專利名稱:壓電致動式電子感應掛鎖的制作方法
技術領域:
本實用新型涉 及電子掛鎖技術領域,尤其涉及一種壓電致動式電子感應掛鎖。
背景技術:
目前,在琳瑯滿目的鎖具當中,機械式掛鎖是一種相當方便且實用的鎖具,其 結構主要是在鎖體內部設置一鎖栓,并在外端一側樞設有一 U型鎖桿,該U型鎖桿的另 一端具有一鎖扣端,而該鎖扣端可伸入鎖體的一鎖孔內,使用者利用一鑰匙扭轉鎖栓以 控制鎖栓與鎖桿的鎖扣端之間的閉鎖或開鎖狀態。但是,公知的機械式掛鎖必須依賴鑰匙才能打開,倘若鑰匙毀壞或變形則無法 使用,萬一鑰匙遺失的話,就必須重新打造鑰匙或更換整組鎖具。另外,公知的機械式 掛鎖大部分僅具有單一開鎖機制,由于鑰匙的輪廓很容易被復制,甚至熟練的小偷能夠 以特殊開鎖技巧打開鎖體,故其防盜效果較差。于是,目前市面上推出多種形式的電子掛鎖,其利用電磁感應或無線射頻辨識 系統(RFID)來控制鎖栓的啟閉,其解鎖的困難度較傳統機械式掛鎖更高,借此增加掛鎖 本身的防盜效果。目前,公知的電子掛鎖內部設有用于帶動鎖栓移動的一小型馬達,當 使用者手持一電子卡接近電子掛鎖時,電子掛鎖內的感應器(不論是電磁感應器或RFID 感應器)會感應到電子卡內的資料,一旦判讀資料后確認為正確的電子卡時,電子掛鎖 內的控制器便傳送一驅動信號以驅動該小型馬達正轉或反轉,進而帶動鎖栓前進或后 退,借此達成閉鎖或開鎖的動作。如上所述,可想而知,公知的電子掛鎖內部的結構復雜、零件數量較多、且由 于馬達的緣故導致掛鎖的整體體積難以縮減;另外,傳統馬達的耗電量較大,勢必縮減 電子掛鎖內的電池壽命;所以,如何縮減電子掛鎖的體積以推出適用于行李箱或辦公桌 抽屜等的精巧掛鎖,且其耗電量低而能夠延長電子掛鎖的電池壽命,一直是電子掛鎖的 制造業者長期來所欲克服的問題點。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種壓電致動式電子感應掛鎖,其能夠 大幅縮減掛鎖的體積,且耗電量低而能夠延長掛鎖的使用壽命。為了解決上述技術問題,本實用新型所采用的技術方案是一種壓電致動式電子感應掛鎖,其配合一電子卡以達成開鎖和/或閉鎖,包 括一殼體,具有一鎖孔;一鎖桿,樞接該殼體并具有嵌入該鎖孔內的一鎖扣端;一感應器,設置于該殼體內以感應所述電子卡的資料;一控制單元,電性連接該感應器以辨識該感應器所感應到的資料;一壓電致動器,電性連接該控制單元并被該控制單元驅動而產生位移;以及[0014]一鎖栓組件,設置于該殼體內部并被該壓電致動器帶動而能夠在卡掣該鎖扣端 的一第一位置和脫離該鎖扣端的一第二位置之間移動。作為優選方案,殼體是由一上殼體和一下殼體所組成,在上殼體與下殼體之間 圍設出一容置空間,上殼體的上表面開設有一鎖心孔和一缺槽,下殼體的一側開設有一 樞軸孔,而另一側開設 有一鎖孔,下殼體的內部成型有一對滑軌和一對軸承孔。作為優選方案,所述鎖桿呈U型且包含樞接于所述樞軸孔內的一樞接端和嵌入 所述鎖孔內的一鎖扣端。作為優選方案,所述感應器為選自電磁式感應器或無線射頻辨識系統感應器。作為優選方案,控制單元包含設置于下殼體內的一電路板、布設于電路板上的 一處理器、和電性連接處理器的一控制器,感應器所感應到的資料被傳送至處理器上, 處理器對資料進行辨識與處理,并將處理過的資料傳送至控制器以控制壓電致動器。作為優選方案,壓電致動器是設置于一對滑軌之間且電性連接控制器,控制器 是用以產生一驅動電壓并將驅動電壓輸入壓電致動器內,用以驅動壓電致動器產生位 移。作為優選方案,鎖栓組件包括受壓電致動器驅動而滑移的一滑動件和選擇性卡 掣鎖扣端的一內鎖栓,滑動件的左右兩側分別成型有兩個隔開的導引凸肋,每一滑軌嵌 入兩個導引凸肋之間,以使滑動件跨設并滑行于一對滑軌上,內鎖栓跨置于一對軸承孔 上并能夠沿著一對軸承孔的軸線滑動。作為優選方案,滑動件成型有一操作部,操作部具有一前導端面和側向鄰接前 導端面的一卡掣面,內鎖栓的一端是用以卡掣鎖扣端,而另一端則抵靠操作部的卡掣 面,在第一位置時,滑動件沿著一對滑軌滑行而使操作部的卡掣面抵靠內鎖栓,在第二 位置時,滑動件沿著一對滑軌滑行而使卡掣面脫離內鎖栓。作為優選方案,內鎖栓的中段處成型有一解鎖桿,解鎖桿的自由端突出于上殼 體的缺槽外,解鎖桿與靠近卡掣面的一部分內鎖栓上套設有一彈簧,彈簧抵靠于其中一 軸承孔周緣壁和解鎖桿之間以偏壓內鎖栓朝向鎖扣端迫緊。作為優選方案,該掛鎖還包含設置于上殼體的軸孔內的一鎖心,鎖心的上表面 具有一鑰匙插槽,鎖心的底部固接有一壓桿,鎖心經旋轉后能帶動壓桿而下壓滑動件的 操作部,以使滑動件沿著一對滑軌滑行而脫離與內鎖栓的卡掣。相較于先前技術,本實用新型具有以下有益效果由于本實用新型利用壓電致動器(Piezoelectric actuator)來取代傳統線性馬達,
壓電致動器系利用機電耦合轉換的壓電效應,將輸入電能轉換成輸出位移,以達到精密 的定位控制;壓電致動器具有低消耗功率、不會產生電磁信號干擾、微小位移的控制性 佳、響應速度快、體積小與重量輕等諸多優點,故能夠大幅縮減整個掛鎖的體積,且其 耗電量低,而能夠延長掛鎖的使用壽命。
圖1是本實用新型的分解立體圖。圖2是本實用新型的組合立體圖。圖3是本實用新型的透視剖面圖,顯示鎖桿欲插入鎖扣孔內的操作狀態。[0029]圖4是本實用新型的透視剖面圖,顯示鎖桿已插入鎖扣孔內的操作狀態。圖5A是顯示本實用新型的壓電致動器產生位移的示意圖。圖5B是顯示本實用新型的壓電致動器帶動滑動件滑行的示意圖。圖6是本實用新型的 透視剖面圖,顯示鎖桿已插入鎖扣孔內且鎖栓組件已閉鎖 的操作狀態。圖7是本實用新型的透視剖面圖,顯示鎖栓組件已開鎖鎖桿欲脫離鎖扣孔的操 作狀態。圖8是本實用新型的透視剖面圖,顯示以備用鎖桿進行開鎖的操作狀態。主要元件標記說明1電子感應掛鎖,10殼體,11上殼體,111鎖心孔,112缺槽,12下殼體,121樞軸孔,122鎖孔,123滑軌,124軸承孔,20鎖桿,21樞接端,22鎖扣端,30感應器,40控制單元,41電路板,42處理器,43控制器,50壓電致動器,60鎖栓組件,61滑動件,611導引凸肋,612凹槽,613操作部,6131前導端面,6132卡掣面,62內鎖栓,621解鎖桿,622彈簧,70鎖心,701固定柱,71鑰匙插槽,72壓桿,721限位孔,722指部,8容置空間,9波浪狀位移。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案和功效作進一步說明,以 使本領域的技術人員更好地理解本實用新型并能予以實施。請參考圖1和圖2,本實用新型提供一種壓電致動式電子感應掛鎖(以下簡稱為 “電子感應掛鎖1”),其配合一電子卡(未顯示)以達成開鎖和/或閉鎖,該電子感應
掛鎖1包括一殼體10、一鎖桿20、一感應器30、一控制單元40、一壓電致動器50和 一鎖栓組件60。殼體10是由一上殼體11和一下殼體12所組成,而在上殼體11與下殼體12之 間圍設出一容置空間8,電子感應掛鎖1的相關零件是配置在此容置空間8內;上殼體11 的上表面開設有一鎖心孔111和一缺槽112 ;下殼體12的一側開設有一樞軸孔121,而另 一側開設有一鎖孔122,下殼體12的內部成型有一對滑軌123和一對軸承孔124。在本實用新型的實施例中,鎖桿20呈U型而包含樞接于該樞軸孔121內的一樞 接端21和嵌入該鎖孔122內的一鎖扣端22。當鎖桿20的鎖扣端22嵌入并鎖固于鎖孔 122內時,電子感應掛鎖1便處于閉鎖狀態;反之,當鎖桿20的鎖扣端22能夠從鎖孔122 中移出時,電子感應掛鎖1便處于開鎖狀態。感應器30設置于下殼體12內以感應電子卡的資料,在本實用新型的實施例中, 感應器30可為電磁式感應器或運用無線射頻辨識系統(RFID)的感應器。[0053]控制單元40是電性連接該感應器30以辨識該感應器30所感應到的資料,在本 實用新型的實施例中,控制單元40包含設置于下殼體12內的一電路板41、布設于該電路 板41上的一處理器42和電性連接該處理器42的一控制器43 ;電路板41可 為一印刷電 路板,其電性連接至感應器30,致使感應器30所感應到的資料經由電路板41而傳送至處 理器42上,然后,處理器42對該資料進行辨識與處理,并將處理過的資料傳送至控制器 43,而最后由控制器43對壓電致動器50進行控制。在本實用新型的實施例中,壓電致動器50呈矩形薄片狀,其設置于該對滑軌 123之間且電性連接該控制單元40的控制器43,該控制器43是用以產生一驅動電壓并將 該驅動電壓輸入該壓電致動器50內,以驅動該壓電致動器50產生位移。鎖栓組件60包括受該壓電致動器50驅動而滑移的一滑動件61和可選擇性卡掣 該鎖扣端22的一內鎖栓62;更明確地說,如圖1所示,滑動件61的左右兩側分別成型 有兩個隔開的導引凸肋611,每一滑軌123是嵌入該兩個導引凸肋611之間,致使滑動件 61能夠跨設并滑行于此對滑軌123上。配合參考圖5A和圖5B,以下將簡述壓電致動器50的原理。壓電致動器50主 要是由壓電材料制成的一薄板,當控制器43輸入驅動電壓至壓電致動器50的一區域時, 在該區域內的壓電材料會因為驅動電壓的緣故而產生撓曲變形;借此將此驅動電壓依序 輸入壓電致動器50的不同區域,就能夠控制整個壓電致動器50的各個區域的撓性變形, 而產生一波浪狀位移9,此波浪狀位移9的波峰段是隆起而抵靠滑動件61底面所設置的一 凹槽612,借此結構,壓電致動器50便能夠帶動滑動件61滑行。滑動件61的中央成型有一操作部613,此操作部613具有一前導端面6131和側 向鄰接該前導端面6131的一卡掣面6132。內鎖栓62呈圓柱狀而跨置于該對軸承孔124 上,以便沿著該對軸承孔124的軸線滑動。內鎖栓62的中段處成型有一解鎖桿621,此 解鎖桿621的自由端突出于上殼體11的缺槽112外而暴露于電子感應掛鎖1的外側;內 鎖栓62的一端是用以卡掣該鎖扣端22,而另一端則抵靠該操作部613的卡掣面6132。在 解鎖桿621與靠近卡掣面6132的一部分內鎖栓62上套設有一彈簧622 ;由于此彈簧622 是抵靠于其中一軸承孔124周緣壁和該解鎖桿621之間,所以在正常情形下,內鎖栓62 受彈簧622的偏壓而朝向該鎖扣端22迫緊。當滑動件61沿著滑軌123滑行而使操作部 613的卡掣面6132抵靠該內鎖栓124時(以下稱之為“第一位置”),由于卡掣面6132 的卡掣作用,所以使用者無法撥動解鎖桿621而使內鎖栓62脫離該鎖扣端22,此時的電 子感應掛鎖1是處于閉鎖狀態;當滑動件61沿著滑軌123朝相反方向滑行而使操作部613 的卡掣面6132脫離該內鎖栓62時(以下稱之為“第二位置”),由于卡掣面6132不再 卡掣內鎖栓62的一端,所以使用者可以撥動解鎖桿621的自由端而使內鎖栓62脫離該鎖 扣端22,此時的電子感應掛鎖1是處于開鎖狀態。參考圖3至圖7,以下將說明本實用新型的電子感應掛鎖1的開鎖和閉鎖動作。如圖3所示,首先,使用者將鎖桿20的鎖扣端22插入下殼體12的鎖孔122內; 然后,如圖3所示,當鎖扣端22插入鎖孔122內時,內鎖栓62由于彈簧622的偏壓而自 動卡掣該鎖扣端22;接著,如圖6所示,當使用者利用電子卡進行閉鎖程序時,感應器 30會感應到電子卡上的資料并將此資料傳送到控制單元40的處理器42,處理器42辨識 為正確資料后便傳送一信號給控制器43,控制器43再輸入一正向驅動電壓到壓電致動器50而產生如圖5A和圖5B所示的波浪狀位移9,借此帶動滑動件61沿著滑軌123朝上滑 行至第一位置,此時,滑動件61的卡掣面6132抵靠內鎖栓62的左端,因此鎖扣端22無 法脫離鎖孔122而達成閉鎖效果。如圖7所示,當使用者再次利用電子卡進行開鎖程序時,感應器30會感應到電 子卡上的資料并將此資料傳送到控制單元40的處理器42,處理器42辨識為正確資料后便 傳送一信號給控制器43,控制器43再輸入一反向驅動電壓到壓電致動器50而產生如圖 5A和圖5B所示但具有相反位移方向的波浪狀位移9,借此帶動滑動件61沿著滑軌123朝 下滑行至第二位置,此時,滑動件61的卡掣面6132脫離內鎖栓62的左端,所以內鎖栓 62可以朝左移動而脫離鎖桿20的鎖扣端22,因此鎖扣端22可以脫離鎖孔122而達成開 鎖效果。參考圖8并配合圖1,本實用新型的電子感應掛鎖1另外包含設置于上殼體11的 軸孔111內的一鎖心70,該鎖心70的上表面具有一鑰匙插槽71,而鎖心70的底部固接 有一壓桿72;更明確地說,鎖心70的底部成型有一固定柱701,而壓桿72對應成型有 供該固定柱相互嵌固的一限位孔721,借此旋轉鎖心70能同時帶動壓桿72旋轉。鑰匙 插槽71的輪廓是對應于一特制的備用鑰匙(未顯示)的輪廓,所以此特制的備用鑰匙可 以插入該鑰匙插槽71內并旋轉鎖心70 ;倘若使用者忘記攜帶電子卡而無法用電子卡開鎖 時,可以使用此備用鑰匙來開鎖;當備用鑰匙插入鑰匙插槽71內時可以旋轉鎖心70,致 使鎖心70帶動其底部的壓桿72而下壓滑動件61的操作部613,借此使滑動件61沿著滑 軌123下滑而脫離與內鎖栓62的卡掣,而 達到開鎖效果。為了避免制造公差的影響而使 壓桿72與操作部613的前導端面6131可能無法有效接觸,所以壓桿72的自由端朝上彎 折成一指部722,以便有效接觸并壓下操作部613的前導端面6131。綜上所述,當知本實用新型的壓電致動式電子感應掛鎖已具有實用性、新穎性 與創造性,又本實用新型的構造亦未曾見于同類產品和公開使用,完全符合實用新型專 利的申請要件,因此依專利法提出申請。以上所述實施例僅為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施方式,并非用以 限定本實用新型的保護范圍。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。本技術領域的 技術人員在此基礎上所作的等效變換,均在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種壓電致動式電子感應掛鎖,配合一電子卡以達成開鎖和/或閉鎖,其特征在 于,包括一殼體,具有一鎖孔;一鎖桿,樞接所述殼體并具有嵌入所述鎖孔內的一鎖扣端;一感應器,設置于所述殼體內以感應所述電子卡的資料;一控制單元,電性連接所述感應器以辨識所述感應器所感應到的資料;一壓電致動器,電性連接所述控制單元并被所述控制單元驅動而產生位移;以及一鎖栓組件,設置于所述殼體內部并被所述壓電致動器帶動而在卡掣所述鎖扣端的 一第一位置和脫離所述鎖扣端的一第二位置之間移動。
2.如權利要求1所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述殼體是由一上殼 體和一下殼體所組成,在所述上殼體與所述下殼體之間圍設出一容置空間,所述上殼體 的上表面開設有一鎖心孔和一缺槽,所述下殼體的一側開設有一樞軸孔,而另一側開設 有一鎖孔,所述下殼體的內部成型有一對滑軌和一對軸承孔。
3.如權利要求2所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述鎖桿呈U型且包 含樞接于所述樞軸孔內的一樞接端和嵌入所述鎖孔內的一鎖扣端。
4.如權利要求3所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述感應器為選自電 磁式感應器或無線射頻辨識系統感應器。
5.如權利要求4所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述控制單元包含設 置于所述下殼體內的一電路板、布設于所述電路板上的一處理器、和電性連接所述處理 器的一控制器,所述感應器所感應到的資料被傳送至所述處理器上,所述處理器對所述 資料進行辨識與處理,并將處理過的資料傳送至所述控制器以控制所述壓電致動器。
6.如權利要求5所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述壓電致動器為設 置于所述一對滑軌之間且電性連接所述控制器,所述控制器用以產生一驅動電壓并將所 述驅動電壓輸入所述壓電致動器內,用以驅動所述壓電致動器產生位移。
7.如權利要求6所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述鎖栓組件包括受 所述壓電致動器驅動而滑移的一滑動件和選擇性卡掣所述鎖扣端的一內鎖栓,所述滑動 件的左右兩側分別成型有兩個隔開的導引凸肋,每一所述滑軌嵌入所述兩個導引凸肋之 間,以使所述滑動件跨設并滑行于所述一對滑軌上,所述內鎖栓跨置于所述一對軸承孔 上并沿著所述一對軸承孔的軸線滑動。
8.如權利要求7所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述滑動件成型有 一操作部,所述操作部具有一前導端面和側向鄰接所述前導端面的一卡掣面,所述內鎖 栓的一端用以卡掣所述鎖扣端,而另一端則抵靠所述操作部的卡掣面,在所述第一位置 時,所述滑動件沿著所述一對滑軌滑行而使操作部的卡掣面抵靠所述內鎖栓,在所述第 二位置時,滑動件沿著一對滑軌滑行而使卡掣面脫離內鎖栓。
9.如權利要求8所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,所述內鎖栓的中段處 成型有一解鎖桿,所述解鎖桿的自由端突出于所述上殼體的所述缺槽外,解鎖桿與靠近 所述卡掣面的一部分內鎖栓上套設有一彈簧,所述彈簧抵靠于其中一所述軸承孔周緣壁 和解鎖桿之間以偏壓內鎖栓朝向鎖扣端迫緊。
10.如權利要求9所述的壓電致動式電子感應掛鎖,其特征在于,還包含設置于所述上殼體的所述軸孔內的一鎖心,所述鎖心的上表面具有一鑰匙插槽,所述鎖心的底部固 接有一壓桿,所述鎖心經旋轉后能帶動所述壓桿而下壓所述滑動件的所述操作部,以使 所述滑動 件沿著所述一對滑軌滑行而脫離與所述內鎖栓的卡掣。
專利摘要本實用新型涉及電子掛鎖技術領域,具體披露了一種壓電致動式電子感應掛鎖,該掛鎖配合電子卡以達成開鎖和/或閉鎖,該掛鎖包括殼體、鎖桿、感應器、控制單元、壓電致動器和鎖栓組件;殼體具有鎖孔,鎖桿樞接殼體并具有嵌入鎖孔內的鎖扣端,感應器感應電子卡的資料并傳送至控制單元,控制單元區驅動壓電致動器產生位移,壓電致動器帶動鎖栓組件而能夠在卡掣該鎖扣端的一第一位置和脫離該鎖扣端的一第二位置之間移動。由于壓電致動器具有低功率、響應速度快、體積小與重量輕等諸多優點,使得本實用新型能夠大幅縮減整個掛鎖的體積,且其耗電量低,而能夠延長掛鎖的使用壽命。
文檔編號E05B47/02GK201794402SQ20102052145
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者楊秉然 申請人:寬豐工業股份有限公司