欢迎光临小豌豆知识网!
当前位置:首页 > 建筑技术 > 门窗钥匙> 基于槽轮传动的智能门锁独创技术23808字

基于槽轮传动的智能门锁

2021-03-09 23:16:40

基于槽轮传动的智能门锁

  技术领域

  本发明涉及智能门锁技术领域,尤其涉及一种基于槽轮传动的智能门锁。

  背景技术

  随着物联网时代的兴起,智能门锁逐渐替代传统单一机械门锁被广泛应用。然而智能门锁电子元件需要较大的安装空间,导致锁体体积大,或在常规门锁体积情况下,其内部零件布置结构复杂,装配和维修难度大。智能门锁一般采用拉杆传动,其机械结构安全性差。而且单一电子门锁,当电路模块出现故障后,锁体无法打开,给人们带来了生活不便。为此,从传动结构上创新设计一种空间体积小,安全性能高,为电路模块及其他部件留有充足的安装空间的智能门锁成为亟待解决的技术问题。

  发明内容

  本发明提供一种基于槽轮传动的智能门锁,旨在解决上述技术问题。

  为实现此技术目的,本发明采用具体如下方案:一种基于槽轮传动的智能门锁,包括锁体壳、槽轮传动组件、联动锁舌组件、斜锁舌组件、电动机和控制电路板;其中,槽轮传动组件包括与电动机输出端相连的齿轮、与齿轮内啮合的主动销轮、与主动销轮外啮合的从动槽轮;联动锁舌组件包括联动锁舌和与联动锁舌一体安装的传动片,传动片与从动槽轮滑动配合,进而带动联动锁舌伸缩;斜锁舌组件包括斜锁舌和斜锁舌传动装置,斜锁舌传动装置通过主动销轮驱动,进而带动斜锁舌伸缩;控制电路板与电动机相连,用于当控制电路板接收到开锁或关锁信号时,控制电动机工作,控制电路板上设置有与便携式终端设备通讯连接的第一无线通信模块。

  进一步地,主动销轮包括半月形拨盘、设置在半月形拨盘外沿的拨头、设置在圆盘下层的内齿圈以及设置在内齿圈上的转臂,所述内齿圈的内周面的至少一部分形成有与齿轮啮合的内周齿。

  进一步地,从动槽轮上均匀设置有若干个径向槽,相邻两个径向槽中间设有与半月形拨盘相契合的锁止弧形槽;转臂通过进入径向槽驱动从动槽轮转动。

  进一步地,传动片上设置有一销柱,销柱安装在从动槽轮上的其中一个径向槽内并与其滑动配合连接,传动片上还设有一横向滑槽,横向滑槽与一固定设置在锁体壳上的定位销滑动配合。

  进一步地,斜锁舌传动装置包括复位弹簧、定位板、斜锁舌连杆和第一连杆;斜锁舌固定在斜锁舌连杆前端,复位弹簧套装在斜锁舌连杆上,斜锁舌连杆可移动地穿设于定位板上;第一连杆转动连接在锁体壳上,半月形拨盘上的拨头通过拨动第一连杆的下端使第一连杆发生转动,第一连杆的上端能够拨动斜锁舌连杆后端,实现斜锁舌伸缩。

  进一步地,智能门锁还包括机械锁芯,机械锁芯上设置有锁芯拨头,从动槽轮上设置有与锁芯拨头相配合的小弧形槽,两个连续小弧形槽中间连接部设置有与半月形拨盘相切合的锁止缺口。

  进一步地,智能门锁还包括凸轮和定位弹簧,凸轮通过第二连杆与主动销轮中的半月形拨盘滑动连接,定位弹簧固定在锁体壳上,用以支撑和限定凸轮的位置,使得锁芯拨头逆时针转动过程中能够首先拨动凸轮与第二连杆的连接端,凸轮通过第二连杆驱动主动销轮转动,使主动销轮转臂进入从动槽轮上的径向槽内,锁芯拨头继续逆时针转动过程中通过拨动小弧形槽实现从动槽轮转动,从动槽轮带动联动锁舌伸缩的同时驱动主动销轮转动,主动销轮上的拨头驱动斜锁舌传动装置运动,进而实现斜锁舌伸缩。

  进一步地,智能门锁还包括勾型连杆,勾型连杆包括短杆端和长杆端,勾型连杆转动连接在锁体壳上,当开锁时,传动片拨动短杆端,进而实现勾型连杆转动,长杆端用于拨动斜锁舌传动装置实现斜锁舌伸缩。

  优选的,锁体壳靠近联动锁舌和斜锁舌一侧设置有垂直门板方向的强力弹簧,用于当开锁时,联动锁舌和斜锁舌缩回锁体壳后自动弹开门体。

  优选的,便携式终端设备为遥控器或智能手表,遥控器或智能手表上设置有与第一无线通信模块通信连接的第二无线通信模块;当遥控器或智能手表的第二无线通信模块发出的信号通过控制电路板验证时,进行开锁;当遥控器或智能手表的第二无线通信模块发出的信号没有通过控制电路板验证时,无法开锁。

  优选的,第一无线通信模块和第二无线通信模块为蓝牙、wifi、NFC、433 无线通讯协议、3G/4G/5G或GPRS通信模块。

  优选的,智能门锁还包括门外把手和门内把手,其中,门外把手朝向门板方向一侧设有一红外传感器,红外传感器连接所述控制电路板,当控制电路板同时接收到便携式终端设备和红外传感器发送的信号时进行开锁;门内把手上设置有感应按钮,感应按钮连接控制电路板,当控制电路板接收到感应按钮发送的信号时进行开锁。

  优选的,智能识别装置是人脸识别装置或视网膜识别装置,当控制电路板识别当前开锁人的人脸特征或视网膜特征与预储存的人脸图像或视网膜图像吻合时,自动开锁。

  与现有技术相比,本发明的有益效果在于:一种基于槽轮传动的智能门锁,采用槽轮传动方式,结构紧凑,给复杂的电路模块提供更大的安装空间,并且方便装配和维修;同时槽轮结构的锁止功能,增强了该智能门锁的机械安全性;多种智能解锁方式和强力弹簧的设置解放开锁人的双手;备有机械锁芯,防止控制电路出现故障时锁体无法打开。本发明的智能门锁解决了现有门锁结构复杂、开锁方式单一的问题,便于安装和维修,双重保障门锁的正常工作,简化了机械传动结构,增强了结构安全性,提高了生活的便利性。

  附图说明

  图1a为本发明实施例一提供的智能门锁的立体结构示意图;

  图1b为本发明实施例一提供的智能门锁的关锁状态时的主视结构示意图;

  图1c为本发明实施例一提供的智能门锁的开锁状态时的主视结构示意图;

  图1d为本发明实施例一提供的智能门锁的主动销轮的立体结构示意图;

  图2a为本发明实施例二提供的智能门锁的关锁状态时的主视结构示意图;

  图2b为本发明实施例二提供的智能门锁的开锁状态时的主视结构示意图;

  图2c为本发明图2a中实施例二提供的智能门锁的主动销轮和从动槽轮组合状态下的立体结构示意图;

  图2d为本发明实施例二提供的智能门锁的从动槽轮的立体结构示意图。

  具体实施方式

  为充分了解本发明之目的、特征及功效,借由下述具体的实施方式,对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。

  本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有属于(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。

  本发明中所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时,阅读者的左边即为左,阅读者的右边即为右,而非对本发明的装置结构的特定限定。

  本发明中所述的“上、下”的含义指的是阅读者正对附图时,阅读者的上边即为上,阅读者的下边即为下,而非对本发明的装置结构的特定限定。

  本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言,指向设备内部的方向为内,反之为外,而非对本发明装置机构的特定限定。

  本发明中所述的“顺时针、逆时针”的含义指的是阅读者正对附图时,阅读者所对应的顺时针为顺时针,阅读者所对应的逆时针为逆时针,而非对本发明的装置结构的特定限定。

  请参阅图1a至图1d,本发明实施例一提供的一种基于槽轮传动的智能门锁,包括锁体壳10、槽轮传动组件20、联动锁舌组件30、斜锁舌组件40、电动机50和控制电路板60。槽轮传动组件20包括与电动机50输出端相连的齿轮21、与齿轮内啮合的主动销轮22、与主动销轮22外啮合的从动槽轮23。

  其中,主动销轮22包括半月形拨盘221、设置在半月形拨盘221外沿的拨头2211、设置在半月形拨盘221下层的内齿圈222以及设置在内齿圈222 上的转臂2221;内齿圈222的内周面至少一部分形成有与齿轮21啮合的内周齿2222。半月形拨盘221和内齿圈222固定连接为一体,其中固定方式可以采用螺栓、螺钉或销钉固定,从而实现同步转动。主动销轮22和从动槽轮23 分别通过转动轴转动连接在锁体壳10上,具备绕自身轴线的转动自由度。

  从动槽轮23上均匀设置有若干个径向槽231,本发明提供的实施例一中,径向槽231的数量优选为四个,分别为231a,231b,231c,231d。相邻两个径向槽231中间设有与半月形拨盘221相契合的锁止弧形槽232,转臂2221 的外径与径向槽231的宽度相匹配,通过进入径向槽231驱动从动槽轮23转动,当转臂2221进入径向槽231a内时,开始带动从动槽轮23顺时针转动,当转臂2221转出径向槽231a后,锁止弧形槽232可以通过与半月形拨盘221 相契合来防止从动槽轮23发生转动,即从动槽轮23处于静止状态,此时智能门锁处于关锁状态,这样若是施加一个纵向外力在联动锁舌组件30上,联动锁舌组件30由于从动槽轮23的限制作用是不会运动的,也就是说当用刀或者薄片从门之间的缝隙插入,用于拨动联动锁舌是无法使其缩回的,从而实现防撬的功能。

  当然本领域技术人员可以根据实际需要对从动槽轮23的径向槽231的数量和主动销轮22上转臂2221的位置及数量进行其它改动和变型,此处不作限定,例如径向槽231的数量为六个或八个,转臂2221的数量为两个或三个,只要保证转臂2221可以通过进入径向槽231内和转出径向槽231来驱动从动槽轮23转动。

  其中,联动锁舌组件30包括联动锁舌31和与联动锁舌一体安装的传动片32,传动片32一侧设置有一横向滑槽33,与固定在锁体壳10上的一定位销滑动配合;传动片32上位于横向滑槽33上方的位置设置有一销柱34,销柱34安装在从动槽轮23上的径向槽231b内并与其滑动配合连接,带动联动锁舌31发生伸缩运动。

  优选地,传动片32上侧固定有一扭转弹簧35,扭转弹簧35另一端固定在锁体壳10上,扭转弹簧35的设置有助于增强联动锁舌组件30的稳固性。

  其中,斜锁舌组件40包括斜锁舌41和斜锁舌传动装置42,斜锁舌传动装置42包括复位弹簧421、定位板422、斜锁舌连杆423和第一连杆424;斜锁舌41固定在斜锁舌连杆423前端,复位弹簧421套装在斜锁舌连杆423上,斜锁舌连杆423可移动地穿设于定位板422上;第一连杆424下端设置有一个垂直背向锁体壳10方向的凸块4241,凸块4241与半月形拨盘221上的拨头2211配合,拨动第一连杆424发生转动;第一连杆424与锁体壳10转动连接,具体地,第一连杆424中间部位通过一销轴4242转动连接在锁体壳10 上,第一连杆424可以围绕销轴4242转动,第一连杆424的上端能够拨动斜锁舌连杆423后端,实现斜锁舌41伸缩。

  可选地,智能门锁的斜锁舌组件40上方设置有反锁锁舌70,反锁锁舌 70与反锁旋钮71相连接,通过手动拨动反锁旋钮71控制反锁锁舌70的伸缩。

  优选地,锁体壳10靠近联动锁舌31和斜锁舌41一侧设置有垂直门板方向的强力弹簧11,用于当开锁时,联动锁舌31和斜锁舌32缩回锁体壳10内后自动弹开门体,本领域技术人员容易理解的是,当门处于关闭状态时,强力弹簧11受门框挤压处于压缩蓄能状态,当开锁后,强力弹簧11释放能量,门体在强力弹簧11的作用下自动弹开,解放开锁人的双手,提供了生活便利性。强力弹簧11的规格可以根据本领域技术人员实际需要进行选择,只要保证强力弹簧11的弹力大小能够弹开门体即可。

  智能门锁的控制电路板60及电动机50的动力来源为电池,电池固定设置在锁体壳10上,电池可以选择锂离子电池或蓄电池。

  控制电路板60上设置有与便携式终端设备通讯连接的第一无线通信模块,便携式终端设备为遥控器或智能手表,优选智能手表。便携式终端设备设置有与第一无线通信模块通信连接的第二无线通信模块,可选地,第一无线通信模块和第二无线通信模块为蓝牙、wifi、NFC、433无线通讯协议、 3G/4G/5G或GPRS通信。无线通信模块的有效验证范围可以根据本领域技术人员实际需要进行设置,例如,有效验证范围设置为小于5米,也就是说,当便携式终端设备的第二无线通信模块距离控制电路板60不大于5米时,便携式终端设备上的第二无线通信模块能够与智能门锁的第一无线通信模块通信连接,即可实现感应开锁;当便携式终端设备上的第二无线通信模块距离控制电路板60大于5米时,便携式终端设备上的第二无线通信模块无法与智能门锁的第一无线通信模块通信连接,即不可以实现感应开锁。便携式终端设备优先采用智能手表,由于手表是人们随身携带的物品,因此能避免以往忘记带钥匙、门卡的事情发生,而且相对于昂贵复杂的生物识别开锁方式具有成本极低的优势,便于在社会上推广应用。具体的控制过程为:当用户携带智能手表进入控制电路板60的有效验证范围时,智能手表上的第二无线通信模块发出验证信号到控制电路板60上的第一无线通信模块,当验证通过时,证明该智能手表就是匹配的锁,将进行开锁;当验证不通过时,证明该智能手表就不是匹配的锁,因此无法开锁。

  智能门锁还包括门外把手和门内把手(门外把手和门内把手图中未示出),为了进一步增强智能门锁的安全性能,门外把手朝向门板方向一侧设有一红外传感器,用于当用户手握门外把手时发出感应信号,红外传感器连接控制电路板60,当控制电路板60同时接收到便携式终端设备和红外传感器发送的信号时进行开锁,也就是说,当用户携带便携式终端设备进入控制电路板60的有效验证范围时,便携式终端设备的第二无线通信模块发出验证信号到控制电路板60上的第一无线通信模块,同时用户手握门外把手进行开门动作时,门外把手上的红外传感器向控制电路板60发送信号,当验证通过时,将进行开锁;当验证不通过时,无法开锁。当控制电路板60只接收到便携式终端设备或者只接收到红外传感器发送的信号时,将不进行开锁;此外,门内把手上设置有感应按钮,感应按钮连接控制电路板60,当控制电路板60接收到感应按钮发送的信号时进行开锁,当然,用户需要外出时也可以通过旋转门内把手的传统方式进行开锁。

  此外,当用户忘记携带便携式终端设备时,智能门锁还可以通过人脸识别装置或视网膜识别装置的方式进行开锁,人脸识别装置或视网膜识别装置分别用于采集用户人脸图像或视网膜信息,并将采集到的人脸图像或视网膜信息传输给控制电路板60进行人脸识别或视网膜识别,当其与预存的人脸图像或视网膜图像特征吻合时进行解锁。

  请参阅图1a至图1d,下面对电动智能开锁过程进行详细说明:当便携式终端设备向控制电路板60发送开锁信号时,控制电路板60开始控制电动机 50工作,电动机50驱动齿轮21顺时针转动,从而带动主动销轮22顺时针转动,主动销轮22上的转臂2221进入从动槽轮径向槽231a内,驱动从动槽轮 23逆时针转动,从动槽轮23通过销柱34在径向槽231b内的滑动带动传动片 32向左移动,进而带动联动锁舌31向左移动,当主动销轮22上的转臂2221由从动槽轮径向槽231a内转出时,联动锁舌31恰好完全收缩到锁体壳10内;在主动销轮22顺时针转动过程中,拨头2211拨动第一连杆424下端凸块4241,也使第一连杆424逆时针转动;第一连杆424上端拨动斜锁舌连杆423向左移动,进而带动斜锁舌41收缩进锁体壳10内;联动锁舌31和斜锁舌41同时收缩回锁体壳10后,强力弹簧11将门体自动弹开,完成智能开锁过程,在门体打开后,斜锁舌41在复位弹簧421的带动下,恢复到初始伸出状态。

  智能关锁过程:将门体关闭后,斜锁舌41自动卡进门体,电动机50接收到控制电路板60发出的关锁信号时,电动机50驱动齿轮21逆时针转动,从而带动主动销轮22逆时针转动,转臂2221进入从动槽轮23中的径向槽231a 内,带动从动槽轮23顺时针转动,从动槽轮23带动传动片32向右移动,联动锁舌31向右移动,当主动销轮22上的转臂2221由从动槽轮径向槽231a 内转出时,联动锁舌31恰好完全伸出锁体壳10;电动机50继续驱动主动销轮22转动,当半月形拨盘221与锁止缺口234相契合时,电动机50停止转动,完成智能关锁过程。

  请参阅图2a至图2d,在本发明提供实施例二中,智能门锁在实施例一的基础上还包括机械锁芯80,用于在控制电路板60验证出现异常或电机处于故障状态时,方便用户使用钥匙应急开锁。机械锁芯80上设置有锁芯拨头81,从动槽轮23上设置有与锁芯拨头81相配合的小弧形槽,锁芯拨头81通过拨动小弧形槽实现从动槽轮23转动,优选地,小弧形槽置于锁止弧形槽232上,其中有两个锁止弧形槽232上设置有小弧形槽,每个锁止弧形槽232上的小弧形槽的数量为两个,共四个小弧形槽,分别为233a、233b、233c和233d,两个连续小弧形槽中间连接部设置有与半月形拨盘221相契合的锁止缺口 234,锁止缺口234的形状与半月形拨盘221的形状相匹配,锁止缺口234可以限制从动槽轮23转动,即能够使从动槽轮23保持静止状态,当门锁处于关锁状态时,若是施加一个纵向外力在联动锁舌31上,联动锁舌31由于从动槽轮23的限制是不会运动的,也就是说当用刀或者薄片从门之间的缝隙插入,用于拨动联动锁舌31是无法使其缩回的,从而实现防撬的功能。

  智能门锁还包括凸轮90和定位弹簧91,凸轮91通过第二连杆92与主动销轮22中的半月形拨盘221滑动连接,定位弹簧91固定在锁体壳10上,用以支撑和限定凸轮90的位置,如图2a中所示,凸轮90和第二连杆92的连接端的位置与锁芯拨头81转动时形成的最大轨迹圆相交,使得锁芯拨头81 转动过程中能够首先拨动凸轮90与第二连杆92的连接端,凸轮90通过第二连杆92驱动主动销轮22转动,使转臂2221进入从动槽轮23上的径向槽231a 内,锁芯拨头81继续转动过程中通过拨动小弧形槽实现从动槽轮23转动,从动槽轮23带动联动锁舌31伸缩的同时驱动主动销轮22转动,也就是说,该过程中,从动槽轮23相当于主动轮,而主动销轮22相当于从动轮,主动销轮22通过转臂2221在从动槽轮23的带动下发生转动,主动销轮22上的拨头2211进一步驱动斜锁舌传动装置42运动,进而实现斜锁舌41伸缩,具体地,主动销轮22上的拨头2211通过驱动第一连杆424转动,进而实现斜锁舌41伸缩。

  下面结合图2a至图2d对机械开锁过程进行详细说明:锁芯拨头81随机械锁芯80顺时针转动,锁芯拨头81转动至凸轮90与第二连杆92连接位置处附近时,锁芯拨头81与凸轮90接触,同时拨动凸轮90逆时针转动,凸轮 90通过第二连杆92驱动主动销轮22逆时针转动,将半月形拨盘221与锁止缺口234分离,内齿圈222上的转臂2221进入从动槽轮23上的径向槽231a 内,锁芯拨头81继续转动,锁芯拨头81卡合进入小弧形槽233b,与从动槽轮23上的小弧形槽233b配合,驱动从动槽轮23逆时针转动,锁芯拨头81 转出小弧形槽233b进行第二圈顺时针转动,锁芯拨头81转动第二圈时拨动从动槽轮23的径向槽231d,转动第三圈时拨动小弧形槽233c,间歇地驱动从动槽轮23逆时针转动,带动传动片32向左移动;同时从动槽轮23在逆时针转动过程中通过转臂2221也间歇地带动主动销轮22顺时针转动,进而主动销轮22上的拨头2211驱动斜锁舌传动装置42运动;最后,联动锁舌31 和斜锁舌41同时收缩回锁体壳10内,强力弹簧11将门体弹开,完成开锁,此过程锁芯拨头81共需要转动三圈。值得说明的是,最终完成开锁后,主动销轮22上的转臂2221由从动槽轮23的径向槽231a内转出,如图2b所示,这样方便再次进行关锁时,既可以通过电动方式关锁,也可以通过机械钥匙关锁。同理,钥匙控制关锁过程与上述开锁过程相反,此处不再赘述。

  此外,上述实施例一和实施例二提供的智能门锁还可以通过勾型连杆实现斜锁舌41伸缩,具体地,勾型连杆包括短杆端101和长杆端102,勾型连杆与从动槽轮23同轴转动连接在锁体壳10上,勾型连杆与从动槽轮23分别独立地围绕轴转动,相互之间不受影响。勾型连杆通过传动片32上垂直锁体壳10向外的第一拨片321拨动短杆端101实现自身转动,长杆端102通过拉伸弹簧103与锁体壳10相连,长杆端102顶端有一垂直朝向锁体壳10方向的第二拨片104,用于驱动斜锁舌传动装置42实现斜锁舌41伸缩,具体地,长杆端102上的第二拨片104通过拨动第一连杆424的上半部分驱动第一连杆424转动,进而实现斜锁舌41伸缩。

  本领域技术人员应该理解,附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的,表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的,作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

  最后,需要注意的是:以上列举的仅是本发明的优选实施例,当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型,倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,均应认为是本发明的保护范围。

《基于槽轮传动的智能门锁.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式(或pdf格式)