一种智能指纹锁的制作方法

本实用新型涉及锁具技术领域，具体涉及一种智能指纹锁。

背景技术：

传统的锁具的开锁过程只是进行简单的机械验证，当钥匙丢失后，其他人也可以用钥匙打开锁具，因此传统的机械锁具和钥匙安全性较低。

传统的指纹锁只可以进行简单的指纹验证，且传统的指纹验证锁具在进行指纹验证时完全依靠用户自身操作，用户在采集指纹时可能会因为操作不熟练、手指放置位置不准确或者施加的压力不合适，造成指纹采集不准确，但是传统的指纹锁不具备辅助采集功能，指纹采集准确度角度，效率低下。

且指纹锁只可以进行指纹验证，现在了其应用范围。

因此，需要提供一种可以辅助进行指纹验证，且可以进行人脸识别开锁的智能锁。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能指纹锁，用以解决现有锁具不能进行辅助指纹验证，指纹开锁效率较低，不能和人脸识别有效结合的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为

一种智能指纹锁，包括控制单元、指纹采集单元、图像采集单元和锁具执行机构；

所述指纹采集单元用于采集指纹信息，并将采集的指纹信息和预存的指纹信息进行比较，且将采集的指纹信息和指纹比较结果发送所述控制单元；

所述图像采集单元用于采集人脸图像并将采集的图像和预存的人脸图像进行比较，且将采集的图像和人脸图像比较结果发送所述控制单元；

所述控制单元用于接收所述指纹信息、所述人脸图像、所述指纹比较结果和所述人脸图像比较结果，并根据发送相应的控制命令到所述锁具执行机构；

所述锁具执行机用于在接收到控制命令后进行相应的操作，完成锁具的打开和关闭。

其中，所述指纹采集单元包括立方体状的锁箱和卡接于其内的隔离板，所述隔离板将锁箱分割为检测室和控制室；

于所述控制室内卡接或者螺栓固定有第一控制器；

于所述锁箱的侧壁上卡接有与其内腔连通的伸入筒；

于所述隔离板的下部滑动设有滑动座，于所述滑动座上卡接有采集架，所述采集架滑动设于所述锁箱的内壁上；于所述采集架内卡接有指纹传感器，所述指纹传感器和所述第一控制器电连接；

于所述检测室的顶部转动的穿设有传动轴，于所述传动轴的上端螺纹旋接有第一直线电机，于所述第一直线电机上电连接有第一电机控制器，于所述传动轴的下端螺纹旋接有挤压罩；所述第一电机控制器和所述第一控制器电连接；于所述锁箱上卡接有喇叭，所述喇叭和所述第一控制器电连接；所述第一控制器为DSP控制器。

其中，所述图像采集单元包括立方体状的安装架，于所述安装架的顶部沿着其宽度方向卡接有第二导向管，沿着所述第二导向管的轴向于其内螺纹旋接有圆杆状的第二滑动杆，于所述第二滑动杆上滑动的套设有第二滑块；

于所述安装架的侧壁上卡接有第一导向管，沿着所述第一导向管的轴向于其内螺纹旋接有圆杆状的第一滑动杆，于所述第一滑动杆上滑动的套设有第一滑块；于所述第一滑块和所述第二滑块之间用螺栓固定有底板；

于所述安装架的内壁上用螺栓固定有第二直线电机，于所述第二直线电机上螺纹旋接有圆杆状的驱动轴，所述驱动轴的另一端螺纹旋接于所述底板上；于所述第二直线电机上电连接有第二电机控制器；于所述驱动轴卡接有第一位移传感器；

所述底板将所述安装架的内腔分割为操作室和拍照室；于所述底板上用螺栓固定有第一步进电机，所述第一步进电机处于所述操作室内；于所述底板上转动的设有图像采集件，所述图像采集件处于所述拍照室内；所述图像采集件的端部用螺纹旋接于所述第一步进电机上；于所述拍照室内卡接有外壁为球面的玻璃罩；于所述安装架的上端卡接有第二控制器；所述图像采集件包括摄像头。

其中，所述锁具执行机构包括内锁框，于所述内锁框的外侧套设有外锁框，沿着所述内锁框的轴向于其内穿设有锁芯，于所述锁芯的延伸到所述内锁框外的一端螺纹旋接有第二步进电机，于所述第二步进电机上电连接有第三电机控制器。

其中，所述锁芯包括圆杆状的驱动杆，于所述驱动杆的一端套设有定位座，于所述驱动杆上用螺纹旋接有圆筒状的第一安装座，于所述驱动杆的另一端部卡接有椭球状的第二安装座；于所述驱动杆上卡接有角度传感器；

沿着所述第一安装座的径向于其外壁上螺纹旋接有第一转动杆，于所述第一转动杆的另一端卡接有立方体状的基板；于所述基板的边缘处卡接有立方体状的第一挡块，于所述基板的中部卡接有纵截面为梯形的第二挡块；

沿着所述第二安装座的径向于其上用螺纹旋接有圆杆状的第二转动杆，于所述第二转动杆的另一端用螺纹旋接有纵截面为梯形的第三挡块。

其中，所述内锁框包括主框架，沿着所述主框架的轴向于其内穿设有锁孔，所述锁孔为盲孔；

沿着所述主框架的径向于其内穿设有第一收纳孔、第二收纳孔、第一锁紧孔和第二锁紧孔；所述第一收纳孔、第二收纳孔、第一锁紧孔和第二锁紧孔均与所述锁孔的内腔连通；

所述第二锁紧孔比所述第一收纳孔短，所述第二锁紧孔和所述第一收纳孔轴对齐；

所述第二收纳孔比所述第一锁紧孔短，所述第二收纳孔和所述第一锁紧孔轴对齐。

其中，所述外锁框包括外壳，于所述外壳内穿设有安装腔，所述安装腔和所述主框架相适应；

于所述外壳的侧壁内穿设有圆台状的第三锁紧孔，于所述外壳内嵌设有检测壳，于所述检测壳内卡接有光照传感器；所述光照传感器和所述控制单元电连接；所述检测壳的内腔和所述第三锁紧孔的内腔连通；

于所述外壳的侧壁内凹设有第一锁紧槽，于所述第一锁紧槽内卡接有纵截面为梯形的夹紧块；于两个所述夹紧块之间形成有锁紧定位槽。

一种操作方法，用于所述智能指纹锁，包括步骤：

步骤1：所述控制单元预设目标指纹信息和目标人脸图像信息；

步骤2：所述指纹采集单元采集用户指纹信息并发送所述控制单元进行比较；

步骤3：所述图像采集单元采集人脸图像信息并发送所述控制单元进行比较；

步骤4：所述控制单元根据比较结果发送控制命令到所述锁具执行机构执行开锁。

其中，所述指纹采集单元采集用户指纹信息并发送所述控制单元进行比较包括：

步骤2.1：所述指纹传感器采集用户指纹信息并发送第一控制器；

步骤2.2：如果，用户指纹信息采集失败，则所述第一控制器控制所述喇叭发出语音提示重新采集，所述第一控制器发送驱动命令到所述第一电机控制器驱动第一直线电机，所述挤压罩向下移动压紧手指，转到步骤2.1；

否则，将所述用户指纹信息发送控制单元；

步骤2.3：所述控制单元将接收的所述用户指纹信息和所述目标指纹信息进行比较；

步骤2.4：如果，所述用户指纹信息和所述目标指纹信息不匹配，则所述控制单元发送重新采集指令到所述第一控制器；

否则，所述控制单元发送开锁命令到第三电机控制器驱动所述第二步进电机开锁。

其中，所述图像采集单元采集人脸图像信息并发送所述控制单元进行比较包括：

步骤3.1：所述图像采集件采集用户人脸图像信息发送所述第二控制器

步骤3.2：所述第二控制器对采集的人脸图像进行判断；如果，所述人脸图像不清楚，则所述第二控制器发送调节命令到所述第一步进电机和第二直线电机以调节所述图像采集件的位置，之后，转到步骤3.1；

否则，将所述人脸图像发送所述控制单元；

步骤2.3：所述控制单元将接收的所述人脸图像和所述目标人脸图像信息进行比较；

步骤2.4：如果，所述人脸图像和所述目标人脸图像信息不匹配，则所述控制单元发送重新采集指令到所述第二控制器；

否则，所述控制单元发送开锁命令到第三电机控制器驱动所述第二步进电机开锁。

其中，所述控制单元根据比较结果发送控制命令到所述锁具执行机构执行开锁；

步骤4.1:所述控制单元预设目标光照强度和目标旋转角度；

步骤4.2：当所述第三电机控制器接收到所述控制单元发送的开锁命令后驱动第二步进电机转动；

步骤4.3：所述第二步进电机通过所述驱动杆带动所述第三挡块和所述基板转动；

步骤4.4:所述光照传感器将采集的实际光照强度发送到所述控制单元和所述目标光照强度进行比较，

所述角度传感器将采集的实际旋转角度发送所述控制单元和所述目标旋转角度进行比较；

如果，所述实际光照强度小于等于所述目标光照强度或者所述实际旋转角度大于等于所述目标旋转角度，则所述控制单元控制所述第二步进电机停止旋转，开锁结束。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型的智能指纹锁，包括控制单元、指纹采集单元、图像采集单元和锁具执行机构；

所述指纹采集单元用于采集指纹信息，并将采集的指纹信息和预存的指纹信息进行比较，且将采集的指纹信息和指纹比较结果发送所述控制单元；

所述图像采集单元用于采集人脸图像并将采集的图像和预存的人脸图像进行比较，且将采集的图像和人脸图像比较结果发送所述控制单元；

所述控制单元用于接收所述指纹信息、所述人脸图像、所述指纹比较结果和所述人脸图像比较结果，并根据发送相应的控制命令到所述锁具执行机构；

所述锁具执行机用于在接收到控制命令后进行相应的操作，完成锁具的打开和关闭；

本实用新型的操作方法，用于所述智能指纹锁，包括步骤：

步骤1：所述控制单元预设目标指纹信息和目标人脸图像信息；

步骤2：所述指纹采集单元采集用户指纹信息并发送所述控制单元进行比较；

步骤3：所述图像采集单元采集人脸图像信息并发送所述控制单元进行比较；

步骤4：所述控制单元根据比较结果发送控制命令到所述锁具执行机构执行开锁；

所述指纹采集单元可以采集指纹信息，在采集指纹信息过程中如果出现指纹采集不准确的情况，所述指纹采集单元可以进行提醒，并负责完成指纹采集过程，提高指纹采集的效率和准确率；

所述图像采集单元可以采集人脸图像，当人脸图像采集不清晰时，所述图像采集单元可以自动进行调整，重新进行采集，提高图像采集的清晰程度；

根据指纹采集比较结果和人脸图像采集比较结果，所述控制单元可以控制所述锁具执行机构完成锁具的打开和关闭，智能化自动化程度较高，效率高。

附图说明

图1是本实用新型的智能指纹锁的功能模块图。

图2是本实用新型的指纹采集单元的结构示意图。

图3是本实用新型的图像采集单元的结构示意图。

图4是本实用新型的锁具执行机构的结构示意图。

图5是本实用新型的锁芯的结构示意图。

图6是本实用新型的内锁框的结构示意图。

图7是本实用新型的外锁框的结构示意图。

1-控制单元；2-指纹采集单元；21-锁箱；22-第一控制器；23-隔离板； 24-挤压罩；25-传动轴；26-第一直线电机；27-伸入筒；28-采集架；29- 指纹传感器；210-滑动座；211-喇叭；3-图像采集单元；31-安装架；32- 第一导向管；33-第一滑块；34-底板；35-第一滑动杆；36-第一步进电机； 37-第二直线电机；38-驱动轴；39-第二滑块；310-第二滑动杆；311-第二导向管；312-图像采集件；313-玻璃罩；314-第二控制器；4-锁具执行机构；41-第二步进电机；42-内锁框；4201-主框架；4202-锁孔；4203-第一收纳孔；4204-第二收纳孔；4205-第一锁紧孔；4206-第二锁紧孔；43-外锁框；431-外壳；432-夹紧块；433-第一锁紧槽；434-第三锁紧孔；435- 光照传感器；436-检测壳；437-安装腔；44-锁芯；4401-驱动杆；4402- 定位座；4403-第一安装座；4404-角度传感器；4405-第二安装座；4406- 第二转动杆；4407-第三挡块；4408-第一挡块；4409-第二挡块；4410-基板；4411-第一转动杆。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例

本实施例的智能指纹锁，包括控制单元1、指纹采集单元2、图像采集单元3和锁具执行机构4；

所述指纹采集单元2用于采集指纹信息，并将采集的指纹信息和预存的指纹信息进行比较，且将采集的指纹信息和指纹比较结果发送所述控制单元1；

所述图像采集单元3用于采集人脸图像并将采集的图像和预存的人脸图像进行比较，且将采集的图像和人脸图像比较结果发送所述控制单元1；

所述控制单元1用于接收所述指纹信息、所述人脸图像、所述指纹比较结果和所述人脸图像比较结果，并根据发送相应的控制命令到所述锁具执行机构4；

所述锁具执行机构4用于在接收到控制命令后进行相应的操作，完成锁具的打开和关闭。

所述指纹采集单元2包括立方体状的锁箱21和卡接于其内的隔离板 23，所述隔离板23将锁箱21分割为检测室和控制室；

于所述控制室内卡接或者螺栓固定有第一控制器22；

于所述锁箱21的侧壁上卡接有与其内腔连通的伸入筒27；

于所述隔离板23的下部滑动设有滑动座210，于所述滑动座210上卡接有采集架28，所述采集架28滑动设于所述锁箱21的内壁上；于所述采集架28内卡接有指纹传感器29，所述指纹传感器29和所述第一控制器22电连接；

于所述检测室的顶部转动的穿设有传动轴25，于所述传动轴25的上端螺纹旋接有第一直线电机26，于所述第一直线电机26上电连接有第一电机控制器，于所述传动轴25的下端螺纹旋接有挤压罩24；所述第一电机控制器和所述第一控制器22电连接；于所述锁箱21上卡接有喇叭211，所述喇叭211和所述第一控制器22电连接；所述第一控制器22为DSP 控制器。

将手指放置于所述采集架上，所述指纹传感器可以实时采集指纹；所述滑动座沿着所述隔离板上下滑动，带动所述采集架在上下移动；

所述第一直线电机转动，驱动所述传动轴带动所述挤压罩上下移动，从而改变作用于手指上的压力，调整指纹采集的准确度。

所述图像采集单元3包括立方体状的安装架31，于所述安装架31的顶部沿着其宽度方向卡接有第二导向管311，沿着所述第二导向管311的轴向于其内螺纹旋接有圆杆状的第二滑动杆310，于所述第二滑动杆310 上滑动的套设有第二滑块39；

于所述安装架31的侧壁上卡接有第一导向管32，沿着所述第一导向管32的轴向于其内螺纹旋接有圆杆状的第一滑动杆35，于所述第一滑动杆35上滑动的套设有第一滑块33；于所述第一滑块33和所述第二滑块 39之间用螺栓固定有底板34；

于所述安装架31的内壁上用螺栓固定有第二直线电机37，于所述第二直线电机37上螺纹旋接有圆杆状的驱动轴38，所述驱动轴38的另一端螺纹旋接于所述底板34上；于所述第二直线电机37上电连接有第二电机控制器；于所述驱动轴38卡接有第一位移传感器；

所述底板34将所述安装架31的内腔分割为操作室和拍照室；于所述底板34上用螺栓固定有第一步进电机36，所述第一步进电机36处于所述操作室内；于所述底板34上转动的设有图像采集件312，所述图像采集件312处于所述拍照室内；所述图像采集件312的端部用螺纹旋接于所述第一步进电机36上；于所述拍照室内卡接有外壁为球面的玻璃罩313；于所述安装架31的上端卡接有第二控制器314；所述图像采集件 312包括摄像头。

所述第二控制器314控制所述第一步进电机36和所述第二直线电机 37转动；所述第二直线电机37拉动所述驱动轴38，所述驱动轴38拉动或者推动所述底板34；此时，所述第二滑块39沿着所述第二滑动杆310 滑动，所述图像采集件312随着所述底板34移动，所述图像采集件312 位置改变；

所述第一步进电机36转动，所述图像采集件312的角度改变。

所述锁具执行机构4包括内锁框42，于所述内锁框42的外侧套设有外锁框43，沿着所述内锁框42的轴向于其内穿设有锁芯44，于所述锁芯44的延伸到所述内锁框42外的一端螺纹旋接有第二步进电机41，于所述第二步进电机41上电连接有第三电机控制器。

所述锁芯44包括圆杆状的驱动杆4401，于所述驱动杆4401的一端套设有定位座4402，于所述驱动杆4401上用螺纹旋接有圆筒状的第一安装座4403，于所述驱动杆4401的另一端部卡接有椭球状的第二安装座 4405；于所述驱动杆4401上卡接有角度传感器4404；

沿着所述第一安装座4403的径向于其外壁上螺纹旋接有第一转动杆 4411，于所述第一转动杆4411的另一端卡接有立方体状的基板4410；于所述基板4410的边缘处卡接有立方体状的第一挡块4408，于所述基板 4410的中部卡接有纵截面为梯形的第二挡块4409；

沿着所述第二安装座4405的径向于其上用螺纹旋接有圆杆状的第二转动杆4406，于所述第二转动杆4406的另一端用螺纹旋接有纵截面为梯形的第三挡块4407。

所述内锁框42包括主框架4201，沿着所述主框架4201的轴向于其内穿设有锁孔4202，所述锁孔4202为盲孔；

沿着所述主框架4201的径向于其内穿设有第一收纳孔4203、第二收纳孔4204、第一锁紧孔4205和第二锁紧孔4206；所述第一收纳孔4203、第二收纳孔4204、第一锁紧孔4205和第二锁紧孔4206均与所述锁孔4202 的内腔连通；

所述第二锁紧孔4206比所述第一收纳孔4203短，所述第二锁紧孔 4206和所述第一收纳孔4203轴对齐；

所述第二收纳孔4204比所述第一锁紧孔4205短，所述第二收纳孔 4204和所述第一锁紧孔4205轴对齐。

所述外锁框43包括外壳431，于所述外壳431内穿设有安装腔437，所述安装腔437和所述主框架4201相适应；

于所述外壳431的侧壁内穿设有圆台状的第三锁紧孔434，于所述外壳431内嵌设有检测壳436，于所述检测壳436内卡接有光照传感器435；所述光照传感器435和所述控制单元1电连接；所述检测壳436的内腔和所述第三锁紧孔434的内腔连通；

于所述外壳431的侧壁内凹设有第一锁紧槽433，于所述第一锁紧槽 433内卡接有纵截面为梯形的夹紧块432；于两个所述夹紧块432之间形成有锁紧定位槽。

一种操作方法，用于所述智能指纹锁，

步骤1：所述控制单元1预设目标指纹信息和目标人脸图像信息；

步骤2：所述指纹采集单元2采集用户指纹信息并发送所述控制单元 1进行比较；

步骤3：所述图像采集单元3采集人脸图像信息并发送所述控制单元 1进行比较；

步骤4：所述控制单元1根据比较结果发送控制命令到所述锁具执行机构4执行开锁。

所述指纹采集单元2采集用户指纹信息并发送所述控制单元1进行比较包括：

步骤2.1：所述指纹传感器29采集用户指纹信息并发送第一控制器 22；

步骤2.2：如果，用户指纹信息采集失败，则所述第一控制器22控制所述喇叭211发出语音提示重新采集，所述第一控制器22发送驱动命令到所述第一电机控制器驱动第一直线电机26，所述挤压罩24向下移动压紧手指，转到步骤2.1；

否则，将所述用户指纹信息发送控制单元1；

步骤2.3：所述控制单元1将接收的所述用户指纹信息和所述目标指纹信息进行比较；

步骤2.4：如果，所述用户指纹信息和所述目标指纹信息不匹配，则所述控制单元1发送重新采集指令到所述第一控制器22；

否则，所述控制单元1发送开锁命令到第三电机控制器驱动所述第二步进电机41开锁。

所述图像采集单元3采集人脸图像信息并发送所述控制单元1进行比较包括：

步骤3.1：所述图像采集件312采集用户人脸图像信息发送所述第二控制器314；

步骤3.2：所述第二控制器314对采集的人脸图像进行判断；如果，所述人脸图像不清楚，则所述第二控制器314发送调节命令到所述第一步进电机36和第二直线电机37以调节所述图像采集件312的位置，之后，转到步骤3.1；

否则，将所述人脸图像发送所述控制单元1；

步骤2.3：所述控制单元1将接收的所述人脸图像和所述目标人脸图像信息进行比较；

步骤2.4：如果，所述人脸图像和所述目标人脸图像信息不匹配，则所述控制单元1发送重新采集指令到所述第二控制器314；

否则，所述控制单元1发送开锁命令到第三电机控制器驱动所述第二步进电机41开锁。

所述控制单元1根据比较结果发送控制命令到所述锁具执行机构4 执行开锁；

步骤4.1:所述控制单元1预设目标光照强度和目标旋转角度；

步骤4.2：当所述第三电机控制器接收到所述控制单元1发送的开锁命令后驱动第二步进电机41转动；

步骤4.3：所述第二步进电机41通过所述驱动杆4401带动所述第三挡块4407和所述基板4410转动；

步骤4.4:

所述光照传感器435将采集的实际光照强度发送到所述控制单元1 和所述目标光照强度进行比较，

所述角度传感器4404将采集的实际旋转角度发送所述控制单元1和所述目标旋转角度进行比较；

如果，所述实际光照强度小于等于所述目标光照强度或者所述实际旋转角度大于等于所述目标旋转角度，则所述控制单元1控制所述第二步进电机41停止旋转，开锁结束。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。