CN202866448U - 微功耗电子锁头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微功耗电子锁头，包括锁头体和置于锁头体内的锁头芯，锁头体内位于锁头芯以外的区域安装有具有至少一个密钥分区的电路板和与电路板电连接的微型马达，电路板上安装有CPU，锁头芯用于***电子钥匙的一端设有用于与电子钥匙接触连接的锁头芯触点，锁头芯的圆周上设有环形电极，锁头芯触点的内端与环形电极之间电连接，环形电极与电路板之间直接接触连接或通过设于锁头体上的锁头体触点连接；锁头芯的外壁上设有用于对卡闩进行限位的卡槽，微型马达的动力输出端通过卡闩驱动装置与卡闩连接。本实用新型通过在锁头芯上设置锁头芯触点，有电子钥匙***时自动接通电源，实现电子开、关锁功能，具有控制精确、能耗低的优点。

Description

微功耗电子锁头

技术领域

本实用新型涉及一种电子锁头，尤其涉及一种微功耗电子锁头。

背景技术

目前市场的机械锁和电子锁的应用都非常广泛，电子锁因其安全性能可靠而受到越来越多用户的欢迎。电子锁在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。

现有的电子锁多为线圈式电磁动力驱动，即采用给线圈通电产生磁力开锁的方式实现开锁，线圈失电后磁力消失通过弹簧复位实现关锁。由于电磁力可以通过永久磁铁的磁力代替，所以可能被不法份子通过永久磁铁实现非法开锁，降低了电子锁的安全性能，同时钥匙也一般为IC卡、磁卡、指纹和遥控等方式，结构复杂、成本高，与传统习惯差异大。

为了解决这个问题，采用微型马达作为驱动动力是电子锁的一个比较好的选择。但现有以微型马达驱动的电子锁，采用在锁头内安装电池的方式为锁头内的电路板和马达供电，其缺陷在于：电路板需要不停地检测电子钥匙的接入信息，所以长时间处于工作状态，比较浪费电能；使用达到一定时间后，电池的电量会用完，需要重新更换电池，比较繁琐，并可能因电量不足时无法实现开锁而给用户带来损失；另外，电池也会占用较大空间，使电子锁头的体积增大，不利于安装，尤其不利于在现有的机械锁基础上进行改装。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种控制精确、安全性高、功耗低的微功耗电子锁头。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型所述微功耗电子锁头，包括锁头体和置于所述锁头体内的锁头芯，所述锁头体内位于所述锁头芯以外的区域安装有具有至少一个密钥分区的电路板和与所述电路板电连接的微型马达，所述电路板上安装有CPU，所述锁头芯用于***电子钥匙的一端设有用于与电子钥匙接触连接的锁头芯触点，所述锁头芯的圆周上设有环形电极，所述锁头芯触点的内端与所述环形电极之间电连接，所述环形电极与所述电路板之间直接接触连接或通过设于所述锁头体上的锁头体触点连接；所述锁头芯的外壁上设有用于对卡闩进行限位的卡槽，所述微型马达的动力输出端通过卡闩驱动装置与所述卡闩连接。

上述结构中，锁头芯上用于插钥匙的腔体与用于安装电机的腔体之间仅有细小的导线孔，前腔体与后腔体之间是相互物理隔绝的。

通过在锁头芯上设置锁头芯触点，没有电子钥匙***时锁头内的电子部件完全处于无电无功耗状态，有电子钥匙***时自动接通电源，实现数据传输、核对及对微型电机的驱动，在满足精确控制的前提下实现微功耗电子驱动功能。

具体地，所述卡闩驱动装置可以有多种结构实现其驱动功能，下面举出几种具体结构：

第一，所述卡闩驱动装置由马达螺纹转轴和锁芯闩组成，所述马达螺纹转轴和所述锁芯闩之间通过螺纹连接，所述锁芯闩与所述卡闩连接。这种方式直接通过螺纹连接实现传动，简单、直接；其传动结构具体可为：所述锁芯闩的中心孔壁上设有螺纹，所述马达螺纹转轴置于所述锁芯闩的中心孔内，这种结构传动比较可靠，也可采用在马达螺纹转轴的中心孔内设螺纹并套装在锁芯闩上的方式，还可采用马达螺纹转轴和锁芯闩之间直接并列螺纹传动的方式。

在上述第一种结构基础上还可以采用下述两种不同结构：

其一，所述马达螺纹转轴的中心线与所述锁头芯的中心线相互垂直；其二，所述马达螺纹转轴的中心线与所述锁头芯的中心线相互平行，所述卡槽置于所述锁头芯的中段且靠近一端边缘处，所述卡槽的旁边相通设有绕所述锁头芯圆周的环形槽。这两种结构中，前者的微型马达的轴线与锁头芯的轴线垂直，后者的微型马达的轴线与锁头芯的轴线平行，都能实现开锁和关锁的目的。作为优选，这两种结构中的所述锁芯闩与所述卡闩为一体化结构，既牢固又便于加工。

第二，所述卡闩驱动装置为马达齿轮转轴，所述卡闩为直线型齿条卡闩，所述马达齿轮转轴与所述直线型齿条卡闩之间通过齿轮传动连接，所述马达齿轮转轴的中心线与所述锁头芯的中心线相互平行。这种装置通过齿轮传动实现了旋转动力与直线动力的转变并改变了力的轴线方向，同样能实现开锁和关锁的目的。

进一步，所述锁头体内设有与钥匙配套的机械式归位弹子。机械式归位弹子与传统机械锁的归位弹子一样，本实用新型中，归位弹子的作用为：在初始状态下才能***与取出钥匙。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型具有控制精确、安全性高、功耗低的优点，具体为：

1、本实用新型所述锁头内的电子部件由电子钥匙上的电源供电，解决了由于普通电子锁电池耗尽而打不开锁的问题；

2、采用微型马达作为驱动部件，不会受永久磁铁的干扰，解决了电磁力驱动安全性能低的问题；

3、锁头芯上的微型马达和电路板的工作时间短、电流小，功耗极低，环保节能；

4、由于不需电池，所以锁头的体积小，所有部件均可在在普通机械锁头上实现，可以直接采用替换锁头的方式，将传统的机械锁改装为电子锁或电子机械锁，安全等级大大提升；

5、锁头与电子钥匙之间采用电子身份验证方式，互开率几乎为零，安全性高；

6、电路板可以保存多组电子钥匙编号与密钥对，实现多把钥匙开启本锁头的功能。在授权状态下，可以增加、删除某个钥匙开启本锁的权限，电子钥匙在非授权状态下不能复制，也杜绝了技术开锁的可能性。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述微功耗电子锁头的轴向剖视结构图；

图2是本实用新型实施例1所述微功耗电子锁头开锁状态的轴向剖视结构图；

图3是本实用新型实施例1所述卡闩与卡槽处于关锁状态的侧向剖视结构示意图；

图4是本实用新型实施例1所述卡闩与卡槽处于开锁状态的侧向剖视结构示意图；

图5是本实用新型实施例1所述电路板与环形电极之间连接的侧向剖视结构示意图；

图6是本实用新型实施例2所述微功耗电子锁头的轴向剖视结构图；

图7是本实用新型实施例2所述微功耗电子锁头开锁状态的轴向剖视结构图；

图8是本实用新型实施例2所述直线型齿条卡闩与卡槽处于开锁状态的侧向剖视结构示意图；

图9是本实用新型实施例2所述直线型齿条卡闩与卡槽处于关锁状态的侧向剖视结构示意图；

图10是本实用新型实施例2所述电路板与环形电极之间连接的侧向剖视结构示意图；

图11是本实用新型实施例3所述微功耗电子锁头的轴向剖视结构图；

图12是本实用新型实施例3所述微功耗电子锁头开锁状态的轴向剖视结构图；

图13是本实用新型实施例3所述卡闩、卡槽与环形槽的侧向剖视结构示意图；

图14是本实用新型实施例3所述电路板与环形电极之间连接的侧向剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步具体描述：

实施例1：

如图1所示，本实施例所述微功耗电子锁头，包括锁头体4和置于锁头体4内的锁头芯11，锁头体4内位于锁头芯11以外的区域安装有具有至少一个密钥分区的电路板3和与电路板3电连接的微型马达5，电路板3上安装有CPU 2，锁头芯11用于***电子钥匙的一端设有用于与电子钥匙接触连接的锁头芯触点14，锁头芯11的圆周上设有环形电极13，锁头芯触点14的内端与环形电极13之间电连接，环形电极13与电路板3之间通过设于锁头体4上的锁头体触点12连接；锁头芯11的外壁上设有用于对卡闩9进行限位的卡槽10，微型马达5的动力输出端通过马达螺纹转轴10与锁芯闩9连接，锁芯闩9与卡闩6为一体化结构；锁芯闩9的中心孔壁上设有螺纹，马达螺纹转轴10置于锁芯闩9的中心孔内，马达螺纹转轴10和锁芯闩9之间通过螺纹连接；马达螺纹转轴的中心线与所述锁头芯的中心线相互垂直。锁头体4内设有与钥匙配套的机械式归位弹子1，机械式归位弹子1与传统机械锁弹子一样，包括配合弹子、止动弹子、压缩弹簧；在本设计中，机械式归位弹子1主要起到在初始状态下才能***与取出钥匙的作用，这与机械锁的完全锁定功能有区别。图1中还示出了启锁件8。

图3和图4示出了卡闩9和卡槽10相对直线运动的位置关系。如图3所示，当卡闩9置于卡槽10内时，卡闩9因卡槽10的限位而无法转动；如图4所示，当卡闩9置于卡槽10外时，卡闩9可以转动。

图5示出了电路板3与环形电极13之间的连接结构，锁头体4内与环形电极13相对应的位置设有锁头体触点12，电路板3与环形电极13之间通过锁头体触点12实现电连接。

本实施例所述微功耗电子锁头的工作原理及工作过程如下：

如图1所示，在没有***电子钥匙时，机械式归位弹子1的弹簧处于松开状态，将锁头芯11卡在锁头体4上，同时卡闩9也卡在卡槽10内（即处于图1中的最下端），此时无法转动锁头芯11，锁头处于锁定状态。

如图2所示，***有效的电子钥匙17后，机械式归位弹子1的弹簧处于压缩状态，机械式归位弹子1的配合弹子与止动弹子的分界面刚好与锁头芯11和锁头体4的分界面重合；锁头芯11内的电路板3通过电子钥匙17上的电池获得电源，电力传输路径为：电子钥匙17→电子钥匙电极16→锁头芯触点14→环形电极13→锁头体触点12→锁头体4内的电路板3。电路板3得电后开始工作，然后双方通过通讯线开始双向通讯，通讯信号的传输路径与上述电力传输路径一致。由于电路板3上保存有电子钥匙17的密钥与编号，电子钥匙17与锁头芯11的身份认证通过，锁头芯11内的电路板3驱动微型马达5转动，通过马达螺纹转轴6带动锁芯闩7移动（图2中向上移动），锁芯闩7带动卡闩9移动并使卡闩9脱离卡槽10的限制（此时卡闩9处于图2中的最上端），锁头处于开锁状态。这时转动电子钥匙17，通过钥匙转柄15带动锁头芯11转动，即通过启锁件8实现开锁。

结合图1和图2，当电子钥匙17转动到初始状态时，机械式归位弹子1处于压缩弹簧位置，在物理上可以取出电子钥匙17，其它位置（机械式归位弹子1的配合弹子刚好处于锁头芯11与锁头体4的分界面上）不能取出；同时，电子钥匙17发出锁定指令，电路板3驱动微型马达5反向转动，通过马达螺纹转轴6带动锁芯闩7反向移动（图2中向下移动），锁芯闩7带动卡闩9移动并使卡闩9进入卡槽10内（此时卡闩9处于图1中的最下端），锁头处于关锁状态。此时无法转动锁头芯，处于锁定状态。

实施例2：

如图1和图6所示，本实用新型所述微功耗电子锁头，其结构与实施例1相比，区别在于：

实施例1的卡闩9在本实施例中为直线型齿条卡闩19，同时，本实施例减少了锁芯闩7；实施例1的马达螺纹转轴6在本实施例中为马达齿轮转轴18，马达齿轮转轴18与直线型齿条卡闩19之间通过齿轮传动连接，马达齿轮转轴18的中心线与锁头芯11的中心线相互平行。

图8和图9示出了直线型齿条卡闩19和卡槽10相对直线运动的位置关系。如图8所示，当直线型齿条卡闩19置于卡槽10外时，直线型齿条卡闩19可以转动；如图9所示，当直线型齿条卡闩19置于卡槽10内时，直线型齿条卡闩19因卡槽10的限位而无法转动。图8和图9中还示出了微型马达5的转轴20，马达齿轮转轴18套装在微型马达5的转轴20上。

图10示出了电路板3与环形电极13之间的连接结构，电路板3与环形电极13之间直接实现电连接。

本实施例所述微功耗电子锁头的工作原理及工作过程如下：

如图6所示，在没有***电子钥匙时，机械式归位弹子1的弹簧处于松开状态，将锁头芯11卡在锁头体4上，同时直线型齿条卡闩19也卡在卡槽10内（即处于图中的最下端），此时无法转动锁头芯11，锁头处于锁定状态。

如图7所示，***有效的电子钥匙17后，机械式归位弹子1的弹簧处于压缩状态，机械式归位弹子1的配合弹子与止动弹子的分界面刚好与锁头芯11和锁头体4的分界面重合；锁头芯11内的电路板3通过电子钥匙17上的电池获得电源，电力传输路径为：电子钥匙17→电子钥匙电极16→锁头芯触点14→环形电极13→锁头体4内的电路板3。电路板3得电后开始工作，然后双方通过通讯线开始双向通讯，通讯信号的传输路径与上述电力传输路径一致。由于电路板3上保存有电子钥匙17的密钥与编号，电子钥匙17与锁头芯11的身份认证通过，锁头芯11内的电路板3驱动微型马达5转动，通过马达齿轮转轴18带动直线型齿条卡闩19移动（图7中向上移动），直线型齿条卡闩19脱离卡槽10的限制（此时直线型齿条卡闩19处于图7中的最上端），锁头处于开锁状态。这时转动电子钥匙17，通过钥匙转柄15带动锁头芯11转动，即通过启锁件8实现开锁。

结合图6和图7，当电子钥匙17转动到初始状态时，机械式归位弹子1处于压缩弹簧位置，在物理上可以取出电子钥匙17，其它位置（机械式归位弹子1的配合弹子刚好处于锁头芯11与锁头体4的分界面上）不能取出；同时，电子钥匙17发出锁定指令，电路板3驱动微型马达5反向转动，通过马达齿轮转轴18带动直线型齿条卡闩19反向移动（图7中向下移动），直线型齿条卡闩19进入卡槽10内（此时直线型齿条卡闩19处于图6中的最下端），锁头处于关锁状态。此时无法转动锁头芯，处于锁定状态。

实施例3：

如图1和图11所示，本实用新型所述微功耗电子锁头，其结构与实施例1相比，区别在于：

实施例1的马达螺纹转轴6的中心线与锁头芯11的中心线相互垂直，本实施例的马达螺纹转轴6的中心线与锁头芯11的中心线相互平行；实施例1中，锁头芯11上只有一个卡槽10，本实施例中，卡槽10的旁边相通设有绕锁头芯11圆周的环形槽21。当然，在此基础上，卡闩9与卡槽10的相对运动发生了变化。

图13示出了卡闩9和卡槽10相对旋转运动的位置关系，当卡闩9置于卡槽10内时，卡闩9因卡槽10的限位而无法转动；当卡闩9置于卡槽10外并置于环形槽21内时，卡闩6可以转动。

图14示出了电路板3与环形电极13之间的连接结构，电路板3与环形电极13之间直接实现电连接。

本实施例所述微功耗电子锁头的工作原理及工作过程如下：

如图11所示，在没有***电子钥匙时，机械式归位弹子1的弹簧处于松开状态，将锁头芯11卡在锁头体4上，同时卡闩9也卡在卡槽10内（即处于图11中的最右端），此时无法转动锁头芯11，锁头处于锁定状态。

如图12所示，***有效的电子钥匙17后，机械式归位弹子1的弹簧处于压缩状态，机械式归位弹子1的配合弹子与止动弹子的分界面刚好与锁头芯11和锁头体4的分界面重合；锁头芯11内的电路板3通过电子钥匙17上的电池获得电源，电力传输路径为：电子钥匙17→电子钥匙电极16→锁头芯触点14→环形电极13→锁头体4内的电路板3。电路板3得电后开始工作，然后双方通过通讯线开始双向通讯，通讯信号的传输路径与上述电力传输路径一致。由于电路板3上保存有电子钥匙17的密钥与编号，电子钥匙17与锁头芯11的身份认证通过，锁头芯11内的电路板3驱动微型马达5转动，通过马达螺纹转轴6带动锁芯闩7移动（图12中向左移动），锁芯闩7带动卡闩9移动并使卡闩9脱离卡槽10的限制并置于环形槽21内（此时卡闩9处于图12中的最左端），锁头处于开锁状态。这时转动电子钥匙17，通过钥匙转柄15带动锁头芯11转动，即通过启锁件8实现开锁。

结合图11和图12，当电子钥匙17转动到初始状态时，机械式归位弹子1处于压缩弹簧位置，在物理上可以取出电子钥匙17，其它位置（机械式归位弹子1的配合弹子刚好处于锁头芯11与锁头体4的分界面上）不能取出；同时，电子钥匙17发出锁定指令，电路板3驱动微型马达5反向转动，通过马达螺纹转轴6带动锁芯闩7反向移动（图12中向右移动），锁芯闩7带动卡闩9移动并使卡闩9进入卡槽10内（此时卡闩9处于图11中的最右端），锁头处于关锁状态。此时无法转动锁头芯，处于锁定状态。

上述实施例列出了本实用新型的部分优选结构，但在此基础上还可作出很多显而易见的变化，比如：卡闩驱动装置也可采用在马达螺纹转轴6的中心孔内设螺纹并套装在锁芯闩7上的方式，还可采用马达螺纹转轴6和锁芯闩7之间直接并列螺纹传动的方式，或者，也可以采用其他结构的机械式归位弹子等，这些变化均未脱离本实用新型的核心结构，所以均落入本实用新型专利的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微功耗电子锁头，包括锁头体和置于所述锁头体内的锁头芯，其特征在于：所述锁头体内位于所述锁头芯以外的区域安装有具有至少一个密钥分区的电路板和与所述电路板电连接的微型马达，所述电路板上安装有CPU，所述锁头芯用于***电子钥匙的一端设有用于与电子钥匙接触连接的锁头芯触点，所述锁头芯的圆周上设有环形电极，所述锁头芯触点的内端与所述环形电极之间电连接，所述环形电极与所述电路板之间直接接触连接或通过设于所述锁头体上的锁头体触点连接；所述锁头芯的外壁上设有用于对卡闩进行限位的卡槽，所述微型马达的动力输出端通过卡闩驱动装置与所述卡闩连接。

2.根据权利要求1所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述卡闩驱动装置由马达螺纹转轴和锁芯闩组成，所述马达螺纹转轴和所述锁芯闩之间通过螺纹连接，所述锁芯闩与所述卡闩连接。

3.根据权利要求2所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述锁芯闩的中心孔壁上设有螺纹，所述马达螺纹转轴置于所述锁芯闩的中心孔内。

4.根据权利要求2所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述马达螺纹转轴的中心线与所述锁头芯的中心线相互垂直。

5.根据权利要求4所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述锁芯闩与所述卡闩为一体化结构。

6.根据权利要求2所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述马达螺纹转轴的中心线与所述锁头芯的中心线相互平行。

7.根据权利要求6所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述卡槽置于所述锁头芯的中段且靠近一端边缘处，所述卡槽的旁边相通设有绕所述锁头芯圆周的环形槽。

8.根据权利要求6所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述锁芯闩与所述卡闩为一体化结构。

9.根据权利要求1所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述卡闩驱动装置为马达齿轮转轴，所述卡闩为直线型齿条卡闩，所述马达齿轮转轴与所述直线型齿条卡闩之间通过齿轮传动连接，所述马达齿轮转轴的中心线与所述锁头芯的中心线相互平行。

10.根据权利要求1-9任何一项权利要求所述的微功耗电子锁头，其特征在于：所述锁头体内设有与钥匙配套的机械式归位弹子。

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