一种智能电子锁的制作方法

本实用新型涉及锁具机构技术领域，具体涉及一种智能电子锁。

背景技术：

在现在电子产品智能化的时代，智能硬件产品逐渐进入生活各个领域，家居电子门锁、电子挂锁、箱包电子锁等本人们接受和追捧，开启新一代智能生活的体验，作为可伸缩的钢丝头锁，日常生活中应用广泛，应用范围包括出差旅行的箱包和背包放在火车、高铁、或长途客车、机场候机室、火车站候车室短时时间看护物品，不用再随时需要人进行看护，释放个人时间去享受旅行、充分的时间去休息，以及应用在体育爱好者、骑行、户外运动和室外聚餐等随行的包、工具、护具、配件等需要固定看护场合等。主要特点可调整长度，可任意弯曲，钢丝头绳强度大，方便缠绕锁住各种生活中常用的物品，以免随身贵重物品被小偷行窃，造成不必要的损失。现有市场上销售的钢丝头锁主要分为拨码型密码锁和机械钥匙锁，主要问题和缺陷有以下部分：拨码型密码锁密码简单，极容易被破解开锁；拨码型密码锁上锁时需要旋转到正确密码，由于密码3-4位数字，容易被附近人剽窃，或者上锁后忘记打乱密码，被小偷直接打开；机械钥匙锁需要长时间佩戴钥匙，在便捷生活的时代出现负担；机械钥匙锁一旦钥匙丢失无法打开锁，浪费时间找人开锁；机械钥匙锁一旦钥匙丢失就得更换锁，造成财产损失；钢丝头绳收缩太快，收缩时前面锁头打到身体造成误伤。

技术实现要素：

本实用新型的目的提供一种安全、便捷且密码简单不易被破解的电子锁。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种智能电子锁，包括锁体及设置在锁体内的控制系统和为控制系统提供电源的电源管理电路，控制系统包括主控电路及与主控电路连接的锁执行机构、指纹采集机构、LED灯带和报警电路，主控电路根据指纹采集机构采集的信号控制锁执行机构锁止/开启，其中，锁执行机构包括锁杆、驱动马达、及与驱动马达驱动连接的锁舌；还包括卷绕机构，所述卷绕机构包括相互连接的锁绳和锁绳头，锁绳头与锁杆配合连接；锁体还包括锁孔，锁杆可穿过所述锁孔与所述锁舌适配锁止连接。

进一步，电源管理电路包括依次电连接的充电接口、DC/DC转换电路、电池，电池还连接电量检测电路和休眠电路。

进一步，充电接口为USB接口。

进一步，报警电路包括依次连接的三轴姿态传感器、检测触发电路和报警器；所述三轴姿态传感器、检测触发电路和报警器均与所述主控电路电连接

进一步，控制系统还包括显示电路和按键控制电路；显示电路和按键控制电路均与主控电路电连接；所述显示电路包括触摸显示屏。

进一步，控制系统还包括应急照明电路和震感电路；应急照明电路和震感电路均与主控电路电连接。

进一步，主控电路包括MCU控制器，MCU控制器连接存储有开锁用户指纹信息的存储器。

进一步，指纹采集机构为电容式指纹传感器。

进一步，卷绕机构还包括棘轮、棘爪和与棘爪连接的开关，所述锁绳缠绕在棘轮上，棘轮与棘爪制动连接，所述开关与棘爪制动连接，实现收卷的减速，防止用户锁绳因收卷太快造成人身伤害。

进一步，所述锁执行机构还包括相关检测机构、弹出顶针、压簧和驱动轮；所述驱动轮连接在所述驱动马达的输出轴上，所述驱动轮与所述锁舌驱动连接；所述弹出顶针及压簧和锁杆在通过锁舌锁止时位置适配；所述相关检测机构与主控电路电连接，用于检测锁孔中的锁杆是否弹出。

在上述技术方案中，本实用新型解决了因忘带钥匙、钥匙丢失、密码泄露、密码忘记等问题导致的无法开锁问题，将指纹作为唯一开启方式，适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-2为本实用新型所述的智能电子锁内部的框图结构示意图；

图3为应用本实用新型所述的智能电子锁一个实施例的外部结构示意图；

图4为应用本实用新型所述的智能电子锁一个实施例的锁止状态结构示意图；

图5为应用本实用新型所述的智能电子锁一个实施例的顶部俯视结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种智能电子锁，包括锁体101及设置在锁体101内的控制系统102和为控制系统102提供电源的电源管理电路103，控制系统102包括主控电路1，主控电路1连接锁执行机构2、指纹采集机构3、LED灯带4和报警电路5，主控电路1根据指纹采集机构3采集的信号控制锁执行机构2锁止/开启，其中，锁执行机构2包括锁杆11、驱动马达14、及与驱动马达14驱动连接的锁舌10；还包括卷绕机构6，所述卷绕机构6包括相互连接的锁绳64和锁绳头7，锁绳头7与锁杆11配合连接；锁体101还包括锁孔106，锁杆11可穿过所述锁孔106与所述锁舌10适配锁止连接。优选的，所述锁绳64优选为钢丝绳，所述锁绳头7优选为钢丝头。

为了防止因钥匙丢失导致无法开锁或者更换锁带来的花费，本实用新型中主控电路1包括控制器，MCU控制器连接存储有开锁用户指纹信息的存储器。优选的，指纹采集机构3为电容式指纹传感器。因而能够通过设置指纹采集机构3预先采集开锁用户的指纹，解决忘带钥匙、钥匙丢失、密码泄露、密码忘记等问题，只要主人在锁即可打开，实现真正的唯一开启方式。使用时，用户通过抽动锁杆11将其与锁执行机构2中锁舌10配合连接后，进入锁止状态，开锁时，用户通过指纹采集机构3采集用户的指纹信息，具体地，指纹采集机构3可选的采用电容触摸式指纹传感器，因此这种指纹传感器算法性能优异，对各类指纹都有极好的适应性，如干手指、湿手指、浅纹理手指等都具有极高的辨识率和良好的校正、容错性能；抗静电能力强：抗静电能力强，适用干燥容易起静电的环境。主控电路1将电容触摸式指纹传感器采集的用户指纹与预存的开锁指纹进行匹配，匹配成功则向锁执行机构2发送控制指令，锁执行机构2中驱动马达14接收控制指令后开始转动并驱动驱动轮12转动，从而带动锁舌10回缩，锁杆11与锁舌10被顶针13弹出分离，实现开锁。

由于用户的开锁指纹要求预先采集，指纹采集要求对采集用户整个手指的指纹的，整个手指的指纹能够实现快速开锁的目的，而如果预先采集的用户指纹是不完整的，那么开锁时将影响开锁效率。为了解决这个问题，在一些实施例中，主控电路1可选的增设无线通信电路和/或显示电路。无线通信电路实现与用户移动设备(如手机、pad、笔记本等，下面以手机为例进行说明)的通信连接，用户可以通过手机完成指纹的采集，采集完成后通过无线通信发送至无线通信电路，以便主控电路1进行存储，同样地，还能够完成主控电路1指纹信息的删除操作，以便控制开锁用户的数量。具体地，主控电路1包括控制器，控制器连接存储有开锁用户指纹信息的存储器。存储器用于存储预先采集的开锁用户的指纹信息，具体地，可存储多个用户的指纹信息，实现一锁多人使用的目的，解决了传统机械锁仅有两把或三把钥匙的缺陷，增加了使用人的数量，同时利用控制器对存储器中存储的用户指纹进行删减达到限制使用人的目的。具体地，无线通信电路可选的为蓝牙芯片、wifi芯片、NFC芯片、ZigBee芯片、lora芯片等无线通信芯片，本实用新型在此不进行限定，任何能够通过无线通信数据实现与移动设备进行通信，获取移动设备采集的指纹信息的技术方案均是本实用新型的保护范围。在一些实施例中控制系统102还包括显示电路和按键控制电路；显示电路和按键控制电路均与主控电路电连接；所述显示电路包括显示屏。其中，显示电路可选的设置在锁体外表面，具体地，所述显示屏可优选为触摸显示屏，为配合所述触摸显示屏，所述显示电路适配安装有显示驱动，通过触摸显示屏的设置完成指纹的录入、删除等工作，同时通过可视化的效果，以便用户了解指纹采集的进度。而当显示屏并非触摸显示屏时，显示电路还可通过连接的按键控制电路进行录入及删除操作。录入时，主控电路1通过显示电路向用户提示指纹录入的结果以及提示，指导用户完成指纹录入；删除时，通过按键的操作并通过显示屏显示，删除的结果，以便用户及时获悉指纹录入、删除等操作。

与现有的智能锁相比较，本实用新型中的控制系统还包括应急照明电路和震感电路；应急照明电路和震感电路均与主控电路1电连接，因此，通过应急照明电路在夜间时可提供照明作用，具体地，其功率和常规应急手电筒相同，实现一机多用的功能，简单实用；应急照明电路107照明组件采用为照明灯，照明灯的数量至少包括一个。LED照明机构4可选的为LED灯阵列，LED灯阵列优选为指示灯(如电量低、充电中等)，指示灯由主控电路1设置LED灯阵列的在开锁时明暗顺序，不仅能提高开锁过程的趣味性，而且还能在电池电量不足时通过LED灯进行提示。所述震感电路中的震动马达15优选扁平震动马达，且型号为1020，用于在收到主控电路1驱动信号，振动马达15高速旋转，产生振感带动壳体振动，反馈用户手上，更好的实现及具备人机互动的效果。

进一步，电源管理电路103包括依次电连接的充电接口、DC/DC转换电路、电池，电池还连接电量检测电路和休眠电路。更进一步，充电接口为USB接口。具体地，本实施例将电池设为锂电池，重复充电循环使用，减去频繁换电池和可拆壳体带来的安全隐患。电量检测电路实时检测电池的电量，判断电池当前电量是否不小于阈值，是则不做处理，否则提示用户进行充电。休眠电路通过MCU控制器智能分析锁的状态，运行工作的动态分析，关闭或者将部分单元电路休眠待机以降低功耗，等到检测按键、开锁、关锁等行为时极速开启全功能运行，否则控制主控电路1进入休眠模式，降低功耗。进一步，报警电路5包括依次连接的三轴姿态传感器、检测触发电路和报警器；所述三轴姿态传感器、检测触发电路和报警器均与所述主控电路电连接。优选的，报警器采用蜂鸣器。三轴姿态传感器用于检测电子锁状态变化及外界冲击力，检测触发电路用于检测是否有人对电子锁进行操作，同时由MCU控制器判断该操作者是否为合法用户，不是则控制蜂鸣器进行报警。同时，电源管理电路103为控制系统供电，控制系统包括报警电路5，报警电路5与电源管理电路103连接，因此报警器能够实时获取电量检测电路检测到的电池的电量，报警器在电量低于阈值时，控制蜂鸣器报警。

锁杆11从锁绳孔105端抽出插入锁孔106端与锁舌10配合连接后，报警电路5实时检测被锁对象是否发生非法行为，如非法移动、非法操作等，是则实现实时高分贝声音报警，对不法分子给予警示和报告主人功能。

进一步，控制系统还包括相关检测机构、弹出顶针13、压簧16和驱动轮12；所述驱动轮12连接在所述驱动马达14的输出轴上，所述驱动轮12与所述锁舌10驱动连接；所述弹出顶针13及压簧16和锁杆11在通过锁舌10锁止时位置适配，一般的，弹出顶针13及压簧16设于锁杆11在通过锁舌10锁止时的下方，用于在锁杆11锁止时将弹出顶针13向下压缩，连带压簧16进行压缩存储能量，为自动弹出做准备；所述相关检测机构与主控电路1电连接，用于检测锁孔106中的锁杆11是否弹出。

如图3-5所示，本实施例中锁体101上设置USB接口104、锁孔106和锁绳孔105和应急照明灯107(本实施例中将应急照明电路设为应急照明灯)。其中，锁杆11通过卷绕机构6上的锁绳64安装在锁绳孔105位置处，使用时，锁杆11从锁绳孔105位置处拉伸后插入锁孔106处，实现与锁体101内部的锁执行机构2中锁杆11的配合连接，实现如图4(图中未示出锁绳64)所示的锁止状态。如图4所示，本实施例中，卷绕机构6包括棘轮61、棘爪62和与棘爪62连接的开关63，其中，所述锁绳64缠绕在棘轮61上，棘轮61与棘爪62制动连接，所述开关63与棘爪62制动连接。未使用时，棘爪62制动棘轮61，使用时，用户通过拉动锁杆11牵动锁绳头7，并带动棘轮61旋转出锁绳64，锁绳64的长度足够时，棘爪62制动棘轮61旋转停止出绳，实现了出绳过程中通过棘轮61与棘爪62的作用防止棘轮61回转致使用户受伤。开锁时，用户通过电容触摸式指纹传感器采集开锁用户的指纹，控制器对该指纹进行判断，若匹配，向驱动马达14发送控制指令，驱动马达14旋转工作，锁舌10在驱动马达14带动下回缩，与锁杆11分离，实现开锁。收绳时，用户通过控制开关63控制棘轮61的转速，这是因为棘轮61转速太快导致其瞬间力量极大，造成人身伤害无法估量，因此通过开关63控制棘爪62在棘轮61上的起落起到平滑缓慢收卷锁绳64，防止收卷太快造成金属锁头误伤自己或他人。使用时，通过锁体101上的USB充电接口104实现充电目的，USB接口的设置起到了统一电子设备充电接口型号的目的，方便用户利用身边电源充电，充电效率快，1-2小时即可完成充电。

使用方法：

上锁：将锁杆11从锁绳孔105拉出，并将锁杆11插入锁孔106，当锁杆11的锁槽和锁舌10槽位对准时，锁舌10被自身弹簧作用力卡死锁杆11，实现自动上锁，该过程无须电子电路参与。

解锁：当指纹验证通过后，主控电路1发出驱动信号驱动马达14旋转，锁舌10受到驱动马达14带动驱动轮12向后移动，使锁舌10脱离对锁杆11锁死状态，弹出顶针13在压簧16反作用力下，将锁杆11推出锁孔106，检测开关9检测带锁杆11弹出，停止对驱动马达14控制，实现自动弹出功能。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。