凸轮和开关锁机构模组以及自行车的制作方法

本实用新型属于锁具技术领域，具体地，本实用新型涉及一种凸轮、开关锁机构模组以及自行车。

背景技术：

自行车、电动车等代步车辆在人们的日常生活中被广泛应用，为了防止车辆被盗，车辆上通常会设置有锁具。近年来，共享单车、共享电动车等行业迅速发展，代步车辆和锁具的应用量得到大幅提升。以共享单车为例，不同于传统的私人自行车的应用环境，共享单车的应用特点包括：用户不固定、应用路况不确定、等时间段中反复使用次数不稳定等。因此，为了保证共享单车能够正常运营，车辆上所配备的锁具需要具有更高的可靠性，并且能够根据外部控制信号执行开锁、上报定位信息、识别锁具状态等操作。

为了适应上述应用特点，需要对锁具的结构进行改进，丰富锁具所能实现的功能。现有的锁具存在一些缺陷，无法满足共享单车行业对锁性能的需求。锁具中用于控制锁具开关的装置结构简单，无法达到相对复杂的动作执行和监测的要求。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种改进的用于开关锁机构的凸轮。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于开关锁机构的凸轮，

所述凸轮具有圆柱形主体；

所述圆柱形主体的侧壁上形成有沿径向向外凸出的第一凸出部，所述第一凸出部沿轴向占据所述圆柱形主体的一部分侧壁；

所述圆柱形主体的侧壁上沿轴向未被所述第一凸出部占据的部分形成有凸缘，所述凸缘沿径向向外凸出，并且在所述圆柱形主体的侧壁上沿圆周延伸预定角度；

所述第一凸出部被配置为用于推动开关锁机构的锁舌移动，所述凸缘被配置为用于触发传感器；

或者，所述第一凸出部被配置为用于触发传感器，所述凸缘被配置为用于推动开关锁机构的锁舌移动。

可选地，所述预定角度大于或等于180度，并且，小于或等于270度。

可选地，所述凸缘从所述圆柱形主体的侧壁上凸出的距离大于所述第一凸出部从所述圆柱形主体的侧壁上凸出的距离。

可选地，所述圆柱形主体的侧壁上还形成有沿径向向外凸出的第二凸出部，所述第二凸出部、所述第一凸出部以及所述凸缘沿着所述圆柱形主体的轴向分别占据所述圆柱形主体的一部分侧壁，所述第二凸出部被配置为用于触发传感器。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种开关锁机构模组，包括：

模组壳体，所述模组壳体具有电机区和锁舌区，所述电机区与锁舌区组合形成L型或T型结构；

驱动电机和上述凸轮，所述驱动电机设置在所述电机区中，所述凸轮位于所述锁舌区中，所述凸轮设置在所述驱动电机的转轴上，所述转轴由所述电机区伸入所述锁舌区内；

锁舌，所述锁舌可移动的设置在所述锁舌区中，所述凸轮的第一凸出部被配置为能推动所述锁舌，以使得所述锁舌的端部能从所述模组壳体中伸出；

所述电机区的形状与所述驱动电机的形状相匹配。

可选地，所述锁舌区中设置有第一传感器和第二传感器，所述凸轮被配置为能通过转动使所述凸缘在预定时间段内持续触发所述第一传感器，所述锁舌被配置为能触发所述第二传感器。

可选地，所述凸轮被配置为能驱动所述锁舌移动到开锁位置，所述凸缘被配置为在所述锁舌移动到开锁位置之后的预定时间段内持续触发所述第一传感器。

可选地，所述锁舌上形成有拨挡部，所述凸轮被配置为能通过所述拨挡部推动所述锁舌。

可选地，所述模组壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体呈T 型或L型，所述第一壳体构成所述电机区和至少一部分敞开的容纳区域，所述第二壳体扣合在所述第一壳体敞开的所述容纳区域上，所述第二壳体与第一壳体组合构成所述锁舌区。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种自行车，包括：

车身主体和车轮，所述车轮旋转设置在所述车身主体上；

马蹄形锁，所述马蹄形锁中可移动的设置有锁销，所述锁销被配置为能阻止所述车轮转动，所述马蹄形锁中采用上述的开关锁机构模组，所述锁舌的端部被配置为能插入所述锁销以限制锁销的位置。

本实用新型的一个技术效果在于，凸轮上形成有第一凸出部和凸缘两个结构。因此一个凸轮就可以在开关锁机构中执行推动锁舌和触发传感器的操作，满足开关锁机构中的两种操作需要。本实用新型提供的凸轮功能更丰富，能够满足开关锁机构执行复杂动作的要求。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型具体实施方式提供的凸轮的立体结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的凸轮的正面示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的开关锁机构模组的立体结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的开关锁机构模组的正面结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的开关锁机构模组的爆炸图；

图6-9是本实用新型具体实施方式提供的开关锁机构模组的开锁动作的连续动作示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型提供了一种凸轮，该凸轮可以应用在锁具的开关锁机构中，作为驱动锁具开关的部件。如图1、2所示，该凸轮1具有圆柱形主体 11，圆柱形主体11的侧壁上向外伸出有第一凸出部12，所述第一凸出部 12沿着圆柱形主体11的径向向外凸出。如图1所示，所述第一凸出部12 沿着圆柱形主体11的轴向延伸一段距离，即其沿着轴向占据了圆柱形主体 11的一部分侧壁。所述第一凸出部12能够用于推动开关锁机构中的锁舌移动。具有上述结构特点的第一凸出部12能够起到稳定、可靠的推顶作用。其中，轴向为图1中01所指示的方向，径向为图2中02所示的方向。

进一步地，所述圆柱形主体11的侧壁上还形成有凸缘13。所述凸缘 13从圆柱形主体11的侧壁上沿径向向外凸出一定距离。所述凸缘13形成在所述圆柱形主体的侧壁上沿其轴向未被第一凸出部12占据的区域上。也即，凸缘13和第一凸出部12分别占据了圆柱形主体11沿着轴向的两段不同的区域。在如图1所示的实施方式中，所述凸缘13从圆柱形主体11的左上一端向右下延伸，占据了轴向上较短的一段圆柱区域；所述第一凸出部12则从圆柱形主体11的右下一端向左上延伸，占据了轴向上较长的一段圆柱区域。所述凸缘13从圆柱形主体11上沿着径向向外凸出，而且，凸缘13在侧壁上沿着圆柱形主体11的圆周延伸预定角度。这样，所述凸缘13构成呈扇形的结构，如图2所示。所述凸缘13不同于第一凸出部12，在凸轮1旋转时，凸轮1能够持续对开关锁机构中的装置形成推顶效果，所述凸轮1上的第一凸出部12和凸缘13可以分别用于起到不同的功能，从而丰富凸轮1的功能。在一种可选的实施方式中，所述第一凸出部被配置为能用于推动开关锁机构的锁舌移动，所述凸缘则被配置为能用于触发传感器产生传感信号。在另一种实施方式中，第一凸出部也可以用于触发传感器，而凸缘则用于推动锁舌移动。

当凸轮旋转到特定的角度位置时，传感器才会被凸缘触发，因此，上述传感信号代表着开关锁动作执行到了某一特定阶段。例如，当传感器产生传感信号时，开关锁机构完成了一次开锁动作。锁具中的控制单元可以根据传感信号确定锁具结构处在完成开锁的状态。本实用新型并不限制所述传感信号只能代表上述信息，可以根据实际需要对凸轮和传感器进行设计，使传感信号代表其它信息。

本实用新型的优点在于，所述凸轮具有第一凸出部和凸缘两个功能部分，第一凸出部和凸缘都可以提供推动、推顶作用。通过该凸轮结构，能够满足开关锁机构中对不同部件执行不同操作的需求，丰富开关锁机构的性能多样性。凸出部与凸缘所能提供的推动特点有所不同，所述凸出部是一个突出的点，当凸轮旋转到某一段特定角度时，凸出部能够推动锁舌或传感器，而凸轮转过这一特定角度后，凸出部就会与锁舌或传感器脱离。而凸缘则沿着所述凸轮的圆周方向延伸了较长的一端距离，因此，当凸轮旋转到某一段较大的角度范围内时，凸缘一直能够与锁舌或传感器接触，从而持续顶住锁舌或持续触发传感器。在凸轮转出该角度范围后，凸缘不再与锁舌或传感器接触。凸缘的作用范围大于凸出部的作用范围。

本实用新型并不限制所述凸缘从圆柱形主体的侧壁上向外伸出的距离，沿着圆周方向始终保持向外伸出的距离一致。在如图2所示的实施方式中，凸缘13伸出的距离沿着圆周方向是连续一致的。在其它实施方式中，凸缘伸出的距离还可以沿着圆周方向逐渐增加或减小，以满足开关锁机构中的特殊推顶效果的执行需求。

可选地，上述凸缘沿圆周延伸的预定角度的范围为大于或等于180度，小于或等于270度。在凸轮1旋转一圈(360度)的过程中，所述凸缘13 能够在其中的连续的180度到270度区间中提供推顶效果，通过将凸缘13 的推顶效果作用在传感器上，可以转换成开关锁机构中对凸轮1旋转角度位置、锁舌位置等部件的定位信息。在如图2所示的实施方式中，所述预定角度约225度。可选地(参考图6)，传感器为机械传感器，其上具有压片。传感器设置在凸轮的圆柱型侧壁的一侧，其压片朝向凸缘的圆弧端面。凸缘随着凸轮的旋转，能够推动压片进而压住压片，实现对传感器的触发。本实用新型并不限制所述预定角度必须符合上述范围，上述范围是一个优选的范围，本领域技术人员也可以将预定角度设定为超出上述范围的值。

可选地，如图2所示，所述凸缘13从圆柱形主体11的侧壁上凸出的距离可以大于所述第一凸出部凸出的距离。第一凸出部用于推动锁舌移动，凸缘13则用于触发传感器。这种实施方式可以降低第一凸出部与凸缘相互干扰的可能性。凸缘比第一凸出部伸出的更远的一段结构还可以用于与开关锁机构中的其它部件形成相对限位，从而提高凸轮与其它部件之间的装配定位准确性。例如，凸缘的端面用于推顶传感器，而侧面则与开关锁机构中的锁舌的侧面相互止挡，从而形成相对定位，确定两者之间的相对位置。

优选地，所述圆柱形主体的侧壁上还可以形成有沿径向向外凸出的第二凸出部。第二凸出部的结构类似于第一凸出部，但其从圆柱形主体上向外凸出延伸的位置沿着圆周方向可以与第一凸出部相距一定角度。进一步地，所述第二凸出部、第一凸出部以及凸缘沿着所述圆柱形主体的轴向分别占据圆柱形主体的一部分侧壁。三者之间在轴向上没有相互重叠的部分，即，三者沿着轴向分别占用了三段侧壁。本实用新型不对凸缘、第一凸出部、第二凸出部在圆柱形主体的侧壁上的分布顺序进行限制。可选地，凸缘位于圆柱形主体的侧壁的边缘处；或者，凸缘位于圆柱形主体的中间位置，两侧分别为第一凸出部和第二凸出部。

所述第二凸出部也可以用于触发传感器。第二凸出部与凸缘触发的不是同一个传感器。第二凸出部与凸缘从圆柱形主体上伸出的角度位置不同，两者可以分别触发不同的传感器，以满足开关锁机构模组对凸轮旋转到不同的位置处的监测需要。第二凸出部对另一传感器的触发可以代表开关锁动作所执行到的某一阶段，例如，动作执行完毕，或者锁舌被推动到最大移动位置等。这种优选方案的优点在于，一方面，凸轮的功能更丰富，能够满足开关锁机构中对不同装置的触发、推动需求；另一方面，凸轮上的各个凸起结构不会相互干扰，凸轮以及开关锁机构的工作可靠性得到提高。

本实用新型还提供了一种改进的开关锁机构模组，如图3、4所示，开关锁机构模组包括了模组壳体2，所述模组壳体2用于收容驱动电机3、上述实例所述的凸轮1以及锁舌4。所述模组壳体2具有电机区21和锁舌区22，所述驱动电机3设置在所述电机区21中，所述锁舌4则可移动的设置在所述锁舌区22中。其中，所述锁舌4的端部从所述模组壳体2中伸出，用于对锁具中其它部件的位移进行限制。所述驱动电机3的转轴从所述电机区21伸入所述锁舌区22内，所述凸轮1设置在驱动电机3的转轴上，其位于所述锁舌区22中。所述凸轮1的第一凸出部12用于推动锁舌 4移动。

如图4所示，所述电机区21和锁舌区22各自具有一定长度，两者的延伸方向相互垂直。电机区21与锁舌区22组合形成L型或T型的结构，即模组壳体2的整体俯视形状呈L型或T型。进一步地，如图5所示，所述电机区21的形状与所述驱动电机3的外形相匹配。所述锁舌区22的延伸方向与锁舌4在其中的移动方向相一致。

该开关锁机构模组具有紧凑的结构，将驱动电机、锁舌、凸轮等开关锁机构相关的部件全部集成在模组壳体内。而且，模组壳体的整体外形与驱动电机、锁舌的结构相匹配，提高了空间利用率。另一方面，所述模组壳体整体呈L型或T型，这种外形结构更有利于将开关锁机构模组固定在锁具中。利用具有直角结构的特点，开关锁机构模组在锁具中不易出现晃动，定位准确性和可靠性得到显著提升。

可选地，如图5所示，所述锁舌区22中还可以设置有第一传感器51 和第二传感器52。所述凸轮1被配置为能够通过旋转到特定的角度范围中，使所述凸缘13持续触发所述第一传感器51。所述锁舌4则能够通过移动到特定的位置从而触发第二传感器52。通过凸轮1的对第一传感器51的持续触发，可以代表着开关锁机构处在某一动作过程或状态中，进而便于控制模块对锁具的状态进行监控。对于锁舌4而言，可以配置成当其自身移动到关锁位置时，锁舌4触发第二传感器52。所述第二传感器52的信号代表着锁舌4移动到了关锁位置。本实用新型并不限制所述第一传感器和第二传感器必须在何种状态被触发，可以根据实际应用需要进行选择。

一种可选实施例为，如图6所示，所述第一传感器51为机械传感器开关，其上具有压片。凸轮1与第一传感器51的压片之间具有一定距离。凸轮1能够通过旋转使凸缘13压住所述压片，从而触发第一传感器51。凸缘13沿着圆柱形主体11的圆周方向延伸了225度，则凸轮1在使凸缘 13压住压片之后，连续旋转225度的过程中，凸缘13始终能够压住压片。凸轮1继续旋转时凸缘13会与压片脱离，不再压住所述压片。

上述凸缘13持续压住压片以触发第一传感器51的过程，可以代表着开关锁机构模组正在执行开锁动作，或者代表着凸轮在这个期间内完成了开锁动作。本实用新型不对此进行限制。

例如，第一传感器也可以是光电传感器，光电传感器分为两个部分，一部分发出一道光束，另一部分接收该光束。光束沿着凸轮的轴向延伸，光束不会被凸轮的圆柱形主体所遮挡。随着凸轮的旋转，凸轮会使所述凸缘遮挡住上述光束，使得光电传感器的另一部分无法接收光束，使光电传感器被触发。当凸轮连续旋转预定角度之后，凸缘不再遮挡光束，光电传感器的触发被解除。本实用新型还可以采用其它类型的传感器，只要能够被凸轮的凸缘或凸出部触发即可。

可选地，所述锁舌区中可以形成有滑槽，所述锁舌滑动设置在滑槽中，滑槽对锁舌的移动起到引导作用。所述锁舌则采用金属材料制成，以提高锁舌的强度，避免锁舌出现变形、破损等问题。通过配置滑槽，锁舌的滑动稳定性更高，不易在滑动或受到径向力时发生偏斜。如图6所示，进一步地，所述锁舌4上可以形成有拨挡部41，所述凸轮1通过第一凸出部12 与所述拨挡部41形成相互推顶，进而推动所述锁舌4移动。所述拨挡部 41可以为从锁舌4上向侧面伸出的凸起，其一体成型在所述锁舌4上。

优选地，如图5所示，所述模组壳体2包括第一壳体201和第二壳体 202。第一壳体201上形成有电机区21和一部分敞开的容纳区域，第一壳体201作为模组壳体2的主要壳体部分，其自身具有呈L型或T型的结构特点。所述第二壳体202则呈类似盖板的结构，第二壳体202扣合在所述第一壳体201上形成的敞开的容纳区上。第二壳体202与第一壳体201组合构成所述锁舌区22。在对开关锁机构进行装配时，可以先将驱动电机、锁舌等零部件装配到第一壳体上，之后再将第二壳体扣合在第一壳体上完成封装。这种模组壳体的装配工艺更简单，便于操作。

可选地，如图3-5所示，所述开关锁机构模组还可以包括密封圈6，所述密封圈6套设在所述锁舌4上。由于锁舌4的端部需要从模组壳体2 中伸出，所述密封圈6用于对锁舌4伸出处与模组壳体2之间的缝隙进行密封，提高模组壳体2的密封性。防止液体侵入到模组壳体2内。

可选地，如图5所示，所述开关锁机构模组中还包括弹性件7，所述弹性件7对锁舌4施加使锁舌4向模组壳体2外伸出的作用力。在凸轮1 向锁舌4施加向模组壳体2内缩回的驱动作用力时，锁舌4的端部会随凸轮1的转动缩回模组壳体2内。当凸轮1不对锁舌4施加上述作用力时，锁舌4的端部会在弹性件7的作用下自动伸出至模组壳体2之外。弹性件的作用能够提高开关锁机构模组的自动化程度和可靠性，锁舌的自动伸出动作能够保证其对锁具中的其它部件施加锁止作用，保证锁止操作能够被稳定执行。

如图6-9所示，本实用新型提供了开关锁机构模组的一种具体开关锁动作方案。

首先，如图6所示，所述凸轮1的第一凸出部12位于三点钟方向，锁舌4在弹性件7的作用下移动到最右侧，此时处于关锁状态，锁舌4压住第二传感器52的压片，以触发第二传感器52。

第二，如图7所示，所述驱动电机3驱动凸轮1逆时针转动，第一凸出部12与拨挡部41接触，第一凸出部12推动拨挡部41进而推动锁舌4 向左移动，锁舌4松开第二传感器52的压片，触发解除。随着凸轮1的推动，锁舌4能够向左移动到开锁位置。凸轮1的凸缘13在第一凸出部12 推动锁舌4后的一端时间内压住第一传感器51的压片，从而触发第一传感器51，代表着开关锁机构模组正在进行开锁动作。本实用新型并不限制凸缘13具体在哪一时刻开始触发第一传感器51。凸缘13可以是在锁舌4被推动的同时压住第一传感器51的压片，也可以是在锁舌4已经被推动后再开始压住第一传感器51的压片。

第三，如图8所示，凸轮1继续逆时针旋转，第一凸出部12会与拨挡部41脱离脱离，凸轮1不再对锁舌4施加推动作用力，锁舌4在弹性件 7的作用下能够向右移动或者具有向右移动的趋势，即从开锁位置向关锁位置返回。此时，随着凸轮1的旋转，第一传感器51的压片持续被所述凸缘13压住，第一传感器51持续触发。

第四，如图9所示，凸轮1继续逆时针旋转，第一凸出部12旋转回三点钟方向，整个开锁动作结束，所述凸缘13与第一传感器51的压片脱离，解除对第一传感器51的触发。

在上述开锁动作的执行过程中，凸轮和传感器配合实现对开锁动作过程、锁舌位置的监控。这种实施方式的可靠性高，传动和传感过程不易出现故障或监控错误。

在上述实施方式中，第一凸出部用于推动锁舌，凸缘用于压住第一传感器的压片以触发传感器。在另一种实施方式中，也可以利用凸缘推动锁舌，而利用第一凸出部触发传感器。在凸轮转动时，第一凸出部能够在一个较小的角度范围内压住第一传感器的压片，以触发第一传感器；相对的，凸缘能够在一个较大的角度范围内推动或者顶住锁舌，使锁舌保持在开锁位置，或者保持在靠近开锁位置的位置。

进一步地，本实用新型还提供了一种自行车，该自行车包括车身主体、车轮以及马蹄形锁。车轮可旋转的设置在车身主体上，马蹄形锁则设置在车身主体上。马蹄形锁中设置有可移动的锁销，所述锁销能从马蹄形锁中伸出，从锁销用于对车轮的转动形成阻碍，当锁销移动到锁止位置时，所述锁销能够挡住车轮，使车轮无法持续向一个方向转动。所述马蹄形锁中采用了上述开关锁机构模组。当锁销移动到锁止位置时，锁舌能够插入所述锁销中，进而限制锁销的位置，使锁销能够实现稳定的锁止功能。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。