机电一体锁芯及无源智能挂锁的制作方法

本发明涉及电子锁领域，特别涉及一种机电一体锁芯及具有其的无源智能挂锁。

背景技术：

电力系统中有数量众多，分布管饭的设备机房、配电房及闸刀等，这些场所的房门对闭锁安全性的要求较高，不适合使用易于破解且解锁装置易被复制的传统机械电子锁。

为解决上述问题，电力系统中往往采用需要配合电脑钥匙的电子锁。现有的电子锁采用螺线管或者电机等方式驱动闭锁，再采用传感器检测闭锁部或者锁栓位置来检测是否闭锁，可能存在螺线管或者电机动作不到位，且闭锁部或锁栓的位置人为可控，造成假开假闭等状况，引发安全事故。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种机电一体锁芯，同时具备电子锁芯的难以破解的优点及机械锁芯闭锁动作牢靠的优点。

本发明还提出一种具有该机电一体锁芯的无源电子锁。

第一方面，根据本发明的实施例的无源智能挂锁，包括：机械闭锁机构；锁胆，与所述机械闭锁机构转动连接，设有卡扣机构，可与电脑钥匙配合，在所述电脑钥匙的驱动下往复运动于开锁位和闭锁位；电子闭锁机构，设置于所述锁胆内，可以与电脑钥匙电性连接，用于锁定所述锁胆的运动；锁芯检测机构，用于检测所述锁胆的位置状态；其中所述机械闭锁机构的叶片伸入到所述锁胆内，所述叶片可以与插入所述锁胆的电脑钥匙接触。

根据本发明实施例的机电一体锁芯，至少具有如下有益效果：同时具有电子闭锁的难以破解及机械闭锁的闭锁牢靠的优点。锁具的闭锁与开锁需要通过旋转电脑钥匙驱动锁胆转动实现，电子闭锁机构只有检测到匹配的电脑钥匙才会使电子闭锁机构解除对锁胆转动的锁定。锁芯检测机构通过检测锁胆的位置来监测电子锁的闭锁状态，无法从外部干预，且开锁和闭锁时锁胆必然会转动到对应的位置，所以锁胆信息与锁具的实际闭锁状态必然一致，使具有该机电一体锁芯的电子锁反馈的闭锁状态信息必然与电子锁的实际状态一致，避免因反馈信息与实际信息不一致而造成安全隐患。

根据本发明的一些实施例，所述锁芯检测机构包括：位置传感器，设置于所述锁胆或者所述机械闭锁机构上；触发机构，用于触发所述位置传感器，对应设置于所述机械闭锁机构或者所述锁胆上。

根据本发明的一些实施例，所述电子闭锁机构包括：所述电子闭锁机构包括：闭锁电机；锁舌，可滑动地设置于所述锁胆上；电机转块，与所述闭锁电机的输出轴连接，可在所述闭锁电机的驱动下转动，所述电机转块转到固定位置时可限制所述锁舌的运动空间，使所述锁舌无法完全缩入到所述锁胆内，使所述锁舌卡入到设置于所述机械闭锁机构上的第一锁槽内；触点，与所述闭锁电机及所述锁芯检测机构电性连接，用于将所述闭锁电机与所述电脑钥匙电性连接。

根据本发明的一些实施例，所述闭锁电机上设有限位块，所述电机转块与所述闭锁电机之间设有扭簧。

第二方面，根据本发明实施例的无源电子锁，包括：锁体，设有锁孔；闭锁部，首端与所述锁体可动连接，末端可随所述闭锁部的运动插入或者离开所述锁孔；根据本发明第一方面实施例的机电一体锁芯，设置于所述锁体内，用于将所述闭锁部锁定于所述锁孔内。

根据本发明实施例的无源电子锁，至少具有如下有益效果：具有根据本发明第一方面实施例的机电一体锁芯，可以保证反馈闭锁信息与锁具实际状态一致，且闭锁牢靠。

根据本发明的一些实施例，所述闭锁部与所述锁体之间设有压缩弹性件。

根据本发明的一些实施例，卡扣机构包括滚珠限位块，所述锁体内设有滚珠通道，所述闭锁部上设有第二锁槽，所述滚珠通道内设有滚珠，所述滚珠限位块随锁胆运动，所述滚珠可在所述滚珠限位块的运动下卡入或者离开所述第二锁槽。

根据本发明的一些实施例，所述滚珠限位块为圆柱体结构，所述滚珠限位块上设有凹部。

根据本发明的一些实施例，所述滚珠通道长度小于所述滚珠的直径。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的机电一体锁芯的内部结构示意图；

图2为本发明实施例的无源电子锁闭锁时的内部结构示意图；

图3为本发明实施例的无源电子锁开锁时的内部结构示意图；

图4为本发明实施例的机电一体锁芯的外部结构示意图；

图5为本发明实施例的电子闭锁机构的结构示意图；

图6为本发明实施例的机电一体锁芯的另一视角的内部结构示意图。

附图标记：

锁体100，锁孔110，

闭锁部200，第二锁槽210，

机电一体锁芯300，锁胆310，滚珠限位块311，滚珠312，钥匙孔313，电子闭锁机构320，闭锁电机321，电机转块322，锁舌323，锁舌压簧324，扭簧325，限位块326，触点327，机械闭锁机构330，叶片331，

锁芯检测机构400，位置传感器410，触发机构420，

压缩弹性件500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1图2及图4，根据本发明实施例的机电一体锁芯300，包括锁胆310、电子闭锁机构320、机械闭锁机构330及锁芯检测机构400。钥匙孔312设置于锁胆310上，锁胆310与机械闭锁机构330转动连接。锁胆310上设有闭锁卡扣机构，可以随着电脑钥匙的运动而运动。电脑钥匙运动到闭锁位时，闭锁卡扣机构可以将电子锁的闭锁部200锁定于锁孔110内。电子闭锁机构320用于锁定锁胆310的运动，进而限制电脑钥匙的运动。电子闭锁机构320可以与插入钥匙孔312的电脑钥匙电性连接，若电脑钥匙与锁芯匹配则电脑钥匙才会驱动电子闭锁机构320解除对锁胆310的锁定。机械闭锁机构330的叶片331伸入到锁胆310内，电脑钥匙插入锁胆310内时通过与叶片331接触，来识别电子锁是电脑钥匙匹配的电子锁。同时机械闭锁机构330可以限制锁胆310的运动行程，锁胆310的运动行程的两端分别为开锁位和闭锁位。锁芯检测机构400用于检测锁胆310的位置状态，以通过电脑钥匙反馈电子锁的开闭锁状态。可以理解的是，电子闭锁机构320可以采用螺线管或者电机来执行锁胆310锁定及解除锁定动作，机械锁芯机构可以为叶片锁芯、弹子锁芯或者空转锁芯等。

根据上述技术方案的机电一体锁芯300，同时具有电子锁芯难以破解及机械锁芯闭锁牢靠的优点，闭锁过程中仍需要使电脑钥匙移动到开锁位或者闭锁位来实现电子锁的开闭锁。当电脑钥匙确认与电子闭锁机构320匹配后，才能使电子闭锁机构320解除对锁胆310运动的限制，使电脑钥匙可以运动到开锁位或者闭锁位。锁芯检测机构400通过检测锁胆310的位置来检测电子锁的开闭状态，设置于机电一体锁芯300内，从外部无法干预检测，可以保证检测到的开闭所状态信息与电子锁的实际状态一致。

参照图1，在一些实施例中，锁芯检测机构400包括位置传感器410和对应的触发机构420，位置传感器410设置于锁胆310或者锁体100上，触发机构420则相应地设置在锁体100或者锁胆310上。当锁胆310随着电脑钥匙运动到开锁位或者闭锁位时，位置传感器410会被触发机构420触发。可以理解的是，位置传感器410可以为接触式位置传感器410，也可以为接近式位置传感器410。

参照图2及图3，根据本发明实施例的无源电子锁，包括锁体100，闭锁部200及设置于锁体100内的机电一体锁芯300。锁体100上设有锁孔110，闭锁部200首端与锁体100可动连接，既可相对锁体100转动，也可以相对锁体100上下运动。闭锁部200的末端可以随着闭锁部200的运动插入到锁孔110中，也可以与锁孔110分离。机电一体锁芯300上设有供电脑钥匙插入的钥匙孔312，机电一体锁芯300具有开锁位和闭锁位，电脑钥匙可在机电一体锁芯300内往复运动于开锁位和闭锁位。当电脑钥匙运动到开锁位时，闭锁部200末端可以自由插入或者离开锁孔110。闭锁部200末端插入到锁孔110后，再将电脑钥匙运动到闭锁位，即可将闭锁锁定于锁孔110内，使闭锁部200与锁孔110无法分离，实现闭锁。

下面参考图1至图6以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的机电一体锁芯300及无源电子锁。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

参照图1，在本实施例中，电子闭锁机构320包括闭锁电机321、锁舌323、电机转块322及触点327。电机转块322设置于闭锁电机321的输出轴上，可在闭锁电机321的驱动下转动。锁舌323可滑动地设置于锁胆310上，锁舌323的一端设有球面，机械闭锁机构330上对应设有第一锁槽，电机转块322在闭锁电机321的驱动下可以转到一个固定位置，将锁舌323的带有球面的一端顶入到第一锁槽内，以限制锁胆310的运动。触点327分别与闭锁电机321和锁芯检测机构400中的位置传感器410电性连接，电脑钥匙插入到钥匙孔312内时，电脑钥匙通过触点327控制闭锁电机321运动及接收位置传感器410的信号。在本实施例中，参照图6，电机转块322上设有沿直径截去一半的半圆柱凸台，半圆柱凸台启凸轮作用，当半圆柱凸台的曲面朝向锁舌323时，锁舌323向锁胆310内运动时会受半圆柱凸台的曲面阻碍，无法完全缩回到锁胆310内并与第一锁槽分离。当半圆柱凸台的平面朝向锁舌323时，锁舌323在第一锁槽及电机转块322之间具有一定的运动空间，此时通过转动电脑钥匙驱动锁胆310运动，可以使锁舌323在压力作用下压缩锁舌压簧324，并缩入到锁胆310内与第一锁槽分离，使锁胆310可以运动到开锁位。

参照图5，在本实施例中，闭锁电机321为直流电机，闭锁电机321上设有用于使电机转块322停止的限位块326，电机转块322与闭锁电机321之间设有扭簧325。闭锁时，闭锁电机321驱动电机转块322瞬时针转动时，限位块326可以使电机转块322停止在曲面朝向锁舌323的位置以限制锁舌323的运动空间，闭锁电机321在扭簧325的作用下停止转动，扭簧325积累弹性势能。解锁时，使闭锁电机321失去励磁，电机转块322在扭簧325释放的弹性势能的作用下逆时针转动，并在限位块326的作用下停止在平面朝向锁舌323的位置，提供锁舌323缩回到锁胆310的运动空间。

参照图2至图4，在本实施例中，无源电子锁为挂锁，闭锁部200为u型锁钩，闭锁部200的首端和末端皆设有第二锁槽210。闭锁部200的首端与锁体100之间设有压缩弹性件500。闭锁卡扣机构包括滚珠限位块311，锁体100内设有滚珠312通道，滚珠312通道内设有滚珠312。在本实施例中，两个滚珠312通道成对设置在滚珠限位块311的两侧，每个滚珠312通道内都设有一个滚珠312。滚珠限位块311可随锁胆310运动，锁胆310运动到开锁位时，滚珠312在滚珠312通道内具有一定的运动空间，闭锁部200可在压缩弹性件500的作用下运动，将滚珠312从第二锁槽210内排出，使闭锁部200与锁孔110分离，如图3所示。锁胆310运动到闭锁位时，滚珠限位块311将滚珠312挤入到第二锁槽210内，阻碍闭锁部200在压缩弹性件500的作用下脱出锁钩，如图2所示。

参照图2及4，在本实施例中，滚珠限位块311为圆柱体结构，滚珠限位块311的侧面对设有两处凹部，滚珠312通道的长度小于滚珠312的直径。锁胆310运动到开锁位时，两处凹部分别与两个滚珠312通道连通，滚珠312可以被闭锁部200挤入到凹部的内部，使闭锁部200与锁孔110分离。锁胆310运动到闭锁位时，滚珠限位块311的侧面将滚珠312挤入到第二锁槽210内，使闭锁部200无法在压缩弹性件500的作用下与锁孔110分离。当闭锁部200与锁孔110分离时，由于滚珠312通道长度小于滚珠312的直径，滚珠312的部分在闭锁杆的作用下被挤入到滚珠限位块311的凹部内，可以限制滚珠限位块311的运动，进而限制锁胆310的运动，使闭锁部200未压入到锁孔110内时，无法转动电脑钥匙使锁胆310转动到闭锁位，进一步防止假闭锁情况的发生。

参照图1及图4，在本实施例中，位置传感器410为接近式位置传感器410中的霍尔传感器，位置传感器410设置于锁胆310上，跟随锁胆310一起运动。触发机构420对应为设置于机械闭锁机构330上的磁钢。当锁胆310运动到闭锁位时，磁钢与霍尔传感器对齐。在本实施例中，机械闭锁机构330为叶片锁芯，锁胆310可转动地设置于机械闭锁机构330的圆柱套筒内。机械闭锁机构330的叶片331经过若干沿锁胆310周向设置的腰孔伸入到锁胆310内与电脑钥匙接触。在本实施例中叶片锁芯也对锁胆310的运动进行限制，当电脑钥匙与叶片331匹配时，叶片锁芯解锁对锁胆310的限制。当锁胆310未处于开锁位或者闭锁位时，叶片锁芯的叶片331可以将电脑钥匙卡在锁胆内使锁胆无法拔出。

根据本发明实施例的无源电子锁，具有根据本发明的实施例的机电一体锁芯，通过电子闭锁机构解锁锁胆的运动，对闭锁部的锁定动作任由旋转电脑钥匙驱动相应机构实现，既具有电子锁芯难以破解的优点，又具有机械锁芯闭锁牢靠，不会出现假闭锁现象的优点。锁芯检测机构通过检测机电一体锁芯内部的锁胆来反馈电子锁的开闭锁状态，无法从电子锁的外部进行干预，保证反馈的开闭锁状态信息与电子锁的实际情况一致，避免出现安全隐患。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。