電子鎖定插銷鎖的制作方法
【專利摘要】一種電子鎖定插銷鎖，其由保持式螺線管驅(qū)動，并在螺線管柱塞和鎖的可滑動鎖定插銷之間具有非直接機械連接件。連接件包括連接至柱塞的樞轉(zhuǎn)的杠桿和位于杠桿和鎖定插銷之間的連桿，這些零件按照以下方式布置：當鎖定插銷完全伸出時，杠桿的樞轉(zhuǎn)點和連桿兩端部上的樞轉(zhuǎn)點以及杠桿和鎖定插銷對齊。這種機械布置解決了由螺線管柱塞直接驅(qū)動的鎖定插銷的一個問題，即防止了通過向內(nèi)推動鎖定插銷而使伸出的鎖定插銷縮回。
【專利說明】電子鎖定插銷鎖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動鎖，并且具體地，涉及螺線管驅(qū)動型鎖定插銷鎖，一種具體情況是由保持式螺線管驅(qū)動的電子鎖定插銷鎖。
【背景技術(shù)】
[0002]電動鎖通常由螺線管驅(qū)動，其中往復式螺線管柱塞驅(qū)動鎖的鎖定插銷或者彈簧閂。在這種鎖中，彈簧可以被定位成將鎖定插銷或者彈簧閂推動至伸出位置，同時通過給螺線管供電實現(xiàn)縮回，從而縮回柱塞。
[0003]電動鎖常使用一種特定類型的螺線管(稱為保持式螺線管)，從而使得尤其在鎖定插銷鎖情況中，不管鎖的插銷是伸出還是縮回，都不需要動力來保持定位。保持式螺線管具有永久磁鐵和電線圈。當線圈以第一極性通電時，產(chǎn)生與永久磁鐵的磁力近似相等但方向相反的磁力，有效地抵消永久磁鐵的磁力，彈簧加載的螺線管柱塞克服了磁力向外釋放。這允許彈簧使柱塞向外運動。當螺線管線圈以反向的第二極性通電時，其產(chǎn)生與永久磁鐵的磁力一致的磁力，基本上使磁鐵牽引力加倍，克服了彈簧并拉動柱塞至向內(nèi)的縮回位置。
[0004]因此，在電動鎖中使用保持式螺線管是有利的，原因在于可以使用瞬時動力就將鎖定元件從鎖定移動至未鎖定狀態(tài)以及從未鎖定移動至鎖定狀態(tài)，而在使用瞬時動力之后不需要額外的動力就能將鎖保持在鎖定或未鎖定狀態(tài)。
[0005]然而，由于使用保持式螺線管也導致了某些缺點。首先，柱塞的行進距離受到磁鐵和線圈的尺寸以及電源的限制。使用商業(yè)上可獲得的電池(例如，AA、AAA或9V)，鎖定元件只能獲得小的擺幅距離，出于實際考慮，大約7mm或1/4英寸。理論上講，由彈簧運動導致的擺幅可以較長，但是如果擺幅過長，螺線管和永久磁鐵將不能夠使柱塞和鎖定元件縮回。在鎖設計中，除了電池和磁鐵需要外，還必須權(quán)衡上述因素與期望的擺幅距離，并且因而對插銷擺幅距離存在實際限制。
[0006]保持式螺線管驅(qū)動的鎖的第二個重要缺點在于如果一個人能夠用手指或者工具接近插銷的任何部分并且將它推回，那么就能夠?qū)㈡i定元件或者插銷推回。如上所述，與電子鎖定插銷鎖相反，這也是簡單的螺線管驅(qū)動型鎖的一個缺陷。一個人只需要克服彈簧的相對小的力，就可以將鎖定元件推回并打開門或者櫥柜。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的電子鎖定插銷鎖通過在螺線管柱塞和鎖定元件(尤其是插銷)之間使用間接驅(qū)動機構(gòu)克服了這些問題。
[0008]本實用新型的電子鎖定插銷鎖具有外殼、適于從外殼伸出以及縮回到外殼內(nèi)的往復插銷、連接以驅(qū)動插銷的保持式螺線管，所述保持式螺線管具有電磁線圈和用于在線圈影響下相對于線圈向內(nèi)和向外線性往復行進的柱塞，所述保持式螺線管配置成，當縮回時無需給線圈供電而保持縮回，以及在伸出時無需給線圈供電而保持伸出，該電子鎖定插銷鎖還包括:樞轉(zhuǎn)的杠桿，該杠桿被安裝用于圍繞外殼上的樞轉(zhuǎn)點樞轉(zhuǎn)，杠桿具有在樞轉(zhuǎn)點的第一側(cè)的第一臂和在樞轉(zhuǎn)點的第二側(cè)的第二臂，所述第一臂具有連接至柱塞的端部，以便通過柱塞的向內(nèi)和向外運動被圍繞樞轉(zhuǎn)點在兩個相反的旋轉(zhuǎn)方向中的任何一個方向上擺動，杠桿的第二臂具有延伸至靠近插銷的位置的外端部；以及樞轉(zhuǎn)的連桿，該連桿通過位于第二臂的外端部上和位于插銷上的樞轉(zhuǎn)連接件使插銷與第二臂的外端部連接，其中，杠桿的第二臂和連桿被配置成，當插銷完全伸出時連桿和第二臂對齊，其中杠桿的所述樞轉(zhuǎn)點和連桿的兩個樞轉(zhuǎn)連接件全部對齊，從而，在插銷完全伸出的情況下，因為連桿和杠桿的第二臂的對齊，從外殼外施加在插銷上的向內(nèi)的力不能夠引起插銷的縮回。
[0009]螺線管柱塞相對于杠桿的第一臂布置，從而隨著柱塞的行進，第一臂前后擺動。杠桿的第二臂比第一臂長，從而使得在第二臂的端部產(chǎn)生較大的行進距離。連桿被設定成使得當杠桿朝一方向擺動時，通過杠桿與連桿的連接，使得插銷縮回。杠桿朝另一方向的擺動(由柱塞驅(qū)動)通過連桿的連接，使得插銷伸出。與螺線管柱塞直接驅(qū)動的鎖定插銷相比，這種機械布置對插銷產(chǎn)生了更大的擺幅距離。
[0010]此外并且重要地是，連桿和樞轉(zhuǎn)的杠桿的布置使得當插銷完全伸出時，連桿和杠桿的第二臂對齊。換句話說，(在外殼上樞轉(zhuǎn)杠桿的)樞轉(zhuǎn)點和連桿的(連接至第二臂和插銷的)兩個樞轉(zhuǎn)的連接件形成了全部對齊的三個點。利用這種對齊，即使一個人利用手或者工具能夠接觸到伸出的插銷，插銷或者鎖定元件也不能夠被向內(nèi)推回。連桿和杠桿的第二臂的對齊將使插銷保持在伸出狀態(tài)。
[0011]因此，本實用新型的目的在于通過以下方式改進電動鎖的操作，特別是電子鎖定插銷鎖:在螺線管柱塞和鎖定元件之間使用機械聯(lián)動裝置，從而為鎖定元件提供更大的行程或擺幅，并且使得當鎖定元件處于完全伸出狀態(tài)時，其不能夠被從鎖外部施加的外力迫使向內(nèi)縮回。根據(jù)優(yōu)選實施方式的下列描述，并結(jié)合附圖考慮，本實用新型的這些和其他目的、優(yōu)點以及特征將顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本實用新型的電子鎖定插銷鎖的正視圖，其中去除了外殼蓋子，并且示出了處于完全伸出(鎖定)位置的鎖定元件。
[0013]圖2是與圖1相似的視圖，但是示出了處于縮回(未鎖定)位置的鎖定元件。
[0014]圖3是示出了圖1和2的鎖單元的透視圖，其中鎖定元件伸出，并且其中為清楚起見，去除了蓋子和外殼的壁。
[0015]圖4是示出了本實用新型的鎖的螺線管、柱塞和機械元件的透視圖。
[0016]圖5是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的螺線管操作鎖的正視圖，其中去除了外殼蓋子并且鎖定插銷出于縮回位置。
[0017]圖6是圖4中的現(xiàn)有技術(shù)鎖單元的視圖，但是其中鎖定插銷完全伸出。
[0018]圖7是示出了在外殼上具有蓋子的現(xiàn)有技術(shù)鎖單元的視圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)有技術(shù)中典型的螺線管驅(qū)動式電動鎖在圖5、6和7中示出。鎖10具有外殼12，外殼12具有固定凸緣14,外殼包括電池16 (不出了兩個,例如,9V電池)和螺線管單兀18,螺線管單元18具有向外和向內(nèi)驅(qū)動的柱塞20。螺線管具有線圈(圖中不可見)，線圈在通電時產(chǎn)生磁場并對柱塞20施加電磁力。在這種情況下，鎖設備10的螺線管18是如上所述的保持式螺線管。螺線管具有彈簧22，該彈簧22向外促動柱塞20和附接的往復式鎖定元件或插銷24。但是，彈簧的力通?？梢杂砂诼菥€管盒18的端部26內(nèi)的永久磁鐵克月艮。如已經(jīng)描述那樣，當處于一極性的電池電力被施加給螺線管時，就產(chǎn)生基本上抵消掉永久磁鐵的磁場的磁場，使得彈簧22能夠?qū)⒉邃N24推出到其如圖6所示的伸出位置。僅需要將瞬時電壓施加至螺線管線圈，原因在于一旦柱塞20 (以及鎖定插銷24)抵達完全伸出位置，永久磁鐵就不再能夠克服彈簧22的彈力將柱塞向內(nèi)拉回。圖7也示出了鎖定插銷24的完全伸出位置，其中外殼12由蓋子28封閉。
[0020]為了縮回鎖定插銷24，以相反極性對螺線管線圈瞬時供電，在這種情況下，其產(chǎn)生了加強永久磁鐵的磁場并且足夠于克服彈簧22的力的磁場，使柱塞20和鎖定插銷24縮回至圖5中所示的縮回位置。再一次，因為永久磁鐵現(xiàn)在將使柱塞和插銷保持在縮回位置，所以僅需要螺線管的瞬時供電。圖5和6示出了在這種典型的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的保持式螺線管18直接驅(qū)動插銷24，柱塞20利用緊固件29固定至插銷。如之前所解釋的，如果一個人能夠通過利用工具或者其他設備來接觸鎖定插銷24以推動鎖定插銷24，從而能夠?qū)⑺苹?，這就會開鎖，使得能夠開啟門或者其他封閉結(jié)構(gòu)。此外，使用保持式螺線管的直接驅(qū)動對于插銷產(chǎn)生了限制性擺幅，如上所解釋的，該擺幅在實際情況下被限制為大約7mm或者1/4英寸。
[0021]圖1至4示出了本實用新型的包含在鎖外殼31內(nèi)的鎖30的結(jié)構(gòu)。本實用新型允許鎖定插銷24的較大擺幅，并且如圖1中所示，當插銷24完全伸出時，其不能被推回，而是牢固地并且嚴格地保持在適當位置。
[0022]不同于直接驅(qū)動插銷，螺線管18的柱塞20通過包括杠桿32和連桿34的機械聯(lián)動裝置間接地驅(qū)動插銷。杠桿32具有兩個臂，第一臂32a和第二臂32b。杠桿從外殼上的固定樞轉(zhuǎn)點位置36樞轉(zhuǎn)，這可以通過如標號36所示的機械螺釘固定來實現(xiàn)。當鎖如圖1中所示的那樣完全伸出時，這些機械零件被定位成使得杠桿的第二臂32b和連桿34直接對齊。因此，在鎖定插銷24上向內(nèi)推動不會使螺線管柱塞活動并且插銷不能夠被手動縮回。連桿34在樞轉(zhuǎn)連接件40處樞轉(zhuǎn)地固定至鎖定插銷，并且在樞連接件42處樞轉(zhuǎn)地固定至第二臂32b的外端部。柱塞20的外端部在自由樞轉(zhuǎn)連接件44處固定至杠桿的第一臂32a的端部，該自由樞轉(zhuǎn)連接件44還允許輕微的滑動平移。比較圖1和2，后者示出了處于插銷縮回位置的機械布置，可以看出當螺線管柱塞20以直線路徑行進時，杠桿的第二臂32a的端部實際上以弓狀路徑移動。出于這個原因，杠桿的第一臂32a的端部具有腰形孔46，如圖4中所示。用于連接的緊固件(參見圖1和2的標號44)穿過柱塞中的孔48 (或者如圖4中的開叉式螺線管柱塞的兩個孔)，孔48優(yōu)選地為圓形，并且該樞轉(zhuǎn)緊固件能夠根據(jù)需要沿著杠桿的第一臂中的腰形孔46行進。注意，優(yōu)選地，選擇第一臂32a相對于柱塞20行進路線的角度，使得第一臂32a在柱塞行進路線一半的位置處基本上垂直于柱塞行進路線。因此，圖2和I中的第一臂32a的角度實質(zhì)上從垂直于柱塞的角度近似相等地朝前部和尾部偏轉(zhuǎn)。這使得樞轉(zhuǎn)組件沿著杠桿的滑動距離最小化。此外，通過把杠桿運動的軌跡均分布置在此最佳角度上，使得柱塞作用在杠桿的第一臂32a上的機械優(yōu)勢最大化。
[0023]比較圖1和2，可以看出插銷24通過螺線管柱塞20的伸出而縮回。柱塞的伸出通過對螺線管線圈施加合適的電壓極性進行。鎖典型地是電子鎖定插銷鎖，該電子鎖定插銷鎖通過在鍵盤上輸入密碼或者通過使用手持式電子接觸或接近設備或者通過網(wǎng)絡打開或鎖定。杠桿的第一臂32a比第二臂32b短，其中這兩個臂的長度的比率被適當?shù)剡x擇以對插銷24產(chǎn)生期望的擺幅距離。在所示的例子中，該比率為大約2:1。如圖2所示，柱塞和第一臂32a端部的向前運動使杠桿32圍繞安裝在外殼上的樞轉(zhuǎn)點36旋轉(zhuǎn)，使第二臂32b的端部在這些視圖中逆時針擺動。這使樞轉(zhuǎn)連接件42隨著連桿擺動，將連桿34拉回，同時使連桿圍繞插銷樞轉(zhuǎn)連接件40稍微旋轉(zhuǎn)。
[0024]在優(yōu)選實施方式中，通過本實用新型將鎖定插銷24的擺幅從現(xiàn)有技術(shù)的典型的約1/4英寸增加至超過1/2英寸,大約13至14_。
[0025]可以在鎖外殼中設置傳感器，以感測鎖狀態(tài)。兩個傳感器在標號50和52處示出。這兩個傳感器可以是電磁的或者光學的(或者限位開關(guān))并且感測鎖定插銷的位置，確認鎖定插銷24如圖1中那樣完全伸出，或者如圖2中那樣完全縮回。電路板在標號53處示出，并且傳感器可以安裝在電路板上。
[0026]圖3和4的透視圖示出了在其他視圖中不可見的某些元件。這些視圖示出了螺線管單元18內(nèi)的螺線管線圈54，以及位于螺線管單元的前端處的永久磁鐵56，其以之前所述的方式作用于柱塞20。此外，在圖3中，鎖定插銷24被示出為位于滑道58內(nèi)，并且將更好地展示樞轉(zhuǎn)連接件的細節(jié)。此外，圖3示出了停止柱60，其能夠給插銷24提供縮回限制。這也可以在圖1和2中看出，其中圖2示出了杠桿32緊靠柱60接合，以限制機械裝置和插銷的運動?？梢酝ㄟ^其他方式(例如直接位于插銷24的路徑中的連接外殼的柱)建立插銷的縮回限制位置。
[0027]在所示的優(yōu)選實施方式中，對齊的連桿34和杠桿臂32b相對于插銷24的行進路線的角度約為22° (或者約20°至24° )。在臂32b和32a之間，由杠桿32本身限定的角度(即，從臂32a到臂32b方向上的變化)為約57° (或者約55°至66° )。在樞轉(zhuǎn)點36處限定的鈍角相應地為120°至125°。應該理解，螺線管可以定位在外殼內(nèi)的任何期望方向上，其中實際布置在附圖中示出，并且以上的角度涉及所示外殼31內(nèi)的特定的實際布置。杠桿32可以具有相對于第二臂32b成任何合適角度的第一臂32a，并且然后螺線管將被定位成使得其柱塞行進路線以上述方式與第一臂32a的行進弧度相關(guān)，以便使滑動最小化并且使機械優(yōu)勢最大化。如果需要，以上所述的第二臂32b/連桿34和插銷行進路線之間的角度為0° (對齊)，重要因素在于當插銷完全伸出時，第二臂32b和連桿34對齊。此外，第二臂32b與第一臂32a的比率可以不同于所示的大約2:1。
[0028]再進一步，可以去除連桿34，而改為在第二臂32b的外端部和插銷24的基座端部之間設置滑動樞轉(zhuǎn)連接件。簡化地，這將是插銷內(nèi)端部中的狹槽，其垂直于插銷行進方向，其中銷或緊固件(例如42)直接延伸通過該狹槽。然后，零件的定位將使得在第二臂朝向插銷狹槽的底部時，如圖1中所見的插銷那樣，當插銷完全伸出時，第二臂與插銷行進路線對齊。當插銷縮回時，第二臂將處于插銷狹槽的最頂部。插銷基座可以較寬(如圖中所見較高)，以為足夠的插銷擺幅提供寬的狹槽。在狹槽中可使用滾球軸承以降低摩擦。圖1至4中所描繪的實施方式是優(yōu)選的，但是這種修改的布置是可能的。
[0029]上述優(yōu)選實施方式旨在說明本實用新型的原理，并不是限制其范圍。對于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其他實施方式和對這些優(yōu)選實施方式所進行的修改將是顯而易見的，并且可以在不背離隨附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍的情況下實現(xiàn)所述其他實施方式并進行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種電子鎖定插銷鎖,其具有外殼、適于從外殼伸出以及縮回到外殼內(nèi)的往復插銷、連接以驅(qū)動插銷的保持式螺線管，所述保持式螺線管具有電磁線圈和用于在線圈影響下相對于線圈向內(nèi)和向外線性往復行進的柱塞，所述保持式螺線管配置成，當縮回時無需給線圈供電而保持縮回，以及在伸出時無需給線圈供電而保持伸出，其特征在于，該電子鎖定插銷鎖還包括: 樞轉(zhuǎn)的杠桿，該杠桿被安裝用于圍繞外殼上的樞轉(zhuǎn)點樞轉(zhuǎn)，杠桿具有在樞轉(zhuǎn)點的第一側(cè)的第一臂和在樞轉(zhuǎn)點的第二側(cè)的第二臂，所述第一臂具有連接至柱塞的端部，以便通過柱塞的向內(nèi)和向外運動被圍繞樞轉(zhuǎn)點在兩個相反的旋轉(zhuǎn)方向中的任何一個方向上擺動，杠桿的第二臂具有延伸至靠近插銷的位置的外端部，以及 樞轉(zhuǎn)的連桿，該連桿通過位于第二臂的外端部上和位于插銷上的樞轉(zhuǎn)連接件使插銷與第二臂的外端部連接， 其中，杠桿的第二臂和連桿被配置成，當插銷完全伸出時連桿和第二臂對齊，其中杠桿的所述樞轉(zhuǎn)點和連桿的兩個樞轉(zhuǎn)連接件全部對齊， 從而，在插銷完全伸出的情況下，因為連桿和杠桿的第二臂的對齊，從外殼外施加在插銷上的向內(nèi)的力不能夠引起插銷的縮回。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎖定插銷鎖，其特征在于，杠桿的第一臂的長度小于杠桿的第二臂的長度，以便使插銷伸出的長度比柱塞的運動長度長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子鎖定插銷鎖，其特征在于，杠桿的第一臂大約是杠桿的第二臂的長度的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎖定插銷鎖，其特征在于，連接至柱塞的第一臂的所述端部以下述方式固定至柱塞:允許柱塞和杠桿的第一臂之間的相對滑動運動以及旋轉(zhuǎn)運動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎖定插銷鎖，其特征在于，所述柱塞具有孔，樞轉(zhuǎn)緊固件從所述孔中穿過，并且第一臂具有接納樞轉(zhuǎn)緊固件的腰形孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎖定插銷鎖，其特征在于，在插銷的完全伸出位置，對齊的連桿和杠桿的第二臂與插銷的行進路線形成約20°至24°的角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎖定插銷鎖，其特征在于，杠桿的第一臂和第二臂不對齊，而是相互傾斜成角，第二臂與第一臂角向地偏移約55°至60°的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎖定插銷鎖，其特征在于，螺線管定位在外殼內(nèi)，從而使得螺線管的柱塞平行于插銷的行進路線延伸，但是相對插銷的行進路線偏移。
【文檔編號】E05B47/02GK203821982SQ201420126060
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】張安 申請人:迪吉洛克亞洲有限公司