指纹挂锁的制作方法

本实用新型涉及一种锁具，具体的说是一种指纹挂锁。

背景技术：

挂锁，是锁具世界中最古老、最庞大的家族，可以说其它锁具都是从挂锁这门类中繁衍、派生而来的。挂锁的锁体上装有可以扣接的U型锁环，使挂锁通过U型锁环直接与锁体扣接成为封闭形锁具。

由于挂锁的结构特点，决定了挂锁使用方便灵活，用途广泛。它能取代其它锁具，而其它锁具不能代替挂锁发挥作用，它是一种比较理想的防患闭锁器，

传统的挂锁主要是弹子结构类挂锁，此类锁具运用圆柱型弹子在锁芯内设置障碍，从而使锁芯不能转动，达到闭锁的作用。弹子结构也是锁具常用的结构之一。

随着现代生活技术水平的提高，传统挂锁使用较不方便，在忘带钥匙或钥匙掉了时，则不能打开挂锁，另外由于各种开门钥匙太多，带一大把钥匙在身上也不方便，传统的挂锁防盗能力也较差，很有必要进一步增强挂锁的安全防盗性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种指纹挂锁，在传统挂锁的基础上设置指纹开启功能，进一步增强挂锁的方便性以及安全防盗性能。

为了达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案，一种指纹挂锁，包括锁体，该锁体上设置有锁环，其关键在于：在锁环的左右两端均设置有楔口，与两个楔口配合设置有两个插销，两个插销的外端为楔形与两个楔口配合，两个插销的内端均抵接有驱动轴，两个插销上均套有复位弹簧，所述驱动轴由步进电机驱动开锁，所述驱动轴套有复位扭簧，步进电机连接有控制器，该控制器连接有指纹感应器，该指纹感应器设置在锁体的外表面，所述控制器还连接有电源。

本实用新型通过指纹感应器输入正确指纹后，控制器通过步进电机带动驱动轴旋转，驱动轴的圆周表面可设置两个凹槽或设置两个圆弧凸起，形成一凸轮结构，步进电机带动驱动轴旋转将其凹槽对准插销，插销在复位弹簧的拉动下向内后退出楔口，复位弹簧一端固定在锁体上，另一端固定在插销的外端，锁环在其顶出弹簧的推力下向上伸出开锁，锁环的顶出弹簧属于常识性技术，在此不详述，当关锁时，用手将锁环向下摁动，到达限定位置即锁环的插孔的底部，驱动轴在复位扭簧的带动下回转，将插销重新插入锁环的两个楔口内，完成关锁。

控制器包括单片机，单片机获取指纹感应器的信号后，进行识别，如果指纹密码正确，则通过步进电机驱动模块推动步进电机旋转开锁，延时数秒后，单片机进入休眠状态，步进电机驱动模块断电，节约电能，步进电机断电后可在复位扭簧的推动下复位。单片机和步进电机驱动模块都属于成熟技术，在保险柜、指纹锁和门禁系统中也广泛使用，其电路在此不再详述，不是本发明的主要发明点。

步进电机与电磁铁相比具有如下优势，第一电磁铁没有增力机构，所以其动作电流较大，锁体与锁环一般用钢材制造，极易被电磁铁磁化，磁化后的锁 体与锁环必将影响插销动作，导致灵敏度下降，甚至拔不出来，第二电磁铁冲击性较大，不够柔和，反复使用会影响动作灵敏度。

在锁环的两端都设置楔口能够增加挂锁的防撬性能。

所述驱动轴为圆柱状，驱动轴的上端套有复位扭簧，驱动轴的中部对称设置有两个凹槽，形成一凸轮结构，所述凸轮结构与两个插销的内端抵接，所述凹槽下方的驱动轴外周还固套有从动齿轮，步进电机的输出端上固套有与从动齿轮啮合的主动齿轮。

该凸轮结构包括两个凹槽以及与两个凹槽相连的两圆弧段，当凸轮结构的两个凹槽分别对准两个插销的内端时，两个插销在其复位弹簧的作用下向内收缩打开锁环，驱动轴旋转90度，将凸轮结构的两个圆弧分别对准两个插销的内端时，两个插销被凸轮结构的圆弧顶出，卡住锁环的楔口，开锁时驱动轴由步进电机带动旋转，关锁时由复位扭簧带动驱动轴反转。

上述方案通过主动齿轮与从动齿轮啮合传动，主动齿轮的齿数小于从动齿轮齿数，可以增加步进电机的扭矩，减小步进电机的功率。

所述从动齿轮下方的驱动轴的圆周上还设置起止销，所述锁体上设置有与起止销配合的起止弧槽，该起止弧槽的弧度为90度。

为了防止步进电机在长期的使用过程中出现误差，超出转动角度，即转动角度过大影响开锁，设置起止销与起止弧槽，起止销只能在起止弧槽内转动，使驱动轴在90度范围内转动。

所述驱动轴的下端中心还设置有扁销孔，所述驱动轴的下方设置有锁芯，所述锁芯上端内设置有与扁销孔配合的扁销，该扁销由钥匙顶出，该扁销被顶出时其上部伸入扁销孔内，锁芯与扁销由钥匙转动，扁销带动驱动轴转动开锁；扁销还套有收回弹簧。

通过设置上述增加的技术方案，当指纹感应器、控制器及其电路出现故障时，或者当手指受伤或脱皮时，光靠指纹就没法开锁了，该增加的技术方案也可以通过应急钥匙开锁，插入应急钥匙将扁销的上部顶入扁销孔内，扁销的下部仍在锁芯上端内，再通过应急钥匙带动锁芯和扁销转动，从而可以带动驱动轴转动开锁。拔出应急钥匙后，扁销在收回弹簧的带动下其上部退出扁销孔。

为了便于扁销进入扁销孔内，扁销的上部可适当倒角。

锁芯的弹子部分是成熟技术，按成熟技术制造，不是本发明的主要发明点。

所述控制器设置有按钮，该按钮设置于锁体的侧面。

按钮用于修改指纹密码，当输入正确指纹密码后，再按动按钮可输入新的指纹。

所述电源为充电电池，该充电电池设置有充电接口。

所述设置便于在电池电量耗尽后进行充电，延长使用寿命。

有益效果:本实用新型提供了一种指纹挂锁，在传统挂锁的基础上设置指纹开启功能，进一步增强挂锁的方便性以及安全防盗性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图。

图4为单片机与指纹传感器的电路图；

图5为步进电机驱动模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图5所示，本实用新型提供了一种指纹挂锁，包括锁体1，该锁体1 上设置有锁环2，其关键在于：在锁环2的左右两端均设置有楔口21，与两个楔口21配合设置有两个插销3，两个插销3的外端为楔形与两个楔口21配合，两个插销3的内端均抵接有驱动轴5，两个插销3上均套有复位弹簧4，所述驱动轴5由步进电机6驱动开锁，所述驱动轴5套有复位扭簧9，步进电机6连接有控制器7，该控制器7连接有指纹感应器8，该指纹感应器8设置在锁体1的外表面，所述控制器7还连接有电源10。

工作原理：开锁时，用户通过指纹感应器8输入正确指纹后，控制器7通过步进电机6带动驱动轴5旋转，驱动轴5中部的圆周表面设置有两个凹槽51，形成一凸轮结构，电机6带动驱动轴5旋转将其凹槽对准插销3，插销3在复位弹簧4的拉动下向内后退出楔口21，复位弹簧4一端固定在锁体上，另一端固定在插销3的外端，锁环2在其顶出弹簧的推力下向上伸出开锁，锁环2的顶出弹簧属于常识性技术，在此不详述。

打开后，由于锁环2的两个楔口21在两个插销3上部，锁环2可随意转动，两个插销3不能向外伸出，锁保持打开状态。

当关锁时，用手将锁环2向下摁动，到达限定位置即锁环2的插孔的底部，驱动轴5在复位扭簧9的带动下回转，将插销3重新插入锁环2的两个楔口21内，完成关锁。

控制器7包括单片机，单片机获取指纹感器8的信号后，进行识别，如果指纹密码正确，则通过步进电机驱动模块驱动步进电机6旋转开锁，延时数秒后，单片机进入休眠状态，步进电机驱动模块断电，节约电能，步进电机断电后可在复位扭簧9的推动下复位。单片机和步进电机驱动模块都属于成熟技术，在保险柜、指纹锁和门禁系统中也广泛使用，其电路在此不再详述。

步进电机6与电磁铁相比具有如下优势，第一电磁铁没有增力机构，所以 其动作电流较大，锁体1与锁环2一般用钢材制造，极易被电磁铁磁化，磁化后的锁体1与锁环2必将影响插销3动作，导致灵敏度下降，甚至拔不出来，第二电磁铁冲击性较大，不够柔和，反复使用会影响动作灵敏度。

所述驱动轴5为圆柱状，驱动轴5的上端套有复位扭簧9，驱动轴5的中部对称设置有两个凹槽51，形成一凸轮结构，所述凸轮结构与两个插销3的内端抵接，所述凹槽51下方的驱动轴5外周还固套有从动齿轮11，步进电机6的输出端上固套有与从动齿轮11啮合的主动齿轮12。

上述方案通过主动齿轮11与从动齿轮12啮合传动，主动齿轮12的齿数小于从动齿轮11的齿数，可以增加步进电机6的扭矩，减小步进电机6的功率。

该凸轮结构包括两个凹槽51以及与两个凹槽51相连的两圆弧段，当凸轮结构的两个凹槽51分别对准两个插销3的内端时，两个插销3在其复位弹簧4的作用下向内收缩打开锁环2，驱动轴5旋转90度，将凸轮结构的两个圆弧分别对准两个插销3的内端时，两个插销3被凸轮结构的圆弧顶出，卡住锁环2的楔口21，开锁时驱动轴5由步进电机6带动旋转，关锁时由复位扭簧9带动驱动轴5反转。

所述从动齿轮11下方的驱动轴5的圆周上还设置起止销13，所述锁体1上设置有与起止销13配合的起止弧槽14，该起止弧槽14的弧度为90度。

为了防止步进电机6在长期的使用过程中出现误差，超出转动角度，即转动角度过大影响开锁，设置起止销13与起止弧槽14，起止销13只能在起止弧槽14的圆弧槽内转动，使驱动轴5在90度范围内转动。

所述驱动轴5的下端中心还设置有扁销孔52，所述驱动轴5的下方设置有锁芯15，锁芯15的下端与驱动轴5的下端接触，所述锁芯15上端内设置有与扁销孔52配合的扁销16，该扁销16由钥匙顶出，该扁销16被顶出时其上部伸 入扁销孔52内，其下部仍位于锁芯15内，锁芯15与扁销16由钥匙转动，扁销16带动驱动轴5转动开锁；扁销16的还套有收回弹簧17。

为了便于扁销16进入扁销孔52内，扁销16的上部适当倒角。

通过设置上述增加的技术方案，当指纹感应器8、控制器7及其电路出现故障时，或者当手指受伤或脱皮时，光靠指纹就没法开锁了，该增加的技术方案也可以通过钥匙开锁，插入钥匙将扁销16顶入扁销孔52内，再通过钥匙带动锁芯15和扁销16转动，从而可以带动驱动轴5转动开锁。拔出钥匙后，扁销16上部在收回弹簧17的带动下退出扁销孔52。

锁芯15的弹子部分是成熟技术，按成熟技术制造，不是本发明的主要发明点。

所述控制器7设置有按钮18，该按钮18设置于锁体1的侧面。

按钮18用于修改指纹密码，当输入正确指纹后，再按动按钮18可输入新的指纹。

所述电源10为充电电池，该充电电池设置有充电接口101。

所述设置便于在电池电量耗尽后进行充电，延长使用寿命。

图4中，MBF310为指纹感应器，MSP430F12X为单片机；图5中，L298为步进电机驱动模块，单片机的端子P1.3用于通断步进电机驱动模块的电源。

综上所述:本实用新型提供了一种指纹挂锁，在传统挂锁的基础上设置指纹开启功能，进一步增强挂锁的方便性以及安全防盗性能。