一种电子锁芯及其锁具的制作方法

本发明属于锁具技术领域，具体涉及一种电子锁芯及其锁具。

背景技术：

目前，市场上锁具的电子锁芯一般由减速电机或螺线管等驱动元件驱动锁具的解锁机构运动来实现解锁。这种开锁方式在锁具的解锁机构被限位而出现卡死的情况下，由于解锁机构无法正常动作，会导致开锁失败。

以一个具体应用场景为例，在锁具的解锁机构无法正常动作的情况下，进行第一次电控开锁操作，不能完成解锁操作，锁具仍然处于闭锁状态；在解除解锁机构的限位之后，需要再一次进行电控开锁操作，才能打开锁具，完成解锁操作。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种组成简单，结构可靠，部件少，操作方便的电子锁芯及其锁具。

本发明实施例提出了一种电子锁芯，包括锁芯壳、闭锁机构和驱动元件；

所述锁芯壳用于容置所述驱动元件和闭锁机构；

所述闭锁机构包括解锁轴、主动齿轮、从动齿轮和复位机构；

所述解锁轴具有解锁部，所述解锁轴能够带动所述解锁部转动，使锁具解锁或闭锁；

所述驱动元件用于驱动所述主动齿轮向正反两个方向转动；

所述主动齿轮能够在所述驱动元件的驱动下向正反两个方向转动；

所述从动齿轮与所述主动齿轮齿轮副连接；

所述从动齿轮能够通过所述复位机构驱动所述解锁轴向正反两个方向转动。

进一步，所述主动齿轮为完全齿轮，所述从动齿轮具有不完全齿部。

进一步，所述解锁轴具有限位部，所述电子锁芯具有限位机构，所述解锁轴的限位部与所述限位机构相适配，使所述解锁轴在预设角度范围内转动。

进一步，所述解锁轴的限位部为解锁轴上设置的突出部，所述电子锁芯的限位机构为设置在所述锁芯壳上的限位槽；或者，

所述解锁轴的限位部为解锁轴上设置的突出部，所述电子锁芯的限位机构为设置在所述锁芯壳上的第一突块和第二突块；或者，

所述解锁轴具有中空内腔，所述解锁轴的限位部为在中空内腔的内壁上相对设置的第一突起和第二突起，所述电子锁芯的限位机构为突出部，所述突出部能够直接或间接固定在所述锁芯壳上，所述解锁轴的两个突起与所述电子锁芯的突出部相适配。

进一步，所述复位机构为扭簧，所述扭簧套设在所述解锁轴的第二端上；

所述从动齿轮具有第一突出部，所述解锁轴具有第二突出部，所述第一突出部和第二突出部同向设置；

所述扭簧的两端中的每一端都能够抵接在第一突出部和第二突出部上，或者，所述扭簧的两端分别连接在第一突出部和第二突出部上。

进一步，在所述闭锁机构处于解锁状态或闭锁状态时，所述复位机构使从动齿轮的不完全齿部具有与主动齿轮啮合的趋势，当闭锁机构处于解锁状态或闭锁状态时，所述扭簧的扭矩大于0。

进一步，所述驱动元件为减速电机。

进一步，所述电子锁芯还包括电控模块和供电模块，所述电控模块和供电模块设置在所述锁芯壳内；所述电控模块包括电子电路，所述电子电路与所述驱动元件电连接；所述供电模块用于为所述电控模块提供电能。

进一步，所述电控模块还包括无线通讯模块，用于与解锁设备通讯连接；所述供电模块为内置电池。

本发明实施例还提出一种锁具，所述锁具包括锁体、前述电子锁芯之一和解锁机构，所述电子锁芯的解锁轴能够带动解锁机构动作，实现锁具的解锁和闭锁。

进一步，所述锁具包括锁钩、闭锁销和闭锁销复位弹簧；

所述解锁机构包括转动块，所述转动块可转动地设置在锁体内，转动块与所述解锁轴的解锁部驱动连接；

所述闭锁销可往复移动地设置在锁体内，在所述转动块转动时，所述闭锁销能够在解锁位置和闭锁位置之间切换；

所述闭锁销复位弹簧用于为所述闭锁销向闭锁位置运动提供弹力；

所述锁钩上设置有锁钩闭锁槽，所述闭锁销具有限位头，所述限位头与锁钩闭锁槽限位配合。

本发明实施例的有益效果：本发明实施例提出的电子锁芯及其锁具，组成简单，结构可靠，部件少，小巧紧凑，能够适配不同锁具，通用程度高，操作方便，特别是，在第一次进行电控开锁操作后，发现锁具的解锁机构被限位而不能完成解锁操作的情况下，在解除解锁机构的限位之后，无需再一次进行电控开锁操作，即可解锁。

附图说明

图1是本发明实施例提出的电子锁芯的立体结构分解示意图。

图2是本发明实施例提出的电子锁芯的装配结构剖视图。

图3a是本发明实施例提出的电子锁芯的闭锁机构处于闭锁状态的结构示意图。

图3b是本发明实施例提出的电子锁芯的闭锁机构处于解锁过程中的结构示意图。

图3c是本发明实施例提出的电子锁芯的闭锁机构处于解锁状态的结构示意图。

图4是本发明实施例提出的锁具处于闭锁状态的结构示意图。

图5是本发明实施例提出的锁具处于解锁状态的结构示意图。

图6a是本发明实施例提出的另一种电子锁芯的结构分解示意图。

图6b是本发明实施例提出的另一种电子锁芯的解锁轴的限位部、电子锁芯的限位结构的示意图。

图7a是本发明实施例提出的另一种电子锁芯的结构分解示意图。

图7b是本发明实施例提出的另一种电子锁芯的解锁轴的限位部、电子锁芯的限位结构的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

电子锁芯

参照图1-图3c，本发明实施例提出了一种电子锁芯100，包括锁芯壳110、驱动元件120、闭锁机构和电控模块140；所述闭锁机构包括主动齿轮131、从动齿轮132、解锁轴133和复位机构135，所述闭锁机构在所述驱动元件120的驱动下，完成解锁动作或闭锁动作，以实现锁具的解锁或闭锁。

所述锁芯壳110具有安装腔，用于容置所述驱动元件120、闭锁机构、电控模块140和供电模块150。

所述驱动元件120用于驱动所述主动齿轮131向正反两个方向转动，优选的，所述驱动元件120为减速电机120，所述减速电机120的输出轴能够向正反两个方向转动。

所述主动齿轮131与减速电机120的输出轴连接，能够在减速电机120的驱动下向正反两个方向转动。优选的，所述主动齿轮131为完全齿轮，具有完全齿部。

所述从动齿轮132呈环状，中部中空，从动齿轮132具有第一突出部1322，所述从动齿轮132与所述主动齿轮131齿轮副连接。优选的，所述从动齿轮132为不完全齿轮，具有不完全齿部1321，所述从动齿轮132能够在所述主动齿轮131的的驱动下，在不完全齿部1321所限定的角度范围内往复转动。

所述解锁轴133的第一端可转动地套设在从动齿轮132内，解锁轴133具有解锁部1331和第二突出部1332；所述解锁轴133转动时带动所述解锁部1331转动，使锁具解锁或闭锁；所述第一突出部1322和第二突出部1332同向设置。

优选的，所述解锁轴133具有限位部，所述电子锁芯还具有限位机构，所述限位机构固定设置或为能够在解锁状态和闭锁状态时处于固定状态的可运动机构，所述解锁轴的限位部与所述电子锁芯的限位机构相适配，限位部能够限位机构的限位下在预设角度范围内转动，从而使所述解锁轴133在预设角度范围内转动。在一个实施方式中，参照图6a、图6b，所述解锁轴133的限位部为解锁轴133上设置的突出部1333，所述电子锁芯的限位机构为设置在所述锁芯壳上的第一突块1001和第二突块1002。在另一个实施方式中，所述解锁轴的限位部为解锁轴上设置的突出部，所述限位机构为设置在所述锁芯壳110上的限位槽，所述解锁轴133的突出部与所述限位槽相适配。在另一个实施方式中，参照图7a、图7b，该电子锁芯包括驱动元件14、闭锁机构和锁芯壳16，闭锁结构包括主动齿轮10、从动齿轮11、解锁轴12、扭簧13和电子锁芯的限位机构15，从动齿轮具有第一突出部111、解锁轴12具有第二突出部121，扭簧套设在限位机构15上，扭簧的两端分别能够与第一突出部111、第二突出部121抵接或连接，其解锁轴的限位部和电子锁芯的限位结构设置为如下方式：所述解锁轴12具有中空内腔，所述解锁轴的限位部为在中空内腔的内壁上相对设置的第一突起123和第二突起124，所述电子锁芯的限位机构为突出部15，所述突出部15以直接或间接方式固定在锁芯壳上，所述解锁轴的两个突起与所述电子锁芯的突出部相适配，使解锁轴在限位机构的限位下在预设角度范围内转动，所述突出部15既可以直接固定在锁芯壳上，也可以连接在锁芯壳内的其他机构上(例如作为紧急解锁机构的可转动的机械锁芯等)，并且，突出部15也可以在操作下运动，例如连接在机械锁芯上时，可以在转动机械锁芯时跟随转动，由于机械结构多种多样，无法穷举，凡在本发明实质精神内的结构设置方式均在本发明公开的范围内。

优选的，所述闭锁机构还包括固定轴134，所述固定轴134的第一端固定设置在锁芯壳110上，所述固定轴134的第二端套设在所述解锁轴133内，所述解锁轴133能够绕所述固定轴134的第二端转动。

所述从动齿轮132和所述解锁轴133通过所述复位机构135驱动连接，所述从动齿轮132能够通过所述复位机构135驱动所述解锁轴133向正反两个方向转动，所述复位机构135优选为扭簧135。在一个实施方式中，所述扭簧135可转动地套设在所述解锁轴133的第二端，第一突出部1322和第二突出部1332的长度足够长，使得扭簧135的两端中的每一端都能够抵接第一突出部1322和第二突出部1332，由于扭簧135能够在解锁轴133上转动，因此，扭簧135的一端既能够抵接在所述从动齿轮132的第一突出部1322上，又能够抵接在所述解锁轴133的第二突出部1332上，扭簧135的另一端既能够抵接在所述从动齿轮132的第一突出部1322上，又能够抵接在所述解锁轴133的第二突出部1332上。在另一个实施方式中，所述扭簧135的两端中的一端与第一突出部1322连接，另一端与第二突出部1332连接。扭簧135优选采用抵接两突出部的方式设置，采用该设置方式，零部件结构更简单，加工容易，装配简单。

在一个实施方式中，所述从动齿轮132的内壁在轴向上具有第一台阶结构，所述解锁轴133的外壁在轴向上具有第二台阶结构，所述解锁轴133的第一端套设在所述从动齿轮132内，第一台阶结构与第二台阶结构相适配，从而在轴向上对解锁轴133进行限位。

优选的，在所述闭锁机构处于解锁状态或闭锁状态时，所述复位机构135使从动齿轮132的不完全齿部1321具有与主动齿轮131啮合的趋势。由此，能够避免在闭锁操作或解锁操作时，出现主动齿轮131和从动齿轮132无法啮合的情况。

具体的，当闭锁机构处于闭锁状态时，所述扭簧135的扭矩大于0。具体的，参照图3a，闭锁状态下，主动齿轮131位置固定，主动齿轮131的齿部抵压在从动齿轮132的不完全齿部1321的第一端端部的齿部的外侧，对从动齿轮132限位，所述电子锁芯的限位机构的一端对所述解锁轴133的限位部限位，扭簧135的两端分别抵接在第一突出部1322和第二突出部1332上，扭簧135两端的间距大于自然状态下扭簧135两端的间距，由此，扭簧135对所述从动齿轮132和解锁轴133具有预压力，从而使从动齿轮132的不完全齿部1321具有与主动齿轮131啮合的趋势。该设置方式能够避免解锁操作时出现主动齿轮131和从动齿轮132无法啮合的情况。

具体的，当闭锁机构处于解锁状态时，所述扭簧135的扭矩大于0。具体的，参照图3c，闭锁状态下，主动齿轮131位置固定，主动齿轮131的齿部抵压在从动齿轮132的不完全齿部1321的第二端端部的齿部的外侧，对从动齿轮132限位，所述电子锁芯的限位机构的另一端对所述解锁轴133的限位部限位，扭簧135的两端分别抵接在第一突出部1322和第二突出部1332上，扭簧135两端的间距大于自然状态下扭簧135两端的间距，由此，扭簧135对所述从动齿轮132和解锁轴133具有预压力，从而使从动齿轮132的不完全齿部1321具有与主动齿轮131啮合的趋势。该设置方式能够避免闭锁操作时出现主动齿轮131和从动齿轮132无法啮合的情况。

所述电控模块140用于电控解锁、闭锁操作，电控模块140包括电子电路141，所述电子电路141与驱动元件120电连接，从而在电子电路141接通电源时，能够向驱动元件120供电。优选的，所述电控模块140还包括无线通讯模块，用于与解锁设置通讯连接，所述无线通讯模块，例如为蓝牙通讯模块。

优选的，所述电子锁芯还包括供电模块150，所述供电模块150用于为所述电控模块140提供电能。在一个实施方式中，所述供电模块150为内置电池150，例如为锂充电电池、干电池、太阳能电池等。采用内置电池150供电，可以应用到没有外接电源的场合，扩展锁芯的使用环境。在另一个实施方式中，所述供电模块150还可以为无线供电装置。本领域技术人员可以理解，所述电子电路141也可以采用外接电源供电，当采用外接电源供电时，所述供电模块150为电子电路141与外接电源电连接的电连接模块。采用外接电源供电，可以使锁芯结构简单，无需电池的充电和更换，降低人工维护成本。电子锁芯集成电控模块140和供电模块150，能够提高电子锁芯的通用性，适配不同结构的锁具，而无需为锁具单独设计电控模块140和供电模块150。

所述电子锁芯还包括盖板160，所述盖板160设置在锁芯壳110的外端面上，能够将电子锁芯的内部零件封装于锁芯壳110内。

需要说明的是，本领域技术人员能够理解，本发明的实质精神的一个方面在于使所述从动齿轮132能够通过扭簧135驱动解锁轴133转动，所述第一突出部1322和所述第二突出部1332与扭簧135的两端抵接或连接仅为优选实施方式，由于机械结构的多样性，具体结构的形式难以穷举，凡能够使从动齿轮132通过扭簧135驱动解锁轴133转动的结构均在本发明公开的范围之内。

下面，示例性的，对本发明的电子锁芯的工作方式进行详细说明。

解锁工作过程

操作人员携带解锁设备靠近电子锁芯，通过无线通讯模块与解锁设备连接，验证身份合法性，身份验证通过后，内置电池150向电子电路141供电，电子电路141向减速电机120供电，减速电机120转动带动主动齿轮131转动，由于扭簧135存在一定的预压力，使得在闭锁状态时，不完全齿部1321始终具有与主动齿轮131啮合的趋势，当主动齿轮131转动时，主动齿轮131与从动齿轮132的不完全齿部1321啮合，从而带动从动齿轮132克服扭簧135的弹力转动，当从动齿轮132转动一定角度后，从动齿轮132的第一突出部1322抵压扭簧135的第一端，并推动扭簧135转动，扭簧135的第二端抵压解锁轴133的第二突出部1332，克服锁具解锁机构的内部阻力推动解锁轴133转动，进而带动解锁部1331转动，从而解锁锁具。当从动齿轮132转动到不完全齿部1321不再与主动齿轮131啮合时，不完全齿部1321在扭簧135的弹力作用下始终有与主动齿轮131啮合的趋势，此时，主动齿轮131处于空转状态，从动齿轮132基本处于静止状态，满足一定条件时，电子电路141不再向减速电机120供电，主动齿轮131停止转动，解锁过程结束。

需要特别说明的是，该电子锁芯具有如下优点，在锁具的解锁机构由于外部因素无法动作的情况下，进行电控开锁操作，从动齿轮132在主动齿轮131的带动下转动，由于解锁部1331被无法正常动作的解锁机构限制，导致解锁部1331无法转动，因此，从动齿轮132不能通过扭簧135带动解锁轴133转动，但此时扭簧135被拉伸，产生扭矩。满足一定条件时，电子电路141不再向减速电机120供电，扭簧135仍然保持在拉伸状态。此时，一旦导致锁具的解锁机构不能动作的外部因素消失后，扭簧135的弹力即可释放，扭簧135的弹力小于减速电机120的内部阻力，且大于锁具的解锁机构的内部阻力，因此，扭簧135的弹力不能带动减速电机120反转，而能够带动解锁轴133转动，进而带动锁具解锁机构动作，完成解锁过程。可见，本发明实施例的电子锁芯，在第一次进行电控开锁操作后，发现锁具的解锁机构被限位而不能完成解锁操作的情况下，在解除解锁机构的限位之后，无需再一次进行电控开锁操作，即可解锁。

闭锁工作过程

操作人员携带解锁设备靠近电子锁芯，通过无线通讯模块与解锁设备连接，验证身份合法性，身份验证通过后，内置电池150向电子电路141供电，电子电路141向减速电机120供电，减速电机120转动带动主动齿轮131向反方向转动，由于扭簧135存在一定的预压力，使得在解锁状态时，不完全齿部1321始终具有与主动齿轮131啮合的趋势，当主动齿轮131转动时，主动齿轮131与从动齿轮132的不完全齿部1321啮合，从而带动从动齿轮132克服扭簧135的弹力转动，当从动齿轮132转动一定角度后，从动齿轮132的第一突出部1322抵压扭簧135的第二端，并推动扭簧135转动，扭簧135的第一端抵压解锁轴133的第二突出部1332，克服锁具解锁机构的内部阻力推动解锁轴133转动，进而带动解锁部1331转动，从而闭锁锁具。当从动齿轮132转动到不完全齿部1321不再与完全齿轮齿部啮合时，不完全齿部1321在扭簧135的弹力作用下始终有与主动齿轮131啮合的趋势，此时，主动齿轮131处于空转状态，从动齿轮132基本处于静止状态，满足一定条件时，电子电路141不再向减速电机120供电，主动齿轮131停止转动，闭锁过程结束。

本发明实施例的电子锁芯巧妙的利用主动齿轮131、从动齿轮132和解锁轴133之间相互配合，以较少的部件、简单的组成和结构，小巧紧凑，实现了前述操作便捷的效果，在锁具的解锁机构被卡死的情况下，无需二次解锁操作，即可利用复位机构135所蓄积的能量，在解锁机构解除卡死后，即可完成解锁，并且，还能够适配不同锁具，通用程度高。

锁具

参照图4、图5，本发明实施例还提出一种锁具200，所述锁具包括锁体、上述电子锁芯和解锁机构，所述电子锁芯的解锁轴133能够带动解锁机构动作，实现锁具的解锁和闭锁；在一个实施方式中，所述锁具包括闭锁销、闭锁销复位弹簧和锁钩，所述解锁机构包括转动块。

所述转动块210可转动地设置在锁体内，转动块与解锁轴133的解锁部1331驱动连接，转动块具有解锁位置和闭锁位置，所述转动块在第一方向上的宽度小于第二方向上的宽度，当转动块的第一方向朝向闭锁销时，转动块处于解锁位置，当转动块的第二方向朝向闭锁销时，转动块处于闭锁位置。

所述闭锁销可往复移动地设置在锁体内，所述闭锁销具有解锁位置和闭锁位置，在所述转动块转动时，所述闭锁销能够在解锁位置和闭锁位置之间切换，从而，所述转动块的转动使所述锁具在解锁状态和闭锁状态之间切换。所述闭锁销具有限位头，优选的，所述限位头呈弧形或v字形或梯形等形状；优选的，所述闭锁销具为两个。

所述闭锁销复位弹簧用于为所述闭锁销向闭锁位置运动提供弹力。在一个实施方式中，所述闭锁销复位弹簧套设在闭锁销上，闭锁销复位弹簧的第一端抵接在闭锁销上，第二端抵接在锁体上。

所述锁钩具有锁钩闭锁槽，所述闭锁销的限位头与所述锁钩闭锁槽限位配合，所述锁钩能够在解锁位置和闭锁位置之间切换。

当锁钩处于闭锁位置，转动块处于闭锁位置时，转动块止挡在闭锁销的后退路径上，闭锁销的限位头与所述锁钩的锁钩闭锁槽限位配合，锁钩无法移动；当锁钩处于解锁位置，转动块处于解锁位置时，转动块不再对闭锁销起止挡作用，闭锁销能够脱离锁钩的锁钩闭锁槽，闭锁销的限位头不再与锁钩闭锁槽限位配合。

优选的，所述锁具还包括锁钩复位弹簧，所述锁钩复位弹簧用于为锁钩提供向解锁位置运动的弹力。当限位头呈弧形或v字形或梯形等形状时，解锁操作后，转动块转动至解锁位置，不再止挡闭锁销，锁钩在锁钩复位弹簧的弹力作用下，向解锁位置运动，闭锁销在锁钩的抵压下向后运动，锁钩弹出，实现解锁，锁钩复位弹簧还能够将锁具保持在解锁状态。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。