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用于锁组件的电子驱动器以及门锁

2021-04-25 10:35:32

用于锁组件的电子驱动器以及门锁

  相关申请的交叉引用

  本申请要求于2018年11月13日提交的美国临时专利申请第62/760,150号和2019年5月23日提交的美国临时专利申请第62/851,961号的优先权和权益,这些临时专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

  技术领域

  本实用新型涉及用于锁组件的电子驱动器以及门锁。

  背景技术

  门通常利用锁定门挺上的与安装在侧柱边框上的保持器接合的锁定设备来提供环境控制和安全性以及防止门的意外打开。突出的把手、内部旋钮和外部锁芯是用于在锁定状态和解锁状态之间手动致动锁定设备的常用的设备,并且也可以用作将门滑动打开或关闭的握把。

  实用新型内容

  在一个方面,本实用新型涉及一种用于锁组件的电子驱动器,包括:壳体;马达,其设置在所述壳体内;至少一个连杆,其与所述马达连接并且至少部分地伸出所述壳体;以及从动盘,其与所述至少一个连杆的第一端部连接并且能围绕旋转轴线旋转,其中所述从动盘适于与所述锁组件连接,并且在旋转时使至少一个锁定元件伸出和缩回,并且其中在操作中,所述马达选择性地驱动所述至少一个连杆的实质上直线的运动,以使所述从动盘围绕所述旋转轴线旋转。

  在一个例子中,所述电子驱动器还包括离合器组件,所述离合器组件与所述至少一个连杆的第二端部连接并且设置在所述壳体内,其中所述旋转轴线是第一旋转轴线,并且所述离合器组件能围绕第二旋转轴线旋转。

  在另一个例子中,所述壳体限定纵向轴线,其中所述第一旋转轴线平行于所述第二旋转轴线并偏离所述第二旋转轴线,并且其中所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线均与所述纵向轴线实质上正交。

  在又一个例子中,所述电子驱动器还包括连接在所述马达和所述离合器组件之间的蜗杆驱动器。

  在再一个例子中,所述蜗杆驱动器能选择性地与所述离合器组件接合。

  在一个例子中,所述蜗杆驱动器能够至少部分地独立于所述离合器组件旋转。

  在另一个例子中,所述离合器组件能够至少部分地独立于所述蜗杆驱动器旋转。

  在又一个例子中,所述离合器组件包括由张紧系统连接在一起的两个盘。

  在再一个例子中,在超过预定的负载值时,所述离合器组件的所述两个盘能独立地旋转。

  在一个例子中,所述电子驱动器还包括用于确定所述离合器组件的相对位置的位置传感器。

  在另一个例子中,所述位置传感器是机械开关。

  在再一个例子中,当所述离合器组件围绕所述第二旋转轴线旋转时,所述从动盘在相同的旋转方向上对应地旋转。

  在又一个例子中,所述电子驱动器还包括远离所述壳体的出入系统,其中所述出入系统控制所述马达的操作。

  在另一个方面,本实用新型涉及一种门锁,包括:插锁组件,其包括一个或多个锁定元件;以及电子驱动器,其与所述插锁组件连接以使所述一个或多个锁定元件伸出和缩回,其中所述电子驱动器包括:壳体;马达,其设置在所述壳体内;至少一个连杆,其与所述马达连接并且至少部分地伸出所述壳体;以及从动盘,其与所述至少一个连杆的第一端部连接并且能围绕旋转轴线旋转,其中所述从动盘与所述插锁组件连接,并且在旋转时使所述至少一个锁定元件伸出和缩回,并且其中在操作中,所述马达选择性地驱动所述至少一个连杆的实质上直线的运动,以使所述从动盘围绕所述旋转轴线旋转。

  在一个例子中,所述门锁还包括面板,其中所述插锁组件和所述壳体均与所述面板连接。

  在另一个例子中,所述门锁还包括与所述从动盘连接的旋钮和/或锁芯。

  在又一个例子中,所述门锁还包括出入系统,所述出入系统操作性地与所述电子驱动器连接并选择性地驱动所述马达的操作。

  在另一个方面,本实用新型涉及一种操作锁组件的方法,包括:在出入系统处接收来自控制元件的启动信号;由出入系统检测关于门的安全设备的存在;由出入系统确定安全设备相对于门的位置;由出入系统确定安全设备的授权;以及基于安全设备的以下情况使与锁组件连接的从动盘旋转:(i)安全设备定位成接近门;(ii)安全设备位于门外;以及(iii)安全设备被授权操作出入系统,其中从动盘与驱动从动盘的旋转的马达连接。

  在一个例子中,使从动盘旋转包括使离合器组件旋转以及使在从动盘与离合器组件之间延伸的一对连杆实质上直线地运动。在另一个例子中,在旋转从动盘之后,将与马达连接的蜗杆驱动器定位在中央中立位置。

  附图说明

  在附图中示出了当前优选的例子,但是应当理解,本实用新型不限于所示的确切的布置和手段。

  图1是滑动门组件的立体图。

  图2A是与用于与图1的滑动门组件一起使用的锁组件连接的电子驱动器的侧视图。

  图2B是与锁组件连接的电子驱动器的后视图。

  图3A是图2A所示的电子驱动器的立体图。

  图3B和图3C是电子驱动器的立体图,其中壳体的一部分被移除。

  图4是图2A所示的电子驱动器的马达驱动单元的立体图。

  图5是图4所示的马达驱动单元的离合器组件和涡轮的分解立体图。

  图6是示出操作锁组件的方法的流程图。

  图7是可与图2A所示的电子驱动器一起使用的另一个马达驱动单元的立体图。

  图8是图7所示的马达驱动单元的离合器组件和涡轮的分解立体图。

  图9是图8所示的离合器组件的空转盘的正视图。

  具体实施方式

  图1是滑动门组件100的立体图。在该例子中,滑动门组件100包括门框102、固定门板104和滑动门板106。门框102包括侧柱108,门板104、106安装在侧柱108中。滑动门板106包括侧门挺110,并且可在轨道112中侧向滑动以打开和关闭由门框102限定的开口114。把手组件116和锁组件118设置在侧门挺110上,并使滑动门板106能从门的外侧和/或内侧被锁定和解锁。例如,把手组件116包括与锁组件118连接并使其中的锁定构件能够伸出和/或缩回的旋钮(未被示出)和/或锁芯(未被示出)。

  如本文所述,电子驱动器可以与把手组件116和/或锁组件118连接,并能够在不使用旋钮或锁芯的情况下远程和/或自动地锁定和解锁滑动门板106。电子驱动器被构造为安装在任何数量的门板厚度内,例如,板厚度小至11/2英寸,但是在此也可以考虑其他板厚度。另外,电子驱动器可以与任何数量的不同类型的锁组件118连接,因此它能作为改进适于现有设计以及在市场上出现新设计时适于该新设计。因此,随着家用和商用电子锁系统的越来越多地实现和利用,单个电子驱动器可用于各种各样的门类型和锁组件类型。

  图2A是与用于与滑动门组件100(图1所示)一起使用的锁组件202连接的电子驱动器200的侧视图。图2B是与锁组件202连接的电子驱动器200的后视图。同时参照图2A和图2B,锁组件202是本领域中已知的榫眼式门锁。即,锁组件202被构造为在驱动器尾部开口204处连接至可旋转的旋钮(未被示出)和/或锁芯(未被示出),使得旋钮或锁芯的旋转使锁组件202的使锁定元件206从壳体210伸出和/或缩回的部件旋转。这使锁定元件206伸出和缩回面板208。在该例子中,锁组件202是AmesburyTruth的Nexus系列的插锁,其是用于滑动门的两点式或多点式锁具。在其他例子中,锁组件202可以是AmesburyTruth的Gemini系列的两点式插锁或单点式插锁,例如AmesburyTruth的537系列、555系列、597系列、840系列、957系列、1326系列、2310系列、2320系列和2321系列的锁具。在其他例子中,锁组件202可以是AmesburyTruth的P3000系列的多点式锁系统。应当认识到,电子驱动器200可以与任何数量的通过致动器200的旋转运动R致动锁定元件206的锁组件202(例如,上述AmesburyTruth的锁具、任何其他锁具或其他制造商的任何其他锁具)一起使用。所有AmesburyTruth的锁均可根据南达科他州苏福尔斯的埃美斯博瑞集团有限公司的AmesburyTruthTM获得。

  在该例子中,电子驱动器200被构造为与锁组件202连接,并且能够在不使用传统的旋钮或锁芯的情况下致动锁组件202。然而,电子驱动器200仍然允许根据要求或需要使用旋钮或锁芯,例如,它仍然能够使驱动器尾部伸入到开口204中以致动锁组件202。门锁的自动化的一个挑战(例如,提供用于致动其的马达)在于,已知门有各种各样的尺寸(例如,高度、宽度和厚度)。这样,存在许多已知的不同的锁组件的样式和形状,并且不希望针对每个不同的锁组件设计电动马达。例如,用于第一锁组件的一种类型的电子马达构造可能无法在第二锁组件中工作,因为门的厚度太小而无法容纳该构造。另外,对于许多不同的锁组件构造,产品和库存单元的数量通常呈指数增加,从而降低了制造、运输和/或货品计价效率。因此,电子驱动器200被构造为与许多不同类型的锁组件202一起使用,而无需对其进行重大改变或任何改变。由于现有的机械门锁仍然可以使用,这不仅提高了制造效率,而且电子驱动器200还可以根据要求或需要使现有的门锁能够用自动致动器进行升级。

  在该例子中,电子驱动器200包括马达驱动单元212,该马达驱动单元具有从其延伸的一对连杆214。连杆214的端部与从动盘216连接,从动盘216与锁组件202接合,因此电子驱动器200可以致动锁组件202。在一个例子中,从动盘216直接连接至锁组件202的致动器部件。在其他例子中,从动盘216连接至旋钮和/或锁芯的驱动器尾部(未被示出),使得从动盘216驱动其运动。在任何一种构造中,锁组件202的开口204均不受阻碍,使得锁组件202的手动致动仍可通过延伸穿过它的驱动器尾部进行。在该例子中,锁组件202的面板208可以延伸使得马达驱动单元212可以被支撑在锁组件202上。这使锁组件202和电子驱动器200能够作为单个单元安装到门中。在其他例子中,马达驱动单元212不需要连接至锁组件202的面板208,并且可以包括其自身的面板(未被示出),因此可以将其单独地安装在门上。在该例子中,电子驱动器200可以定位在锁组件202下方(如图所示),或者可以根据要求或需要定位在锁组件202上方。

  在操作中,锁组件202可以通过把手组件(例如,图1所示的把手组件116)从门的内侧或外侧操作。为了从内侧解锁,可通过开口204内的驱动器尾部将旋钮(未被示出)连接至锁组件202,使得旋钮的旋转运动可以使锁定元件206伸出或缩回。在其他例子中,旋钮可以是指滑件(thumbslide),因此直线运动可以通过联动系统引起驱动器尾部的对应旋转。为了从外侧操作,可以通过开口204内的驱动器尾部将使锁芯(未被示出)旋转的钥匙连接至锁组件202,使得锁芯的旋转运动可以使锁定元件206伸出或缩回。把手组件的一个例子在2018年7月25日提交的题为“用于滑动门的出入把手”的美国专利申请第16/045,161号中进行了描述,该专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

  补充地或替代地,锁组件202可以由电子驱动器200自动地致动。通过包括电子驱动器200,无需使用锁芯中的手动钥匙或旋钮就可以从外侧或内侧对门进行锁定和解锁。电子驱动器200被构造为使锁组件202的锁定和解锁电气化,使得只需要致动控制元件(例如,按钮或触摸板),由此为用户简化了门锁的使用并使门锁的使用自动化。另外,为了向电子驱动器200提供安全性,可以由安全设备218(在图2A中示出)来提供对控制元件的访问控制认证。例如,安全设备218可以是能够通过无线通信协议(例如,蓝牙通信协议)发送通信信号来与电子驱动器200通信的移动设备,例如电话或密钥卡。因此,不再需要使用物理钥匙来解锁门。这使多个用户(例如,家庭的多个成员)都可以出入,同时降低了物理钥匙丢失或被盗的风险。另外,可以设置受控的出入(例如,一次出入、设定的使用次数或设定的日期或设定的时刻),使得用户(例如遛狗者、保姆或清洁工)能够通过门进行有限的出入。此外,可以编辑和/或存储何人在何时出入门的记录。

  电子驱动器200和锁组件202被构造为安装在侧门挺的锁定边缘上。即,面板208与门的表面实质上齐平,并且电子驱动器200和锁组件202至少部分地凹进门内。如上面详细所述,由于电子驱动器200可与任何数量的锁组件一起使用,因此其尺寸和形状被设置为用于各种各样的门厚度。例如,电子驱动器200具有大约1英寸的厚度T(在图2B中示出),这样,其能够用于大约1 1/2英寸厚的较窄的门中。通常,已知滑动门的厚度小至1 1/2-1 3/4英寸,并且用于比较,2018年7月25日提交的美国专利申请第16/045,161号中描述的出入把手因门板中部件的构造和取向而要求至少2 1/4英寸厚的门板。为了将电子驱动器200用于不同的锁组件202,连杆214和从动盘216的长度是唯一需要改变或修改以适应锁组件202的各种驱动器尾部开口204的量。

  根据要求或需要,电子驱动器200可以由电池操作,或者经由结构的电源来由线电压操作。在任何一种构造中,出入系统220可以通过有线或无线协议电连接和/或通信连接至电子驱动器200。对于电池操作的构造,可以将电源(例如4节AA电池)设置在出入系统220内。在该例子中,出入系统220可以包括:被构造为与安全设备218通信并检测该安全设备218的一个或多个设备传感器;被构造为无需物理钥匙就可启动电子驱动器200的控制元件(例如,触摸板、按钮、红外光束等);被构造为显示至少一种状态状况的通知系统;以及机械地支撑并电连接一个或多个电子组件或电气组件的一个或多个印刷电路板,所述电子组件或电气组件实现本文描述的出入系统220的操作。例如,电子/电气组件可以包括连接至印刷电路板的存储器、处理器、发光二极管(LED)、天线、通信和控制部件等。

  在该例子中,出入系统220可以是与电子驱动器200分离的单元,使得它可以远离锁组件202而安装,并使传感器和天线能够在无干扰的情况下工作。此外,这种构造使控制元件能够被定位在门上,并且定位在便于用户使用的位置。在其他例子中,出入系统220可以与把手组件(例如,上面在图1中描述的把手组件116)集成。例如,把手组件可包括内部锁眼盖上的设备传感器、外部锁眼盖上的控制元件以及在内部锁眼盖和外部锁眼盖之一或两者上的通知系统。这种构造使各种把手样式可以根据要求或需要与电子驱动器200一起使用。

  为了远程操作锁组件202,可以使用操作性地与出入系统220和电子驱动器200连接的控制元件(例如,安装在把手组件上)。当控制元件被致动时,信号被发送到出入系统220以驱动电子驱动器200并使从动盘216旋转以锁定或解锁锁定元件206。例如,基于马达驱动单元212的位置,出入系统220可以确定锁定元件206处于锁定位置,并因此使马达驱动单元212运动使得锁定元件206朝着解锁位置运动,或者确定锁定元件206处于解锁位置,并因此使马达驱动单元212运动使得锁定元件206朝锁定位置运动。然后,出入系统220还可以在通知系统处显示电子驱动器200的一个或多个状态状况(例如,“锁定”或“解锁”)。由于控制元件可以是设置在把手组件的外侧上的单个按钮致动器(例如,触摸板),因此电子驱动器200易于操作。为了锁定和解锁锁组件202,用户仅需按下控制元件,而不必输入出入代码或有物理钥匙。在其他例子中,根据要求或需要,可以使用按钮、开关、传感器或其他信号发送设备代替触摸板。然而,出于安全性和/或任何其他原因,出入系统220被构造为将控制元件的控制限制为仅经授权的用户。这使出入系统220在仍利用单个控制元件以易于使用的同时能够防止通过门的未经授权的出入。

  为了提供电子驱动器200和出入系统220的用户授权,可以使用安全设备218。安全设备218可以是可以与出入系统220无线通信的移动设备,例如电话或密钥卡。在使用电子驱动器200之前,可以将一个或多个安全设备218与出入系统220链接(例如,认证),使得通过门的出入受到限制并且不是所有人都可以。例如,可以在出入系统220内设置小孔(例如,回形针的尺寸),该小孔能够通向小按钮,并且当被按压时,开始针对安全设备218的认证过程。在一个例子中,一旦通过出入系统220对安全设备218进行了认证,则可以在安全设备218中存储认证代码,使得当致动控制元件时,出入系统220可以搜索并确定安全设备218是否与授权设备匹配。在其他例子中,根据要求或需要,可以使用任何其他授权协议来链接安全设备218和出入系统220。

  当安全设备218包括与出入系统220一起使用的密钥卡时,密钥卡可以预加载有认证代码,该认证代码被上传到出入系统220以用于随后的授权判断。认证也可以由可以连接至出入系统220的安全设备218(例如,运动电话)上的专用计算机应用程序来提供。应用程序的使用使直观的用户界面能够通过出入系统220管理经过认证的设备,并有助于电子驱动器200的易用性。

  在安全设备218和出入系统220之间进行初始设置之后,通过门的出入很易于通过控制元件操作。另外,可以用高级加密代码对在安全设备218和出入系统220之间传输的通信进行加密,从而提供对恶意入侵尝试的抵抗。与其他系统(例如,电子锁键盘)相比,通过控制元件和使用应用程序来管理一个或多个被认证的设备,大大简化了用户界面。

  在其他例子中,出入系统220可以被构造为(例如,通过用户界面应用程序)临时启用控制元件,而无需安全设备218。这可以在仍保持电子驱动器200的安全性的同时根据要求或需要使第三方(例如,维修人员、遛狗者、搬运人员等)能够临时出入门。例如,在没有安全设备218的情况下,控制元件可以被启用预定使用次数、预定的使用日期/时间范围或仅一次使用。在其他例子中,出入系统220可以生成可以被发送给第三方以用于临时出入门的临时授权代码(例如,通过用户界面应用程序)。这些临时授权代码可以被启用预定的使用次数或预定的使用日期/时间范围。

  出入系统220(例如,经由一个或多个天线(未被示出))可以具有预定的范围区域(例如,大约10英尺、15英尺、20英尺等),使得安全设备218必须存在于该范围区域内,以便于出入系统220授权安全设备218并能够被用于电子驱动器200的操作。在一些例子中,出入系统220的范围区域可以是用户定义的,例如,通过应用程序用户界面。通过限定出入系统220的范围区域,电子驱动器200的操作可以被限制为仅在安全设备218位于接近出入系统220时。这减小了在被授权的用户离开门区域之后或被授权的用户仅在门边走过时启用控制元件的可能性。

  除了出入系统220检测安全设备218的存在之外,出入系统220还可以确定安全设备218相对于门的位置,使得当被授权的用户位于门的内侧时,不启用出入系统220。这样,当被授权的用户在里面并且接近出入系统220时,未被授权的用户不能锁定和/或解锁锁组件202。在该例子中,出入系统220可以确定安全设备218是位于门的外侧还是位于门的内侧。

  在操作中,在致动控制元件时,出入系统220被构造为:检测安全设备218的存在以验证安全设备218是否在范围内;确定安全设备218相对于出入系统220的位置(例如,在滑动门的内侧或外侧);以及确定安全设备218是否被授权与出入系统220一起使用。当被授权的设备在范围内并靠近门的外部时,出入系统220接合锁组件202并锁定或解锁门。应当认识到,出入系统220可以根据要求或需要以任何顺序执行以上任何操作步骤。例如,出入系统220可以以预定的时长(例如,每10秒)自动搜索安全设备218。因此,出入系统220可以在控制元件被致动之前预先确定被授权的设备是否存在并且是否在门的外侧。在其他例子中,出入系统220可以首先确定安全设备218的授权,然后确定安全设备218的相对位置,之后启用电子驱动器200的操作。

  在一些例子中,出入系统220的通知系统可以在电子驱动器200的操作期间提供听觉和/或视觉的指示器。这在出入系统220对锁组件202的控制期间为用户提供听觉和/或视觉反馈。另外,虽然门被描述为具有内侧和外侧,但是这些取向仅仅用作参考。通常,出入系统220和电子驱动器200可以被用于将受控的出入区域与不受控的出入区域分开的任何门、门道或板,而无论其是在结构内部、结构的外部还是在结构的内部和外部之间。与本文所描述的出入系统220具有相似的操作的系统的例子(例如,使用安全设备218来确定出入以及锁组件202的锁定/解锁)是2018年7月25日提交的题为“用于滑动门的出入把手”的美国专利申请第16/045,161号和2018年6月21日提交的题为“车库门出入遥控器”的美国专利申请第16/014,963号,它们的公开内容都通过引用整体并入本文。

  图3A是电子驱动器200的立体图。如上所述,电子驱动器200包括马达驱动单元212、从其延伸的一对连杆214以及从动盘216。马达驱动单元212包括可通过一个或多个紧固件224连接至面板208(在图2A和图2B中示出)的壳体222。壳体222可以是可以卡合在一起并能接近其中容纳的部件的两件式壳体。一对连杆214从壳体222的端部部分226延伸。连杆214被设置成接近壳体222的第一侧228并且偏离其中心线。连杆214的这个位置使从动盘216能够沿其一侧与锁组件202(在图2A和图2B中示出)连接,并减小电子驱动器200的厚度T。此外,连杆214可以包括一个或多个折线部分,其使从动盘216能够定位在壳体222的端部部分226上方并保持电子驱动器200的减小的厚度T。

  连杆214被构造为从壳体222伸出和缩入壳体222(例如,箭头230、232)。在该例子中,连杆214被构造为在相反的方向上运动,并且当一个连杆缩回时,另一个连杆伸出。每个连杆214的自由端部在枢轴点234处与从动盘216连接。连杆214的实质上直线的运动230、232在从动盘216中引起对应的旋转运动236,以便根据要求或需要操作锁组件202(在图2A和图2B中示出)。从动盘216被构造为连接至锁组件202的外部(例如,直接地或经由驱动器尾部),并且还具有开口238,使得来自旋钮或锁芯(均未被示出)的驱动器尾部仍可以用于锁组件的手动操作。

  图3B和图3C是电子驱动器200的立体图,其中壳体222的一部分被移除。同时参照图3B和图3C,壳体222限定内部腔体240,马达驱动单元212设置在该内部腔体240中。另外,壳体222限定了与壳体222的端部部分226实质上正交的纵向轴线242。马达驱动单元212包括马达244,该马达244被构造为可旋转地驱动实质上平行于纵向轴线242的马达轴(未被示出)。马达244可以是现成的DC单元,其包括被底座248包围的一体的齿轮组246,并且通信连接和/或电连接至支撑在壳体222内的印刷电路板(PCB)250。PCB 250被构造为控制马达244的操作和/或向其他控制器部件(例如,出入系统220(在图2A和图2B中示出))提供反馈,并且包括任何数量的能够实现该功能和操作的部件。例如,PCB 250可以包括一个或多个电阻器、发光二极管、晶体管、电容器、电感器、二极管、开关、电源、连接器、扬声器、天线、传感器、存储器、处理器等。在一个例子中,可以包括位置传感器251,以便确定马达驱动单元212的一个或多个部件的位置。

  在该例子中,马达244经由蜗杆驱动器252和一对连杆214与从动盘216连接,使得马达244可以驱动从动盘216围绕第一旋转轴线254旋转。第一旋转轴线254与纵向轴线242实质上正交。蜗杆驱动器252包括与马达轴连接的蜗杆256,并由马达244可旋转地驱动。马达244可以使蜗杆256在任一方向(例如,顺时针方向或逆时针方向)上旋转,使得电子驱动器200既可以锁定也可以解锁锁组件202(在图2A和图2B中示出)。蜗杆256与涡轮258啮合,涡轮258与离合器组件260连接。涡轮258和离合器组件260支撑在限定第二旋转轴线264的主轴262上。第二旋转轴线264实质上平行于第一旋转轴线254,并偏离第一旋转轴线254,并且二者都与纵向轴线242实质上正交。每个连杆214在枢转点266处与离合器组件260连接,并且连杆214实质上平行于纵向轴线242延伸。如图3B和图3C所示,蜗杆驱动器252是将马达244产生的运动传递到从动盘216的齿轮装置。补充地或替代地,可以根据要求或需要使用实现本文描述的电子驱动器200的操作的任何其他齿轮装置。

  在操作中,电子驱动器200连接至锁组件202,并被构造为使锁定元件自动从其伸出和/或缩回。更具体地,在马达244驱动蜗杆256旋转时,涡轮258和离合器组件260围绕第二旋转轴线264和主轴262旋转。离合器组件260的旋转运动268驱动一对连杆214沿着纵向轴线242的相反的直线运动230、232。也就是说,一个连杆214沿着纵向轴线242在第一方向上运动,而另一个连杆214沿着纵向轴线242在相反的第二方向上运动。连杆214的这种直线运动将离合器组件260的旋转运动268转换成从动盘216围绕第一旋转轴线254的对应的旋转236,以致动锁组件202。在该例子中,离合器组件260和从动盘216在操作期间都在相同的方向上旋转。此外,应当认识到,由于枢轴点234、266分别随着离合器组件260和从动盘216旋转,因此该旋转运动不仅使连杆214直线运动230、332,而且还使连杆214略微远离彼此或朝向彼此平移270。然而,直线运动230、232的距离远大于平移运动270的距离。

  另外,电子驱动器200使锁组件202能够根据要求或需要手动地伸出和/或缩回。因此,如上所述,电子驱动器200被构造为能够手动地旋转马达驱动单元212的一部分而不影响上述马达驱动单元212的自动部分的操作。在该例子中,从动盘216可以连接至用于手动使从动盘216围绕第一旋转轴线254旋转236的旋钮和/或锁芯(均未被示出)。从动盘216的旋转运动236沿纵向轴线242驱动一对连杆214的相反的直线运动230、232,并且该直线运动引起离合器组件260围绕第二旋转轴线264和主轴262的旋转运动268。但是,离合器组件260被构造为防止旋转运动268被传递到涡轮258,使得涡轮256不被手动旋转并且不会在马达244和齿轮组246中引起不希望的磨损。下面将进一步描述涡轮258和离合器组件260。

  图4是电子驱动器200(在图3A至图3C中示出)的马达驱动单元212的立体图,其中为清楚起见没有示出从动盘216和壳体222。如上所述,马达驱动单元212包括与蜗杆256连接的马达244,二者均实质上正交于主轴262延伸。在主轴262上附接有涡轮258和离合器组件260,该离合器组件260具有从其延伸的连杆214。蜗杆256和涡轮258形成蜗杆驱动器252。离合器组件260包括臂272,该臂272朝着PCB 250延伸(在图3B和图3C中示出)并与位置传感器251接合(在图3C中示出),使得可以确定离合器组件260的位置,从而确定锁组件202(在图3B和图3C中示出)的位置。位置传感器可以是使离合器组件260的位置能够被确定的机械开关、磁性传感器或任何其他传感器。在该例子中,臂272与机械开关接合,以便提供关于离合器组件260的位置的反馈。通过使用机械开关,磁场(例如,磁性传感器)对PCB 250的干扰被减小,并由此提高电子驱动器200的性能。

  在操作中,在通过马达244使离合器组件260旋转以致动锁组件202并使锁定元件伸出或缩回之后,马达驱动单元212自动返回到居中的中立位置。通过返回到该位置,离合器组件260被构造为由于手动旋转(例如,通过旋钮或锁芯)而旋转,而不使涡轮258旋转并且不会在马达244中引起不希望的磨损。补充地或替代地,涡轮驱动器252可以由使马达驱动单元212能够如本文所述的那样起作用的任何其他机械联动件(例如,驱动杆、斜齿轮、正齿轮等)代替或增强。

  图5是离合器组件260和涡轮258的分解立体图。涡轮258包括第一端部,该第一端部限定了周向齿条274,周向齿条274与蜗杆256接合并形成蜗杆驱动器252(二者在图4中示出)。涡轮258的相对的第二端部包括驱动毂276,驱动毂276具有从其延伸的至少一个驱动凸块278。在该例子中,驱动毂276具有彼此间隔大约180°的两个驱动凸块278。驱动毂276和驱动凸块278的尺寸和形状被设置为被接收在离合器组件260的第一端部中,以便经由马达244(在图4中示出)驱动离合器组件的旋转。

  离合器组件260包括与空转盘282连接的离合器盘280。空转盘282的第一端部包括从动毂284,从动毂284具有至少一个从其延伸的从动凸块286。在该例子中,从动毂284具有彼此间隔大约180°的两个从动凸块286。从动毂284被构造为接收涡轮258的驱动毂276的至少一部分。然而,当驱动毂276与从动毂284接合时,凸块278、286不必接合。凸块278、286的周向间隔(例如,每组彼此成180°定位)使离合器组件260能够在凸块278、286接合之前相对于涡轮258至少部分地自由旋转。例如,在凸块278、286彼此接合并且旋转运动在离合器组件260和涡轮258之间被传递之前,驱动毂276或从动毂284可以自由旋转大约90°。

  在该例子中,由于在居中的中立位置,驱动凸块278与从动凸块286间隔大约90°,因此能够实现毂276、284之间的这种自由旋转。自由旋转使涡轮258在使锁组件202(在图2A和图2B中示出)伸出或缩回(例如,两个旋转方向)之后能够返回到居中的中立位置,而无需进一步旋转离合器组件260,从而无需进一步旋转锁组件。另外,一旦涡轮258处于居中的中立位置,离合器组件260在任何一个旋转方向上的手动旋转(例如,通过旋钮或锁芯)不会导致涡轮258的对应旋转,并因此不会导致马达244的不希望的磨损。

  离合器盘280通过具有球体288和弹簧290的张紧系统与空转盘282连接。该张紧系统使离合器组件260在通常的操作条件下能够作为单个单元旋转。然而,如果马达244和/或蜗杆驱动器252约束在除了居中的中立位置以外的位置(例如,在凸块278、286接合或部分接合的位置)上,则在达到预定的负载值后,张紧系统释放离合器盘280和空转盘282之间的连接,以减少或防止对马达244的不希望的磨损。例如,如果手动旋转(例如,通过使用旋钮或锁芯)离合器组件260时涡轮258处于除中央中立位置之外的位置,一旦手动旋转对离合器盘280引起了预定的负载(例如,大于张紧系统的预张紧),则张紧系统释放离合器盘280和空转盘282之间的连接。一旦离合器盘280与空转盘282旋转地分离,锁组件202就可以继续手动操作,而不会在驱动系统部件上引起不希望的磨损。在离合器盘280上的手动引起的负载被释放之后,张紧系统可以返回到将离合器盘280与空转盘282一起旋转地连接为单个单元。

  在该例子中,离合器盘280的第一端部包括其中限定的一个或多个凹槽292。凹槽292的尺寸和形状被设置为接收并接合与弹簧290接合的球体288。弹簧290被接收并接合在限定在空转盘282的第二端部中的对应的凹部294内。弹簧290提供将离合器盘280和空转盘282固定在一起的张力,使得它们作为单个单元(例如,离合器组件260)旋转,并能够实现本文所述的驱动器的操作。然而,一旦克服了张力,离合器盘280可以与空转盘282至少部分地分开旋转。离合器盘280的第二端部通过枢轴点266连接至连杆214(在图3A至图3C中示出),并且包括臂272,臂272如本文所述有助于确定离合器组件260的位置。

  离合器组件260和涡轮258旋转地支撑在主轴262上,并通过E形夹296固定在适当的位置。可使用紧固件298将离合器组件260、涡轮258和主轴262连接至壳体222(在图2A和图2B中示出)。在一个例子中,该主轴组成组件可以与电子驱动器200(在图3A至图3C中示出)的其余部件分开组装,使得张紧系统可以更容易地安装和压缩以预加载离合器组件260。这可以提高制造过程的效率。

  图6是示出操作锁组件的方法300的流程图。方法300以致动出入系统的控制元件(操作302)开始。一旦按压控制元件,就在出入系统处发送和接收控制电子驱动器的操作的信号。在接收到信号后,出入系统检测到关于门的安全设备的存在(操作304)。如果出入系统检测到在其范围内不存在安全设备,则可以在通知系统上指示电子驱动器的状态状况(例如,错误指示)(操作306)。

  然而,当出入系统检测到存在安全设备时,则出入系统确定安全设备相对于门的位置(操作308)。如果出入系统确定安全设备在门内,则可以在通知系统上指示电子驱动组件的状态状况(操作306)。然而,当安全设备存在并且在门外时,则出入系统确定安全设备的授权(操作310)。如果出入系统确定安全设备未被授权,则可以在通知系统上指示电子驱动器的状态状况(操作306)。

  当安全设备定位成接近出入系统、位于门的外部以及被授权操作电子驱动器时,电子驱动器可以被操作,并且在通知系统上指示状态状况(例如,成功指示)(操作312)。例如,成功指示可以是锁组件在最初被解锁的情况下正在锁定或在最初被锁定的情况下正在解锁的通知。在一些例子中,操作电子驱动器还可以包括使与一对连杆连接的离合器组件旋转以及在使锁组件运动至锁定位置和解锁位置中的一个位置之后,将离合器组件返回至中央中立位置。尽管在图6中按顺序示出了操作304、308、310,但是应认识到,可以根据要求或需要在任何时间以任何顺序执行这些操作。一旦锁组件被锁定或解锁,方法300还包括通过传感器感测电子驱动器的位置(操作314)。这样,在锁组件被锁定时,出入系统操作锁组件以解锁(操作316),并且在锁组件被解锁时,出入系统操作锁组件以锁定(操作318)。

  图7是可与电子驱动器200(在图3A至图3C中示出)一起使用的另一个马达驱动单元400的立体图。类似于上面参照图4和图5描述的例子,马达驱动单元400包括与蜗杆404连接的马达402,两个部件均实质上平行于驱动器壳体(未被示出)的纵向轴线延伸并且实质上正交于限定旋转轴线408的主轴406延伸。在主轴406上附接有涡轮410和离合器组件412,该离合器组件412具有从其延伸的两个连杆414。连杆414与可围绕旋转轴线418旋转的从动盘416连接。蜗杆404和涡轮410形成蜗杆驱动器420。离合器组件412包括定向成与位置传感器(例如,图3C所示的传感器251)接合的臂422,使得可以确定离合器组件412的位置。例如,可以确定离合器组件412的旋转位置,使得可以通过本文所述的电子驱动器执行锁定/解锁操作。

  在操作中,在通过马达402使离合器组件412旋转以致动锁组件202(在图2A中示出)并使锁定元件伸出或缩回之后,马达驱动单元400自动返回到居中的中立位置。通过返回到该位置,离合器组件412被构造为由于手动旋转(例如,通过旋钮或锁芯)而旋转,而不使涡轮410旋转并且不会在马达402中引起不希望的磨损。补充地或替代地,蜗杆驱动器420可以由使马达驱动单元400能够由如本文所述那样起作用的任何其他机械联动件(例如,驱动杆、斜齿轮、正齿轮等)代替或增强。

  另外,在该例子中,当与图4和图5中描述的离合器组件260相比时,离合器组件412的构造沿实质上平行于旋转轴线408并沿旋转轴线408延伸的方向423较薄。通过减小离合器组件412的厚度,进一步减小了电子驱动器200(在图2B中示出)的壳体的厚度T。这提高了电子马达驱动器的性能和效率(例如,制造、安装、操作等)。

  图8是马达驱动单元400(图7所示)的涡轮410和离合器组件412的分解立体图。涡轮410包括第一端部,该第一端部限定周向齿条424,该周向齿条424至少部分地围绕涡轮410的外周延伸,并且与蜗杆404接合并形成蜗杆驱动器420(均在图7中示出)。涡轮410的相对的第二端部包括驱动毂426,驱动毂426具有至少一个从其延伸的驱动凸块。在该例子中,驱动毂426具有类似于上述图5的例子的、彼此间隔大约180°的两个驱动凸块。驱动毂426和驱动凸块的尺寸和形状被设置为被接收在离合器组件412的第一端部中,以便经由马达402(图7所示)驱动离合器组件的旋转。另外,臂428可以从涡轮410的第一端部延伸并且定向成与位置传感器(例如,图3C所示的传感器251)接合,使得可以确定涡轮410的位置。例如,可以确定涡轮410的旋转位置,使得可以通过本文所述的电子驱动器执行锁定/解锁操作。

  离合器组件412包括与空转盘432连接的离合器盘430。空转盘432的第一端部包括从动毂434,从动毂434具有至少一个从其延伸的从动凸块436。在该例子中,从动毂434具有类似于上述图5的例子的、彼此间隔大约180°的两个从动凸块436。从动毂434被构造为接收涡轮410的驱动毂426的至少一部分。然而,当驱动毂426与从动毂434接合时,凸块不必接合。凸块的周向间隔(例如,每组彼此成180°定位)使离合器组件412能够在凸块接合之前相对于涡轮410至少部分地自由旋转。例如,在凸块彼此接合并且旋转运动在离合器组件412和涡轮410之间被传递之前,驱动毂426或从动毂434可以自由旋转大约90°。

  由于在居中的中立位置,驱动凸块与从动凸块间隔大约为90°,因此能够实现毂426、434之间的自由旋转。自由旋转使涡轮410在使锁组件202(在图2A和图2B中示出)伸出或缩回(例如,两个旋转方向)之后能够返回到居中的中立位置,而无需进一步旋转离合器组件412,从而无需进一步旋转锁组件。另外,一旦涡轮410处于居中的中立位置,离合器组件412在任何一个旋转方向上的手动旋转(例如,通过旋钮或锁芯)不会导致涡轮410的对应旋转,并因此不会导致马达402的不希望的磨损。另外,离合器组件412和涡轮410的旋转位置可以由位置传感器和臂422、428确定,从而能够实现系统的操作。

  在该例子中,离合器盘430通过张紧系统与空转盘432连接,该张紧系统使空转盘432的弹性弹簧指状物438被构造为与离合器盘430内的对应凹口440接合。该张紧系统使离合器组件412在通常的操作条件下能够作为单个单元旋转。然而,如果马达402和/或蜗杆驱动器420约束在除了居中的中立位置以外的位置(例如,在凸块接合或部分接合的位置)上,则在达到预定的负载值后,张紧系统释放离合器盘430和空转盘432之间的连接,以减少或防止对马达402的不希望的磨损。例如,如果手动旋转(例如,通过使用旋钮或锁芯)离合器组件412时涡轮410处于除中央中立位置之外的位置,一旦手动旋转对离合器盘430引起了预定的负载(例如,大于张紧系统的预张紧),则张紧系统释放离合器盘430和空转盘432之间的连接。一旦离合器盘430与空转盘432旋转地分离,锁组件202就可以继续手动操作,而不会在驱动系统部件上引起不希望的磨损。在离合器盘430上的手动引起的负载被释放之后,张紧系统可以返回到将离合器盘430与空转盘432旋转地连接为单个单元。

  在该例子中,离合器盘430的第一端部凹进,以使空转盘432的至少一部分设置在其内。一个或多个凹口440从凹部径向地延伸并且围绕离合器盘430的外周在周向上间隔开。凹口440的尺寸和形状被设置为接收并接合弹簧指状物438。当弹簧指状物438与凹口440接合时,弹簧指状物438提供张力,该张力将离合器盘430和空转盘432固定在一起,使得它们作为单个单元(例如,离合器组件412)旋转,并实现本文所述的驱动器的操作。然而,一旦克服了张力(例如,克服了指状物438的偏压力),则离合器盘430可与空转盘432至少部分地分开旋转。离合器盘430的第二端部连接至连杆414(在图7中示出),并包括臂422,臂422如本文所述有助于确定离合器的组件412的位置。另外,在该例子中,离合器组件412沿旋转轴线的厚度(例如,空转盘432至少部分地接收在离合器盘430内,并且张紧系统朝向空转盘的外周定位)使电子驱动器的尺寸减小。

  离合器组件412和涡轮410旋转地支撑在主轴406上,并通过E形夹442固定在适当的位置。可使用一个或多个紧固件444将离合器组件412、涡轮410和主轴406连接至壳体222(在图2A和图2B中示出)。在一个例子中,该主轴组成组件可以与电子驱动器200(在图3A至图3C中示出)的其余部件分开组装,使得张紧系统可以更容易地安装和压缩以预加载离合器组件412。这可以促进制造过程更高的效率。

  图9是离合器组件412(图8所示)的空转盘432的正视图。弹簧指状物438沿着盘432的外周实质上在周向上延伸,并且由盘432的主体内的狭缝446形成。弹簧指状物438可以如上所述那样从离合器盘430释放并随后重新连接至离合器盘430(在图8中示出)。这样,当克服了弹簧指状物438的偏压力(例如,克服了盘材料的弹力)以使盘432与离合器盘430分离时,弹簧指状物438可在实质上径向的方向上运动。弹簧指状物438包括径向延伸的止动部448,该止动部的形状和尺寸被设置为被接收在离合器盘430的凹口440(在图8中示出)内,并且当止动部448和凹口440接合时,旋转运动在空转盘432和离合器盘430之间传递。在一个例子中,止动部448可以由两个倾斜表面形成。

  在该例子中,弹簧指状物438与凸块436周向对齐,并且存在两个彼此间隔大约180°的指状物438。通过将凸块436和指状件438对齐,空转盘432的释放更密切地对应离合器组件412的从动运动。在其他例子中,根据要求或需要,弹簧指状物438可在周向上偏离凸块436。

  用于制造本文所述的锁组件的材料可以是通常用于制造锁的材料,例如,锌、钢、铝、黄铜、不锈钢等。诸如PVC、聚乙烯等模制塑料可用于各种部件。大多数部件的材料选择可以基于所提出的锁定系统的用途。可以为用在特别重的面板以及受特定环境条件(例如湿气、腐蚀性大气等)影响的铰链上的安装系统选择合适的材料。另外,本文所述的锁适合与由乙烯基塑料、铝、木材、复合材料或其他门材料构造的门一起使用。

  本文描述的不同例子的任何数量的特征可以被组合成一个单个例子,并且具有少于或多于本文描述的所有特征的替代例子也是可能的。应当理解,本文采用的术语仅出于描述特定例子的目的而使用,并不旨在是限制性的。必须注意的是,除非上下文另有明确规定,否则在本说明书中使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示。

  尽管本文已经描述了被认为是本实用新型的示例性和优选的例子,但是根据本文的教导对本实用新型的其他修改对于本领域技术人员而言也将是显而易见的。本文公开的特定的制造方法和几何形状本质上是示例性的,并且不应被认为是限制性的。因此,期望的是在所附权利要求中保护了所有落入本实用新型的精神和范围内的修改。因此,期望由专利证书保护的是在所附权利要求中限定和区分的技术及所有等同物。

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