用于锁组件的监视系统的制作方法

相关申请

本申请涉及2017年7月27日提交的名称为“amorticelockassemblywithapoweredlockactuator”的澳大利亚临时申请号2017902959的公开内容，其全部内容以引用方式并入本文。

本申请进一步涉及以assaabloy澳大利亚私人有限公司的名义提出的国际申请日期为2018年7月27日、名称为“morticelockassemblyhavingelectronicswitchingelement”和“morticelockassemblyhavingelectroniccontrolmodule”的pct申请，并且相关pct申请中的每一者的全部内容以引用方式并入本文。

本发明涉及一种用于锁组件的监视系统。本发明的实施方案总体上涉及一种插芯锁组件，其具有用于监视所述插芯锁组件的操作的电子监视模块，但本发明的范围可不限于此。

背景技术：

通常，在电子锁组件中，可能由于许多不同的原因而发生故障。例如，由于不正确的安设、不良的维护、不同锁组件部件部分的故障和/或使用一段时间后的一般磨损。

一旦已经例如由于锁组件操作不当而确认锁组件出现操作故障，要确定故障原因以便修理锁组件常常可能是困难且耗时的。

通常，必须将有故障的锁组件从门移除并送到专门的维修中心，在那里将对有故障的锁组件进行拆卸以进行诊断和修理。此过程可能是耗时、费劳力且昂贵的。

本发明的实施方案可提供一种用于锁组件的改进的监视系统，其克服或改善上述缺点或问题中的一个或多个，或者至少为消费者提供有用的选择。

本文对专利文献或作为现有技术给出的其他材料的引用不应被认为承认所述文献或材料是已知的或者其所包含的信息在权利要求中任一项的优先权日之前是公知常识的一部分。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于与门一起使用的锁组件，所述锁组件包括：

外壳，

插栓，所述插栓能够相对于所述外壳在伸出位置与缩回位置之间移动，

手动致动器，所述手动致动器用于分别从所述门的内侧或外侧进行操作以将所述插栓从至少所述伸出位置移动到所述缩回位置，

锁机构，所述锁机构与所述手动致动器相互作用以使所述手动致动器的所述内毂和所述外毂中的每一者独立地变得不能操作或能操作，以及

电子控制模块，所述电子控制模块用于控制所述锁机构的操作，所述电子控制模块包括：

监视模块，所述监视模块用于检测和记录所述锁机构的一个或多个操作参数值，以及

通信接口，所述通信接口用于使得能够将所记录操作参数值传达到外部装置。

通过检测、记录和传达所述操作参数值(其提供对锁组件在任何时间的操作健康状况的有价值的见解)，所述电子控制模块因此有利地提供例如在维护或故障排除和故障分析期间监视和诊断所述锁组件而无需将所述锁组件从门移除的有效手段。

所述监视模块可被配置成：

检测所述插芯锁组件的一个或多个操作参数值，

将每个所检测到的操作参数值与跟所检测的操作参数相关联的预定值范围进行比较，并且

在所述值落在所述预定值范围之外的情况下记录所检测到的操作参数值。

通常，预定值范围指示相关联的操作参数的健康操作值范围。锁机构的任何合适的操作参数可由监视模块来检测。

所述操作参数中的一者可以是电子控制模块的电源电压。在一个实施方案中，电源电压可由市电电源提供。通常，电源电压的预定值范围在5vdc至30vdc之间。优选地，电源电压的反映健康操作的值范围为9vdc至28vdc。低于此范围的所检测到的电源电压值可指示锁组件的不正确安设。

所述锁机构可被配置成以任何合适数目的操作状态进行操作，例如包括锁定状态和解锁状态。所述锁机构可具有多于一种的锁定状态。此外，所述锁机构可具有多于一种的解锁状态。

所述锁组件可以是插芯锁组件。特别地，所述手动致动器可包括内毂和外毂，所述内毂和所述外毂各自分别能够从所述外壳的内侧或外侧进行操作以将所述插栓从至少所述伸出位置移动到所述缩回位置。所述锁机构可与所述手动致动器相互作用以使所述手动致动器的所述内毂和所述外毂中的每一者独立地变得不能操作或能操作。

所述锁机构可被配置成以一种或多种操作状态进行操作，所述一种或多种操作状态包括：

第一操作状态，其中所述内毂变得能操作并且所述外毂变得能操作，

第二操作状态，其中所述内毂变得不能操作并且所述外毂变得能操作，

第三操作状态，其中所述内毂变得不能操作并且所述外毂变得不能操作，以及

第四操作状态，其中所述内毂变得能操作并且所述外毂变得不能操作，所述电子控制模块包括用于将所述锁机构驱动到期望操作状态的马达，并且

其中所述操作参数中的一者是反映所述锁机构在不同操作状态之间移动的次数的数字。

特别地，所述操作状态中的一者可以是所述锁机构的操作循环。每个操作循环可包括所述锁机构从初始操作状态到期望操作状态再从所述期望操作状态回到所述初始操作状态的移动。通常，所述操作循环是反映由锁机构执行的重复操作循环的次数(例如，每次锁机构的相应毂变得能操作以允许门打开并且在门关闭时变得不能操作)的计数，使得计数可与预期操作循环的最大数目进行比较。根据锁的性质，预期操作循环的最大数目可以是任何数目。例如，预期操作循环的最大数目可在100，000与2，000，000之间。在一个实施方案中，预期操作循环的最大数目可为500，000。

一旦检测到最大预期操作循环值，便可生成指示，诸如视觉或音频指示，以指示需要大修或更换锁组件。

在一个实施方案中，所述操作参数中的一者可以是马达的马达电流。在预定范围之外的马达电流读数可指示马达的故障。例如，如果所检测到的马达电流太高，则马达可能发生故障，或者马达上的负载过高。如果例如锁机构产生过大摩擦，则马达上的负载可能过高。通常，马达电流的预定值范围在200ma与500ma之间。在一个实施方案中，马达电流的预定值范围可在300ma至400ma之间，或者可为大约350ma。

所述操作参数中的一者可以是马达故障指示器。所述马达故障指示器可在所述马达的马达电流超过预定阈值的情况下提供马达故障的指示。预定阈值可具有任何合适的值。例如，450ma、500ma、550ma等。在一个实施方案中，预定阈值为500ma。

所述电子控制模块可包括微控制器，所述微控制器用于生成用于驱动马达的驱动信号。所述操作参数中的一者可以是所述电子控制模块的操作温度。所述电子控制模块可包括板载温度传感器，所述板载温度传感器用于感测环境温度。所述电子控制模块的温度的健康操作范围可在-15℃与50℃之间。在此范围之外的所检测到的温度值可指示所述电子控制模块的一个或多个部件(诸如，马达和/或微控制器)的失灵，这可致使生成不正确的控制信号或不生成控制信号，从而导致电子控制系统的故障。在一个实例中，生成不正确的驱动信号以用于驱动马达，从而导致马达的不当操作。

所述操作参数中的一者可以是锁机构在由监视模块确定的失灵期间的操作状态。失灵可在所检测到的操作参数值落在相关联的值范围之外时确定。

所述电子控制模块还可包括电力储存装置，所述电力储存装置用于在电力故障事件中向所述马达提供电力以将所述锁机构移动到期望操作状态。所述操作参数中的一者是所述电力储存装置的输出电压。

可使用任何合适的电力储存装置。例如，电力储存装置可包括电池、电容器等、或其任何组合。

在一个实施方案中，所述电力储存装置可以是电容器，并且所述操作参数中的一者可以是所述电容器在所述电容器充电时的输出电压。通常，输出电压范围可为2v至3v。在一个实施方案中，输出电压可为大致2.5v，容差为大致5％。低于所述典型范围的输出电压值可指示发生故障的电容器和/或不足的充电时间。

检测到在预定值范围之外的任一个或多个操作参数值可触发故障指示器，诸如视觉和/或音频指示器(诸如，led灯和/或蜂鸣器/警铃)，以提供已检测到故障的即时指示。故障指示器可在监视模块上，或者在监视模块外部。

可使用任何合适的通信接口。通信接口可包括任何合适类型的无线和/或有线通信。例如，无线通信接口可包括蓝牙、wifi、nfc、无线电无线技术等，和/或其任何组合。有线通信的实例可包括任何合适的串行通信接口(sci)、串行外围接口(spi)、并行接口、usb、以太网等，和/或其任何组合。

在一个实施方案中，通信接口可包括usb端口。可提供任何合适的usb端口。在一个实施方案中，提供a型usb端口。在另一个实施方案中，提供微型usb端口。

所述微控制器可生成日志文件以供外部装置通过通信接口进行检索。所述日志文件可包括所记录操作参数值中的至少一部分。

所述日志文件可通过如上所述的合适的有线通信接口和/或合适的无线通信接口来检索。

在一些实施方案中，所述监视模块可包括可移动存储装置，诸如sd或微型sd存储卡。所述监视模块可将所记录操作参数值中的至少一部分保存在可移动存储装置上。

可移动存储装置可在不拆卸锁组件的情况下触及以便移除。

在一些实施方案中，通信接口可包括例如通过led指示器、显示屏等的视觉输出。视觉输出可提供锁机构的操作状态的指示。

所述监视模块可包括毂指示器，所述毂指示器用于提供所述内毂和所述外毂中的每一者的不能操作或能操作状况的实时指示。另外，所述监视模块可包括死锁监视模块，所述死锁监视模块用于监视与所述插芯锁组件相关联的辅助插栓组件的实时位置。

此外，所述监视模块可包括门位置监视子模块，所述门位置监视子模块用于检测所述门的位置。所述监视模块可包括钥匙超控监视子模块，所述钥匙超控监视子模块用于检测使用钥匙来移动所述插栓。

另外，所述监视模块可包括请求离开监视子模块，所述请求离开监视子模块用于检测所述手动致动器移动所述插栓的操作。

所述子模块可包括传感器、开关等的任何组合以提供相关的检测。

所述监视模块还可包括一个或多个视觉指示器，所述一个或多个视觉指示器用于提供所述锁机构的操作状态的视觉指示，其中所述一个或多个视觉指示器是通过所述外壳可见的。

此外，所述监视模块还可包括诊断视觉指示器，所述诊断视觉指示器用于提供与所述电子控制模块相关联的一个或多个所检测到的故障的视觉指示。

所述视觉指示器可包括led指示器、诸如led显示器的显示器等。

所述监视模块还包括音频指示器，所述音频指示器用于提供与所述电子控制模块相关联的一个或多个所检测到的故障的音频指示。所述音频指示器可包括蜂鸣器、警铃等。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于锁组件的监视系统，所述系统包括电子监视模块，所述电子监视模块用于：

检测所述锁组件的一个或多个操作参数值，

将每个所检测到的操作参数值与跟所检测的操作参数相关联的对应预定值范围进行比较，并且

在所检测到的值落在所述预定值范围之外的情况下记录所检测到的操作参数值。

所述监视系统可包括：

微控制器，所述微控制器用于检测、比较和记录所述操作参数值，

通信接口，所述通信接口用于使得所记录操作参数值能够由外部装置进行检索，以及

一个或多个子模块，所述一个或多个子模块用于检测与所述锁组件相关联的实时操作状况并通过外部监视系统传达所述实时操作状况。

所述锁组件可包括用于移动所述锁组件的锁机构的马达，并且所述微控制器监视所述马达的操作参数值。所述监视系统还可包括一个或多个视觉指示器，所述一个或多个视觉指示器用于表示所检测的操作参数中的一者或多者。

所述监视系统可适于与任何合适的锁组件一起操作。在一个实施方案中，所述监视系统被配置用于与插芯锁组件一起操作。

有利地，本发明的监视系统允许在不卸载/拆除锁组件的情况下方便地从特定锁检索包括锁的生命周期信息和操作历史的有用数据，这有助于锁组件的故障排除操作和正在进行的健康操作的维护。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的插芯锁组件的等角视图，其中形成外壳的一部分的盖板被移除。

图2是如图1所示的插芯锁组件的锁机构、内毂和外毂的分解等角视图。

图3a是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪和外棘爪均处于解锁位置，其示出锁机构的第一操作状态。

图3b是图3a所示的局部组件的侧正视图，其示出内棘爪处于释放位置。

图3c是图3a和图3b所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出内棘爪和外棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图3d是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪处于锁定位置并且外棘爪处于解锁位置，其示出锁机构的第二操作状态。

图3e是图3d所示的局部组件的侧正视图，其示出外棘爪处于释放位置。

图3f是图3d和图3f所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出内棘爪处于锁定位置并且外棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图4a是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪和外棘爪均处于锁定位置，其示出锁机构的第三操作状态。

图4b是图4a所示的局部组件的侧正视图，其示出内棘爪处于锁定位置。

图4c是图4a和图4b所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出内棘爪和外棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图4d是图2所示的部分组装的锁机构的等角视图，其中外棘爪处于锁定位置并且内棘爪处于解锁位置，其示出锁机构的第四操作状态。

图4e是图4d所示的局部组件的侧正视图，其示出外棘爪处于锁定位置。

图4f是图4d和图4f所示的局部组件的一部分的俯视平面图，其示出外棘爪处于锁定位置并且内棘爪处于解锁位置时与锁机构的马达相关联的凸轮的角度位置。

图5是根据本发明的实施方案的用于插芯锁组件的控制系统的示意图。

图6是图5的控制系统的监视模块的示例性输出日志文件。

具体实施方式

图1是根据本发明的实施方案的具有电子控制系统500(参见图5)的插芯锁组件100的等角视图。锁组件100包括外壳102、能够在伸出位置与缩回位置之间移动的插栓106(图1仅示出处于伸出位置的插栓106)、手动致动器108，所述手动致动器108包括外毂110a和内毂110b(参见图2)，所述外毂110a和内毂110b各自分别能够从外壳102的外侧或内侧操作以使插栓106在伸出位置与缩回位置之间移动。

形成外壳102的一部分的盖板(未示出)被移除，以更清楚地示出插芯锁组件100的内部部件。插芯锁组件100形成锁具的一部分，所述锁具具有用于安设在门中的内门配件和外门配件(未示出)。每个内门配件和外门配件包括把手(未示出)，所述把手能够相对于门配件旋转以与手动致动器108接合并分别从门的内侧或门的外侧操作锁组件100。

插栓106形成弹踺插栓组件114的一部分。插栓组件114包括在外壳102内的插栓体116，所述插栓体116被配置成在外壳102内在如图所示的伸出位置与缩回位置(未示出)之间滑动。偏置弹簧(被隐藏)在外壳102的后壁与插栓体116之间起作用以将插栓组件114朝向伸出位置推动。图1还示出辅助插栓组件120，其包括辅助插栓头122和辅助插栓体123。辅助插栓弹簧(被隐藏)在辅助插栓体123与外壳102的后壁之间起作用，以便将辅助插栓头120朝向如图所示的伸出位置推动。辅助插栓组件120与弹键插栓组件114相互作用，以便在门关闭时以本领域技术人员将理解的方式将弹键插栓组件106死锁在伸出位置。辅助插栓组件120与弹键插栓组件114的结构相互作用的细节对于本发明不是必需的，只是优选地存在一些相互作用以实现死锁功能。

弹键插栓组件114可通过手动致动器108的操作来相对于外壳102进行调整，手动致动器108包括图1中的外毂110a、毂杆件124和内毂110b(参见图2)。在内把手或外把手旋转时，内毂110b和外毂110a两者分别能够独立地围绕毂轴线x-x(参见图2)旋转。内毂110b或外毂110a围绕毂轴线x-x的旋转将致使毂杆件124也围绕毂轴线x-x旋转，以使弹键插栓组件缩回。

锁机构104与手动致动器108相互作用以使外毂110a和内毂110b中的每一者独立地变得能操作或不能操作。特别地，锁机构104控制内毂110b和外毂110a中的任一者或两者的旋转。锁机构104包括外棘爪126a和内棘爪126b(参见图2)，它们各自能够围绕棘爪轴线z-z(参见图2)旋转。马达200用于使外棘爪126a和内棘爪126b中的每一者独立地在锁定状况与解锁状况之间移动以分别禁止或允许外毂110a或内毂110b的旋转。当外毂110a或内毂110b中的任一者被禁止旋转时，其变得不能操作并且闩锁组件114不能从伸出(锁定)位置移动到缩回(解锁)位置。相反地，当外毂110a或内毂110b中的任一者被允许旋转时，其变得能操作并且闩锁组件114可通过可操作毂110a、110b的旋转而从伸出(锁定)位置移动到缩回(解锁)位置。并入单个马达200而非螺线管可有利地提供较低电力消耗的另选方案。马达200、棘爪126a、126b以及毂110a、110b之间的相互作用将在下文参考图2至图4c进一步详细地讨论。

锁组件100还具有电子控制电路128(电子控制模块)。电子控制模块128形成控制系统500的一部分，所述控制系统500将在下文参考图5进一步详细地讨论。控制电路128包括：呈两个三位置滑动开关112a、112b形式的两个电子开关元件，用于将锁机构104配置成根据所选择操作模式进行操作；多个传感器，包括用于检测用于在锁定状况与解锁状况之间驱动锁机构104的驱动马达200的位置的反馈位置传感器；微控制器，用于基于所选择操作模式来生成马达控制信号；以及呈超级电容器形式的电力储存装置(被隐藏)，用于在电力故障事件中向控制系统500提供电力。在参考图5之前，将进一步详细地讨论电路128的其他部件。

开关112a、112b中的每一者可容易地通过外壳102的背面中的开口触及，以方便地允许通过指定开关112a、112b中的每一者的设置来对锁机构104进行配置。开关112a、112b可用于将锁机构104配置成根据来自可能操作模式范围的所选择操作模式进行操作。有利地，利用一对开关112a、112b来选择期望操作模式的能力显著地简化了锁机构104的配置过程，并且有效地防止了安设期间的用户操纵错误。

如图1所示，外壳102还包括用于连接模块104的开口，所述连接模块104用于将锁组件100耦接到电源，并将控制模块128与如下文参考图5进一步讨论的外部控制和监视系统以及控制系统500的其他外围装置和部件接口连接。

现在参考图2至图4f，锁机构104包括单个马达200，其具有围绕电动致动器轴线a-a旋转的输出驱动轴202。电动致动器轴线a-a基本上垂直于棘爪轴线z-z并与其间隔开。

锁机构104还包括位于马达200与内棘爪126b和外棘爪126a之间的传动布置。传动装置包括凸轮204，其能够在马达200操作时围绕致动器轴线a-a旋转。传动装置还包括内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a，它们响应于凸轮202的旋转而线性移动。马达200、内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a位于两部分壳体208a，208b内。壳体208a，208b还容纳内弹簧210b和外弹簧210a，它们分别在壳体部分208a、208b与内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a之间起作用以将内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a朝向马达200的输出轴202推动，使得凸轮从动件206b、206a持续地邻接凸轮204的面。

图2还示出棘爪轴212，内棘爪126b和外棘爪126a中的每一者安装在棘爪轴212上以便围绕其旋转。传感器板214，其形成控制电路128的一部分并且包括呈磁旋转编码器形式的凸轮传感器302，其与附接到马达的输出轴202的磁体526接口连接以确定轴202的角度位置(参见图5)。类似地，传感器板214还包括用于感测毂110a、110b中的每一者的角度位置的毂传感器300。在一些实施方案中，可使用其他合适的传感器，诸如微型开关。

图3a至图4f更详细地示出锁机构的四种不同操作状态。特别地，

·在图3a至图3c中示出锁机构104的第一操作状态；

·在图3d至图3f中示出锁机构104的第二操作状态；

·在图4a至图4c中示出锁机构104的第三操作状态；并且

·在图4d至图4f中示出锁机构104的第四操作状态。

现在参考图3a至图3c，其示出内棘爪126b和外棘爪126a两者分别相对于内毂110b和外毂110a处于解锁状况。这种位置布置示出锁机构104的第一操作状态，在第一操作状态中，内毂110b和外毂110a两者能够围绕致动器轴线x-x旋转。

如图3b更清楚示出的，内棘爪126a的下臂304被接收在内凸轮从动件206a的凹槽306中以便随其一起移动。内弹簧210a推动内凸轮从动件206a以致使内棘爪126a采用如图3b所示的位置，并且如图3b所示，内凸轮从动件206a被认为是处于解锁位置。

在如图3c所示的平面图中，凸轮204以及内凸轮从动件206a和外凸轮从动件206b两者都处于解锁位置。在解锁状况下，允许内毂110b和外毂110a的旋转。

图3d至图3f示出通过马达200的操作而旋转90°之后的凸轮204(参见图3f)，由此凸轮表面204在内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a中的每一者的支承表面之上滑动。如图3e和图3f更清楚示出的，凸轮204的旋转已经推动仅内凸轮从动件206b朝向锁定位置移动，从而致使内棘爪126b在逆时针方向上旋转，使得内棘爪126b的上臂位于内毂110b的肩部311下方。如图3f更清楚示出的，由于凸轮204采用如图3f所示的位置，内棘爪126b处于锁定状况并且外棘爪126a处于解锁状况。在此状况下，防止内毂110b的旋转并且允许外毂110a的旋转，从而示出锁机构104的第二操作状态。

图4c示出通过马达200的操作而旋转180°之后的凸轮204(参见图4b)，由此凸轮表面204在内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a中的每一者的支承表面之上滑动。如图4b和图4c更清楚示出的，凸轮204的旋转已经推动外凸轮从动件206a朝向锁定位置移动，从而致使外棘爪126a在逆时针方向上旋转，使得外棘爪126a的上臂308位于外毂110a的肩部310下方。这种布置对应于图4c，图4c示出内棘爪126b和外棘爪126a两者由于凸轮204采用如图4c所示的位置而处于锁定位置。在锁定状况下，分别防止内毂110b和外毂110a的旋转。图4a至图4c所示的部件的位置布置示出锁机构104的第三操作状态。

图4d至图4f示出通过马达200的操作而旋转270°之后的凸轮204(参见图4f)，由此凸轮表面204在内凸轮从动件206b和外凸轮从动件206a中的每一者的支承表面之上滑动。如图4e和图4f更清楚示出的，凸轮204的旋转已经推动仅外凸轮从动件206a朝向锁定位置移动，从而致使外棘爪126a在逆时针方向上旋转，使得外棘爪126a的上臂308位于内毂110b的肩部310下方。如图4f更清楚示出的，由于凸轮204采用如图4f所示的位置，内棘爪126b处于解锁状况并且外棘爪126a处于锁定状况。在此状况下，允许内毂110b的旋转并且防止外毂110a的旋转，从而示出锁机构104的第四操作状态。

关于锁组件100的机械控制和操作的另外细节在名称为“amorticelockassemblywithapoweredlockactuator”的澳大利亚临时申请号2017902959中有所描述，其以引用方式并入本文。

插芯锁组件100优选地被配置成以预定方式对电力故障事件作出响应。就这一点而言，优选的是，锁机构104的每个毂110a、110b可被选择用于以“通电锁定”(即，断电开锁)设置、“通电解锁”(即，断电闭锁，也称为“通电开启”)设置或“始终解锁”(即，逃生/自由出入)设置操作。

每个滑动开关112a、112b的三个位置(设置)中的每一者与“断电开锁”、“断电闭锁”和“逃生”设置中的一者相对应，使得每个滑动开关112a、112b可用于独立地配置手动致动器108的两个毂110a、110b中的一者。特别地，控制模块128根据开关112a、112b中的每一者的设置来在上文参考图3a至图4f所描述的四种不同操作状态之间驱动马达200，这使内棘爪126b和外棘爪126a中的每一者分别在解锁位置与锁定位置之间移动，以便调节锁机构104的操作。

例如，在电力故障事件期间，如果内开关112b被设置为“断电开锁”而外开关112a被设置为“断电闭锁”，则内棘爪126b将采用解锁状况而外棘爪126a将采用锁定状况。这将在电力故障事件期间允许建筑物内的人继续离开，同时防止建筑物外的人进入建筑物。

图5中示出控制系统500的示意图。控制系统500包括：锁组件100的控制模块128；外部控制和监视系统502，所述外部控制和监视系统502通过连接器模块104耦接到控制模块128；以及访问卡读取器504，所述访问卡读取器504用于在成功验证访问卡以授予用户访问权限时生成“请求进入”信号。访问卡读取器504可以是非接触式或基于接触的卡读取器。另选地或组合地，可使用访问控制代码键盘。

控制电路128包括微控制器506，所述微控制器506用于基于各种控制信号和设置来确定以供用于马达驱动集成电路(马达驱动ic)508将马达200驱动到与锁机构104的期望操作状态相对应的角度位置(参见图3a至图4f)的适当的驱动信号，所述各种控制信号和设置包括来自外部控制和监视系统502的一个或多个输入信号、每个开关112a、112b的设置(即，所选择操作模式)以及是否存在电力故障事件。正常操作(“非故障”状态)和电力故障操作(“故障”状态)期间每种所选择操作模式的期望操作状态。

当微控制器506接收到一个或多个输入信号时，微控制器506生成驱动信号522，所述驱动信号522用于马达驱动ic508驱动马达200以将锁机构104的对应棘爪126移动到锁定或解锁状况，如先前参考图2至图4f所讨论的。

根据两个开关112的设置(即，所选择操作模式)，锁定信号或解锁信号可以是通电或断电信号。例如，如果两个开关112都被设置为“断电闭锁”，则锁定信号可与断电信号相对应，并且解锁信号可与通电信号相对应。相反地，如果两个开关112都被设置为“断电开锁”，则锁定信号可与通电信号相对应，并且解锁信号可与断电信号相对应。

在锁组件100的安设期间，外部控制和监视系统502基于开关112的设置进行预先配置，使得外部监视系统502将解锁信号(即，在卡读取器504处成功验证用户的访问卡之后)转换为通电或断电信号。通常，外部控制和监视系统502基于安设期间的所选择操作模式被预先配置成指派通电信号来表示锁定信号并指派断电信号来表示解锁信号，或者反之亦然。

当微控制器506接收到一个或多个输入信号时，微控制器506计算马达200和凸轮204实现每个棘爪126的期望的锁定或解锁状况所需的角位移，并根据所确定的角位移生成驱动信号522以使马达200移动。微控制器506基于凸轮传感器302(同样参见图3b)来确定马达200和凸轮204的当前角度位置，所述凸轮传感器302是位于传感器板214(参见图2)上的磁旋转编码器，其与马达轴上的磁体526接口连接以跟踪输出轴202的角度位置。然后，驱动电路ic508基于驱动电路控制信号522和来自磁旋转编码器302的反馈来驱动马达200，直到实现期望角位移为止。期望角位移与锁机构104的期望操作状态相对应。

根据场所的要求，控制模块128可被配置成与外部监视系统502接口连接以接收单个输入信号或两个单独输入信号。控制系统500是否被配置成具有一个或多个输入信号可取决于用户偏好、锁组件将要安设到的设施的限制或要求、或可用外部监视系统的能力等，或这些因素的任何组合。如先前所提及的，常规插芯锁组件通常被配置用于用单个输入信号进行操作。

更特别地，主连接器104提供三个触点(未示出)，这些触点用于耦接到外部控制和监视系统502并接收一个或多个输入信号。当外部控制和监视系统502被配置成提供两个单独输入信号时，第一触点耦接到外部控制和监视系统502以接收用于驱动锁机构104来以操作状态中的一种进行操作的控制信号，第二触点耦接到外部控制和监视系统502以接收用于为电子控制模块128供电的电力信号，并且第三触点用于接地。第一触点连接到输入线516，并且第二触点连接到输入线514。未示出与第三触点相关的接地连接。

因此，控制信号通过输入线516传输，并且电力信号通过输入线514传输。在正常操作期间，电力始终通过输入线514供应到控制模块128，并且通过输入线516传输的控制信号将是锁定或解锁信号。例如，当在通过外部卡读取器504成功认证之后生成“请求进入”信号时，控制信号可以是解锁信号。根据所选择操作模式，解锁信号可以是通电或断电信号。

当控制模块128接收到两个单独输入信号时，电力持续地通过输入线514供应到控制模块128。特别地，通过降压电力电路模块518将9vdc-28vdc市电电压降压至调节的3.6vdc。如所提及的，第二输入线516向微控制器506提供锁定或解锁信号。电力检测电路模块520检测连接到输入线516的电力，使得微控制器506能够相应地处理来自第二输入线516的信号。

当期望提供单个输入信号时，输入线514和516可在主连接器104处或在主连接器104外部彼此连接，使得两根输入线514、516同时接收单个输入信号。通常，输入线514连接到外部电源，诸如市电电源。因此，单个通电/断电信号为电子控制电路128供电并向微控制器506提供指令，使得可生成适当的驱动信号以使马达200移动到与锁机构104的期望操作状态相对应的期望角度位置。

控制模块128还包括呈超级电容器形式的电容器510和相关联的电容器管理集成电路(电容器管理ic)512。在正常操作期间，电容器510从诸如市电电源的外部电源接收电荷，并且在电力故障的情况下，电容器510放电并提供足够的电力以允许控制模块128根据所选择操作模式驱动马达200并移动锁机构104。

在另选的实施方案中，可使用一个或多个电池。电池可以是能够通过市电电源再充电的。也可使用单寿命电池。单寿命电池可提供足够的电力来支持锁的电力故障操作达锁组件100的预期使用寿命。

控制电路128pcb(未示出)包括用于向电路部件供应电力的电力轨513。通常，电力轨513提供从外部电源(诸如，市电电源)降压的调节的3.6vdc。

在正常操作期间，用于微控制器506、马达驱动ic508和马达200的电力由电力轨513提供。电容器管理ic512还使用来自电力轨513的电力对电容器510充电。通常，电容器管理ic512将电容器充电至2.5vdc的最大值。电容器管理ic512结合所需充电时间监视电容器510的电压以监视电容器510的健康状况。

如所提及的，在正常操作中，微控制器506在一根或两根输入线514、516上接收一个或多个输入信号。在电力故障的情况下，到微控制器506的数字输入检测到输入线516上不存在电压。也不再通过输入线514供应电力。在电力故障事件期间，电容器管理ic512从电容器510汲取电力并将电力轨513维持在3.2vdc达一定时间段。通常，电容器510能够将电力轨513维持在3.2vdc达大约30秒。在这段时间内，微控制器508基于所选择操作模式确定将锁机构104的相应棘爪126移动到期望的锁定或解锁状况所需的角位移(如果有的话)，并生成用于马达驱动ic508的驱动信号522。然后，马达驱动ic508将马达200驱动到期望角位移，如先前所描述的。如果来自磁旋转编码器302的反馈指示相应棘爪126中的一者或两者已经布置成处于期望的锁定/解锁状况(即，锁机构已经处于期望操作状态)，则微控制器508不生成驱动电路控制信号522以使马达200移动。

控制模块128还包括用于监视操作信息诸如锁组件100的操作状态和状况的监视模块。监视模块包括用于检测不同操作信息的多个传感器、开关和子模块(如下文进一步详细讨论的)，并将操作信息传达到外部监视系统502。操作信息可提供对锁组件100的操作健康状况和潜在的未授权进入的指示。监视模块还检测并记录操作参数值以帮助对锁组件100进行维护、故障排除和修理，如下文进一步详细讨论的。

监视模块包括闩锁继电器电路子模块528、死锁监视子模块532、门位置监视子模块534、钥匙超控监视子模块536和请求离开监视子模块538，它们用于向外部监视系统502提供操作信息反馈，使得外部监视系统502可监视锁组件的健康状况和检测到的异常。反馈模块528、532、534、536、538中的每一者通过主连接器模块104耦接到外部监视模块。此外，每个反馈模块528、532、534、536、538连接到主连接器模块104。虽然在图5中示出有线连接，但是可采用任何合适的连接，有线的或无线的。

闩锁继电器电路528基于凸轮204的对应位置来向外部监视系统502指示锁机构104的每个毂110a、110b的锁定或解锁位置，并且继电器驱动集成电路(继电器驱动ic)530用于根据如由微控制器506确定的每个棘爪126的位置来驱动电路528的相应继电器开关。由于闩锁继电器不需要电力来保持处于特定状态，因此即使当控制电路128例如在故障或电力中断事件期间失去电力时，闩锁继电器也将可靠地指示每个棘爪126的正确位置(这对应于从外壳102的内侧或外侧锁定锁机构104)。

死锁监视子模块532监视至少辅助插栓组件120(参见图1)的位置。可使用任何合适的传感器来检测插栓组件120的位置。

门位置监视子模块534包括安装在门框中的磁体，所述磁体与相关联的簧片开关(未示出)接口连接以检测门的关闭位置。

钥匙超控监视子模块536在授权用户使用钥匙将闩锁组件114缩回时为外部监视系统502生成通知信号，使得在打开门时可忽略从门位置监视子模块534和死锁监视子模块532生成的对应警报。

请求离开监视子模块538检测用户何时尝试通过附接到锁组件100的手动致动器108的外毂110a或内毂110b的把手来将闩锁组件114缩回。如果针对所操作把手的对应开关112a、112b设置被设置为“逃生”，则所检测到的用户对把手的操作将向外部监视系统502发送通知信号，使得当对把手的操作将闩锁组件114缩回并将门解锁时，将忽略由死锁监视子模块532和门位置监视子模块534生成的对应警报信号。

因此，外部监视系统从反馈子模块528、532、534、536、538接收实时信号以便检测任何失灵，或者例如在有来自死锁监视模块532和/或门位置监视模块534的警报信号而没有来自钥匙越位监视模块536或请求离开监视模块538的前述通知信号的情况下，检测未授权的进入。

控制电路128的监视模块还包括由led驱动电路546控制的led输出端548。led548可以是通过锁具的与门组件100相关联的内门配件和外门配件可见的，以指示锁组件100的操作状态和/或状况。例如，通过内门配件可见的led可以是“绿色”的，以指示内毂110b变得可通过锁机构104操作，并且因此门是从门的内侧解锁的；或者可以是“红色”的，以指示门是从门的内侧锁定的。

控制电路128的监视模块还包括心跳led552，以帮助在锁组件100的维护或修理期间进行诊断。当控制电路128通电时，心跳led552以一种脉冲速率闪烁。心跳led可以一种或多种不同的脉冲速率闪烁，以指示控制电路128的一个或多个故障。

控制电路128的监视模块还包括蜂鸣器550，以在控制电路128检测到故障时提供可听信号。

监视模块还包括由微控制器506执行的诊断功能。特别地，微控制器506被配置成检测并记录锁机构104的多个操作参数值。所记录的值可通过合适的通信接口传达到外部装置(诸如，其上安设有兼容诊断应用程序的外部移动装置)。

可使用任何合适的通信接口。通信接口可包括任何合适类型的无线和/或有线通信。例如，无线通信接口可包括蓝牙、wifi、nfc、无线电无线技术等，和/或其任何组合。有线通信的实例可包括任何合适的串行通信接口(sci)、串行外围接口(spi)、并行接口、usb、以太网等，和/或其任何组合。

图5示出示例性通信接口，其呈usb端口542的形式，所述usb端口542用于允许微控制器506与外部装置和系统(未示出)之间的usb连接。降压电力电路544将从外部usb源汲取的典型5vdc降压至3.3vdc，以向电力轨513供应3.3vdc。

微控制器506的诊断功能被配置成检测插芯锁组件的多个操作参数值，将每个所检测到的操作参数值与跟所检测的操作参数相关联的预定值范围进行比较，并在所检测到的操作参数值落在预定值范围之外的情况下记录所述值。通常，预定值范围指示相关联操作参数的健康操作值范围。

多个操作参数包括电子控制模块的电源电压、循环计数、马达电流、马达故障指示器、电容器电压、电容器充电时间、操作温度和锁的操作状态。

通常，电源电压的预定值范围在9vdc至28vdc之间。低于此范围的所检测到的电源电压值可指示锁组件的不正确安设。

循环计数相较于计划维护或需要更换锁之前的预期最大使用时间提供锁组件100的当前使用时间的指示。循环计数可基于锁操作的性质以任何合适的方式来计算。在一个实施方案中，每个循环可包括用于将锁机构104的操作状态例如从第二操作状态(图3d至图3f)改变到第一操作状态(图3a至图3c)的马达200的移动。在另一个实施方案中，每个循环可包括用于将锁机构104从初始操作状态(例如，第二操作状态)改变到期望操作状态(例如，第一操作状态)再从期望操作状态(例如，第一操作状态)改变回初始操作状态(例如，第二操作状态)的马达200的移动。通常，预期操作循环的最大数目可为约500,000。

一旦检测到最大预期操作循环值，便可生成指示，诸如视觉或音频指示(例如，led灯或蜂鸣器)，或者可向外部监视系统502发送警报信号，以指示需要维修或更换锁组件。

马达电流可由马达驱动ic508检测以便通过微控制器506的输入端口(未示出)传达。在预定范围之外的马达电流读数可指示马达的故障。例如，如果所检测到的马达电流太高，则马达可能发生故障，或者马达上的负载过高。如果例如锁机构104产生过大摩擦，则马达上的负载可能过高。通常，dc马达电流的预定值范围为大约350ma。

如果检测到过大的马达电流值(例如，超过500ma的马达电流值)，则马达故障指示器可提供马达故障的指示。来自马达故障指示器的肯定指示可触发视觉或音频指示器(诸如，在控制电路128上的led或蜂鸣器)，并且/或者生成警报信号以通过外部监视系统502提供警示。

所检测到的操作温度可为控制电路128、电路部件中的任一者或多者的指示温度、马达200和马达驱动ic508、电容器和电容器管理ic512和/或微控制器506的温度。监视模块可包括在控制电路128上的温度传感器，其用于检测控制电路128周围的环境温度。温度传感器和相关联的电路连接到微控制器506的输入通道(未示出)以检测操作温度。马达温度的健康操作范围可在-15℃与50℃之间。在此范围之外的所检测到的温度值可指示控制电路128的失灵，诸如马达200和/或微控制器506的不当操作。

微控制器506进一步检测电容器510的电压和充电时间。通常，电容器510在充满电时的输出电压为约2.5v，容差为大致5％。低于此典型范围的输出电压值可指示发生故障的电容器和/或不足的充电时间。

操作参数中的一者是锁机构在由监视模块确定的失灵期间的操作状态。失灵可在所检测到的操作参数值中的任一者或多者落在相关联的值范围之外时确定。

检测到在预定值范围之外的任一个或多个操作参数值可触发故障指示器，诸如视觉和/或音频指示器(诸如，led灯和/或蜂鸣器/警铃)，以提供已检测到故障的即时指示。故障指示器可在监视模块上，或者在监视模块外部。

微控制器506记录在预定值范围之外的任何所检测到的操作参数值，并生成所记录值的日志文件，以供外部装置通过通信接口(例如，usb端口542)进行检索。如下文进一步详细解释的，日志文件600中的信息可用于帮助对锁组件100进行诊断和故障排除。此外，日志文件600上的信息可在计划维修期间检索以基于先前的操作趋势来预测在不久的将来是否可能发生故障。

图6中示出示例性日志文件600。日志文件600包括锁组件id602，使得可识别相关且相关联的锁组件100并将其与数据库中的任何先前相关日志文件进行匹配。日志文件600还包括系统信息，诸如微控制器id604，以及锁组件的序列号606。此外，日志文件可包括系统信息，所述系统信息包括控制电路128pcb的生产日期、微控制器506的固件版本和日期以及先前安设或更新固件所用的方法。在一些实施方案中，控制电路128可以是支持互联网(例如，wifi)的，以允许通过云和/或局域网自动更新固件。

日志文件600还包括识别锁机构104的操作模式的信息610。在此实例中，左或内毂110b被设置为“通电开启”他称为断电闭锁)，并且右或外毂110a被设置为“外出”(也称为逃生或“始终解锁”)。

在项612处，日志文件600提供配件led548针对特定锁组件100是否被激活的指示。在此实例中，612处的“n”指示未启用配件led。612处的“y”可指示已启用配件led。

项614提供锁机构104的操作总数(例如，10,000)的循环计数。循环计数614可用于提供计划维修或锁更换何时到期的指示。

日志文件600还提供故障日志616，所述故障日志616提供已落在与每个操作参数值相关联的预定值范围之外的检测到的操作参数值的记录。在示例性日志文件600中，已经有六个电源电压低电压检测实例。每个实例的所检测到的电源电压为7.2v，这低于9vdc-28vdc的典型健康操作范围。一致的低压检测可指示锁组件100的不当安设。因此，技术人员可在计划维修期间检查主连接器104处的连接，并且特别是与市电电源的连接。

在一个实施方案中，所记录参数值616中的每一者被加时间戳，使得日志文件600将指示检测和记录无规性操作参数值的时间和日期。在一些实施方案中，不对所记录参数值加时间戳。在一些应用中，可计划每数年(例如，3-5年)或预定数目的循环(例如，100，000个循环)对锁组件100进行维修。可将日志文件的记录值616与在先前维修期间检索的先前日志文件中的那些记录值进行比较，以确定自先前维修以来记录的值。在616处可提供其他异常值，例如，马达电流、电容器电压和/或操作温度的异常值。

如先前所讨论的，日志文件600中的信息可通过如上所述的任何合适的有线通信接口和/或合适的无线通信接口来检索。

在一些实施方案中，控制电路128可包括可移动存储装置，诸如sd或微型sd存储卡。监视模块可将所记录操作参数值中的至少一部分保存在可移动存储装置上，它们可由技术人员检索。

可移动存储装置可在不拆卸锁组件的情况下触及以便移除。

在一些实施方案中，通信接口可包括例如通过led指示器、显示屏等的视觉输出。视觉输出可提供锁机构的操作状态的指示。

通过检测、记录和传达操作参数值(其提供对锁组件在任何时间的操作健康状况的有价值的见解)，本发明的实施方案有利地提供例如在维护或故障排除和故障分析期间监视和诊断任何锁组件而无需将锁组件从门移除的有效手段。这为用于设施的锁组件的维护和修理提供了时间和成本节约。

日志文件还提供锁组件的操作历史的准确记录，所述记录可在任何时间方便地从控制电路128进行提取。来自日志文件的数据可提供有关锁组件的性能和可靠性的有价值的信息，这可帮助正在进行的锁设计、开发和改进考虑。

前述实施方案仅仅是本发明的原理的说明，并且本领域技术人员将容易想到各种修改和改变。本发明能够以各种方式以及在其他实施方案中实践和实行。还应当理解，本文中采用的术语是出于描述的目的并且不应视为是限制性的。

术语“包括”和所述术语的诸如“包含”或“含有”的变型在本文中用于表示包括一个或多个所陈述的整数，但不排除一个或多个任何其他整数，除非在上下文或用法中要求所述术语的排他性解释。

本说明书中参考现有技术的公开内容并不是承认所述公开内容构成公知常识。