CN219498379U - 电子锁 - Google Patents

Abstract

本文新型公开了一种电子锁，包括：驱动装置，所述驱动装置包括输出扭矩的输出轴；升速装置，包括环形的固定齿圈，所述固定齿圈内周设置齿轮，所述齿轮啮合的多级行星齿轮组件，所述多级行星齿轮组件包括初级行星齿轮组件、末级行星齿轮组件，以及至少一个中间行星齿轮组件；每一级所述行星齿轮组件包括行星架、太阳轮和多个行星轮；所述输出轴与所述初级行星齿轮组件的行星架同轴连接；偏心组件与所述末级行星齿轮组件的太阳轮连接；所述偏心组件的偏心部与所述锁杆的卡合凹部匹配连接，以带动所述锁杆进行往复运动。本文的电子锁通过行星齿轮组件组成的升速装置其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大承载能力大、传动效率高。

Description

电子锁

技术领域

本实用新型涉及汽车充电技术领域，更具体地，涉及一种电子锁。

背景技术

新能源汽车充电接口处通常安装有锁止装置，以在充电过程中起固定充电枪的作用。但传统电子锁中的驱动装置由于传动机构之间的相互传动，以及由于圆周运动改变为直线运动而产生的摩擦力，极大地损耗了电能和电机力矩，这不仅导致电子锁的使用寿命过短，易产生噪音，而且容易造成电机齿轮组磨损和电子锁驱动装置不稳定。并且，因为现有电子锁内的传动机构需要多级减速，无法满足升速锁的需求，同时目前的电子锁可承受的载荷小且磨损较大。因此，需要提供一种新的电子锁的方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种能够在狭小空间内进行组装，同时结构简单，维修方便的电子锁。

一种电子锁，包括：

驱动装置，所述驱动装置包括输出扭矩的输出轴；

升速装置，包括环形的固定齿圈，所述固定齿圈内周设置齿轮，以及与所述齿轮啮合的多级行星齿轮组件；

所述多级行星齿轮组件包括初级行星齿轮组件、末级行星齿轮组件，以及分别与所述初级行星齿轮组件和所述末级行星齿轮组件连接的至少一个中间行星齿轮组件；

每一级所述行星齿轮组件包括行星架，以及设置在所述行星架上的太阳轮和多个行星轮；所述输出轴与所述初级行星齿轮组件的行星架同轴连接；

偏心组件，所述偏心组件与所述末级行星齿轮组件的太阳轮连接，所述偏心组件包括偏心部，所述偏心部的轴线相对于所述减速装置的旋转轴线平行偏移。

锁杆，所述锁杆设置有卡合凹部；

所述驱动装置通过所述升速装置带动所述偏心组件的所述偏心部转动，所述偏心部与所述卡合凹部匹配连接，以带动所述锁杆进行往复运动。

由此，通过设置多级行星齿轮组件，实现多级升速作用，其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大承载能力大、传动效率高。同时，采用偏心结构可以承受较大的载荷；有利于润滑，磨损较小，大大提高电子锁的开锁效率，同时可以实现用来达到增力、扩大行程和实现远距离传动等目的。

优选的，所述往复运动的方向垂直于所述输出轴的轴线方向。

由此，将偏心轴垂直于输出轴线设置，将沿输出轴的轴线方向改变为与轴线垂直的方向，同时又避免了输出力的损耗。

优选的，所述偏心组件还包括旋转部，所述旋转部外周表面径向向外延伸形成第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部间隔设置。

由此，通过结构简单的偏心组件，实现将旋转运动转化为直线运动。

优选的，所述第一连接部和所述第二连接部的延伸末端与所述偏心部连接。

由此，将偏心部设置在第一连接部和第二连接部的末端，确定了偏心部与旋转部的位置关系，实现偏心功能，又可以实现用来达到增力、扩大行程和实现远距离传动等目的。

优选的，所述第一连接部和所述第二连接部的周向宽度沿所述旋转部向所述偏心部逐渐减小。

由此，确保了偏心部带动锁杆往复运动时产生的应力不会导致第一连接部和第二连接部与旋转部的连接处断裂。

优选的，所述旋转部和偏心部为圆柱体，所述旋转部的直径大于所述偏心部直径。

由此，通过将旋转部的直径设置成大于偏心部的直径，确保旋转部的强度同时又增加了第一连接部和第二连接部面积。

优选的，所述旋转部的轴线与所述升速装置的旋转轴线重合。

由此，将旋转部的轴线设计成与所述升速装置的旋转轴线重合，避免造成输出力的损耗。

优选的，所述卡合凹部为锁杆侧部开放的容置空间，所述偏心部容纳所述容置空间内。

由此，通过限定偏心部的结构，确保偏心部与卡合凹部匹配，实现锁杆的移动，同时节省空间。

优选的，所述锁杆包括杆体和自所述杆体径向凸伸的附加本体，所述容置空间设置在所述附加本体上。

由此，通过在锁杆上设置附加本体，保证了锁杆的强度，同时在附加本体上设置卡合凹部，使锁杆具有较大的顶出力。

优选的，多个所述行星齿轮和所述太阳轮为斜齿轮。

由此，由于斜齿轮的重合度的增大会使齿轮的承载能力提高，进而延长齿轮的使用寿命，因此将行星轮和太阳轮设置啮合性能较好的斜齿轮进行传动。

优选的，所述行星齿轮的齿数与所述太阳轮的齿数相等。

由此，将行星齿轮的齿数设计成与太阳轮齿数相等，实现每个行星齿轮与太阳轮1比1的传动。

优选的，所述驱动装置的输出功率为0.5W～30W。

由此，通过计算，输出功率在此区间能够保证足够的输出扭矩。

优选的，所述驱动装置与所述偏心组件的传动比为1/33～1/3。

由此，通过计算，传动比在此区间能够满足输出速度的要求。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的电子锁通过设置多级行星齿轮组件，通过将行星架设置为主动传动，在太阳轮周围布置多个与其啮合的行星齿轮，达到升速的作用；其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大承载能力大、传动效率高。

2、本实用新型的电子锁采用偏心结构可以承受较大的载荷；有利于润滑，磨损较小，大大提高电子锁的开锁效率，同时可以实现用来达到增力、扩大行程和实现远距离传动等目的。

3、本实用新型的电子锁通过将行星架设置为主动传动，在太阳轮周围布置多个与其啮合的行星齿轮，达到升速的作用。

4、本实用新型的电子锁通过设定行星架的具体结构，使行星架作为本级行星齿轮组件的输出体以及作为下一级所述行星齿轮组件的输入体并实现多级行星齿轮组件串联。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型电子锁的剖面结构示意图；

图2为本实用新型电子锁行星齿轮组件运转原理图；

图3为本实用新型电子锁行星架与偏心组件装配的结构示意图；

图4为本实用新型电子锁偏心组件的结构示意图；

图5为本实用新型电子锁锁杆的结构示意图。

图中标示如下：

1-驱动装置、2-升速装置、21-固定齿圈、22-行星齿轮组件、

22a-初级行星齿轮组件、22b-初级行星齿轮组件、

22c-初级行星齿轮组件、23-齿轮、221-行星架、222-太阳轮、

223-行星轮、224-轮架本体、225-固定轴、226-传动轴、

3-偏心组件、31-旋转部、32-偏心部、33-第一连接部、

34、第二连接部、4-锁杆、41-卡和凹部。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

如图1-图3所示，一种电子锁，包括：

驱动装置1，所述驱动装置1包括输出扭矩的输出轴；

升速装置2，包括环形的固定齿圈21，所述固定齿圈内周设置齿轮23，以及与所述齿轮23啮合的多级行星齿轮组件22；

所述多级行星齿轮组件22包括初级行星齿轮组件22a、末级行星齿轮组件22c，以及分别与所述初级行星齿轮组件和所述末级行星齿轮组件连接的至少一个中间行星齿轮组件22b；

每一级所述行星齿轮组件包括行星架221，以及设置在所述行星架221上的太阳轮222和多个行星轮223；所述输出轴与所述初级行星齿轮组件22a的行星架221同轴连接；

偏心组件3，所述偏心组件3与所述末级行星齿轮组件22c的太阳轮222连接，所述偏心组件3包括偏心部32，所述偏心部的轴线相对于所述减速装置2的旋转轴线平行偏移。

锁杆4，所述锁杆4设置有卡合凹部41；

所述驱动装置1通过所述升速装置2带动所述偏心组件3的所述偏心部32转动，所述偏心部32与所述卡合凹部41匹配连接，以带动所述锁杆4进行往复运动。

升速装置2包括固定齿圈21，在固定齿圈21的内部设置有齿轮23，多级行星齿轮组件22设置在固定齿圈21的内部。

多级行星齿轮组件22中与输出轴连接的行星齿轮组件为定义为初级行星齿轮组件22a，与偏心组件3连接的行星齿轮组件定义为末级行星齿轮组件22c，在初级行星齿轮组件22a和末级行星齿轮组件22c中间的行星齿轮组件为中间行星齿轮组件22b，中间行星齿轮组件22b的数量至少为1个。

在本实施例中，多级行星齿轮组件22为3级行星齿轮组件，即中间行星齿轮组件22b的数量为1个。由此，至少能做到3级升速。

具体地，每一级行星齿轮组件包括行星架221、太阳轮222和多个行星轮223。

升速装置2的升速原理为：环形齿圈21固定设置、行星架221主动、太阳轮222被动，所以驱动装置1的输出轴与初级行星齿轮组件22a的行星架221连接，偏心组件3与末级行星齿轮组件22c的太阳轮222连接，实现驱动装置1通过所述升速装置2带动偏心组件3转动，所述输出偏心组件3与所述锁杆4的卡合凹部41匹配连接，以带动所述锁杆4进行往复运动。

在本实施例中，升速装置2的传动顺序为：先由驱动装置1的输出轴与初级行星齿轮组件22a的行星架221连接，带动行星架221转动，行星架221与多个行星轮223连接并带动起转动，多个行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现多个行星轮223的自转和公转，从而带动太阳轮222转动，实现初级行星齿轮组件22a的转动；初级行星齿轮组件22a的太阳轮与中间星星齿轮组件22b的行星架221连接，使行星架221作为本级的输入端，实现中级行星齿轮组件22b的转动，且中级行星齿轮组件22b的太阳轮222与末级行星齿轮组件22c的行星架221连接，实现末级行星齿轮组件22c的转动。

具体地，行星架221作为本级行星齿轮组件输入体，包括多个固定轴225和传动轴226，多个固定轴225和传动轴226设置成布置在轮架本体224的两侧，且多个固定轴225与多个行星轮223对应连接，所述传动轴226与下一级所述行星齿轮组件的所述太阳轮222连接。

在本实施例中，行星架本体224为三角形板，传动轴226设置在三角形板的中心位置，且轴线与所述太阳轮222的旋转轴线重合。3个固定轴225设置在所述三角形板的每个棱角处，且固定轴224的轴线与所述太阳轮的旋转轴线平行。

由此，通过设定行星架221的具体结构，使行星架221作为本级行星齿轮组件的输入体，从而实现多级行星齿轮组件串联。

同时，通过将行星架221设置为主动传动，多个行星轮223分别与太阳轮222和齿轮23啮合，实现行星轮223自身自转又作公转，使其行星齿轮组件22达到升速的作用；其传动结构体积小、结构紧凑，且运动平稳、传动比较大、承载能力大、传动效率高。

在本实施例中，驱动装置1为电机。

在另一实施例中，驱动装置1为液压马达。

优选的，所述往复运动的方向垂直于所述输出轴的轴线方向。

可以理解为，输出轴的旋转运动通过升速装置2连接的偏心组件3，偏心组件3的偏心部31与锁杆4的卡接凹部41匹配连接将旋转运动改为直线运动。

在本实施例中，将所述往复运动的方向垂直于所述输出轴的轴线方向，避免了输出力损耗。

如图4所示，所述偏心组件3还包括旋转部31，所述旋转部31外周表面径向向外延伸形成第一连接部33和第二连接部34，所述第一连接部33和所述第二连接部34间隔设置。

优选的，所述第一连接部33和所述第二连接部34的延伸末端与所述偏心部31连接。

具体地，为了使偏心组件3实现将旋转运动转化为直线运动的同时又避免其结构过于复杂，偏心组件3还包括用于旋转的旋转部31，以及，在旋转部31外周表面径向向外延伸形成第一连接部33和第二连接部34，且偏心部32与第一连接部33和第二连接部34的末端连接，为了保证偏心部32与旋转部31之间的连接强度，第一连接部33和第二连接部34间隔设置。同时又能实现偏心组件3用来达到增力、扩大行程和实现远距离传动等目的。

优选的，所述第一连接部33和所述第二连接部34的周向宽度沿所述旋转部向所述偏心部31逐渐减小。

优选的，所述旋转部32和偏心部31为圆柱体，所述旋转部32的直径大于所述偏心部31直径。

具体的，为了确保偏心部31带动锁杆4往复运动时产生的应力不会导致第一连接部33和第二连接部34与旋转部31连接处断裂，将第一连接部33和第二连接部34与旋转部31连接一端的宽度设计成大于与偏心部32连接一端的宽度。

更具体的，为了确保第一连接部33和第二连接部34与旋转部31连接一端的宽度设计成大于与偏心部32连接一端的宽度，将旋转部31的直径设计成大于偏心部32的直径。由此，确保旋转部31的强度也为了增加第一连接部33和第二连接部34面积。

优选的，所述旋转部32的轴线与所述升速装置2的旋转轴线重合。

具体的，为了保证驱动装置1经升速装置2输出给旋转部31输出力的损耗，将旋转部的轴线设计成与所述升速装置2的旋转轴线重合。

如图5所示，所述卡合凹部43为锁杆4侧部开放的容置空间，所述偏心部31容纳所述容置空间内。

在本实施例中，卡合凹部43具有第一侧壁431、与第一侧壁431相对设置的第二侧壁432以及顶壁433，所述顶壁433连接第一侧壁431和第二侧壁432，顶壁433为圆弧形，且第一侧壁431和第二侧壁432的距离大于等于偏心部31的直径。

优选的，所述锁杆4包括杆体41和自所述杆体径向凸伸的附加本体42，所述容置空间设置在所述附加本体42上。

在本实施例中，为了保证最佳的输出力，将锁杆4垂直或平行于所述输出轴设置。为了加强锁杆4的强度，在锁杆本体41上设置附加本体42，附加本体42自所述杆体本体41径向凸伸，卡合凹部43设置在所述附加本体42上，这样设置避免因顶出力大造成锁杆4变形或折断，又可以输出较大的顶出力。

优选的，多个所述行星齿轮223和所述太阳轮222为斜齿轮。

具体的，行星轮223和太阳轮222可以是圆柱齿轮中的一种，在本实施例中，行星轮223和太阳轮222设计为斜齿轮。

由此，由于斜齿轮的重合度的增大会使齿轮的承载能力提高，进而延长齿轮的使用寿命，因此将行星轮和太阳轮设置啮合性能较好的斜齿轮进行传动。

优选的，所述行星齿轮223的齿数与所述太阳轮222的齿数相等。

具体的，行星轮223和太阳轮222实现啮合需要有相同的模数，但可以选用不同的齿数，通过不同的传动比实现升速的作用。

在本实施例中，将行星齿轮223的齿数设计成与太阳轮222齿数相等。

优选的，所述驱动装置的输出功率为0.5W～30W。

具体地，所述驱动装置1的输出功率为0.5W～30W。驱动装置1的输出功率，决定了电子锁的工作速度，功率越高，电子锁完成工作的速度越快，功率越小，电子锁完成工作的速度越慢甚至无法完成锁杆4的锁止工作。为了测试输出功率对电子锁工作的影响，发明人进行了相关测试，测试的方法为选用不同输出功率的驱动装置1，电子锁其他结构相同，每个驱动装置1连续工作1分钟，记录电子锁完成工作的次数，次数大于等于40为合格，小于40为不合格。若在电子锁工作时出现异响也视为不合格。结果如表1所示。

表1：不同输出功率对电子锁速度和异响的影响

功率(W)	0.4	0.5	1	5	8	10	15	20	22	25	28	30	35
														完成次数	39	40	45	52	56	61	65	76	82	86	90	92	92
是否异响	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否	是

如表1所示，当驱动装置1的输出功率小于0.5W后，1分钟内电子锁完成的开关次数小于40次，速度太慢为不合格，所以发明人选择驱动装置1的最小功率为0.5W，当驱动装置1的输出功率大于30W时，电子锁受整体设计的影响，速度进入瓶颈期，无明显提升，同时还会出现异响，因此发明人选用的驱动装置1的输出功率为0.5W～30W。具体可以为0.5W、1W、5W、8W、10W、15W、20W、22W、25W、28W、30W等。

优选的，所述驱动装置1与所述偏心组件3的传动比为1/33～1/3。

具体地，驱动装置1与所述偏心组件3的传动比为1/33～1/3。传动比＝主动轮转速/从动轮转速，从公式中可以看出传动比与从动轮转速成反比，即传动比越小从动轮的转速越大，则会由于控制不精确容易发生异响。因此，发明人选择了不同的驱动装置1与偏心组件3的传动比进行测试，观察1分钟内锁杆4锁止或开启动作完成的次数，小于40次为不合格，出现异响也为不合格，结果如表2所示。

表2：驱动装置1与偏心组件3的传动比对电子锁速度的影响

传动比

1/2

1/3

1/5

1/9

1/12

1/15

1/18

1/21

1/24

1/27

1/33

1/35

完成次数

38

40

47

53

61

70

78

81

84

89

93

95

是否异响

否

否

否

否

否

否

否

否

否

否

否

是

从表2可知，如果驱动装置1与偏心组件3的传动比大于1/3，电子锁在1分钟内完成的锁止或开启动作不足40次，所以不合格；同时，驱动装置1与偏心组件3的传动比小于1/33后，电子锁会出现异响也为不合格，所以发明人选用驱动装置1与偏心组件3的传动比为1/33～1/3。

接下来结合附图1至图5对本文的电子锁工作原理进行详细描述：电机1启动，输出轴转动带动初级行星齿轮组件22a的行星架221转动，带动行星架221多个行星轮223转动，行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现自转和公转，并将转动传递给与行星轮223啮合的太阳轮222，中间星齿轮组件22b的行星架221的传动轴226与初级行星齿轮组件22a的太阳轮222连接并带动中间星齿轮组件22b的行星轮223转动，行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现自装和公转，并将转动传递给本级的太阳轮222，中间行星齿轮组件22b的太阳轮222又与末级行星齿轮组件22c的行星架221连接并带动其转动，行星架221带动行星轮223转动，行星轮223通过与太阳轮222和齿轮23啮合实现自转和公转，并将转动传递给与啮合的太阳轮222，太阳轮222与偏心组件3连接带动偏心组件3转动，偏心组件3与锁杆4的卡合凹部41啮合，将转动转变成直线运动，实现锁杆4的上锁或解锁。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种电子锁，其特征在于，包括：

驱动装置，所述驱动装置包括输出扭矩的输出轴；

升速装置，包括环形的固定齿圈，所述固定齿圈内周设置齿轮，以及与所述齿轮啮合的多级行星齿轮组件；

所述多级行星齿轮组件包括初级行星齿轮组件、末级行星齿轮组件，以及分别与所述初级行星齿轮组件和所述末级行星齿轮组件连接的至少一个中间行星齿轮组件；

每一级所述行星齿轮组件包括行星架，以及设置在所述行星架上的太阳轮和多个行星轮；所述输出轴与所述初级行星齿轮组件的行星架同轴连接；

偏心组件，所述偏心组件与所述末级行星齿轮组件的太阳轮连接，所述偏心组件包括偏心部，所述偏心部的轴线相对于所述升速装置的旋转轴线平行偏移；

锁杆，所述锁杆设置有卡合凹部；

所述驱动装置通过所述升速装置带动所述偏心组件的所述偏心部转动，所述偏心部与所述卡合凹部匹配连接，以带动所述锁杆进行往复运动。

2.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述往复运动的方向垂直于所述输出轴的轴线方向。

3.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述偏心组件还包括旋转部，所述旋转部外周表面径向向外延伸形成第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部间隔设置。

4.根据权利要求3所述的电子锁，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部的延伸末端与所述偏心部连接。

5.根据权利要求4所述的电子锁，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部的周向宽度沿所述旋转部向所述偏心部逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的电子锁，其特征在于，所述旋转部和偏心部为圆柱体，所述旋转部的直径大于所述偏心部直径。

7.根据权利要求6所述的电子锁，其特征在于，所述旋转部的轴线与所述升速装置的旋转轴线重合。

8.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述卡合凹部为锁杆侧部开放的容置空间，所述偏心部容纳所述容置空间内。

9.根据权利要求8所述的电子锁，其特征在于，所述锁杆包括杆体和自所述杆体径向凸伸的附加本体，所述容置空间设置在所述附加本体上。

10.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，多个所述行星齿轮和所述太阳轮为斜齿轮。

11.根据权利要求10所述的电子锁，其特征在于，所述行星齿轮的齿数与所述太阳轮的齿数相等。

12.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述驱动装置的输出功率为0.5W～30W。

13.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述驱动装置与所述偏心组件的传动比为1/33～1/3。