CN206801251U - 微功耗电控车锁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微功耗电控车锁,其组成包括锁体和环形锁舌,以及电磁铁和与其衔铁联动的锁销;锁销可以***锁舌上的卡槽中,实现上锁。其特点是,衔铁的运动依靠手动,而非电磁力做功。卡槽开有斜面,手通过手柄可以使锁销沿斜面退出卡槽,并使衔铁在电磁铁中形成闭合磁路。通电时,衔铁留在闭合磁路中,带动锁销继续离开卡槽,锁舌在锁舌复位弹簧牵引下开锁。未通电时,锁销重新落入卡槽。由于电磁力无需做功,线圈只需很小的维持电流,故电池供电寿命数倍增长,超过共享单车强制报废寿命。同时,加大锁销与卡槽阻挡面的摩擦力不影响省电,锁定可靠性高。本实用新型可以广泛用于各种电子锁,包括门锁、U型锁、柜锁,尤其是共享单车锁。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子锁具技术领域,尤其涉及的是一种微功耗电控车锁。
背景技术
电子锁具日新月异,其安全性和丰富的功能,令机械锁具自叹弗如。共享单车的智能车锁,更是电子锁的一统天下。采用固定密码的机械密码车锁,因安全隐患,正在退出共享单车的历史舞台。然而,电子锁的传统执行机构,采用电磁铁或小电机做功驱动,耗电较大。它带来的电源问题,成为阻碍电子锁广泛应用的瓶颈,也一直困扰着共享单车。
目前,共享单车智能车锁的电源问题,不得不依靠骑行发电或太阳能电池板来充电解决,不仅结构复杂,容易损坏和被盗,也使成本居高不下。骑行发电还使骑行舒适度下降,用户体验不好。采用电池供电的智能电子车锁,实际供电寿命有限。电池的更换,对于数量庞大的共享单车,将是十分艰巨的工作。
常规方法中,采用电磁铁做执行机构,上锁时,锁销阻止锁舌运动;开锁时,电磁铁拖动衔铁,拔出锁销,离开阻止状态。
常规方法带来两个问题:其一,电磁铁拔出锁销,需要做机械功,做功必然消耗电能;其二,锁具锁定的可靠性与耗电大小正相关。所谓锁定的可靠性,指的是锁具上锁之后,抗外力撞击误开锁的几率。误开可能性小,锁定的可靠性高。显然,锁销的运动行程长,静摩擦力大,锁定的可靠性就高。但锁销的运动行程长,静摩擦力大,做功就多,就要求电磁铁在开锁时具有更大的吸力,耗电也大为增加。在常规方法中,锁定的可靠性与省电是一对互相制约的矛盾。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题,设计提供一种微功耗电控车锁,它可以大幅降低耗电量,使电池的供电时间,数倍增长。并且,确保锁定的可靠性。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
一种微功耗电控车锁,其组成包括锁体和环形锁舌,以及电磁铁和与其衔铁联动的锁销,环形锁舌上开有卡槽,设有手柄,锁销在锁销复位弹簧的推动下可以***卡槽,以阻止环形锁舌开启,实现上锁,所述环形锁舌的一端连接锁舌复位弹簧,弹簧的另一端在锁体内固定,其拉力方向与开锁方向一致,在手离开手柄和锁销离开卡槽后,实现开锁,所述卡槽由至少两个工作面构成,一个是作用于锁销以阻挡环形锁舌朝开锁方向运动的阻挡面,另一个是在上锁后,环形锁舌朝上锁方向继续运动时推动锁销滑出卡槽的斜面。所述环形锁舌,在所述手柄推动下,上锁后可以继续往前运动,直到所述卡槽的斜面把锁销推出卡槽。所述锁销被卡槽斜面推出卡槽后,与其联动的衔铁与静止铁芯形成闭合磁路。所述锁销与衔铁的联动,包括直接连接和通过传动件间接连接,所述传动件包括杠杆。所述电磁铁由静止铁芯、运动衔铁和线圈、线圈引线构成,闭合磁路下,线圈通电产生的电磁力的作用能克服锁销弹簧弹力的作用,维持磁路闭合。
本实用新型的构思:常规方法中,电磁铁做开锁机构,拔出锁销时,需要电能做机械功。开锁时,如果改用手动拔出锁销,不用电能做功,同时确保手动不会误开锁,并且使开锁与通电与否关联起来,就可能设计出新的微功耗开锁机构。具体说来,在实施例中,手动帮助锁销做功时,是推动手柄使环形锁舌朝上锁方向运动的,锁当然不会被误开。
省电原理:上锁状态,在锁舌复位弹簧拉力的作用下,卡槽阻挡面紧紧地压住锁销。如果按照常规方法,电磁铁需要克服静摩擦力把锁销拔出,并运动一段行程,这无疑需要较大的电功率。而按照本构思,电磁铁只要在磁路闭合状态下吸住衔铁就行,其维持电流只是吸合电流的几分之一,故所需电流很小。另一方面,电池随着电量减少,内阻增加,对负载能提供的最大电流变小,只要它不能提供足够的工作电流使开锁机构动作,电池也就作废,尽管它还有剩余电量。显然,工作电流小的负载,不仅消耗电能少,而且电池的电量使用得更彻底,电池寿命也就更长。
需要指出的是,微功耗电控车锁在电磁铁通电时,衔铁在电磁力的作用下,并不产生机械运动,这是本发明与常规电控开锁机构根本的区别。
本实用新型有多种变形,但万变不离其宗,都离不开用手代替电磁力做机械功,使电磁铁磁路闭合。
因为衔铁运动依靠手动,其行程与电磁吸力无关,原则上,衔铁不存在行程限制,加大锁销与卡槽阻挡面的静摩擦力也不影响工作。需要增加行程时,按照机械常识,可以利用杠杆放大行程,也就是说锁销与衔铁之间采用杠杆间接传动。需要增加锁销摩擦力时,锁销与卡槽阻挡面可以采用花纹以增加摩擦系数和加大接触面积。它们对锁定的可靠性有利,而对省电无弊。
锁销与衔铁之间采用杠杆间接传动时,锁销构成杠杆的动力臂,衔铁构成杠杆的阻力臂,它们围绕固定于锁体上的支点转动。
卡槽的斜面也可以采用曲面,使锁销端部在滑动时受力更均匀。
线圈引线通常连接蓝牙、WiFi电路控制板,受近距或远程遥控,也可以采用密码键盘电路控制,这是成熟技术,也有现成模块,不再赘述。
显然,本实用新型并不限于共享单车锁,在其它电子锁具上也可以广泛使用,包括门锁、 U型锁、柜锁、普通自行车锁等。
有益效果
采用上述结构,电磁铁无需消耗电能去拔出锁销做机械功,只需要很小的维持电流就行,耗电大幅下降,实现了微功耗,可以使用普通电池供电。电池供电寿命可以超出共享单车强制报废寿命,故无需更换电池,实现了电源免维护,节约了车锁成本和电源成本。并且,由于衔铁的运动依靠手动完成,行程与电磁吸力无关,加大锁销与卡槽阻挡面的摩擦力也不增加耗电,锁具锁定的可靠性显著提升,解开了省电和锁定的可靠性二者之间的原理性矛盾。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图,处于上锁状态。图2是本实用新型处于开锁操作状态和开锁完成状态的示意图。
在图1中,1为锁体;2为环形锁舌;3为卡槽;4为手柄;5为锁舌复位弹簧;6为固定件;7为限位件;8、9、10、11组成电磁铁,其中:8为静止铁芯;9为运动衔铁;10为线圈;11为线圈引线;12为锁销;13为锁销复位弹簧。图2结构件与图1相同。
在图1、图2中,环形锁舌的运动,顺时针为开锁方向,逆时针为上锁方向。
具体实施方式
图1、图2为本实用新型的一种实施例。此例中,锁销和衔铁之间的联动,采用直接连接。
工作过程:上锁时,手按照上锁方向推动手柄4,克服锁舌复位弹簧5的拉力,使环形锁舌2运动,待锁销12在锁销复位弹簧13的推动下进入卡槽3,完成上锁。手离开手柄4后,锁舌复位弹簧5收缩,拉紧环形锁舌2,使锁销12与卡槽3的阻挡面紧紧咬住。参见图 1。
开锁时,手推动手柄4,使环形锁舌2朝上锁方向移动,环形锁舌一端抵达限位件7时,手离开手柄4。此时锁销12被卡槽3的斜面推至卡槽3外,与锁销12联动的衔铁9的左端抵达静止铁芯8,形成闭合磁路。见图2。如果线圈10通电,因为电磁吸力大于锁销复位弹簧13的推力,衔铁9维持磁路闭合状态,锁销12不再进入卡槽3,不阻挡环形锁舌2。手松开后,环形锁舌2在锁舌复位弹簧5的拉动下,实现开锁。如果线圈10未被通电,环形锁舌2在锁舌复位弹簧5的拉动下,沿开锁方向运动时,锁销12将在锁销复位弹簧13的推动下,沿斜面再次落入卡槽3,阻挡环形锁舌2开启,维持上锁状态。
限位件7是为表达方便所设,实际使用中,像普通自行车马蹄锁那样,手柄在锁体中开设的弧形活动槽中往复运动。活动槽对手柄有限位作用,可以取消限位件7。
锁体采用钢质材料,其导磁性能有利于屏蔽外磁场。电磁铁离外壳尽量远,电磁铁采用圆筒形结构,磁路闭合时,受外磁场影响最小。电磁铁选用3伏直流电磁铁,铁芯和衔铁选用工业纯铁。
Claims (5)
1.一种微功耗电控车锁,其组成包括锁体和环形锁舌,以及电磁铁和与其衔铁联动的锁销,环形锁舌上开有卡槽,设有手柄,锁销在锁销复位弹簧的推动下可以***卡槽,以阻止环形锁舌开启,实现上锁,所述环形锁舌的一端连接锁舌复位弹簧,弹簧的另一端在锁体内固定,其拉力方向与开锁方向一致,在手离开手柄和锁销离开卡槽后,实现开锁,其特征在于:所述卡槽由至少两个工作面构成,一个是作用于锁销以阻挡环形锁舌朝开锁方向运动的阻挡面,另一个是在上锁后,环形锁舌朝上锁方向继续运动时推动锁销滑出卡槽的斜面。
2.根据权利要求1所述的一种微功耗电控车锁,其特征在于:所述环形锁舌,在所述手柄推动下,上锁后可以继续往前运动,直到所述卡槽的斜面把锁销推出卡槽。
3.根据权利要求1所述的一种微功耗电控车锁,其特征在于:所述锁销被卡槽斜面推出卡槽后,与其联动的衔铁与静止铁芯形成闭合磁路。
4.根据权利要求1所述的一种微功耗电控车锁,其特征在于:所述锁销与衔铁的联动,包括直接连接和通过传动件间接连接,所述传动件包括杠杆。
5.根据权利要求1所述的一种微功耗电控车锁,其特征在于:所述电磁铁由静止铁芯、运动衔铁和线圈、线圈引线构成,闭合磁路下,线圈通电产生的电磁力的作用能克服锁销弹簧弹力的作用,维持磁路闭合。
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