电子锁的制作方法

本实用新型涉及锁系统，其中机械锁接合件由电子系统控制。

背景技术：

锁用于防止门和其他设施受到未经授权的操作。这些可包括门锁，凸轮锁，挂锁和许多其他形式。本实用新型在应用上不限于任何特定的锁应用。

机械锁使用钥匙或类似的装置，例如通过对钥匙的咬合，将编码应用于锁机构。这些与锁中的机械编码结构相互作用，使得正确编码的钥匙的插入释放锁，使得许可操作或访问。

已经开发了电子控制的锁。在该系统中，使电子钥匙或令牌接近锁。如果钥匙或令牌具有正确的编码，则电子系统允许锁的释放，例如使用基于螺线管的释放。于是可以将锁机械地移动到解锁位置。

这样的系统的优点是，可以对每个钥匙操作记录访问，并且可以在一定程度上远程控制和改变访问。例如，可以向具有特定电子钥匙的人提供对其他锁的访问，而无需发行其他钥匙或对锁进行重新加密。类似地，例如，在丢失钥匙的情况下，可以移除对多个锁的访问，而无需对每个单独的锁进行重新的机械加密。

在许多情况下，向锁提供连续的电力是昂贵的或不切实际的，因此电子锁被设计为由钥匙或令牌上电。

现有的电子锁系统通常需要用专有的完整电子锁来完全替换锁结构，这使得更换过程昂贵且耗时。例如，这种设备公开在videx的wo2001055539中，并且从诸如之类的市售产品(例如，loktouchhttps://www.loktouch.com/和cyberlockhttps://cyberlock.com/product-lines/cyberlock/)中获知。这些锁系统使用电子控制的螺线管来释放锁。

本实用新型的目的是提供改进的电子锁和锁芯。

技术实现要素：

在第一广义形式中，本实用新型提供了一种电子锁芯和锁，其适于允许将机械芯替换为电子芯。

根据一个方面，本实用新型提供了一种锁芯，其包括：本体，电子控制单元，用于可操作地接合锁壳的接合件，锁杆，以及由电子控制单元控制的旋转工具，其中，在锁定状态下，接合件由锁杆推出以便接合锁壳，并且其中，如果电子控制单元接收到正确的代码，则旋转工具使锁定杆旋转，使得接合件能够向内移动并允许锁的旋转。

根据另一方面，本实用新型提供一种适于代替机械锁芯的电子控制的锁芯，该锁芯包括电子控制单元，用于可操作地接合锁壳的接合件，以及锁杆，其中，在锁定状态下，接合件由锁杆推出以便接合锁壳，并且其中，如果电子控制单元接收到正确的代码，则锁杆旋转以允许接合件向内移动并允许锁的旋转，锁芯通过与锁壳中的内部圆形沟槽(groove)接合而可操作地保持在锁壳中。

根据另一方面，本实用新型提供一种适于替代机械锁芯的电子控制的锁芯，所述锁芯包括电子控制单元，前段，以及后段，其中，所述电子控制单元接收在前段和后段之间，并通过前段从电子控制部分伸出电触点，以允许与电子钥匙的电连接。

即使现有的安装基座是完全机械的，本实用新型的实施方式也允许在锁定系统内提供电子选项。可以促进选择性系统，其中机械芯和电子芯与公用的锁定系统一起使用。

附图说明

现在将参考附图描述本实用新型的示例性实施方式，其中：

图1是示出了示例性锁的部件的分解图；

图2和2a是根据图1的装配的锁芯的外部的等距视图；

图3和图4是图2的锁芯的前视图和后视图；

图5a和5b示出了图2的锁芯的锁定状态和解锁状态；

图6是钥匙10的侧视图；

图7是示出了示例性钥匙和锁的相互作用的横截面图；

图8是示出示例性钥匙和锁的相互作用的纵向截面图；

图9是与锁接合的钥匙的侧视图；

图10是锁和钥匙的电子部件的示例性框图；

图11是用于锁和钥匙的示例性软件过程的示例性流程图；和

图12是锁芯的另一实施方式的分解图。

具体实施方式

将结合特定实施方式描述本实用新型。应当理解，这仅是示例性的而不是限制性的，并且其他实施方式和变型是可能的。

将在特定的机械系统的上下文中描述该示例，其有利于机械锁芯的移除及其更换，使得它们可以被重新加密。所描述的示例使用此机构移除机械芯，然后插入电子芯。该机构在wo1997036072a中描述，其公开内容通过引用并入本文。应当理解，本实用新型还可以应用于其他可移除的锁系统，例如美国专利5226304中公开的那些。

本实用新型旨在使用数据库来操作，该数据库提供用于一系列锁和钥匙的许可和访问控制。这种访问控制系统是已知的并且商用的，并且可以容易地应用于本申请。本实用新型不涉及这样的系统的细节，而仅旨在结合这样的系统中的合适的一个进行操作。

将结合常规凸轮型锁的实施方式描述本实用新型。应当理解，所描述的锁定机构可以同样应用于其他种类的锁。

该实施方式旨在插入到如wo1997036072中总体所示构造的锁壳中，并且更特别地是澳大利亚锁公司市售的bilockquickchangecore(qcc)。本实用新型的实施方式使用芯移除特征件，并且用电子芯代替机械芯，这将在下文详细描述。在qcc锁中，在锁塞的外表面上布置四个滚珠，当插入带有适当凹槽(recess)的正确加密的移除钥匙时，其中两个滚珠是固定的，其中两个滚珠能向内移动。滚珠位于锁壳内表面的圆形沟槽中。一对纵向沟槽沿着锁壳的内部延伸，横贯圆形沟槽并与圆形沟槽相交。当释放两个可移动的滚珠时，通过旋转到移除位置，可以将锁芯从锁壳上移除，在该移除位置处，固定的滚珠转移到纵向沟槽并允许移除。

为了插入根据本实用新型的实施方式的锁芯，将锁芯插入先前由机械芯占据的空间中，或者替代地插入这种类型的新锁壳中。该锁芯必须有一个保持系统，最好与圆形沟槽相容并使用圆形沟槽。例如，这可能涉及到伸入沟槽中的滚珠和/或夹子或其他偏置构件。这可能设计为与可移动的锁芯相容，或者可以是“一次性”插入，此后不能使用qcc程序来移除锁芯。当然，如果需要，可以使用更常规的锁的拆卸来移除电子芯。

参考图1，其示出了锁壳30，锁芯20和钥匙10。锁芯20具有前段21，后段22，电子模块26，锁杆23和侧杆24、25。图2、2a、3和4中可以看出装配的锁芯20。锁芯20的主体由两个部件组成-前段21和后段22。该结构允许将电子模块26单独地装配并插入锁芯20的中心。可以理解，该构造方法允许以常规方式生产机械部件，且电子器件作为单一单元装配并插入锁组件中。弹性挡圈35将前段21和后段22保持在一起，且电子模块26包含在其中。

前段21包括两个孔54，以便接收滚珠51、52。与夹子53一起，它们与锁壳30内的内部圆形沟槽31接合，从而将锁芯20可操作地保持在锁壳30内。

在锁定位置(在该示例中为锁的正常状态)中，侧杆24、25延伸到锁壳30中的相应腔中，在图1的31处一个腔是部分可见的。在图5a、5b中最佳地示出锁定机构。在图5a中，锁处于锁定状态。可以看出，来自侧杆24、25的突出部45接合锁杆23的侧面。电机驱动器28包括由电子模块26控制和上电的小型电机。突出部45迫使侧杆24、25向外，使得它们与锁壳30中的腔(不可见)接合。

与电子器件的正确钥匙接合为电机提供电力，以驱动凸耳28将锁杆旋转90度。在该位置，突出部45能够被接收到锁杆23中的孔46中，并且被接收到由凸耳28的旋转产生的空间中，使得侧杆24、25能够向内移动。因此，锁被解锁，并且钥匙10的旋转允许侧杆移动进入并且允许锁芯20在壳体30内旋转。凸耳28还用于将旋转限制为90度，因为突出部接合由旋转产生较窄的宽度，侧杆无法移出，直到锁芯返回到锁定位置。

图2和2a示出了结合的前段21和后段22，它们由弹性挡圈35保持在沟槽40中。在解锁位置中可以看到侧杆24、25。在图3中，示出了用于接合钥匙10并接收电力的触点27a、27b。用于接收突出部12的狭槽26也是可见的。

重要的是，在使用中，直到将锁返回到锁定位置之前，才将钥匙10移除。这在任何锁中都是理想的，但是在解锁功能需要从钥匙提供电力的情况下，钥匙移除将导致锁重新锁定。

现在参考图6、7和8，夹子36被弹簧37、38向外偏置。夹子36横贯狭槽26放置。当钥匙10与锁芯20接合时，突出部12接收在狭槽26内，并且依靠夹子36上的凸耳39相邻的沟槽13。一旦锁被解锁，锁杆24、25能向内移动，锁芯20的旋转迫使夹子36向内。于是凸耳39接合沟槽13，将突出部12保持在锁内并因此将钥匙10保持在锁内。当锁旋转回锁定位置时，弹簧37、38将夹子36向外推，钥匙可以被移除。

图9示出了将钥匙10插入壳30中的锁。锁可以被设计为以多种方式从解锁位置返回。在一种形式中，弹簧(例如扭力弹簧)使锁杆23偏置以返回到锁定位置。一旦电机不再迫使凸耳28旋转到解锁位置，锁杆23就返回到锁定位置。在另一种形式中，电机使方向反向，旋转的凸耳28使锁定杆23返回到锁定位置。此选项需要一定的电力存储(例如在电容器或电池中)以对返回提供电力。

图12示出了锁芯的替代结构，在该实施方式中锁芯标识为60。锁芯60是连续的结构，且后段61与锁芯一体化。狭槽67提供通向锁芯60的内部的入口，使得可以插入电子组件65。可以提供盖66以将电子组件65封闭在锁芯60中。与在另一实施方式中一样，电触点27穿过锁芯60的前部伸出。

图10是示例性电子系统的示意性框图。应当理解，锁和钥匙这两个电子部件都是较简单的。它们需要将电力转移到锁，处理编码信号，允许或禁止访问以及保留日志。还需要用于允许更改允许的访问代码，以及下载日志，重置日志和类似功能的设施。但是，应当理解，这些功能在访问控制系统中是较常规的。如本领域技术人员将理解的，任何合适的这样的系统可以容易地适合于本申请。

参照图10，在钥匙侧有处理器72、电池73和电力输出单元71。处理器由电池驱动，该电池可以是任何常规类型的可更换或可充电电池。使用锁侧的触点17、18和相应的触点27a、27b，通过电力输出单元转移电力。

在该实施方式中，通信单元74与锁侧的对应单元84通信。这可以使用电力连接或无线系统，例如近场通信、感应连接、收发机、光学系统或任何其他期望途径。应当理解，有许多替代方案可用，并且本实用新型在使用中不限于在钥匙和锁之间发送编码和其他信号的方式。可以选择编码和加密的强度来反映锁的使用敏感性，并且可以设想，例如，不同的用户可以采用不同的编码方案和加密系统。

还可以仅由钥匙提供的动力，以及由不同设备(例如，钥匙扣或卡设备，或智能手机或平板电脑)提供的用于编码等的通信来实施本实用新型。网络连接的设备可以更容易地允许动态地进行访问的改变，例如，允许在紧急情况下一次性访问。例如，访问可以由合适的应用程序控制。

在锁侧，在插入钥匙之前没有电力，并且直流电经由电力输出71传输到电力输入85。优选地，电力输出配置为对期望的锁以正确的电压和电流提供电力，因为这将简化锁电子器件。

电源连接到电机83和处理器82，并且直接或间接地连接到通信单元84。处理器82运行固件和软件以控制锁的操作，这将在下文概述。电机83仅在处理器82允许时操作。通信单元84与钥匙通信74通信，无论是通过硬线连接还是无线方式。它还根据需要与外部设备进行通信，例如下载日志报告、更改代码或加密详细信息、更改授权钥匙或另外进行重新编程。这通常可以使用特殊的钥匙，或者至少使用特殊的访问级别。一旦移除钥匙，将失去电力，锁返回其锁定的未通电状态。

该实施方式描述成使用电机来提供锁杆28的旋转。电机可以是带齿轮的或无齿轮的，并且将具有足够小的齿形系数以位于所需的空间中。然而，可以使用任何替代的电控旋转机构，例如，与电磁体一起使用，或者可以使用任何其他合适的系统来提供必要的旋转。

该机构描述成使用一对机械侧杆，每个侧杆上具有一组3个突出部。然而，侧杆可以具有更少或更多的突出部，或者可以由替代的接合件代替。例如，一个或多个销钉可以穿过锁芯伸入锁壳，然后缩回以释放锁。

图11示出了锁的总体软件流程图。通电后，处理器初始化90。在91处，处理器等待来自钥匙或其他设备的信号。对该信号进行解码或解密，然后在93处将得到的信号与内部存储的列表或查阅表进行比较。该信号可以简单地为键号，或者可以使用更复杂的系统。

如果允许访问钥匙，则在94处允许电机操作，并且并行地有一个日志条目记录访问钥匙的详细信息以及相关的详细信息，例如时间和日期以及锁被打开的时段。

可以理解，如访问控制系统领域的技术人员可以理解的，还可以提供更复杂的软件特征。但是，这些不是本发明的必要部分。

尽管已经首先结合在特定系统中用电子芯替换锁芯来描述本发明，但是应当理解，本发明可以应用于其他锁系统，或者作为替换芯，或者作为完整的电子锁系统。

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