一种永磁锁具的制作方法

本发明涉及一种锁具领域，尤其涉及一种包括永磁直线往复电机的锁具。

背景技术：

目前所使用电子锁大部分存在如下缺点：1)电子部分故障率高；2)控制电路全部安装门页上，容易受到机械振动，电场、磁场等各种外部因素的不良影响，且影响整体外观；安全性相比机械防盗锁并不太高。因此，有必要做进一步改进。

现有智能门锁中一般使用旋转电机，带动锁舌的直接弹出和收回，但是旋转电机通过齿轮箱与丝杆等机构配合磨损较大，过程复杂，结构复杂，成本较高。

目前的永磁直线电机的线圈绕组通电后产生电磁力，并与永磁体磁力相互作用驱动电机传动轴往复进行直线运动。现有永磁电机通常使用内外铁芯来解决电机整体磁路，内外铁芯的存在增大了铁芯与永磁体、铁芯与铁芯间气隙，使得电机体积大、气隙大、磁路不完整导致磁力与电磁力不能充分利用而降低电机功率和效率。

因此亟待出现一种新型的永磁直线电机并成功巧妙的应用于锁具的技术方案。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供的永磁锁具通过永磁直线电机的传动轴直接连接锁具的锁舌构成一整体，输入电流启动后，电机内的定子组件产生方向交替变化的电磁力，吸推永磁体，带动锁舌的弹出和收回实现锁具的开关。

为实现以上目的，本发明提供了如下技术方案：

一种永磁锁具，其特征在于，所述永磁锁具包括永磁直线电机、控制器和锁具外壳，所述永磁直线电机的传动轴连接锁具的锁舌进行直线往复运动，所述控制器连接并控制永磁直线电机。

优选地，永磁直线电机包括定子组件、动子组件以及电机外壳；所述定子组件和动子组件安装于电机外壳内；其中：

所述动子组件包括传动轴、连轴支架以及永磁体；所述传动轴一端从电机内部延伸而出，所述传动轴中部固定设置连轴支架，所述永磁体固定嵌合于连轴支架内；

所述定子组件包括定子铁芯、绕组骨架以及绕组线圈，定子铁芯固定安装于电机外壳内侧，定子铁芯径向设置齿形结构构成绕组骨架，绕组骨架上设置绕组线圈。

优选地，电机外壳内部在定子组件两端各设有一个第一端盖，所述第一端盖固定于定子组件两端。

优选地，电机外壳两端设有一个第二端盖，所述第二端盖中其中一个端盖的中部设置轴孔，传动轴的一端穿过轴孔。

优选地，连轴支架设置平行于传动轴的支柱，所述支柱设置有导轨孔，导轨孔内设导轨，所述导轨的两端穿过连轴支架后抵接所述第二端盖。

优选地，导轨的端部套设有弹簧；所述永磁体为一层或多层结构，所述永磁体沿轴向分层装配。

优选地，控制器包括单片机、智能启动模块和电源模块；

所述智能启动模块接收指令并验证分析产生开锁启动指令；

所述单片机根据所述开锁启动指令控制永磁直线电机运动；

所述电源模块为所述单片机和智能启动模块提供电源。

优选地，智能启动模块包括密码按键单元、指纹识别单元、人脸识别单元，磁卡感应单元和扫码识别单元中的一种或多种。

优选地，单片机还连接无线通讯模块，所述无线通讯模块接收远程终端的开锁启动指令。

优选地，控制器还连接摄像监控模块、红外夜视模块和液晶显示模块中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明提供的一种永磁锁具，具有以下有益效果：

1)本发明提供的永磁锁具通过永磁直线电机的传动轴直接连接锁具的锁舌构成一整体，输入电流启动后，电机内的定子组件产生方向交替变化的电磁力，吸推永磁体，带动锁舌的弹出和收回实现锁具的开关。

2)本发明因使用永磁直线电机替代现有智能门锁中使用的旋转电机，使门锁结构更简单、实现过程简单、成本更低。本发明直线智能门锁设置电源控制模块。

3)本发明提供的永磁锁具采用的永磁直线电机使用永磁体为磁源，永磁体两极表面外留出合理气隙后各自对应相应的定子组件，有效缩小永磁体与铁芯、铁芯与铁芯间气隙，充分利用了产生的电磁能形成完整的磁路，提升了电机的有效功率和工作效率，解决了现有电机体积大、气隙大、磁路不完整导致磁力与电磁力不能充分利用的缺陷。

4)本发明提供的永磁锁具采用的永磁直线电机通过将永磁体嵌合于传动轴的连轴支架上构成一整体，绕组线圈缠绕于定子铁芯上构成定子组件，定子固定于外壳内侧，使永磁体的磁力分布均匀，且有效缩小了动子组件与定子组件之间气隙，具有体积小、功率大、能耗低及效率高的特点。

3)本发明提供的永磁锁具采用的永磁直线电机的永磁体采用一层或多层结构，为平板型，多层永磁体结构沿轴向分层装配，电机的多层永磁体可通过每一层永磁体的交替反向充磁过程形成多个反向磁场，通过与定子铁芯各极产生的电磁力相互作用，实现动子组件的推、拉作用，最后形成完整的电机动力系统，提高了电机的工作效率。

4)本发明提供的永磁锁具采用的永磁直线电机通过在电机外壳内部的定子组件两端设置第一端盖，使第一端盖安装于定子组件两端实现定位和固定的作用，防止定子组件的移动及松动；连轴支架内设的导轨两端被第二端盖扣紧，防止了导轨的松动或轴方向的移动，起到了对电机动子组件的导向及定位作用；采用弹簧套在导轨端部起到了加强并推动动子组件的直线往返运动的作用。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例的永磁锁具的结构示意图；

图2是本发明实施例的永磁锁具的永磁直线电机的爆炸结构示意图；

图3是本发明实施例的永磁锁具的控制器的结构示意图。

1-传动轴；2-永磁体；3-弹簧；4-定子铁芯；5-第一端盖；5′-第一端盖；6-电机外壳；7-第二端盖；7′-第二端盖；71-轴孔；8-绕组线圈；9-连轴支架；91-支柱；100-导轨；11-绕组骨架；10-永磁直线电机；20-外壳底座；21-锁舌；30-控制器；31-单片机；32-智能启动模块；33-电源模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面结合附图和示例性实施例对本发明发明作进一步地描述，其中如果已知技术的详细描述对于示出本发明发明的特征是不必要的，则将其省略。

图1是本发明实施例的永磁锁具的结构示意图，永磁锁具包括永磁直线电机10、控制器30和锁具外壳的外壳底座20，永磁直线电机10的传动轴1连接锁舌21进行直线往复运动，控制器30连接并控制永磁直线电机10，锁舌21与永磁直线电机的传动轴1构成一整体，使永磁直线电机更好的更稳定的带动锁舌21做机械直线运动。

图2是本发明实施例的永磁锁具的永磁直线电机的爆炸结构示意图，永磁直线电机10包括定子组件、动子组件以及电机外壳6。定子组件和动子组件安装于电机外壳6内。其中：

所述动子组件包括传动轴1、连轴支架9以及永磁体2。传动轴1一端从电机内部延伸而出，传动轴1的中部固定设置连轴支架9。永磁体2固定嵌合于连轴支架9内，永磁体2与连轴支架9构成一整体。

所述定子组件包括定子铁芯4、绕组骨架11以及绕组线圈8。其中，定子铁芯4固定安装于电机外壳6内侧，定子铁芯4径向设置齿形结构构成绕组骨架11。绕组骨架11上设置绕组线圈8，绕组线圈8缠绕于定子铁芯4表面的绕组骨架11上构成定子组件。

定子组件与动子组件保持一定的距离，使之间设置有一定间隙。本发明提供的电机结构，永磁体2的磁力分布均匀，且有效缩小了动子组件与定子组件之间气隙。所述定子组件与动子组件之间的间隙，具体为0.2mm-0.5mm之间。

电机外壳6内部在定子组件两端设置有第一端盖5和第一端盖5′。第一端盖5和第一端盖5′固定在定子组件两端，安装于定子组件两端实现定位和固定的作用，防止定子组件的移动及松动，避免了电机运作中出现的问题及隐患。

电机外壳6两端还设置有第二端盖7和第二端盖7′。第二端盖7和第二端盖7′与电机外壳6固定形成内部空间，将定子组件与动子组件安装于内部形成完整的电机。同时，在第二端盖7中部设置轴孔71，传动轴1的一端穿过轴孔71而延伸出永磁直线电机。

连轴支架9的两侧设置有平行于传动轴的支柱91，支柱91设置有导轨孔，导轨孔内设导轨100。导轨100的两端穿过连轴支架9的支柱91后抵接第二端盖7。导轨100两端被固定在第二端盖7和第二端盖7′内，且不穿透端盖7防止导轨松动或轴方向的移动，起到了对电机动子组件的导向及定位作用。

优选地，在导轨100的端部套设有弹簧3，弹簧3套在导轨100上，起到了加强并推动动子组件的直线往返运动的作用，进一步提高了电机的工作效率。

永磁体2采用一层或多层结构，为平板型，多层永磁体结构沿轴向分层装配，具体的，可根据电机功率和电机的尺寸增减动子组件的永磁体个数和层数。电机的多层永磁体可通过每一层永磁体的交替反向充磁过程形成多个反向磁场，通过与定子铁芯4各极产生的电磁力相互作用，实现动子组件的推、拉作用，最后形成完整的电机动力系统。

定子铁芯4采用硅钢片冲压而成，定子铁芯4包括两个及两个以上的齿形结构，通过齿形结构叠压形成多齿定子铁芯，定子铁芯4的齿形结构即绕线骨架11，多齿定子铁芯对应与永磁体2的两极成一一对应组线圈8沿绕组骨架11缠绕线圈，根据电机所需功率和电机尺寸要求，可选择线圈绕组8轴向缠绕定子铁芯4的轭部、径向缠绕定子铁芯4的齿部或在多个定子铁芯4的同层齿槽间圆周方向缠绕线圈等不同缠绕结构。

定子铁芯4的数量为1组或1组以上，根据电机所需功率和电机尺寸不同而选择，通过缠绕绕组线圈，线圈绕组通电后，各串、并联的线圈通以电流形成感应磁场，与永磁体2的磁场相匹配作用，驱动动子组件产生往复振荡运动，带动传动轴1往复输出动力而形成完整的电机动力系统。

本发明提供的永磁直线电机具有完整的动力系统，通过传动轴1的两端连接外部器件，实现如汽缸器件的往复压缩、推动，具有高效低耗的优点，可以应用于发动机、压缩机、气泵、油泵、水泵、伸缩机械手、振动器械和各类门锁。

图3是本发明实施例的永磁锁具的控制器的结构示意图，控制器30 包括单片机31、智能启动模块32和电源模块33。智能启动模块32接收指令并验证分析产生开锁启动指令；单片机31根据开锁启动指令控制永磁直线电机10(图未示)直线运动；电源模块33为单片机和智能启动模块提供电源。

电源模块33可以为外接电源接口，也可以是一次性电池或者充电式电池。

所述智能启动模块32包括密码按键单元、指纹识别单元、人脸识别单元、磁卡感应单元和扫码识别单元中的一种或多种，通过多种智能开锁方式进行开关锁，大大提高了锁的智能性及应用性。

单片机还可以连接无线通讯模块，通过无线通讯模块接收远程终端的开锁启动指令，用户可通过手机上的APP进行锁具的远程开关控制，方便了用户的使用及需求。

控制器还通过连接摄像监控模块、红外夜视模块和液晶显示模块增加了摄像监控功能、红外夜视功能以及液晶显示功能，还可以增加提醒模块，如扬声器，当电量底时提醒用户更换或者充电。

本发明提供的永磁锁具的永磁直线电机的传动轴直接连接锁具的锁舌构成一整体，输入电流启动后，电机内的定子组件产生方向交替变化的电磁力，吸推永磁体，带动锁舌的弹出和收回实现锁具的开关。

本发明因使用永磁直线电机替代现有智能门锁中使用的旋转电机，使门锁结构更简单、实现过程简单、成本更低。本发明直线智能门锁设置电源控制模块。

以上仅为本发明较佳实施例，并不用于局限本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均需要包含在本发明的保护范围之内。