一種無源即時自供電電子鎖的製作方法

2023-06-05 07:19:11

專利名稱：一種無源即時自供電電子鎖的製作方法
技術領域：
本發明屬於防盜鎖具產品領域，特別是涉及一種無源即時自供電電子鎖。
背景技術：
現有的防盜鎖基本上有機械鎖、電子鎖、機械電子鎖，第一種無法防止技術開鎖，後兩種可以防止技術開鎖，但需要外加電源(交流電源或電池)；也有帶發電機自發電的電子鎖，但是需要單設一個把手用來發電，只能作為電池的備用設備；還有的是利用鎖芯(轉子)相對於鎖體(定子)的轉動產生電能，由於其轉速很低，只能產生很小的電能，所以只能用於發出告警信號，不足以用於電子鎖執行機構的電路供電。

發明內容
因此，針對電子鎖目前在電源結構複雜，成本高，電源供電量不足技術上的問題，本發明提出一種無源即時自供電電子鎖，該鎖利用鑰匙的轉動自發電，可應用於帶鑰匙的純電子鎖、光電鎖、光纖鎖、磁性鎖等電子鎖類。本發明為解決上述問題，採取以下方案:一種無源即時自供電電子鎖，包括一鎖本體，鎖本體上安裝有電鎖芯，和與所述電鎖芯連接的撥塊，所述撥塊通過驅動部件與鎖舌相連，其特徵在於:所述電鎖芯的前端外徑上通過一變速機構連接到一微型發電機，所述微型發電機的電輸出端與所述電子鎖的用電部件電連接。所述變速機構包括一變速箱和一傳動機構，所述傳動機構一端連接在所述電鎖芯的前端外徑上，另一端連接在所述變速箱上，所述變速箱的輸出轉軸與所述微型發電機的轉軸連接。所述變速箱集成在所述微型發電機上，用於提高發電機轉速。所述傳動機構為一齒輪機構，所述齒輪機構包括一固定套設在電鎖芯前端外徑上的主動輪，和一與所述主動輪嚙合連接的從動輪，所述從動輪安裝在所述變速箱的輸入轉軸上。所述傳動機構為一齒條機構,所述齒條機構包括一固定套設在電鎖芯前端外徑上的主動輪，和一與所述主動輪通過齒條連接的從動輪，所述從動輪安裝在所述變速箱的輸入轉軸上。所述傳動機構為一帶輪機構，所述帶輪機構包括一固定套設在電鎖芯前端外徑上的主動輪，和一與所述主動輪通過皮帶連接的從動輪，所述從動輪安裝在所述變速箱的輸入轉軸上。在所述鎖本體的另一側還裝有一機鎖芯，也與所述撥塊連接，所述撥塊在同一時間內只與所述機鎖芯、電鎖芯其中的一個鎖芯相連。所述撥塊與所述機鎖芯、電鎖芯通過離合裝置連接，所述離合裝置包括兩φ形同軸鐵塊，部分分別從所述撥塊兩側安裝在所述撥塊的Φ形中心孔中，部分分別安裝在機鎖芯及電鎖芯的Φ形中 心孔中，兩Φ形同軸鐵塊的長度都大於所述撥塊的Φ形中心孔的長度，在機鎖芯及電鎖芯的Φ形中心孔中各自裝有柱形頂塊，在鑰匙的推頂作用下所述柱形頂塊頂住同一所述Φ形中心孔中的所述Φ形同軸鐵塊。所述微型發電機同時還與一充電電池相連，所述充電電池同時也與所述電子鎖的用電部件電連接。所述微型發電機輸出的電能經過一整流電路後存入儲能電容和/或電池中，再經DCDC變換後得到穩定的電源。本發明所具有的有益效果是:1、本發明利用鑰匙轉動的力矩產生足夠的電能用於檢測和控制，並利用鑰匙轉動的力矩轉動撥塊，進而撥動鎖舌，既不用任何外加電源，又操作簡單，符合普通防盜鎖的使用習慣。2、本發明隨時隨地將鑰匙轉動的力矩通過機械傳動機構傳遞給發電機，將機械能轉變為電能，屬於無源即時自供電，方便易操作。3、本發明只需要簡單的微型發電機就可滿足鎖的用電量，電子元器件少，功耗低，可靠性比普通電子鎖要高；如果再加上電池作為備份，可靠性更高。


圖1是鎖體結構拆解示意 圖2是離合裝置的拆解示意圖； 圖3是鎖體結構組裝示意 圖4是微型發電機電能整合輸出示意 圖5是微型發電機的電能儲存至電池後再輸出的電路示意圖。圖中，101-鎖本體，102-凹槽，103-撥塊，104-Φ形中心孔，105-凹槽；201_電鎖芯，202-Φ形同軸鐵塊，203-柱形頂塊，204-主動輪，205-從動輪，206-微型發電機；301-機鎖芯，302-Φ形同軸鐵塊，303-柱形頂塊。
具體實施例方式下面結合附圖和具體的實施例來詳細說明本發明。本發明是利用鑰匙帶動鎖體轉動，由機械能轉變為電能實現自發電的，其核心機構在於鎖體。鎖體:除鑰匙外，所有機構都直接或間接地安裝在鎖體上，尤其用來安裝鎖芯。如圖1所示，鎖體包括一鎖本體101，電鎖芯201安裝在鎖本體101上。在鎖本體101正面開設有一凹槽102，其中裝有撥塊103，撥塊103通過離合裝置或固定地與電鎖芯201相連；撥塊103通過鎖盒裡的驅動部件控制鎖舌伸出和縮回，進行開鎖和閉鎖動作。當鎖體上既安裝有電鎖芯也有機鎖芯時，撥塊103通過對稱的離合裝置與電鎖芯201和機鎖芯301相連。如圖2所示，它包括兩Φ形同軸鐵塊202、302，都可安裝在撥塊103的Φ形中心孔104中。Φ形同軸鐵塊202、302的長度都大於Φ形中心孔104的長度。在電鎖芯201的前端和機鎖芯301的前端也分別具有Φ形中心孔，孔中各自裝有柱形頂塊203,303, Φ形同軸鐵塊202、302的一部分裝在鎖芯的Φ形中心孔中，並被柱形頂塊頂住。當鑰匙從電鎖芯插入時，鑰匙把柱形頂塊203和Φ形同軸鐵塊202 —同往外推，使Φ形同軸鐵塊202部分進入Φ形中心孔104裡，同時Φ形同軸鐵塊302被頂出Φ形中心孔104，鑰匙帶動電鎖芯和撥塊轉動。當鑰匙從機鎖芯插入時，鑰匙把柱形頂塊303和Φ形同軸鐵塊302 —同往外推，使Φ形同軸鐵塊302部分進入Φ形中心孔104裡，而Φ形同軸鐵塊202被頂出Φ形中心孔104，鑰匙帶動機鎖芯和撥塊轉動。當鎖體上只安裝有電鎖芯或機鎖芯時，撥塊可以與電鎖芯或機鎖芯直接固定相連。在鎖本體101的正面，如圖1、3所示，還開設有一凹槽105，凹槽105中裝有主動輪204，主動輪204固定套設在電鎖芯的前端外徑上，主動輪204嚙合連接一從動輪205，從動輪205安裝在變速箱的輸入轉軸上，而變速箱輸出轉軸與微型發電機轉軸相連(圖中沒有示出變速箱，是因為此實施例是變速箱集成在微型發電機206的轉軸上)，微型發電機206與控制電路板等用電部件連接，向其提供電源。微型發電機206可以安裝在鎖本體101上，也可以與鎖體一起安裝在鎖盒上。上述的主動輪204與從動輪205嚙合傳動方式只是一種齒輪傳動方式，其作用就是用於力傳遞，同時應明白這種力傳遞的方式還可以有多種，比如主動輪204與從動輪205通過皮帶的傳動，主動輪204與從動輪205通過齒條的傳動，主動輪204與從動輪205通過鏈的傳動等，以上可以統稱為一種傳動機構。同時，齒輪也可以有圓柱齒輪或傘齒輪。微型發電機206產生電的過程是:用鑰匙插入鎖芯，隨著鑰匙帶動鎖芯的轉動，主、從動輪嚙合傳遞力矩，不管正轉還是反轉，都能有電能產生。由於微型發電機206是通過主、從動輪的嚙合轉動而由機械能轉變為電能的，所以只要用鑰匙插入鎖芯中轉動，就會有電產生，即所謂即時發電。微型發電機內含變速箱，微型發電機的轉子隨從動輪的轉動而轉動，具有更高的轉速。本發明用鑰匙轉動的力矩驅動高速微型發電機，這一點是有別於專利CN200520061019.3的飛輪自發電裝置的，區別在於1、專利CN200520061019.3是單設置一個手動機構(比如拉繩，搖柄)來驅動發電機，其操作過程是先手動發電，然後輸入密碼，做電子識別，然後由電能驅 動電機使鎖舌動作；本發明則是用鑰匙轉動的力矩產生電能，在鑰匙轉動的過程中完成密碼的設別和制動機構的驅動，最後仍然是用鑰匙轉動的力矩使鎖舌動作。對於用戶來說，整個開鎖過程一氣呵成，與普通機械鎖的開鎖過程沒有明顯的差異。
2、一般情況下，用戶不可能每次在輸入密碼前先手動發電，所以專利CN200520061019.3隻是作為電池的備份，當電池沒有電時才用它來發電；而本發明發電和設別等所有動作融為一體，並不是作為備份而設計。3、專利CN200520061019.3的發電機構比較複雜，這與它用電機驅動鎖舌有關，因為通常電機驅動鎖舌需要5伏150毫安的持續電能，這麼大的電能用鑰匙轉動的力矩來提供是非常費力的；而本發明使用的電能峰值是5伏30毫安，所以可以用鑰匙轉動的力矩來產生所需電能。本發明中的發電結構也可用「發電機+充電電池」的方式替代，如圖5所示，微型發電機206輸出的電能經整流儲能後，存入充電電池，充電電池經DCDC變換器得到穩定的電源，用作控制電路或檢測電路等的電源，同時也用來驅動電磁鐵和發射電路等。這一方式更具有優勢:電壓比較穩定，當充電電池電量不夠時仍能靠發電機工作，並對電池充電。本發明可用於純電子鎖，還可用於磁性電子鎖、光電鎖、光纖鎖等。
權利要求
1.一種無源即時自供電電子鎖，包括一鎖本體，鎖本體上安裝有電鎖芯，和與所述電鎖芯連接的撥塊，所述撥塊通過驅動部件與鎖舌相連，其特徵在於:所述電鎖芯的前端外徑上通過一變速機構連接到一微型發電機，所述微型發電機的電輸出端與所述電子鎖的用電部件電連接。
2.根據權利要求1所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述變速機構包括一變速箱和一傳動機構，所述傳動機構一端連接在所述電鎖芯的前端外徑上，另一端連接在所述變速箱上，所述變速箱的輸出轉軸與所述微型發電機的轉軸連接。
3.根據權利要求2所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述變速箱集成在所述微型發電機上。
4.根據權利要求2或3所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述傳動機構為一齒輪機構，所述齒輪機構包括一固定套設在電鎖芯前端外徑上的主動輪，和一與所述主動輪嚙合連接的從動輪，所述從動輪安裝在所述變速箱的輸入轉軸上。
5.根據權利要求1所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述傳動機構為一齒條機構，所述齒條機構包括一固定套設在電鎖芯前端外徑上的主動輪，和一與所述主動輪通過齒條連接的從動輪，所述從動輪安裝在所述變速箱的輸入轉軸上。
6.根據權利要求1所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述傳動機構為一帶輪機構，所述帶輪機構包括一固定套設在電鎖芯前端外徑上的主動輪，和一與所述主動輪通過皮帶連接的從動輪，所述從動輪安裝在所述變速箱的輸入轉軸上。
7.根據權利要求1所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:在所述鎖本體的另一側還裝有一機鎖芯，也與所述撥塊連接，所述撥塊在同一時間內只與所述機鎖芯、電鎖芯其中的一個相連。
8.根據權利要求7所述的 無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述撥塊與所述機鎖芯、電鎖芯通過離合裝置連接，所述離合裝置包括兩Φ形同軸鐵塊，部分分別從所述撥塊兩側安裝在所述撥塊的Φ形中心孔中，部分分別安裝在機鎖芯及電鎖芯的Φ形中心孔中，兩Φ形同軸鐵塊的長度都大於所述撥塊的Φ形中心孔的長度，在機鎖芯及電鎖芯的Φ形中心孔中各自裝有柱形頂塊，在鑰匙的推頂作用下所述柱形頂塊頂住同一所述Φ形中心孔中的所述Φ形同軸鐵塊。
9.根據權利要求1所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述微型發電機同時還與一充電電池相連，所述充電電池同時也與所述電子鎖的用電部件電連接。
10.根據權利要求1所述的無源即時自供電電子鎖，其特徵在於:所述微型發電機輸出的電能經過一整流電路後存入儲能電容和/或電池中，再經DCDC變換後得到穩定的電源。
全文摘要
本發明公開一種無源即時自供電電子鎖，包括一鎖本體，鎖本體上安裝有電鎖芯，和由電鎖芯帶動的撥塊，所述撥塊通過驅動部件與鎖舌相連，其特徵在於在所述電鎖芯的前端外徑上固定套設有一變速機構，所述變速機構連接在一微型發電機的轉軸上，所述微型發電機的電輸出端與鎖的用電部件電連接。本發明利用鑰匙轉動的力矩產生足夠的電能用於檢測和控制，並利用鑰匙轉動的力矩轉動撥塊，進而撥動鎖舌，既不用任何外加電源，又操作簡單，符合普通防盜鎖的使用習慣。
文檔編號E05B47/00GK103243983SQ20131018651
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月20日 優先權日2013年5月20日
發明者李陽, 沈新陽 申請人:李陽