用于锁定装置的防撞击布置结构、锁定装置及方法与流程

1.本公开总体上涉及防撞击布置结构。特别地，提供了用于锁定装置的防撞击布置结构、包括防撞击布置结构的锁定装置以及控制锁定装置的方法。


背景技术：

2.通过不同类型的撞击对锁定装置进行未经授权的操纵对于锁芯锁定装置是公知的问题。另外，用于锁定插销和门把手的阻挡机构可能经受撞击。
3.在一些现有技术的锁定装置中，需要传递一定的机械力“斜坡”以使传递构件从锁定位置撞击至解锁位置，由此能够在没有授权的情况下将锁定装置解锁。传递构件可以例如是阻挡构件或联接构件。机械力斜坡可以是克服来自将传递构件朝向锁定位置推动的弹簧的力所需的力。
4.在那些现有技术的锁定装置中，也需要克服用于未经授权的解锁的相同机械力斜坡，以用于锁定装置的经授权的解锁。在弹簧将传递构件朝向锁定位置推动的情况下，传递构件也需要克服弹簧的力进行移动，以用于经授权的解锁。因此，经授权的解锁通常需要大量的能量来进行解锁。当传递构件由马达驱动时，并且特别是在锁定装置是具有小电池或者根本没有电池的能量收集锁定装置时，这是有问题的。


技术实现要素：

5.本公开的一个目的是提供一种用于锁定装置的防撞击布置结构，该防撞击布置结构提高了锁定装置的安全性。
6.本公开的另一目的是提供一种用于锁定装置的防撞击布置结构，该防撞击布置结构提供了抵抗锁定装置的撞击的阻力。
7.本公开的又一目的是提供一种用于锁定装置的防撞击布置结构，该防撞击布置结构具有低功耗。
8.本公开的又一目的是提供一种用于锁定装置的防撞击布置结构，该防撞击布置结构具有紧凑、简单和/或可靠的设计。
9.本公开的又一目的是提供一种用于锁定装置的防撞击布置结构，该防撞击布置结构具有紧凑、简单和/或可靠的功能。
10.本公开的又一目的是提供一种用于锁定装置的防撞击布置结构，该防撞击布置结构以组合的方式解决前述目的中的若干个或所有目的。
11.本公开的又一目的是提供一种包括防撞击布置结构的锁定装置，该锁定装置解决了前述目的中的一个、若干个或所有目的。
12.本公开的又一目的是提供一种控制锁定装置的方法，该方法解决了前述目的中的一个、若干个或所有目的。
13.根据一个方面，提供了一种用于锁定装置的防撞击布置结构，该防撞击布置结构包括：传递构件，该传递构件具有磁体，传递构件能够沿着致动轴线在锁定位置与解锁位置
之间移动；多个电导体，每个电导体封围致动轴线；以及多个开关，每个开关与相应的电导体相关联，并且布置成将包括相关联的电导体的电路选择性地闭合，使得在磁体沿着致动轴线从锁定位置朝向解锁位置移动时在电导体中感应出涡流。
14.涡流在磁体上产生抵抗磁体运动而作用的磁力。磁力用作抵抗传递构件由于撞击而移动的制动器。
15.在将开关打开时，由于没有磁力，传递构件可以在锁定装置的经授权的解锁期间相对容易地移动。然而，在将开关闭合时，对于未经授权的打开或撞击，传递构件由于感应出的涡流和随之产生的反作用磁力而相对笨重地移动。
16.因此，防撞击布置结构使得能够设定特定的“未经授权的力斜坡”以及低于未经授权的力斜坡的特定的“经授权的力斜坡”。例如，未经授权的力斜坡可以是克服弹性元件的力以及来自涡流的磁力两者所需的力，而经授权的力斜坡可以是仅克服弹性元件的力所需的力。由于弹性元件的力和磁力可以根据需要例如通过零件的对应尺寸来设定，因此未经授权的力斜坡和经授权的力斜坡也可以根据需要来设定。以这种方式，可以设定低的经授权的力斜坡和高的未经授权的力斜坡。这使得能够以低功耗实现高的防撞击保护。还可以借助于防撞击布置结构来实现非常高的防撞击保护与非常低的功耗之间的广泛的权衡。
17.可以以非常低的功耗将开关选择性地闭合。因此，防撞击布置结构基于涡流原理提供低功率撞击保护。
18.在通过打开开关将电路选择性地打开时，在磁体沿着致动轴线从锁定位置朝向解锁位置移动时，不会在电导体中感应出涡流。当将开关打开时，开关处于解锁状态下。这可以被称为打开模式。
19.当将开关闭合以使电路闭合时，开关处于锁定状态下。这可以被称为保护模式。每个开关可以是电控制或机械控制的。
20.每个电导体可以部分地或全部地封围致动轴线。每个电导体可以具有相同或大致相同的电导率。电导体可以例如由铜、金或银制成。电导体的电导率在20℃时可以至少为3
×
107σ(s/m)、比如在20℃时至少为4
×
107σ(s/m)。防撞击布置结构可以包括至少三个电导体、比如三个电导体至六个电导体。
21.由于电导体与开关之间的配合，由于磁体的运动而选择性地感应涡流，因此可以针对各种类型的锁定装置来使防撞击布置结构小型化。因此，防撞击布置结构能够实现紧凑设计。
22.磁体可以是永磁体。磁体可以例如包括钕合金、比如钕铁硼(ndfeb)或者具有相对较高的固有剩磁的其他合金。相对较高的固有矫顽力可以用于保护磁体不被施加的外部磁场退磁。
23.电导体可以布置成堆叠件。因此，堆叠件可以与致动轴线平行地延伸。通过将电导体布置成堆叠件，形成了电导体的管形件。堆叠件沿着致动轴线的长度可以大于磁体沿着致动轴线的长度。
24.每个电导体可以在大致垂直于或垂直于致动轴线的平面中延伸。因此，电导体可以配置为或构造为多个垫圈。在该情况下，每个垫圈可以包括开口，其中，开关中的一个开关连接至该开口。
25.防撞击布置结构还可以包括弹性元件，该弹性元件布置成将传递构件沿着致动轴
线朝向锁定位置迫压。弹性元件可以例如为板簧或螺旋弹簧。
26.传递构件可以由磁体构成。替代性地，磁体可以仅构成传递构件的一部分。即，传递构件可以包括磁体以及一个或更多个非磁性零件。在任何情况下，传递构件可以是刚性的。
27.传递构件可以是阻挡构件。阻挡构件可以在锁定位置对输入构件与输出构件之间的相对运动进行阻挡，并且在解锁位置对输入构件与输出构件之间的相对运动解除阻挡。因此，在阻挡构件的解锁位置，输入构件的运动传递至输出构件。
28.替代性地，传递构件可以是联接构件。联接构件可以在锁定位置将输入构件与输出构件断开联接，并且在解锁位置将输入构件联接至输出构件。因此，在联接构件的解锁位置，输入构件的运动传递至输出构件。由此，联接构件可以用作离合器。
29.每个开关可以包括晶体管。晶体管可以由电压进行控制。替代性地，每个开关可以是机电开关或机械开关。
30.晶体管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管、mosfet、比如n型金属氧化物半导体场效应晶体管、nmosfet。
31.晶体管可以是耗尽型的场效应晶体管。耗尽型场效应晶体管是常闭(常开)的。通过向栅极施加电压，晶体管将电路打开。因此，耗尽型场效应晶体管在锁定状态下不消耗任何功率。因此，使用耗尽型场效应晶体管对能量收集锁定装置是有利的，该能量收集锁定装置在被动模式下可以具有有限的可用功率或者没有可用功率。
32.替代性地，晶体管可以是增强型的场效应晶体管。增强型场效应晶体管是常开(常闭)的。通过向栅极施加电压，晶体管将电路闭合。因此，增强型场效应晶体管在解锁状态下不消耗任何功率。
33.防撞击布置结构还可以包括控制系统，该控制系统包括至少一个数据处理装置和至少一个存储器，该存储器具有存储在该存储器上的计算机程序，计算机程序包括程序代码，该程序代码在由至少一个数据处理装置执行时，使至少一个数据处理装置执行以下步骤：评估授权请求；以及响应于授权请求的经准许的评估，命令每个开关打开。计算机程序还可以包括程序代码，程序代码在由至少一个数据处理装置执行时，使至少一个数据处理装置执行如本文中所描述的各种步骤或者命令如本文中所描述的各种步骤的执行。
34.控制系统还可以包括用于接收授权请求的接收单元、比如天线。控制装置可以配置成基于授权请求确定是否应当准许授权。如果访问被准许，例如，如果提供有效凭证，则命令每个开关打开。
35.防撞击布置结构还可以包括印刷电路板、pcb。控制系统可以设置在pcb上。
36.根据另一方面，提供了一种包括根据本公开的防撞击布置结构的锁定装置。锁定装置可以包括输入构件和输出构件。当传递构件处于锁定位置时，可以防止输出构件通过输入构件的运动而移动。相反，当传递构件处于解锁位置时，可以允许输出构件通过输入构件的运动而移动。
37.锁定装置可以是能量收集锁定装置。为此，锁定装置还可以包括发电机，该发电机布置成从输入构件的运动产生电能。能量收集锁定装置可以不包括电池。
38.根据另一方面，提供了一种控制锁定装置的方法，该方法包括提供根据本公开的锁定装置；以及响应于来自用户的经准许的授权请求，将每个开关打开。如果授权请求未被
准许或者没有接收到授权请求，则每个开关保持关闭。
附图说明
39.本公开的其他细节、优点和方面将根据以下结合附图的实施方式变得明显，在附图中：
40.图1：示意性地表示了防撞击布置结构的侧视图，其中，传递构件处于锁定位置并且多个开关处于锁定状态；
41.图2：示意性地表示了图1中的防撞击布置结构的俯视图；
42.图3：示意性地表示了防撞击布置结构的侧视图，其中，传递构件处于解锁位置并且开关处于解锁状态；
43.图4：示意性地表示了图3中的防撞击布置结构的俯视图；
44.图5：示意性地表示了锁芯锁定装置的侧视图，其中，多个驱动器销处于锁定位置并且开关处于锁定状态；
45.图6：示意性地表示了图5中的锁芯锁定装置的侧视图，其中，驱动器销处于解锁位置并且开关处于解锁状态；
46.图7：示意性地表示了另一锁定装置的侧视图，其中，阻挡构件处于锁定位置并且开关处于锁定状态；
47.图8：示意性地表示了图7中的锁定装置的侧视图，其中，阻挡构件处于解锁位置并且开关处于解锁状态；
48.图9：示意性地表示了另一锁定装置的前视图，其中，联接构件处于锁定位置并且开关处于锁定状态；以及
49.图10：示意性地表示了图9中的锁定装置的前视图，其中，联接构件处于解锁位置并且开关处于解锁状态。
具体实施方式
50.在下文中，将描述用于锁定装置的防撞击布置结构、包括防撞击布置结构的锁定装置，以及控制锁定装置的方法。相同或相似的附图标记将用于表示相同或相似的结构特征。
51.图1示意性地表示了防撞击布置结构10的侧视图并且图2示意性地表示了图1中的防撞击布置结构10的俯视图。共同参照图1和图2，防撞击布置结构10包括传递构件12。在该示例中，传递构件12由磁体14构成。该示例的磁体14是永磁体。
52.在图1和图2中，传递构件12定位在锁定位置16。传递构件12可以从锁定位置16沿着致动轴线18移动。
53.防撞击布置结构10还包括多个电导体20和多个开关22。在该具体示例中，防撞击布置结构10包括六个电导体20和六个开关22。每个电导体20与开关22中的一个开关相关联并且每个开关22与电导体20中的一个电导体相关联。每对电导体20和相关联的开关22封围致动轴线18。
54.每个电导体20布置在垂直于致动轴线18的平面中并且定形状为垫圈。每个垫圈包括切口，相关联的开关22定位在该切口中。如图1中所示，电导体20布置成与致动轴线18平
行地延伸的堆叠件。由此，电导体20形成封围磁体14的管。电导体20可以由铜或高电导率的另一材料制成。电导体20可以彼此电绝缘。
55.在图1和图2中，每个单独的开关22处于锁定状态24。在锁定状态24下，将每个开关22闭合使得包括相关联的电导体20的电路或电流回路闭合。每个开关22布置成将相关联的电路选择性地闭合和打开。
56.开关22在此被示例为耗尽型的场效应晶体管、即，常闭(常开)。由此，在锁定状态24下，开关22不消耗任何功率。
57.防撞击布置结构10还包括控制系统26。该示例的控制系统26包括数据处理装置28、存储器30和天线32。存储器30具有存储在其上的计算机程序。计算机程序包括程序代码，该程序代码在由数据处理装置28执行时，使数据处理装置28评估通过天线32接收的授权请求，并且响应于经准许的评估请求命令每个开关22打开。授权请求可以例如经由蓝牙低功耗、ble通过天线32接收。控制系统26的部件可以布置在共同的pcb上。
58.当开关22处于锁定状态24以使电路短路并且传递构件12试图从锁定位置16移动时，通过移动/改变磁体14的磁场在电导体20中产生涡流。涡流在磁体14上产生抵抗传递构件12的运动而作用的磁力。以这种方式，可以防止传递构件12远离锁定位置16的撞击。
59.图3示意性地表示了防撞击布置结构10的侧视图并且图4示意性地表示了图3中的防撞击布置结构10的俯视图。在图3和图4中，开关22例如在用户出示有效凭证之后处于解锁状态34。在解锁状态34中，每个开关22可能消耗小于10μa、比如小于2μa。
60.当开关22处于解锁状态34时，磁体14周围的每个电路是打开的。因此，不会通过磁体14的运动在电导体20中感应出涡流并且因此磁体14不会经受来自这种涡流的任何磁力。由此，传递构件12可以从锁定位置16移动至解锁位置36。因此，将开关22选择性地闭合和打开以分别打开和关闭涡流和随之产生的制动磁场。
61.图5示意性地表示了锁芯锁定装置38的侧视图。锁芯锁定装置38包括外壳40以及以可旋转的方式布置在外壳40中的插塞42。锁芯锁定装置38还包括键销44、驱动器销46和压缩弹簧48。每个驱动器销46由柱形磁体14构成。
62.每个弹簧48将相关联的驱动器销46沿着致动轴线18迫压到锁定位置16中。弹簧48是弹性元件的示例。插塞42是输出构件的一个示例。
63.锁芯锁定装置38还包括与图1至图4中的防撞击布置结构10相同类型的防撞击布置结构10。因此，每个驱动器销46由多个(在该示例中为四个)电路封围，每个电路由电导体20和相关联的开关22形成。因此，每个驱动器销46是传递构件的一个示例。如图5中所示，将防撞击布置结构10小型化以配装在外壳40内部。控制系统26也布置在外壳40内部。控制系统26对与驱动器销46相关联的所有开关22的切换进行控制。
64.在图5中，驱动器销46处于锁定位置16并且开关22处于锁定状态24。由此，每个驱动器销46直接阻挡施加至插塞42的旋转力。如果防撞击布置结构10不包括电导体20，则驱动器销46将可以通过锁芯锁定装置38上的外力和/或振动或者利用撞匙来撞击抵抗弹簧48的压缩，以获得驱动器销46的短的解除阻挡状态。然后，锁芯锁定装置38将可以在没有授权的情况下打开。然而，借助于电导体20和开关22的闭合使多个电路闭合，将通过磁体14的运动产生涡流，并且因此锁芯锁定装置38更加难以或者不可能使用撞击技术打开。
65.为了使驱动器销46从锁定位置16撞击至解锁位置36，需要克服弹簧48的力以及由
在电路中感应出的涡流产生的磁力两者。这些力的总和构成未经授权的力斜坡。此外，当电路闭合时，将键插入到插塞42中将很费力。
66.图6示意性地表示了图5中的锁芯锁定装置38的侧视图。在图6中，已经出示了有效凭证并且由此控制系统26已经命令开关22从锁定状态24切换至解锁状态34。
67.当开关22处于解锁状态34时，相应的磁体14周围的每个电路是打开的。因此，不会通过磁体14的运动在电导体20中感应出涡流并且因此磁体14不会经受来自这种涡流的任何磁力。由此，驱动器销46可以抵抗相应的弹簧48的力而从锁定位置16移动至解锁位置36。该运动所需的力构成了经授权的力斜坡，经授权的力斜坡低于未经授权的力斜坡。
68.如图6中所示，键50插入到插塞42中。键50是输入构件的一个示例。键50的插入使键销44移动，这进而使驱动器销46从锁定位置16沿着相应的致动轴线18移动至解锁位置36。每对键销44和驱动器销46之间的接口现在与插塞42和外壳40之间的接口对准。由此，插塞42可以通过键50的旋转而被旋转，以打开锁芯锁定装置38。
69.图7示意性地表示了另一锁定装置52的侧视图。锁定装置52包括把手54和闩锁栓56。把手54是输入构件的另一示例并且闩锁栓56是输出构件的另一示例。在该具体示例中，把手54布置成线性地旋转并且闩锁栓56布置成线性地移动。
70.锁定装置52还包括传动装置58。传动装置58构造成将把手54的运动传递至闩锁栓56的运动。为此，传动装置58可以例如包括齿轮和/或联动装置。
71.锁定装置52还包括机电致动器60。致动器60包括致动器销62。致动器60可以使致动器销62线性地移动。致动器60由控制系统26控制。
72.锁定装置52还包括阻挡构件64和弹簧48。弹簧48布置在致动器销62与阻挡构件64之间。阻挡构件64是传递构件的一个示例。阻挡构件64由磁体14构成，在此由柱形磁体构成。
73.锁定装置52还包括与图1至图6中的防撞击布置结构10相同类型的防撞击布置结构10。防撞击布置结构10包括由磁体14构成的阻挡构件64、多个电导体20、多个开关22、弹簧48和控制系统26。阻挡构件64由多个电路封围，每个电路由电导体20中的一个电导体以及开关22中的一个开关形成。
74.锁定装置52可以是能量收集锁定装置。在这种情况下，控制系统26和致动器60通过由把手54的机械运动收集的电能来供电。
75.在图7中，阻挡构件64处于锁定位置16。在锁定位置16，阻挡构件64坐置在闩锁栓56中的孔66中。由此，阻挡闩锁栓56移动。弹簧48将阻挡构件64迫压到坐置在孔66中的锁定位置16。
76.在图7中，开关22处于锁定状态24。如果防撞击布置结构10不包括电导体20，则阻挡构件64将可以通过锁定装置52上的外力和/或振动来撞击抵抗弹簧48的压缩，以获得阻挡构件64的短的解除阻挡状态。然后，锁定装置52将可以在没有授权的情况下打开。然而，借助于电导体20和开关22的闭合使多个电路闭合，将通过磁体14的运动产生涡流，并且因此锁定装置52更加难以或者不可能使用撞击技术打开。为了在致动器销62静止时使阻挡构件64从锁定位置16撞击至解锁位置36，需要克服弹簧48的力以及由在电路中感应出的涡流产生的磁力两者。
77.图8示意性地表示了图7中的锁定装置52的侧视图。在图8中，已经出示了有效凭证
并且由此控制系统26已经命令开关22从锁定状态24切换至解锁状态34。
78.当开关22处于解锁状态34时，磁体14周围的每个电路是打开的。因此，不会通过磁体14的运动在电导体20中感应出涡流并且因此磁体14不会经受来自这种涡流的任何磁力。在开关22被切换至解锁状态34的同时或者在开关22被切换至解锁状态34之后，控制系统26命令致动器60使致动器销62移动。如图8中所示，致动器销62缩回。这使阻挡构件64从锁定位置16沿着致动轴线18移动至解锁位置36。在解锁位置36，阻挡构件64完全从孔66缩回。
79.致动器销62的缩回运动不需要克服弹簧48的力。事实上，由于弹簧48在阻挡构件64处于锁定位置16时被压缩，因此弹簧48最初有助于致动器销62的缩回。因此，获得了非常低的经授权的力斜坡。
80.在图7和图8中，阻挡构件64在锁定位置16对把手54与闩锁栓56之间的相对运动进行阻挡，并且在解锁位置36对把手54与闩锁栓56之间的相对运动解除阻挡。在图8中的阻挡构件64的解锁位置36，把手54的旋转被传递至闩锁栓56的线性运动。用户现在可以转动把手54来使闩锁栓56缩回以打开锁定装置52。
81.图9示意性地表示了另一锁定装置68的俯视图；锁定装置68包括旋钮70和锁定构件72。旋钮70是输入构件的另一示例并且锁定构件72是输出构件的另一示例。在该具体示例中，旋钮70和锁定构件72中的每一者布置成绕共同的旋转轴线旋转。
82.锁定装置68还包括具有致动器销62的机电致动器60。致动器60和致动器销62是与图7和图8中的致动器60和致动器销62相同的类型。
83.锁定装置68还包括联接构件74和弹簧48。弹簧48布置在致动器销62与联接构件74之间。联接构件74是传递构件的另一示例。联接构件74由磁体14构成，在此由柱形磁体构成。
84.锁定装置68还包括防撞击布置结构10。防撞击布置结构10包括由磁体14构成的联接构件74、多个电导体20、多个开关22、弹簧48和控制系统26。联接构件74由多个电路封围，每个电路由电导体20中的一个电导体和开关22中的一个开关形成。应当强调的是，仅示意性地图示了图9中的锁定装置68。特别地，防撞击布置结构10和致动器60可以布置在旋钮70内部。
85.锁定装置68可以是能量收集锁定装置。在这种情况下，控制系统26和致动器60通过由旋钮70的旋转收集的电能来供电。
86.在图9中，联接构件74处于锁定位置16。在锁定位置16，联接构件74从锁定构件72中的孔66缩回。在联接构件74的锁定位置16，旋钮70的旋转不会传递至锁定构件72的旋转。联接构件74用作离合器。在图9中，离合器是打开的。
87.在图9中，开关22处于锁定状态24。如果防撞击布置结构10不包括电导体20，则联接构件74将可以通过锁定装置68上的外力和/或振动来撞击抵抗弹簧48的扩张，以获得联接构件74的短的联接状态。然后，锁定装置68将可以在没有授权的情况下打开。然而，借助于电导体20和开关22的闭合使多个电路闭合，将通过磁体14的运动产生涡流，并且因此锁定装置68更加难以或者不可能使用撞击技术打开。为了在致动器销62静止时使联接构件74从锁定位置16撞击至解锁位置36，需要克服弹簧48的力以及由在电路中感应出的涡流产生的磁力两者。
88.图10示意性地表示了图9中的锁定装置68的前视图。在图10中，已经出示了有效凭
证并且由此控制系统26已经命令开关22从锁定状态24切换至解锁状态34。
89.当开关22处于解锁状态34时，磁体14周围的每个电路是打开的。因此，不会通过磁体14的运动在电导体20中感应出涡流并且因此磁体14不会经受来自这种涡流的任何磁力。在开关22被切换至解锁状态34的同时或者在开关22被切换至解锁状态34之后，控制系统26命令致动器60使致动器销62移动。如图10中所示，致动器销62伸出。这使联接构件74从锁定位置16沿着致动轴线18移动至解锁位置36。在解锁位置36，联接构件74坐置在锁定构件72中的孔66中。致动器销62的伸出运动不需要克服弹簧48的力。在图10中，离合器是闭合的。
90.在图9和图10中，联接构件74在锁定位置16将旋钮70与锁定构件72断开联接，并且在解锁位置36将旋钮70联接至锁定构件72。因此，在联接构件74的解锁位置36，旋钮70和锁定构件72可以共同旋转以将锁定装置68解锁。尽管在图9和图10中，包括联接构件74的防撞击布置结构10与包括旋钮70的锁定装置68一起被例示，但是包括联接构件74的防撞击布置结构10可以与不一定包括旋钮的其他类型的锁定装置一起使用。
91.尽管已经参照示例性实施方式描述了本公开，但将理解的是，本发明不限于上面已经描述的内容。例如，将理解的是，零件的尺寸可以根据需要而不同。因此，本发明意在仅由所附权利要求的范围来限制。