具有电动锁致动器的插芯锁组件的制作方法

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”、“morticelockassemblyhavingelectroniccontrolmodule”和“monitoringsystemforlockassembly”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。

本发明总体上涉及以下种类的插芯锁组件，其包括插栓、能够操作来移动插栓的手动致动器以及具有用于控制手动致动器的操作的电动致动器的锁机构。本发明总体上还涉及一种包括这种插芯锁组件的安全系统。在下文中特别参考闩锁组件来描述本发明将是方便的，然而，应当了解，本发明可适用于其他形式的插芯锁组件(诸如锁定插栓(deadbolt)组件)。

背景技术：

前述种类的插芯锁组件可包括一对毂，所述一对毂各自能够相对于外壳旋转以使弹键插栓(latchbolt)从伸出位置移动。锁机构可包括卡位杆，所述卡位杆可被调整以采用锁定位置，从而防止相应毂的旋转。卡位杆可通过圆筒锁的操作或通过电动致动器来移动。

在锁机构包括电动致动器的情况下，它可采用螺线管的形式，所述螺线管利用电力供应的变化来改变卡位杆的位置。螺线管可例如保持通电，以便使其柱塞抵抗压缩弹簧的偏置力而缩回，使得选择性地关闭电源释放柱塞以使其在弹簧的力下移动，进而移动卡位杆。

螺线管相对于卡位装置进行物理布置的方式可进行调整以允许锁机构以预定方式对电力故障事件作出响应。所述布置可称为断电闭锁(failsecure)或断电开锁(failsafe)，并且螺线管中的弹簧用于相应地作出响应。当发生电力故障事件并且锁机构被设置为断电闭锁时，卡位杆将保持处于锁定位置或移动到锁定位置，由此防止任一毂的旋转。另选地，当锁机构被设置为断电开锁时，卡位杆将保持处于释放位置或移动到释放位置，由此允许任一毂的旋转。

本申请人已经了解到，根据螺线管的布置，要求螺线管连续地汲取电力以使锁机构保持在锁定状态可能是有问题的，或者至少是效率低下的。此外，将锁的所有元件物理地装配到外壳中同时允许螺线管相对于卡位装置的布置可调整以对电力故障事件作出响应可能是困难的，特别是在外壳内的空间有限的情况下。再者，对于插芯锁组件来说，在其如何对电力故障事件作出响应方面提供更大的灵活性将是优选的。

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在澳大利亚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插芯锁组件，其包括：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和外侧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；锁定机构，所述锁定机构包括内棘爪和外棘爪，所述内棘爪和所述外棘爪分别能够相对于所述内毂和所述外毂进行调整；以及电动致动器，所述电动致动器用于在其中所述相应的内毂或外毂变得不能操作的锁定状态与其中所述相应的内毂或外毂变得能够操作的解锁状态之间调整所述内棘爪和所述外棘爪的状态，并且所述电动致动器包括一个马达，所述马达具有在所述马达能够操作时围绕电动毂轴线产生旋转的输出端。虽然所述内毂和所述外毂还可能够操作来将所述插栓从所述缩回位置移动到所述伸出位置，但优选的是，所述插芯锁组件包括用于将所述插栓移动回到所述伸出位置的偏置弹簧。

优选的是，所述插芯锁包括在所述外壳内的电力储存装置，所述电力储存装置向至少所述电动致动器供应电力，因为这简化了安设过程，然而，所述电力储存装置也可位于所述外壳外部。优选的是，所述电动致动器包括不多于一个的马达，所述马达具有在所述马达能够操作时致使围绕电动毂轴线旋转的输出端。进一步优选的是，所述马达包括驱动轴，所述驱动轴在所述马达通电时围绕所述电动毂轴线旋转。

所述锁机构优选地包括位于所述电动致动器与所述内棘爪和所述外棘爪中间的传动布置。所述传动布置可采用任何形式并且优选地包括凸轮，所述凸轮能够在所述电动致动器操作时旋转以调整所述内棘爪和所述外棘爪中的一者或两者的状态。这种布置具有允许可如何通过电动致动器来调整所述内棘爪和或所述外棘爪的更大选择性的优点。虽然所述凸轮可直接作用于所述内棘爪和所述外棘爪，但优选的是，所述传动布置包括内凸轮从动件和外凸轮从动件，它们各自与所述凸轮相互作用以便能够在所述凸轮旋转时在第一位置与第二位置之间移动。所述内凸轮从动件和所述外凸轮从动件可各自在所述第一位置与所述第二位置之间线性移动。所述锁机构可包括用于将所述内凸轮从动件和所述外凸轮从动件朝向所述第一位置推动的偏置布置，然而这仅仅是优选的。另选地，所述内凸轮从动件和所述外凸轮从动件可以某种形式的捕获布置与所述凸轮相互作用，以便将所述内从动件和所述外从动件保持在优选位置中，诸如所述第一位置中。优选的是，所述凸轮包括凸轮表面，并且所述内凸轮从动件和所述外凸轮从动件中的每一者各自包括支承表面，当所述凸轮旋转时，所述凸轮表面在所述支承表面之上滑动。每个支承表面的配置可采用任何合适的形式，并且在一种形式中，每个支承表面包括倾斜部分，所述凸轮表面在所述倾斜部分之上滑动，以便将所述内凸轮从动件和所述外凸轮从动件移动到所述第二位置。显然，其他表面配置也可以实现此功能。

所述内毂和所述外毂优选地相对于所述外壳安装以便围绕毂轴线旋转，并且所述内棘爪和所述外棘爪相对于所述外壳安装以便围绕棘爪轴线旋转，其中所述毂轴线和所述棘爪轴线是平行的。另选地，所述毂轴线和所述棘爪轴线可布置成彼此成一定角度或彼此同轴。所述锁机构可包括棘爪轴，所述内棘爪和所述外棘爪中的每一者安装在所述棘爪轴上以便围绕其旋转，然而其他布置可能是合适的。

所述电力储存装置可采用任何合适的形式，包括任何形式的可再充电电池或电容器，包括超级电容器、超电容器、伪电容器和混合电容器中的任一者或多者。进一步优选的是，所述插芯锁组件包括至少一个电触点，通过所述至少一个电触点，电力能够从远离所述外壳的市电电源供应到所述电力储存装置。优选的是，所述锁机构能够被选择用于在其中电力无法从所述市电电源供应到所述电力储存装置的电力故障事件期间以断电开锁模式或断电闭锁模式操作。进一步优选的是，在所述锁机构被选择为以所述断电开锁状态操作的情况下，所述内棘爪和所述外棘爪两者在所述电力故障事件中采用所述解锁状态，并且在所述锁机构被选择为以所述断电闭锁状态操作的情况下，所述内棘爪和所述外棘爪两者在所述电力故障事件中采用所述锁定状态。然而，更进一步优选的是，所述锁机构能够被选择为单独地针对所述内棘爪和所述外棘爪中的每一者以所述断电开锁模式或所述断电闭锁模式操作，使得所述内棘爪和所述外棘爪在所述电力故障事件中采用所述解锁状态或所述锁定状态。所述锁机构可被选择来进行操作的方式可采用任何合适的形式，并且一种形式包括锁机构开关(参见权利要求18)，所述锁机构开关能够调整来将所述锁机构的所述操作控制为断电开锁、断电闭锁或逃生模式，其中在逃生模式中，所述内棘爪和所述外棘爪中的一者或两者采用所述解锁状态。另选地，可远程调整对所述锁机构的操作的选择。优选的是，所述锁机构开关能够从所述外壳外部进行调整。这具有避免打开锁外壳来调整所述锁机构的操作模式(这可能致使不经意地改变内部组件)的优点。所述锁机构开关可能够在所述外壳安设在门中或其上时进行调整，或者另选地，一旦安设在门中就防止进行调整。所述第一布置具有简化模式选择过程的优点，而所述第二布置与所述第一布置相比具有一旦安设就防止进行调整的安全优点。

优选的是，所述插芯锁组件包括监视布置，所述监视布置监视所述内毂、所述外毂、所述内棘爪、所述外棘爪、所述插栓或所述电力储存装置的所述操作、所述状态或所述位置中的任一者或多者。进一步优选的是，所述监视布置监视所述内毂和所述外毂中的每一者以确定所述内毂或所述外毂中的任一者是否已在第一位置与第二位置之间旋转。在所述插芯锁包括监视布置、并且所述外壳被配置用于容纳圆筒锁、并且所述插栓被配置用于与所述圆筒锁的圆筒凸轮相互作用的情况下，优选的是，所述监视布置监视所述圆筒凸轮从第一位置朝向第二位置的移动，在所述第二位置中，所述圆筒凸轮与所述插栓接合。所述监视布置可采用任何合适的形式，使得其可包括用于与所述圆筒凸轮相互作用的至少一个梭动件，当所述圆筒凸轮朝向第二位置移动时，所述至少一个梭动件相对于所述外壳在与所述圆筒凸轮采用所述第一位置相对应的第一位置与第二位置之间移动。所述监视布置还可包括监视开关，所述监视开关能够调整来自所述插芯锁的输出信号。

一种插芯锁组件可包括任何形式的插栓，并且一种优选形式包括插栓组件，所述插栓组件包括插栓头和用于将所述插栓头朝向所述伸出位置偏置的偏置装置。此外，所述插栓头可包括倾斜前导表面。再者，所述插栓组件可包括辅助插栓，所述辅助插栓能够相对于所述外壳在锁死位置与非锁死位置之间移动。

优选的是，所述内棘爪和所述外棘爪各自分别能够在所述电动致动器操作时相对于所述内毂和所述外毂进行调整。

进一步优选的是，所述内棘爪能够在所述电动致动器操作时相对于所述外棘爪进行调整。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于与门一起使用的安全系统，其包括：如本前文所描述的插芯锁组件，并且所述插芯锁组件被配置用于连接到市电电源；访问控制读取器，所述访问控制读取器用于靠近所述门定位，被配置用于直接或间接连接到所述市电电源并连接到所述插芯锁组件，使得在满足安全协议的情况下能够将信号发送到所述锁机构。

优选的是，所述安全系统包括远程监视站，所述远程监视站用于连接到至少所述插芯锁组件，由此在使用中，所述远程监视站监视至少所述内毂或所述外毂的操作。所述远程监视站可包括用于指示所述至少内毂或外毂的操作的听觉指示器和或视觉指示器。所述远程监视站还可被配置用于连接到所述访问控制读取器，并且包括用于记录安全协议数据的数据记录器。

在下文中参考附图更详细地描述本发明将是方便的。图解和所附描述的特定性并不意图限制如权利要求所提供的本发明的广泛定义。相反，附图和具体描述仅仅是本发明可如何实施的说明。

附图说明

图1是根据本发明的一个方面的并入插芯锁的锁具的局部分解等角视图结合根据本发明的另一个方面的安全系统的示意图。

图2是来自图1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3是来自图2的插芯锁的侧正视图，其中弹键插栓组件和辅助插栓组件处于伸出位置。

图4是来自图3的插芯锁组件的侧正视图，其中弹键插栓组件和辅助插栓组件处于缩回位置。

图5是来自图3的插芯锁组件的相反侧视图。

图6是锁机构、内毂和外毂的分解等角视图。

图7是从图6部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪和外棘爪两者都处于解锁位置。

图8是锁机构的一部分的侧正视图，其中内棘爪被示出为处于释放位置。

图9是锁机构的俯视平面图，其中此pcb被移除以显露出内棘爪和外棘爪各自处于解锁状态时凸轮相对于内凸轮从动件和外凸轮从动件的取向。

图10是从图6部分组装的锁机构的等角视图，其中内棘爪和外棘爪两者都处于锁定状态。

图11是锁机构的一部分的侧正视图，其中内棘爪被示出为处于锁定状态。

图12是锁机构的俯视平面图，其中此pcb被移除以显露出内棘爪和外棘爪各自处于锁定状态时凸轮相对于内凸轮从动件和外凸轮从动件的取向。

图13是来自图1的插芯锁的侧正视图，其中安设了内圆筒凸轮。

图14是来自图13的插芯锁的侧正视图，其中内圆筒凸轮旋转以移动内梭动件。

图15是来自图14的插芯锁组件的侧正视图，其中内圆筒凸轮进一步旋转以接合辅助插栓组件。

图16是来自图15的插芯锁组件的侧正视图，其中内圆筒凸轮进一步旋转以使辅助插栓组件和弹键插栓组件缩回。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个方面的包括插芯锁组件2的锁具1的局部分解等角视图。所示的锁具1还包括内门配件3和外门配件，它们分别用于定位在门5(图1中仅示出部分门扇边挺)的内侧和外侧上。内门配件3包括内把手6，所述内把手6能够相对于内配件板4围绕毂轴线x-x旋转。而外门配件4包括对应的外把手8，所述外把手8也能够相对于外配件板9围绕毂轴线x-x旋转。图1还示出内配件板7和外配件板9，它们均包括用于穿过其容纳内圆筒锁10和外圆筒锁10的孔口。内圆筒锁10和外圆筒锁11中的每一者能够通过适当配置的钥匙(未示出)来操作，所述钥匙用于围绕圆筒凸轮轴线y-y旋转相应的圆筒凸轮12(在图1中仅可见内圆筒凸轮12)。

虽然插芯锁组件2可安设在各种不同的门中，但图1示出可在其中容纳适当布线的中空门扇边挺。图1所示的插芯锁外壳13包括提供用于布线15的连接点的电触点或插座14。布线优选地包括通向市电电源16的两根线材。一根通信线材通向远离门5定位的远程监视站17，并且一根通信线材通向靠近门5定位的访问控制读取器18。访问控制读取器18优选地是处理由钥匙卡或标签20产生以用于验证访问协议的无线信号19的种类的。而远程监视站17优选地由人监视。远程监视站17可监视与插芯锁组件2的操作相关的功能，并且这些功能将参考后面的图解更详细地描述。远程监视站17还可连线到访问控制读取器18以记录与访问控制读取器18的使用相关的数据，并调整其安全协议程序。

现在参考图2，其示出外壳13的盖板21(参见图1)被移除。插芯锁组件12包括插栓22，或者更具体地，图2示出被示出为处于伸出位置的弹键插栓组件22，所述弹键插栓组件22包括具有倾斜前导面的插栓头23。插栓组件22包括在外壳13内的插栓体24，所述插栓体24被配置成在外壳13内在如图所示的伸出位置与缩回位置(参见图4)之间滑动。偏置弹簧(未示出)在外壳13的后壁与插栓体24之间起作用以将插栓组件22朝向伸出位置推动。图2还示出辅助插栓组件25，其包括辅助插栓头26和辅助插栓体27。辅助插栓弹簧(未示出)在辅助插栓体27与外壳13的后壁之间起作用，以便将辅助插栓头26朝向如图所示的伸出位置推动。辅助插栓组件25与弹键插栓组件22相互作用，以便在门5关闭时以本领域技术人员将理解的方式将弹键插栓组件22死锁在伸出位置。更具体地，辅助插栓组件25与弹键插栓组件22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22可通过手动致动器28的操作来相对于外壳13进行调整，手动致动器28包括图2中的外毂29、毂杆件30和内毂31(参见图5)。在内把手6或外把手8旋转时，内毂31和外毂29两者分别能够独立地围绕毂轴线x-x旋转。内毂31或外毂29围绕毂轴线x-x的旋转将致使毂杆件30也围绕毂轴线x-x从图3所示的位置旋转到如图4所示的位置，从而使弹键插栓组件缩回。

插芯锁组件2还包括锁机构32，其控制内毂31和外毂29中的任一者或两者的旋转。如图2所示的锁机构32包括外棘爪33和内棘爪34(参见图5)，它们各自能够围绕棘爪轴线z-z(参见图6)旋转。图3和图4示出至少外棘爪33处于解锁状态，并且当外棘爪33处于这种状态时，外毂29围绕毂轴线x-x自由旋转以使弹键插栓组件22从伸出位置缩回。而图5例如示出内棘爪34处于锁定状态，从而防止内毂31旋转以使弹键插栓组件22从伸出位置缩回。

图2还示出在外壳13的上腔中的电力控制单元25，所述电力控制单元25包括位于其上表面上的电触点14。从图5可以了解，电力单元还包括电力储存装置36，其可采用任何形式的可再充电电池、电容器，包括超级电容器、超电容器、伪电容器和混合电容器中的任一者或多者。

从图6可更容易地了解锁机构32的内部元件。所示的锁机构包括呈单个马达37形式的电动致动器，其具有呈围绕电动致动器轴线a-a旋转的驱动轴38形式的输出端。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32还包括位于马达37与内棘爪34和外棘爪35之间的传动布置。所示的传动装置包括凸轮39，其能够在马达37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40和外凸轮从动件41，它们响应于凸轮39的旋转而线性移动。马达37、内凸轮从动件40和外凸轮从动件41位于壳体内，所述壳体在图6所示的实施方案中呈内部部分42和外部部分43的形式。壳体还容纳内弹簧44和外弹簧45，所述内弹簧44和外弹簧45分别在壳体部分42、43与内凸轮从动件40和外凸轮从动件41之间起作用。图6还示出棘爪轴65，内棘爪34和外棘爪35中的每一者安装在棘爪轴65上以便围绕其旋转。最后，锁机构还包括传感器板46，其形成将锁机构32与电力控制单元35连结起来的pcb48(也参见图2)的一部分。传感器板46包括用于感测凸轮39的旋转位置的凸轮传感器47，以及用于感测毂29、31中的每一者的旋转位置的毂传感器66、67(它们分别在图8和图10中可见)。凸轮39以及毂29、31中的每一者包括由相应的凸轮传感器47和毂传感器66、67感测的嵌入磁体(未示出)。然而，这种布置可用一系列微型开关替代。

现在参考图7，其示出内棘爪34和外棘爪35两者分别相对于内毂31和外毂29处于解锁状态。内毂31和外毂29两者各自包括肩部49、50，所述肩部49、50定位成分别与内棘爪34和外棘爪35中的每一者的上臂51、52相邻但与其间隔开。应当了解，在内棘爪34和外棘爪35处于这个位置的情况下，内毂31和外毂29两者都能够围绕致动轴线x-x旋转。现在参考图8，其示出锁机构32的局部剖视图，并且特别地示出内棘爪34的下臂53被捕获在内凸轮从动件40的凹槽54(参见图6)中以便随其一起移动。内弹簧44推动内凸轮从动件40以致使内棘爪34采用如图8所示的位置，并且在图8所示的位置中，内凸轮从动件40被认为是处于第一位置。

图9示出凸轮39以及内凸轮从动件40和外凸轮从动件41两者都处于第一位置的平面图。相比之下，图12示出凸轮39已经通过马达37(参见图11)的操作而旋转180°，由此凸轮表面55在内凸轮从动件40和外凸轮从动件41中的每一者的支承表面56、57之上滑动。从图11可以了解，这已经推动内凸轮从动件40朝向第二位置移动，从而致使内棘爪34在逆时针方向上旋转，使得内棘爪34的上臂51位于内毂31的肩部49下方。这种布置在图12中进一步示出，图12示出内棘爪34和外棘爪35两者由于凸轮39采用如图12所示的位置而处于锁定位置。由此分别防止内毂31和外毂29的旋转。应当了解，凸轮39在顺时针或逆时针方向上从如图9所示的位置旋转90°将仅导致内凸轮从动件40或外凸轮从动件41的移动。然而，考虑到凸轮表面55的形状，相应的内凸轮从动件40和外凸轮从动件41上的每个支承表面56、57包括倾斜部分，以便允许凸轮39旋转到如图10所示的位置。

插芯锁组件2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32可被选择用于以断电开锁模式、断电闭锁模式和逃生模式操作。图2示出形成锁机构32的一部分的一对开关58、59，所述一对开关58、59均可通过形成在外壳13的后壁中的孔口触及。手动开关58、59可位于外壳上的其他位置，并且从这种程度来说，它们可位于附接到外壳13的前壁的面板60后面。另选地，针对操作状态的选择可由某种形式的无线通信装置进行远程调整。这些另选选项中的任一个将使得能够在外壳13安设在门5中时进行调整。然而，使得开关58、59能够通过外壳的后壁进行调整的优点在于：这将阻止对锁机构32的所选择操作状态进行未经授权的调整。

每个开关58、59能够在分别与锁机构32采用断电开锁模式、断电闭锁模式和逃生模式相对应的三个位置之间进行调整。此外，每个开关58、59分别专用于内棘爪34或外棘爪35。因此，例如，这允许内棘爪34和外棘爪35两者以相同的方式或另选地以不同的方式对电力故障事件作出响应。这通过内棘爪34能够在马达37操作时独立于外棘爪35移动来实现。当发生电力故障事件时，如果内开关59被设置为断电开锁模式而外开关58被设置为断电闭锁模式，则内棘爪34将采用解锁状态而外棘爪35将采用锁定状态。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。由于插芯锁组件2包括电力存储装置36，锁机构的这些操作状态可在不使用螺线管的情况下实现。电力存储装置36将保存足够的电力，以便在无法将电力从市电电源16供应到电力储存装置36的情况下调整内棘爪34和外棘爪35的状态至少一次。因此，出于本说明书的目的，电力故障事件是无法将电力从市电电源16供应到电力储存装置36的事件。

内圆筒锁10和外圆筒锁11两者分别包括内圆筒凸轮12和外圆筒凸轮(未示出)，其中的每一者配置成与弹键插栓组件22相互作用。内圆筒凸轮12与弹键插栓组件22相互作用的方式参考图13至图16更清楚地示出。图13示出呈竖直取向的内圆筒凸轮12，并且应当注意，辅助插栓组件25和弹键插栓组件22都处于伸出位置。图13还示出外梭动件61，其遮挡内梭动件62(参见图14)，它们各自单独地与开关机构63相互作用。通过比较图13和图14可以了解，内圆筒凸轮在逆时针方向上旋转致使凸轮的远侧端部接合内梭动件62并将其朝向外壳13的前壁移动。这进而触发形成监视装置的一部分的开关机构67向远程监视站17发送授权人员正以机械方式绕过锁机构32的信号。内圆筒凸轮12在逆时针方向上从图14所示的位置进一步旋转到图15所示的位置导致凸轮的远侧端部接合弹键插栓组件22的一部分。同样，内圆筒凸轮12从如图15所示的位置进一步旋转到如图16所示的位置致使辅助插栓组件25和弹键插栓组件22两者缩回到缩回位置。

还优选的是，监视布置通过毂传感器66和67监视内毂31和外毂29的相对位置并且或者通过凸轮传感器47监视凸轮39的相对位置，以确定内毂31、外毂29或凸轮39中的任一者是否已旋转。

图2还示出插芯锁组件2包括监视开关64，所述监视开关64能够在第一位置与第二位置之间进行调整。监视开关的功能是调整从插芯锁组件2发送到远程监视站17的信号以使其符合监视站的协议。

从前述内容应当了解，如前文所描述的插芯锁组件2提供利用电动致动器的锁机构的相对简单的另选形式。并入马达32而非螺线管的优选布置可提供较低电力消耗的另选方案。另外，利用一对开关58、59来为每个棘爪选择断电开锁、断电闭锁或逃生模式的能力简化了调整过程，同时提供锁机构32如何对电力故障事件作出响应的更大灵活性。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以将各种改变和/或添加引入如前文所描述的插芯锁组件中。