本實用新型涉及一種門鎖驅動裝置、以及應用其的電控門鎖裝置。該門鎖裝置可以用于家庭安防門鎖中,也可用于辦公場所、或者用于任何需要使用門鎖的場合中。
背景技術:
電子鎖,特別是電子門鎖,通常是通過密碼輸入來控制電路或芯片工作,從而控制機械的開鎖、閉鎖任務。密碼輸入操作可以通過傳統的按鍵式、撥盤式等機械輸入方式來進行,也可以通過較為先進的電子鑰匙(其通過聲、光、電磁波等形式將電子信號傳遞至位于電子門鎖內部的控制電路)、生物特征式(將人體生物特征,比如聲音、虹膜、指紋等,通過特定的輸入裝置輸入)來進行。
市面上已經存在大量的電子門鎖裝置,用于根據接收的正確的開鎖信號來實現門鎖的開啟或關閉。但是現有的電子門鎖裝置是存在缺陷的。
現有的大部分電子門鎖能實現的機械動作是十分有限的。在這些電子門鎖中,電子部件只包括信號讀取功能,而其中用于執行機械動作的電機僅用作離合器,即用于控制門鎖是否處于可打開的狀態,實際的開門動作仍需由人工操作來實現。
現有的電子門鎖的通用性也存在不足,不能夠適應市面上各種厚度的門板,安裝過程困難且復雜。此外,有些電子門鎖中鎖芯的轉動角度有限,只能開合一級簡單的門鎖,易于破解,安全性不夠。
技術實現要素:
本實用新型涉及一種門鎖驅動機構的底座,其中底座包括前端壁、周向的外壁和敞開的后端,至少一個主線路板以及電機被容納在由前端壁和周向外壁形成的內部空間中,底座還設置有至少一個電池倉,該電池倉接收并固定為門鎖驅動機構供電的電池。
在一個實施例中,電池倉平行于門鎖驅動機構的軸向方向。
在一個實施例中,門鎖驅動機構包括兩個電池倉,該兩個電池倉分別容納一個電池,電池蓋布置在底座的前端壁并且固定至該前端壁,電池蓋面向前端壁的表面設置有安裝位,該安裝位用于接收將兩個電池串聯連接的連接元件。
在一個實施例中,電池的遠離前端壁的觸點連接到布置在底座后側的齒輪箱的前端面的電池電極安裝位的觸點。
在一個實施例中,底座的周向外壁還布置有充電插口。
在一個實施例中,至少一個主線路板包括為電池充電的充電線路板,插口元件設置在充電線路板,并且該插口元件至少部分地延伸到底座的周向外壁,從而形成充電插口。
在一個實施例中,底座在靠近前端壁的部分布置有引導卡槽,引導卡槽能夠引導充電線路板在底座的內部空間內沿與門鎖驅動機構軸向方向平行和垂直的方向延伸,使得充電線路板被引導到正確的安裝位置。
在一個實施例中,沿門鎖驅動機構軸向方向插入到底座的內部空間的固定插片與電池倉的外壁的槽接合,從而限制充電線路板在垂直于該軸向方向上的移動。
在一個實施例中,至少一個主線路板包括用于控制門鎖驅動機構的操作的主控線路板,主控線路板通過布置在底座的卡槽和布置在底座后側的齒輪箱的前端面的相應卡槽而固定在位。
在一個實施例中,在底座的周向外壁和電池倉的外壁之間形成狹槽,該狹槽內設置有用于互連多個主線路板和/或將至少一個主線路板連接到其他線路板的布線。
在一個實施例中,布置在狹槽中的布線通過柔性板實現。
在一個實施例中,至少一個主線路板包括主控線路板和充電線路板,分隔板將主控線路板與充電線路板、電機以及電池分隔開。
本實用新型還涉及一種門鎖驅動機構,其包括根據前述任一實施例的底座;齒輪箱,其能夠將電機產生的扭矩傳遞至芯軸;離合單元,其能夠將芯軸與齒輪箱的傳動系分離,以及;手柄,其能夠將齒輪箱和離合單元封閉于其中。
在一個實施例中,齒輪箱設置于在底座后側,并且通過緊固裝置與底座連接,離合單元設置于齒輪箱的后側,并且與芯軸和手柄相連接。
在一個實施例中,芯軸延伸穿過底座和齒輪箱,并且從底座的前端向前延伸,直延伸到設置在門的門板的保險鎖,使得電機產生的扭矩被傳遞到保險鎖,以實現門鎖的開關。
本實用新型還涉及一種門鎖,其包括如前述任一實施例的門鎖驅動機構,并且包括用于接收門鎖驅動信號的信號識別單元。
在一個實施例中,門鎖還包括用于插入鑰匙的鑰匙孔。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案,下面將對實施例的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例,而非對本實用新型的限制。
圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的門鎖驅動機構1的部分分解的后視透視圖。
圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的門鎖驅動機構1的側視圖。
圖3是圖2示出的門鎖驅動機構1的后視透視圖。
圖4示出了門鎖驅動機構1和安裝板5的配合在一起之前的分離的透視圖。
圖5示出了門鎖驅動機構1的正視圖。
圖6示出了門鎖驅動機構1的側視圖,并且示出了用于安裝的銷釘520的側視圖。
圖7是門鎖驅動機構1的分解透視圖。
圖8示出了根據本實用新型的門鎖驅動機構1000的另一實施例的部分剖視圖,其中手柄1200包括前端手柄1210和后端手柄1220。
圖9示出了在前端手柄1210和后端手柄1220安裝到底座1100之前狀態的剖視圖。
圖10示出了底座100的橫截面視圖,在該圖中示出了電機130、芯軸101、主控線路板120、充電線路板140的相對位置。
圖11示出了充電線路板140及固定插片141未安裝到底座100中的狀態下的分解透視圖。
圖12示出了底座100的后視圖。
圖13示出了底座100的側面剖視圖,其中充電線路板140和固定插片141已經被安裝到底座100中。
圖14示出了底座100的從后方看的透視圖,其示出了底座100內部空間的布置。
圖15示出了底座100的前視透視圖,其中電池蓋170已經從底座100移除。
圖16示出了電池蓋170與底座100分離的透視圖。
圖17示出了齒輪箱300和底座100在未裝配在一起之間的分解透視圖。
圖18示出了齒輪箱300的后視透視圖,其中擴展線路板311、312未安裝到齒輪箱300中。
圖19示出了底座100、齒輪箱300和手柄200的側視圖,其中手柄200還未裝配到底座100和齒輪箱300。
圖20示出了擴展線路板311、312未安裝到齒輪箱蓋340后部的圓柱形外壁310形成的內部空間343中的狀態下的截面圖。
圖21示出了擴展線路板已經安裝到內部空間343中的狀態下的截面圖。
圖22示出了擴展線路板311安裝到內部空間343、且擴展線路板312未安裝到內部空間343的狀態下的齒輪箱300的后視圖。
圖23和24分別示出了擴展線路板311、312均安裝到內部空間343的狀態下的齒輪箱300的后視圖和后視透視圖。
圖25示出了齒輪箱300的傳動系統360的示意性透視圖。
圖26示出了末節齒輪361以及傳動輪362的透視圖。
圖27示出了末節齒輪361和傳動輪362的端視圖。
圖28示出了門鎖驅動機構1的透視圖,其中手柄200未安裝到底座100。
圖29示出了配合在一起的手柄200和底座100的剖視圖。
圖30示出了防脫環210和手柄套筒220的分解透視圖。
圖31示出了手柄套筒220的內部結構。
圖32示出了根據本實用新型的一個實施例的離合單元400的透視圖。
圖33示出了從另一角度觀察的圖32的離合單元400的透視圖。
圖34示出了配合狀態下的離合單元400與芯軸101的截面圖。
圖35示出了配合狀態下的離合單元400與芯軸101的透視圖,其中離合單元400的螺旋行程到達極限。
圖36示出了另一類型的離合單元的分解透視圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本實用新型實施例的附圖,對本實用新型實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于所描述的本實用新型的實施例,本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
除非另作定義,此處使用的技術術語或者科學術語應當為本實用新型所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本實用新型專利申請說明書以及權利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性,而只是用來區分不同的組成部分。同樣,“一個”或者“一”等類似詞語也不必然表示數量限制。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或物件涵蓋出現在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接,而是可以包括電性的連接,不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關系,當被描述對象的絕對位置改變后,則該相對位置關系也可能相應地改變。
特別地,在本實用新型中描述的前后的方向是相對于門的位置而言的。具體地,門鎖驅動機構的靠近門的部分被稱為“前”,而門鎖驅動機構的遠離門的部分被稱為“后”。該描述方式僅是用于方便在說明書中對部件的描述,而絕非意味著對本實用新型的限定。
在根據本實用新型的具有創造性的方案中,齒輪箱部分與底座部分是沿門鎖驅動機構的縱向方向相互獨立的部件并且相互隔開。特別地,電機、電池等較大體積的部件完全容納在底座中,從而與齒輪箱部分沿縱向方向完全隔離開;用于控制和/或供電的線路板也大部分或完全容納于底座中,或者其延伸到齒輪箱部分的縱向部分中的部分僅占用齒輪箱的很小的部分。因此,在門鎖驅動機構的緊湊的徑向尺寸的限制下,可以實現齒輪箱部分中盡可能大的空間,用于傳遞扭矩的齒輪系無需和電池、電機等較大體積的部件擠占有限的徑向尺寸,從而傳動系統可以設計為全角度旋轉,和/或傳動系統可以設計為多級減速傳動,使得能夠實現較大的減速比、較高的電機額定扭矩,以滿足市場上對多種門鎖鎖芯的工作力矩,進一步提高該門鎖驅動機構的適應性和兼容性。
【門鎖的安裝方式】
圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的門鎖驅動機構1的部分分解的后視透視圖。
參考圖1,門鎖驅動機構1的大部分部分均位于門2的內側(在圖1中示出為門的右側),并且通過貫穿門2的門板的安裝孔3而安裝并固定到門2上。在根據圖1示出的實施例中,安裝孔3是圓形的。可選地,安裝孔3的形狀可以根據門鎖驅動機構1的具體外形和/或結構而相應地設置,例如,安裝孔3可以設置為正方形、矩形、橢圓形等。
在室外,即門2的外側部分(在圖1中未示出),安裝有信號識別單元。可選地,該信號識別單元可以是接收用戶輸入的機械或電子輸入單元(例如按鍵式或觸摸式電子輸入裝置),可以是接收光、聲、電等類型信號的信號接收裝置,也可以是人體生物特征(指紋、虹膜)識別裝置;該信號識別單元還可與物聯網和/或互聯網等技術相結合,用于接收遠程裝置(比如計算機,或手機)發送的開鎖信號。
可選地,門鎖在門2的外側部分處可選地設置有鑰匙孔(未示出),用于當門鎖驅動機構1的電子控制電路出現故障時、通過手動方式使用鑰匙打開門鎖。用于通過鑰匙手動打開門鎖的鑰匙孔的設置為電子門鎖提供了冗余性,從而避免了在門鎖驅動機構1的電子電路故障(如斷電、或電路損壞)時將用戶拒之門外。替代地,通過手動方式使用鑰匙打開門鎖的裝置可以和門鎖驅動機構1的信號的電子識別單元相結合,即用戶需要同時匹配電子信號、以及使用正確的鑰匙打開門鎖,才能實現開鎖過程。這種電子識別和機械鑰匙匹配相結合的方式能夠進一步地提高門鎖的安全性能,可以有效地避免鑰匙被仿制或信號識別模塊被破解而產生的安全隱患。
門鎖鎖芯(未示出)安裝在安裝孔3中,用于被門鎖驅動機構1所驅動以打開門鎖。在門鎖驅動機構1的電子電路故障時,門鎖可通過插入到鑰匙孔中的鑰匙而手動地被打開,也可以通過旋轉門鎖驅動機構的機械把手而手動地打開。門鎖鎖芯可以完全地嵌入到門2中,即沒有延伸超過門2的前后面板或與其平齊,從而有利于門鎖機構的美觀,并且易于門鎖驅動機構1的安裝。
信號識別單元設置在門2的外側,而門鎖驅動機構1的大部分都安裝在門2的內側,信號識別單元通過信號線4而連接到設置在門鎖驅動機構1中的控制電路(例如,印刷電路板)上。
門鎖驅動機構1的室內安裝部分經由安裝板5而安裝到門2。可選地,門鎖驅動機構1能夠通過本領域一些常見的安裝、固定方式而被安裝到門2,例如通過粘接劑、螺紋連接、焊接而被固定到門2。
在本實用新型的實施例中,門鎖驅動機構的室內安裝部分經由安裝板5、通過銷釘和卡扣的配合方式,能夠快速且便捷地將門鎖驅動機構1安裝到門2和/或從門2拆卸。
圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的門鎖驅動機構1的側視圖,圖3是該門鎖驅動機構1的后視透視圖。
圖2中的門鎖驅動機構1的側視圖示出了根據本實用新型的一個實施例的門鎖機構1的外形。該門鎖驅動機構1為兩段式結構,其包括底座100和手柄200。芯軸101從底座100沿軸向向外伸出,并且在門鎖驅動機構1的安裝過程期間被插入到門鎖鎖芯中。當門鎖驅動機構1中的電機130(見圖6)被驅動而帶動芯軸101轉動時,該芯軸101能夠驅動門鎖的內部機構來實現鎖舌和保險鎖的開啟和閉合。
在一個實施例中,底座100和手柄200成大致圓柱形的形狀。替代地,底座100和手柄200可以為其他的柱形形狀,其橫截面諸如但不限于,正方形、長方形、橢圓形、三角形等,也可以設計為非柱形形狀。特別地,手柄200可以設計為便于人手抓握的其他形狀。此外,手柄200的外表面上可以設置有便于人手抓握、或增大摩擦力的凹槽或凸起,以便于用戶操作手柄。
在圖2和3中示出的實施例中,底座100的外徑小于手柄200的外徑。這可便于手柄部分的抓持而同時保證門鎖驅動機構1的較小的尺寸結構。替代地,底座100的外徑可以等于或大于手柄200的外徑。在一個實施例中,當產品內部的電動驅動部分不能正常工作時,用戶可以轉動手柄完成開門動作,以實現對電驅動部分的補充。
后蓋201位于手柄200的后端,其能夠覆蓋并保護內部元件,使其免受外部灰塵、濕氣或其他雜質的影響。該后蓋201優選地由電介質材料(例如,塑料材料)制成。用于制造后蓋201的電介質材料能夠使電磁信號通過、并且保持其完整性而不會將其衰減,使得當用戶在室內使用遙控控制(電子門卡、手機)手段意圖打開門鎖時,該后蓋不會影響控制信號的接收,并且產品內部的控制元件能夠準確地接收到開鎖的信號。
返回參考圖1,門鎖驅動機構1通過安裝板5而安裝到門2。特別地,門鎖驅動機構1通過銷釘和卡扣能夠快速且簡單地安裝到門2和/或從門2拆卸。
圖4示出了門鎖驅動機構1和安裝板5的配合在一起之前的分離的透視圖。圖5示出了門鎖驅動機構1的正視圖。圖6示出了門鎖驅動機構1的側視圖,并且示出了用于安裝的銷釘520的側視圖。
安裝板5的形狀為與底座100的橫截面大致一致的形狀,在圖4中示出的結構中為大體圓形的。在安裝板5設置有多個開口,包括用于使芯軸101穿過其延伸的開口520、和用于使信號線4延伸通過的開口530。銷釘510穿過安裝板5的相應的孔口而將將安裝板安裝在門2的門板。在示出的結構方案中,使用三個銷釘510用于固定安裝板。使用3個銷釘510能夠實現較穩定的固定效果,而同時盡可能少的占用門鎖驅動機構1中、特別是底座100中的空間。替代地,可以使用更多或更少的銷釘510用于固定安裝板。底座100在其前部設置有電池蓋170(參見圖16),用于遮蓋布置在底座100中的電池。電池蓋170的各個孔的位置和底座100的前端壁110的各個孔的位置相對應,因此其不會阻礙相應部件(包括芯軸101、信號線4、扣具113、諸如螺釘等的緊固部件等)穿過前端壁110的布置。為了便于描述,在下文中僅描述穿過底座100的前端壁110的各個孔的相應位置和作用,可選地,在電池蓋170在相應的位置處也有對應的孔,在說明書中不再贅述。
底座100在其前端壁110設置有與銷釘510對應的銷釘掛孔111。銷釘掛孔111的數量與銷釘510的數量相同。在圖6中示出了銷釘510的具體結構。銷釘510包括銷釘尾部511、銷釘干部513和凸緣512。凸緣從銷釘干部513的靠近銷釘尾部511的部分沿銷釘510的徑向方向向外突出。銷釘掛孔111的形狀設計為使得銷釘尾部511能夠較為容易地安裝到該銷釘掛孔111中,其在圖4-5中示出的實施例中設計為寬度等于或略大于銷釘尾部511直徑、且長度大于銷釘尾部511直徑的圓角矩形。
在安裝過程中,安裝板5先通過銷釘510而固定在門2。銷釘510可選地攻有螺紋,使得其能夠穩固且相對容易地嵌入到門板中。銷釘510的凸緣512將安裝板5的前表面壓靠在門2的內部表面。隨后,門鎖驅動機構1通過銷釘掛孔111和銷釘510的配合而掛到對應的銷釘510。特別地,底座100的銷釘掛孔111附近的前板配合(可選地為過盈配合)在銷釘尾部511和凸緣512之間,從而門鎖驅動機構1通過銷釘510而相對穩定地臨時固定在門2。
安裝板5還設置有從安裝板5向后凹入的凹部540。在示出的實施例中,安裝板5包括兩個凹部540,但是在替代的實施例中凹部540的數量可以更多或者更少。在底座100也包括從其前端壁110的前表面向后凹入的凹部112。在示出的實施例中,凹部112的數量為兩個,與安裝板540的凹部的數量相對應;但是在替代的實施例中,凹部112的數量可以根據凹部540的數量而相應的調整。在門鎖驅動機構1通過銷釘掛孔111和銷釘510的配合而掛到對應的銷釘510之后,安裝板5的凹部540相應地配合到底座100的凹部112中。隨后,沿圖4中的箭頭A1、A2的方向轉動可樞轉地設置在凹部112中的扣具113,使得扣具113的背面114扣合在凹部540的表面541,從而將門鎖驅動機構1固定在安裝板5、以及從而固定到門2。
【整體布置】
圖7是門鎖驅動機構1的分解透視圖。該門鎖驅動機構1包括底座100、手柄200、齒輪箱300、離合單元400。其中,底座100大致呈一端封閉的中空圓柱形狀,具有基本上封閉的前端壁110和敞開的后端。主控線路板120、電機130、充電線路板140和電池(未示出)通過所述敞開的后端而放置到底座100中。齒輪箱300通過緊固裝置(例如螺釘)沿徑向方向與底座100連接為整體。擴展電路板311、312安裝在齒輪箱后端。離合單元400布置在齒輪箱300后端,并且連接到芯軸101。隨后,手柄200從離合單元400的后方套入,圍繞并將齒輪箱300和離合單元400封閉于其中。在示出的實施例中,手柄200也大致呈一端封閉的中空的圓柱形狀,其后端由后蓋201封閉。手柄200與離合單元400通過十字花鍵而機械連接,用于傳遞扭矩。電控元件以及信號收發模塊集成在線路板120、140中。可選地,控制模塊主要集成在主控線路板120中,充電模塊主要集成在充電線路板140,并且主控線路板120和充電線路板140分隔開一段距離。
在門鎖驅動機構1的工作過程中,信號接收部件接收到用戶指令(人體生物特征(指紋、聲音、虹膜等),遠程控制信號(手機信號、電子門卡等))后,設置在主控線路板120中的控制模塊中的邏輯元件控制電機130啟動,通過齒輪箱300傳遞扭矩,帶動芯軸101轉動,從而完成開門動作。優選地,可以在擴展電路板311、312設置位置感測元件(例如霍爾傳感器),用于感測芯軸轉動的角度,并且與設置在門2的另一位置感測元件結合,用以判斷門2的開合狀態。
在門鎖驅動機構1的電量不足時,例如電池沒電,或者在電氣部分故障的情況下,用戶可以通過手柄200手動地實現開門的動作。用戶可以通過手動地旋轉手柄200,驅動芯軸旋轉,從而實現開門的動作。優選地,在根據本實用新型的實施方式中,在用戶旋轉手柄200的過程中,離合單元400可以實現芯軸和齒輪箱的脫開,從而避免外部的機械動作將扭矩傳遞到齒輪箱300內部的部件,而損傷齒輪箱內部部件或損傷其他電路元件。
圖8示出了根據本實用新型的門鎖驅動機構1000的另一實施例的部分剖視圖,其中手柄1200包括前端手柄1210和后端手柄1220。圖9示出了在前端手柄1210和后端手柄1220安裝到底座1100之前狀態的剖視圖。在安裝過程中,在將主控線路板、充電線路板、電機1130、電池放置在底座1100中后,齒輪箱1300通過緊固裝置(例如螺釘1301)沿徑向方向與底座1100連接為整體。隨后,將可選的擴展電路板(未示出)安裝在齒輪箱后端,并且將離合單元(未示出)布置在齒輪箱1300后端,并且連接到芯軸1101。
隨后,前端手柄1210從底座1100的前部套入,且后端手柄1220從齒輪箱1300的后方套入,從而前端手柄1210和后端手柄1220相互連接,且圍繞并將齒輪箱1300和離合單元1400封閉于其中。在示出的實施例中,后端手柄1220大致呈一端封閉的中空的圓柱形狀,其后端由后蓋1201封閉。前端手柄1210大致呈兩端敞開的中空的圓柱形狀,其前部開口敞開以暴露底座的前端壁1110。前端手柄1210和后端手柄1220可通過任何緊固方式而永久地或可拆卸地連接在一起,例如,通過焊接、粘接劑、螺紋連接、卡扣連接、以及本領域技術人員所熟知的任何連接方式。在圖8、9示出的實施例中,在后端手柄1220的前部和前端手柄1210的后部分別設置有外螺紋和內螺紋,使得,前端手柄1210能夠通過螺紋配合而“旋到”后端手柄1220并與其連接。將手柄設計為分體式結構,即包括前端手柄1210和后端手柄1220的結構,可以使得手柄1200與門鎖驅動機構1000的其他部件的安裝方式更加靈活和容易,并且能夠減少在安裝過程中與門鎖驅動機構1000的其他部件相互干涉的可能性。
在根據本實用新型的門鎖驅動機構1、1000配裝完成后,其底座100、1100在前部靠近門2,并且經由安裝板5(參見圖1)而安裝到門2的門板。在門鎖驅動機構1、1000組裝完成后,電機(130、1130)、電池等動力提供裝置,以及主控線路板和充電電路板等控制模塊均設置在底座100、1100的中空的內部空間中。齒輪箱300、1300通過緊固裝置(例如圖9中示出的螺栓1301)而被緊固到底座100、1100。齒輪箱300、1300包括從其向后延伸的一段外壁310、1310,該外壁310、1310優選地為圓柱形、并且在齒輪箱的后部內側形成大致圓柱形的內部空間,用于接收擴展線路板311/312、和/或信號接收線路板1311。芯軸101、1101延伸穿過齒輪箱300、1300和底座100、1100,并且從底座100、1100的前端向前延伸,一直延伸到設置在門2的門板內部的保險鎖,從而能夠將電機130、1130的扭矩傳遞至保險鎖以實現門鎖鎖舌的開啟和/或閉合。門鎖驅動機構1的手柄200和/或門鎖驅動機構1000的后端手柄1220的后方布置有后蓋201、1201,用于保護內部元件,使其免受外部灰塵、濕氣或其他雜質的影響。該后蓋201、1201優選地由電介質材料(例如,塑料材料)制成。用于制造后蓋201、1201的電介質材料能夠使電磁信號通過、并且保持其完整性而不會將其衰減,使得當用戶在室內使用遙控控制(電子門卡、手機)手段意圖打開門鎖時,該后蓋不會影響控制信號的接收,并且產品內部的控制元件能夠準確地接收到開鎖的信號。
在圖7-9示出的實施例中,齒輪箱300、1300布置為從底座100、1100向后延伸。齒輪箱部分300、1300的內部空間與底座100、1100的內部空間相互分隔開,從而齒輪箱300、1300的內部空間較大,而不會與電池、電機(130、1130)等大體積的部件擠占安裝空間。因此,齒輪可以在齒輪箱300、1300的內部空間中根據具體要求更為靈活地布置。齒輪的減速比可以根據需要靈活地設置。特別地,齒輪的減速比可以設置為較大,并且與芯軸101、1101的提高的額定扭矩相結合,以能夠適應市面上各種門鎖鎖芯的工作力矩的要求。
由于齒輪箱300、1300的內部空間較大,因此可以較為靈活地布置齒輪傳動,而無需過多考慮空間限制。特別地,布置在齒輪箱300、1300中的齒輪傳動系統中的齒輪可以設計為全周運轉,使得芯軸的旋轉運動沒有由于機械結構而導致的運轉角度的限制,從而根據本實用新型的門鎖驅動機構1、1000能夠適用于各種門鎖保險級數。
信號接收元件可以設置在擴展線路板311/312、和/或信號接收線路板1311,并且擴展線路板311/312、和/或信號接收線路板1311布置在盡可能接近后蓋201、1201的位置處。在一個實施例中,底座100、1100和手柄200、1210/1220由金屬材料制成,從而能夠保證門鎖驅動機構1、1000的足夠的強度。由于金屬材料可能會部分地衰減用于指示開鎖或閉鎖的指令信號,因此,將信號接收元件布置為盡可能接近后蓋201、1201的門鎖驅動機構1、1000的后端處能夠一定程度地避免金屬材料對信號的衰減。另外,如上文所述,后蓋201、1201優選地由電介質材料(例如,塑料材料)制成。用于制造后蓋201、1201的電介質材料能夠使電磁信號通過、并且保持其完整性而不會將其衰減,使得后蓋201、1201不會影響控制信號的接收。
此外,由于信號接收線路板1311和/或布置有信號接收器件的擴展線路板311/312布置在齒輪箱300、1300后部,從而與布置在底座100、1100中的電池、電機(130、1130)、主控線路板、充電線路板等部件分隔開,從而避免了其間相互的電干擾。
【底座布置】
圖10示出了底座100的橫截面視圖,在該圖中示出了電機130、芯軸101、主控線路板120、充電線路板140的相對位置。在底座100中還設置有電池倉150,用于接收并固定為門鎖驅動機構1供電的電池。若門鎖驅動機構1的電量不足時,用戶可以打開扣具113,將門鎖驅動機構1從門2拆卸下來,打開電池蓋170(參見圖16)更換或安裝電池。在圖10中示出了門鎖驅動機構1的兩個電池倉。在替代的實施例中,可以根據所需電量的多少適當地設置電池倉的個數,以容納相應數量的電池。此外,優選地,底座100還設置有USB充電插口115(見圖7),用于通過USB接口對電池充電。該USB充電插口115使得用戶可以在緊急情況下、在不拆卸門鎖驅動機構1的情況下使用移動電源對其充電,從而使得門鎖驅動機構1正常工作;或者使得在不拆卸電池的情況下將門鎖驅動機構1作為一個整體進行充電,從而延長門鎖驅動構件1的內部機械構件的壽命。
根據圖7的分解圖和圖10的截面圖,可以看出,主控線路板120、充電線路板140、電機130和電池都安裝在底座100的內部空間中。在該內部空間中,主控線路板120設置在由底座100的外壁116的一部分和分隔板121限定的單獨空間中,從而與電機130、電池、芯軸101等其他部件分隔開,以保護主控線路板以及其上的電子元件。此外,充電線路板140設置在由底座100的外壁116的一部分、電池倉150的外壁151的一部分、和固定插片141限定的單獨空間中,從而也與電機130、電池、芯軸101等其他部件分隔開,以保護充電線路板140以及其上的電子元件。
圖11示出了充電線路板140及固定插片141未安裝到底座100中的狀態下的分解透視圖。圖12示出了底座100的后視圖。圖13示出了底座100的側面剖視圖,其中充電線路板140和固定插片141已經被安裝到底座100中。
在充電線路板140的安裝過程中,由于在充電線路板140的靠近底座100的外壁116的一端處設置有USB插口元件142,并且該插口元件142可選地部分延伸到底座100的外壁116中(該插口元件142可以延伸至與底座100的外壁116的外表面平齊或略微凹入),因此該充電線路板140不能直接沿軸向方向插入到底座100中。為了避免充電線路板140與底座100的干涉,在安裝時,需要在將充電線路板140放置到底座100中的內部空間后,沿圖12所示的箭頭B的方向徑向移動充電線路板140,使其與底座100的外壁116相應的USB充電插口115對準。底座100的前部(靠近門2的部分)布置有引導卡槽143,用于引導充電線路板140的軸向移動和徑向移動,以將充電線路板140定位到正確的位置。在示出的實施例中,導向用于引導充電線路板140的引導卡槽143有兩個;但是在替代的實施例中,引導卡槽143的數量可以根據底座100中的具體布置結構而靈活地選擇。
在充電線路板140被引導到位后,固定插片141沿軸向方向插入,用于將充電線路板140固定在位。固定插片141通過布置在電池倉150的外壁151中的槽152(參見圖14)而固定在底座100中,并且固定插片141的一端插入到底座100中(見圖11)。從圖11可以看出,在固定插片141被安裝到位后,充電線路板140的徑向移動被固定插片141所限制。特別地,由于充電線路板140布置有用于接收USB充電裝置的USB插口元件142,因此,固定插片141還進一步地有助于避免由于用于沿徑向方向插入USB充電裝置時作用在固定插片141的徑向力而導致的充電線路板140的松動、或在底座100中的不期望的移動。
此外,在底座100和齒輪箱300連接在一起后,固定插片141的另一端以及充電線路板140的后端(遠離門2的一端)通過齒輪箱300的端面而固定在位。特別地,充電線路板140的后端通過布置在齒輪箱300上的相應的卡槽321而固定在位,如圖11所示。類似地,主控線路板120也通過布置在底座中的相應的卡槽144、和布置在齒輪箱的相應卡槽341而固定在位。由于主控線路板120沒有用于連接到外部裝置的接口,因此其可以沿軸向方向容易地插入到底座100的內部空間中,而無需沿徑向方向的移動。
圖14示出了底座100的從后方看的透視圖,其示出了底座100內部空間的布置。從圖14中可以看出,底座100的外壁116和電池倉150的外壁151之間布置有狹槽161,該狹槽161用于通過充電線路板140和其他線路板(包括主控線路板和擴展線路板)之間的連線。優選地,充電線路板140和其他線路板之間的連線通過柔性板(未示出)實現。柔性板占用的空間較少,并且能夠根據需要靈活地設置。用于使柔性板通過的狹槽161的尺寸可以設計為非常小,從而能夠有助于底座100內部件的緊湊的布置。
在電池倉150的外壁151中布置有槽152,用于接收沿軸向方向插入的固定插片141并將其固定在位。該槽152沿與軸向方向平行的方向延伸。替代地,槽152可以沿與軸向方向成角度的方向延伸,以將固定插片141保持為與軸向方向成角度。在底座100的前端壁110中布置有延伸穿過前端壁110的主線過線孔103,用于信號線4(參見圖1)穿過其延伸。信號線4用于將門鎖驅動機構1的內部線路與布置在室外(即,門2的外側)的信號接收單元相連接,以使得門鎖驅動機構1能夠響應于從布置在室外的信號接收單元接收到的信號(諸如但不限于,密碼輸入、人體生物特征輸入、遙控信號輸入等),而進行開鎖動作。分隔板121設置有切口122,用于內部線路的布線。在圖14中示出的實施例中,切口122成多級臺階狀,使得能夠根據連接線的數量將連接線布置在不同的臺階處,而同時保持連接線的固定。在替代的實施例中,切口122可以呈其他的形狀。
圖15示出了底座100的前視透視圖,其中電池蓋170已經從底座100移除。圖16示出了電池蓋170與底座100分離的透視圖。在圖15中示出的實施例中,底座100的外壁116中布置有凹槽118。在凹槽118中布置有模式選擇模塊,用戶可以通過該模式選擇模塊選擇門鎖驅動機構1的工作模式(即選擇主控線路板的工作模式/程序),或者用戶可通過該模塊重置產品。該模式選擇模塊可選地為多個按鈕,或者為觸摸屏。在該凹槽118上方可選地布置有蓋(未示出),其能通過本領域技術人員熟知的連接方式完全遮蓋該凹槽118,也能夠打開以暴露凹槽118中的模式選擇模塊。該蓋用于密封和保護布置在底座100中的部件免受環境雜質的影響。在替代的實施例中,在底座100的外壁116中沒有用于布置模式選擇模塊的凹槽118,用戶可通過感應裝置(感應卡)或遙控裝置(手機或遙控器)來改變門鎖驅動機構1的工作模式和/或重置該門鎖驅動機構1。
在底座100的外壁116中布置有USB充電插口115,用于通過外部電源對布置在底座100中的電池倉中的電池充電,從而避免打開門鎖驅動機構1并拆卸/更換電池的復雜操作。限位軸肩119沿周向方向布置在外壁116,并且從外壁116沿徑向方向向外延伸。限位軸肩119用于限定手柄200的軸向位置,防止其在安裝到位之后不經意地與底座100脫開。限位軸肩119與手柄200的固定方式在后文中詳細地描述。
從圖15的底座100的前視透視圖中還可以看出的是,在底座100的前端壁110布置有芯軸孔102、主線過線孔103、扣具安裝孔104、電池蓋安裝孔105,分別用于芯軸101、信號線4、扣具114、電池蓋緊固裝置(諸如螺釘)的定位和安裝。
在根據本實用新型的實施例中,采用的電池為普通五號電池或七號電池。因此,電池倉150布置為圓柱形通孔的形式。電池蓋170布置在底座100的前端壁110,用于遮蓋和保護位于電池倉150中的電池。電池蓋170可以通過電池蓋緊固裝置(諸如螺釘)而固定到底座100的前端壁110;用戶可以通過將該電池蓋緊固裝置從底座100拆卸,而打開電池蓋,并取出/更換電池。替代地,電池蓋170可以通過本領域技術人員所熟知的任何方式安裝到底座100。比如,電池蓋170可以通過卡扣連接安裝到底座100,從而便于用戶能夠容易地安裝和/或卸下電池蓋170。此外,電池蓋170還可以通過粘接劑、焊接等方式永久地固定到底座100,從而布置在底座100中的電池僅可通過USB充電插口對其進行充電而對其補充電能。電池的數量可以根據所需要提供的電壓而適當地選擇。在圖中示出的實施例中,底座100包括兩個電池倉,用于容納兩節電池。連接元件(未示出)安裝在電池蓋170背面的安裝位171中,用于當電池蓋安裝到底座100的前端壁110時將容納在電池倉150中的電池串聯連接。根據串聯布置在底座100中的電池的節數,在電池蓋170背面可包括多個安裝位171,以容納并固定用于串聯連接多個電池的多個連接元件。連接元件可以以卡扣或膠粘的方式簡單地固定在電池蓋。連接元件與電池的連接通過經由電池蓋緊固裝置實現的底座100和電池蓋170的連接而進一步地保證。
替代地,用于為門鎖驅動機構1供電的電池可以采用其他類型的電池,諸如紐扣電池、可重復充電的鋰電池等。電池蓋和連接元件的形式可以根據采用的電池類型的形式而靈活地選擇。
【齒輪箱結構】
圖17示出了齒輪箱300和底座100在未裝配在一起之間的分解透視圖。齒輪箱300包括齒輪箱體320和齒輪箱蓋340。底座100、齒輪箱體320和齒輪箱該340通過連接件(例如螺釘)連接且固定為一個整體。齒輪箱體320設置有卡槽321,用于接收充電線路板140,并且與底座100中的引導卡槽143協作以將充電線路板140固定在位,從而限制了充電線路板140的軸向位移。齒輪箱蓋340也設置有卡槽341,用于接收主控線路板120,并且與底座100中的卡槽144協作以將主控線路板120固定在位,從而限制了主控線路板120的軸向位移。由于主控線路板120是門鎖驅動機構1的主要控制電路,因此將其固定卡槽安置在靠近門鎖驅動機構1的后部的齒輪箱蓋340有助于接收更大尺寸的主控線路板120,從而以能夠在主控線路板120實現更多的控制功能。在替代的實施例中,主控線路板120可以設計為具有較小的尺寸,從而可以完全地容納于底座100中的空間中。在這樣的實施例中,用于主控線路板120的固定卡槽也可類似于用于充電線路板140的固定卡槽321而設置于齒輪箱300的端面上。
在齒輪箱體320的前端面還設置有電池電極安裝位322,用于安裝接觸電池正負電極的觸點(未示出)。該觸點將電池的正負極引出電池倉150,并且在通過導線連接至相應的線路板。該觸點可通過焊接、膠粘、卡扣等方式安裝到電池電極安裝位322處。
圖18示出了齒輪箱300的后視透視圖,其中擴展線路板311、312未安裝到齒輪箱300中。齒輪箱體320整體成圓柱形,其遠離圓心的徑向部分被切去,以避免與尺寸較大的主控線路板120干涉。替代地,在主控線路板120尺寸較小而能夠完全地容納在底座100的空間中的實施例中,齒輪箱體320為完整的圓柱形。將尺寸較大的主控線路板120設置在底座100和齒輪箱300的空間中,可以縮短底座100所需的尺寸,并且使得該門鎖驅動裝置1的縱向結構更為緊湊。而將主控線路板120布置為遠離齒輪箱體320的圓心,(即靠近大致圓柱形的齒輪箱體320的圓周),可以實現齒輪箱體320的盡可能較大尺寸的整體結構和內部空間,以實現布置在其中的傳動系統360的多級減速和全周旋轉的功能。
齒輪箱蓋340的前部與齒輪箱體320大致呈一致的結構,但是在其后部為大致圓柱形的形狀,并具有圓柱形的外壁310。該圓柱形的外壁310圍繞一圓柱形的內部空間343,用于接收并固定擴展線路板311、312。當底座100中的線路板尺寸仍然不足夠時,可將部分模塊設置在擴展線路板311、312,以使得門鎖驅動機構1能夠實現更多的功能/模式,而不會過多地增大該門鎖驅動機構1的縱向(軸向)尺寸。此外,可以在擴展線路板311、312(優選地在線路板312)設置信號接收元件,使得在室內的信號接收元件接近門鎖驅動機構1的后端,從而能夠準確地接收遙控裝置(手機、電子門卡等)發出的開鎖信號。
由于在門鎖驅動機構1組裝完成后,手柄200套裝在齒輪箱300并環繞齒輪箱300布置,因此齒輪箱300的縱向尺寸會很大程度地影響手柄200的縱向尺寸。考慮到手柄200是用于操作門鎖的手動機構,為了保證操作過程中的手部舒適感,以及保持其美觀性,該手柄200的外部尺寸不能設計得過大。可選地,手柄200的直徑在40到100mm的范圍內。優選地,手柄的直徑在55到65mm的范圍內。更優選地,手柄的直徑選擇為60mm。齒輪箱300的齒輪箱體320和齒輪箱蓋340的形狀、以及布置在齒輪箱蓋340后部的圓柱形外壁310形成的內部空間343的特征能夠有助于實現齒輪箱300、底座100、以及從而整個門鎖驅動機構1的緊湊的縱向結構。
在示出的實施例中,在內部空間343中設置了兩塊擴展線路板311、312。然而,在替代的實施例中,擴展線路板311、312的數量可以根據具體的應用而靈活地選擇。取決于門鎖驅動機構1所需實現的功能,以及所需的電子模塊的數量,可以僅使用一塊擴展線路板,也可以使用多于兩個擴展線路板。
此外,齒輪箱蓋340后端的圓柱形的外壁310的結構還可有助于保持齒輪箱300與手柄200的良好的周向配合,從而保證了手柄的穩定性。
圖19示出了底座100、齒輪箱300和手柄200的側視圖,其中手柄200還未裝配到底座100和齒輪箱300。從圖19中可以看出,在齒輪箱蓋340的后部的圓柱形的后壁310用作手柄200的沿徑向方向的內部支撐。若齒輪箱蓋340整體和齒輪箱體320的形狀相同,即沒有圓柱形的后壁310,則手柄200徑向方向的剛性可能不足,從而可能導致手柄200的晃動、以及甚至導致手柄200和底座100的連接部松動從而導致手柄200的脫開。
圖20示出了擴展線路板311、312未安裝到齒輪箱蓋340后部的圓柱形外壁310形成的內部空間343中的狀態下的截面圖。圖21示出了擴展線路板已經安裝到內部空間343中的狀態下的截面圖。圖22示出了擴展線路板311安裝到內部空間343、且擴展線路板312未安裝到內部空間343的狀態下的齒輪箱300的后視圖。圖23和24分別示出了擴展線路板311、312均安裝到內部空間343的狀態下的齒輪箱300的后視圖和后視透視圖。
圖20-24示出了一種將兩層擴展線路板311、312固定在齒輪箱蓋340的內部空間343中的固定方式。在下文中,為了區分和便于描述擴展線路板311、312,將靠近齒輪箱蓋340的底部的擴展線路板311稱為下層線路板311,將遠離齒輪箱蓋的底部的擴展線路板312稱為上層線路板312。
下層線路板311和上層線路板312分別通過沿軸向方向分隔開的兩排卡扣344、345固定在內部空間343中。
下層線路板311通過沿齒輪箱的圓柱形外壁310周向布置的卡扣344而固定在卡扣344和齒輪箱蓋340的中間板346之間。中間板346用作齒輪箱蓋340的端面,用于將擴展線路板311、312與齒輪箱中的其他部件分隔開,以保護/隔離齒輪箱內部。在圖20-24中示出的實施例中,卡扣344布置為具有突出部的倒鉤的形式。當將下層線路板311沿圖20中所示的向下的方向按壓到卡扣344時,卡扣344沿徑向方向向外偏轉,使得下層線路板311能夠進一步地向下移動,直到越過卡扣344的凸出部。在下層線路板311越過卡扣344的凸出部后,卡扣344沿徑向方向向內彈回到原處,而將下層線路板311保持在位。在圖22示出的實施例中,三個卡扣344將下層線路板311保持在位。然而,可選地,卡扣344的數量也可以增大或減少。
在中間板346中,還布置有多個通孔347-1,347-2,347-3,347-4。該多個通孔用于接收將齒輪箱300和底座100連接為一個整體的連接裝置。可選地,該連接裝置優選地為螺釘,且該多個通孔布置為用于接收螺釘的帶螺紋的、或部分帶螺紋的螺紋孔。在示出的實施例中,下層線路板311包括限位凹部313(還參見圖18),其與一個螺釘孔347-4的凸出部相配合,以限定下層線路板311的徑向位置(防止其沿箭頭C指示的方向移動),并且防止下層線路板311的旋轉。將螺釘孔347-4的凸出部用于對下層線路板311進行限位,可以部分地減少布置在齒輪箱蓋340中用于定位下層線路板311的單獨的部件,從而節約齒輪箱蓋340中的空間,而實現部件在齒輪箱蓋340中的內部空間343中的更緊湊的布置,和/或,容納在該內部空間343中的電路板的尺寸可以更大,從而能夠實現門鎖驅動機構1的更豐富的功能。
在齒輪箱蓋340的外壁310的內部布置有多個肋部348。該多個肋部348從外壁310的內側沿徑向方向向內延伸,并且提供了上層線路板312的安裝平面。該多個肋部348的頂面布置為更靠近齒輪箱蓋340的后部(即沿圖20的方向布置在卡扣344的上方),使得上層線路板312定位在該多個肋部的頂面,而不會與卡扣344以及下層線路板311干涉。
該多個肋部348可以沿外壁310的內側以一致的間隔布置,以實現對上層線路板312較為均衡的支撐。該多個肋部也可根據齒輪箱蓋340中的其他部件的布置而在適當的位置處靈活地布置,從而實現對空間的最優化的利用。
上層線路板312通過卡扣345而固定在卡扣345和肋部348的頂面之間。卡扣345布置在用于使芯軸101通過其延伸的孔349周圍。將卡扣344布置為靠近外壁310,而將卡扣345布置為靠近孔349,可以避免卡扣344、345的干涉,以及避免在下層線路板311安裝時與卡扣345的干涉。
在示出的實施例中,卡扣345也與卡扣344類似的布置為具有突出部的倒鉤的形式。當將上層線路板312沿圖20中所示的向下的方向按壓到卡扣345時,卡扣345沿徑向方向向內偏轉,使得上層線路板312能夠進一步地向下移動,直到越過卡扣345的凸出部。在上層線路板312越過卡扣345的凸出部后,卡扣345沿徑向方向向外彈回到原處,而將上層線路板312保持在位。在圖22示出的實施例中,四個卡扣345將上層線路板312保持在位。然而,可選地,卡扣345的數量也可以增大或減少。
在圖20-24所示出的實施例中,下層線路板311和上層線路板312都布置有使得卡扣345能夠通過的開口。特別地,下層線路板311的該開口使得下層電路板在安裝過程中能夠經過卡扣345向下移動,直到經過卡扣344并且被卡扣344所固定。下層線路板311的外徑比上層線路板312的外徑小,使得下層線路板311在安裝過程中不會被肋部348阻擋和/或被肋部348干涉。
在齒輪箱蓋340的圓柱形外壁310的內側還布置有加強筋350,其具有兩個縱向肋部351。該兩個縱向肋部351限制上層線路板312的旋轉自由度。此外,加強筋350和肋部348還可有助于增強齒輪箱蓋340的圓柱形外壁310的徑向強度,從而保證對手柄200的徑向支撐。
【齒輪箱傳動】
圖25示出了齒輪箱300的傳動系統360的示意性透視圖。電機130產生的扭矩通過多于兩個齒輪的減速傳動,而將電機扭矩傳遞至末節齒輪361。多于兩個齒輪的減速傳動可以形成較大的齒輪的減速比,從而能夠適應市面上各種門鎖鎖芯的工作力矩的要求。
在示出的實施例中,末節齒輪361為空心齒輪,芯軸101延伸穿過末節齒輪361。芯軸101與末節齒輪361的連接為可脫開式的離合連接。在正常工作狀態下(即門鎖驅動機構1的電氣部分正常工作),芯軸101通過彈簧365的彈簧力而壓在末節齒輪361并與其接合。因此,在該狀態下,電機產生的扭矩可通過多級齒輪的減速傳動傳遞至末節齒輪361,并經由芯軸101與末節齒輪361的接合而將該轉矩傳遞至芯軸101,從而實現開門的動作。
當門鎖驅動機構1的電氣部分出現故障,或電量不足導致門鎖驅動機構1不能自動地驅動鎖芯101旋轉,而需要手動旋轉手柄200來實現開門動作時,齒輪箱300的傳動系統360將配合離合單元400的操作,而將芯軸101與傳動系統360(特別地與末節齒輪361)脫開,從而避免手動操作對門鎖驅動機構1的損壞。該脫開過程將在下文中結合離合單元400的結構詳細地描述。
圖26示出了末節齒輪361以及傳動輪362的透視圖。圖27示出了末節齒輪361和傳動輪362的端視圖。圖25-27示出了末節齒輪361和芯軸101的一種示例性的連接方式。
在示出的實施例中,傳動輪362布置在末節齒輪361和芯軸101之間,并且傳動輪362的一端被壓接在末節齒輪361的端部。傳動輪362的另一端布置有多個凸起部363。在圖26-27中,傳動輪362示出為包括三個凸起部363;然而在替代的實施例中,傳動輪362的端部可以設置有兩個或多于三個的凸起部363。在芯軸101的與傳動輪362配合的端部處也設置有多個凸起部106,并且芯軸101的凸起部106的數量與傳動輪362的端部的凸起部363的數量一致。當芯軸101借助于彈簧365的彈力被壓緊在傳動輪362時,傳動輪362的凸起部363和芯軸101的凸起部106接合,并且傳動輪362將扭矩傳遞至芯軸101以帶動其旋轉,從而芯軸101的轉動與傳動輪362、以及從而與末節齒輪361同步。
在末節齒輪361和芯軸101之間布置傳動輪362是有優勢的。由于末節齒輪361是空心的、以使得芯軸101穿過其延伸,因此末節齒輪361的用于傳遞扭矩的壁364相對較薄。若在末節齒輪361和芯軸101之間沒有布置傳動輪362,則芯軸101在正轉和反轉過程中的空程會導致芯軸101與末節齒輪361的較薄的壁364的直接撞擊,該較薄的364由于該撞擊將逐漸地磨損,而導致門鎖驅動機構1的精度降低,甚至不能正常工作。在本實用新型的實施例中,傳動輪362沿徑向方向的壁厚比末節齒輪361的壁364的厚度更大,使得能夠減少和/或消除由于芯軸101轉動過程中的空程而與末節齒輪361撞擊帶來的磨損。從而末節齒輪361的特征有助于降低門鎖驅動機構1的故障率,并且延長門鎖驅動機構1的使用壽命。
在替代的實施例中,末節齒輪361與芯軸101直接連接,并且其間沒有布置有傳動輪362。特別地,在傳遞扭矩較低的門鎖結構中,芯軸的空程導致的與末節齒輪的壁364的撞擊幅度較小,對末節齒輪361導致的磨損也較低,從而無需設置該傳動輪362。此外,省略傳動輪362可以減少零件個數,從而降低門鎖驅動機構1的生產成本。
【手柄的安裝結構】
圖28示出了門鎖驅動機構1的透視圖,其中手柄200未安裝到底座100。由于手柄200是用于用戶抓握以手動操作打開門鎖,因此,手柄200的尺寸不宜設計地過大,從而保證用戶抓握手柄200時的舒適感。可選地,手柄200的直徑在40到100mm的范圍內。優選地,手柄的直徑在55到65mm的范圍內。更優選地,手柄的直徑選擇為60mm。然而,由于底座100的內部結構布置地十分緊湊,而手柄200的連接固定又不期望過多地增大門鎖驅動機構1的徑向尺寸;因此,用于將手柄200連接固定到底座100的可用的連接固定空間相對較小。
本實用新型提供了一種占用很少空間的連接固定方式,以將手柄200固定至底座100。在本實用新型的實施例中,手柄200套裝至底座100的安裝僅多占用2mm的半徑距離。在根據本實用新型的實施例中,采用了一種薄壁固定安裝結構;具體地,本實用新型采用了防脫環210,用于將手柄200固定至底座100。在組裝過程中,只需將手柄套筒220沿D1方向向前套至相應位置,然后將防脫環210沿D2方向移動、并與手柄套筒220扣合,則完成了手柄200與底座100的連接。通過防脫環210實現手柄200和底座100的組裝使得門鎖驅動機構1的組裝過程操作方便,并且沿徑向方向占用空間少。
圖29示出了配合在一起的手柄200和底座100的剖視圖。圖30示出了防脫環210和手柄套筒220的分解透視圖。防脫環210沿其周壁設置有多個卡扣部211。卡扣部211與防脫環210的周壁的其他部分通過兩個狹槽212分隔開,并且通過連結部213與防脫環210連接在一起。在示出的實施例中,防脫環210包括四個卡扣部211,其沿周向均勻地布置,以能夠提供沿周向均勻的保持力而保持防脫環211與手柄套筒220的接合。在替代的實施例中,可以設置其他數量的卡扣部211,并且卡扣部211可以根據其他部件的設置而適當地布置在在防脫環210,而不一定沿周向均勻地布置,從而實現緊湊、靈活的布置。卡扣部211布置有通孔214,其用于保持與手柄套筒220的接合。
相應地,手柄套筒220在靠近前端的位置處包括與卡扣部211相對應的多個定位部221。定位部221的數量和布置位置與防脫環210的卡扣部211相一致,使得定位部221能夠與相應的卡扣部211配合并扣合在一起。每個定位部221包括兩個導向肋222。當防脫環210和手柄套筒220配合在一起時,該兩個導向肋222接收在防脫環210的相應的卡扣部211的狹槽212中,并且用于引導防脫環210和/或手柄套筒220的縱向移動。在每個定位部221的導向肋222之間還布置有凸起224。當防脫環210和手柄套筒220配合在一起時,設置在防脫環210的卡扣部211的通孔214接合并將相應的定位部221處的凸起224接收于其中,以實現防脫環210和手柄套筒220的固定連接。
可選地,雖然在本實用新型的實施例中,通孔214布置在防脫環210,且凸起224布置在手柄套筒220內側,但是也可在手柄套筒220內側布置凹部,并且在防脫環210布置與套筒220內側的凹部相配合的凸起。
防脫環210的前端設置有肩部215,用于當套筒200配裝到底座100后、接合限位軸肩119,該限位軸肩119布置在底座100的外壁116、并且限位軸肩119從外壁116沿徑向方向向外延伸。在安裝過程中,防脫環210沿方向D2配裝到底座100,直到其接合底座100的外壁116的限位軸肩119。手柄套筒220沿相反的方向(D1)配裝到底座100,并且經由通孔214與凸起224的配合而與防脫環210固定連接在一起。從而手柄200的后向移動(即沿D2方向的移動)被限位軸肩119所限制。此外,手柄200的向前的移動(即沿D1方向的移動)被齒輪箱蓋340的后部的圓柱形的外壁310所限制。因此,在根據本實用新型的實施例中,當手柄200配合到底座100時,手柄200的前后移動均被限制,從而能夠保持穩定的手柄位置,而不會在用戶抓握手柄200進行手動開鎖操作時隨意地移動。
圖31示出了手柄套筒220的內部結構。多個加強肋225布置在手柄套筒220的內側。該多個加強肋225布置在導向肋222的后方,即加強肋225的前端布置為相比于導向肋222的后端更靠近手柄220的后端,使得加強肋225不會對手柄套筒220和防脫環210的配合造成干涉。該加強肋225的一方面增強手柄200的徑向強度,另一方面能夠沿徑向方向更好地支撐齒輪箱300的外壁,避免齒輪箱300在運行過程中的晃動。特別地,在組裝過程中,手柄套筒220與齒輪箱300的外壁無間隙地和/或過盈配合,使得加強肋225以一定的壓力壓靠在齒輪箱300的外壁,從而徑向支撐齒輪箱300。可選地,加強肋225的數量可以根據具體需求靈活地設置。此外,多個加強肋225可以沿手柄套筒220的內側周向均勻地分布,以為齒輪箱300提供均勻的徑向支撐力;多個加強肋225也可以根據其他部件的布置方式而靈活地布置在手柄套筒220的內側,而不一定沿周向均勻分布。
手柄套筒220的后端具有較大面積的通孔226,用于通過該通孔226接收外部裝置發射的信號和/或發射信號到外部裝置。特別地,手柄套筒220的后端通過后蓋201(在圖31中未示出)而覆蓋。后蓋201覆蓋并保護內部元件,使其免受外部灰塵、濕氣或其他雜質的影響。該后蓋201優選地由電介質材料(例如,塑料材料)制成。用于制造后蓋201的電介質材料能夠使電磁信號通過、并且保持其完整性而不會將其衰減,使得當用戶在室內使用遙控控制(電子門卡、手機)手段意圖打開門鎖時,該后蓋201不會影響控制信號的接收,并且產品內部的控制元件能夠準確地接收到開鎖的信號。
手柄套筒220的后端設置有連接裝置227,其用于和離合單元400配合,以傳遞用戶通過手柄200施加的扭矩。在圖示的實施例中,該連接裝置227設計為凸起的較扁的十字花鍵的形式(扁勢)。將連接裝置227設置為扁狀的十字花鍵的形式可以減小手柄200的縱向長度。連結部228將連接裝置227連接到手柄套筒220的外壁。安裝孔229布置在連結部228中,用于接收將后蓋201固定至手柄套筒220的緊固裝置。在圖31所示的實施例中,連結部228具有沿徑向方向延伸、并與安裝孔229的軸線相交的肋部230。由于安裝孔229的位置處承受較大的力,因此該肋部230有助于提高連結部228在該安裝孔229位置處的強度。在示出的實施例中,安裝孔229為螺紋孔,并且用于接收將后蓋201固定至手柄套筒220的螺釘。替代地,安裝孔229可以是用于接收其他類型的緊固裝置(例如鉚釘,柱等)的孔。
在替代的實施例中,可以將手柄設計為分體式結構,如圖8所示,其中手柄1200包括前端手柄1210和后端手柄1220。在圖8和9所示的實施例中,在后端手柄1220的前部和前端手柄1210的后部分別設置有外螺紋和內螺紋,使得,前端手柄1210能夠通過螺紋配合而“旋到”后端手柄1220并與其連接。將手柄設計為分體式結構可以使得手柄1200與門鎖驅動機構1000的其他部件的組裝更加靈活和容易,并且能夠減少在組裝過程中與門鎖驅動機構1000的其他部件相互干涉的可能性。
此外,與關于圖28-30描述的手柄結構相比,分體式結構的手柄1200不具有防脫環。在分體式結構的手柄1200中,在前端手柄1210和后端手柄1220通過螺紋連接而連接在一起之后,齒輪箱、離合單元和至少部分的底座被容納在由前端手柄和后端手柄形成的空間中,并且前端手柄的止擋環部1211與底座的限位軸肩119接合,從而將齒輪箱、離合單元和底座與手柄固定。手柄1200的分體式結構省略了防脫環的結構,實現了更簡單的設計,并且需要更少的元件數量。并且,由前端手柄1210和后端手柄1220的螺旋連接、與前端手柄的止擋環部1211和底座的限位軸肩119的接合而實現的底座與手柄的相互位置的固定同樣幾乎沒有增加門鎖驅動機構的徑向尺寸,還進一步實現了更加穩定的連接,避免了手柄1200和底座(或其他部件)不經意地脫開。
【離合單元】
圖32示出了根據本實用新型的一個實施例的離合單元400的透視圖。圖33示出了從另一角度觀察的圖32的離合單元400的透視圖,其中定離合盤和動離合盤處于未相對移動的初始狀態。離合單元400的作用是在使用手柄200手動地進行開鎖/關鎖操作時,將芯軸101與齒輪箱300分離開。離合單元400實現的該分離動作有助于避免當手動進行開鎖/關鎖操作時,由于芯軸101、齒輪箱300、電機130的相互傳動而導致的傳動系統360中齒輪的齒的斷裂和/或由于電機130產生的感應電動勢而損壞門鎖驅動機構1內部的電路。
離合單元400包括定離合盤403和動離合盤404。定離合盤403接合手柄200,并且隨著手柄200的轉動而轉動。定離合盤403設置有內圈螺旋面401和外圈螺旋面402。該內圈螺旋面401和外圈螺旋面402分別設置為左旋和右旋。動離合盤404相應地具有分別與該內圈螺旋面401和外圈螺旋面402配合的配合螺旋面。在根據本實用新型的情況下,術語“右旋”表現為離合時手柄200逆時針轉動,而術語“左旋”表現為離合時手柄200順時針轉動。在替代的實施方式中,內圈螺旋面401和外圈螺旋面402的旋向可以互換。當定離合盤403隨手柄200旋轉時,由于存在旋向相反的內圈螺旋面401和外圈螺旋面402,因此,只要存在對動離合盤404進行軸向導向的部件,動離合盤404的配合螺旋面就將接合內圈螺旋面401或者外圈螺旋面402,并沿著相應的螺旋面、沿軸向導向部件向前移動,從而使得芯軸101與齒輪箱300脫開。這保證了用戶不管是在開鎖方向或是在關鎖方向旋轉手柄200時,都能使得芯軸101與齒輪箱300的傳動系統360脫開,確保了能夠以簡單而可靠的方式實現:無論沿哪個方向手動旋轉手柄200時,都不會造成對傳動系統360和/或內部電路的損壞。
在可選的實施例中,定離合盤403包括布置在同一圓周的兩個內圈螺旋面401(在圖32中僅示出一個),以及包括布置在同一圓周的兩個外圈螺旋面402。相應地,動離合盤404也具有兩個內圈配合螺旋面和兩個外圈配合螺旋面。兩個螺旋面的存在使得動離合盤和定離合盤的配合面/滑動面更大,從而兩者之間的相互移動更加穩定和平滑。
在圖32中示出的離合單元400的實施例中,提供了一種外圈螺旋面402和內圈螺旋面401分別提供右旋和左旋的離合單元。在這種布置方式中,右旋的螺旋面和左旋的螺旋面分別設置在兩個圓周上。該兩個圓周同心但具有不同的直徑,即外圈螺旋面402和內圈螺旋面401處于距離合單元400的縱向軸線不同徑向長度的圓周位置處。由于提供右旋和左旋的螺旋面分別處于兩個不同的圓周,相應的兩個螺旋接觸面(即內圈螺旋面401和外圈螺旋面402)可以設計為較長的長度。由此,動離合盤404和定離合盤403相對移動時單位長度的螺旋升角較小,從而用戶在旋轉手柄驅動離合單元400工作時所花費的力氣較小,動離合盤404和定離合盤403的相對移動也較為平滑。
在較為緊湊的門鎖驅動機構1的情況下,即在離合單元的設計空間較小的情況下,上述內外圈螺旋面的設計方案可能是有問題的。具體地,離合單元的外圓尺寸由于受到其設計空間的限制而設計地較小,從而內外圈雙層螺旋面的布置方式會導致內圈螺旋面的直徑進一步受限。這樣,內圈螺旋面單位長度的螺旋升角過大,從而用戶在驅動內圈螺旋面時將需要較大的力以驅動手柄向前。在該情況下,鎖芯的自定位力矩可能不足以對芯軸起到導向固定作用,力矩可能會傳遞到齒輪箱內部,從而導致離合單元的作用和效果大幅減弱,仍然可能在旋轉手柄200時造成對傳動系統360和/或內部電路的損壞。
本實用新型還提供了離合單元的一種替代的實施方式,其解決了由于內圈螺旋面直徑過小而可能帶來的缺陷。在該替代的實施方式中,右旋螺旋面1402和左旋螺旋面1401處于同一圓周,即右旋螺旋面和左旋螺旋面處于距離合單元的縱向軸線相同徑向長度的圓周位置處,如圖36所示。將左右旋螺旋面1401、1402設計為處于同一圓周,則避免了由于尺寸限制而將內圈螺旋面設計地過小的缺陷以及可能帶來的對門鎖驅動機構1的損壞。與圖32中示出的內外圈螺旋面的實施例相比,該替代的實施方式中,左右旋的螺旋面的長度/螺旋面角度需要被適當地限制,以避免兩者的相互干涉。在圖36中示出的實施例中,定離合盤和動離合盤均包括兩個左旋螺旋面和兩個右旋螺旋面,從而有助于旋轉手柄時的定離合盤和動離合盤相對轉動的穩定性。在替代的實施例中,定離合盤和動離合盤可以僅包括一個左旋螺旋面和一個右旋螺旋面,以實現較長的螺旋面和較小的螺旋升角,從而有助于減小轉動手柄時所需的力。
在圖32所示的實施例中,手柄200的直徑在40到100mm的范圍內。優選地,手柄的直徑在55到65mm的范圍內。更優選地,手柄的直徑選擇為60mm。在手柄直徑在55到65mm的范圍的情況下,離合單元的外圓直徑為25到30mm之間,優選地為28mm;定離合盤的螺旋面角度(即定離合盤的整個螺旋面所占角度,如在圖33中螺旋面區段A所對應的角度)為20°到70°之間,優選地為30°。考慮到用戶轉動手柄時的旋轉角度和所需花費的力,以及考慮到動離合盤、定離合盤相互運動的穩定性,動離合盤和定離合盤左旋和右旋的旋合角度(即左旋或右旋達行程極限時手柄順時針/逆時針旋轉的最大角度,如在圖33中螺旋面區段B所對應的角度)選自15°到45°之間。考慮到用戶開門旋轉手柄所需的扭轉角度問題,該轉動角度應盡量取較小值。左旋和右旋的旋合角度可以相同,也可不同。在一個可選的實施例中,動離合盤和定離合盤的左旋和右旋的旋合角度相同,并且均選為20°。綜合考慮用戶開門轉動手柄的旋轉角度和所需的力,螺旋面的螺旋升角(即螺旋面和離合盤底面之間的夾角,也即定離合盤和動離合盤相對移動方向和離合盤底面之間的夾角)選自15°到55°之間。
圖34示出了配合狀態下的離合單元400與芯軸101的截面圖。圖35示出了配合狀態下的離合單元400與芯軸101的透視圖,其中離合單元400的螺旋行程到達極限。
由于芯軸101插入到門鎖鎖芯內,并且通常市售的鎖芯的自定位轉矩在4kg·cm至8kg·cm之間,因此,在離合單元400的螺旋行程階段,即在定離合盤403隨手柄200旋轉的階段,芯軸101即用作動離合盤404的軸向導向部件。此時,手柄200的轉動帶動定離合盤403轉動,并且動離合盤404沿內圈螺旋面401或者外圈螺旋面402轉動、并且沿用作軸向導向部件的芯軸101向前移動(即沿圖34中所示的箭頭方向移動)。動離合盤404的向前移動將克服彈簧365的彈力而將芯軸101向前移動,從而脫開與末節齒輪361的連接。
當離合單元的螺旋行程到達極限,即動離合盤404的止動表面406接合定離合盤403的止動表面405時,動離合盤404即和定離合盤403一起轉動,從而使芯軸101驅動鎖芯打開或關閉門鎖。在該狀態下,芯軸101和末節齒輪361脫開,從而芯軸101的轉動不會引起傳動系統360中的齒輪和/或電機130的旋轉。在圖35中僅示意性地示出了離合單元400在某一旋轉方向上的旋轉極限;可選地,當手柄200以及定離合盤403沿另一相反方向旋轉到達旋轉極限時,動離合盤404的另一止動表面(未示出)接合定離合盤403的另一止動表面(未示出),從而驅動動離合盤404以及芯軸101沿另一旋轉方向旋轉,使得芯軸101驅動鎖芯關閉或打開門鎖。
本實用新型提供了一種門鎖驅動機構,其產品結構緊湊,并且手柄部分用戶抓握手感舒適。
本實用新型提供的門鎖驅動機構提供了獨立的齒輪箱部分,從而齒輪箱內的傳動系統不必與電池、電機等大體積的部件擠占空間。因此,齒輪箱內部齒輪可以設計為全周運轉,芯軸的運動沒有由于機械結構導致的運轉極限,能夠通過更改電控程序即適用于各種安防等級的門鎖,增強了產品的通用性和兼容性。
本實用新型提供的門鎖驅動機構僅用于驅動門鎖。用戶在使用根據本實用新型的門鎖驅動機構時,無需更換整個門鎖及把手,而是僅需要更換驅動部分,降低了用戶的使用成本。
本實用新型提供的門鎖驅動機構的固定連接部件均置于底座和/或手柄內部,避免了螺釘孔、卡扣等固定機構的外漏,使得該驅動機構的外形較為美觀。
本實用新型提供的門鎖驅動機構的結構實現了內部電機部分和線路板的保護,特別地設置有將鎖芯和傳動系統脫開的離合單元,避免了由于用于野蠻旋轉手柄時損壞該門鎖驅動機構的內部結構和電路。此外,該離合單元將“脫離”與“轉動芯軸”的動作結合為一個“轉動”動作,提高了該門鎖驅動機構的使用舒適性和易操作性。
以上所述僅是本實用新型的示范性實施方式,而非用于限制本實用新型的保護范圍,本實用新型的保護范圍由所附的權利要求確定。