一种电子锁及其控制方法

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一种电子锁及其控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及锁具技术，尤其涉及一种电子锁及其控制方法。\n背景技术\n[0002] 电子锁已经在众多领域获得广泛应用，相比传统机械锁更具有防技术开锁的优势。然而电子锁发展到如今，在无法保障有效供电的场合，电子锁的应用仍然存在如下几点问题：\n[0003] （1）电子锁中控制电子锁开锁/闭锁的电子驱动器日常处于断电锁死状态，当需要开锁时，对电子驱动器进行供电，开启电子锁。此种方式，因供电无法有效保障，一旦供电出现问题，很容易导致电子锁无法开启。\n[0004] （2）在上述电子锁的基础上增加备用钥匙孔，即可在电子锁故障后通过钥匙开启。\n然而因为用钥匙随时可通过备用钥匙孔开启电子锁，往往会导致电子锁的被非法开启，埋下安全隐患。\n[0005] （3）国内发明专利申请《一种电子门锁系统》中描述了一种电子锁控制方法，采用机械结构和电子结构相结合的方式，日常由机械结构对电子锁进行闭锁，当对机械结构进行开锁时，电子结构驱动卡住机械结构，从而使得电子锁无法被开启。此种电子锁结构，兼容了“电子锁零功耗待机”和“非授权无法开锁”两方面的优势，然而此种方式采用暴力手段通过机械结构很容易使得电子结构出现损坏，而使得电子锁卡死，无法正常使用。\n[0006] 为此，现有电子锁在整体设计思路及设计方案上仍然有待于改进。\n发明内容\n[0007] 有鉴于此，本发明实施例期望提供一种电子锁及其控制方法，使其解决现有电子锁遇到的上述技术问题。其目的是通过以下方案实现。\n[0008] 一种电子锁，包括卡板及电子锁壳体，其特征在于，所述电子锁还包括：\n[0009] 对电子锁的卡板进行开锁操作或闭锁操作的第一机构；\n[0010] 当通过所述开锁操作或闭锁操作使得所述第一机构的按键发生直线位移或旋转位移，或使得所述第一机构的锁芯发生直线位移或旋转位移，或者因第一机构带动的卡板发生开锁位移时，根据所述直线位移或旋转位移、还或者开锁位移得到所述按键、或锁芯、还或者卡板的位置状态信息的感应器；\n[0011] 当卡板发生开锁位移后，能阻止并锁定卡板随第一机构发生逆向开锁位移或进行旋转位移而恢复到关闭状态，并能根据所述位置状态信息产生与卡板的脱离接触而使卡板随第一机构发生逆向开锁位移或进行旋转位移时而恢复到关闭状态并卡住第一机构的驱动器；\n[0012] 当通过所述开锁操作或闭锁操作后，对所述驱动器进行卡板解除锁定动作的复位机构。\n[0013] 所述卡板、第一机构、感应器、驱动器及复位机构位于电子锁壳体内。\n[0014] 上述方案中，所述第一机构包括：\n[0015] 与所述卡板接触并对所述卡板施加推力的按键或锁芯；\n[0016] 还包括位于所述按键或锁芯上，且通过所述按键的直线位移或旋转位移，或者通过所述锁芯的直线位移或旋转位移，对应的推动或带动卡板发生开锁位移的脱离槽；\n[0017] 所述按键或锁芯包括位于所述按键或锁芯上且通过与卡板闭合时配合卡住按键或锁芯无法逆向开锁动作的卡块；\n[0018] 所述对卡板进行开锁操作或闭锁操作，指的是推动或旋转按键、或者是推动或旋转锁芯，从而通过脱离槽推动或带动卡板发生的运动。\n[0019] 上述方案中，所述电子锁还包括在第一机构发生开锁操作，卡块与卡板解除卡住状态时，和卡块发生卡接的第二机构。\n[0020] 上述方案中，所述卡板包括：\n[0021] 与所述驱动器配合，在卡板发生开锁位移后使得驱动器卡住卡板的卡孔；\n[0022] 在卡板发生开锁位移后被卡板压缩/拉伸、当第一机构发生逆向开锁位移或进行旋转位移解除对卡板的推力时推动/带动卡板恢复为关闭状态的弹簧1；卡板一端与弹簧1接触，另一端与第一机构接触。\n[0023] 上述方案中，所述驱动器包括：\n[0024] 对所述卡板发生开锁位移后的状态进行控制的轴承；\n[0025] 对所述轴承施加压力的弹簧2；\n[0026] 在通电时，产生使得所述轴承压迫所述弹簧2的电磁力的电磁铁线圈。\n[0027] 上述方案中，所述复位机构包括：\n[0028] 用于推动驱动器的轴承运动并脱离出卡板上卡孔的顶针；\n[0029] 用于在第一机构使得电子锁开锁后/关闭时，带动顶针进行往复运动的连杆；所述连杆的第一端与第一机构接触，第二端带动顶针运动。\n[0030] 一种电子锁的控制方法，包括：\n[0031] 电子锁处于关闭时，由卡板或第二机构卡住第一机构；\n[0032] 当通过所述开锁操作使得所述第一机构发生直线位移或旋转位移，从而使得卡板发生开锁位移并与第一机构脱离时，感应器感应到开锁操作而引起的直线位移或旋转位移，并通过控制开关接通对驱动器供电的电源，驱动器中的轴承受电磁铁线圈的电磁力而压迫弹簧2，驱动器的轴承将不阻挡卡板的运动；当第一机构发生逆向开锁位移或进行旋转位移时，卡板将随第一机构的运动恢复到关闭是状态，仍然卡住第一机构，电子锁无法被开启；此时感应器感应到卡板恢复，通过控制开关断开驱动器供电的电源，驱动器恢复原有状态；\n[0033] 当电子授权合法、或电源失效、还或者控制开关故障时，对电子锁进行开锁操作，控制开关将断开或无法接通对驱动器供电的电源，驱动器的轴承受弹簧2的压力驱动，阻止并锁定卡板；当第一机构发生逆向开锁位移或旋转位移时，卡板无法恢复到关闭时状态，失去对第一机构的作用，电子锁开启；\n[0034] 当通过所述开锁操作或闭锁操作后，复位机构对所述驱动器进行卡板解除锁定，驱动器电子锁中卡板恢复为关闭状态。\n[0035] 本发明结构原理简单，控制方法可靠，电子锁在被触发时才对驱动器进行供电控制，从而保留了“零功耗待机”的优点；而采用卡件与驱动器轴承配合，则提高了驱动器工作的可靠性，使得驱动器轴承不容易受损坏，并且因体积小，可以完全封装在封闭区间内，避免外界污损。\n附图说明\n[0036] 图1为本发明的一种具有该电子锁特性的工业柜锁的爆炸结构示意图；\n[0037] 图2为图1中电子锁的驱动器的立体剖面结构图；\n[0038] 图3为图1中电子锁关闭时正面结构图；\n[0039] 图4为图3中电子锁沿A-A轴的剖面结构图；\n[0040] 图5为图4中B圈部分按键按下电磁铁通电时的剖面结构图；\n[0041] 图6为图3中按键按下电磁铁断电后的剖面结构图；\n[0042] 图7为图3中电子锁开启后复位机构作用的剖面结构图；\n[0043] 图8为本发明的一种带锁芯并具有第二机构的工业柜锁爆炸结构示意图；\n[0044] 图9为图8中锁具关闭时C圈部分放大视图；\n[0045] 图10为本发明的一种电子锁的控制方法原理示意图；\n[0046] 图11为本发明的一种电子锁的控制方法在开启过程中原理示意图；\n[0047] 图12为本发明的一种电子锁的控制方法在合法开启时原理示意图；\n[0048] 图13为本发明的一种电子锁的控制方法在非法开启过程中原理示意图；\n[0049] 图14为本发明的一种电子锁的控制方法在非法开启时原理示意图。\n[0050] 图中序号的名称为：1、卡板，101、卡孔，102、弹簧1，103、开关触角，104、复位槽道，\n2、电子锁壳体，201、锁体基座，202、把手，203、转轴，204、电子盒，205、盒内结构体，301、按键，302、锁芯，303、脱离槽，304、卡块，305、按键弹簧，306、复位凸块，4、感应器，401、簧片，\n5、驱动器，501、轴承，502、弹簧2，503、电磁铁线圈，504、电磁铁壳体，601、顶针，602、连杆，\n603、复位弹簧，7、第二机构，8、电源，9、授权检测器，1003、电路板，1004、LED灯，1005、干簧管。\n具体实施方式\n[0051] 以下结合说明书附图及具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细阐述。\n[0052] 实施例一、一种电子锁，如图1所示为一种具有该电子锁特性的工业柜锁的爆炸结构示意图。\n[0053] 其中，电子锁壳体由锁体基座、把手、连接把手和锁体基座的转轴构成，还包含安装卡板、感应器、驱动器、复位机构、控制开关的电子盒以及盒内结构体。\n[0054] 其中，感应器由一行程开关构成，并安装于电路板上，电路板另一面上有用于提示电子锁当前状态的LED灯，以及用于检测把手上的永磁铁以此判断把手是否闭合的干簧管。\n[0055] 本领域普通技术人员可以理解，该感应器还可以由其他开关构成，如为微型轻触开关，或者为磁感应开关，或者为光电感应开关等，根据不同的应用环境、应用场合不同，锁按键触发方式不同等，可以是常开状态，也可以是常闭状态，具体的感应开关以及触发模式不应构成对本发明的限制。\n[0056] 其中，第一机构由按键、按键弹簧、复位凸块构成，并依次安装在把手上，按键后端包含脱离槽、卡块，复位凸块与复位机构接触。\n[0057] 其中，卡板包含与驱动器配合的卡孔以及位于卡板上端向卡板施加压力的弹簧1，还包含用于触碰感应器的开关触角以及用于复位机构活动的贯通型的复位槽道。当电子锁关闭时，卡板底端卡住按键上的卡块。\n[0058] 本领域普通技术人员可以理解，该开关触角用于触碰感应器，还可以由其他方式来实现，如感应器位于按键后端感应按键的向后运动，对此也应视为本发明的保护范围。\n[0059] 其中，驱动器由轴承、弹簧2、电磁铁线圈及电磁铁壳体构成，轴承、弹簧2、电磁铁线圈依次安装于电磁铁壳体内，如图2所示为该驱动器的剖面结构示意图。电磁铁线圈通过导线连接电路板上，轴承一端与卡板接触，另一端向弹簧2施加压力。\n[0060] 本领域普通技术人员可以理解，该电磁铁还可以由其他方式构成，如轴承为永磁体构成，在电磁铁壳体后端采用另一永磁体物质与轴承的磁性相同，而会导致两磁体同性相斥，从而代替弹簧2向轴承施加压力。而线圈通电后产生的磁力与轴承相反，则会对轴承产生吸力，使得轴承向后运动，以此来实现图2中电磁铁的功能。对此也应视为本发明的保护范围。\n[0061] 其中，复位机构由顶针、连杆以及复位弹簧构成。当电子锁关闭时，连杆下端与复位凸块接触，并向复位弹簧施加压力，顶针位于卡板的复位槽道中。\n[0062] 本领域普通技术人员可以理解，该复位机构可以由其他方式实现，如连杆与复位凸块的接触采用卡接方式，把手推入/拉出锁体基座中时，推动连杆向后或旋转运动，从而带动顶针运动；还或者按键或锁芯转动由复位凸块带动连杆运动。\n[0063] 图3为该电子锁处于关闭时的正面结构视图。图4为图3中电子锁沿A-A轴的剖面结构图。为更好的理解，该图中隐藏了电子盒与盒内结构体。可以看到，其中开关触角未触碰到行程开关的簧片，行程开关未触发。\n[0064] 本领域普通技术人员可以理解，该开关触角也可以在锁体关闭时触碰到行程开关的簧片，而在开锁动作后才离开簧片，同样也能达到行程开关被触发的结果。对此也应视为本发明的保护范围。\n[0065] 图5为图4中电子锁的B圈部分按键按下电磁铁通电时的剖面结构图；可以看到按键被按下即按键发生开锁位移，按键弹簧被压缩，按键通过脱离槽使得卡板向上运动即开锁位移，卡板压缩弹簧1并通过开关触角触发行程开关的簧片，电磁铁线圈通电后产生电磁力使得轴承缩回并进一步压缩弹簧2，轴承脱离与卡板的接触，而卡孔位于轴承前端；此时复位机构的连杆与复位凸块保持接触。\n[0066] 图6为图4中电子锁在按键按下电磁铁断电后的剖面结构图；可以看到此时开关触角仍然触发行程开关的簧片，而轴承因电磁铁线圈断电后被弹簧2推动，卡进卡孔中；按键被放开后在按键弹簧的作用下向外运动即发生逆向开锁位移，卡板被轴承阻挡，无法被弹簧1推动，卡板与按键的脱离槽及卡块脱离接触，把手可被拉出；此时复位机构的连杆与复位凸块仍然保持接触。\n[0067] 图7为图4中电子锁开启后复位机构作用的剖面结构图；可以看到此时把手被彻底拉出，复位机构的连杆与复位凸块脱离接触，复位弹簧推动连杆运动，并使得顶针在卡板上的复位槽道中运动，顶针推动轴承缩回并脱离卡孔，弹簧1推动卡板落下；此时开关触角与行程开关的簧片脱离接触。\n[0068] 本发明结构原理简单，控制方法可靠，电子锁在被触发时控制系统才对电磁铁进行供电控制，从而使得电子锁能处于“零功耗待机”、“无锁死现象”，而采用机械卡件与电磁铁配合，则提高了电磁铁工作的可靠性，使得电磁铁不容易受损坏，并且因体积小，可以完全封装在封闭区间内，避免外界污损，有利于此类型电子锁的推广及应用。\n[0069] 实施例二、一种电子锁，本实施例与实施例1的区别在于，所述电子锁还包括第二机构，所述第二机构在电子锁处于关闭时与第一机构发生卡接并锁住电子锁，或者在第一机构发生开锁操作时和卡块发生卡接并锁住电子锁。\n[0070] 如图8所示为一种带锁芯并具有第二机构的工业柜锁爆炸结构示意图；可以看到，构成第一机构的锁芯安装于把手下端的锁孔中，并通过后端的卡块与卡板接触，脱离槽位于卡板边缘，此时脱离槽为一凸起结构，当钥匙插入锁芯顺时针旋转90度时，脱离槽带动卡板向上运动。\n[0071] 如图9所示即为图8中锁具关闭时C部分放大视图，可以看到，电子锁关闭时，卡块与位于锁体基座内的第二机构相互卡接，并通过与卡板的配合使用，以此来控制锁体关闭及开启；图中，当锁芯发生顺时针旋转90度时，卡块上的缺口正好旋转到第二机构中，此时若卡板与卡块脱离，则可将使得卡块从第二机构中脱离，把手即可被开启，电子锁也即开启。\n[0072] 在本实施例中，本领域普通技术人员可以理解，在电子锁处于关闭时，卡板或第二机构，也可以不同时与第一机构的卡块发生卡接，或者是只由卡板与卡块进行卡接，卡板在脱离槽的作用下与卡块发生脱离运动时，第二机构才与卡块进行卡接；也可以是在电子锁处于关闭时，只由第二机构与卡块进行卡接，在锁芯发生旋转并与第二机构发生脱离运动时，卡板才与卡块进行卡接。对此，都应属于本发明的保护范围。\n[0073] 而只有当锁芯旋转时，才发生卡接，卡住电子锁。在此都应作为本发明的保护范围。\n[0074] 采用实施例二的电子锁，则增加了锁芯，更适合于日常使用习惯，也更加能保障电子锁的安全。\n[0075] 实施例三、一种电子锁，本实施例与实施例一、实施例二的区别在于，所述电子锁还包括：为驱动组件提供电能的电源，所述电源为直流电源或者交流电源。\n[0076] 所述电子锁还包括对电子授权进行识别的授权检测器，所述授权检测器为刷卡模块、指纹识别模块、蓝牙识别模块、GPRS模块。本领域普通技术人员可以理解，该电子授权方式是为配合电子锁所使用，其授权方式，即授权检测器可以有多种形式，或者授权检测器为一种或多种授权识别模块组合而成，在此本发明不作限制。\n[0077] 所述电子锁还包括根据所述感应器感应到开锁操作时接通所述电源，或根据所述感应器感应到卡板恢复为关闭状态时断开所述电源，还或者根据所述电子授权合法时断开所述电源的控制开关。\n[0078] 在本实施例中，应该理解到，所揭露的器件，可以通过其它的方式实现。以上所描述的器件实施例仅仅是示意性的，例如，所述授权检测器及控制开关的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：由蓝牙识别模块负责对开锁操作时接通/断开电源的控制，或组成控制开关的芯片具有GPRS功能、蓝牙功能等。\n[0079] 上述作为分离部件说明的电源、授权检测器以及控制开关可以是、或也可以不是和电子锁其他组成构件物理上分开的，作为单独模块显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一把电子锁中，也可以与电子锁其他组成构件分布到不同的地方上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。\n[0080] 实施例四、一种如前述实施例所述的电子锁的控制方法，包括：\n[0081] 步骤S101：电子锁处于关闭时，由卡板或第二机构卡住第一机构；如图10所示。\n[0082] 步骤S102：当通过所述开锁操作使得所述第一机构发生直线位移或旋转位移，从而使得卡板发生开锁位移并与第一机构脱离时，感应器感应到开锁操作而引起的直线位移或旋转位移，并通过控制开关接通对驱动器供电的电源，驱动器中的轴承受电磁铁线圈的电磁力而压迫弹簧2，驱动器的轴承将不阻挡卡板的运动；如图11所示。\n[0083] 步骤S103：当第一机构发生逆向开锁位移或进行旋转位移时，卡板将随第一机构的运动恢复到关闭是状态，仍然卡住第一机构，电子锁无法被开启；此时感应器感应到卡板恢复，通过控制开关断开驱动器供电的电源，驱动器恢复原有状态；如图12所示。\n[0084] 步骤S104：当电子授权合法、或电源失效、还或者控制开关故障时，对电子锁进行开锁操作，控制开关将断开或无法接通对驱动器供电的电源，驱动器的轴承受弹簧2的压力驱动，阻止并锁定卡板；如图13所示。\n[0085] 步骤S105：当第一机构发生逆向开锁位移或旋转位移时，卡板无法恢复到关闭时状态，失去对第一机构的作用，电子锁开启；如图14所示。\n[0086] 步骤S106：当通过所述开锁操作或闭锁操作后，复位机构对所述驱动器进行卡板解除锁定，驱动器电子锁中卡板恢复为关闭状态。\n[0087] 在本实施例中，本领域普通技术人员可以理解，该感应器也可以在第一机构刚发生开锁动作时触发，也可以是在第一机构开锁动作时与第二机构进行卡接而被触发，再由此控制对驱动器供电的电源，从而控制卡板；其实质仍然为第一机构与卡板之间的相互控制。对此都应视为本发明的保护范围。\n[0088] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。