CN105064816A - 一种基于两级锁紧机构的智能u型锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能U型锁，由U型杆和锁体组成。所述锁体由锁壳、智能控制电路模块和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯、减速装置和驱动电机；锁芯一端与减速装置一端相连，减速装置另一端与驱动电机输出轴相连；所述驱动电机与智能控制电路模块的单片机连接，单片机分别与GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源连接，所述U型杆末端穿过锁壳与锁芯机构的锁芯配合，以实现开锁和锁住状态，为了提高锁的安全性，在所述U型杆上安装有横向锁杆，U型杆内侧设置有锁紧槽，横向锁杆上设置有横向锁芯，可以与任一锁紧槽配合，实现两级锁紧。本发明的技术方案能够实现智能解锁和两级锁紧，提高了安全性和智能化程度。

Description

一种基于两级锁紧机构的智能U型锁

技术领域

本发明涉及锁领域，具体为一种基于两级锁紧机构的智能U型锁。

背景技术

锁具是生活中常用的一种安全工具，尤其是U型锁，经常被用于锁自行车、摩托车、栅栏门等。而现有的一些U型锁，多从机械方式上解决防盗，比如采用高强度材料、增加锁芯刚度等，设计显得笨重，同时不具备人机交互的流畅感。随着智慧城市、智能家电等概念的兴起，智能家具和智能产品越来越受到广泛地关注，但是还没有形成较好的智能产品和市场，尤其是智能U型锁技术，还处于萌芽和发展期。

而现有的U型锁，多采用简单的机械结构实现单边锁紧，另一边为铰连接，不易实现智能控制；同时，单级锁紧方式具有通用性，但是同时为偷盗者实施盗窃时提供了U型锁中间的空间，容易被剪、锯等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有机械U型锁的不足，提出一种两级锁紧、双锁芯的智能化U型锁，方便开关锁，提高安全性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，由U型杆和锁体组成。其特征在于所述锁体由锁壳、智能控制电路模块和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯、驱动电机和减速装置；锁芯一端与减速装置一端相连，减速装置另一端与驱动电机输出轴相连，驱动电机固定在锁壳内臂设置的固定座上；所述驱动电机与智能控制电路模块的单片机连接，单片机分别与驱动控制电路中的GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源电通信连接，GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源安装在锁壳内，按键模块安装在锁壳侧端面，用于二进制按键开锁，各模块在单片机的控制下相互通信与工作；所述U型杆末端穿过锁壳与锁芯配合，用于实现开锁和锁住状态。

上述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，所述U型杆上安装有横向锁杆，U型杆内侧设置有锁紧槽，横向锁杆上设置有横向锁芯，可以与任一锁紧槽配合，实现两级锁紧。

上述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，所述U型杆末端穿过锁壳与锁芯配合的具体结构为：所述U型杆末端设置有弧形锁槽，锁芯一端设置有弧形突起；当驱动电机通过减速装置驱动锁芯正反旋转时，即可实现锁芯一端的弧形突起与U型杆末端弧形锁槽配合或脱开，即实现锁紧或解锁。

更进一步，为了提高上述的基于两级锁紧机构的智能U型锁的可靠性，所述弧形锁槽和弧形突起均设置为2个。

上述一种基于两级锁紧机构的智能U型锁方案中，所述锁体下部对应U型杆末端位置处设置有弹簧，当U型杆下压实现锁紧时，弹簧处于压紧状态；当Ｕ型杆与锁芯脱开解锁时，弹簧弹起U型杆，实现自动弹锁，方便用户取下U型杆。

上述一种基于两级锁紧机构的智能U型锁方案中，所述锁壳具有内外锁壳两级结构，内锁壳外表面沿着轴向设置有凸起段，外锁壳内表面沿着轴向对应设置有内槽，凸起段与内槽配合，实现内锁壳与外锁壳周向定位，避免内锁壳沿着外索壳转动；智能控制电路模块的各模块均固定在内锁壳上，内锁壳一端顶住外锁壳的定位台阶，另一端通过挡圈或销钉定位。

上述一种基于两级锁紧机构的智能U型锁方案中，所述内锁壳一端通过挡圈定位的方式具体为：挡圈安装在外锁壳中，一端顶住内锁壳，另一端被锁壳拆卸套的定位台阶压紧，锁壳拆卸套与外锁壳紧固连接。

为了上述方案中所述智能控制电路模块的续航能力，所述智能U型锁还包含充电模块，充电模块的充电端口设置在外锁壳上与锁壳拆卸套相对的一侧，用于对电池充电。

上述方案中，所述智能控制电路模块的蓝牙模块可以与移动客户端的软件通讯，实现数据传输与共享。

本发明所述的智能U型锁实现的功能有：

（1）震动模块检测：当有人恶意破坏、密码输入错误三次以上进行报警；（2）GSM模块：主要用于远程控制，比如有人破坏时，向锁的使用者发送报警信息，当作为车锁时，当车主需要查看位置时，可通过GSM模块实现定位；（3）蓝牙模块：用于近距离解锁；（4）按键模块：当手机没电时，手机解锁功能暂时不能使用，将通过按键手动输入密码，解锁；（5）单片机：主要是对各个模块进行管理，接受各个模块的数据，对接收到的数据进行判断，从而做出一系列的操作，如：解锁，报警，向使用者发送信息。

本发明所述的智能U型锁，锁芯机构的工作原理为：

解锁状态下，Ｕ型杆未插入锁体，锁芯处于旋开状态；当人为将Ｕ型杆插入锁体时，Ｕ型杆穿过锁壳，单片机接收锁紧指令，控制电机正向旋转，电机通过减速装置带动锁芯正向旋转，锁芯上的弧形突起旋入Ｕ型杆的弧形槽中，实现锁紧；相反，当单片机接收自动解锁或者按键密码输入正确后的解锁的指令后，控制电机旋转，电机通过减速装置带动锁芯旋转，锁芯一端的弧形突起从U型杆的弧形槽中旋出，实现解锁。

本发明所述的智能Ｕ型锁具有的有益效果为：

（1）Ｕ型杆上安装横向锁杆，且横向锁杆可以实现与Ｕ型杆内侧的横向锁芯多级锁紧，具有两级锁紧机构，提高了锁的安全性和牢固性。

尤其是锁紧小空间结构对象时，例如小径车轮锁紧时，如果单采用Ｕ型锁，Ｕ型锁的锁杆被剪开，锁就失效；而采用了横向锁杆锁紧时，可将横向锁杆下移到与车轮外侧紧贴状态锁紧，实现了两级锁紧，此时Ｕ型杆即使被剪开，横向锁杆也处于锁紧状态，而且锁紧空间较小，很难有空间剪开横向锁杆。

（2）锁体中采用了智能控制电路模块和锁芯结构，可以实现智能开解锁，不需要人为开锁，且智能控制电路模块中增加按键模块实现两级备份解锁，提高安全性和可靠性；同时智能控制电路模块中采用ＧＳＭ模块和蓝牙模块，可以实现近距离和远程解锁。

（3）锁壳采用两级结构，便于拆装和封装，且能够固定内部锁芯机构和智能控制电路模块，可靠性好。

附图说明

图１为本发明所述的智能Ｕ型锁的结构示意图。

图２为本发明所述的智能Ｕ型锁的智能控制电路模块的模块组成示意图。

图3是本发明所述的智能Ｕ型锁具有横向锁杆时的一种结构示意图。

附图中，各数字的含义为：1：U型杆；1-1：弧形锁槽；2：锁体；3：锁壳；3-1：内锁壳；3-2：外锁壳；3-3：固定座；4：锁芯；4-1：弧形突起；5：智能控制电路模块；6：驱动电机；6-1：减速装置；7：支承片；8：弹簧；9：挡圈；10：锁壳拆卸套；11：横向锁杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。

实施例一：

本实施例如图1-2所示，一种智能U型锁，由U型杆（1）和锁体（2）组成。其特征在于所述锁体（2）由锁壳（3）、智能控制电路模块（5）和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯（4）、减速装置（6-1）和驱动电机（6）；锁芯（4）一端穿过支承片（7）与减速装置（6-1）一端连接，减速装置（6-1）另一端与驱动电机（6）输出轴相连，支承片（7）固定在锁壳（3）上，驱动电机固定在锁壳（3）内臂设置的固定座（3-3）上；所述驱动电机（6）与智能控制电路模块（5）的单片机STM32连接，单片机STM32分别与GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源连接，GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源安装在锁壳（3）内，按键模块安装在锁壳（3）侧端面，进行二进制按键解锁，各模块在单片机STM32的控制下相互通信与工作；所述U型杆（1）末端穿过锁壳（3）与锁芯（4）配合，以实现开锁和锁住状态。

其中，所述U型杆（1）末端设置有弧形锁槽（1-1），锁芯（4）一端设置有弧形突起（4-1），电机（6）带动锁芯（4）旋转，实现弧形突起（4-1）与弧形锁槽（1-1）配合，实现锁住状态。并且，所述U型杆（1）两端均设置有弧形锁槽（1-1），锁芯机构具有两套，分别位于锁壳（3）内左右两端，其锁芯（4）分别与U型杆（1）两端的弧形锁槽（1-1）配合。

本实施例为了能够便于用户在解锁时方便取下U型杆，在锁体（2）下部对应U型杆（1）末端位置处设置有弹簧（8），当U型杆（1）下压实现锁紧时，弹簧（8）处于压紧状态；当Ｕ型杆（1）与锁芯（4）脱开解锁时，弹簧（8）弹起U型杆（1）。

本例中所述的锁壳（3）内锁壳（3-1）和外锁壳（3-2）两级结构，内锁壳（3-1）外表面沿着轴向设置有凸起段，外锁壳（3-2）内表面沿着轴向对应设置有内槽，凸起段与内槽配合，实现内锁壳（3-1）与外锁壳（3-2）周向定位，避免内锁壳（3-2）沿着外锁壳（3-2）转动；支承片（7）和智能控制电路模块（5）的各模块均固定在内锁壳（3-1）上，内锁壳（3-1）一端顶住外锁壳（3-2）的定位台阶，另一端通过挡圈（9）定位；所述内锁壳（3-1）一端通过挡圈（8）定位的方式具体为：挡圈（9）安装在外锁壳（3-2）中，一端顶住内锁壳（3-1），另一端被锁壳拆卸套（10）的定位台阶压紧，锁壳拆卸套（10）与外锁壳（3-2）紧固连接。

为了本例所述智能控制电路模块（5）的续航能力，本实施例还包含充电模块，充电模块的充电端口设置在外锁壳（3-2）上与锁壳拆卸套（10）相对的一侧。

本实施例所述的智能U型锁，其智能控制电路模块（5）的蓝牙模块可以与移动客户端的软件通讯，实现数据传输与共享。

本实施例的智能U型锁可以实现的功能分别有：（1）震动模块检测：当有人恶意破坏、密码输入错误三次以上进行报警；（2）GSM模块：主要用于远程控制，比如有人破坏时，向锁的使用者发送报警信息，当作为车锁时，当车主需要查看位置时，可通过GSM模块实现定位；（3）蓝牙模块：用于近距离解锁；（4）按键模块：当手机没电时，手机解锁功能暂时不能使用，将通过按键手动输入密码，解锁；（5）单片机：主要是对各个模块进行管理，接受各个模块的数据，对接收到的数据进行判断，从而做出一系列的操作，如：解锁，报警，向使用者发送信息。

本实施例所述的智能U型锁锁芯机构的工作原理为：解锁状态下，Ｕ型杆未插入锁体，锁芯处于旋开状态；当人为将Ｕ型杆插入锁体时，Ｕ型杆穿过锁壳，单片机接收锁紧指令，控制驱动电机正向旋转，驱动电机通过减速装置带动锁芯正向旋转，锁芯上的弧形突起旋入Ｕ型杆的弧形槽中，实现锁紧；相反，当单片机接收手机传来的自动解锁或者按键密码输入正确后的解锁的指令后，控制驱动电机旋转，驱动电机通过减速装置带动锁芯旋转，锁芯一端的弧形突起从U型杆的弧形槽中旋出，实现解锁。

实施例二

本实施例如图3所示，为了提高锁的安全性，在所述的U型杆（1）上安装有横向锁杆（11），U型杆（1）内侧设置有锁紧槽，横向锁杆（11）上设置有横向锁芯，可以与任一锁紧槽配合，实现两级锁紧，其余结构均同实施例一。

Claims (9)

1.一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，由U型杆（1）和锁体（2）组成,

其特征在于所述锁体（2）由锁壳（3）、智能控制电路模块（5）和锁芯机构组成，所述锁芯机构包括锁芯（4）、驱动电机（6）和减速装置（6-1）；锁芯（4）一端与减速装置（6-1）一端相连，减速装置（6-1）另一端与驱动电机（6）输出轴相连，驱动电机（6）固定在锁壳（3）内臂设置的固定座（3-3）上；所述驱动电机（6）与智能控制电路模块（5）的单片机连接，单片机分别与驱动控制电路中的GSM模块、振动模块、蓝牙模块、按键模块和电源电通信连接，GSM模块、振动模块、蓝牙模块和电源安装在锁壳（3）内，按键模块安装在锁壳（3）侧端面，用于二进制按键开锁，各模块在单片机的控制下相互通信与工作；所述U型杆（1）末端穿过锁壳（3）与锁芯（4）配合，用于实现开锁和锁住状态。

2.按照权利要求1所述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，其特征在于：所述U型杆（1）上安装有横向锁杆（11），U型杆（1）内侧设置有锁紧槽，横向锁杆（11）上设置有横向锁芯，横向锁芯可以与任一锁紧槽配合，实现两级锁紧。

3.按照权利要求2所述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，其特征在于：所述U型杆（1）末端穿过锁壳（3）与锁芯（4）配合的具体结构为：所述U型杆（1）末端设置有弧形锁槽（1-1），锁芯（4）一端设置有弧形突起（4-1），弧形突起（4-1）与弧形锁槽（1-1）配合，即实现锁紧状态。

4.按照权利要求3所述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，其特征在于：为了提高可靠性，所述弧形锁槽（1-1）和弧形突起（4-1）均设置为2个。

5.按照权利要求4所述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，其特征在于：所述锁体（2）下部对应U型杆（1）末端位置处设置有弹簧（8）。

6.按照权利要求5所述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，其特征在于：所述锁壳（3）具有内锁壳（3-1）和外锁壳（3-2）两级结构，内锁壳（3-1）外表面沿着轴向设置有凸起段，外锁壳（3-2）内表面沿着轴向对应设置有内槽，凸起段与内槽配合，实现内锁壳（3-1）与外锁壳（3-2）周向定位；智能控制电路模块（5）的各模块均固定在内锁壳（3-1）上，内锁壳（3-1）一端顶住外锁壳（3-2）的定位台阶，另一端通过挡圈（9）或销钉定位。

7.按照权利要求6所述的一种基于两级锁紧机构的智能U型锁，其特征在于：所述内锁壳（3-1）一端通过挡圈（8）定位的具体结构为：挡圈（9）安装在外锁壳（3-2）中，一端顶住内锁壳（3-1），另一端被锁壳拆卸套（10）的定位台阶压紧，锁壳拆卸套（10）与外锁壳（3-2）紧固连接。

8.按照权利要求7所述的一种智能U型锁，其特征在于：进一步包含充电模块，充电模块的充电端口设置在外锁壳（3-2）上与锁壳拆卸套（10）相对的一侧，用于对电池充电。

9.按照权利要求1所述的一种智能U型锁，其特征在于：所述智能控制电路模块（5）的蓝牙模块可以与移动客户端的软件通讯，实现数据传输与共享。