CN210888411U - 解锁机构及锁具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种解锁机构及锁具。解锁机构包括至少一个球体件；具有柱形内腔的解锁杆，该解锁杆设有径向地贯穿到所述内腔的至少一个孔口，该孔口的尺寸与所述球体件的直径适配；套在所述解锁杆上的套杆，该套杆设有至少一个与所述孔口的尺寸匹配的孔部；以及具有活动轴的致动器，该活动轴的外径与所述解锁杆的柱形内腔内径适配，并允许该活动轴在所述柱形内腔中轴向运动于上锁位置和解锁位置。锁具包括上述解锁机构。本实用新型提出的解锁机构及锁具可靠性高、结构简单、并且体积紧凑。

Description

解锁机构及锁具

技术领域

本实用新型涉及解锁机构及锁具，广泛应用于电力设备、工控领域、智能电子锁等领域。

背景技术

在电力设备管控系统、工控操作设备等领域，需要对各种设备进行闭锁管控。例如，在操作或打开特定设备前，需要有授权才可以将设备的锁具打开，以防止用户在未得到授权情况下自行操作或打开设备，影响设备运行安全。考虑应用场景的特点，有需要一种可靠性高、结构简单、体积紧凑的解锁机构及其锁具。

实用新型内容

为了满足需求应用需求和改进现有技术，本实用新型提供一种用于解锁的解决方案。

本实用新型的技术方案第一方面为一种解锁机构，其包括：至少一个球体件；具有柱形内腔的解锁杆，该解锁杆设有径向地贯穿到所述内腔的至少一个孔口，该孔口的尺寸与所述球体件的直径适配；套在所述解锁杆上的套杆，该套杆设有至少一个与所述孔口的尺寸匹配的孔部；以及具有活动轴的致动器，该活动轴的外径与所述解锁杆的柱形内腔内径适配，并允许该活动轴在所述柱形内腔中轴向运动于第一位置(或称上锁位置)和第二位置之间(或称解锁位置)。其中：在所述第一位置，所述活动轴允许所述球体件同时保持在所述解锁杆的孔口和所述套杆的孔部内，以限制所述套杆相对于所述解锁杆之间的转动；在所述第二位置，所述活动轴允许所述球体件脱离所述套杆的孔部，以解除所述套杆相对于所述解锁杆之间的转动限制。

根据本实用新型的一些方面，所述的致动器包括电磁铁、线圈。

根据本实用新型的一些方面，多个孔口沿所述解锁杆的周向分布，并间隔预设的角度。

根据本实用新型的一些方面，所述的解锁杆延伸一连通内腔的杆座，该杆座与所述致动器的固定部分通过紧固件连接，并且允许所述致动器的活动轴伸入到所述的孔口与所述内腔的交互位置。

根据本实用新型的一些方面，所述的活动轴包括设置在轴肩上的凹槽，该凹槽的截面轮廓与所述球体件的一部分圆周轮廓匹配。

根据本实用新型的一些方面，所述套杆包括方轴部，用于输出转矩。

根据本实用新型的一些方面，所述的解锁机构还包括：基座，该基座与所述解锁杆固定并且用于支撑所述套杆转动，该基座包括至少一个容纳孔和与该容纳孔交汇的卡孔；容纳在所述容纳孔中的滚珠；固定在所述卡孔中的销轴；设置在所述容纳孔中、所述销轴和所述滚珠之间的弹簧，其中，弹簧在销轴的限位作用下，形成压力推动滚珠压在套杆的周壁，从而实现对套杆的支撑，并且允许套杆相对于所述解锁杆旋转。

根据本实用新型的一些方面，所述套杆包括设置在周壁的环轨，该环轨的部分的圆截面尺寸与所述滚珠的直径匹配。

根据本实用新型的一些方面，所述的解锁机构还包括与所述解锁杆固定连接的通讯接头以及与所述通讯接头接触的连接杆，其中所述连接杆穿过所述解锁杆的内腔。

根据本实用新型的一些方面，所述解锁杆还包括与其内腔联通的沟槽，使得从所述连接杆伸出的导线从解锁杆的内腔经过该沟槽引出到解锁杆和套杆的外部，并且不与运动中的套杆和致动器的活动轴干涉。

根据本实用新型的一些方面，所述的解锁机构还包括与所述套杆同轴地布置的识别器，该识别器包括RFID读头装置。

根据本实用新型的一些方面，所述的解锁机构还包括：用于支撑所述解锁杆和所述套杆的基座；设置在所述基座上的PCB；以及设置在所述PCB上的用于检测所述套杆的转动位置的一个或多个传感器，如霍尔检测组件。

本实用新型的技术方案第二方面为一种锁具，其包括上述的解锁机构。该锁具可以实施为各种设备管理锁、智能电子锁等。

本实用新型提出改进的可靠性高、结构简单、体积紧凑的解锁机构及锁具，其中细节的技术改进或者有益效果如下：不同角度圆周布置的球体件能够解决套杆在任一转动过程中致动器的活动轴能够顺畅回位的技术问题；在轴肩位置设有凹槽的活动轴可避免解锁机构或锁具受到振动，避免致动器中的活动轴因惯性下移使闭锁失效；通过基座对套杆的弹簧滚珠支撑结构，提高解锁杆和套杆之间的同轴运动稳定性，进而提高解锁过程的流畅性；解锁杆和套杆的扭转连接位置可以采用的方轴结构，抗扭强度高，可避免人为损坏使轴套空转而使闭锁失效；提供如基于RFID技术的识别器，可以通过RFID码片记录的身份信息来判断进行解锁；提供通信装置的导电接触元件，即使在套杆转动过程中，也不干涉和扭动导电接触元件及其导线；提供位置传感器及配套电路，可通过监测套杆的转动位置来判断解锁机构或锁具的开关状态。

附图说明

图1所示为在一实施例中根据本实用新型的解锁机构的分解示意图。

图2所示为在一实施例中根据本实用新型的解锁机构的立体示意图。

图3所示为图2的解锁机构的正剖视图。

图4所示为图2的解锁机构的侧剖视图，其中致动器的活动轴位于第一位置。

图5所示为图2的解锁机构的侧剖视图，其中致动器的活动轴位于第二位置。

图6所示为在一实施例中根据本实用新型的解锁机构的致动器活动轴的一部细节图。

图7所示为在一实施例中根据本实用新型的解锁机构的解锁杆的主视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

图1和图2所示为根据本实用新型的解锁机构的分解示意图和装配立体图。该解锁机构主要包括致动器1、解锁杆2、套杆3和球体件81。致动器1、解锁杆2和套杆3如图3所示同轴装配，其中，解锁杆2和套杆3为中空结构，套杆3套在解锁杆2外部，并且致动器1的活动轴10的外径与所述解锁杆2的柱形内腔内径适配，使其在解锁杆2的内腔能够线性运动。

在本实施例中，解锁杆2设有径向地贯穿到内腔的至少一个孔口22，并且套杆3设有至少一个孔部31。孔口22和孔部31的尺寸略大于或基本与球体件81的直径匹配，使得球体件81能够在孔口22和孔部31内，沿解锁杆2和套杆3的径向方向移动。当装配到位的解锁杆2和套杆3绕它们的共同轴线进行相对转动时，能使所述孔口22与所述孔部31在径向上相遇。因此，当活动轴10限制球体件81一部分容纳在孔口22而另一部分容纳在孔部31时，球体件81可以限制套杆3相对于解锁杆2之间的转动。当致动器1的活动轴10允许球体件81能够离开套杆3的孔部31时，套杆3相对于解锁杆2之间能够转动，即实现解锁。

参照图3，在一个实施例中，基座9设有至少一个容纳孔91和与该容纳孔91交汇的卡孔92。在本实施例中，根据本实用新型的解锁结构还可以包括滚珠82；固定在所述卡孔92中的销轴84；设置在所述容纳孔91中、所述销轴84和所述滚珠82之间的压缩型弹簧83。弹簧83在销轴84的限位作用下，自行变形，以形成压力推动滚珠82压在套杆3的周壁，从而实现对套杆3的支撑，并且允许套杆3相对于所述解锁杆2旋转。优选地，套杆3包括设置在周壁的环轨32。该环轨32的截面可以是半圆或者更小的圆，其相应的直径尺寸与所述滚珠82的直径匹配或基本相等。通过基座9对套杆3的弹簧83滚珠82支撑结构，提高解锁杆2和套杆3之间的同轴运动稳定性，进而提高解锁过程的流畅性。

在一些实施例中，致动器1可以实施为电磁铁、电机、弹簧83等方式触发活动轴10运动。球体件81可以实施为钢珠。

现在参照图4和图5所示的进一步的实施例。图4所示为根据本实用新型的解锁机构的侧剖视图，其中致动器1的活动轴10位于第一位置(或上锁位置)。图5与图4的区别在于致动器1的活动轴10位于第二位置(或解锁位置)。

如图4所示，在上锁位置，致动器1的活动轴10伸长，轴肩101抵住球体件81，使球体件81同时保持在解锁杆2的孔口22和套杆3的孔部31内，因此，套杆3和解锁杆2同时受到球体件81的限制作为，使它们不能相对转动。

如图5所示，在解锁位置，致动器1的活动轴10收回，轴肩101离开解锁杆2的孔口22位置。由于活动轴10的端部直径尺寸足够小于轴肩101的直径尺寸，因此能够在解锁杆2外壁和活动轴10端部外周之间形成容纳所述球体件81的空间，从而能够使球体件81能在套杆3转动的过程中受力而被推向解锁杆2的内腔。由此，解除套杆3相对于解锁杆2之间的转动限制。

参照图6，在一些实施例中，活动轴10的轴肩101上可以设置凹槽102，该凹槽102的截面轮廓与所述球体件81的一部分圆周轮廓匹配。在轴肩101位置设有凹槽102的活动轴10可避免解锁机构或锁具受到振动，避免致动器1中的活动轴10因惯性下移使闭锁失效。此外，在活动轴10的轴肩101和端部之间可以设有倒角103(如图6)或者圆角等过渡结构，使得在解锁或上锁过程中，球体件81能够顺着该过渡结构自然地径向运动，提高解锁或上锁的流畅度。

返回参照图1，在一些实施例中，可以设置多个(例如3个)孔口22沿所述解锁杆2的周向分布，并间隔预设的角度。每个孔口22都可以设置球体件81。由于多个球体件81呈不同角度分布，能够解决套杆3相对于解锁杆2360度转动过程中未到起始位置的致动器1回位，导致外部解锁钥匙卡死无法拨出。例如，在授权开锁过程中电子钥匙断电，钥匙转动的过程中就会出现未到起始位置电磁铁回位，导致钥匙卡死无法拨出。

参照图1和图3，在一些实施例中，解锁杆2延伸一连通内腔的杆座21，该杆座21与所述致动器1的固定部分通过紧固件连接。解锁杆2的杆座21可以具有锪平部或方形结构，提高抗扭强度。套杆3可以设有方轴部33，用于输出更大的转矩，同时方轴部33的方形结构强度高，可避免人为损坏使轴套空转而闭锁失效。

在一些实施例中，根据本实用新型的解锁机构还包括：用于支撑所述解锁杆2和所述套杆3的基座9；设置在所述基座9上的PCB5；以及设置在所述PCB5上的用于检测所述套杆3的转动位置的一个或多个传感器51，如霍尔检测组件。根据本实用新型的解锁机构还包括与所述套杆3同轴地布置的识别器4。识别器4包括RFID读头装置，可以通过RFID码片记录的身份信息来判断进行解锁。识别器4还可以包括其他身份识别设备，比如蓝牙钥匙识别器4。在其它实施例中，识别器4可以包括无线供电装置，可通过无线供电线圈对解锁机构外部的锁具电气元件(例如电子钥匙)进行供电，并通过其内部无线通讯方式进行通信。

在一些实施例中，解锁机构还包括与解锁杆2固定连接的通讯接头6以及与所述通讯接头6接触的连接杆7。解锁杆2可以设有销孔23，通讯接头6和解锁杆2可以通过销钉61进行稳妥的固定，如图1和2所示。

参照图4和7，解锁杆2可以设有联通内腔的“L”形的沟槽24。该沟槽24从内腔伸出到解锁杆2外并沿外壁延伸到解锁杆2的杆座21部分。并且，如图4的剖视图所示，沟槽24与活动轴10所处的腔体之间存在壁体间隔，使得从所述连接杆7伸出的导线从解锁杆2的内腔经过该沟槽24引出到解锁杆2和套杆3的外部，并且不与运动中的套杆3和致动器1的活动轴10干涉。

在通讯接头6上可以设置导电通信触点，然后可以通过单总线方式对外部锁具电气元件进行供电和通信操作。提供的导电接触元件，即使在套杆3转动过程中，也不干涉和扭动导电接触元件及其导线。

根据本实用新型的锁具包括上述的解锁机构。该锁具可以为各种设备管理锁、智能电子锁等。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本实用新型的保护范围。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种解锁机构，其特征在于，包括：

至少一个球体件(81)；

具有柱形内腔的解锁杆(2)，该解锁杆(2)设有径向地贯穿到所述内腔的至少一个孔口(22)，该孔口(22)的尺寸与所述球体件(81)的直径适配；

套在所述解锁杆(2)上的套杆(3)，该套杆(3)设有至少一个与所述孔口(22)的尺寸匹配的孔部(31)；及

具有活动轴(10)的致动器(1)，该活动轴(10)的外径与所述解锁杆(2)的柱形内腔内径适配，并允许该活动轴(10)在所述柱形内腔中轴向运动于第一位置和第二位置之间，其中：

在所述第一位置，所述活动轴(10)允许所述球体件(81)同时保持在所述解锁杆(2)的孔口(22)和所述套杆(3)的孔部(31)内，以限制所述套杆(3)相对于所述解锁杆(2)之间的转动；

在所述第二位置，所述活动轴(10)允许所述球体件(81)脱离所述套杆(3)的孔部(31)，以解除所述套杆(3)相对于所述解锁杆(2)之间的转动限制。

2.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于：多个孔口(22)沿所述解锁杆(2)的周向分布，并间隔预设的角度。

3.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于：所述的解锁杆(2)延伸一连通内腔的杆座(21)，该杆座(21)与所述致动器(1)的固定部分通过紧固件连接，并且允许所述致动器(1)的活动轴(10)伸入到所述的孔口(22)与所述内腔的交互位置。

4.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于：所述的活动轴(10)包括设置在轴肩(101)上的凹槽(102)，该凹槽(102)的截面轮廓与所述球体件(81)的一部分圆周轮廓匹配。

5.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于，所述的解锁机构还包括：

基座(9)，该基座(9)与所述解锁杆(2)固定并且用于支撑所述套杆(3)转动，该基座(9)包括至少一个容纳孔(91)和与该容纳孔(91)交汇的卡孔(92)；

容纳在所述容纳孔(91)中的滚珠(82)；

固定在所述卡孔(92)中的销轴(84)；

设置在所述容纳孔(91)中、所述销轴(84)和所述滚珠(82)之间的弹簧(83)，

其中，弹簧(83)在销轴(84)的限位作用下，形成压力推动滚珠(82)压在套杆(3)的周壁，从而实现对套杆(3)的支撑，并且允许套杆(3)相对于所述解锁杆(2)旋转。

6.根据权利要求5所述的解锁机构，其特征在于，所述套杆(3)包括设置在周壁的环轨(32)，该环轨(32)的部分的圆截面尺寸与所述滚珠(82)的直径匹配。

7.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于，还包括：

与所述解锁杆(2)固定连接的通讯接头(6)；以及

与所述通讯接头(6)接触的连接杆(7)，

其中所述连接杆(7)穿过所述解锁杆(2)的内腔。

8.根据权利要求7所述的解锁机构，其特征在于，所述解锁杆(2)还包括与其内腔联通的沟槽(24)，使得从所述连接杆(7)伸出的导线从解锁杆(2)的内腔经过该沟槽(24)引出到解锁杆(2)和套杆(3)的外部，并且不与运动中的套杆(3)和致动器(1)的活动轴(10)干涉。

9.根据权利要求1所述的解锁机构，其特征在于，还包括：

用于支撑所述解锁杆(2)和所述套杆(3)的基座(9)；

设置在所述基座(9)上的PCB(5)；

设置在所述PCB(5)上的用于检测所述套杆(3)的转动位置的一个或多个传感器(51)；以及

与所述套杆(3)同轴地布置的识别器(4)，该识别器(4)包括RFID读头装置和/或无线供电线圈。

10.一种锁具，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的解锁机构。

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