旋转定位装置和智能门锁的制作方法

本实用新型涉及旋转定位装置和智能门锁。

背景技术：

传统的门锁，需用钥匙开锁。任何人都碰到过没有钥匙无法进门的情况，房产经纪公司的经纪人更是如此，他们时常穿梭于门店、房主或其他经纪人之间，取钥匙、送钥匙浪费了大量的时间。

为了解决这一问题，出现了智能门锁。智能门锁可以通过改装原来的旧锁实现，用于通过智能或无线遥控操作方式对该门锁进行操作。具体地，智能门锁通过其控制单元致动驱动单元、然后驱动单元经由传动单元驱动被配置用来接收并保持钥匙的钥匙单元进行转动，以实现上述目的

在一种实施方式中，传动单元可以是包括传动齿轮和传动轴套的齿轮传动装置。其中，传动齿轮被驱动单元的电机驱动，传动轴套接合并驱动保持着钥匙的钥匙夹持装置转动。从而，钥匙夹持装置和其保持的钥匙与传动轴套同步旋转，作为转动件的传动轴套的停止位置即钥匙的停止位置

现有技术中，控制该旋转件的旋转运动使其及时停止通常需要精确地计算并调整启动其的电机停止供应电流的时间。然而，以这种方式控制的旋转体的停止旋转的位置是偏离了预期的目标位置的，并不能达到准确的定位的。

应用到智能门锁中，则出现传动轴套的定位精度低、因而钥匙停止的位置不精确等技术问题，而且旋转过程中的转动方向无法判断。

技术实现要素：

本申请的目的是提高作为旋转件的传动轴套的定位精度，使其能够定位在预设位置。

根据本实用新型，提供了一种旋转定位装置，其被配置用于使智能门锁中的旋转件定位在预设位置，所述旋转定位装置包括：所述旋转件；用于控制所述旋转件的启动和停止的控制单元；随所述旋转件同步旋转的感应单元；以及响应单元，其中，所述响应单元与所述控制单元通信连接并且被配置成当所述旋转件转动到预设位置时与所述感应单元相互作用而发出指示信号。

在一个实施例中，所述响应单元是旋转编码器的静止不动的固定部，所述感应单元是旋转编码器的被固定到所述旋转件的旋转部。

在一个实施例中，所述响应单元是相对于所述旋转件静止不动的霍尔传感器，所述旋转件包括非磁性材料制成的本体和附接于所述本体的磁体，所述感应单元是所述磁体。

本实用新型的旋转定位装置能够使智能门锁中的旋转件定位在预设位置。当响应单元与所述感应单元相互作用而发出指示信号时使用者能够判断出或确定出钥匙处于预设位置，并且能够选择性地通过控制单元使驱动单元的电机停止而将钥匙定位于该位置。

在一个实施例中，所述预设位置包括第一预设位置和第二预设位置，所述磁体包括分别与所述第一预设位置和第二预设位置对应的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和第二磁体在所述旋转件的直径方向上对置布置。

在一个实施例中，所述霍尔传感器被配置成在与所述第一磁体和第二磁体作用时发出的指示信号相同或不同。

在一个实施例中，所述响应单元被固定到所述控制单元的控制电路板。

根据本实用新型，通过在传动轴套上设置对应于不同预设位置的多个磁体，可以将钥匙定位于多个不同的预设位置。通过将霍尔传感器设置成在与对应于不同预设位置的不同磁体相互作用时发出不同的信号，使用者能够判断钥匙所处的是哪一个预设位置，并且能够据此判断出钥匙的旋转方向。进一步地，在此判断和定位方式中，霍尔传感器和磁体无接触式地发生作用，克服了接触式作用会产生磨损的缺陷，实现了延长相关零部件以及整个系统的使用寿命的目的。

根据本实用新型，还提供了一种智能门锁，其被配置用于操作门锁并且包括：

上述旋转定位装置；

被所述旋转定位装置的控制单元控制和致动的驱动单元；和

与驱动单元连接的传动单元，所述传动单元是齿轮传动装置，并且包括与所述驱动单元接合并被其驱动的传动齿轮以及与被配置用于接收并保持钥匙的钥匙夹持装置接合以驱动其旋转的传动轴套，其中所述传动轴套是所述旋转定位装置的旋转件。

在一个实施例中，所述传动齿轮与所述传动轴套直接啮合。

在一个实施例中，所述智能门锁还包括用于辨别所述智能门锁的操作方式并且在无线遥控操作方式下显示门锁所处状态的指示灯。

在一个实施例中，所述智能门锁还包括用于检测门锁所处状态的检测单元，所述检测单元包括安装于门框上的信号发射器和安装于所述智能门锁上的接收器。

根据本申请的智能门锁，实现了开锁的电子化和智能化，不需携带实体钥匙即可开锁(例如房产经纪公司的经纪人带客户看房)。此外，由于本智能门锁包括旋转定位装置，实现了确保旋转件、因而确保钥匙能够精确停止在预设位置的功能。在使用编码器的实施例中还能够实现精确复位的功能，使得本申请的智能门锁能够记录钥匙转过的角度、转动方向以及转过的次数，并且能够记录钥匙的一个或多个预设位置。对于房产经纪公司来说，能够生成有关钥匙转动角度和次数的记录是特别有利的。

附图说明

从结合附图、在下面给出的详细说明中能更全面地理解本申请的前述及其它方面。需要指出的是，出于清楚说明以及突出重点的目的，各附图并未按比例绘制，并且与本申请的重点无关的部分可能被省略，但这并不会影响对本申请的理解。例如，本申请的装置可能还包括因为与本申请的重点无关而在附图中未示出的部件，在附图中示出的部件也不必全部存在于本装置的所有实施方式中。在附图中：

图1示出了根据本申请的智能门锁的第一实施例的分解图；

图2是图1的智能门锁的装配图，其中壳体被移除以显示出其内部结构；

图3是图1的智能门锁的传动轴套和编码器的装配图；

图4是图3的传动轴套和编码器的分解图；

图5示出了根据本申请的智能门锁的第二实施例的装配图，其中壳体被移除以显示其内部结构；和

图6是图5的智能门锁的传动轴套和霍尔传感器的装配图。

具体实施方式

本申请的智能门锁用于操作门锁，例如安装于门框上的门锁。所述操作可以包括开锁操作、锁闭操作、复位操作等等。

图1-4示出了根据本申请的智能门锁的第一实施例，其中图1是智能门锁的第一实施例的分解图，图2是图1的智能门锁的装配图，其中壳体被移除以显示出其内部结构，图3是图1的智能门锁的传动轴套和编码器的装配图；图4则是传动轴套和编码器的分解图。下面参考图1至4详细描述本申请的智能门锁的第一实施例。

如图1所示，本申请的智能门锁的第一实施例包括通常安装于门上的大致封闭的壳体100和容置于壳体100内的功能性部件。容置于壳体100内的功能性部件可以包括控制单元20，驱动单元30，传动单元40，钥匙单元50，检测单元60。

如图1所示，壳体100可以包括中空壳体本体110，中空壳体本体110的后侧敞开并且在智能门锁组装之后由底板120遮盖或闭合，底板120包括在智能门锁组装之后允许旋钮或钥匙穿过以接合门框上的门锁的开口125。中空壳体本体110的与后侧相反的前侧包括允许旋钮或钥匙穿过的开口115，在智能门锁组装之后开口115由前盖130关闭。如此构造的智能门锁结构整洁，使用者看不到壳体100内部的结构。

由本壳体100的结构可知，本申请的智能门锁还可以如传统机械门锁那样操作，即钥匙可以从位于前侧的开口115插入，也可以从位于后侧的底板120上的开口125中插入，两种方式均适用。图2是移除了壳体之后的智能门锁的装配图。

如图所示，控制单元20被配置为电路板，其接收指示智能门锁将要进行的操作的遥控信号并且根据遥控信号控制和致动包括电机32和为其供电的电源31的驱动单元30。例如，该遥控信号可以是开锁信号、锁闭信号、复位信号或任何其它遥控信号等。具体地，控制单元20根据所接收到的遥控信号的内容控制电源31向电机32供电以及控制电机32的转向，使钥匙实现遥控信号所指示的正转、反转、停止、复位等动作。电源31可以是锂电池或任何其他形式的电源。

驱动单元30的电机32被致动而旋转，电机32的输出轴啮合并驱动传动齿轮42使其旋转，传动齿轮42啮合并驱动传动轴套44使其旋转，传动轴套44继而机械连接并且驱动钥匙单元50使其同步旋转。本领域内的技术人员应理解传动单元40不仅限于图示的传递齿轮42和传动轴套44的组合，而是可以采用任何合适的传动装置。例如，可以使用级数不同和/或传动比不同的齿轮传动装置，可以采用本领域内已知的任何非齿轮传动装置。

在图示结构中，钥匙单元50可以包括钥匙夹持装置52，其被配置用于接收并保持用于与门框上的门锁直接接合的旋钮或钥匙(图中未示出)。钥匙夹持装置52具有非圆形的外部轮廓，传动轴套44的用于接收钥匙夹持装置52的内孔45(图3)相应地具有与钥匙夹持装置52相同的非圆形的外部轮廓，使得传动轴套44的转动能够驱动钥匙夹持装置52及其保持的钥匙同步旋转。具体而言，在图示实施例中，钥匙夹持装置52在垂直于传动轴套44的旋转轴线的截面上具有大致矩形的外轮廓，用于保持钥匙夹持装置52的传动轴套44的内孔45具有与钥匙夹持装置52的大致矩形的外轮廓相对应的大致矩形的内轮廓。再例如，上述大致矩形的外轮廓和大致矩形的内轮廓相对应地在矩形的两个相应端部被倒圆。如图所示，钥匙夹持装置52具有适于接收钥匙的内孔53(图2)并且被配置成使其内的钥匙随其一起旋转。如此，实现了钥匙在门锁内旋转的目的。

如上述，控制单元20基于接收到的遥控信号指示驱动单元30的电源31向电机32供电以致动电机32。随后，电机32输出旋转运动，驱动传动齿轮42、进而驱动传动轴套44旋转，传动轴套44的旋转带动钥匙夹持装置52以及其内的钥匙随传动轴套44同步旋转，以实现开启门框上的门锁、锁闭门锁或者复位该门锁等操作。

具有优势地，根据本申请的智能门锁进一步包括确保旋转件(比如，图示实施例中的传动轴套44)能够精确定位于特定预设位置的旋转定位装置，该旋转定位装置包括该旋转件；用于控制该旋转件的启动和停止的控制单元20；随该旋转件同步旋转的感应单元；以及响应单元，响应单元与控制单元通信连接并且被配置成当旋转件转动到预设位置时与感应单元相互作用而发出指示信号。在图1至4示出的第一实施例中，该旋转定位装置采用了编码器70，例如中空编码器。图3和4分别是示例型中空编码器70与传动轴套44的装配图和分解图。

如图所示，编码器70与控制单元20通信连接，并且包括被固定于控制单元20的控制电路板上的固定部、即响应单元，以及被配置为固定于传动轴套44上随其同步旋转的旋转部、即感应单元，图中仅示出了旋转部74。

编码器70的旋转部74与传动轴套44的固定连接可以通过任何合适的方式实现，例如卡扣配合、螺钉连接、过盈配合、形状配合等。例如在图示的第一实施例中，如图4所示，旋转部74包括阶梯型结构，包括大直径段74a和小直径段74b，小直径段74b形成有槽口75，相应地，传动轴套44设有与该槽口75相接合的凸部(图中未示出)。当旋转部74的槽口75和传动轴套44的凸部相接合时传动轴套44驱动旋转部74实现同步旋转。槽口75和凸部可以具有任何对应的数量、形状、尺寸或布置方式。例如，图示实施例包括在直径方向上对置布置的两个槽口75，相应地，传动轴套44上的凸部也包括相同布置的两个。

在传动轴套44围绕着旋转轴线旋转时，中空编码器70的旋转部74随传动轴套44同步旋转。中空编码器70被配置成当其随传动轴套44旋转到一个或多个不同的预设位置时会产生脉冲信号，即中空编码器70产生脉冲信号时指示其已经旋转到相应的预设位置。此时，一方面，与中空编码器70通信连接的控制单元记录中空编码器70的旋转部74转过的角度、确定出其旋转方向。优选地，控制单元还可以记录下其旋转的次数，例如供房产经纪公司调用。另一方面，中空编码器70当产生脉冲信号时，控制单元可以停止驱动单元30的电机的操作，这样就可以将传动轴套44以及与其同步旋转的钥匙夹持装置52停止于该预设位置，实现并确保了钥匙夹持装置52锁保持的钥匙或旋钮能够精确定位在指定位置。

在上面描述的实施例中，旋转定位装置的感应单元、即中空编码器70的旋转部74当旋转到预设位置时与旋转定位装置的响应单元、即编码器70的固定部相互作用而发射指示信号，该信号是一种示例型电学信号—脉冲信号。本领域内技术人员应理解，编码器70不仅限于发射电学信号的编码器，编码器70还可以配置为发射光学信号或磁性信号等指示信号的任何其他类型的编码器。

在一个实施例中，在本申请的智能门锁执行开锁操作时，当钥匙被传动轴套44带动而旋转时，钥匙从起始位置转动到将门锁置于锁定位置时，进行记录。这样，当智能门锁随后执行锁定操作时，控制单元20控制驱动单元30驱动传动轴套44反向旋转相同的角度，如此能够确保钥匙被复位到初始位置。根据本原理，钥匙的初始位置可以是、但是不必须是钥匙的插入和拔出位置。

如图所示，本申请的智能门锁还可以包括用于检测门锁的状态、即打开状态或锁闭状态的检测单元60，以及在无线遥控操作模式下将门锁的状态显示给操作者的指示灯80。检测单元60可以配置为霍尔传感器或光电传感器，例如包括分别固定于门框和门上的发射部62和接收部64。当接收部64接收到来自发射部62的信号时，表示门锁被置于锁闭状态，此时指示灯发出第一颜色的光，例如绿光；当接收部64未接收到来自发射部62的信号时，表示门锁被置于非锁闭、即打开状态，此时指示灯发出不同于第一颜色的第二颜色的光，例如红光。可选地，指示灯也可以被配置位在门锁处于打开时不停闪烁并且在门锁处于锁闭位置时常亮。

另外，指示灯80可以在智能门锁的无线遥控操作方式过程中由电机32供电。由此，所以指示灯80亮表示智能门锁处于无线遥控操作方式，否则表示智能门锁处于传统机械操作方式。

上面描述了根据本申请的第一实施例的智能门锁，通过提供包括响应单元、即固定部以及感应单元、即旋转部的编码器实现了确保钥匙能够停止在预设位置的功能，通过设置检测单元实现了检测门锁处于打开位置还是锁闭位置的功能，通过设置指示灯实现了在无线遥控操作方式中显示门锁所处位置的功能、并且实现了辨别智能门锁的操作方式的功能。此外，通过在智能门锁的壳体上的前后两侧设置能够插入钥匙的开口，在实现无线遥控控制方式的图示还能够通过手动插入钥匙进行开锁和锁闭操作的传统机械操作方式。

图5和6示出了根据本申请的第二实施例的智能门锁，其中图5示出了本申请的智能门锁的第二实施例的装配图，其中壳体被移除以显示其内部结构；图6示出了图5的智能门锁的传动轴套和霍尔传感器的装配图。

图5中的装配图类似于图2的装配图。图中示出了智能门锁的被配置为控制电路板的控制单元，包括电机32和为其供电的电源31(例如电池)的驱动单元30，包括相互接合的传动齿轮42和传动轴套44的传动单元40，以及适于在其内部接收和保持旋钮或钥匙(未示出)的钥匙夹持装置52的钥匙单元50。同样，确保旋转件(比如，图示实施例中的传动轴套44)能够精确定位于特定预设位置的旋转定位装置包括该旋转件；用于控制该旋转件的启动和停止的控制单元20；随该旋转件同步旋转的感应单元；以及响应单元，响应单元与控制单元通信连接并且被配置成当旋转件转动到预设位置时与感应单元相互作用而发出指示信号。不同的是，在本实施例中，旋转定位装置的响应单元是霍尔传感器80，感应单元是当作为旋转件的传动轴套44转动到预设位置时与其相互作用的磁体47。

霍尔传感器80可以被固定在智能门锁的控制单元20的控制电路板上并且与控制单元20通信连接。然而，本领域内的技术人员应理解，霍尔传感器80不必须设置于控制单元20的控制电路板上，但需与控制单元20的控制电路板通信连接。

在本实施例中，传动轴套44包括非磁性材料制成的本体和附接于本体上的磁性材料部，例如任何形状和尺寸的磁体47。磁体47附接于本体上的位置对应于钥匙的预设位置，并且被设置成只有在传动轴套44转动到预设位置时磁体47才会与霍尔传感器80相互作用以致使霍尔传感器80发出信号，指示传动轴套44已经转动到预设的旋转位置，同时传动轴套44驱动的钥匙夹持装置52以及其保持的钥匙也转动到预设位置。作为旋转件的传动轴套44的预设位置可以为一个、两个或更多个，磁体47可以对应地设置一个、两个或更多个。

在图6的实施例中，两个磁体47-1和47-2设置于传动轴套44的本体上、在直径方向上对置的位置，以指示传动轴套44旋转的两个相对的预设位置。

利用这种结构，在传动轴套44的旋转过程中，当传动轴套44上的第一磁体47-1转动到与霍尔传感器80相互作用而致使霍尔传感器80发出信号时，表示传动轴套44转动到对应于第一磁体47-1的第一预设位置。同样，当传动轴套44上的第二磁体47-2转动到与霍尔传感器80相互作用而致使霍尔传感器80发出信号时，表示传动轴套44转动到对应于第二磁体47-1的第二预设位置。

优选地，霍尔传感器80可以配置成当传动轴套44驱动钥匙转动到第一和第二预设位置时发出不同的信号，以便使用者能够准确判断智能门锁的传动轴套44或者说钥匙所处的位置使第一还是第二预设位置，并且据此可以判断传动轴套或钥匙的旋转方向。当然，在不需要实现上述区分的情况下，霍尔传感器80可以配置成在上述两种情况下发出相同的信号。

根据本申请的原理，磁体47可以具有任何合适的形状和尺寸。例如，图1和2中示出的为u形磁体，诸如长条形、方形或任何其它形状的磁体也是可能的。磁体47可以通过任何合适的方式附接或固定到传动轴套44的本体，例如粘接、螺栓连接等。例如，磁体47可以如图所示附接于传动轴套44的外表面上，也可以容置于在传动轴套44上形成的凹槽或附接的容座中。

根据本申请，控制单元20可以配置成使得当霍尔传感器80发出指示传动轴套44旋转到特定预设位时的信号时选择性地停止驱动单元30的电机32，以便使传动轴套44以及因而使钥匙停止在该预设位置。

上面描述了根据本实用新型的旋转定位装置的两个实施例。本申请的旋转定位装置包括随所述旋转件同步旋转的感应单元和与感应单元相互作用的响应单元。当响应单元与感应单元相互作用而发出指示信号时，使用者能够判断出或确定出钥匙处于预设位置，并且能够选择性地通过控制单元使驱动单元的电机停止而将钥匙定位于该位置。

本实用新型还涉及包括本申请的旋转定位装置的智能门锁，实现了开锁的电子化和智能化，不需携带实体钥匙即可开锁(例如房产经纪公司的经纪人带客户看房)。此外，由于本智能门锁包括旋转定位装置，实现了确保旋转件、因而确保钥匙能够精确停止在预设位置的功能。在使用编码器的实施例中还能够实现精确复位的功能，使得本申请的智能门锁能够记录钥匙转过的角度、转动方向以及转过的次数，并且能够记录钥匙的一个或多个预设位置。对于房产经纪公司来说，能够生成有关钥匙转动角度和次数的记录是特别有利的。

上面详细描述了本实用新型的智能门锁及其非限制性实施例。本领域内的技术人员应了解上述实施例并不意于限制本实用新型的保护范围。相反，在不偏离由权利要求书限定的范围的情况下，可以根据实际需要对智能门锁的构成的某些特征进行删除或修改。