CN219262025U - 一种指纹挂锁 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种指纹挂锁，包括锁体和锁梁，锁梁与锁体可拔插连接，其特征在于：锁体内设有控制板和开锁机构，开锁机构包括开锁电机、滚珠、活动轴和离合轴，开锁电机与控制板电性连接，活动轴与开锁电机的输出端连接，离合轴与活动轴连接，离合轴的外侧壁上设有第一限位槽，滚珠能够卡入所述第一限位槽内；滚珠活动设置在锁体内，开锁电机能够驱动活动轴和离合轴旋转，进而使得第一限位槽与滚珠对位或错位；锁梁侧壁上与滚珠的相应位置处设有第二限位槽，滚珠能够卡入第二限位槽内。本申请通过开锁电机驱动活动轴和离合轴转动实现开锁，整体结构相对简单，能够有效减少机械故障率；同时也能够降低能耗，延长使用寿命。

Description

一种指纹挂锁

技术领域

本申请属于指纹锁技术领域，更具体地，涉及一种指纹挂锁。

背景技术

锁具是指起封闭作用的器具，它包括锁、钥匙及其附件，一般解释为必须用钥匙方能开脱的封缄器，现在锁具除用钥匙开启外，还可以用光、电、磁、声及指纹等指令开启，锁具不单是防护用品，还具有管理和装饰的作用。锁具产品很多，其中挂锁就是其中比较常见的一种。

随着社会的进步和人们生活水平的提高，对于挂锁的安全性、耐用性等要求越来越高。现在市面上的挂锁有很多中形式存在，根据功能分类可分为机械挂锁、电子密码挂锁以及指纹挂锁等等。指纹挂锁因其不需要钥匙或输入密码的便捷性，已逐渐代替了传统的机械挂锁和电子密码挂锁，成为了最受广大用户喜爱的一款挂锁。但是，现有指纹挂锁上的开锁机构机械结构普遍比较复杂，电机需要驱动多个传动件才能实现开锁和关锁，致使机械故障率偏高，影响锁具的使用寿命；另一方面，复杂的机械结构也会提升电池的耗电量，导致指纹挂锁的电池续航时间变短。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请提供一种指纹挂锁，包括锁体和锁梁，所述锁梁与锁体可拔插连接，其特征在于：所述锁体内设有控制板和开锁机构，所述开锁机构包括开锁电机、滚珠、活动轴和离合轴，所述开锁电机与控制板电性连接，所述活动轴与所述开锁电机的输出端连接，所述离合轴与所述活动轴连接，所述离合轴的外侧壁上设有第一限位槽，所述滚珠能够卡入所述第一限位槽内；所述滚珠活动设置在所述锁体内，所述开锁电机能够驱动所述活动轴和离合轴旋转，进而使得所述第一限位槽与所述滚珠对位或错位；所述锁梁侧壁上与所述滚珠的相应位置处设有第二限位槽，所述滚珠能够卡入所述第二限位槽内。

其中，所述第一限位槽与所述滚珠对位后，所述滚珠能够卡入所述第一限位槽内，使得所述滚珠与所述第二限位槽分离，并使得所述锁梁能够拔出锁体，实现开锁；所述第一限位槽与所述滚珠错位后，所述离合轴的外侧壁与滚珠抵接，进而推动所述滚珠卡入所述第二限位槽内，使得所述锁梁与锁体限位固定，实现上锁。

作为本申请的进一步改进，所述锁体内设有复位扭簧，所述复位扭簧的一端与所述离合轴连接，另一端与所述锁体连接，所述开锁电机能够驱动所述复位扭簧收紧，所述复位扭簧能够驱动所述离合轴旋转，进而带动所述第一限位槽与所述滚珠错位。

作为本申请的进一步改进，所述活动轴与所述离合轴的连接端上设有连接块，所述离合轴内侧设有第三限位槽，所述连接块插入所述第三限位槽内，所述连接块能够在第三限位槽内旋转，且所述连接块能够与所述第三限位槽的侧壁抵接，进而推动所述离合轴旋转。

作为本申请的进一步改进，所述离合轴的上端设有限位凸台，所述锁体上与所述限位凸台的相应位置处设有第四限位槽，所述限位凸台插入所述第四限位槽内，且所述限位凸台能够在第四限位槽内旋转。

作为本申请的进一步改进，所述滚珠、第一限位槽和第二限位槽的数量分别有两个，且所述离合轴的左右两侧各设置有一个滚珠。

作为本申请的进一步改进，所述锁体内设有弹性件，所述弹性件的另一端与所述锁梁的端部抵接，所述弹性件用于将锁梁顶出所述锁体。

作为本申请的进一步改进，所述锁梁上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述滚珠的外侧壁适配，所述滚珠能够卡入所述环形凹槽内，所述环形凹槽用于对所述锁梁的顶出行程进行限位。

作为本申请的进一步改进，所述控制板上设有行程限位开关，所述活动轴的外侧壁设有抵接块，所述抵接块能够与所述行程限位开关相接，所述行程限位开关用于限制所述活动轴的旋转行程。

作为本申请的进一步改进，所述离合轴上设有第五限位槽，所述第五限位槽内设有密封件，所述密封件与所述锁体内侧壁抵接。

作为本申请的进一步改进，所述锁体内设有电池，所述电池与所述锁体可拆卸连接，所述控制板上设有指纹头，所述指纹头用于控制所述开锁电机工作。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请通过开锁电机驱动活动轴和离合轴旋转，使第一限位槽与滚珠对位，进而使得滚珠与第二限位槽分离，卡入到第一限位槽内，此时即可拉出锁梁实现开锁；关锁时，将锁梁压入锁体内，使得第二限位槽到达与滚珠的相应位置处，离合轴复位转动，离合轴的外侧壁与滚珠抵接，进而推动滚珠卡入所述第二限位槽内，使得锁梁与锁体限位固定，实现上锁。本申请整体结构紧凑，开锁机构结构相对简单，能够有效减少机械故障率；同时也能够降低能耗，减少电池的电量消耗，延长使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本申请实施例整体结构示意图；

图2是本申请实施例分解结构示意图；

图3是本申请实施例正视剖面结构示意图；

图4是本申请实施例中离合轴结构示意图；

图5是本申请实施例中活动轴结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-5所示，一种指纹挂锁，包括锁体1和锁梁2，锁体1作为该指纹挂锁的整体安装机构，可采用硬质金属材料制成，锁梁2与锁体1可拔插连接。

该指纹挂锁的开关锁装置与普通挂锁类似，即上锁状态下，锁梁2的两端均插入到锁体1内限位连接；开锁状态下，锁梁2的一端拔出锁体1，另一端能够在锁体1上旋转。

锁体1内设有控制板3、开锁机构和电池4，控制板3上设置有指纹头5，指纹头5用于录入指纹和识别指纹，实现指纹开锁的功能，电池4与锁体1可拆卸连接，电池4用于给该指纹挂锁提供电力，可拆卸设置是为了便于更换电池4。开锁机构包括开锁电机6、滚珠7、活动轴8和离合轴9，开锁电机6固定安装在锁体1内，且开锁电机6与控制板3电性连接，活动轴8与开锁电机6的输出端固定连接，开锁电机6工作能够带动活动轴8旋转，离合轴9套设在活动轴8远离开锁电机6的一端；滚珠7的数量有两个，两个滚珠7分别设置在离合轴9的左右两侧，滚珠7活动设置在锁体1内，能够在锁体1内滚动，离合轴9的外侧壁上设有两个第一限位槽91，第一限位槽91的形状、尺寸与滚珠7适配，两个第一限位槽91呈镜像分布，滚珠7能够卡入第一限位槽91内；锁梁2的侧壁上与滚珠7的相应位置处设有两个第二限位槽21，且两个第二限位槽21的形状、尺寸与滚珠7适配，滚珠7能够卡入,第二限位槽21内；开锁电机6能够驱动活动轴8旋转，进而带动离合轴9旋转，使得第一限位槽91与滚珠7对位或错位。

上锁状态下，锁梁2插入锁体1内，第二限位槽21与滚珠7对位，离合轴9的外侧壁分别与两个滚珠7抵接，将两个滚珠7顶入到两个第二限位槽21内，使得锁梁2受滚珠7限位与锁体1限位固定，锁梁2无法拔出锁体1，实现上锁；需要开锁时，用户可用录入好指纹的手指覆盖指纹头5，指纹识别成功后，控制板3控制开锁电机6工作，开锁电机6驱动活动轴8旋转，活动轴8带动离合轴9旋转，使得第一限位槽91与滚珠7对位，滚珠7卡入第一限位槽91内；滚珠7与第二限位槽21分离，使得锁梁2能够从锁体1内拔出，实现开锁。

锁体1内固定安装有弹性件10，弹性件10的一端与锁梁2的端部抵接，弹性件10用于将锁梁2顶出锁体1，以辅助实现开锁功能。上锁状态下，锁梁2插入锁体1内，锁梁2的端部会压缩弹性件10；开锁时，当第一限位槽91与滚珠7对位后，在弹性件10的弹力作用下，推动锁梁2抽出锁体1，锁梁2会推动滚珠7卡入第一限位槽91，使得滚珠7与第二限位槽21脱离，脱离对锁梁2的限位，即可抽出锁梁2实现解锁。通过弹性件10的弹力，能够推动滚珠7卡入第一限位槽91内，使得开锁过程更加顺利；本例中，弹性件10为螺旋弹簧，在其它实施例中，弹性件10也可以是金属弹片等其它弹性机构。

本例中，开锁过程使用开锁电机6驱动，上锁的过程由机械结构推动，具体地：锁体1内设置有复位扭簧11，复位扭簧11套设在离合轴9的一端，复位扭簧11的一端与离合轴9固定连接，另一端与锁体1固定连接；开锁时，开锁电机6驱动活动轴8旋转，活动轴8带动离合轴9旋转，使得离合轴9会拉紧复位扭簧11，开锁后，滚珠7卡入第一限位槽91内，使得离合轴9无法旋转复位；当锁梁2插入到锁体1完成关锁后，第二限位槽21与滚珠7对位，在复位扭簧11弹力的作用下，推动离合轴9复位旋转，离合轴9的侧壁与滚珠7抵接，使得滚珠7与第一限位槽91错位并推动滚珠7卡入第二限位槽21内，使得锁梁2与锁体1限位固定，完成上锁。

在其它实施例中，上锁的过程同样可以由开锁电机6驱动，只需在锁体内安装一个控制开关，当锁梁2下压之后能够触发该控制开关，进而控制开锁电机6复位工作即可实现。

为了能够确保开锁电机6复位，活动轴8与离合轴9的连接端上设有连接块81，离合轴9的内侧设置有第三限位槽92，连接块81插入到第三限位槽92内，且连接块81能够在第三限位槽92内旋转，连接块81能够与第三限位槽92的侧壁抵接，进而推动离合轴9旋转；具体使用时，开锁的过程中，开锁电机6驱动活动轴8旋转，连接块81随活动轴8一起旋转，首先连接块81处于游离状态，会在第三限位槽92内原地旋转，当连接块81与第三限位槽92的侧壁抵接后，连接块81会推动离合轴9一起旋转，进而实现开锁；开锁完成后，开锁电机6复位旋转，使得活动轴8带动连接块81在第三限位槽92内原地旋转，确保连接块81回到游离状态。通过设置第三限位槽92，使得连接块81能够在第三限位槽92内原地旋转，使得开锁电机6能够实现复位，确保活动轴8在开锁后能够回到游离状态，不会对复位扭簧11关锁的过程造成干涉。

离合轴9的上端设有限位凸台93，锁体1上与限位凸台93的相应位置处设置有第四限位槽101，限位凸台93插入第四限位槽101内，且限位凸台93能够在第四限位槽101内旋转，设置限位凸台93和第四限位槽101是为了对离合轴9的安装和运动位置进行限位，提高开关锁的精度。具体使用时，开锁电机6工作驱动活动轴8旋转，连接块81与第三限位槽92的侧壁抵接后推动离合轴9一起旋转，使得限位凸台93在第四限位槽101内原地旋转，直至限位凸台93与第四限位槽101的侧壁抵接，第四限位槽101和限位凸台93的配合，也能对离合轴9的旋转行程进行限位。

本例中，限位凸台93和连接块81的横截面形状均呈“D”字形，而第三限位槽92和第四限位槽101的横截面形状均呈270°的扇形形状，即连接块81能够在第三限位槽92内自由旋转90°，限位凸台93能够在第四限位槽101内自由旋转90°。在其它实施例中，限位凸台93、连接块81、第三限位槽92和第四限位槽101的形状也可以是其它形状，连接块81、限位凸台93也可以自由旋转其它角度。

控制板3上设置有行程限位开关12，活动轴8的外侧壁上设置有抵接块82，且抵接块82上设有两个限位缺口83；开锁电机6驱动活动轴8旋转的过程中，抵接块82随活动轴8旋转，抵接块82与行程限位开关12相接，随着活动轴8的继续旋转，当限位缺口83与行程限位开关12对位后，行程限位开关12失去抵接力，反馈信号给控制板3，控制开锁电机6停止工作，说明此时活动轴8已经旋转到了预设位置。具体开锁过程中，开锁电机6驱动活动轴8旋转，抵接块82与行程限位开关12抵接，当行程限位开关12落入限位缺口83后，控制开锁电机6停止转动，此时第一限位槽91正好与滚珠7对位；开锁完成后，开锁电机6复位转动，抵接块82与行程限位开关12抵接，当行程限位开关12落入另一个限位缺口83后，控制开锁电机6停止转动，使得连接块81在第三限位槽92内回归到游离状态。通过设置行程限位开关12、抵接块82和限位缺口83的配合，进而控制开锁电机6停止工作，实现对活动轴8的旋转行程进行限位。

为了对锁梁2的拔出行程进行限位，在锁梁2的一端设置有环形凹槽22，环形凹槽22设置在第二限位槽21的下方，环形凹槽22的深度小于第二限位槽21，且环形凹槽22的形状与滚珠7的外侧壁适配，当锁梁2伸出锁体1的过程中，滚珠7能够卡入到环形凹槽22内，从而使得锁梁2无法继续抽出放置锁梁2整体掉出锁体1；滚珠7卡入到环形凹槽22后，锁梁2能够在锁体1上旋转，从而使得滚珠7能够在环形凹槽22内滑动。通过环形凹槽22和滚珠7的配合，使得锁梁2能够打开，便于开锁或上锁。离合轴9的外侧壁上设有第五限位槽94，第五限位槽94内设置有密封件13，密封件13与锁体1的内侧壁抵接，通过设置密封件13能够提高离合轴9与锁体1配合处的密封性，从而放置锁体1内部进水或者灰尘等，延长使用寿命。另一方面，指纹头5凸出锁体1，在指纹头5与锁体1的连接处设有防水硅胶垫14，能够防止水汽、灰尘等进入到锁体1内部，延长使用寿命。本例中，密封件13为防水橡胶圈。

工作原理：

上锁状态下，离合轴9的外侧壁抵住滚珠7，滚珠7卡入第二限位槽21内，锁梁2无法抽出锁体1，使得锁梁2与锁体1限位固定，实现上锁。开锁时，用户可用录入好指纹的手指覆盖指纹头5，指纹识别成功后，控制板3控制开锁电机6工作，开锁电机6驱动活动轴8旋转，活动轴8带动连接块81同步旋转，首先连接块81处于游离状态，会在第三限位槽92内原地旋转，当连接块81与第三限位槽92的侧壁抵接后，连接块81会推动离合轴9一起旋转，直至第一限位槽91与滚珠7对位，在弹性件10的弹力作用下，推动锁梁2抽出锁体1，锁梁2会推动滚珠7卡入第一限位槽91，使得滚珠7与第二限位槽21脱离，即可抽出锁梁2，直至滚珠7卡入环形凹槽22内，锁梁2能够在锁体1上转动打开，实现解锁。

解锁完成后，开锁电机6复位旋转，使得活动轴8旋转，带动连接块81在第三限位槽92内原地旋转，直至行程限位开关12脱离抵接块82，落入限位缺口83，则控制开锁电机6停止转动，确保连接块81回到游离状态。开锁时，开锁电机6驱动活动轴8旋转，活动轴8带动离合轴9旋转，使得离合轴9会拉紧复位扭簧11，开锁后，滚珠7的一侧抵住环形凹槽22，一侧卡入第一限位槽91内，使得离合轴9无法旋转复位。

需要关锁时，用户下压锁梁2，当第二限位槽21与滚珠7对位后，在复位扭簧11弹力的作用下，推动离合轴9复位旋转，离合轴9的侧壁与滚珠7抵接，使得滚珠7与第一限位槽91错位并推动滚珠7卡入第二限位槽21内，使得锁梁2与锁体1限位固定，完成上锁。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以有许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的在于对本申请公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种指纹挂锁，包括锁体和锁梁，所述锁梁与锁体可拔插连接，其特征在于：所述锁体内设有控制板和开锁机构，所述开锁机构包括开锁电机、滚珠、活动轴和离合轴，所述开锁电机与控制板电性连接，所述活动轴与所述开锁电机的输出端连接，所述离合轴与所述活动轴连接，所述离合轴的外侧壁上设有第一限位槽，所述滚珠能够卡入所述第一限位槽内；

所述滚珠活动设置在所述锁体内，所述开锁电机能够驱动所述活动轴和离合轴旋转，进而使得所述第一限位槽与所述滚珠对位或错位；

所述锁梁侧壁上与所述滚珠的相应位置处设有第二限位槽，所述滚珠能够卡入所述第二限位槽内。

2.根据权利要求1所述的指纹挂锁，其特征在于：所述锁体内设有复位扭簧，所述复位扭簧的一端与所述离合轴连接，另一端与所述锁体连接，所述开锁电机能够驱动所述复位扭簧收紧，所述复位扭簧能够驱动所述离合轴旋转，进而带动所述第一限位槽与所述滚珠错位。

3.根据权利要求2所述的指纹挂锁，其特征在于：所述活动轴与所述离合轴的连接端上设有连接块，所述离合轴内侧设有第三限位槽，所述连接块插入所述第三限位槽内，所述连接块能够在第三限位槽内旋转，且所述连接块能够与所述第三限位槽的侧壁抵接，进而推动所述离合轴旋转。

4.根据权利要求1所述的指纹挂锁，其特征在于：所述离合轴的上端设有限位凸台，所述锁体上与所述限位凸台的相应位置处设有第四限位槽，所述限位凸台插入所述第四限位槽内，且所述限位凸台能够在第四限位槽内旋转。

5.根据权利要求1所述的指纹挂锁，其特征在于：所述滚珠、第一限位槽和第二限位槽的数量分别有两个，且所述离合轴的左右两侧各设置有一个滚珠。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的指纹挂锁，其特征在于：所述锁体内设有弹性件，所述弹性件的另一端与所述锁梁的端部抵接，所述弹性件用于将锁梁顶出所述锁体。

7.根据权利要求6所述的指纹挂锁，其特征在于：所述锁梁上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述滚珠的外侧壁适配，所述滚珠能够卡入所述环形凹槽内，所述环形凹槽用于对所述锁梁的顶出行程进行限位。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的指纹挂锁，其特征在于：所述控制板上设有行程限位开关，所述活动轴的外侧壁设有抵接块，所述抵接块能够与所述行程限位开关相接，所述行程限位开关用于限制所述活动轴的旋转行程。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的指纹挂锁，其特征在于：所述离合轴上设有第五限位槽，所述第五限位槽内设有密封件，所述密封件与所述锁体内侧壁抵接。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的指纹挂锁，其特征在于：所述锁体内设有电池，所述电池与所述锁体可拆卸连接，所述控制板上设有指纹头，所述指纹头用于控制所述开锁电机工作。

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