一种锁芯及锁具
技术领域
本申请涉及锁具领域，具体而言，涉及一种锁芯及锁具。
背景技术
现有的锁芯一般通过驱动机构与凸轮直接连接来驱动凸轮转动，以实现开锁和闭锁，但在开锁或闭锁前，当锁舌受到外力后将凸轮锁止时，驱动机构工作则无法带动凸轮转动，无法进行开锁或闭锁；当锁舌受到的外力解除后，需要驱动机构再次工作来带动凸轮转动，开锁或闭锁过程麻烦。
实用新型内容
本申请实施例提供一种锁芯及锁具，以改善锁芯在锁舌受力将凸轮锁止的情况下开锁或闭锁过程麻烦的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种锁芯，包括外壳、锁舌、凸轮、蓄能件和驱动机构；
锁舌可移动地设置于所述外壳内；
凸轮可转动地设置于所述外壳内，所述凸轮具有阻止所述锁舌回退的锁定位置和允许所述锁舌回退的解锁位置；
所述蓄能件连接于所述驱动机构与所述凸轮之间，所述驱动机构用于通过所述蓄能件驱动所述凸轮转动，以使所述凸轮在所述锁定位置与所述解锁位置之间切换；
当所述锁舌受到外力后锁止所述凸轮时，所述驱动机构工作能够使所述蓄能件蓄积弹性力；所述弹性力用于驱动在被所述锁舌解锁后的所述凸轮转动至锁定位置或解锁位置。
上述技术方案中，驱动机构与凸轮之间设有蓄能件，蓄能件具有传递动力和蓄能的作用。在正常开锁或闭锁时，锁舌未将凸轮锁止，驱动机构工作则可通过蓄能件将动力传递给凸轮，从而使凸轮转动，凸轮从锁定位置转动至解锁位置，则实现开锁，凸轮从解锁位置转动至锁定位置，则实现闭锁。在非正常开锁时，锁舌在外力作用下将凸轮锁止，驱动机构工作时，凸轮静止，驱动机构使蓄能件蓄积弹性力；当消除锁舌所受到的外力后，凸轮被解锁，凸轮将在蓄能件蓄积的弹性力的作用下转动至解锁位置，实现开锁。在非正常闭锁时，锁舌在外力作用下将凸轮锁止，驱动机构工作时，凸轮静止，驱动机构使蓄能件蓄积弹性力；当消除锁舌所受到的外力后，凸轮被解锁，凸轮将在蓄能件的弹性力的作用下转动至锁定位置，实现闭锁。这种结构的锁芯通过蓄能件进行蓄能，即使在非正常开锁或闭锁情况下，只需要驱动机构工作一次就可实现锁芯的开锁或闭锁，开锁或闭锁过程极为方便。
在本申请的一些实施例中，所述锁芯还包括控制模块；
所述控制模块用于根据开锁信号控制所述驱动机构通过所述蓄能件驱动所述凸轮从所述锁定位置转动至所述解锁位置，并延时控制所述驱动机构通过所述蓄能件驱动所述凸轮从所述解锁位置转动至所述锁定位置。
上述技术方案中，控制模块具有控制驱动机构工作实现开锁，并延时控制驱动机构再次工作实现闭锁的功能。当控制模块接收到开锁信号后，控制模块将根据开锁信号控制驱动机构动作，最终使凸轮从锁定位置转动至解锁位置，实现开锁。开锁一段时间后，控制模块将控制驱动机构再次动作，最终使凸轮从解锁位置转动至锁定位置，实现延时闭锁。
在本申请的一些实施例中，所述锁芯还包括用于中断所述控制模块延时控制所述驱动机构动作的按键。
上述技术方案中，按键可起到中断控制模块延时控制驱动机构动作的作用。当控制模块根据开锁信号控制驱动机构动作实现开锁后，可通过按键来中断控制模块的延时功能，取消延时闭锁。
在本申请的一些实施例中，所述蓄能件为扭簧；
所述凸轮上设有轴部和第一凸起，所述驱动机构上设有第二凸起，所述扭簧套设于所述轴部的外侧，所述扭簧的一个自由端挂靠于所述第一凸起，所述扭簧的另一个自由端挂靠于所述第二凸起。
上述技术方案中，通过扭簧来实现蓄能，结构简单，易于实现。
在本申请的一些实施例中，所述锁舌为两个，两个锁舌相对布置于所述凸轮的两侧。
上述技术方案中，锁舌为两个，两个锁舌相对布置于凸轮的两侧，两个锁舌均可对锁梁进行锁紧，提高锁芯对锁梁的锁紧能力。
在本申请的一些实施例中，所述凸轮的外周壁包括相对布置的两个凸弧部和相对布置的两个凹弧部；
当所述凸轮位于所述锁定位置时，每个锁舌抵靠于一个凸弧部；
当所述凸轮位于所述解锁位置时，每个锁舌与所述一个凹弧部对齐。
上述技术方案中，凸轮的外周壁包括相对布置的两个凸弧部和相对布置的两个凹弧部，凸轮的整体结构简单。凸轮位于锁定位置时，凸轮的两个凸弧部可分别阻止两个锁舌回退；凸轮位于解锁位置时，两个锁舌分别与凸轮的两个凹弧部对齐，使得两个锁舌在外力作用下均能够回退。
在本申请的一些实施例中，所述驱动机构包括拨盘、槽轮和驱动单元；
所述拨盘和所述槽轮均可转动地设置于所述外壳，所述拨盘、所述槽轮和所述外壳构成槽轮机构；
所述驱动单元用于驱动所述拨盘相对所述外壳转动，所述蓄能件连接于所述槽轮与所述凸轮之间。
上述技术方案中，拨盘、槽轮和外壳三者构成槽轮机构，该机构为不可逆传动机构，即驱动单元工作驱动拨盘转动能够使槽轮转动，但槽轮受力则无法带动拨盘转动。
在本申请的一些实施例中，所述锁芯还包括机械解锁机构；
所述机械解锁机构具有与所述凸轮传动连接的锁胆。
上述技术方案中，机械解锁机构的锁胆与凸轮传动连接，当机械钥匙插入锁胆内的钥匙孔内后，转动钥匙可使锁胆转动，从而带动凸轮转动，以实现手动开锁或闭锁。
第二方面，本申请实施例提供一种锁具，其特征在于，包括锁体、锁梁和上述第一方面的锁芯；
所述锁芯安装于所述锁体内，所述锁舌用于将所述锁梁锁定或解锁。
上述技术方案中，锁具中的锁芯通过蓄能件进行蓄能，即使在非正常开锁或闭锁时，只需要驱动机构工作一次就可实现锁芯的开锁或闭锁，开锁或闭锁过程极为方便。锁舌的作用是将锁梁锁定或解锁。闭锁后，锁舌将锁梁与锁体锁紧，即锁舌将锁梁锁定，锁梁无法与锁体运动；开锁后，锁舌将锁梁解锁，锁梁可相对锁体运动。
在本申请的一些实施例中，所述锁体包括锁壳和锁壳盖；
所述锁壳内部形成具有第一开口的用于容纳所述锁芯的第一容纳空间，所述锁壳盖可拆卸地盖合于所述第一开口；
所述锁芯还包括电池盖，所述外壳内部形成具有第二开口的用于容纳电池的第二容纳空间，所述电池盖可拆卸地盖合于所述第二开口。
上述技术方案中，锁壳盖可拆卸地盖合于锁壳的第一开口，这种结构可方便地拆装锁芯；电池盖可拆卸的盖合于外壳的第二开口，这种结构可方便地拆装电池。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的锁具的爆炸图；
图2为本申请实施例提供的锁芯的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的锁芯(凸轮位于锁定位置)在第一视角下的工作示意图；
图4为本申请实施例提供的锁芯(凸轮位于锁定位置)在第二视角下的工作示意图；
图5为本申请实施例提供的锁芯(凸轮位于解锁位置)的工作示意图；
图6为本申请实施例提供的锁芯(凸轮位于锁定位置，且锁舌将凸轮锁止)的工作示意图；
图7为本申请实施例提供的锁芯(凸轮位于解锁位置，且锁舌将凸轮锁止)的工作示意图；
图8为图2所示的驱动机构与凸轮的连接示意图；
图9为本申请实施例提供的锁具(去除锁梁)的爆炸图。
图标：100-锁具；10-锁体；11-锁孔；12-锁壳；13-锁壳盖；20-锁芯；21-外壳；22-锁舌；23-凸轮；231-凸弧部；232-凹弧部；233-轴部；234-第一凸起；24-蓄能件；25-驱动机构；251-拨盘；252-槽轮；2521-第二凸起；253-驱动单元；26-弹性复位件；27-按键；28-机械解锁机构；281-锁胆；29-电池盖；30-锁梁；31-锁紧槽。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
如图1所示，本申请实施例提供一种锁具100，包括锁体10、锁芯20和锁梁30。锁芯20安装于锁体10内，锁芯20用于将锁梁30锁定或解锁。
本实施例中，锁具100为U型锁，锁梁30为U形结构，锁梁30上设有多个锁紧槽31，锁体10上设有供锁梁30插入的两个锁孔11。锁梁30插入锁体10上的两个锁孔11内后，若锁芯20将锁梁30锁定，则锁梁30无法从锁孔11中拔出；若锁芯20将锁梁30解锁，则可将锁梁30从锁孔11中拔出。在其他实施例中，锁具100也可以是其他结构形式的锁，比如挂锁。
其中，如图2所示，锁芯20包括外壳21、锁舌22、凸轮23、蓄能件24和驱动机构25。锁舌22可移动地设置于外壳21内。凸轮23可转动地设置于外壳21内，凸轮23具有阻止锁舌22回退的锁定位置和允许锁舌22回退的解锁位置。蓄能件24连接于驱动机构25与凸轮23之间。驱动机构25用于通过蓄能件24驱动凸轮23转动，以使凸轮23在锁定位置与解锁位置之间切换。
当锁舌22受到外力后锁止凸轮23时，驱动机构25工作能够使蓄能件24蓄积弹性力；弹性力用于驱动凸轮23在被锁舌22解锁后的凸轮转动至锁定位置或解锁位置。
以下结合U型锁结构对锁芯20的工作原理进行详细阐述。
如图3和图4所示，在闭锁状态下，锁梁30插设于锁体10的锁孔11内，锁舌22插设于锁梁30的锁紧槽31内，锁舌22将锁梁30锁定，凸轮23位于锁定位置，凸轮23起到阻止锁舌22回退作用。在正常开锁时，锁舌22未受到来自锁梁30的外力，锁舌22未将凸轮23锁止，驱动机构25工作则可通过蓄能件24将动力传递给凸轮23，从而使凸轮23从锁定位置转动至解锁位置，锁舌22可回退，则实现开锁，可将锁梁30从锁体10的锁孔11中拔出。
如图5所示，在开锁状态下，凸轮23位于解锁位置。在正常闭锁时，锁梁30插设于锁体10的锁孔11内，锁舌22插设于锁梁30的锁紧槽31内，锁舌22未受到来自锁梁30的外力，锁舌22未将凸轮23锁止，驱动机构25工作则可通过蓄能件24将动力传递给凸轮23，从而使凸轮23从解锁位置转动至锁定位置，凸轮23再次起到阻止锁舌22回退的作用，实现闭锁，锁舌22将锁梁30锁定，锁梁30则无法从锁体10的锁孔11中拔出。
如图6所示，在闭锁状态下，锁梁30插设于锁体10的锁孔11内，锁舌22插设于锁梁30的锁紧槽31内，锁舌22将锁梁30锁定，凸轮23位于锁定位置，凸轮23起到阻止锁舌22回退作用。当锁梁30受到轴向力时，锁梁30的锁紧槽31的槽壁将向锁舌22施加轴向外力，锁舌22在该外力的作用下将凸轮23锁止，凸轮23无法转动。在这种情形下进行开锁(非正常开锁)时，驱动机构25工作，凸轮23静止，驱动机构25使蓄能件24蓄积弹性力；当消除锁舌22所受到的外力(撤去锁梁30所受到的外力)后，凸轮23被解锁，凸轮23将在蓄能件24蓄积的弹性力的作用下转动至解锁位置，实现开锁，此时可将锁梁30从锁体10的锁孔11中拔出。
如图7所示，在开锁状态下，凸轮23位于解锁位置。当锁梁30插入锁体10的锁孔11内后，锁舌22未插入锁梁30的锁紧槽31内，而是锁舌22与锁梁30的外周壁抵接时，锁舌22在锁梁30施加的外力作用下将凸轮23锁止。在这种情形下进行闭锁(非正常闭锁)时，驱动机构25工作，凸轮23静止，驱动机构25使蓄能件24蓄积弹性力；当消除锁舌22所受到的外力(锁舌22卡于锁梁30上的锁紧槽31)后，凸轮23被解锁，凸轮23将在蓄能件24的弹性力的作用下转动至锁定位置，实现闭锁，锁舌22将锁梁30锁定，锁梁30则无法从锁体10的锁孔11中拔出。
上述结构的锁芯20通过蓄能件24进行蓄能，即使在非正常开锁或闭锁情况下，只需要驱动机构25工作一次就可实现锁芯20的开锁或闭锁，开锁或闭锁过程极为方便。
如图2所示，锁舌22与外壳21之间设有用于使锁舌22向外伸出的弹性复位件26。示例性的，弹性复位件26为弹簧。
当锁梁30插设于锁体10的锁孔11内时，若锁舌22的端部抵靠于锁梁30的外周壁上，弹性复位件26具有使锁舌22向外伸出的趋势；当锁舌22与锁梁30上的锁紧槽31对齐时，弹性复位件26将驱动锁舌22向外伸出，从而使锁舌22插设于锁梁30的锁紧槽31内。
进一步地，锁芯20还包括控制模块。控制模块用于根据开锁信号控制驱动机构25通过蓄能件24驱动凸轮23从锁定位置转动至解锁位置，并延时控制驱动机构25通过蓄能件24驱动凸轮23从解锁位置转动至锁定位置。
控制模块具有控制驱动机构25工作实现开锁，并延时控制驱动机构25再次工作实现闭锁的功能。用户通过终端发出开锁信号时，控制模块接收到开锁信号后，控制模块将根据开锁信号控制驱动机构25动作，最终使凸轮23从锁定位置转动至解锁位置，实现开锁。开锁一段时间后，控制模块将控制驱动机构25再次动作，最终使凸轮23从解锁位置转动至锁定位置，实现延时闭锁。当然，可以是开锁过程中，凸轮23正向转动，闭锁过程中，凸轮23反向转动；也可以是开锁过程中，凸轮23正向转动一定角度，闭锁过程中，凸轮23再次正向转动一定角度。
本实施例中，控制模块设于外壳21内，控制模块具有蓝牙功能，终端与控制模块可通过蓝牙实现信号传输。
可选地，锁芯20还包括用于中断控制模块延时控制驱动机构25动作的按键27。当控制模块根据开锁信号控制驱动机构25动作实现开锁后，假设延时10秒后，控制模块将控制驱动机构25动作实现闭锁。在10秒以内可通过按键27来中断控制模块的延时功能，取消延时闭锁。
在实际操作中，在开锁后将锁梁30从锁体10的锁孔11中拔出后，若未取消延伸闭锁，凸轮23将最终将在驱动机构25的作用下回到锁定位置，锁舌22将向外伸出至锁孔11内，此时，锁梁30则无法完全插入锁孔11内。在这种情况下，若要将锁梁30完全插入锁孔11内，则需要用户向控制模块发出开锁信号。
在开锁并将锁梁30从锁体10的锁孔11中拔出后，若通过按键27取消延伸闭锁，凸轮23将停留在解锁位置，锁梁30则可完全插入锁孔11内。锁梁30完全插入锁孔11内后，可再次按压按键27，继续延时后，控制模块将控制驱动机构25工作，使凸轮23转动至锁定位置。此外，按键27还具有唤醒控制模块的作用，当控制模块处于未通电的未工作状态时，可通过按键27将控制模块唤醒。
本实施例中，开锁后，通过延时的方式自动闭锁。在其他实施例中，也可以通过其他方式实现闭锁。比如，控制模块根据开锁信号控制驱动机构25动作开锁，需要闭锁时，用户再向控制模块发出闭锁信号，控制模块根据闭锁信号控制驱动机构25动作，以实现闭锁。再如，在锁体10上设有传感器，开锁后，当锁梁30完全插入锁孔11内时，锁梁30触发传感器，控制模块可根据传感器检测到的到位信号控制驱动机构25动作，以实现闭锁。
锁舌22起到锁定或解锁锁梁30的作用。锁舌22可以是一个或多个。本实施例中，锁舌22为两个，两个锁舌22相对布置于凸轮23的两侧。两个锁舌22均可对锁梁30进行锁紧，提高了锁芯20对锁梁30的锁紧能力。
如图4和图5所示，凸轮23的外周壁包括相对布置的两个凸弧部231和相对布置的两个凹弧部232，凸轮23的整体结构简单。如图4所示，当凸轮23位于锁定位置时，每个锁舌22抵靠于一个凸弧部231，凸轮23的两个凸弧部231可分别组织两个锁舌22回退；如图5所示，当凸轮23位于解锁位置时，每个锁舌22与一个凹弧部232对齐，使得两个锁舌22在外力作用下均能够回退。本实施例中，当凸轮23位于锁定位置时，凸轮23旋转90度后将到达解锁位置。
如图7所示，在开锁状态下，当锁舌22受到锁梁30施加的外力将凸轮23锁止时，锁舌22插设于凸轮23的凹弧部232限定的凹槽内，使得凸轮23无法转动。
进一步地，如图8所示，驱动机构25包括拨盘251、槽轮252和驱动单元253(图8未示出)。拨盘251和槽轮252均可转动地设置于外壳21，拨盘251、槽轮252和外壳21构成槽轮机构。驱动单元253用于驱动拨盘251相对外壳21转动，蓄能件24连接于槽轮252与凸轮23之间。
拨盘251、槽轮252和外壳21三者构成槽轮机构，该机构为不可逆传动机构，即驱动单元253工作驱动拨盘251转动能够使槽轮252转动，但槽轮252受力则无法带动拨盘251转动。蓄能件24蓄积弹性力后，由于槽轮252无法带动拨盘251转动，蓄能件24蓄积的弹性力只能驱动凸轮23转动，则无法驱动槽轮252转动。
驱动机构25位于外壳21内。示例性的，驱动单元253为固定于外壳21内的电机，电机与控制模块电连接，控制模块用于根据开锁信号控制电机转动实现开锁，并延时控制电机转动实现闭锁。电机的输出轴与拨盘251可以直接连接，也可以通过齿传动、带传动等传动机构连接。
由于蓄能件24连接于槽轮252与凸轮23之间，当凸轮23被锁止无法转动时，电机仍然可以带动拨盘251和槽轮252转动，以使蓄能件24蓄能，避免了电机因凸轮23无法转动而堵转，可对电机起到过载保护的作用。
在其他实施例中，驱动机构25也可以是其他结构，比如，驱动机构25包括电机、蜗轮和蜗杆，蜗轮和蜗杆均可转动地设置于外壳21，电机的输出轴与蜗杆连接，凸轮23与蜗轮连接，蜗轮与蜗杆啮合。电机工作将带动蜗杆转动，从而使凸轮23跟随蜗轮一起转动。这种驱动机构25也为不可逆传动机构，即电机工作驱动蜗杆转动能够使蜗轮转动，但蜗轮受力则无法带动蜗杆转动。
本实施例中，蓄能件24为扭簧，通过扭簧来实现蓄能，结构简单，易于实现。
继续参照图8，凸轮23的轴向一端设有轴部233和第一凸起234，槽轮252的轴向的一端设有第二凸起2521，扭簧套设于轴部233的外侧，扭簧的一个自由端挂靠于第一凸起234上，扭簧的另一个自由端挂靠于第二凸起2521上，凸轮23与槽轮252发生相对转动则可使扭簧蓄积弹性力。
在其他实施例中，蓄能件24也可以是其他结构，比如，蓄能件24为弹性绳，弹性绳的两端固定于凸轮23上，弹性绳缠绕于槽轮252上，槽轮252相对凸轮23转动使弹性绳在槽轮252上逐渐缠紧，则可使弹性绳蓄积弹性力。
此外，本实施例中，继续参照图2，锁芯20还包括机械解锁机构28，机械解锁机构28具有与凸轮23传动连接的锁胆281。当机械钥匙插入锁胆281内的钥匙孔内后，转动钥匙可使锁胆281转动，从而带动凸轮23转动，以实现手动开锁或闭锁。
示例性的，机械解锁机构28的锁胆281通过齿轮传动机构与凸轮23传动连接，齿轮传动机构包括齿轮和不完全齿轮，齿轮固定于凸轮23，不完全齿轮固定于锁胆281，齿轮与不完全齿轮啮合。
进一步地，如图9所示，锁体10包括锁壳12和锁壳盖13，锁壳12内部形成具有第一开口的用于容纳锁芯20的第一容纳空间，锁壳盖13可拆卸地盖合于第一开口。这种结构可方便地拆装锁芯20。
锁芯20还包括电池盖29，外壳21内部形成具有第二开口的用于容纳电池的第二容纳空间，电池盖29可拆卸地盖合于第二开口，这种结构可方便地拆装电池。当电池安装于第二容纳空间内后，电池可为控制模块和驱动机构25中的电机供电。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
