锁芯 【技术领域】：
本发明涉及一种锁芯结构。
【背景技术】：
电子锁是一种应用越来越广泛的新型锁具，是传统机械锁具的更新换代产品。
目前市场上见到的电子锁，无论是采用交流或直流工作的，工作功耗一般均在数瓦(W)到十来瓦(即工作电压多为12-24V，工作电流为0.2-2A)，这类电子锁由于效率低、功耗高，所以要求供电系统容量大，因而不能匹配体积、重量、电源功耗不断降低的微电子控制电路，也导致在一些电源功耗要求十分严格或经常停电的场合几乎无法应用，因此制约了电控锁的普及推广和换代，因此电子锁的应用一直局限于宾馆、办公楼等高档的商业场所，而不能进入家庭中广泛应用；有些电子锁采用微电机驱动，以齿轮、齿条进行传动，机电结构较复杂，安装、维护需要具备一定的专业技能，难度较大；整个机构功耗较高，而且故障时，电机自锁会把整个机构卡死，因此这类电子锁必须备有普通的机械开锁机构。而对于现有的普通机械锁，如果要改装成电子锁，现有技术中只能将其整个锁更换，因此不能同传统的机械锁很好的融合起来，更换成本高，也不利于推广应用。但电子锁毕竟代表技术的发展趋势，因为其可能结合微电子和控制技术，直接识别人体的生物特征，作为开锁的命令。
【发明内容】：
本发明的目的是：提出一种结构简单、可靠性高、适于智能化控制的锁芯。
为此本发明提出了一种锁芯，包括第一活动件1、第二活动件2和壳体3、离合机构、复位机构；所述第一活动件、第二活动件并列套设于所述壳体内；或所述第二活动件套设于第一活动件内，所述第一活动件套设于所述壳体内；且具有连通所述第一活动件、第二活动件及壳体地导孔，该导孔底部始于所述第一活动件1或第二活动件2或壳体3的内壁，口部设置于所述壳体上；所述离合机构包括驱动装置、复位装置、离合件；所述驱动装置的驱动输出轴与所述离合件抵接，所述复位装置内置于所述导孔底部，所述离合件内置于所述导孔内，位于所述驱动装置的驱动输出轴与复位装置之间；所述驱动装置的驱动输出轴可沿轴向做伸缩运动，所述驱动输出轴沿轴向伸出时，驱动离合件及复位装置，使所述第一活动件与第二活动件相对锁定或分离；所述驱动输出轴沿轴向收缩时，所述复位装置驱动离合件，使所述第一活动件与第二活动件相对分离或锁定；所述复位机构设置于所述壳体内，与所述第一活动件、第二活动件分别连接，当所述第一活动件和/或第一活动件在外力作用下相对于初始位置移动后，当外力消失后复位机构驱动其回到初始位置。
上述的锁芯，所述导孔为二个或二个以上，所述每一导孔配合一离合机构。
上述的锁芯，所述复位装置为弹性件，所述离合件由第一离合销、第二离合销组成，所述导孔为盲孔；所述盲孔底部位于所述第二活动件内壁，贯通所述第一活动件，开口于所述壳体；所述弹性件置于第二活动件销孔内，在不受力状态下，所述弹性件上端面与所述第二活动件的外表面重合，所述第一离合销置于所述第一活动件的通孔内，且其长度不大于所述第一活动件通孔的长度，所述第二离合销置于所述壳体通孔内，且其长度小于所述第一活动件通孔的长度，所述第一离合销、第二离合销的长度之和大于所述第一活动件通孔的长度；所述驱动装置设置于所述壳体上，其驱动输出轴与所述第二离合销抵接，所述驱动输出轴沿轴向伸出时，驱动第二离合销进入所述第一活动件的通孔，第二离合销驱动通孔内第一离合销部分进入所述第二活动件销孔内，使所述第一活动件与第二活动件相对锁定，二者之一受力时可联动；所述驱动输出轴沿轴向收缩时，所述弹性件驱动所述第一离合销、第二离合销恢复初始位置，所述第一活动件与第二活动件分离。
上述的锁芯，所述复位装置为弹性件，所述离合件由第一离合销、第二离合销组成，所述导孔为盲孔；所述盲孔底部位于所述第二活动件内壁，贯通所述第一活动件，开口于所述壳体；所述弹性件置于盲孔底部，在不受力状态下，所述弹性件部分伸入所述第一活动件的通孔内，所述第一离合销置于所述第一活动件的通孔内，所述第二离合销置于所述壳体通孔内；所述第一离合销与第二离合销的长度之和不小于所述第一活动件的通孔长度；所述驱动装置设置于所述壳体上，其驱动输出轴与所述第二离合销抵接；所述驱动输出轴沿轴向伸出时，驱动第二离合销进入所述第一活动件的通孔，第二离合销驱动通孔内第一离合销，第一离合销压缩所述弹性件，弹性件收缩至第二活动件销孔内，使所述第一活动件与第二活动件相对分离；所述驱动输出轴沿轴向收缩时，所述弹性件驱动所述第一离合销、第二离合销恢复初始位置，所述第一活动件与第二活动件相对锁定。
上述的锁芯，所述复位装置为弹性件，所述离合件为离合销，所述导孔为盲孔；所述盲孔底部位于所述第二活动件内壁，贯通所述第一活动件，开口于所述壳体；所述弹性件置于所述盲孔底部，在不受力状态下，所述弹性件上端面与所述第一活动件的外表面重合，所述离合销贯通所述第一活动件的通孔，且其长度大于所述第一活动件通孔长度，所述离合销部分置于所述壳体通孔内；所述驱动装置设置于所述壳体上，其驱动输出轴与所述离合销抵接，所述驱动输出轴沿轴向伸出时，驱动所述离合销脱离所述壳体通孔，并部分进入所述第二活动件的销孔内，使所述第一活动件与第二活动件相对锁定，二者之一受力时可联动；所述驱动输出轴沿轴向收缩时，所述弹性件驱动所述离合销恢复初始位置，所述第一活动件与第二活动件分离。
上述的锁芯，所述复位装置为弹性件，所述导孔为盲孔，盲孔底部设置于所述壳体的一侧，其开口设置于所述壳体的另一侧，贯通所述第一活动件、第二活动件，所述弹性件设置于所述盲孔底部。
上述的锁芯，所述复位装置为弹性件，所述第一活动件、第二活动件一端相抵套设于所述壳体内，且所述第一活动件、第二活动件的外壁分别与所述壳体内壁相接，所述导孔为L型，底部设置于所述第一活动件或第二活动件，所述弹性件设置于所述导孔底部，所述离合件安装于所述导孔内。
上述的锁芯，所述驱动装置包括微电机、摆件、支架、驱动输出轴，所述摆件与所述微电机输出轴固接于偏心点，所述支架与所述摆件相抵接，所述驱动输出轴与所述支架固接；所述微电机驱动摆件摆动，带动支架，驱动所述驱动输出轴向所述壳体通孔内离合件施力或停止施力。所述支架具有二个或二个以上支格，每一支格与一个或一个以上摆件相抵接，每一摆件由一微电机驱动。所述驱动装置还包括输出轴复位件，集成于所述驱动输出轴上，或所述复位件一端与所述支架连接，另一端相对固定；所述复位件用于当所述驱动输出轴停止向离合件施力时，向所述驱动输出轴施加相反方向的作用力，使其恢复初始状态。
采用本实发明的有益效果是：
，结构简单，备份方便，容易形成多套独立的备份组件同时不增加体积；应用本机构的锁具故障率大大降低，可靠性大大提高，使得本发明可以直接集成于车门、家庭防盗门、保险箱等，直接与各类电子控制系统兼容，应用简单、应用范围广。
本发明的锁芯可以进行多级备份，进一步提高了锁芯的可靠性；例如采用三组离合机构、每组离合机构具有双备份电机驱动的本发明锁芯，假设单个电机的故障率为1％，则整个离合机构的故障率降低为(1％)6，其可靠性的提高使电子锁完全可以放弃以钥匙手动驱动的机械部分。
由于动力装置不直接驱动锁舌，仅用于驱动离合机构的离合件，动力装置的驱动行程很小，所需力量可以很小，节省了宝贵的电力；使单位容量的电池使用时间更长，无须频繁更换电池，使本锁芯更适于集成为电子锁。且动力装置不会直接受到锁舌的反作用力的冲击，降低了其故障率，提高了可靠性和使用寿命。
应用本发明的电子锁，可以进行各种功能扩展，适应数字化控制的要求。
【附图说明】：
图1、图2是本发明实施例一的锁芯结构示意图；
图3、图4是本发明实施例二的锁芯结构示意图；
图5、图6是本发明实施例三的锁芯结构示意图；
图7、图8是本发明实施例四的锁芯结构示意图；
图9、图10是本发明实施例五的锁芯结构示意图；
图11、图12是本发明实施例六的锁芯结构示意图；
图13、图14是本发明实施例七的锁芯结构示意图；
图15、图16是本发明实施例八的锁芯结构示意图；
图17是本发明的双备份驱动装置结构示意图；
图18是本发明的双备份双驱动输出轴的驱动装置结构示意图；
图19是本发明的另一种双备份驱动装置结构示意图；
图20是本发明的自身具备复位功能的单驱动装置结构示意图；
图21是本发明的自身具备复位功能的双备份驱动装置结构示意图；
图22是本发明的单组合多路备份的锁芯结构示意图；
图23是本发明的双组合多路备份的锁芯结构示意图；
图24是图22的多路备份功能的锁芯的应用示意图之一；
图25是图22的多路备份功能的锁芯的应用示意图之二；
图26是本发明第一活动件、第二活动件、壳体的变形组合示意图；
图27是一种弹性销的结构示意图；
图28是本发明锁芯与控制系统的配合应用示意图；
图29是本发明实施例九的锁芯结构示意图。
图中：1第一活动组件，2第二活动组件，27锁芯输出轴，3壳体，4复位机构，50弹性销，501弹簧，502销，51第一离合销，52第二离合销，53第三离合销，54第四离合销，55弹簧，56滚珠，6驱动装置，61驱动输出轴，62支架，63摆件，64第二驱动输出轴，65支撑件，69电机，7锁舍。
【具体实施方式】：
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
下列各例中，锁芯包括第一活动件1、第二活动件2和壳体3、离合机构、复位机构；第一活动件、第二活动件并列套设于壳体内；或第一活动件套设于第二活动件内，第二活动件套设于所壳体内；且具有连通第一活动件、第二活动件及壳体的导孔，该导孔底部始于第一活动件1或第二活动件2或壳体3的内壁，口部设置于壳体上；离合机构包括驱动装置、复位装置、离合件；驱动装置安装于壳体上，其驱动输出轴与离合件抵接，复位装置内置于导孔底部，离合件内置于导孔内，位于驱动装置的驱动输出轴与复位装置之间；驱动装置的驱动输出轴可沿轴向做伸缩运动，驱动输出轴沿轴向伸出时，驱动离合件及复位装置，使第一活动件与第二活动件相对锁定或分离；驱动输出轴沿轴向收缩时，复位装置驱动离合件，使第一活动件与第二活动件相对分离或锁定；复位机构设置于所述壳体内，与第一活动件、第二活动件分别连接，当第一活动件和/或第一活动件在外力作用下相对于初始位置移动后，当外力消失后复位机构驱动其回到初始位置。离合机构的动力装置采用微电机，复位装置采用弹性销，该弹性销的结构如图27所示，由弹簧501与销502集成，也可以直接采用弹簧。
实施例一：第一活动件1、第二活动件2并列套设于壳体3内；离合件由第一离合销51、第二离合销52组成，导孔为盲孔；盲孔底部位于第二活动件内壁，贯通第一活动件，开口于壳体；弹性件置于第一活动件销孔内。如图1、图2所示，分别为第一活动件1与第二活动件2的分离、相对锁定状态，第一活动件1、第二活动件2和壳体3相对移动为图1、图2的箭头所示方向。图1是弹性销50自然伸展状态下，第一活动件1、第二活动件2、壳体3处于互不关联、相对自由活动状态。图2中，驱动装置6的驱动输出轴伸出，驱动第二离合销52进入第一活动件1的通孔内，再压迫第一离合销51进入第一活动件2中，弹性销50被压缩，使得第一离合销51位于第一活动件1与第二活动件2之间，并使二者相互锁定，二者相对于壳体处于自由活动状态。第一离合销51的长度等于第一活动件1的厚度。第二离合销52的长度等于驱动输出轴的轴向位移。壳体3可以是同一也可以是两个组件。第一离合销51的长度等于第一活动件1的厚度。
实施例二：如图3、图4所示，为实施例一的变形，盲孔底部位于壳体3的一侧壁，贯通第一活动件1、第二活动件2，开口位于壳体的另一侧壁。离合件包括第一离合销51、第二离合销52、第三离合销53、第四离合销54、弹簧55。自然状态下，第一活动件1、第二活动件2、壳体3处于互不干涉、相对独立状态；第一离合销51完全处于第一活动件的通孔内，其长度等于第一活动件1的厚度。第三离合销53与第四离合销54完全处于第二活动件2的通孔内，二者长度之和等于第二活动件2的通孔长度，第一离合销51、第二离合销52、第三离合销53的长度之和等于第一活动件1与第二活动件2的厚度之和，第二离合销52的长度等于驱动输出轴的轴向位移。图4中，驱动装置6的驱动输出轴伸出，驱动第二离合销52进入第一活动件1的通孔内，再压迫第一离合销51进入第二活动件2中，使得第一离合销51位于第一活动件1与第二活动件2之间，并使二者相互锁定，二者相对于壳体处于自由活动状态。第二离合销52的长度等于驱动输出轴的轴向位移。
实施例三：如图5、图6所示，图5是弹性销50自然伸展状态下，弹性销50位于的第二活动件2和第一活动件1之间并使二者相互锁定，二者相对于壳体3处于自由活动状态。图6中，驱动装置6的驱动输出轴伸出，驱动第二离合销52进入第一活动件1的通孔内，再压迫第一离合销51，第一离合销51压缩弹性销50，使得第一活动件1、第二活动件2、壳体3之间处于互不关联、自由活动状态。第一离合销51加上第二离合销52的长度等于第一活动件1的厚度，第二离合销的长度等于驱动装置6的驱动输出轴的轴向位移。
实施例四：如图7、图8所示，为实施例二、三的变形状态，盲孔底部位于壳体3的一侧壁，贯通第一活动件1、第二活动件2，开口位于壳体的另一侧壁。与实施例二不同的是，其第三离合销53的长度等于第二活动件2的通孔长度即第二活动件的厚度，自然状态下，弹簧的长度等于开设于壳体侧壁的底部部分的孔的高度，第一离合销51、第三离合销53、第四离合销54长度之和等于第一活动件1与第二活动件2的通孔长度之和，且完全处于第一活动件1与第二活动件2的通孔内，第三离合销53部分处于第一活动件的通孔内，部分处于第二活动件的通孔内，此时，第一活动件1与第二活动件2处于相对锁定状态，并相对于壳体处于互不干涉状态。第一离合销51、第二离合销52长度之和等于第一活动件通孔的长度，当驱动装置6的驱动输出轴伸出，驱动第二离合销52进入第一活动件1的通孔内，再压迫第一离合销51、第三离合销53、第四离合销54、弹簧55，使得第三离合销53完全位于第二活动件2通孔内，使第一活动件1与第二活动件2解除相互锁定，且二者相对于壳体处于自由活动状态。第二离合销52的长度等于驱动输出轴的轴向位移。
实施例五：如图9、图10所示，与实施例一不同的是，在不受力状态下，弹性件50上端面与第二活动件2的外表面重合，离合销51贯通第一活动件的通孔，且其长度大于所述第一活动件通孔长度，即离合销部分置于壳体通孔内，第一活动件1与壳体3相对锁定；驱动输出轴沿轴向伸出时，驱动离合销51脱离壳体通孔，并部分进入第二活动件的销孔内，使第一活动件与第二活动件相对锁定，二者之一受力时可联动；驱动输出轴沿轴向收缩时，弹性件驱动离合销恢复初始位置，第一活动件与第二活动件分离。
实施例六：如图11、图12所示，为实施例五的变形。图11是弹簧50伸展状态下，第一离合销51位于的第一活动件1和第二活动件2之间并使二者相互锁定，二者相对于壳体3处于自由活动状态。图12中，由于弹簧50被压缩，第一离合销51位于第一活动件1和壳体3之间，使得二者相对锁定，二者与第二活动件2之间处于互不关联、相对自由活动状态。第三离合销53与第一离合销51的长度之和等于第一活动件1与第二活动件2的通孔长度之和。
实施例七：如图13、图14所示，弹性件置于盲孔底部，在不受力状态下，弹性件部分伸入第一活动件1的通孔内，第一离合销51置于第一活动件1的通孔内，第二离合销52置于壳体通孔内；第一离合销51与第二离合销52的长度之和等于第一活动件的通孔长度；驱动装置设置于壳体上，其驱动输出轴与第二离合销抵接；驱动输出轴沿轴向伸出时，驱动第二离合销52进入第一活动件1的通孔，第二离合销52驱动通孔内第一离合销51，第一离合销压缩弹性件50，弹性件收缩至第二活动件销孔内，使第一活动件与第二活动件相对分离；驱动输出轴沿轴向收缩时，弹性件驱动所述第一离合销、第二离合销恢复初始位置，第一活动件与第二活动件相对锁定。
实施例八：如图15、图16所示，为实施例六、七的结合，盲孔底部位于壳体3的一侧壁，贯通第一活动件1、第二活动件2，开口位于壳体的另一侧壁。自然状态下，弹簧50完全处于底部孔内，第一离合销51、第三离合销53、第四离合销54长度之和等于第一活动件1和第二活动件2的通孔长度之和，第三离合销53部分处于第一活动件1通孔内，部分处于第二活动件2通孔内，使第一活动件1与第二活动件2相对锁定，且与壳体3互不干涉。第一离合销51与第二离合销52的长度之和等于第一活动件1的通孔长度，驱动装置6的驱动输出轴驱动第二离合销52，使第一离合销51、第二离合销52完全处于第一活动件1通孔内，第一活动件1、第二活动件2、壳体3三者互不干涉。
实施例九：如图29所示，其离合原理与上述各例相同，本例中，第一活动件1、第二活动件2一端相抵套设于所述壳体3内，且第一活动件、第二活动件的外壁分别与壳体内壁相接，导孔为L型，底部设置于第一活动件或第二活动件，弹性件50设置于导孔底部，离合件安装于导孔内，包括第一离合销51、第二离合销52、第三离合销53、滚珠56。自然状态下，第一离合销51、滚珠56、第三离合销53完全处于第一活动件的L型通孔内，弹性件50刚好完全处于底部孔内，第一活动件1、第二活动件2、壳体3三者之间处于互不干涉的状态。当第二离合销52在驱动输出轴的驱动下，进入第一活动件的L型通孔内，使第三离合销53压迫弹性件50，部分进入底部孔内，使第一活动件1、第二活动件2相对锁定。
上述各例中，所述的驱动装置的目标功能是产生一个轴向的驱动力，以驱动导孔内的离合件。驱动装置包括微电机、摆件、支架、驱动输出轴，摆件与微电机输出轴固接于偏心点，支架与摆件相抵接，驱动输出轴与支架固接；微电机驱动摆件摆动，带动支架，驱动驱动输出轴向壳体通孔内离合件施力或停止施力。
如图17所示，为一双备份的驱动装置结构示意图，支架62呈“日”字型，与驱动输出轴61固接，支架的每一支格内，有一摆件63抵接于支格的内壁，摆件与微电机的输出轴连接，摆件的形状不拘，只要能够在微电机驱动下，压迫支架，使驱动输出轴61在通孔的导向下或其他构件的导向下，能够轴向运动即可。
如图18所示，在图17的基础上，在驱动输出轴的相反方向设置第二驱动输出轴64，其与驱动输出轴61的运动方向相反，在应用中，一个驱动指令产生二个相反的驱动输出动作，这种机构可以应用于如图23所示的系统中，满足特殊的控制要求，如一个指令同时产生：一锁定动作、一分离动作；或二个锁定动作；或二个分离动作。
如图19所示，为采用另一种形状的摆件的驱动装置，原理与图17所示的驱动装置完全相同。
如图20、图21所示，为自身具备复位功能的驱动装置，图20所示为单电机的驱动装置，驱动输出轴61上集成有复位件66，支架被限定在支撑件内，驱动输出轴的轴向运动被支撑件导向。摆件62在微电机驱动下，解除对支架63的施力时，在复位件66的作用下，驱动输出轴复位、缩回，解除对离合件的施力。图21为双电机备份的装置，原理与图20的单电机驱动装置相同。
如图22、图23所示，是上述各例中，应用驱动装置多路备份的结构示意图，具备多路离合机构、多路驱动装置备份，如图22所示，本锁芯应用相同结构的三路离合机构，每路离合机构具备二路驱动装置，如此，其完成了3×2的多路备份功能，使其可靠性大大提高，出现故障的机率大幅降低。假设单个电机的故障率为1％，则整个离合机构的故障率降低为(1％)6。
如图24为图22的多路备份功能的锁芯的应用，第一活动件1作为主动组件，第二活动件2作为从动组件，第二活动件2的输出轴21连接锁舍7，当第一活动件1与第二活动件2相互锁定时，外力通过第一活动件1、第二活动件2，由输出轴27驱动锁舍7，完成开锁功能。
如图25所示，为三重多路备份功能的锁结构，锁舍7具备二路驱动，一路由如图22所示的锁芯来完成，一路由其他动力装置来执行；可以灵活地与其他系统集成应用。
上述各例中，第一活动件与第二活动件联接有复位机构4，可以在外力消失时恢复初始状态。其可以是集成在其上的势能存储装置，或集成在壳体上的势能存储装置，如弹簧、弹簧片等。当第一活动件或第二活动件相对于初始位置移动后，并且当作用力消失后在复位机构的作用下回到初始位置。此装置解决方案有很多，其中典型的是采用轴向储能弹簧或金属弹簧卷片储能方式完成工作，如常见的卷尺缩回原理。离合件的形状可以视应用环境而设计，完成应用功能即可。
如图26所示，本发明的锁芯还可以设计成异型结构组件，基本原理相同，目的是完成目标功能。如第一活动组件1、第二活动件2套设在一起，而壳体3由具固定作用的其他形状组成。目标是完成固定功能同时使内第一活动件、第二活动件在工作时离合件不至于掉出，复位时离合件能够复回原位。第一活动件、第二活动件有如下两种连接方法：a、中间管子作为第一活动件提供给开锁受力用(如把手等)，最里层的实心柱或空心管作为第二活动件与锁的驱动装置相连，将开锁的力传给锁的驱动装置由驱动装置将锁打开；或直接驱动锁销；b、中间管子作为第二活动件与锁的驱动装置相连，将开锁的力传给锁的驱动装置由驱动装置将锁打开；或直接驱动锁销，最里层的实心柱或空心管作为第一活动件提供给开锁受力用(如把手等)。
本发明锁芯的应用：
图28是控制装置与锁芯关系示意图，控制装置与锁芯的关系可以是：1、控制装置与锁芯集成与一体；2、控制装置通过接口电路与锁芯相连。控制装置可以部分或全部集成在锁芯上，为了能使多个电子功能模块集成于狭小空间，将一块大的电路板拆分成多个小板，众多的小板通过接口电路纵向(相对于锁芯)或横向、或纵横向层叠分布在锁芯上，或采用软性电路将电路板折叠或弯曲集成于锁芯上。也可以与锁芯分别独立设置。优势是可充分利用空间或控制与动力源分离以提高安全。