智能锁芯及智能钥匙的制作方法

本实用新型涉及一种锁具及用于开、闭锁具的钥匙，具体涉及一种能在浸水环境以及极端潮湿、高污染环境中使用的智能锁芯及智能钥匙。

背景技术：

智能锁是目前一些特定领域常用到的一种锁具形式，它是通过锁体或钥匙体内的电源和电路，对插入锁芯内的钥匙进行权限判断来控制开锁或闭锁。然而，目前的智能锁一方面其机电结构和控制电路难以做到与外界彻底隔离；另一方面其锁芯和钥匙之间常采用可径向伸缩触点电极和另一端固定触点电极接触以供电和通讯的方式，而触点在湿度大、粉尘多、烟雾重等环境中易出现锈蚀、氧化、积垢等现象而导致触点接触不良的问题，并且可径向伸缩触点电极与固定触点之间的接触采用平面接触或者点接触，无法清除因锈蚀、氧化、积垢等原因产生的引起接触不良的物质，导致智能锁难以像机械锁具一样在极端潮湿或浸水环境中使用，从而极大的限制了智能锁的应用范围，并使智能锁的使用存在明显的安全隐患。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种智能锁芯及与之对应的智能钥匙，旨在实现对锁胆的全密封，达到很好的防水作用，避免在浸水环境以及极端潮湿、烟雾重、高污染环境中使用时造成的安全隐患。

本实用新型的智能锁芯，包括设于锁芯壳内的锁胆，所述锁胆的外壳内腔中设有锁胆头、解锁电机，以及与所述锁胆头电气连接并用于驱动所述解锁电机的控制电路，所述解锁电机的输出端连接有离合机构，所述离合机构与解锁机构相连，所述锁胆头与外壳之间、离合机构与外壳之间分别设有密封所述解锁电机和控制电路的密封结构。

该智能锁芯的工作原理是：在智能钥匙的授权认证下，所述解锁电机在控制电路的驱动下转动，并控制离合机构进行相应的结合或分离动作后带动解锁机构进行解锁动作；当非授权的钥匙或螺丝刀等插入锁胆时，解锁电机不动作，从而无法带动与离合机构相连的解锁机构运动，故无法解锁。通过设置所述密封结构，能够使位于锁胆外壳内腔中的锁胆头、解锁电机以及控制电路在解锁前、解锁过程中以及解锁后均能始终处于全密封状态，达到良好的防水效果，彻底避免了解锁电机及控制电路受浸水、极端潮湿、烟雾重、高污染等外界环境的影响，从而能极大的提高智能锁芯工作的安全性和可靠性。其中智能钥匙与智能锁芯之间的通讯方式，以及相互的认证方式，均可采用现有技术的方法，在此不做详述。

具体的，所述密封结构包括设于锁胆头和外壳的内壁之间用于密封所述解锁电机和控制电路轴向一端的第一密封结构，和设于离合机构与外壳的外壁之间用于密封所述解锁电机和控制电路轴向另一端的第二密封结构。所述第一密封结构对锁胆头和外壳起到静态密封的作用；所述第二密封结构对离合机构与外壳起到动态密封的作用，避免因离合机构的运动而导致密封失效。所述第一密封结构可采用常见的密封圈，其结构简单，安装和使用方便。

进一步的，所述离合机构包括离合轮，与所述离合轮相连的离合珠，以及离合块和离合螺栓，所述离合轮与解锁电机的输出端连接并设于外壳内，所述外壳上设有与所述离合珠相适应并能使离合珠卡在外壳和离合块之间的径向通孔，所述离合块具有至少能容置离合轮、离合珠，以及离合轮和离合珠所在轴向端外壳的腔体，所述离合螺栓与外壳的端部配合并将密封结构紧压于离合块和外壳之间。

这样，当智能钥匙插入锁胆头后，智能钥匙内部的电路开始工作，并经锁胆头向锁胆外壳内的控制电路供电，控制电路与智能钥匙内部的电路相互通讯，获得授权认证后，控制电路驱动解锁电机动作，并带动安装在解锁电机输出端(例如输出轴)上的离合轮转动，离合轮在转动的过程中能将离合珠沿径向通孔向外侧推出，使离合珠卡在锁胆外壳与离合块之间，以使解锁电机能够带动离合块运动，继而带动解锁机构运动以解锁；如果未得到授权，解锁电机将不动作，离合珠与离合块将始终处于分离状态，离合块将无法运动，从而解锁机构也无法进行解锁动作。

所述第二密封结构优选为密封垫片，在实际应用时，将密封垫片安装在离合块和外壳之间，当离合螺栓与外壳的端部配合时，离合块和密封垫片被压紧在外壳的所述轴向另一端，这样在起到较好的密封效果的同时，还能够起到螺纹防松的目的。所述离合螺栓为现有的限位紧固结构。

利用所述离合螺栓、离合块和密封结构在实现组装固定的同时，还能对离合珠和离合轮所在轴向端的锁胆外壳进行密封，结合密封圈对外壳轴向一端形成的密封，能使控制电路、解锁电机、离合珠和离合轮均与外界隔绝，经测试这样的结构能够达到IP67等级的防护能力，其防灰尘吸入(整体防止接触，防灰尘渗透)和防浸能力较佳。其中IP是指Ingress Protection Rating。

此外，还可采用其他现有的具有类似功能的离合机构，例如，所述离合珠可用现有的离合叉替换，在所述离合叉上设置突起结构、离合轮上设置对应的凹坑即可实现离合叉和离合轮的结合/分离。

进一步的，所述锁胆头设有与控制电路电气连接的锁芯插头，在实际应用时，相应的可在智能钥匙的钥匙头上设置与锁芯插头配合的插座，所述锁芯插头是固定的，所述插座内优选设有弹片，当锁芯插头与插座的弹片相配合时即共同构成第一电极。这种插入接触的方式能够使锁芯插头与钥匙的插座之间形成良好的接触，并可利用所述弹片的弹性力增大锁芯插头与插座的弹片之间产生的滑动摩擦力，以清除锁芯插头和插座的弹片因氧化、锈蚀而形成的杂质以及结垢等，进一步提高接触的可靠性，避免因电极接触不良而导致智能锁芯与智能钥匙之间无法正常通讯及钥匙头无法向锁胆外壳内的控制电路供电的情况。

进一步的，所述锁胆头还设有至少部分位于锁孔内并可径向伸缩的锁孔触针。在实际应用时，只需使所述锁孔触针之间具有小于智能钥匙的钥匙头的空间，就能使钥匙头插入锁孔内的过程中，锁孔触针与钥匙头外侧壁保持相互接触而构成第二电极。所述锁孔触针为可径向伸缩的弹性结构，利用该弹性力能使锁胆头在与钥匙头配合的过程中，增大锁孔触针与钥匙头外侧壁之间产生滑动摩擦力，以达到自清洁(清除锁孔触针和钥匙头外侧壁因氧化、锈蚀而形成的杂质以及结垢等)的目的，同时也能够进一步提高接触的可靠性。所述第一电极和第二电极之间能起到互补的作用，进一步确保了钥匙头与锁胆头之间良好接触，如果任何一个电极接触不良，另一个也能保证智能钥匙和智能锁芯之间的通讯。

所述解锁机构优选为拨轮，利用其旋转运动使位于智能锁芯外部的锁体解锁，方便易行。

优选的，所述锁胆的径向横截面呈圆形，这样的结构制作和安装方便，并且便于满足不同锁具的结构要求，适应不同形状的离合块，有利于扩大本申请的智能锁芯的应用范围。

本实用新型还提供了一种与上述智能锁芯相对应的智能钥匙，包括钥匙主体和钥匙头，所述钥匙主体内设有电路结构，所述钥匙头内设有与锁胆头相配合并与所述电路结构电气连接的插拔结构。所述电路结构在插拔结构与锁胆头相配合时能对智能锁芯的控制电路供电，并与控制电路相互通讯以进行授权认证，在锁胆头具有较好防水作用的前提下，极大的保证了解锁的有效性以及智能钥匙使用的安全性，避免在浸水环境以及极端潮湿、烟雾重、高污染环境中使用时造成的解锁失效。

需要说明的是，该智能锁芯与智能钥匙进行授权认证的方式、以及控制电路和电路结构中各种硬件模块的具体结构和对应的应用程序，都是目前在该领域中常见的，因此都可以采用对应现有的技术实现。

优选的，所述插拔结构为插座，以与上述锁芯插头相配合并共同构成所述第一电极，所述插座内设有弹片，该弹片能够在锁芯插头与插座配合的过程中，对锁芯插头起到一定的夹持作用，并能够增大两者之间的摩擦力，以更好的清除锁芯插头表面因氧化、锈蚀而形成的杂质及污染结垢等，从而保证第一电极接触良好。

本实用新型的智能锁芯及智能钥匙，结构简单，利用锁胆头与外壳之间、离合机构与外壳之间的密封结构能够保证在解锁前、解锁过程中以及解锁后锁胆内腔均能始终处于全密封状态，达到良好的防水效果，彻底避免了解锁电机及控制电路受浸水、极端潮湿、烟雾重、高污染等外界环境的影响，从而极大的提高了智能锁芯及智能钥匙工作的安全性和可靠性。

以下结合实施例的具体实施方式，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。

附图说明

图1为本实用新型智能锁芯的结构示意图。

图2为本实用新型智能钥匙的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示智能锁芯，包括设于锁芯壳1内的锁胆，所述锁胆的外壳2内腔中设有锁胆头3、解锁电机5，以及与所述锁胆头3电气连接并用于驱动所述解锁电机5的控制电路4，所述解锁电机5的输出端连接有离合机构，所述离合机构与解锁机构6相连，所述锁胆头3与外壳2之间、离合机构与外壳2之间分别设有密封所述解锁电机5和控制电路4的密封结构。

所述锁胆的径向横截面呈圆形，所述锁胆头3设有与控制电路4电气连接的锁芯插头13以及至少部分位于锁孔14内并可径向伸缩的锁孔触针15。所述解锁机构6为拨轮。所述密封结构包括设于锁胆头3和外壳2的内壁之间用于密封所述解锁电机5和控制电路4轴向一端的第一密封结构，和设于离合机构与外壳2的外壁之间用于密封所述解锁电机5和控制电路4轴向另一端的第二密封结构。所述第一密封结构为密封圈7，第二密封结构为密封垫片8。

所述离合机构包括离合轮9，与所述离合轮9相连的离合珠10，以及离合块11和离合螺栓12，所述离合轮9与解锁电机5的输出端连接并设于外壳2内，所述外壳2上设有与所述离合珠10相适应并能使离合珠10卡在外壳2和离合块11之间的径向通孔，所述离合块11具有至少能容置离合轮9、离合珠10，以及离合轮9和离合珠10所在轴向端外壳2的腔体，所述离合螺栓12与外壳2的端部配合并将密封结构紧压于离合块11和外壳2之间。在实际应用时，当离合螺栓12与外壳2的端部配合时，离合块11和密封垫片8被压紧在外壳2的所述轴向另一端，能起到较好的密封效果和螺纹防松的目的。

如图2所示的用于上述智能锁芯的智能钥匙，包括钥匙主体20和钥匙头16，所述钥匙主体20内设有电路结构19，所述钥匙头16内设有与锁胆头3相配合并与所述电路结构19电气连接的插拔结构。所述插拔结构为与上述锁芯插头13相配合的插座17，插座17内设有用于夹持锁芯插头13以增加滑动摩擦力的弹片18。

上述智能锁芯与智能钥匙的工作原理是：当所述钥匙头16的插座17插入锁胆头3的锁芯插头13后，锁芯插头13与插座17的弹片18配合构成第一电极，锁孔触针15与钥匙头16外侧壁配合构成第二电极，所述第一电极和第二电极之间能够起到互补作用，以确保接触良好，智能钥匙的电路结构19开始工作，并通过钥匙头16经锁胆头3向锁胆外壳2内的控制电路4供电，控制电路4与智能钥匙的电路结构19相互通讯，并进行授权认证，若认证成功，则由控制电路4驱动解锁电机5动作，并带动安装在解锁电机5输出端(例如输出轴)上的离合轮9转动，离合轮9在转动的过程中能将离合珠10沿径向通孔向外侧推出，使离合珠10卡在锁胆外壳2与离合块11之间，以使解锁电机5能够带动离合块11运动，继而带动拨轮运动以解锁；若认证失败或无法认证，则解锁电机5将不动作，离合珠10与离合块11将始终处于分离状态，离合块11将无法运动，从而使拨轮也无法进行解锁动作。

通过所述密封圈7对锁胆外壳2的轴向一端形成静态密封，所述离合螺栓12、离合块11和密封垫片8对能够在实现组装固定的同时，对锁胆外壳2的轴向另一端形成动态密封，两处密封能使控制电路4、解锁电机5、离合珠10和离合轮9在解锁前、解锁过程中以及解锁后均始终与外界隔绝，经测试能够达到IP67等级的防护能力，从而使智能锁芯及智能钥匙在受浸水、极端潮湿、烟雾重、高污染等环境中工作时安全性和可靠性较好。