一种锁芯及锁具的制作方法

本申请涉及智能锁具领域，具体而言，涉及一种锁芯及锁具。

背景技术：

在常见锁具中，尤其是通过锁梁配合锁定的锁具中，容易出现锁梁抵触锁舌的前端的情况，导致锁止顶件不能上升并抵持在锁舌的后端，此时若快速拉动锁梁，锁舌容易被锁梁缺口的斜面顶回，存在能够拉出锁梁的安全隐患。

技术实现要素：

本申请旨在提供一种锁芯及锁具，以解决现有技术中闭锁不到位时能够拉出锁梁的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种锁芯，其包括锁舌、锁止顶件、电机和弹性储能件，所述电机用于通过所述弹性储能件驱动所述锁止顶件运动使所述锁止顶件具有第一位置、第二位置和第三位置，所述第二位置在所述第一位置和所述第三位置之间，所述锁止顶件上形成有第一限位面和第二限位面；

当所述锁止顶件处于所述第一位置时，所述第一限位面限制处于伸出状态的所述锁舌后退；

当所述锁止顶件处于所述第二位置时，所述第二限位面限制处于半伸出状态的所述锁舌后退；

当所述锁止顶件处于所述第三位置时，所述锁止顶件让出空间以允许所述锁舌后退。

本申请提供的锁芯中，电机通过弹性储能件驱动锁止顶件沿“第一位置－第二位置－第三位置”的路径正向或反向依序运动，并在锁止顶件上设置第一限位面和第二限位面。锁止顶件在第三位置时，第一限位面和第二限位面均远离锁舌的后端，以容许锁舌后退，即处于开锁状态。在闭锁过程中，锁止顶件先移动至第二位置再移动至第一位置，第二限位面先经过锁舌的后端、第一限位面后经过锁舌的后端，锁舌的后端为能够阻止锁舌后退的作用位置。假设第一限位面在锁舌的后端时第一限位面到锁舌出口的距离为l1，并设第二限位面在锁舌的后端时第二限位面到锁舌出口的距离为l2，本申请实施例中l1＜l2，也就是说，第一限位面相比第二限位面在作用位置时距离锁舌出口更近，第二限位面阻断锁舌的部分后退距离，第一限位面阻断锁舌的全部后退距离。正常情况下锁止顶件直接移动至第一限位面抵持在锁舌的后端，使锁舌处于伸出状态而实现闭锁。若是闭锁时锁舌没有恰好与锁梁的缺口对准，而是处于被缺口的斜面抵持的半伸出状态时，弹性储能件驱动锁止顶件瞬间移动，先经过的第二限位面能够抵持在锁舌的后端，以限制锁舌后退，使处于半伸出状态的锁舌无法被拉出，锁梁仍然能够被锁舌锁定，从而闭锁不到位时锁梁也不能被拉出；在半伸出状态下，由于电机已经转动到位，锁止顶件并未移动到位，此时弹性储能件蓄积弹力，当锁舌受到的外力解除并全部伸出后，此时弹性储能件释放弹力驱使锁止顶件移动到位至第一位置，使锁止顶件的第一限位面抵持在锁舌的后端，实现延时闭锁。

由上可知，本申请实施例提供的锁芯在闭锁以及锁舌伸出瞬间均能完成自锁，也就是说，在闭锁不到位时能够以锁舌半伸出状态实现第一阶段锁定，防止出现快速拉动锁梁解锁的安全隐患；而且只要在锁舌半伸出时实现锁定后，一旦锁舌受到的外力解除并继续伸出，锁止顶件就能够继续移动至第二阶段锁定，安全性高。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述锁芯还包括锁舌复位件，所述锁舌复位件用于驱动所述锁舌伸出。

在上述技术方案中，通过设置锁舌复位件，使锁舌在自然状态下处于弹性伸出的状态，进一步确保锁舌外力解除时，锁止顶件的运动路径畅通，有利于锁止顶件移动实现进一步闭锁。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述第一限位面、所述第二限位面与所述锁舌的伸缩方向垂直。

在上述技术方案中，通过将第一限位面和第二限位面设置为与锁舌的伸缩方向垂直，第一限位面和第二限位面的受力垂直于其自身所在的平面，锁止顶件的位置不容易发生变动，抵持稳定。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述锁止顶件上设有连接面，所述连接面形成在所述第一限位面和所述第二限位面之间，所述第一限位面、所述连接面和所述第二限位面形成z形。

在上述技术方案中，第一限位面、连接面、第二限位面形成z形，即第一限位面和第二限位面为两个台阶面，结构简单紧凑，抵持稳定。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述弹性储能件包括导向弹簧，所述导向弹簧套设于所述电机的输出轴，所述电机的输出轴上设有径向压杆，所述径向压杆穿设于所述导向弹簧的盘绕间隙，所述导向弹簧的一端与所述锁止顶件相对固定。

在上述技术方案中，电机能够带动径向压杆转动，径向压杆转动时沿导向弹簧的螺圈移动，使导向弹簧能够相对于电机的输出轴沿轴向移动，从而带动与弹簧的一端固定连接的锁止顶件。电机通过导向弹簧间接开闭锁，减小需要电机提供的驱动力，可以采用小功率电机，实现节能的作用，并且小功率电机一般体积更小，从而锁芯整体能够更小巧。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述锁芯包括两个所述锁舌。

在上述技术方案中，通过设置两个锁舌与锁梁配合，进一步减小锁定不成功的几率。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述锁止顶件位于两个所述锁舌之间，所述锁止顶件上形成有两个第一限位面和两个第二限位面。

在上述技术方案中，两个第一限位面和两个第二限位面分别与两个锁舌配合，进一步减小锁定不成功的几率。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述锁芯还包括锁胆，所述锁胆上设有钥匙孔，所述锁胆转动能够带动所述锁止顶件运动。

在上述技术方案中，通过设置锁胆，在电机解锁不成功的情况下，能够用钥匙通过锁胆带动锁止顶件运动，实现机械强制解锁。当锁舌与锁止顶件之间的摩擦力过大时，能够通过机械强制解锁的方式开锁，避免出现锁舌受力抵死锁止顶件而无法开锁的问题；开锁后，由于电机并未转动，而锁止顶件移动，故连接二者的弹性储能件变形储能，反转锁胆时，弹性储能件能够释放储能再次机械闭锁。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述锁止顶件上还设有导向斜面，所述锁芯还包括齿轮和齿条，所述齿轮同轴固定于所述锁胆，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条的一端与所述导向斜面形成斜面配合。

在上述技术方案中，锁胆与锁止顶件通过可伸缩的齿条和导向斜面配合，锁胆驱动齿条伸出时沿斜面滑动，从而下压锁止顶件，使锁止顶件移动至第三位置开锁；开锁状态下，锁止顶件压缩弹性储能件储能，锁胆驱动齿条缩回时，锁止顶件能够在弹性储能件的作用下回复至第一位置以锁定锁舌。

第二方面，本申请实施例提供一种锁具，其包括锁体、锁梁和前述的锁芯，所述锁芯设置在所述锁体内，所述锁体上设有供所述锁梁穿设的锁孔。

在上述技术方案中，该锁具的锁芯在锁舌半伸出状态也不会退回，防止出现快速拉动锁梁解锁的安全隐患，继续轻动锁梁能够在弹性储能件的作用下实现正常锁定，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的锁具结构示意图；

图2为本申请实施例提供的锁体的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的锁芯的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的锁芯的储能二阶闭锁机构的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的锁止顶件的外部结构示意图；

图6为本申请实施例提供的锁止顶件、弹性储能件、电机的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的锁芯的机械解锁机构的爆炸图；

图8为本申请实施例提供的储能二阶闭锁机构与机械解锁机构的配合示意图；

图9为本申请实施例提供的锁具的锁舌受力缩回的状态图；

图10为图9的a部分放大图；

图11为本申请实施例提供的锁具在半伸出状态下锁定的示意图；

图12为图11的b部分放大图；

图13为本申请实施例提供的锁具在伸出状态下锁定的示意图；

图14为图13的c部分放大图；

图15为本申请实施例提供的锁具在电子开锁状态下示意图；

图16为图15的d部分放大图；

图17为本申请实施例提供的锁具在机械开锁状态下的示意图；

图18为图17的e部分放大图。

图标：10－锁体；11－外壳；12－上盖；13－锁孔；20－锁梁；30－锁芯；31－内壳；32－第一盖体；33－第二盖体；34－usb接口；35－电池；40－储能二阶闭锁机构；50－机械解锁机构；100－电机；110－输出轴；120－径向压杆；200－锁止顶件；210－限位部；211－第一限位面；212－第二限位面；213－连接面；220－导向条；221－导向斜面；230－滑块；300－锁舌；310－锁舌复位件；400－弹性储能件；500－固定套筒；600－锁胆；610－齿轮；620－齿条。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

在智能锁具的实际应用中，如通过锁梁闭锁的锁具，存在闭锁失败隐患。例如：用户插入锁梁时，锁梁的缺口与锁舌未对准的情况下，此时锁舌为缩回状态，延时闭锁或手动点击关锁后，若拔出锁梁速度较快，锁舌在进入锁梁的缺口时，容易出现没有完全弹出即被下一个锁梁的缺口下端斜面顶回，导致锁止顶件一直被锁舌挡住，无法到达闭锁位置，使锁梁无法锁定，可以被拉出，造成闭锁失败。

本实施提供的锁具能够解决闭锁不到位时能够拉出锁梁导致闭锁失败的技术问题。

结合图1和图2，锁梁20包括锁体10、锁梁20和锁芯30。锁体10包括外壳11和上盖12，锁芯30被容纳在外壳11内，被由上盖12封闭。

结合图3，锁芯30包括内壳31、第一盖体32和第二盖体33，第一盖体32位于盖合在内壳31的上方，第二盖体33盖合在内壳31的正面。第一盖体32与锁体10的外壳11的上盖12对应，依次打开上盖12、第一盖体32能够取出锁芯30内的电池35更换。第二盖体33用于遮蔽锁芯30的内部工作机构。在内壳31的底部设置有usb接口34，同时外壳11的底部对应设有可开闭的防尘盖，打开防尘盖能够暴露usb接口34，以便对锁芯30内的电池35充电。

锁体10还设置有贯穿上盖12和外壳11的锁孔13，锁孔13位于锁芯30的两侧，锁梁20用于插入锁孔13。锁芯30的内部工作机构包括锁舌300，锁舌300能够向侧面伸出至锁孔13，以使锁舌300与锁梁20的缺口配合锁定。

锁芯30的内部工作机构还包括储能二阶闭锁机构40，请结合图3和图4所示。

储能二阶闭锁机构40包括锁止顶件200、电机100和弹性储能件400。电机100与锁止顶件200通过弹性储能件400连接，电机100转动时通过弹性储能件400驱动锁止顶件200上下运动。

锁止顶件200的运动路径上依次包括第一位置、第二位置和第三位置。以图4的方位来说明，图4中示出的是第三位置，锁止顶件200向上移动依次到达第二位置、第一位置。

锁止顶件200上形成有限位部210，如图5所示。当锁止顶件200处于在图4中示出的第三位置时，限位部210未到达锁舌300的后端，不阻止锁舌300后退。当锁止顶件200处于第一位置和第二位置时，限位部210处于锁舌300的后端，能够阻止锁舌300后退。限位部210具有第一限位面211和第二限位面212，第一限位面211在第二限位面212的下方。当限位部210在第二位置时，第二限位面212位于锁舌300的后端，此时第二限位面212到锁舌出口(即形成在锁芯30上的容许锁舌300伸出的开口)的距离为l2；当限位部210在第一位置时，第一限位面211位于锁舌300的后端，此时第一限位面211到锁舌出口的距离为l1；l1＜l2。

也就是说，在锁止顶件200由第三位置向第一位置移动的过程中：当锁止顶件200位于第三位置时，第一限位面211和第二限位面212均远离锁舌300，如图4中所示的情形，第一限位面211和第二限位面212在锁舌300所在高度之下，锁止顶件200不能阻挡锁舌300回退；当锁止顶件200移动至第二位置时，第二限位面212位于锁舌300的后端，故能够限制处于半伸出状态的锁舌300后退，即，能够使锁舌300至少保持半伸出；当锁止顶件200移动至第三位置时，第二限位面212通过锁舌300的后端，第一限位面211位于锁舌300的后端，限制处于伸出状态的锁舌300后退。

通过设置具有两种限位面的锁止顶件200，限位部210的第二限位面212相对于第一限位面211退台，锁具能够在锁舌300伸出瞬间实现第一阶段闭锁，并能在锁舌300全部伸出时实现第二阶段闭锁，当锁舌300被锁梁20的缺口斜面挡住或在其他外力作用下处于半伸出状态时，至少限位部210的第二限位面212能够到达锁舌300的后端，使锁舌300不能继续后退，解决闭锁不到位时能够拉出锁梁20的技术问题。

锁止顶件200的限位部210可以如图6，锁止顶件200的本体让位于锁舌300，在锁止顶件200的本体上形成凸起的第一限位面211和第二限位面212，第一限位面211和第二限位面212由连接面213连接形成z形台阶状结构。通过该设置，锁止顶件200沿运动方向上所需要占用的空间小，使锁芯30结构更紧凑。

可选地，锁止顶件200的限位部210还可以是，锁止顶件200的本体位于锁舌300的下方，限位部210为形成在锁止顶件200的顶部的两级台阶。

由于电机100接到闭锁指令后已经转动到位，而锁止顶件200并未上移到位，此时弹性储能件400处于压缩储能的状态，当锁舌300受到的外力解除，如锁梁20轻动使其斜面与锁舌300分离时，弹性储能件400能够释放蓄积的弹力实现延时闭锁，此时锁舌300正常伸出至缺口内锁定锁梁20。

电机100、弹性储能件400和锁止顶件200的连接方式有多种。本实施例中采用如图5所示的方式。弹性储能件400被配置为导向弹簧，电机100的输出轴110上形成径向压杆120，导向弹簧套设于输出轴110，使径向压杆120穿设于导向弹簧的螺圈的盘绕间隙中。导向弹簧的一端与锁止顶件200相对固定，如图5中导向弹簧的下端固定于锁止顶件200，导向弹簧的另一端可选地固定于输出轴110，或者在输出轴110的端部设置防脱部并使导向弹簧的另一端抵触在防脱部上。

锁止顶件200可以直接与锁芯30的内壳31滑动连接。或者，可选地，在锁芯30中设置一个与输出轴110同轴的固定套筒500，将锁止顶件200配置为同轴的空心套体。限位部210形成在锁止顶件200的外部，在锁止顶件200的外部还形成凸起的滑块230，在固定套筒500内设置沿轴向的滑槽(图中未示出滑槽)，锁止顶件200外部的滑块230与固定套筒500内的滑槽配合，从而锁止顶件200的运动方向被固定套筒500固定，使其沿固定套筒500的轴向滑动。

当电机100转动时，输出轴110上的径向压杆120沿导向弹簧的螺圈移动，由当前螺圈间隙移动至相邻的螺圈间隙。由于输出轴110及其径向压杆120在轴向上的高度位置不变，导向弹簧则沿输出轴110的轴向移动。当径向压杆120下方的圈数增加时，导向弹簧受到压缩将锁止顶件200向下带动；当径向压杆120上方的圈数增减时，导向弹簧受到压缩将锁止顶件200向上带动。若导向弹簧相对于输出轴110移动而锁止顶件200受限时，导向弹簧则蓄积弹力，待锁止顶件200的限制解除，导向弹簧释放弹力将锁止顶件200驱动到位。

锁止顶件200与电机100还可以通过其他方式连接。例如，电机100的输出端设置升降模块，升降模块与锁止顶件200通过弹性储能件400连接。升降模块可以为连接在电机100输出端的丝杠螺母组件，弹性储能件400为连接在螺母和锁止顶件200之间的弹簧、弹片等弹性元件。电机100和升降模块还可以替换为直线模组、电动推杆等。

前述的锁舌300可以是如图4中示出的销轴结构，锁芯30中设有锁舌复位件310，锁舌复位件310被配置为套设在销轴外部的弹簧。

在其他实施例中，锁舌300还可以是其他结构，例如锁舌300被配置为滚珠。自然状态下关锁时，锁止顶件200直接移动至第一位置，使第一限位面211抵触滚珠关锁。当斜面对准滚珠的伸出位置时，限位部210的顶面及其边缘将滚珠向外挤出，使锁止顶件200能够移动至第二位置，从而与滚珠移动方向垂直的第二限位面212抵持滚珠，防止滚珠受力回退，实现第一阶段闭锁。当滚珠受到的外力解除后，弹性储能件400释放蓄积的弹力推动锁止顶件200，连接面213及其边缘将滚珠继续向外挤出，使锁止顶件200移动到第一位置，从而与滚珠移动方向垂直的第一限位面211抵持滚珠，实现第二阶段闭锁。

另外，锁芯30中还设有机械解锁机构50，机械解锁结构包括锁胆600，锁胆600上设有钥匙孔，与之配套的钥匙能够穿过外壳11、内壳31进入钥匙孔驱动锁胆600转动。在闭锁时，如果锁舌300受到的外力过大，导致锁舌300将锁止顶件200压紧，二者摩擦力过大导致电机100无法开锁时，可使用钥匙转动锁胆600来带动锁止顶件200运动，以强制解锁。

如图7所示，锁胆600上同轴固定有齿轮610，锁芯30中还设有齿条620，齿条620与齿轮610啮合，转动锁胆600能够驱动齿条620相对于锁止顶件200伸缩。锁止顶件200上形成有导向斜面221，如图5，锁止顶件200表面形成有凸起的导向条220，导向斜面221形成在导向条220上，齿条620靠近锁止顶件200的一端与导向斜面221形成斜面配合。当齿条620朝向锁止顶件200伸出时，能够驱动锁止顶件200移动至第三位置开锁；在开锁状态下，锁止顶件200压缩弹性储能件400储能，转动锁胆600驱动齿条620缩回时，弹性储能件400释放弹性力驱使锁止顶件200回复至第一位置。

图8示出了锁具闭锁的状态下的示意图，机械解锁机构50处于原始状态，齿条620缩回，储能二阶闭锁机构40处于闭锁状态，锁止顶件200在第一位置，第一限位面211抵持锁舌300。

在本实施例中虽然只提供了两个限位面，在本申请的发明构思范围内，还可以在锁止顶件200上配置两个以上的限位面，当有多个限位面时，锁具具有多个闭锁阶段，实现间断性的多阶段闭锁，进一步确保锁止组件能够在锁舌300伸出瞬间阻挡于锁舌300的后端，解决快速拔出锁梁20时锁舌300后退的问题。

可选地，锁芯30可以设有两个锁舌300，两个锁舌300可以与同一个缺口配合，也可以如本实施例中，分别设置在锁芯30的两侧。相应地，本实施例中锁孔13被配置为两个，锁梁20被配置为两边均有缺口的u型锁，锁止顶件200的限位部210形成两个第一限位面211和两个第二限位面212。

以下是本实施例提供的锁具的开闭锁过程描述。

图9示出了锁舌300受到外力完全缩回的状态图，图10示出了此时锁止顶件200和锁舌300的配合状态。此时锁止顶件200位于第三位置，锁舌300阻挡在锁止顶件200的运动路径上。

电子关锁过程包括正常关锁过程和非正常关锁过程。

电子正常关锁过程：

锁舌300与锁梁20的缺口恰好对准，锁舌300在锁舌复位件310作用下伸出，电机100转动到位，弹性储能件400带动锁止顶件200由第三位置直接向上移动至第一位置，直接完成两个闭锁阶段，呈现如图13和图14所示的状态。

电子非正常关锁过程：

电机100转动到位，弹性储能件400受压缩；

当锁梁20移动时，锁舌300在锁舌复位件310作用下伸出，在伸出瞬间，锁梁20的下一缺口的斜面抵在锁舌300的前端，弹性储能件400驱使锁止顶件200向上移动使其位于第二位置，此时第二限位面212抵在锁舌300的后端，实现如图11和图12所示的第一阶段闭锁，此时弹性储能件400仍然蓄积有弹力；

当锁舌300受到的外力解除，即移动锁梁20时，锁梁20的斜面让开，锁舌300在锁舌复位件310作用下继续伸出，在伸出瞬间，弹性储能件400驱使锁止顶件200向上移动使其位于第一位置，此时第一限位面211抵在锁舌300的后端，实现如图13和图14所示的第二阶段闭锁。

电子开锁过程包括正常开锁过程和非正常开锁过程。

电子正常开锁过程：

电机100转动到位，弹性储能件400带动锁止顶件200向下移动至第三位置解锁，如图15和图16所示，拉动锁梁20能够使锁舌300后退，直接拔出锁梁20实现开锁。

电子非正常开锁过程：

锁舌300在外力作用下压住第一限位面211；

电机100转动到位，弹性储能件400压缩蓄能；

当锁舌300受到的外力解除时，弹性储能件400释放弹性力驱动锁止顶件200下移至第三位置，拔出锁梁20，完成开锁。

当锁舌300受到的外力过大，无法解除时，可以通过机械解锁机构50控制开锁。如图17和图18所示，插入钥匙，驱动锁胆600转动，带动齿条620朝向锁止顶件200伸出，齿条620的一端与导向斜面221配合并持续伸出，直至将锁止顶件200下压至第三位置，拔出锁梁20，完成开锁。

在机械解锁机构50解锁后，弹性储能件400保持压缩储能状态。如要再次关锁，则将锁梁20插入锁孔13，将钥匙插入锁胆600，转动锁胆600使齿条620收回，弹性储能件400释放弹力推动锁止顶件200回到第一位置关锁。

在机械关锁时也可能出现非正常闭锁的情况，如锁舌300的前端顶在锁梁20上的情况，此时弹性储能件400保持压缩储能；

当锁梁20移动时，锁舌复位件310驱动锁舌300伸出，在伸出瞬间，弹性储能件400驱使锁止顶件200向上移动使其位于第二位置，此时第二限位面212抵在锁舌300的后端，实现第一阶段闭锁，此时弹性储能件400仍然蓄积有弹力；

当锁梁20的斜面让开，锁舌300受到的外力解除时，锁舌300继续驱动复位件锁舌300伸出，弹性储能件400驱使锁止顶件200向上移动使其位于第一位置，此时第一限位面211抵在锁舌300的后端，实现第二阶段闭锁。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。