TWI658195B - 鎖止裝置及其應用的車鎖和控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種鎖止裝置及其應用的車鎖和控制方法，透過第一鎖件和第二鎖件之間的穩定三角支撐結構對旋轉輸出件進行鎖止，第二鎖件在鎖止狀態下和解鎖狀態下均對第一鎖件產生的有效約束，實現產品的鎖止和解鎖可靠性，並透過一個鎖件控制另一個鎖件動作，控制過程更加緊湊有效。從機械結構和自動控制方法上，有效避免旋轉件在運轉時的誤鎖止操作，鎖止可靠性高，使用簡單方便，可將整個鎖止裝置封裝固定在車鎖殼體內，應用在自行車、電動車、摩托車甚至輕量汽車的傳動機械上。

Description

鎖止裝置及其應用的車鎖和控制方法

本發明屬於機械鎖止技術，具體涉及一種鎖止裝置及其應用的車鎖和控制方法。

目前，自行車、電動車、摩托車等車鎖大多採用的是機械式鎖止結構對車輪進行外部鎖止。目前市面上的自行車鎖各種各樣，包括採用手動的鑰匙鎖或者密碼鎖等，隨著公共自行車租賃的興起，出現了一種透過電動控制的公共自行車車鎖，其同樣是採用外部的鎖止結構，透過自動控制的電機驅動相應的鎖具對車輪進行鎖止。

這類的外部鎖止結構簡單、需要設置大量的外部鎖止產品，攜帶性差、成本高，並且鎖止可靠性不強，容易被破壞，安全性能存在較大隱憂，而專用的自行車租賃點則對場地的依賴性較大，特別是現在出現的共用單車，這種模式的目的在於能夠隨時隨地進行公共自行車資源的共用和租賃，這種公共自行車就基本上不能夠採用定點租賃的方式，必須要採用隨車的鎖具實現自行車的鎖止和解鎖。

本發明解決的技術問題是：針對習知的自行車、電動車、摩托車等鎖止裝置存在的上述不足，提供一種新式的鎖止裝置及其應用的車鎖和控制方法。

鎖止裝置，包括旋轉輸出件、第一鎖件、第二鎖件；所述旋轉輸出件與傳動件連接，實現旋轉動力傳遞，所述旋轉輸出件的旋轉圓周上設有若干鎖槽；所述第一鎖件和第二鎖件分別彈性鉸接在兩個鉸接點，所述第一鎖件上設有可嵌入鎖槽的鎖塊，所述第二鎖件與第一鎖件在兩鉸接點所在直線 外的另一點位置相互抵接，將第一鎖件上的鎖塊嵌入鎖槽；所述第二鎖件和第一鎖件之間設有第一解鎖結構；所述第二鎖件與鎖止控制系統連接。

進一步地，所述第二鎖件與一開關件同軸鉸接，並透過該開關件與鎖止控制系統連接，所述開關件上設有撥動第二鎖件的第二解鎖結構。

在本發明中，所述第一鎖件的鎖塊上設有鎖止凹位，所述鎖塊完全嵌入鎖槽，鎖槽與該鎖止凹位抵接，實現旋轉輸出件鎖止。

在本發明中，所述鎖塊上還設有與鎖槽的鎖槽接觸面呈楔面配合的鎖塊接觸邊，所述鎖槽接觸面與鎖塊接觸邊接觸時，所述第一鎖件和第二鎖件之間滑動抵接。

在本發明中，所述第一解鎖結構或第二解鎖結構為分別設置在存在解鎖關係部件上的解鎖塊和解鎖邊。

在本發明中，所述鎖止控制系統包括操縱第二鎖件往復擺動的電機，所述電機輸出端與作回轉運動的控制塊連接，所述控制塊的回轉圓周上的一點透過控制鋼絲與第二鎖件或開關件非鉸接點位置設置的鋼絲槽連接。

進一步地，所述鎖止控制系統還包括監測旋轉輸出件的轉速感測器，所述轉速感測器與電機透過信號連接。

本發明還公開了一種使用上述鎖止裝置的車鎖，所述車鎖設置在車輪輪轂內，所述旋轉輸出件與輪轂同軸固連，所述第一鎖件、第二鎖件分別彈性鉸支於同一安裝座上，所述電機固定安裝於安裝座上。

進一步地，所述鎖槽以旋轉輸出件的軸線為中心均勻佈置在旋轉輸出件的旋轉圓周上，所述安裝座固定安裝於軸上。

進一步地，所述轉速感測器為檢測車輪轉速的霍爾感測器，所述電機與信號接收模組連接，採用有線或無線信號傳輸轉速信號或控制信號。

本發明還公開了一種上述車鎖的控制方法，在鎖止狀態下，控制塊在電機驅動下處於鎖止位，第一鎖件的鎖塊完全嵌入旋轉輸出件的鎖槽內，第二鎖件與第一鎖件抵接，將車輪可靠鎖止；解鎖時，控制電機驅動轉動，透過控制鋼絲帶動第二鎖件擺動，第二鎖件透過第一解鎖結構帶動第一鎖件往解鎖方向擺動，直至第一鎖件上鎖塊完全退出鎖槽，完成解鎖； 解鎖狀態下，控制塊在電機驅動下處於解鎖位，透過控制鋼絲固定第二鎖件位置，始終對第一鎖件保持解鎖約束，進而使第一鎖件上的鎖塊始終與旋轉輸出件的鎖槽分離；鎖止時，控制電機反轉，第二鎖件在自身彈性鉸接的作用下回擺，第二鎖件解除對第一鎖件的約束，第一鎖件在自身彈性鉸接的作用下回擺，直至鎖塊完全嵌入鎖槽內，同時第二鎖件回擺至與第一鎖件抵接，完成鎖止。

在本發明的控制方法，在鎖止過程中設置一保護轉速，在車輪的轉速低於該保護轉速時，電機隨時接收控制信號並對控制鎖止裝置進行解鎖或鎖止；在車輪的轉速高於該保護轉速時，切斷電機接收控制信號，鎖止裝置處於失效狀態，或保持控制信號，直至車輪轉速低於保護轉速時，控制信號重新控制電機，或繼續執行之前保持的控制信號。

本發明具有如下有益效果：本發明中的兩個鎖件採用穩定的三角支撐結構對旋轉輸出件進行鎖止，第二鎖件在鎖止狀態下和解鎖狀態下均對第一鎖件產生的有效約束，實現產品的鎖止和解鎖可靠性。

本發明採用一個第二鎖件可分別實現鎖止和解鎖過程，控制過程更加緊湊有效。

本發明透過在第一鎖件的鎖塊和鎖槽之間採用楔面裝配，同時將第二鎖件上設置滑動接觸結構，從機械機構上避免高速誤鎖止操作對產品本身結構的破壞以及出現驟停的安全事故隱憂，同時在自動控制方法上，設定鎖止控制的安全轉速，從控制方法上對產品誤操作進行有效規避。

本發明可將整個鎖止裝置封裝固定在車鎖殼體內，容易與旋轉連接件結合，產品可覆蓋自行車、電動車、摩托車甚至輕量汽車的傳動機械上，使用範圍廣。

本發明零件結構簡單，可採用衝壓成型，成本低。

本發明可將鎖止裝置的自動控制與無線網路連接，實現外部自動控制鎖止和解鎖，有利於在公共交通租賃行業進行推廣。

本發明也可與發電裝置一同積體化於花鼓內、與GPS或藍芽模組等積體化、與內變速器積體化等多種靈活積體化組配方式。以下結合附圖和具體 實施方式對本發明作進一步說明。

1‧‧‧旋轉輸出件

101‧‧‧鎖槽

102‧‧‧鎖槽接觸面

2‧‧‧第一鎖件

201‧‧‧鎖塊

202‧‧‧鎖塊接觸邊

203‧‧‧鎖止凹位

204‧‧‧鎖止邊

205‧‧‧解鎖塊

21‧‧‧第一扭簧

3‧‧‧第二鎖件

301‧‧‧鎖止凸起

302‧‧‧第一解鎖邊

303‧‧‧鋼絲槽

304‧‧‧第二解鎖邊

31‧‧‧第二扭簧

4‧‧‧開關件

401‧‧‧解鎖塊

5‧‧‧安裝座

501‧‧‧車軸安裝孔

502‧‧‧第一鎖件安裝柱

503‧‧‧第二鎖件安裝柱

504‧‧‧電機安裝限位凸起

505‧‧‧感測器安裝柱

6‧‧‧電機

61‧‧‧控制塊

611‧‧‧電機軸安裝孔

612‧‧‧控制鋼絲連接孔

62‧‧‧控制鋼絲

8‧‧‧自行車軸

9‧‧‧花鼓

圖1為實施例一中的採用本發明中的鎖止裝置的車鎖結構示意圖。

圖2為實施例一中的鎖止裝置在自行車花鼓內的主剖視圖。

圖3為實施例一中的旋轉輸出件示意圖。

圖4為實施例一中的第一鎖件示意圖。

圖5為實施例一中的第二鎖件示意圖。

圖6為實施例一中的安裝座示意圖。

圖7為實施例一中的控制塊示意圖。

圖8為實施例一中的車鎖鎖止狀態示意圖。

圖9為實施例一中的車鎖解鎖狀態示意圖。

圖10為實施例一中的車鎖在高速旋轉時的保持狀態示意圖。

圖11為實施例二中的車鎖結構示意圖。

圖12為實施例二中的車鎖鎖止狀態示意圖。

圖13為實施例二中的車鎖解鎖狀態示意圖。

圖14為實施例二中的車鎖在高速旋轉時的保持狀態示意圖。

圖中標號：1-旋轉輸出件，101-鎖槽，102-鎖槽接觸面；2-第一鎖件，201-鎖塊，202-鎖塊接觸邊，203-鎖止凹位，204-鎖止邊，205-解鎖塊，21-第一扭簧；3-第二鎖件，301-鎖止凸起，302-第一解鎖邊，303-鋼絲槽，304-第二解鎖邊，31-第二扭簧；4-開關件，401-解鎖塊；5-安裝座，501-車軸安裝孔，502-第一鎖件安裝柱，503-第二鎖件安裝柱，504-電機安裝限位凸起，505-感測器安裝柱；6-電機，61-控制塊，611-電機軸安裝孔，612-控制鋼絲連接孔，62-控制鋼絲；8-自行車軸；9-花鼓。

實施例1

參見圖1和圖2，圖示中的一種自行車車鎖為本發明的優選實施方案，其採用的本發明中的鎖止裝置，對自行車的花鼓9進行鎖止和解鎖，實現自行車的車鎖功能。

本實施例中的鎖止裝置具體包括旋轉輸出件1、第一鎖件2、第二鎖件3、安裝座5和電機6等部件。

其中旋轉輸出件1作為旋轉運動件和鎖止裝置之間的鎖止物件，與需要鎖止的旋轉運動件同軸固連，本實施例中的該旋轉運動件為自行車的花鼓9，花鼓為自行車車輪的輻條和自行車車軸的旋轉連接件，自行車的旋轉動力傳遞至花鼓9，透過花鼓9傳遞至車輪，實現車輪的旋轉。

結合參見圖1和圖3，旋轉輸出件1採用一環形回轉結構，其圓周與花鼓9的內壁鑲嵌固連，可採用花鍵連接等周向定位結構裝配在花鼓9的內壁，與花鼓9一同轉動。在旋轉輸出件1設有若干鎖槽101，鎖槽101分佈在旋轉輸出件1的旋轉圓周上，包括可設置在環形結構的旋轉輸出件的外圓周、內圓周上，該鎖槽101用於與第一鎖件2和第二鎖件3構成的穩定鎖止結構配合，將旋轉輸出件1連同花鼓一同鎖定。

結合參見圖1、圖4和圖5，第一鎖件2和第二鎖件3為兩個擺杆構件，兩個鎖件的擺動點分別彈性鉸接在兩個鉸接點，彈性鉸接是指的在第一鎖件或第二鎖件的鉸接點位置設置扭簧或者拉簧，透過彈簧的彈力使兩個鎖件分別繞鉸接點具有彈性回彈力。第一鎖件2上設有嵌入鎖槽101的鎖塊201，同時第二鎖件3與第一鎖件2在兩鉸接點所在直線外的另一點位置相互抵接，第一鎖件2的鎖塊嵌入鎖槽時，第二鎖件3在其彈性回彈力的作用下與第一鎖件2固定抵接，即第一鎖件2、第二鎖件3的兩個鉸接點和抵接點之間可形成一個三角形，第一鎖件2和第二鎖件3之間透過三角支撐，將第一鎖件2上的鎖塊201可靠地嵌入鎖槽101中，實現對旋轉輸出件1的可靠鎖止。

第一鎖件2的鎖塊201上設有鎖止凹位203，該鎖止凹位203在鎖塊201完全嵌入鎖槽101後，與鎖槽101內邊緣的角位嵌合抵接，同時，第二鎖件3透過鎖止凸起301與第一鎖件2上的鎖止邊204抵接，第二鎖件3在自身彈性回 彈力的作用下將鎖止凹位203和鎖槽101可靠嵌合，避免第一鎖件2從鎖槽中脫出。

第二鎖件3上設有鋼絲槽303，透過鋼絲槽303設置控制鋼絲與鎖止控制系統連接，在鎖止控制系統克服第二鎖件3的自身自身彈性回彈力將第二鎖件3回擺，透過第二鎖件3和第一鎖件2之間的第一解鎖結構將第一鎖件2回擺，在第一鎖件2上的第一解鎖塊205和第二鎖件3上的第一解鎖邊302構成第一解鎖結構，在第二鎖件3回擺時，透過第一解鎖邊302推動第一解鎖塊205，實現第一鎖件2的回擺，完成對旋轉輸出件1的解鎖。

具體的，本實施例中第一鎖件2和第二鎖件3均為板狀板件，第一鎖件2和第二鎖件3之間在同一平面內抵接鎖止，同一平面內的第一解鎖邊302和第一解鎖塊205在平面內接觸推動，實際應用中，第一解鎖塊和第一解鎖邊的位置關係可在兩個鎖件之間調換設置。

本實施例將第一鎖件2的鎖塊201兩側的鎖塊接觸邊202和旋轉輸出件1的鎖槽101兩側的鎖槽接觸面102之間設置成楔面接觸，可以將鎖塊和鎖槽的接觸位置加工成斜面或斜邊，也可以是鎖塊和鎖槽之間的安裝角度使兩者之間呈楔面接觸，在第一鎖件2的鎖塊201剛進入鎖槽101時，與車輪連接的旋轉輸出件1在行駛轉動過程中，鎖槽接觸面102均透過該楔面配合將鎖塊201連同第一鎖件2從鎖槽101中推出，而第一鎖件2的鎖塊201完全嵌入鎖槽101後，鎖槽101與鎖塊接觸邊202低處的鎖止凹位203嵌合，在透過第二鎖件3形成的三角支撐對第一鎖件2形成約束，則能夠可靠地將鎖塊限定在鎖槽內，旋轉輸出件的旋轉鎖止。

以上設置的目的是為了保證本實施例的自行車車輪在高速轉動(如在騎行中)誤操作，在車輪高速轉動的過程中，帶動旋轉輸出件1高速轉動，此時控制鎖止裝置進行鎖止操作，第一鎖件2的鎖塊在部分進入旋轉輸出件1的鎖槽101中後，會由轉動的鎖槽101反復將鎖塊201連同第一鎖件2推出，此時第二鎖件3的鎖止凸起301與第一鎖件2的鎖止邊204之間往復滑移接觸，第二鎖件3並不會對第一鎖件2形成有效的約束，此時鎖止裝置會發出連續的滴答撞擊聲(鎖槽反復推出鎖塊)提醒騎行者出現了誤鎖操作，且會給旋轉輸出件連同車輪帶來阻力減速。這樣的設置不會造成鎖止裝置或者花鼓內部結構因高速鎖止而損壞，有效避免騎行過程中因誤鎖出現意外 事故。

第二鎖件3連接的鎖止控制系統可採用手動控制，即透過自行車上的拉線系統實現手動控制，也可採用電動控制，透過電機6來帶動開關件4擺動。

具體的，本實施例的鎖止控制系統包括電機6、控制塊61和控制鋼絲62。電機6的輸出端連接控制塊61，如圖7所示，控制塊61上設置非圓電機軸安裝孔611，與電機6的輸出軸周向定位連接，驅動控制塊61做回轉運動，在控制塊61的回轉圓周上設置控制鋼絲連接孔612，與控制鋼絲62的一端固定連接，在第二鎖件3的非鉸接點設置鋼絲槽303，與控制鋼絲62的另一端連接，控制鋼絲62的連接處在鋼絲槽303內可自由滑動。控制塊61正轉，透過控制鋼絲61拉動第二鎖件3回擺，控制塊61反轉，第二鎖件3則在自身彈性回彈力的作用下回位元，不需要控制鋼絲帶動。

控制鋼絲62應當具有足夠的剛性，能夠拉動第二鎖件3進行擺動，也可設置成彈簧的形式，實現第二鎖件3的拉動即可。

控制鋼絲62透過鋼絲槽303與第二鎖件3存在一定的滑動設置，在誤鎖止時，鎖塊201被鎖槽101往復推出的過程中，第一鎖件2帶動第二鎖件3往復擺動的過程中，避免對控制鋼絲62及控制塊61和電機6造成影響。

電機6可設置信號傳輸模組，鎖止控制信號透過有線信號或者無線信號實現對電機的自動控制，也可設置成手機APP控制模式，適用於網路公共自行車的自動租賃。關於透過有線信號或無線信號控制電機為常用的電機控制技術，本領域技術人員可根據實際需求進行選擇設計，本實施例在此不做贅述。

本實施例中在旋轉輸出件1的鎖槽101、第一鎖件2的鎖塊201設置機械式的高速防誤操作結構，在採用電機實現電動控制鎖止操作的基礎上，本實施例還採取了自動防誤操作設置。

具體的，本實施例的鎖止控制系統還包括有轉速感測器，轉速感測器可直接採用自行車上的車輪轉速檢測模組，轉速感測器與電機透過信號連接。在電機的控制系統內設定一保護轉速，當轉速感測器檢測到的轉速超過保護轉速時，斷開電機與外部控制信號聯繫的通道，電機不執行任何操作，或保持控制信號，當轉速感測器檢測到的轉速低於保護轉速時，電機可根據外部信號進行相應的鎖止動作。這樣可從電子和機械兩個方面有效 防止誤操作，提高了鎖止結構的可靠性和安全性。

本實施例中旋轉輸出件1與自行車車輪的花鼓9內壁固定連接，第一鎖件2、第二鎖件3、電機6均設置在同一安裝座5上，安裝座5則與對應花鼓的自行車軸8固定連接，將整個鎖止裝置封裝在自行車的花鼓殼體內。

如圖6所示，安裝座5可採用衝壓的板件，在安裝座5的中間設置與車輪軸8周向裝配的車軸安裝孔501，車軸安裝孔501的內側設有兩個凸起，與自行車軸8上設置的兩個槽配合，安裝座5和車輪軸8之間的軸向定位可透過當擋圈或其他軸上定位元件，實現安裝座5與自行車軸8的固定安裝。在安裝座5的周邊分別分佈有用於安裝第一鎖件2的第一鎖件安裝柱502、用於安裝第二鎖件3的第二鎖件安裝柱503、用於定位安裝電機6的若干電機安裝限位凸起504，若將轉速感測器安裝在車鎖內，還可在安裝座上設置用於安裝轉速感測器的感測器安裝結構。

結合圖1和圖4，第一鎖件2上設置鉸接孔，透過套筒旋轉裝配於第一鎖件安裝柱502上，第一鎖件2和套筒之間安裝第一扭簧21，實現第一鎖件2的彈性鉸接，第一扭簧21的回彈方向為第一鎖件的鎖塊嵌入鎖槽中的方向。

結合圖1和圖5，第二鎖件3上設置鉸接孔，透過套筒旋轉裝配於第二鎖件安裝柱503上，第二鎖件3和套筒之間安裝第二扭簧31，實現第二鎖件3的彈性鉸接，第二扭簧31的回彈方向與第一扭簧的方向一致，在鎖止狀態下，第二鎖件3能夠透過第二扭簧31的回彈力與第一鎖件2可靠抵接。

以下結合圖1、圖8-10詳細說明本實施例的車鎖工作過程。

如圖1和圖8所示，在車鎖的鎖止狀態下，此時自行車停止，車輪轉速為零，旋轉輸出件1正反兩方向均不轉動，第一鎖件2在第一扭簧21的回彈力作用下將鎖塊201嵌入旋轉輸出件1的鎖槽101內，同時第二鎖件3在第二扭簧31的回彈力作用下與第一鎖件2在鎖止邊204的位置抵接，使第一鎖件2和第二鎖件3之間形成穩定的三角支撐結構，對旋轉輸出件1及其連接的車輪花鼓形成鎖止，第二鎖件3對第一鎖件2形成約束，防止第一鎖件2的鎖塊201從鎖槽101中脫出。

解鎖時，電機透過控制鋼絲62拉動第二鎖件3克服自身回彈力逆時針擺動；在擺動到一定角度後，第二鎖件3和第一鎖件2抵接處分離，同時第二鎖件3上的第一解鎖邊302推動第一鎖件2上的第一解鎖塊205，帶動第一鎖 件2克服其自身回彈力順時針擺動，使第一鎖件2的鎖塊201從鎖槽101中脫出，實現解鎖，如圖9所示，在解鎖狀態下，電機透過控制鋼絲62對第二鎖件及第一鎖件的解鎖狀態進行保持。

在將解鎖狀態解除，將鎖止裝置重新鎖止時，電機透過控制鋼絲62鬆開第二鎖塊3，第二鎖塊3在自身彈性回彈力的作用下回位，同時第一鎖塊2同樣在自身彈性回彈力的作用下回位，第一鎖件2上的鎖塊201重新向旋轉輸出件1上的鎖槽101嵌入，第二鎖件3重新與第一鎖件2抵接。

如圖10所示，如在鎖止過程中，自行車車輪處於高速轉動狀態(騎行過程中誤操作鎖止)，在第一鎖件2的鎖塊201剛開始進入旋轉輸出件1的鎖槽101時，鎖塊201的鎖塊接觸邊205先進入鎖槽101，鎖槽101兩側的鎖槽接觸面與鎖塊201的鎖塊接觸邊205為楔面配合，此時在旋轉輸出件高速轉動的過程中，第一鎖件2的鎖止凹位203來不及與鎖槽101嵌合，鎖槽101和鎖塊201之間的楔面配合會將鎖塊201連同第一鎖件2往復推出鎖塊進入的鎖槽，同時第二鎖件3的鎖止凸起301與第一鎖件2的鎖止邊204與來回滑動，保證自行車在騎行過程中不能夠可靠鎖止。在車輪停止轉動後，旋轉輸出件1停止轉動，此時第一鎖件2上的鎖塊201可完全嵌入其中一個鎖槽101，第一鎖件2上的鎖止凹位203與鎖槽101嵌合，如圖9所示，完成可靠鎖止。

本實施例在透過對電機自動控制鎖止裝置實現鎖止和解鎖操作時，可採用如下控制方法：鎖止狀態下，控制塊61在電機6驅動下處於鎖止位，第一鎖件2的鎖塊201完全嵌入旋轉輸出件1的鎖槽101內，第二鎖件3與第一鎖件2抵接，將車輪可靠鎖止；解鎖時，控制電機6轉動，透過控制鋼絲62帶動第二鎖件3擺動，第二鎖件3透過第一解鎖結構帶動第一鎖件2往解鎖方向擺動，直至第一鎖件2上鎖塊201完全退出鎖槽101，完成解鎖；解鎖狀態下，控制塊61在電機6驅動下處於解鎖位，透過控制鋼絲62固定第二鎖件3的位置，透過鎖止凸起301和鎖止邊204始終對第一鎖件2保持解鎖約束，進而使第一鎖件2上的鎖塊201始終與旋轉輸出件1的鎖槽101分離；鎖止時，控制電機6反轉，第二鎖件3在自身彈性鉸接的作用下回擺， 第二鎖件3解除對第一鎖件2的約束，第一鎖件2在自身彈性鉸接的作用下回擺，直至鎖塊201完全嵌入鎖槽101內，同時第二鎖件3回擺至與第一鎖件2抵接，完成鎖止。

在上述控制流程中，設置一保護轉速，在車輪的轉速低於該保護轉速時，電機6隨時接收控制信號並對鎖止裝置進行解鎖或鎖止；在車輪的轉速高於該保護轉速時，切斷電機接收控制信號，鎖止裝置處於失效狀態，或保持控制信號，直至車輪轉速低於保護轉速時，控制信號重新控制電機，或繼續執行之前保持的控制信號。

即使在電動控制模組出現故障時，在旋轉輸出件1高速旋轉時，如出現誤鎖止操作，第一鎖件2上的鎖塊201部分進入旋轉輸出件1上的鎖槽101，鎖槽接觸面102與鎖塊101上的鎖塊接觸邊202連續接觸，使第一鎖件2向遠離鎖槽方向擺動，同時帶動第二鎖件3同時向解鎖方向來回滑移擺動，第二鎖件3上的鋼絲槽303有足夠空間使第二鎖件3擺動不會影響控制鋼絲62，第一鎖件2上的鎖塊201在旋轉輸出件快速旋轉時不斷地重複嵌入退出動作，不會出現鎖止情況，當旋轉輸出件轉速夠慢或停止時，鎖塊201完全進入鎖槽101，鎖槽101與鎖塊201低位的鎖止凹位203配合，實現鎖止。

實現從機械機構和自動控制兩個方面對誤鎖止操作進行保護。

實施例二

參見圖11至圖14，本實施例在實施例一的基礎上，還包括一開關件4，開關件。

本實施例中的開關件4與第二鎖件3同軸鉸接，透過開關件4與鎖止控制系統連接，鎖止控制系統的電機6可直接與開關件4的擺動軸對接，透過電機正反轉帶動開關件往復擺動，也可以在開關件4的非鉸接位置設有鋼絲槽303，在開關件4和第二鎖件3之間設有第二解鎖結構，鎖止控制系統透過控制鋼絲拉動開關件4擺動，開關件4再透過第二解鎖結構帶動第二鎖件3擺動，進而實現實施例一中對第一鎖件2的解鎖和鎖止操作。

開關件4上的第二解鎖塊401和第二鎖件3上第二解鎖邊304構成第二解鎖結構，開關件4為與第二鎖件3平行的板件，第二解鎖塊401凸出開關件4表面設置，與第二鎖件3上的第二解鎖邊304接觸。

開關件4上設置開關件鉸接孔，開關件4和第二鎖件3同軸鉸接，透過套 筒旋轉裝配於第二鎖件安裝柱503上，同時在開關件4的下方設有鋼絲槽303，與控制鋼絲連接。

如圖12和圖13所示，本實施例在解鎖時，電機透過控制鋼絲62拉動開關件4，開關件4上的第二解鎖塊401推動第二鎖件3上的第二解鎖邊304，帶動第二鎖件3克服自身回彈力逆時針擺動；在擺動到一定角度後，第二鎖件3和第一鎖件2抵接處分離，同時第二鎖件3上的第一解鎖邊302推動第一鎖件2上的第一解鎖塊205，帶動第一鎖件2克服其自身回彈力順時針擺動，使第一鎖件2的鎖塊201從鎖槽101中脫出，實現解鎖，如圖9所示，在解鎖狀態下，電機透過控制鋼絲62和開關件4對第二鎖件3及第一鎖件2的解鎖狀態進行保持。

在將解鎖狀態解除，將鎖止裝置重新鎖止時，電機反轉，透過控制鋼絲62推動開關件4回擺，此時第二解鎖塊401解除對第二解鎖邊304的約束，第二鎖塊3在自身彈性回彈力的作用下回位，同時第一鎖塊2同樣在自身彈性回彈力的作用下回位，第一鎖件2上的鎖塊201重新向旋轉輸出件1上的鎖槽101嵌入，第二鎖件3重新與第一鎖件2抵接。

如圖14所示，如在鎖止過程中，自行車車輪處於高速轉動狀態(騎行過程中誤操作鎖止)，在第一鎖件2的鎖塊201剛開始進入旋轉輸出件1的鎖槽101時，鎖塊201的鎖塊接觸邊205先進入鎖槽101，鎖槽101兩側的鎖槽接觸面與鎖塊201的鎖塊接觸邊205為楔面配合，此時在旋轉輸出件高速轉動的過程中，第一鎖件2的鎖止凹位203來不及與鎖槽101嵌合，鎖槽101和鎖塊201之間的楔面配合會將鎖塊201連同第一鎖件2往復推出鎖塊進入的鎖槽，此時，開關件4在控制鋼絲62的推動至與第二鎖件3的第二解鎖結構分離，第二鎖件3的鎖止凸起301與第一鎖件2的鎖止邊204與來回滑動，並不受到開關件4的約束，保證自行車在騎行過程中不能夠可靠鎖止。在車輪停止轉動後，旋轉輸出件1停止轉動，此時第一鎖件2上的鎖塊201可完全嵌入其中一個鎖槽101，第一鎖件2上的鎖止凹位203與鎖槽101嵌合，如圖12所示，完成可靠鎖止。

以上實施例中的花鼓可以是採用內變速器的自行車花鼓，也可是單一的自行車花鼓，也可以是積體化發電裝置的自行車花鼓，也可以積體化GPS或藍芽等功能模組。

本發明所應用的鎖止裝置還可應用在其他車輛的旋轉運動件上，包括電動車、摩托車或者汽車等旋轉運動傳輸件上，本領域技術人員可根據不同的旋轉運動傳輸件的不同，採用以上實施例在本申請專利範圍內的各種相似實施方式，本實施例在此不一一列舉。

本申請要求於2016年12月26日提交中國專利局、申請號為201611218573.7、發明名稱為“鎖止裝置及其應用的車鎖和控制方法”的專利申請，其全部內容透過引用結合在本申請中。

Claims (11)

1. 一種鎖止裝置，其包括旋轉輸出件、第一鎖件、第二鎖件；所述旋轉輸出件與需要鎖止的旋轉運動件同軸固連，實現旋轉動力傳遞，所述旋轉輸出件採用一環形回轉結構，所述旋轉輸出件的旋轉圓周上設有若干鎖槽；所述第一鎖件和第二鎖件分別彈性鉸接在兩個鉸接點，所述第一鎖件上設有可嵌入鎖槽的鎖塊，所述第二鎖件與第一鎖件在兩鉸接點所在直線外的另一點位置相互抵接，將第一鎖件上的鎖塊嵌入鎖槽；所述第二鎖件和第一鎖件之間設有第一解鎖結構；所述第二鎖件與鎖止控制系統連接。
2. 如請求項1所述的鎖止裝置，其中所述第二鎖件與一開關件同軸鉸接，並透過該開關件與鎖止控制系統連接，所述開關件上設有撥動第二鎖件的第二解鎖結構。
3. 如請求項1或2所述的鎖止裝置，其中所述第一鎖件的鎖塊上設有鎖止凹位，所述鎖塊完全嵌入鎖槽，鎖槽與該鎖止凹位抵接，實現旋轉輸出件鎖止。
4. 如請求項1或2所述的鎖止裝置，其中所述鎖塊上還設有與鎖槽的鎖槽接觸面呈楔面配合的鎖塊接觸邊，所述鎖槽接觸面與鎖塊接觸邊接觸時，所述第一鎖件和第二鎖件之間滑動抵接。
5. 如請求項1或2所述的鎖止裝置，其中所述第一解鎖結構或第二解鎖結構為分別設置在存在解鎖關係部件上的解鎖塊和解鎖邊。
6. 如請求項1或2所述的鎖止裝置，其中所述鎖止控制系統包括操縱第二鎖件往復擺動的電機，所述電機輸出端與作回轉運動的控制塊連接，所述控制塊的回轉圓周上的一點透過控制鋼絲與第二鎖件或開關件非鉸接點位置設置的鋼絲槽連接。
7. 如請求項6所述的鎖止裝置，其中所述鎖止控制系統還包括監測旋轉輸出件的轉速感測器，所述轉速感測器與電機透過信號連接。
8. 一種應用如請求項1-7中任一項所述之鎖止裝置的車鎖，其中所述車鎖設置在車輪輪轂內，所述旋轉輸出件與輪轂同軸固連，所述鎖槽以旋轉輸出件的軸線為中心均勻佈置在旋轉輸出件的旋轉圓周上，所述第一鎖件、第二鎖件分別彈性鉸支於同一安裝座上，所述電機固定安裝於安裝座上，所述安裝座固定安裝於軸上。
9. 如請求項8所述的車鎖，其中所述轉速感測器為檢測車輪轉速的霍爾感測器，所述電機與信號接收模組連接，採用有線或無線信號傳輸轉速信號或控制信號。
10. 一種如請求項8-9中任一項所述之車鎖的控制方法，其中，鎖止狀態下，控制塊在電機驅動下處於鎖止位，第一鎖件的鎖塊完全嵌入旋轉輸出件的鎖槽內，第二鎖件與第一鎖件抵接，將車輪可靠鎖止；解鎖時，控制電機驅動轉動，透過控制鋼絲帶動第二鎖件擺動，第二鎖件透過第一解鎖結構帶動第一鎖件往解鎖方向擺動，直至第一鎖件上鎖塊完全退出鎖槽，完成解鎖；解鎖狀態下，控制塊在電機驅動下處於解鎖位，透過控制鋼絲固定第二鎖件位置，始終對第一鎖件保持解鎖約束，進而使第一鎖件上的鎖塊始終與旋轉輸出件的鎖槽分離；鎖止時，控制電機反轉，第二鎖件在自身彈性鉸接的作用下回擺，第二鎖件解除對第一鎖件的約束，第一鎖件在自身彈性鉸接的作用下回擺，直至鎖塊完全嵌入鎖槽內，同時第二鎖件回擺至與第一鎖件抵接，完成鎖止。
11. 如請求項10所述的控制方法，其中在鎖止過程中設置一保護轉速，在車輪的轉速低於該保護轉速時，電機隨時接收控制信號並對控制鎖止裝置進行解鎖或鎖止；在車輪的轉速高於該保護轉速時，切斷電機接收控制信號，鎖止裝置處於失效狀態，或保持控制信號，直至車輪轉速低於保護轉速時，控制信號重新控制電機，或繼續執行之前保持的控制信號。