一种三态车锁的制作方法

本实用新型涉及一种公共自行车系统的车锁，可以实现自行车临时停车时的临时锁止、用毕还车时的还车锁止、或开锁的状态。

背景技术：

目前公共自行车租借系统主要有2类，一类是固定站点公共自行车租借系统，这类系统一般需要用户到站点在固定锁车桩上刷租借卡来借还自行车，这类系统自行车放置整齐，易于集中管理，但往往出现锁车桩不够还不了车辆的问题；另一类是利用手机终端刷二维码的无桩借还自行车系统，这类系统随借随还，不用依赖租借站点及锁车桩，比较方便，但必须依靠智能终端和互联网，自行车及车锁成本较大，而且自行车管理不方便，自行车容易丢失。固定锁车桩公共自行车租借系统所用的车锁一般是机械锁，平时插在车锁中的钥匙由于被在钥匙槽中的弹子卡住而不能拔出，当临时锁车时，锁舌插入锁孔，锁芯转到临时锁止位置，钥匙可以拔出钥匙孔，自行车实现临时停车，还车时自行车不是靠该车锁来锁止，而是靠锁车桩实现还车锁止，当自行车锁止在锁车桩时，插在车锁中的钥匙由于被锁车桩遮挡不能拔出，仅靠自身车锁是不能实现还车锁止的。

利用手机终端刷二维码的无桩借还自行车系统所用的车锁，一般不用钥匙来开锁，申请号为201610801927.4的专利申请，提出了一种在无桩借还自行车系统使用的有三种状态的车锁，靠锁芯拨块带动拨动板使车锁处于自行车临时锁止、还车锁止、或开锁的三种状态，锁芯拨块不是直接卡住锁舌使自行车锁止，而是由锁芯拨块带动拨动板，拨动板再间接地使车锁处于三种不同状态，锁舌动作又和拨动板动作通过其他机构相关联，结构复杂可靠性较差，还车锁止时插销位置保持要靠离合器一直通电工作，成本较高，而且每次进行还车锁止操作都要先经过临时锁止动作，只有随后再转动钥匙才能继续还车锁止操作，容易误判和误操作，使用不便。

技术实现要素：

为克服现有车锁的上述技术缺点，本实用新型提供了一种三态车锁，可以方便、可靠、经济地实现自行车临时锁止、还车锁止、或开锁的三种状态，应用于固定站点公共自行车租借系统，本车锁可以不依赖锁车桩就能实现还车锁止，应用于利用手机终端刷二维码的无桩借还自行车系统，本车锁可以无需依赖移动网络只用钥匙实现临时锁止及开启车锁。本三态车锁包括：锁头、电磁组件、车锁控制板、锁体、锁环，所述锁环安装在锁体中，锁环上加工有闸槽，当锁环穿过车轮的辐条处在锁止位置时，锁闸可以旋入锁环的闸槽，卡住锁环使其不能转动，车锁就处于锁止状态，锁环装有弹簧，当锁闸旋出闸槽时，锁环在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环限制，车锁处于开锁状态。

所述锁头固定在车锁的锁体中，锁头包括锁头体、锁芯、锁闸、钥匙、锁闸螺母、临时锁止挡销、开锁挡销，锁头体套在锁芯上，锁闸由锁闸螺母固定在锁芯上，在锁孔水平位置时钥匙可以插入锁孔，锁芯随钥匙在锁头体内转动，锁闸固定在锁芯上随锁芯一起转动，当锁闸随锁芯顺时针转动到开锁位时会被开锁挡销阻挡，而不能继续顺时针转动，此时锁闸已旋出闸槽，锁环在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环限制，车锁处于开锁状态，锁孔处于非水平位，钥匙不能拔出；当需要临时停车时，用户逆时针转动锁环手柄使锁环处于锁止位置，随后逆时针转动钥匙，锁闸随锁芯逆时针旋入闸槽，并被临时锁止挡销阻挡，而不能继续逆时针转动，此时锁孔处于水平位置，钥匙可以拔出，钥匙拔出后，锁芯被弹子卡住不能转动，此时车锁处于临时锁止状态，开锁挡销和临时锁止挡销固定在锁头体或锁体中，临时锁止挡销和开锁挡销上分别装有临时锁止传感器和开锁传感器，检测锁闸是否转到了开锁位或临时锁止位，并发出相应信号。

所述电磁组件安装在锁体上，电磁组件包括驱动电磁、还车锁止滑块、挡块滑套、位置保持杆、滑块弹簧，驱动电磁固定在锁体中，还车锁止滑块一端安装在驱动电磁内，当驱动电磁线圈通以不同极性的直流电时，驱动电磁可以带动还车锁止滑块向左或向右移动，还车锁止滑块另一端是拨叉，拨叉有前后2个叉块，分别作长挡块及斜挡块，长挡块比斜挡块要长一点，长挡块套有挡块滑套，以保证还车锁止滑块只能左右移动，还车锁止滑块中间有一通孔，位置保持杆穿过该通孔，位置保持杆下端安装有销轴，位置保持杆绕销轴转动，位置保持杆拉有滑块弹簧，滑块弹簧一端固定在位置保持杆，另一端装在位于销轴竖直下方，这样，当驱动电磁带动还车锁止滑块移到左侧时，滑块弹簧产生的力矩使还车锁止滑块在驱动电磁失电时还继续处在左侧，还车锁止滑块和锁闸脱离，车锁作临时锁止和开锁二种状态；当输入驱动电磁线圈的直流电改变极性，驱动电磁带动还车锁止滑块移动到右侧，由于滑块弹簧的作用在驱动电磁失电时还车锁止滑块会继续处在右侧，当还车锁止滑块向右移动到最右位置后，如果用户从开锁位逆时针转动锁闸，锁闸的上段会先碰到拨叉的斜挡块，由于斜面作用，锁闸可以继续逆时针转动，而还车锁止滑块稍微向左退，当锁闸上段碰到长挡块，则锁闸被挡住不能继续转动，此时锁闸上段刚好在拨叉位，还车锁止滑块在滑块弹簧作用下复位，拨叉卡住锁闸，锁闸不能转动，此时如果锁环在锁止位置，锁闸就能旋入闸槽，锁孔处于非水平位，钥匙不能拔出，车锁处于还车锁止状态，长挡块上装有还车锁止传感器，检测锁闸是否转到了还车锁止位，并发出相应信号。

所述车锁控制板安装在锁体中，用以根据用户的意愿接收相关指令，控制驱动电磁驱动还车锁止滑块右移或左移，控制器件发出相应的声光提示，车锁电路板包括电路主板、借还信息存储器、通讯器件、电池、程序软件。

当用户要还车时，车锁控制板接收到还车锁止指令，并控制驱动电磁带动还车锁止滑块向右移动到最右位置，用户逆时针转动锁环手柄到底使锁环处于锁止位，再逆时针转动钥匙，锁芯及锁闸随钥匙逆时针转动，锁闸的上段先碰到还车锁止滑块的斜挡块，由于斜面作用，锁闸可以继续逆时针转动，而还车锁止滑块稍微向左退，当锁闸上段碰到长挡块，则锁闸被挡住不能继续转动，此时锁闸上段刚好在拨叉位，锁闸下段则旋入闸槽，还车锁止滑块在滑块弹簧作用下复位，拨叉卡住锁闸，锁闸不能转动，锁孔处于非水平位，钥匙不能拔出，车锁处于还车锁止状态。

当用户要临时停车时，还车锁止滑块处于左侧，和锁闸脱离，用户只要逆时针转动锁环手柄到底使锁环处于锁止位置，此时锁闸与闸槽位置一致，再逆时针转动钥匙，锁闸下段随锁芯逆时针旋入闸槽，最终被临时锁止挡销阻挡，而不能继续逆时针转动，此时锁孔处于水平位置，锁中弹子可以被钥匙顶开，钥匙可以拔出，钥匙拔出后，锁芯被弹子卡住不能转动，锁闸保持旋入闸槽状态，此时车锁处于临时锁止状态，只有当用户再次将钥匙插入车锁，顺时针转动钥匙到开锁位，车锁又恢复到开锁状态。

开锁时，如果车锁原先处在临时锁止状态，用户可以顺时针转动钥匙，锁闸随锁芯顺时针转动，当锁闸被开锁挡销阻挡而不能继续顺时针转动时，锁闸旋出闸槽，锁环在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环限制，车锁处于开锁状态，用户可用车骑行，此时钥匙孔处于非水平位置，锁芯在外力作用下可以转动，钥匙被锁中弹子卡住不能拔出；如果开锁时车锁处在还车锁止状态，车锁控制板控制驱动电磁带动还车锁止滑块移动到左侧，还车锁止滑块上的拨叉滑出锁闸，锁闸就不被卡住了，用户顺时针转动钥匙，锁闸随锁芯顺时针转动，当锁闸被开锁挡销阻挡而不能继续顺时针转动时，锁闸旋出闸槽，锁环在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环限制，车锁处于开锁状态。

本实用新型的技术构思这样的：在普通自行车车锁的开锁和锁止2中状态中增加1种还车锁止的状态，在这种还车锁止状态中，用户可以继续用钥匙来开或闭锁，但必须在满足一些条件后根据指令才能用钥匙来开或闭锁，指令可以像现在的共享单车一样由移动通信获得，也可以由人工有线接入获得并省掉车锁中的充电电池，并要求在失电的情况下，还要保持开闭锁的状态和较高的可靠性，这个要求由位置保持杆及滑块弹簧来实现。

本车锁的突出特点：锁闸无需其他部件传动就可直接旋入或选出锁环，用户按意愿可直接使锁闸处于开锁、临时锁止、还车锁止位置，并在无电情况下保持其状态功能，车锁结构简单，不易误判断和误操作，可靠性高，使用方便、经济，车锁可以不用自带电池，也可以无需网络及无线通信。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是还车锁止位置时锁头的主视示意图。

图3是还车锁止位置时锁头的左视示意图。

图4是还车锁止位置时锁头的右视示意图。

图5是锁闸的结构示意图。

图6是锁环的结构示意图。

图7是还车锁止位置时锁头、电磁组件、锁环的装配位置右视示意图。

图8是还车锁止滑块锁的俯视示意图。

图9是本实用新型临时锁止时的结构示意图。

图10是临时锁止时锁头、电磁组件、锁环的装配位置右视示意图。

图11是本实用新型开锁时的结构示意图。

图12是开锁时锁头、电磁组件、锁环的装配位置右视示意图。

图13是带插口车锁的结构示意图。

图中，1-锁头，2-电磁组件，3-车锁控制板，4-锁体，5-锁环，101-钥匙，102-锁芯，103-锁头体，104-锁闸，105-锁闸螺母，106-临时锁止挡销，107-开锁挡销，201-挡块滑套，202-位置保持杆，203-还车锁止滑块，204-驱动电磁，205-销轴，206-滑块弹簧，501-闸槽，502-锁环手柄。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，但本实用新型所保护的范围并不局限于以下实例，凡采用等效变化和变形的技术方案皆属于本实用新型的保护范围。

实施例一

一种三态车锁涉及一种公共自行车系统用的车锁，可以实现自行车临时停车时的临时锁止、用毕还车时的还车锁止、或开锁的状态，图1是还车锁止状态下的车锁结构示意图，如图1所示本车锁包括锁头1、电磁组件2、车锁控制板3、锁体4、锁环5，所述锁环5安装在锁体4中，锁环5上加工有闸槽501，当锁环5穿过车轮的辐条处在锁止位置时，锁闸104可以旋入锁环5的闸槽501，卡住锁环5使其不能转动，车锁就处于锁止状态，锁环5的上端装有弹簧，当锁闸104旋出闸槽501时，锁环5在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环5限制，车锁就会处于开锁状态。

锁头1固定在车锁的锁体4中，如图1到图6所示，锁头1包括锁头体103、钥匙101、锁芯102、锁闸104、锁闸螺母105、临时锁止挡销106、开锁挡销107，锁头体103套在锁芯102上，锁闸104由锁闸螺母105固定在锁芯102上，在锁孔水平位置时钥匙可以插入锁孔，锁芯102随钥匙101在锁头体103内转动，锁闸104固定在锁芯102上随锁芯一起转动，当锁环5穿过车轮的辐条处在锁止位置时，锁闸104可以旋入锁环的闸槽501，当锁闸5随锁芯102顺时针转动到开锁位时会被开锁挡销107阻挡，而不能继续顺时针转动，此时锁闸104已旋出闸槽501，锁环5在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环限制，车锁处于开锁状态，锁孔处于非水平位，钥匙不能拔出；当需要临时停车时，用户逆时针转动锁环手柄502使锁环5处于锁止位置，随后逆时针转动钥匙101，锁闸104随锁芯102逆时针旋入闸槽501，并被临时锁止挡销106阻挡，而不能继续逆时针转动，此时锁孔处于水平位置，钥匙101可以拔出，钥匙101拔出后，锁芯102被弹子卡住不能转动，锁闸104被限制转动，此时车锁处于临时锁止状态，开锁挡销107和临时锁止挡销106固定在锁头体103或锁体4中，临时锁止挡销106和开锁挡销107上分别装有临时锁止传感器和开锁传感器，检测锁闸104是否转到了开锁位或临时锁止位，并发出相应信号。

所述电磁组件2安装在锁体4上，如图1、图7、图8所示，电磁组件2包括驱动电磁204、还车锁止滑块203、挡块滑套201、位置保持杆202、滑块弹簧206，驱动电磁204固定在锁体中，还车锁止滑块203一端安装在驱动电磁204内，当驱动电磁线圈通以不同极性的直流电时，驱动电磁204可以带动还车锁止滑块203向左或向右移动，还车锁止滑块203另一端是拨叉，拨叉有前后2个叉块，分别作长挡块2031及斜挡块2032，长挡块2031比斜挡块2032要长一点，长挡块2031套有挡块滑套201，以保证还车锁止滑块203只能左右移动，还车锁止滑块203中间有一通孔2033，位置保持杆202穿过通孔2033，位置保持杆202下端安装有销轴205，位置保持杆202绕销轴205转动，位置保持杆202拉有滑块弹簧206，滑块弹簧206一端固定在位置保持杆202，另一端装在位于销轴205竖直下方的锁体部件，这样，当驱动电磁204带动还车锁止滑块203移到左侧时，滑块弹簧206产生的力矩使还车锁止滑块203在驱动电磁204失电时还继续处在左侧，还车锁止滑块203和锁闸104脱离，车锁作临时锁止和开锁二种状态；当输入驱动电磁线圈的直流电改变极性，驱动电磁204带动还车锁止滑块203移动到右侧，由于滑块弹簧206的作用在驱动电磁204失电时还车锁止滑块203会继续处在右侧，当还车锁止滑块203向右移动到最右位置后，如果用户从开锁位逆时针转动锁闸104，锁闸104的上段会先碰到拨叉的斜挡块2032，由于斜面作用，锁闸104可以继续逆时针转动，而还车锁止滑块104稍微向左退，当锁闸104上段碰到长挡块2031，则锁闸104被挡住不能继续转动，此时锁闸104上段刚好在拨叉位，还车锁止滑块203在滑块弹簧206作用下复位，还车锁止滑块拨叉卡住锁闸104，锁闸104不能转动，此时如果锁环5在锁止位置，锁闸104就旋入到闸槽501，锁孔处于非水平位，钥匙不能拔出，车锁处于还车锁止状态，长挡块2031上装有还车锁止传感器，检测锁闸104是否转到了还车锁止位，并发出相应信号。

如图1所示，所述车锁控制板3安装在锁体4中，根据用户的意愿接收相关指令并控制驱动电磁204执行相应动作，车锁控制板3控制驱动电磁204带动还车锁止滑块203右移或左移，及控制相关器件发出相应的使用和警示声光提示，其指令接收像现在的共享单车一样由移动通信获得，包括GPRS/3G/4G/5G通信，车锁需要自带电源，车锁控制板3包括电路主板、移动通信模块、充电电池、借还信息存储器、程序软件。

装在挡销/挡块上的临时锁止传感器、开锁传感器、还车锁止传感器也可以安装在车锁其他位置，传感器和锁闸104配合使用，检测锁闸104是否转到临时锁止位置、开锁位置、还车锁止位置，并向车锁控制板3发出相应信号，由系统作进一步判定和反应。

本车锁三种状态的动作程序如下：

当用户要还车时，如图1所示，车锁控制板3接收到还车锁止指令，并控制驱动电磁204带动还车锁止滑块203向右移动到最右位置，用户逆时针转动锁环手柄到底使锁环处于锁止位，再自开锁位逆时针转动钥匙101，锁芯102及锁闸104随钥匙101逆时针转动，锁闸104的上段先碰到还车锁止滑块203的斜挡块2032，由于斜面作用，锁闸104可以继续逆时针转动，而还车锁止滑块203稍微向左退，当锁闸104上段碰到长挡块2031，则锁闸104被挡住不能继续转动，此时锁闸104上段刚好在拨叉位，锁闸104下段则旋入闸槽501，还车锁止滑块203在滑块弹簧206作用下复位，拨叉卡住锁闸104，锁闸104不能转动，锁孔处于非水平位，钥匙101不能拔出，车锁处于还车锁止状态。

当用户要临时停车时，如图9、图10所示，此时还车锁止滑块203在最左侧位置，还车锁止滑块203对锁闸104没有任何阻挡，用户只要逆时针转动锁环手柄502到底使锁环5处于锁止位置，此时锁闸104与闸槽501位置一致，用户逆时针转动钥匙101，锁闸104下段随锁芯102逆时针旋入闸槽501，最终锁闸104被临时锁止挡销106阻挡，而不能继续逆时针转动，此时锁孔处于水平位置，锁中弹子可以被钥匙顶开，钥匙101可以拔出，钥匙101拔出后，锁芯102被弹子卡住不能转动，锁闸104保持旋入闸槽501状态，此时车锁处于临时锁止状态，只有当用户再次将钥匙101插入车锁，顺时针转动钥匙101到开锁位，车锁又恢复到开锁状态。

开锁时，如图9到图12所示，如果车锁原先处在临时锁止状态，用户可以把钥匙101插入水平锁孔，顺时针转动钥匙101，锁闸104随锁芯102顺时针转动，当锁闸104被开锁挡销107阻挡而不能继续顺时针转动时，锁闸104旋出闸槽501，锁环5在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环5限制，车锁处于开锁状态，用户可以用车骑行，此时锁孔处于非水平位置，锁芯在外力作用下可以转动，钥匙101被锁中弹子卡住不能拔出；如果开锁时车锁处在还车锁止状态，车锁控制板3控制驱动电磁204带动还车锁止滑块203移动到左侧，还车锁止滑块203上的拨叉滑出锁闸，锁闸104就不被卡住了，用户再顺时针转动钥匙101，锁闸104随锁芯102顺时针转动，当锁闸104被开锁挡销107阻挡而不能继续顺时针转动时，锁闸104旋出闸槽501，锁环5在弹簧的作用下顺时针转动复位，车轮辐条不再受锁环限制，车锁处于开锁状态。

本例中，临时锁止及开锁动作由用户直接用钥匙完成，而和还车锁止滑块状态关联的动作则由车锁控制板3通过移动通信或无线通信获得相关指令，控制还车锁止滑块作相应的左移或右移动作。

实施例二

本例实施是实施例一基础上的改进，控制还车锁止滑块状态动作的指令不是由移动通信或无线通信获得，而是由人工插入有线控制设备代替，车锁中原来的充电电池也可由外部接入的电源代替，这样车锁更简单、经济，如图13所示，车锁上加装插口309以作与外部通信、通电的接口，当外部插件插入插口309，指令和电力可以输入到车锁控制板3。

实施例三

本例实施是实施例一基础上的改进，由电机代替驱动电磁来驱动还车锁止滑块左移或右移。