一种带有减震组件的电子脚扣的制作方法

1.本发明涉及电子脚扣技术领域，具体为一种带有减震组件的电子脚扣。


背景技术：

2.电子脚扣可用于囚犯外出就医、出庭、投牢、转监、探亲等各种外出场景，电子脚扣内部安装有卫星定位装置和自动报警装置，当囚犯逃跑远离手持终端超过设定值时，手持终端和电子脚扣均会发出警报，并且电子脚扣的定位装置会时刻给手持终端进行位置提示，起到防脱逃和助追逃的作用。而且电子脚扣由高强度材料制成，可以防止电子脚扣被暴力破坏。
3.虽然囚犯短时间内无法破坏电子脚扣外壳，但是囚犯对电子脚扣破坏行为的震动会传递至电子脚扣内部，当震动的能量过大时，可能会造成电子脚扣内部电子元件连接松动甚至损坏，导致电子脚扣的定位和报警功能失去作用，如果囚犯逃逸则很难进行追踪。而且囚犯逃跑时电子脚扣的晃动也可能对电子脚扣造成这种影响。
4.为此，提出一种带有减震组件的电子脚扣。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种带有减震组件的电子脚扣，通过在电子脚扣内部安装减震组件和检测装置，当电子脚扣受到冲击时减震组件会吸收掉震动能量，当检测装置发现减震组件吸收的能量超过设定值时，检测装置会控制电子脚扣给手持终端发送报警信号，提示警务人员囚犯可能在破坏脚扣，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有减震组件的电子脚扣，包括：外壳，所述外壳一侧转动连接有连接带的一端，所述外壳的另一侧安装有锁扣，所述连接带的另一端与锁扣相互配合，所述外壳内安装有电子元件模块；其特征在于，还包括：减震组件，所述外壳内侧壁与电子元件模块外侧壁之间安装有多个减震组件，所述减震组件用于防止电子脚扣内部元件在受到冲击时失效。
7.电子脚扣一般用于囚犯外出就医、出庭、投牢、转监、探亲等各种外出场景，为防止囚犯逃逸，电子脚扣内部安装有追踪警报等功能单元，当电子脚扣受到剧烈冲击和晃动时，可能会造成电子脚扣内部的电子元件连接不良甚至损坏，导致电子脚扣功能失效，此时若囚犯逃逸后，则很难对囚犯进行追踪，增加了警务人员抓捕囚犯的难度。
8.因此，为了保护电子脚扣内部电子元件，将电子脚扣设置为本体和外壳两部分，外壳上安装有连接带和锁扣，用于将电子脚扣固定在囚犯脚上。而电子元件模块则通过减震组件安装在外壳内部，电子元件模块外侧壁的6个面均通过减震组件与对应的外壳内侧壁连接，因此无论电子脚扣从哪个方向受到冲击和晃动，减震组件都可以有效地吸收掉大部分能量，保护电子元件模块内部的电子元件。
9.由于将电子脚扣分为外壳和本体两部分后，电子元件模块不与外界直接接触，因此电子元件模块可以采用普通强度材料生产，以减少成本，而外壳仍然使用高强度材料生产，防止囚犯通过暴力手段破坏，进而破坏电子元件模块。
10.优选的，所述减震组件包括通过球铰转动安装在外壳内侧壁上的阻尼器，所述阻尼器的另一端通过球铰转动安装在电子元件模块外侧壁上，所述阻尼器包括轴套和伸缩杆，所述轴套靠近球铰的一端安装有凸轮板，所述伸缩管靠近球铰的一端安装有凸轮板，所述凸轮板之间安装有弹簧一，所述弹簧一为常态时，阻尼器为伸出至总行程一半的位置，所述电子元件模块外侧壁的六个面上均安装有减震组件。
11.电子脚扣的减震组件包括阻尼器和弹簧一，阻尼器用于吸收掉大部分电子元件模块受到的冲击能量，将机械能转化为热能，而弹簧一则用于复位阻尼器，使电子元件模块始终处于外壳的中心处。当弹簧一为常态时，阻尼器为伸出至总行程一半的位置，这种状态的阻尼器可以随时进行将机械能转化为热能的动作。阻尼器的两端通过球铰转动连接在外壳内侧壁和电子元件模块外侧壁之间，因此电子元件模块可以在外壳内部中心处往任意方向移动，球铰让电子脚扣移动时，阻尼器均只受到轴向拉力或压力，避免了阻尼器因受到径向力而变形损坏的可能。阻尼器的轴套和伸缩杆上安装有凸轮板，凸轮板之间安装有弹簧一，阻尼器位于弹簧一内圈处，弹簧一时刻与阻尼器保持同轴线，当电子元件模块移动时，弹簧一只会受到轴向拉力或压力，因此弹簧一能最大限度的发挥其弹力。
12.当外壳受到某个方向的冲击时，电子元件模块往远离外壳受冲击位置方向移动，外壳受冲击位置与电子元件模块之间的阻尼器受到轴向拉力，伸缩杆逐渐伸出，而电子元件模块另一侧的阻尼器受到轴向压力，伸缩杆逐渐收缩，当阻尼器将机械能转化为热能后，弹簧一会使阻尼器复位，电子元件模块也因此复位至外壳内部中心处。因此球铰结构使得无论外壳受到哪个方向的冲击，所有的阻尼器会同时进行吸能减震，提高了减震组件的减震效率。
13.本发明的阻尼器可以是液压阻尼器、气体阻尼器和粘滞阻尼器等。
14.优选的，所述电子元件模块外侧壁的四个面安装减震组件，且四个面两两对称，所述电子元件模块未安装减震组件的外侧壁上安装有磁铁一，所述外壳未安装有减震组件的内侧壁上安装有磁铁二，且磁铁一与磁铁二相互排斥。
15.为了减小电子脚扣的体积，方便使用，可以将其中两组减震组件更换为磁铁，通过磁铁的排斥力使电子元件模块安装磁铁的外侧壁不与相对应的外壳内侧壁接触，只通过其余四组减震组件进行减震吸能。由于电子脚扣的电子元件不会受到磁场影响，因此使用磁铁电子脚扣也能正常工作。虽然电子脚扣体积减小了，但是由于减震组件的数量也减少了，减震效率也会跟着下降，因此本方向的电子脚扣更适用于妇女、老人等力量较弱的囚犯。
16.优选的，靠近外壳内侧壁的所述凸轮板上开设有安装孔，所述安装孔上安装有接近开关，所述阻尼器两端的凸轮板为对称安装，所述接近开关与安装在伸缩杆上的凸轮板之间的距离等于阻尼器伸缩杆从常态到完全收缩时的行程距离。
17.当外壳受到某个方向的冲击时，外壳内部的所有阻尼器会同时受到轴向拉力或压力，所有阻尼器会同时进行减震吸能。当外壳受到的冲击能量过大时，冲击能量可能超过所有阻尼器的吸收量，因此伸缩杆会移动至极限位置，伸缩杆会移动至极限位置后部分震动能量会传递至电子元件模块内部，可能会造成电子脚扣内部的电子元件连接不良甚至损
坏，此时为了保护电子脚扣，只能停止电子脚扣继续受到冲击。由于安装在轴套上的凸轮板和安装在伸缩杆上的凸轮板为对称安装，且接近开关与安装在伸缩杆上的凸轮板之间的距离等于阻尼器伸缩杆从常态到完全收缩时的行程距离，因此当受到轴向压力的阻尼器的伸缩杆会逐渐收缩至极限位置后，安装在凸轮板上的接近开关会与安装在伸缩杆上的凸轮板接触，此时接近开关会被触发，发送信号给远程终端，提示警务人员电子脚扣正在受到破坏，警务人员可以根据提示去查看电子脚扣状况，当发现囚犯正在破坏电子脚扣时，可及时进行阻止。
18.优选的，所述电子元件模块上开设有多个用于安装滑座的安装槽，所述安装槽位于电子元件模块每一面外侧壁中心处。
19.球铰包括滑座和球形关节，球形关节滑动安装在滑座上，为了减小外壳的体积空间，减小外壳的空间占比的材料消耗，在电子元件模块外侧壁的6个面中心处开设有安装滑座的安装槽，使得滑座内嵌安装在电子元件模块上，减小了电子元件模块外侧壁与外壳内侧壁之间的距离。
20.优选的，所述球铰采用自润滑球铰。
21.由于为了防止囚犯破坏打开电子脚扣，电子脚扣采用的安装结构会使其不易拆解，但是球铰此类结构是需要经常进行润滑，否则在润滑物质完全消耗后，球形关节与滑座之间的摩擦力会增大，会造成球形关节和滑座的磨损，滑座可能造成球铰卡死。但是如果通过人工进行定期为球铰添加润滑物质会极其不方便，因此本发明的球铰滑座采用自润滑球铰，是在高力黄铜（主要化学成份cu、al、mn、fe、ni、zn百分比分别为：60～66%、5.0～7.5%、2.5～5.0%、2.0～4.0%、0.2～0.5%、22～28%）的基体上，镶嵌石墨或mos2固体润滑剂的一种高性能固体润滑产品。它突破了一般轴承依靠油膜润滑的局限性。在使用过程中，通过摩擦热使固体润滑与轴摩擦，形成油、粉末并存润滑的优异条件，既保护轴不磨损，又使固体润滑特性永恒。使用自润滑球铰，延长了电子脚扣的保养时间间隔，增加了电子脚扣的使用方便性。
22.优选的，所述外壳外侧壁上覆盖有吸能材料。
23.在外壳的外侧壁上覆盖一层减震吸能材料，例如d3o材料、acf极限缓冲材料、xrd材料等。以d3o材料为例，d3o材料一般用于运动防护、手机防护和军事防护上，d3o材料由一种粘胶液和一种聚合物化和而成，d3o材料在常态时处于柔软且具有弹性的状态，一旦d3o材料受到剧烈撞击或挤压时，d3o材料材料会迅速变硬并发热，从而消掉外力。当外力消失后，d3o材料会恢复至柔软且具有弹性的状态，因此在外壳的外侧壁上覆盖一层减震吸能材料，能有效吸收掉一部分当电子脚扣受到冲击时的能量，增加电子脚扣减震效率的上限。
24.优选的，所述外壳内侧壁上固定连接有伸缩软管的一端，所述伸缩软管的另一端与电子元件模块固定连接，且减震组件位于伸缩软管内部，所述伸缩软管在常态是为中间大两端小的鼓状。
25.由于电子脚扣具有警报功能，为了更好地传递警报声音，外壳不会采用全封闭结构，因此当囚犯佩戴电子脚扣在下雨天气出行或者风沙大的天气出行时，雨水和沙粒可能会从外壳开设的通孔处进入到外壳内部，电子元件模块本身具有至少ip58的防水等级，因此并不惧怕以上天气，但是雨水和沙粒可能会干扰到减震组件的运行，因此在外壳内侧壁与电子元件模块外侧壁之间安装有伸缩软管，并且减震组件位于伸缩软管内部，伸缩软管
可以将减震组件与外界隔离开，防止减震组件受到雨水和沙粒的影响。
26.将伸缩软管做成鼓状，当伸缩软管受到挤压时，伸缩软管会往远离减震组件的方向扩张变大，防止伸缩软管受到挤压时内凹挤压到减震组件，影响减震组件的运行。类似于折叠伸缩软管，但是相比于折叠伸缩软管拉长时内径大折叠时内径小的特点，本发明的软管在折叠时内径不会减小。
27.优选的，所述外壳靠近连接带的外侧壁上的转角处均开设有通孔，所述外壳靠近连接带的一侧设有伸缩板，所述伸缩板的转角处均安装有与通孔配合的导向柱，所述伸缩板通过弹簧二弹性安装在外壳外侧壁上，所述伸缩板远离外壳的一侧覆盖有柔软材料，所述伸缩板和柔软材料上开设有多个通风孔。
28.虽然电子脚扣的连接带一般有多个挡位调节，用于将电子脚扣紧密贴合在囚犯腿上，但是由于每个人的腿的粗细可能会只有细微的差别，而电子脚扣的挡位不足以满足这种差别，当电子脚扣与囚犯的腿之间存在间隙，那么电子脚扣就容易产生晃动，而晃动可能会对电子脚扣内部电子元件产生影响。因此通过弹簧二配合伸缩板进行一个自适应微调，使电子脚扣无论在何种情况下都可以一直与囚犯的腿紧密贴合。由于伸缩板的活动距离等于连接带的一个档位，因此囚犯无法通过压缩伸缩板获得更大空间来挣脱电子脚扣。由于伸缩板不能与所有的囚犯的腿完全适配，因此为了防止伸缩板只有一小块面积参与了贴合，使得稳定性不高的情况，在伸缩板远离外壳的一侧覆盖有柔软材料，例如橡胶、海绵等，通过柔软材料的弹性变形，使得伸缩板与囚犯的腿更好的贴合。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、将电子脚扣分为外壳和本体两个部分，电子元件模块位于外壳内部，在外壳和电子元件模块之间安装有减震组件，减震组件包括阻尼器和弹簧一，阻尼器用于吸收掉外壳受到的冲击振动，弹簧一用于阻尼器的复位。通过减震组件防止电子脚扣受到剧烈冲击和晃动时，造成电子脚扣内部的电子元件连接不良甚至损坏，导致电子脚扣功能失效的情况发生。
30.2、电子元件模块的6个面均通过减震组件与外壳连接，且减震组件的两端采用球铰连接，使得外壳无论受到哪个方向的冲击，所有的阻尼器会同时进行吸能减震，提高了减震组件的减震效率。而且球铰还会使得阻尼器只会受到轴向拉力或压力，防止阻尼器因受到径向力而产生变形破坏。
31.3、在阻尼器轴套和伸缩杆上对称安装有凸轮板，在轴套凸轮板上安装有接近开关，当外壳受到的冲击能量过大时，冲击能量可能超过所有阻尼器的吸收量，因此伸缩杆会移动至极限位置，安装在凸轮板上的接近开关会与安装在伸缩杆上的凸轮板接触，此时接近开关会被触发，发送信号给远程终端，提示警务人员电子脚扣正在受到破坏，警务人员可以根据提示去查看电子脚扣状况，当发现囚犯正在破坏电子脚扣时，可及时进行阻止。避免了囚犯对电子脚扣破坏行为的震动会传递至电子脚扣内部，当震动的能量过大时，可能会造成电子脚扣内部电子元件连接松动甚至损坏，导致电子脚扣的定位和报警功能失去作用。
附图说明
32.图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；图3为图2中的a处局部放大图；图4为图2中的b-b剖视图；图5为本发明的凸轮板示意图；图6为本发明的电子元件模块示意图；图7为本发明的实施例二结构示意图；图8为图7中的c处局部放大图；图9为图7中的d-d剖视图。
33.图中：1、外壳；2、连接带；3、锁扣；4、电子元件模块；5、阻尼器；6、球铰；7、凸轮板；8、弹簧一；9、接近开关；10、吸能材料；11、伸缩软管；12、伸缩板；13、导向柱；14、弹簧二；15、柔软材料；16、磁铁一；17、磁铁二；18、安装槽；19、通风孔。
具体实施方式
34.请参阅图1至图9，本发明提供一种带有减震组件的电子脚扣，技术方案如下：实施例一，参考图1至图6，当电子脚扣受到猛烈冲击时。
35.当外壳1受到猛烈冲击后，外壳1外侧壁上的吸能材料10会从柔软弹性状态迅速变硬且发热，吸收掉一部分冲击能量。电子元件模块4会往远离外壳1受到冲击位置的方向移动，在球铰6的作用下，外壳1受冲击位置与电子元件模块4之间的阻尼器5只受到轴向拉力，伸缩杆逐渐伸出，而电子元件模块4另一侧的阻尼器5只受到轴向压力，伸缩杆逐渐收缩，阻尼器5的伸缩都会吸收冲击能量，将机械能转化为热能，在阻尼器5和吸能材料10的作用下，大部分冲击能量均被转化为热能，只有小部分能量会传递至电子元件模块4内部。
36.当外壳1不在受到冲击后，被拉伸或被压缩的弹簧一8会恢复至初始常态，弹簧一8会带动阻尼器5恢复至初始状态，电子元件模块4则在所有阻尼器5的作用下移动至外壳1内部中心处。
37.实施例二，参考图1至图6，当电子脚扣受到剧烈晃动时。
38.当电子脚扣受到剧烈晃动时，由于外壳1外侧壁上的吸能材料10未受到冲击或挤压，因此吸能材料10不会发生变硬参与减震。外壳1内部的电子元件模块4在惯性的作用下会不停地摆动，当电子元件模块4摆动时，会带动阻尼器5伸缩杆伸出或者收缩，在此过程中，阻尼器5会将机械能转化为热能，保持电子元件模块4的稳定，防止电子脚扣的晃动对电子脚扣内部电子元件造成影响。
39.当外壳1不在受到晃动后，被拉伸或被压缩的弹簧一8会恢复至初始常态，弹簧一8会带动阻尼器5恢复至初始状态，电子元件模块4则在所有阻尼器5的作用下移动至外壳1内部中心处。
40.实施例三，参考图7至图8，当电子脚扣的使用对象未女子、老人等力量较小的囚犯时。
41.相比于实施例一和实施例二，为了提高减震效率，在电子元件模块4外侧壁的6个面都安装了减震组件，当电子脚扣震动时，6个减震组件同时参与缓震吸能，减震效率较高。但是也牺牲了体积空间和重量，使用起来不方便。当电子脚扣的使用对象未女子、老人等力量较小的囚犯时，这类群体受限于自身原因无法对电子脚扣造成猛烈冲击或晃动，此时可
以将以电子元件模块4中心对称布置的减震组件替换为磁铁。减震组件可以替换掉1-2组，根据不同的人群进行使用，力量越小，可减少的减震组件越多。
42.当电子脚扣受到冲击时，电子元件模块4会带动阻尼器5的伸缩杆进行伸出或收缩运动，电子元件模块4没有安装减震组件的外侧壁在靠近外壳1内侧壁时，安装在电子元件模块4上的磁铁一16与安装在外壳1上的磁铁二17会相互排斥，阻止电子元件模块4靠近外壳1，而且由于当一对磁铁相斥时，磁铁之间的距离越小排斥力越大，因此当把减震组件更换为磁铁后，不需要给磁铁之间预留太大空间，因此将减震组件更换为磁铁后可以减小电子脚扣的体积。这里的磁铁需要用磁场强度大的磁铁，在满足排斥力的同时可以减少重量。但是磁铁本身不具备缓震吸能的作用，因此减少了减震组件后，电子脚扣整体的减震效率会降低。
43.工作原理：将电子脚扣分为外壳1和电子元件模块4两部分，电子元件模块4外侧壁与外壳1内侧壁之间设置有阻尼器5，阻尼器5的两端通过球铰6安装在外壳1和电子元件模块4上，阻尼器5用于吸能减震，阻尼器5两端安装有凸轮板7，凸轮板7之间安装有弹簧一8和接近开关9，弹簧一8用于复位阻尼器5，接近开关9会在电子脚扣受到减震组件无法消除的震动时，给远程终端发送消息提醒，提醒警务人员及时检查电子脚扣。