CN108146544A - 旋转锁止机构及其应用的车锁和锁止控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转锁止机构及其应用的车锁和锁止控制方法，通过第一锁件和第二锁件之间的稳定三角支撑结构对旋转输出件进行锁止，第二锁件在锁止状态下和解锁状态下均对第一锁件产生的有效约束，实现产品的锁止和解锁可靠性。并通过同一个开关件控制整个锁止机构，控制过程更加紧凑有效。从机械结构和自动控制方法上，有效避免旋转件在运转时的误锁止操作，锁止可靠性高，使用简单方便，可将整个旋转锁止机构封装固定在车锁壳体内，应用在自行车、电动车、摩托车甚至轻量汽车的传动机械上。

Description

旋转锁止机构及其应用的车锁和锁止控制方法

技术领域

本发明属于机械锁止技术，具体涉及一种旋转锁止机构及其应用的车锁和锁止控制方法。

背景技术

目前，自行车、电动车、摩托车等车锁大多采用的是机械式锁止结构对车轮进行外部锁止。目前市面上的自行车锁各种各样，包括采用手动的钥匙锁或者密码锁等，随着公共自行车租赁的兴起，出现了一种通过电动控制的公共自行车车锁，其同样是采用外部的锁止结构，通过自动控制的电机驱动相应的锁具对车轮进行锁止。

这类的外部锁止结构简单、需要设置大量的外部锁止产品，携带性差、成本高，并且锁止可靠性不强，容易被破坏，安全性能存在较大隐患，而专用的自行车租赁点则对场地的依赖性较大，特别是现在出现的共享单车，这种模式的目的在于能够随时随地进行公共自行车资源的共享和租赁，这种公共自行车就基本上不能够采用定点租赁的方式，必须要采用随车的锁具实现自行车的锁止和解锁。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的自行车、电动车、摩托车等锁止装置存在的上述不足，提供一种新型的旋转锁止机构及其应用的车锁和锁止控制方法。

本发明采用如下技术方案实现：

旋转锁止机构，包括旋转输出件、第一锁件、第二锁件和开关件；所述旋转输出件与旋转件连接，实现旋转动力传递，旋转输出件与连接的旋转件之间可一体连接、同轴连接或通过传动机构连接，所述旋转输出件的旋转圆周上设有若干锁槽，锁槽可设置在旋转圆周的外圆周、内圆周；所述第一锁件和第二锁件分别弹性铰接在两个铰接点，所述第一锁件上设有可嵌入锁槽中的锁块，所述第二锁件与第一锁件在两铰接点所在直线外的另一点位置相互抵接，将第一锁件上的锁块嵌入锁槽中；所述开关件与锁止控制系统连接，其上具有依次拨动第二锁件和第一锁件的第一解锁结构和第二解锁结构。

进一步的，所述第一解锁结构和第二解锁结构包括分别设置在第一锁件、第二锁件和开关件上的解锁块或解锁边，所述解锁块凸出设置，所述解锁边与解锁块接触。

进一步的，所述第一锁件和第二锁件之间通过相互嵌合的锁止角和锁止卡口抵接。

进一步的，所述第一锁件和第二锁件之间还设有解锁保持结构。

进一步的，所述解锁保持结构包括分别设置在第一锁件和第二锁件上并相互钩连的钩结构，所述开关件上还设有推动第二锁件的解钩结构。

进一步的，所述解钩结构为设置在开关件上的凸块或侧边，所述凸块或侧边与第二锁件上的侧边或凸块接触。

进一步的，所述锁块两侧的接触边和锁槽两侧的接触面之间呈楔面接触，在第二锁件的抵接位置一侧设有与第一锁件滑动接触的连续保持边。

进一步的，所述锁止控制系统包括控制开关件摆动的电机。

进一步的，所述电机与开关件分开设置，所述电机的输出端与作回转运动的控制块连接，所述控制块的回转圆周上的一点通过控制钢丝与开关件的非铰接点位置连接。

进一步的，所述锁止控制系统还包括监测旋转输出件的转速传感器，所述转速传感器与电机通过信号连接。

本发明还公开了一种上述旋转锁止机构应用的车锁，所述旋转输出件与车轮连接的旋转传动件同轴固连，所述第一锁件、第二锁件和开关件安装于同一安装座上。

进一步的，所述车锁设置在自行车、电动车或摩托车的车轮花鼓内。

进一步的，所述旋转锁止机构封装在花鼓壳体内，所述旋转输出件采用环形构件，与花鼓内壁或内端面固定紧固镶嵌，所述锁槽布置在旋转输出件的内壁或端面；

所述安装座与车轴锁紧固定，其上分别设有用于铰接第一锁件和第二锁件及开关件的旋转套筒，以及用于安装电机的定位结构和限制控制钢丝的限位结构。

进一步的，所述转速传感器采用霍尔传感器，所述霍尔传感器固定在安装座上，在旋转输出件的上设置一磁钢，与霍尔传感器所在的位置对齐。

进一步的，所述电机与信号接收模块连接，采用有线信号传输或无线信号传输实现电机的自动控制。

本发明还公开了一种车锁的锁止控制方法：

锁止状态下，第一锁件的锁块完全嵌入旋转输出件的锁槽内，同时第二锁件和第一锁件抵接，将实现车轮的可靠锁止；

解锁时，通过电机转动，控制开关件摆动，所述开关件上的第一解锁结构首先推动第二锁件，解除第二锁件对第一锁件的锁止约束，然后开关件上的第二解锁结构再推动第一锁件，将第一锁件的锁块从锁槽中推出，完成解锁；

解锁状态下，第一锁件的锁块完全脱离旋转输出件的锁槽，同时第二锁件和第一锁件通过解锁保持机构固定约束第一锁件；

锁止时，电机反转，控制开关件回摆，开关件在解除对第一锁件的约束同时，通过解钩结构推动第二锁件，同时解除第二锁件对第一锁件的解锁约束，此时第一锁件在自身扭簧作用下回摆，锁块嵌入旋转输出件的锁槽，最后第二锁件重新与第一锁件抵接，完成锁止。

进一步的，在解锁控制过程中，所述开关件从推动第二锁件到推动第一锁件之间设定一个延时，该延时的时长超过第一锁件和第二锁件之间的锁止角和锁止卡口完全分离的时间。

在本发明中车锁的锁止控制方法中，设定一保护转速，在车轮低于该保护转速时，电机可以控制锁止机构进行解锁或锁止，在车轮高于该保护转速时，切断电机接受控制信号，锁止机构处于失效状态，或保持控制信号，当车速低于保护转速时，控制信号重新控制电机。

本发明具有如下有益效果：

本发明中的两个锁件采用稳定的三角支撑结构对旋转输出件进行锁止，第二锁件在锁止状态下和解锁状态下均对第一锁件产生的有效约束，实现产品的锁止和解锁可靠性。

本发明采用同一个开关件控制整个锁止机构，控制过程更加紧凑有效。

本发明通过在第一锁件的锁块和锁槽之间采用楔面装配，同时将第二锁件上设置保持边，从机械机构上避免高速误锁止操作对产品本身结构的破坏以及出现骤停的安全事故隐患，同时在自动控制方法上，设定锁止控制的安全转速，从控制方法上对产品误操作进行有效规避。

本发明可将整个锁止机构封装固定在车锁壳体内，容易与旋转连接件结合，产品可覆盖自行车、电动车、摩托车甚至轻量汽车的传动机械上，使用范围广。

本发明零件结构简单，可采用冲压成型，成本低。

本发明可将锁止机构的自动控制与无线网络连接，实现外部自动控制锁止和解锁，有利于在公共交通租赁行业进行推广。

本发明也可与发电装置一同集成于花鼓内、与GPS或蓝牙模块等集成、与内变速器集成等多种灵活集成组配方式。以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为实施例1中的采用本发明中旋转锁止机构的车锁结构示意图。

图2为实施例1中的机械锁止机构在自行车花鼓内的主剖视图。

图3为实施例1中的旋转输出件示意图。

图4为实施例1中的第一锁件示意图。

图5为实施例1中的第二锁件示意图。

图6为实施例1中的开关件示意图。

图7为实施例1中的安装座示意图。

图8为实施例1中的控制块示意图。

图9为实施例1中的第一锁件和第二锁件的锁止状态示意图。

图10为实施例1中的开关件解锁示意图。

图11为实施例1中的车锁解锁状态示意图。

图12为实施例1中的第一锁件和第二锁件保持解锁状态示意图。

图13为实施例1中的开关件解钩示意图。

图14为实施例1中的车锁在高速旋转时的保持状态示意图。

图15为实施例2中的车锁锁止状态示意图。

图16为实施例2中的车锁解锁状态示意图。

图17为实施例3中的车锁锁止状态示意图。

图18为实施例3中的车锁解锁状态示意图。

图中标号：

1-旋转输出件，101-锁槽，102-锁槽接触面；

2-第一锁件，201-锁块，202-锁止角，203-第二解锁边，204-第一解锁保持钩，205-锁块接触边，206-第一锁件铰接孔，21-第一扭簧，22-第一套筒；

3-第二锁件，301-锁止卡口，302-第一解锁块，303-第二解锁保持钩，304-保持边，305-第二锁件铰接孔，31-第二扭簧，32-第二套筒；

4-开关件，401-第一解锁边，402-第二解锁块，403—解钩边，404-开关件铰接孔，405-第一控制钢丝连接孔；

5-安装座，501-车轴安装孔，502-第一锁件安装柱，503-第二锁件安装柱，504-电机安装限位凸起，505-传感器安装柱，506-钢丝限位柱；

6-电机，61-控制块，611-电机轴安装孔，612-第二控制钢丝连接孔，62-控制钢丝；

71-霍尔传感器，72-磁钢，73-传感器安装座；

8-自行车轴；

9-花鼓。

具体实施方式

实施例1

参见图1和图2，图示中的一种自行车车锁为本发明的优选实施方案，其采用的本发明中的旋转锁止机构，对自行车的花鼓9进行锁止和解锁，实现自行车的车锁功能。

该旋转锁止机构具体包括旋转输出件1、第一锁件2、第二锁件3、开关件4、安装座5和电机6等部件。

其中旋转输出件1作为旋转运动件和锁止机构之间的锁止对象，与需要锁止的旋转运动件同轴固连，本实施例中的该旋转运动件为自行车的花鼓9，花鼓为自行车车轮的辐条和自行车车轴的旋转连接件，自行车的旋转动力传递至花鼓9，通过花鼓9传递至车轮，实现车轮的旋转。

结合参见图1和图3，旋转输出件1采用一环形回转结构，其圆周与花鼓9的内壁镶嵌固连，可采用花键连接等周向定位结构装配在花鼓9的内壁，与花鼓9一同转动。在旋转输出件1设有若干锁槽101，锁槽101分布在旋转输出件1的旋转圆周上，包括可设置在环形结构的旋转输出件的外圆周、内圆周上，该锁槽101用于与第一锁件2和第二锁件3构成的稳定锁止结构配合，将旋转输出件1连同花鼓一同锁定。

结合参见图1、图4和图5，第一锁件2和第二锁件3为两个摆杆构件，两个锁件的摆动点分别弹性铰接在两个铰接点，弹性铰接是指的在第一锁件或第二锁件的铰接点位置设置扭簧或者拉簧，通过弹簧的弹力使两个锁件分别绕铰接点具有弹性回弹力。第一锁件2上设有嵌入锁槽101的锁块201，同时第二锁件3与第一锁件2在两铰接点所在直线外的另一点位置相互抵接，第一锁件2的锁块嵌入锁槽时，第二锁件3在其弹性回弹力的作用下与第一锁件2固定抵接，即第一锁件2、第二锁件3的两个铰接点和抵接点之间可形成一个三角形，第一锁件2和第二锁件3之间通过三角支撑，将第一锁件2上的锁块可靠地嵌入锁槽101中，实现对旋转输出件1的可靠锁止。

第一锁件2和第二锁件3之间通过相互嵌合的结构实现有效抵接，在第一锁件2的抵接位置设有锁止角202，第二锁件3的抵接位置设有锁止卡口301，锁止角202与锁止卡口301在两个锁件抵接时可靠嵌合固定，锁止角和锁止卡口的角度及开口方向应当保证在第一锁件和第二锁件反向摆动时，能够顺利脱离。锁止角和锁止卡口的位置关系可在两个锁件之间调换。

第一锁件2和第二锁件3的解锁通过开关件4实现。结合参见图1和图6，开关件4同样为一摆杆构件，其一端铰接设置，在非铰接点位置上设有依次拨动第二锁件3和第一锁件2的解锁结构，通过首先将第二锁件3反向拨开，解除第二锁件对第一锁件的位置约束，然后再拨动第一锁件2，将第一锁件2上的锁块201从旋转输出件1上的锁槽101中脱出，完成解锁。

具体的，本实施例中第一锁件2、第二锁件3和开关件4均为板状板件，第一锁件2和第二锁件3之间在同一平面内抵接锁止，开关件4则平行于两个锁件抵接的平面布置。在开关件4上分别设有在解锁方向上拨动第二锁件3的第一解锁边401和拨动第一锁件2的第二解锁块402，对应的在第二锁件3上设有与第一解锁边401接触的第一解锁块302，在第一锁件2上设有与第二解锁块402接触的第二解锁边203。实际应用中，解锁块和解锁边的位置关系可在两个锁件和开关件之间调换设置，两个锁块均凸出板件的表平面设置，对应的解锁边推动解锁块或者解锁块推动解锁边实现锁件的摆动。

在第一锁件2和第二锁件3完成解锁后，开关件4可对两个锁件的解锁状态进行保持，优选的，本实施例在第一锁件2和第二锁件3之间还设有相互勾结的钩结构作为解锁保持结构，具体包括设置在第一锁件2上的第一解锁保持钩204和设置在第二锁件3上的第二解锁保持钩303。在开关件4的第二解锁块402将第一锁件2推动至解锁状态后，第二锁件3的第一解锁块302与开关件4的第一解锁边401分离，第二锁件3在自身弹性回弹力作用下回摆一定角度，此时第二锁件3上的第二解锁保持钩303和第一锁件2上的第一解锁保持钩204之间钩搭连接，此时第二锁件3再次对第一锁件2形成约束，防止第一锁件2回摆。解锁保持结构的设置可避免在开关件4连接的锁止控制系统出现故障的情况下，第一锁件2回摆造成误锁止。

开关件4上还设有解钩结构，用于分开解锁状态下第一锁件2和第二锁件3之间钩连的钩结构，实现对锁止机构的锁止操作。具体的，在开关件4上设置另一段侧边作为解钩边403，解钩边403与第一解锁边401的作用相似，从另一个方向推动第二锁件3上的第一解锁块302(若第二锁件3上设置的是解锁边，则开关件上设置凸出的解钩块)，解除第二锁件3通过钩结构对第一锁件2的约束，此时第一锁件2在自身弹性回弹力的作用下回摆，直至第二锁件2的锁块201重新嵌入旋转输出件1的锁槽101内，开关件持续摆动后，解钩边403和第二锁件3的第一解锁块302分离，此时第二锁件3在自身弹性回弹力的，将锁止卡口301重新与第一锁件2的锁止角202嵌合抵接，完成锁止动作。

本实施例将第一锁件2的锁块201两侧的锁块接触边205和旋转输出件1的锁槽101两侧的锁槽接触面102之间设置成楔面接触，可以将锁块和锁槽的接触位置加工成斜面或斜边，也可以是锁块和锁槽之间的安装角度使两者之间呈楔面接触，在没有第二锁件3约束的情况下，无论旋转输出件1从哪个方向转动，锁槽接触面102均通过该楔面配合将锁块201连同第一锁件2从锁槽中推出，而第二锁件3通过三角支撑对第一锁件2形成约束后，则能够可靠地将锁块限定在锁槽内，旋转输出件实现正反两个方向锁止。相应的，在解锁过程中，如第一锁件2的锁块201在未完全嵌入锁槽101中时，第二锁件3在锁止卡口301的一侧设置连续保持边304，在锁块从刚进入锁槽到完全进入锁槽的极限位置过程中，第一锁件2的锁止角202始终与第二锁件3上的连续保持边304滑移接触。

上述设置的目的是为了保证本实施例的自行车车轮在高速转动(如在骑行中)误操作，在车轮高速转动的过程中，带动旋转输出件1高速转动，此时控制锁止机构进行锁止操作，第一锁件2的锁块在部分进入旋转输出件1的锁槽101中后，会由转动的锁槽反复将锁块连同第一锁件推出，此时第一锁件2的锁止角202在第二锁件3的连续保持边304上往复滑移，第二锁件3并不会对第一锁件2形成有效的约束，此时锁止机构会发出连续的滴答撞击声(锁槽反复推出锁块)提醒骑行者出现了误锁操作，且会给旋转输出件即车轮带来阻力减速。这样的设置不会造成锁止机构或者花鼓内部结构因高速锁止而损坏，有效避免骑行过程中因误锁出现意外事故。

本实施例中的开关件4可与第一锁件2同轴铰接，开关件4与锁止控制系统连接，锁止控制系统可采用手动控制，即通过自行车上的拉线系统实现手动控制，也可采用电动控制，通过电机6来带动开关件4摆动。

电机6可直接与开关件4的摆动轴对接，通过电机正反转带动开关件往复摆动，也可如本实施例中所示，电机6的输出端连接一控制块61，如图8所示，控制块61上设置非圆电机轴安装孔611，与电机6的输出轴连接，驱动控制块61做回转运动，在控制块61的回转圆周上设置第二控制钢丝连接孔612，与控制钢丝62的一端固定连接，在开关件4的非铰接点设置第一控制钢丝连接孔405，与控制钢丝62的另一端固定连接。控制块61转动一定角度，则通过控制钢丝61带动开关件4实现一定角度的摆动，控制电机的正反转，则可控制开关件4的摆动方向。

控制钢丝62应当具有足够的刚性，能够拉动和推动开关件4进行摆动。

电机6可设置信号传输模块，通过有线信号或者无线信号实现对电机的自动控制，也可设置成手机APP控制模式，适用于网络公共自行车的自动租赁。关于通过有线信号或无线信号控制电机为常用的电机控制技术，本领域技术人员可根据实际需求进行选择设计，本实施例在此不做赘述。

本实施例中在旋转输出件1的锁槽101、第一锁件2的锁块201以及第二锁件3上设置机械式的防误操作结构，在采用电动控制锁止操作的基础上，本实施例还采取了自动防误操作设置。

具体的，本实施例的锁止控制系统还包括有转速传感器，转速传感器与电机通过信号连接，本实施例中的转速传感器采用霍尔传感器71实现转速测定，在旋转输出件1或者其连接的旋转件的旋转圆周固定设置一磁钢72，在将霍尔传感器71通过传感器安装座73朝向磁钢固定设置，旋转输出件1或其连接的旋转件转动一周，则霍尔传感器接受到一次信号，计转动一圈，进而计算出此时的转速，同时在系统内设定一保护转速，当霍尔传感器检测到的转速超过保护转速时，断开电机与外部信号联系的通道，电机不执行任何操作，或保持控制信号，当速度低于保护转速时执行操作命令，当霍尔传感器检测到的转速低于保护转速时，电机可根据外部信号进行相应的锁止动作。这样可从电子和机械两个方面有效防止误操作，提高了锁止结构的可靠性和安全性。

转速传感器还可作为自行车的车速监测模块，通过移动显示模块实时接收显示骑行速度。

本实施例中旋转输出件1与自行车车轮的花鼓9内壁固定连接，第一锁件2、第二锁件3、开关件4、电机6均设置在同一安装座5上，安装座5则与对应花鼓的自行车轴8固定连接，将整个锁止机构封装在自行车的花鼓壳体内。

如图7所示，安装座5可采用冲压的板件，在安装座5的中间设置与车轮轴8周向装配的车轴安装孔501，车轴安装孔501的内侧设有两个凸起，与自行车轴8上设置的两个槽配合，安装座5和车轮轴8之间的轴向定位可通过当挡圈或其他轴上定位元件，实现安装座5与自行车轴8的固定安装。在安装座5的周边分别分布有用于安装第一锁件2的第一锁件安装柱502、用于安装第二锁件3的第二锁件安装柱503、用于定位安装电机6的若干电机安装限位凸起504以及用于安装转速传感器的传感器安装柱505。

在安装座5上还设有控制钢丝限位柱506，控制钢丝62在控制钢丝限位柱506的上方运动，控制钢丝62在其控制开关件4达到两个极限位置时，均与控制钢丝限位柱506抵接，实现开关件4在两个极限位置精准定位。

结合图1和图4，第一锁件2上设置第一锁件铰接孔206，通过第一套筒22旋转装配于第一锁件安装柱502上，第一锁件2和第一套筒22之间安装第一扭簧21，实现第一锁件2的弹性铰接，第一扭簧21的回弹方向为第一锁件的锁块嵌入锁槽中的方向。

结合图1和图5，第二锁件3上设置第二锁件铰接孔305，通过第二套筒32旋转装配于第二锁件安装柱503上，第二锁件3和第二套筒32之间安装第二扭簧31，实现第二锁件3的弹性铰接，第二扭簧31的回弹方向与第一扭簧的方向一致，在锁止状态下，第二锁件3能够通过第二扭簧31的回弹力与第一锁件可靠抵接。

结合图1和图6，开关件4上设置开关件铰接孔404，开关件4和第一锁件2同轴铰接，通过第一套筒21旋转装配于第一锁件安装柱502上，同时在开关件4的下方设有第一控制钢丝连接孔405，与控制钢丝固定钩接。

如图1所示，作为转速传感器的霍尔传感器71通过传感器安装座73固定在传感器安装柱505上，霍尔传感器71对应的磁钢72固定镶嵌在旋转输出件的旋转圆周上，与霍尔传感器的接收面对齐。

以下结合图1、图9-14详细说明本实施例的车锁工作过程。

如图1和图9所示，在车锁的锁止状态下，此时自行车停止，车轮转速为零，旋转输出件1正反两方向均不转动，第一锁件2在第一扭簧21的回弹力作用下将锁块201嵌入旋转输出件1的锁槽101内，同时第二锁件3在第二扭簧31的回弹力作用下与第一锁件2抵接，相互抵接处的锁止角202和锁止卡口301固定嵌合，使第一锁件2和第二锁件3之间形成稳定的三角支撑结构，对旋转输出件1及其连接的车轮花鼓形成锁止，第二锁件3对第一锁件2形成约束，防止第一锁件2的锁块201从锁槽101中脱出。

如图10和图11所示，解锁时，开关件4在锁止控制系统(本实施例的电机和控制钢丝)驱动下逆时针摆动，开关件4上的第一解锁边401首先与第二锁件3上的第一解锁块302接触，随着开关件4继续摆动，第一解锁边401推动第一解锁块302，使第二锁件3克服自身回弹力逆时针摆动；在摆动到一定角度后，第二锁件3和第一锁件2之间抵接嵌合的锁止卡口301和锁止角202分离，此时开关件4上方设置的第二解锁块402与第一锁件2上方的第二解锁边203接触，随着开关件的继续摆动，第二解锁块402推动第二解锁边203，克服第一锁件2自身回弹力逆时针摆动，使第一锁件2的锁块201从锁槽101中脱出，实现解锁。

如图12所示，在第一锁件2的锁块201完全从锁槽101中脱出后，第二锁件3的第一解锁块302失去开关件4的约束回弹，其上设置的第二解锁保持钩303与第一锁件2上的第一解锁保持钩204钩接，此时，第二锁件3重新对第一锁件2建立一个约束，防止第一锁件2在自身回弹力的作用下将锁块误嵌入锁槽内。同时开关件可在锁止控制系统的作用下保持位置。

如图13所示，在将解锁状态解除，将锁止机构重新锁止时，开关件4在锁止控制系统驱动下顺指针回摆，此时，开关件4上方设置的解钩边403与第二锁件3的第一解锁块302的另一方向接触，随着开关件4的持续回摆，解钩边403推动第一解锁块302，克服第二锁件3自身回弹力逆时针摆动，将第二锁件3和第一锁件2之间钩搭的第二解锁保持钩和第一解锁保持钩分离，分离后，第二锁件3消除对第一锁件2的约束，第一锁件2在自身回弹力以及开关件4上的第二解锁块402回位作用下重新向旋转输出件1上的锁槽101嵌入。

如图14所示，如在锁止过程中，自行车车轮处于高速转动状态(骑行过程中误操作锁止)，在第一锁件2的锁块201刚开始进入旋转输出件1的锁槽101时，锁槽101两侧的锁槽接触面与锁块201的锁块接触边205为楔面配合，同时第一锁件2的锁止角202与第二锁件3的保持边304接触，此时在旋转输出件高速转动的过程中，第二锁件3来不及对第一锁件2建立有效的约束，锁槽101和锁块201之间的楔面配合会将锁块201连同第一锁件2往复推出锁块进入的锁槽，同时第一锁件2的锁止角202则与第二锁件3的保持边304来回滑动，保证自行车在骑行过程中不能够可靠锁止。在车轮停止转动后，旋转输出件1停止转动，此时第一锁件2上的锁块201可完全嵌入其中一个锁槽101，此时第二锁件3上的锁止卡口301与第一锁件2上的锁止角202嵌合，如图9所示，完成可靠锁止。

本实施例在通过对电机自动控制锁止机构实现锁止和解锁操作时，可采用如下控制方法：

在锁止状态下，第一锁件的锁块完全嵌入旋转输出件的锁槽内，同时第二锁件和第一锁件抵接，将实现车轮的可靠锁止；

解锁时，通过电机转动，控制开关件摆动，所述开关件上的第一解锁结构首先推动第二锁件，解除第二锁件对第一锁件的锁止约束，然后开关件上的第二解锁结构再推动第一锁件，将第一锁件的锁块从锁槽中推出，完成解锁；

在解锁过程中，所述开关件从推动第二锁件到推动第一锁件之间需要设定一个延时，即图10和图11中的第一解锁边401推动第一解锁块302到第二解锁块402推动第二解锁边203不是同时动作，应当在第一解锁边401推动第一解锁块302使得第一锁件和第二锁件之间的锁止角和锁止卡口完全分离后，才设置第二解锁块402推动第二解锁边203，避免在解锁过程中第一锁件和第二锁件之间发生干涉卡死。

解锁状态下，第一锁件的锁块完全脱离旋转输出件的锁槽，同时第二锁件和第一锁件通过解锁保持机构固定约束第一锁件；

锁止时，电机反转，控制开关件回摆，开关件在解除对第一锁件的约束同时，通过解钩结构推动第二锁件，同时解除第二锁件对第一锁件的解锁约束，此时第一锁件在自身扭簧作用下回摆，锁块嵌入旋转输出件的锁槽，最后第二锁件重新与第一锁件抵接，完成锁止。

在上述控制流程中，设定一保护转速，在自行车低于该保护转速时，电机可以控制锁止机构进行解锁或锁止，在自行车高于该保护转速时，切断电机接受控制信号，锁止机构处于失效状态。实现从机械机构和自控控制两个方面对误锁止操作进行保护。

实施例2

结合参见图15和图16，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的第一锁件2上设置的是锁止卡口，第二锁件3上设置的锁止角，同时第二锁件3的扭簧回弹方向与实施例1相反，开关件4在解锁过程中，推动第二锁件3继续作顺时针摆动，此种方案同样在本发明的权利要求保护范围之内。

实施例3

结合参见图17和图18，本实施例与实施例1及实施例2的不同之处在于，本实施例中的旋转输出件1同样与花鼓同轴固连，其上的锁槽101围绕自行车轴设置在花鼓壳体的中心，而第一锁件2、第二锁件3以及开关件4均布置在锁槽101圆周的外侧，此种方案同样处于本发明的权利要求保护范围之内。

以上三个实施例中的花鼓可以是采用内变速器的自行车花鼓，也可是单一的自行车花鼓，也可以是集成发电装置的自行车花鼓，也可以集成GPS或蓝牙等功能模块。

本发明所应用的旋转锁止机构还可应用在其他车辆的旋转运动件上，包括电动车、摩托车或者汽车等旋转运动传输件上，本领域技术人员可根据不同的旋转运动传输件的不同，采用以上实施例在本权利要求范围内的各种相似实施方式，本实施例在此不一一列举。

Claims (18)

1.旋转锁止机构，其特征在于：包括旋转输出件、第一锁件、第二锁件和开关件；

所述旋转输出件与旋转件连接，实现旋转动力传递，所述旋转输出件的旋转圆周上设有若干锁槽；

所述第一锁件和第二锁件分别弹性铰接在两个铰接点，所述第一锁件上设有可嵌入锁槽中的锁块，所述第二锁件与第一锁件在两铰接点所在直线外的另一点位置相互抵接，将第一锁件上的锁块嵌入锁槽中；

所述开关件与锁止控制系统连接，其上具有依次拨动第二锁件和第一锁件的第一解锁结构和第二解锁结构。

2.根据权利要求1所述的旋转锁止机构，所述第一解锁结构和第二解锁结构包括分别设置在第一锁件、第二锁件和开关件上的解锁块或解锁边，所述解锁块凸出设置，所述解锁边与解锁块接触。

3.根据权利要求1所述的旋转锁止机构，所述第一锁件和第二锁件之间通过相互嵌合的锁止角和锁止卡口抵接。

4.根据权利要求1或2或3所述的旋转锁止机构，所述第一锁件和第二锁件之间还设有解锁保持结构。

5.根据权利要求4所述的旋转锁止机构，所述解锁保持结构包括分别设置在第一锁件和第二锁件上并相互钩连的钩结构，所述开关件上还设有推动第二锁件的解钩结构。

6.根据权利要求5所述的旋转锁止机构，所述解钩结构为设置在开关件上的凸块或侧边，所述凸块或侧边与第二锁件上的侧边或凸块接触。

7.根据权利要求1所述的旋转锁止机构，所述锁块两侧的接触边和锁槽两侧的接触面之间呈楔面接触，在第二锁件的抵接位置一侧设有与第一锁件滑动接触的连续保持边。

8.根据权利要求1所述的旋转锁止机构，所述锁止控制系统包括控制开关件摆动的电机。

9.根据权利要求8所述的旋转锁止机构，所述电机与开关件分开设置，所述电机的输出端与作回转运动的控制块连接，所述控制块的回转圆周上的一点通过控制钢丝与开关件的非铰接点位置连接。

10.根据权利要求9所述的旋转锁止机构，所述锁止控制系统还包括监测旋转输出件的转速传感器，所述转速传感器与电机通过信号连接。

11.一种权利要求1-10中的旋转锁止机构应用的车锁，其特征在于：所述旋转输出件与车轮连接的旋转传动件同轴固连，所述第一锁件、第二锁件和开关件安装于同一安装座上。

12.根据权利要求11所述的车锁，所述车锁设置在自行车、电动车或摩托车的车轮花鼓内。

13.根据权利要求12所述的车锁，所述旋转锁止机构封装在花鼓壳体内，所述旋转输出件采用环形构件，与花鼓内壁或内端面固定紧固镶嵌，所述锁槽布置在旋转输出件的内壁或外圆面；

所述安装座与车轴锁紧固定，其上分别设有用于铰接第一锁件和第二锁件及开关件的旋转套筒，以及用于安装电机的定位结构，以及用于安装电机的定位结构和限制控制钢丝的限位结构。

14.根据权利要求13所述的车锁，所述转速传感器采用霍尔传感器，所述霍尔传感器固定在安装座上，在旋转输出件的上设置一磁钢，与霍尔传感器所在的位置对齐。

15.根据权利要求14所述的车锁，所述电机与信号接收模块连接，采用有线信号传输或无线信号传输实现电机的自动控制。

16.一种权利要求11-15中的车锁的锁止控制方法，其特征在于：

锁止状态下，第一锁件的锁块完全嵌入旋转输出件的锁槽内，同时第二锁件和第一锁件抵接，将实现车轮的可靠锁止；

解锁时，通过电机转动，控制开关件摆动，所述开关件上的第一解锁结构首先推动第二锁件，解除第二锁件对第一锁件的锁止约束，然后开关件上的第二解锁结构再推动第一锁件，将第一锁件的锁块从锁槽中推出，完成解锁；

解锁状态下，第一锁件的锁块完全脱离旋转输出件的锁槽，同时第二锁件和第一锁件通过解锁保持机构固定约束第一锁件；

锁止时，电机反转，控制开关件回摆，开关件在解除对第一锁件的约束同时，通过解钩结构推动第二锁件，同时解除第二锁件对第一锁件的解锁约束，此时第一锁件在自身扭簧作用下回摆，锁块嵌入旋转输出件的锁槽，最后第二锁件重新与第一锁件抵接，完成锁止。

17.根据权利要求16所述的车锁的锁止控制方法，解锁时，所述开关件从推动第一锁件到推动第二锁件之间设定一个延时，该延时的时长超过第一锁件和第二锁件之间的锁止角和锁止卡口完全分离的时间。

18.根据权利要求17所述的车锁的锁止控制方法，设定一保护转速，在车轮转速低于该保护转速时，电机可以控制锁止机构进行解锁或锁止，在车轮转速高于该保护转速时，切断电机接受控制信号，锁止机构处于失效状态，或保持控制信号，当车速低于保护转速时，控制信号重新控制电机。