電子鎖的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子鎖，所述電子鎖包括一鎖體機械單元以及電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)包括一電路控制單元、一電源管理單元以及一振動能量采集單元，所述鎖體機械單元、所述電源管理單元、所述振動能量采集單元與所述電路控制單元電性連接，所述電路控制單元根據(jù)接收的指令控制所述鎖體機械單元的開鎖或上鎖動作，所述電源管理單元包括至少一電池和一充電單元，所述電源管理單元為所述電路控制單元供電并在所述電池電壓低于限值時切斷電源，所述振動能量采集單元將機械能轉(zhuǎn)換為電能并為所述電路控制單元提供工作電源。本發(fā)明的電子鎖將振動機械能轉(zhuǎn)換為電能為其電路控制單元供電，從而避免所述電子鎖在長時間使用過程中出現(xiàn)供電不足的現(xiàn)象。
【專利說明】電子鎖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子鎖領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于集裝箱等運輸工具上的電子鎖。
【背景技術(shù)】
[0002]物流公司在貨物運輸過程中，為了運輸貨物的安全，一般地，在運輸?shù)募b箱上、槽車上或其他箱式車輛上安裝電子鎖。同時為了滿足智能監(jiān)控的需求，電子鎖內(nèi)部電路除了集成主控芯片和電機控制電路外，還加入了 GPS模塊，GPRS模塊等，但更多功能模塊的加入將增大電池電量的消耗，縮短電子鎖的使用時間，另外，電子鎖的體積有限，電池的容量是固定的，使得電池供電不足而不能完成整個運輸途中的監(jiān)控，貨物安全無法得到保障。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的主要目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中因電池供電不足導(dǎo)致電子鎖不能完成整個運輸途中的監(jiān)控的技術(shù)問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電子鎖，包括:一鎖體機械單元以及電子控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制系統(tǒng)包括一電路控制單元、一電源管理單元以及一振動能量采集單元，所述鎖體機械單元、所述電源管理單元、所述振動能量采集單元與所述電路控制單元電性連接，所述電路控制單元根據(jù)接收的指令控制所述鎖體機械單元的開鎖或上鎖動作，所述電源管理單元包括至少一電池和一充電單元，所述電源管理單元為所述電路控制單元供電并在所述電池電壓低于限值時切斷電源，所述振動能量采集單元將機械能轉(zhuǎn)換為電能并為所述電路控制單元提供工作電源。
[0005]所述的電子鎖,其中,所述振動能量采集單元包括發(fā)電單元、能量轉(zhuǎn)換單元以及能量儲存單元，所述發(fā)電單元和所述能量儲存單元與所述能量轉(zhuǎn)換單元電性連接，所述發(fā)電單元將振動機械能轉(zhuǎn)換為交流電，所述能量轉(zhuǎn)換單元將所述交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
[0006]所述的電子鎖，其中，所述發(fā)電單元為一壓電式傳感器，所述能量轉(zhuǎn)換單元包括一全波橋式整流器和一降壓型轉(zhuǎn)換器，所述能量儲存單元包括一儲存電容。
[0007]
所述的電子鎖，其中，所述鎖體機械單元包括一鎖體、位于所述鎖體上方且相對于所述鎖體上下移動鎖桿以及一動作執(zhí)行部件，所述電路控制單元、所述電源管理單元和所述振動能量采集單元設(shè)置于所述鎖體內(nèi)。
[0008]所述的電子鎖，其中，所述動作執(zhí)行部件包括與所述電路控制單元電性連接的一控制電機、由所述控制電機驅(qū)動的一偏心輪及由所述偏心輪驅(qū)動的一鋼珠。
[0009]所述的電子鎖，其中，所述壓電式傳感器為長條狀，所述壓電式傳感器相對于所述鎖體橫向設(shè)置并可在所述鎖體內(nèi)上下擺動。
[0010]所述的電子鎖，其中，所述鎖體具有一外部電源接入接口，所述電源管理單元通過所述接口接入外部電源以對所述至少一電池進行充電。
[0011]所述的電子鎖，其中，所述電源管理單元與所述振動能量采集單元電性連接，所述振動能量采集單元為所述電源管理單元提供充電電源。
[0012]所述的電子鎖，其中，所述電路控制單元包括一單片機、一存儲芯片、一電機驅(qū)動電路、一 GPS模塊、一 GPRS模塊以及一射頻模塊。
[0013]本發(fā)明的電子鎖通過設(shè)置振動能量采集單元將電子鎖在運輸途中產(chǎn)生的振動機械能轉(zhuǎn)換為電能，為電子鎖的電路控制單元提供電源，從而避免因電池使用時間過長而導(dǎo)致電子鎖供電不足，無法完成整個運輸過程的監(jiān)控的缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明電子鎖的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明電子鎖的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖3為本發(fā)明電子鎖的電子控制系統(tǒng)的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]為了進一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)說明。
[0018]請參閱圖1，其為本發(fā)明電子鎖的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的電子鎖包括一鎖體機械單兀10和一電子控制系統(tǒng)20,電子控制系統(tǒng)20包括一電路控制單兀21、一電源管理單兀22以及一振動能量采集單元23。
[0019]鎖體機械單元10包括一鎖體11、一鎖桿12以及一動作執(zhí)行部件13。鎖桿12大致呈一倒U字形結(jié)構(gòu)，位于鎖體11上方且相對于鎖體11可上下移動，鎖桿12具有一第一端121和一第二端122，第一端121可拔出或插入鎖體11，第二端122可相對于鎖體11上下移動但不可拔出鎖體11。動作執(zhí)行部件13包括與電路控制單元21電性連接的一控制電機131、由控制電機131驅(qū)動的一偏心輪132及由偏心輪132驅(qū)動的一鋼珠133，當(dāng)電路控制單元21輸出一上鎖信號至控制電機131時，控制電機131逆時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動偏心輪132逆時針旋轉(zhuǎn)，進而帶動鋼珠133向鎖桿12的方向移動，并逐漸將鋼珠133壓入至第一端121的凹槽1211中，直至完成上鎖動作；當(dāng)電路控制單元21輸出一開鎖信號至控制電機131時，控制電機131順時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動偏心輪132順時針旋轉(zhuǎn)，鋼珠133在無外力的施壓的情況下向遠離鎖桿12的方向滾動，鋼珠133從鎖桿12的凹槽1211中脫離，鎖桿12克服阻礙，從鎖體11中拔出，進而完成開鎖動作。
[0020]請參閱圖2和圖3,圖2為本發(fā)明電子鎖的結(jié)構(gòu)框圖，圖3為本發(fā)明電子鎖的電子控制系統(tǒng)的電路原理圖。并合并參考圖1，電子控制系統(tǒng)20置于鎖體11內(nèi)，電子控制系統(tǒng)20包括電路控制單元21、電源管理單元22以及振動能量采集單元23。鎖體機械單元10、電源管理單元22、振動能量采集單元23與電路控制單元21電性相連,振動能量采集單元23與電源管理單元22電性相連。
[0021]電路控制單元21與控制電機131電性相連，其包括一單片機、一存儲芯片、一電機驅(qū)動電路、一 GPS模塊、一 GPRS模塊以及一射頻模塊。
[0022]電源管理單元22為電路控制單元21提供工作電源，其包括至少一電池和一充電單元，如圖3所示，在本實施例中電池可為鋰電池，充電單元可由一充電芯片U2、一充電芯片U3以及其外圍電路(包括電容C5等)組成。充電芯片U2、U3可通過鎖體11上設(shè)置的接口(未圖示)外接電源對鋰電池進行充電或由振動能量采集單元23采集的電源對鋰電池進行充電。當(dāng)鋰電池的電壓低于3.2伏的限值時，充電芯片U2、U3切斷與供電電路的連接，以保護鋰電池。
[0023]振動能量采集單元23包括發(fā)電單元、能量轉(zhuǎn)換單元以及能量儲存單元。
[0024]發(fā)電單元可為一壓電式傳感器，如圖1所示，振動傳感器231為長條狀，置于鎖體11內(nèi)且相對于鎖體11橫向設(shè)置，其包括基部2311和與基部2311 —體成型的振動臂2312，基部2311固定在鎖體11內(nèi)，振動臂2312可按箭頭A的指向向上擺動或按箭頭B的指向向下擺動，振動傳感器231將該振動機械能轉(zhuǎn)換為電能，其在單位時間內(nèi)采集電量的大小取決于振動強度與頻率的大小。
[0025]能量轉(zhuǎn)換單元包括一全波橋式整流器和一降壓型轉(zhuǎn)換器。在本實施例中，如圖3所示，能量轉(zhuǎn)換單元可通過一集成芯片實現(xiàn)，即能量轉(zhuǎn)換單元由一內(nèi)部集成一全波橋式整流器和一降壓型轉(zhuǎn)換器的集成芯片Ul及其外圍電路(包括電容Cl、C2、C3以及電感LI等)組成。
[0026]能量儲存單元包括一儲存電容C4。
[0027]請參閱圖3，壓電式傳感器Pl連接在集成芯片Ul的PZ1、PZ2管腳上，壓電式傳感器Pi將振動機械能轉(zhuǎn)換交流電，該交流電經(jīng)集成芯片Ui內(nèi)的全波橋式整流器整流變成直流電源，并將直流電源電量存儲于儲存電容C4中和電源管理單元22的鋰電池中。集成芯片Ul中的降壓型轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換的電能轉(zhuǎn)換成電路控制單元21工作電壓，即3.3V直流電壓，并從集成芯片Ul的Vout的管腳輸出直接為電路控制單元21供電。
[0028]本發(fā)明的電子鎖在正常情況下，由電源管理單元22中的鋰電池為電路控制單元21供電，當(dāng)電源管理單元22供電不足的時候，由振動能量采集單元23為電路控制單元21供電，并為電源管理單元22提供充電電源。
[0029]本發(fā)明的電子鎖在使用中通過壓電式傳感器將振動機械能吸收轉(zhuǎn)換為電能為電路控制單元提供電源或存儲在能量儲存單元和電池中，保證電子鎖在貨物運輸過程中能正常工作，為電子鎖的使用提供可持續(xù)電源，延長了電子鎖的使用時間。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，并非限制本發(fā)明的保護范圍。凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子鎖，包括:一鎖體機械單元以及電子控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制系統(tǒng)包括一電路控制單元、一電源管理單元以及一振動能量采集單元，所述鎖體機械單元、所述電源管理單元、所述振動能量采集單元與所述電路控制單元電性連接，所述電路控制單元根據(jù)接收的指令控制所述鎖體機械單元的開鎖或上鎖動作，所述電源管理單元包括至少一電池和一充電單元，所述電源管理單元為所述電路控制單元供電并在所述電池電壓低于限值時切斷電源，所述振動能量采集單元將機械能轉(zhuǎn)換為電能并為所述電路控制單元提供工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的電子鎖，其特征在于，所述振動能量采集單元包括發(fā)電單元、能量轉(zhuǎn)換單元以及能量儲存單元，所述發(fā)電單元和所述能量儲存單元與所述能量轉(zhuǎn)換單元電性連接，所述發(fā)電單元將振動機械能轉(zhuǎn)換為交流電，所述能量轉(zhuǎn)換單元將所述交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
3.如權(quán)利要求2所述的電子鎖，其特征在于，所述發(fā)電單元為一壓電式傳感器，所述能量轉(zhuǎn)換單元包括一全波橋式整流器和一降壓型轉(zhuǎn)換器，所述能量儲存單元包括一儲存電容。
4.如權(quán)利要求3所述的電子鎖，其特征在于，所述鎖體機械單元包括一鎖體、位于所述鎖體上方且相對于所述鎖體上下移動鎖桿以及一動作執(zhí)行部件，所述電路控制單元、所述電源管理單元和所述振動能量采集單元設(shè)置于所述鎖體內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的電子鎖，其特征在于，所述動作執(zhí)行部件包括與所述電路控制單元電性連接的一控制電機、由所述控制電機驅(qū)動的一偏心輪及由所述偏心輪驅(qū)動的一鋼珠。
6.如權(quán)利要求4所述的電子鎖，其特征在于，所述壓電式傳感器為長條狀，所述壓電式傳感器相對于所述鎖體橫向設(shè)置并可在所述鎖體內(nèi)上下擺動。
7.如權(quán)利要求4所述的電子鎖，其特征在于，所述鎖體具有一外部電源接入接口，所述電源管理單元通過所述接口接入外部電源以對所述至少一電池進行充電。
8.如權(quán)利要求1所述的電子鎖，其特征在于，所述電源管理單元與所述振動能量采集單元電性連接，所述振動能量采集單元為所述電源管理單元提供充電電源。
9.如權(quán)利要求1所述的電子鎖，其特征在于，所述電路控制單元包括一單片機、一存儲芯片、一電機驅(qū)動電路、一 GPS模塊、一 GPRS模塊以及一射頻模塊。
【文檔編號】E05B81/14GK104047480SQ201310081959
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】藍彥江, 周受欽 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司, 深圳中集智能科技有限公司