专利名称：压电致动式电子感应挂锁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉 及电子挂锁技术领域，尤其涉及一种压电致动式电子感应挂锁。
背景技术：
目前，在琳琅满目的锁具当中，机械式挂锁是一种相当方便且实用的锁具，其 结构主要是在锁体内部设置一锁栓，并在外端一侧枢设有一 U型锁杆，该U型锁杆的另 一端具有一锁扣端，而该锁扣端可伸入锁体的一锁孔内，使用者利用一钥匙扭转锁栓以 控制锁栓与锁杆的锁扣端之间的闭锁或开锁状态。但是，公知的机械式挂锁必须依赖钥匙才能打开，倘若钥匙毁坏或变形则无法 使用，万一钥匙遗失的话，就必须重新打造钥匙或更换整组锁具。另外，公知的机械式 挂锁大部分仅具有单一开锁机制，由于钥匙的轮廓很容易被复制，甚至熟练的小偷能够 以特殊开锁技巧打开锁体，故其防盗效果较差。于是，目前市面上推出多种形式的电子挂锁，其利用电磁感应或无线射频辨识 系统(RFID)来控制锁栓的启闭，其解锁的困难度较传统机械式挂锁更高，借此增加挂锁 本身的防盗效果。目前，公知的电子挂锁内部设有用于带动锁栓移动的一小型马达，当 使用者手持一电子卡接近电子挂锁时，电子挂锁内的感应器(不论是电磁感应器或RFID 感应器)会感应到电子卡内的资料，一旦判读资料后确认为正确的电子卡时，电子挂锁 内的控制器便传送一驱动信号以驱动该小型马达正转或反转，进而带动锁栓前进或后 退，借此达成闭锁或开锁的动作。如上所述，可想而知，公知的电子挂锁内部的结构复杂、零件数量较多、且由 于马达的缘故导致挂锁的整体体积难以缩减；另外，传统马达的耗电量较大，势必缩减 电子挂锁内的电池寿命；所以，如何缩减电子挂锁的体积以推出适用于行李箱或办公桌 抽屉等的精巧挂锁，且其耗电量低而能够延长电子挂锁的电池寿命，一直是电子挂锁的 制造业者长期来所欲克服的问题点。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种压电致动式电子感应挂锁，其能够 大幅缩减挂锁的体积，且耗电量低而能够延长挂锁的使用寿命。为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种压电致动式电子感应挂锁，其配合一电子卡以达成开锁和/或闭锁，包 括一壳体，具有一锁孔；一锁杆，枢接该壳体并具有嵌入该锁孔内的一锁扣端；一感应器，设置于该壳体内以感应所述电子卡的资料；一控制单元，电性连接该感应器以辨识该感应器所感应到的资料；一压电致动器，电性连接该控制单元并被该控制单元驱动而产生位移；以及[0014]一锁栓组件，设置于该壳体内部并被该压电致动器带动而能够在卡掣该锁扣端 的一第一位置和脱离该锁扣端的一第二位置之间移动。作为优选方案，壳体是由一上壳体和一下壳体所组成，在上壳体与下壳体之间 围设出一容置空间，上壳体的上表面开设有一锁心孔和一缺槽，下壳体的一侧开设有一 枢轴孔，而另一侧开设 有一锁孔，下壳体的内部成型有一对滑轨和一对轴承孔。作为优选方案，所述锁杆呈U型且包含枢接于所述枢轴孔内的一枢接端和嵌入 所述锁孔内的一锁扣端。作为优选方案，所述感应器为选自电磁式感应器或无线射频辨识系统感应器。作为优选方案，控制单元包含设置于下壳体内的一电路板、布设于电路板上的 一处理器、和电性连接处理器的一控制器，感应器所感应到的资料被传送至处理器上， 处理器对资料进行辨识与处理，并将处理过的资料传送至控制器以控制压电致动器。作为优选方案，压电致动器是设置于一对滑轨之间且电性连接控制器，控制器 是用以产生一驱动电压并将驱动电压输入压电致动器内，用以驱动压电致动器产生位 移。作为优选方案，锁栓组件包括受压电致动器驱动而滑移的一滑动件和选择性卡 掣锁扣端的一内锁栓，滑动件的左右两侧分别成型有两个隔开的导引凸肋，每一滑轨嵌 入两个导引凸肋之间，以使滑动件跨设并滑行于一对滑轨上，内锁栓跨置于一对轴承孔 上并能够沿着一对轴承孔的轴线滑动。作为优选方案，滑动件成型有一操作部，操作部具有一前导端面和侧向邻接前 导端面的一卡掣面，内锁栓的一端是用以卡掣锁扣端，而另一端则抵靠操作部的卡掣 面，在第一位置时，滑动件沿着一对滑轨滑行而使操作部的卡掣面抵靠内锁栓，在第二 位置时，滑动件沿着一对滑轨滑行而使卡掣面脱离内锁栓。作为优选方案，内锁栓的中段处成型有一解锁杆，解锁杆的自由端突出于上壳 体的缺槽外，解锁杆与靠近卡掣面的一部分内锁栓上套设有一弹簧，弹簧抵靠于其中一 轴承孔周缘壁和解锁杆之间以偏压内锁栓朝向锁扣端迫紧。作为优选方案，该挂锁还包含设置于上壳体的轴孔内的一锁心，锁心的上表面 具有一钥匙插槽，锁心的底部固接有一压杆，锁心经旋转后能带动压杆而下压滑动件的 操作部，以使滑动件沿着一对滑轨滑行而脱离与内锁栓的卡掣。相较于先前技术，本实用新型具有以下有益效果由于本实用新型利用压电致动器(Piezoelectric actuator)来取代传统线性马达，
压电致动器系利用机电耦合转换的压电效应，将输入电能转换成输出位移，以达到精密 的定位控制；压电致动器具有低消耗功率、不会产生电磁信号干扰、微小位移的控制性 佳、响应速度快、体积小与重量轻等诸多优点，故能够大幅缩减整个挂锁的体积，且其 耗电量低，而能够延长挂锁的使用寿命。
图1是本实用新型的分解立体图。图2是本实用新型的组合立体图。图3是本实用新型的透视剖面图，显示锁杆欲插入锁扣孔内的操作状态。[0029]图4是本实用新型的透视剖面图，显示锁杆已插入锁扣孔内的操作状态。图5A是显示本实用新型的压电致动器产生位移的示意图。图5B是显示本实用新型的压电致动器带动滑动件滑行的示意图。图6是本实用新型的 透视剖面图，显示锁杆已插入锁扣孔内且锁栓组件已闭锁 的操作状态。图7是本实用新型的透视剖面图，显示锁栓组件已开锁锁杆欲脱离锁扣孔的操 作状态。图8是本实用新型的透视剖面图，显示以备用锁杆进行开锁的操作状态。主要元件标记说明1电子感应挂锁，10壳体，11上壳体，111锁心孔，112缺槽，12下壳体，121枢轴孔，122锁孔，123滑轨，124轴承孔，20锁杆，21枢接端，22锁扣端，30感应器，40控制单元，41电路板，42处理器，43控制器，50压电致动器，60锁栓组件，61滑动件，611导引凸肋，612凹槽，613操作部，6131前导端面，6132卡掣面，62内锁栓，621解锁杆，622弹簧，70锁心，701固定柱，71钥匙插槽，72压杆，721限位孔，722指部，8容置空间，9波浪状位移。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案和功效作进一步说明，以 使本领域的技术人员更好地理解本实用新型并能予以实施。请参考图1和图2，本实用新型提供一种压电致动式电子感应挂锁(以下简称为 “电子感应挂锁1”)，其配合一电子卡(未显示)以达成开锁和/或闭锁，该电子感应
挂锁1包括一壳体10、一锁杆20、一感应器30、一控制单元40、一压电致动器50和 一锁栓组件60。壳体10是由一上壳体11和一下壳体12所组成，而在上壳体11与下壳体12之 间围设出一容置空间8，电子感应挂锁1的相关零件是配置在此容置空间8内；上壳体11 的上表面开设有一锁心孔111和一缺槽112 ；下壳体12的一侧开设有一枢轴孔121，而另 一侧开设有一锁孔122，下壳体12的内部成型有一对滑轨123和一对轴承孔124。在本实用新型的实施例中，锁杆20呈U型而包含枢接于该枢轴孔121内的一枢 接端21和嵌入该锁孔122内的一锁扣端22。当锁杆20的锁扣端22嵌入并锁固于锁孔 122内时，电子感应挂锁1便处于闭锁状态；反之，当锁杆20的锁扣端22能够从锁孔122 中移出时，电子感应挂锁1便处于开锁状态。感应器30设置于下壳体12内以感应电子卡的资料，在本实用新型的实施例中， 感应器30可为电磁式感应器或运用无线射频辨识系统(RFID)的感应器。[0053]控制单元40是电性连接该感应器30以辨识该感应器30所感应到的资料，在本 实用新型的实施例中，控制单元40包含设置于下壳体12内的一电路板41、布设于该电路 板41上的一处理器42和电性连接该处理器42的一控制器43 ；电路板41可 为一印刷电 路板，其电性连接至感应器30，致使感应器30所感应到的资料经由电路板41而传送至处 理器42上，然后，处理器42对该资料进行辨识与处理，并将处理过的资料传送至控制器 43，而最后由控制器43对压电致动器50进行控制。在本实用新型的实施例中，压电致动器50呈矩形薄片状，其设置于该对滑轨 123之间且电性连接该控制单元40的控制器43，该控制器43是用以产生一驱动电压并将 该驱动电压输入该压电致动器50内，以驱动该压电致动器50产生位移。锁栓组件60包括受该压电致动器50驱动而滑移的一滑动件61和可选择性卡掣 该锁扣端22的一内锁栓62;更明确地说，如图1所示，滑动件61的左右两侧分别成型 有两个隔开的导引凸肋611，每一滑轨123是嵌入该两个导引凸肋611之间，致使滑动件 61能够跨设并滑行于此对滑轨123上。配合参考图5A和图5B，以下将简述压电致动器50的原理。压电致动器50主 要是由压电材料制成的一薄板，当控制器43输入驱动电压至压电致动器50的一区域时， 在该区域内的压电材料会因为驱动电压的缘故而产生挠曲变形；借此将此驱动电压依序 输入压电致动器50的不同区域，就能够控制整个压电致动器50的各个区域的挠性变形， 而产生一波浪状位移9，此波浪状位移9的波峰段是隆起而抵靠滑动件61底面所设置的一 凹槽612，借此结构，压电致动器50便能够带动滑动件61滑行。滑动件61的中央成型有一操作部613，此操作部613具有一前导端面6131和侧 向邻接该前导端面6131的一卡掣面6132。内锁栓62呈圆柱状而跨置于该对轴承孔124 上，以便沿着该对轴承孔124的轴线滑动。内锁栓62的中段处成型有一解锁杆621，此 解锁杆621的自由端突出于上壳体11的缺槽112外而暴露于电子感应挂锁1的外侧；内 锁栓62的一端是用以卡掣该锁扣端22，而另一端则抵靠该操作部613的卡掣面6132。在 解锁杆621与靠近卡掣面6132的一部分内锁栓62上套设有一弹簧622 ；由于此弹簧622 是抵靠于其中一轴承孔124周缘壁和该解锁杆621之间，所以在正常情形下，内锁栓62 受弹簧622的偏压而朝向该锁扣端22迫紧。当滑动件61沿着滑轨123滑行而使操作部 613的卡掣面6132抵靠该内锁栓124时(以下称之为“第一位置”)，由于卡掣面6132 的卡掣作用，所以使用者无法拨动解锁杆621而使内锁栓62脱离该锁扣端22，此时的电 子感应挂锁1是处于闭锁状态；当滑动件61沿着滑轨123朝相反方向滑行而使操作部613 的卡掣面6132脱离该内锁栓62时(以下称之为“第二位置”)，由于卡掣面6132不再 卡掣内锁栓62的一端，所以使用者可以拨动解锁杆621的自由端而使内锁栓62脱离该锁 扣端22，此时的电子感应挂锁1是处于开锁状态。参考图3至图7，以下将说明本实用新型的电子感应挂锁1的开锁和闭锁动作。如图3所示，首先，使用者将锁杆20的锁扣端22插入下壳体12的锁孔122内； 然后，如图3所示，当锁扣端22插入锁孔122内时，内锁栓62由于弹簧622的偏压而自 动卡掣该锁扣端22;接着，如图6所示，当使用者利用电子卡进行闭锁程序时，感应器 30会感应到电子卡上的资料并将此资料传送到控制单元40的处理器42，处理器42辨识 为正确资料后便传送一信号给控制器43，控制器43再输入一正向驱动电压到压电致动器50而产生如图5A和图5B所示的波浪状位移9，借此带动滑动件61沿着滑轨123朝上滑 行至第一位置，此时，滑动件61的卡掣面6132抵靠内锁栓62的左端，因此锁扣端22无 法脱离锁孔122而达成闭锁效果。如图7所示，当使用者再次利用电子卡进行开锁程序时，感应器30会感应到电 子卡上的资料并将此资料传送到控制单元40的处理器42，处理器42辨识为正确资料后便 传送一信号给控制器43，控制器43再输入一反向驱动电压到压电致动器50而产生如图 5A和图5B所示但具有相反位移方向的波浪状位移9，借此带动滑动件61沿着滑轨123朝 下滑行至第二位置，此时，滑动件61的卡掣面6132脱离内锁栓62的左端，所以内锁栓 62可以朝左移动而脱离锁杆20的锁扣端22，因此锁扣端22可以脱离锁孔122而达成开 锁效果。参考图8并配合图1，本实用新型的电子感应挂锁1另外包含设置于上壳体11的 轴孔111内的一锁心70，该锁心70的上表面具有一钥匙插槽71，而锁心70的底部固接 有一压杆72;更明确地说，锁心70的底部成型有一固定柱701，而压杆72对应成型有 供该固定柱相互嵌固的一限位孔721，借此旋转锁心70能同时带动压杆72旋转。钥匙 插槽71的轮廓是对应于一特制的备用钥匙(未显示)的轮廓，所以此特制的备用钥匙可 以插入该钥匙插槽71内并旋转锁心70 ；倘若使用者忘记携带电子卡而无法用电子卡开锁 时，可以使用此备用钥匙来开锁；当备用钥匙插入钥匙插槽71内时可以旋转锁心70，致 使锁心70带动其底部的压杆72而下压滑动件61的操作部613，借此使滑动件61沿着滑 轨123下滑而脱离与内锁栓62的卡掣，而 达到开锁效果。为了避免制造公差的影响而使 压杆72与操作部613的前导端面6131可能无法有效接触，所以压杆72的自由端朝上弯 折成一指部722，以便有效接触并压下操作部613的前导端面6131。综上所述，当知本实用新型的压电致动式电子感应挂锁已具有实用性、新颖性 与创造性，又本实用新型的构造亦未曾见于同类产品和公开使用，完全符合实用新型专 利的申请要件，因此依专利法提出申请。以上所述实施例仅为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施方式，并非用以 限定本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。本技术领域的 技术人员在此基础上所作的等效变换，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种压电致动式电子感应挂锁，配合一电子卡以达成开锁和/或闭锁，其特征在 于，包括一壳体，具有一锁孔；一锁杆，枢接所述壳体并具有嵌入所述锁孔内的一锁扣端；一感应器，设置于所述壳体内以感应所述电子卡的资料；一控制单元，电性连接所述感应器以辨识所述感应器所感应到的资料；一压电致动器，电性连接所述控制单元并被所述控制单元驱动而产生位移；以及一锁栓组件，设置于所述壳体内部并被所述压电致动器带动而在卡掣所述锁扣端的 一第一位置和脱离所述锁扣端的一第二位置之间移动。
2.如权利要求1所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述壳体是由一上壳 体和一下壳体所组成，在所述上壳体与所述下壳体之间围设出一容置空间，所述上壳体 的上表面开设有一锁心孔和一缺槽，所述下壳体的一侧开设有一枢轴孔，而另一侧开设 有一锁孔，所述下壳体的内部成型有一对滑轨和一对轴承孔。
3.如权利要求2所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述锁杆呈U型且包 含枢接于所述枢轴孔内的一枢接端和嵌入所述锁孔内的一锁扣端。
4.如权利要求3所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述感应器为选自电 磁式感应器或无线射频辨识系统感应器。
5.如权利要求4所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述控制单元包含设 置于所述下壳体内的一电路板、布设于所述电路板上的一处理器、和电性连接所述处理 器的一控制器，所述感应器所感应到的资料被传送至所述处理器上，所述处理器对所述 资料进行辨识与处理，并将处理过的资料传送至所述控制器以控制所述压电致动器。
6.如权利要求5所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述压电致动器为设 置于所述一对滑轨之间且电性连接所述控制器，所述控制器用以产生一驱动电压并将所 述驱动电压输入所述压电致动器内，用以驱动所述压电致动器产生位移。
7.如权利要求6所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述锁栓组件包括受 所述压电致动器驱动而滑移的一滑动件和选择性卡掣所述锁扣端的一内锁栓，所述滑动 件的左右两侧分别成型有两个隔开的导引凸肋，每一所述滑轨嵌入所述两个导引凸肋之 间，以使所述滑动件跨设并滑行于所述一对滑轨上，所述内锁栓跨置于所述一对轴承孔 上并沿着所述一对轴承孔的轴线滑动。
8.如权利要求7所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述滑动件成型有 一操作部，所述操作部具有一前导端面和侧向邻接所述前导端面的一卡掣面，所述内锁 栓的一端用以卡掣所述锁扣端，而另一端则抵靠所述操作部的卡掣面，在所述第一位置 时，所述滑动件沿着所述一对滑轨滑行而使操作部的卡掣面抵靠所述内锁栓，在所述第 二位置时，滑动件沿着一对滑轨滑行而使卡掣面脱离内锁栓。
9.如权利要求8所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，所述内锁栓的中段处 成型有一解锁杆，所述解锁杆的自由端突出于所述上壳体的所述缺槽外，解锁杆与靠近 所述卡掣面的一部分内锁栓上套设有一弹簧，所述弹簧抵靠于其中一所述轴承孔周缘壁 和解锁杆之间以偏压内锁栓朝向锁扣端迫紧。
10.如权利要求9所述的压电致动式电子感应挂锁，其特征在于，还包含设置于所述上壳体的所述轴孔内的一锁心，所述锁心的上表面具有一钥匙插槽，所述锁心的底部固 接有一压杆，所述锁心经旋转后能带动所述压杆而下压所述滑动件的所述操作部，以使 所述滑动 件沿着所述一对滑轨滑行而脱离与所述内锁栓的卡掣。
专利摘要本实用新型涉及电子挂锁技术领域，具体披露了一种压电致动式电子感应挂锁，该挂锁配合电子卡以达成开锁和/或闭锁，该挂锁包括壳体、锁杆、感应器、控制单元、压电致动器和锁栓组件；壳体具有锁孔，锁杆枢接壳体并具有嵌入锁孔内的锁扣端，感应器感应电子卡的资料并传送至控制单元，控制单元区驱动压电致动器产生位移，压电致动器带动锁栓组件而能够在卡掣该锁扣端的一第一位置和脱离该锁扣端的一第二位置之间移动。由于压电致动器具有低功率、响应速度快、体积小与重量轻等诸多优点，使得本实用新型能够大幅缩减整个挂锁的体积，且其耗电量低，而能够延长挂锁的使用寿命。
文档编号E05B47/02GK201794402SQ20102052145
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者杨秉然 申请人:宽丰工业股份有限公司