根据所述电信号中高电平信号或低电平信号的数量确定所述磁铁的转动圈数。

13.一种自动门，包括门体和如权利要求1-12中任一项所述的门锁，所述门锁设置在所述门体上。

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