一种利用卡扣构造的低功耗电子锁及其控制方法技术领域
本发明涉及电子锁，具体涉及一种利用卡扣构造的低功耗电子锁及其控制方法。
背景技术
随着信息化社会的发展，电子锁已经应用于各行各业，而对于工业场合应用而言，
电子锁需要考虑供电问题、功耗问题、可靠性、管理性等问题，传统工业柜用电子锁，目前一
般需要采用直流12V供电，开锁电流为150～200mA。而很多工业场所，对供电很难有效保障，
只能采用蓄电池供电；此类电子锁的应用，则对蓄电池压力较大，而通过分析发现，该电子
锁中，最主要的耗电发生在电子锁的开锁过程中，作为电子锁的电控机构的电磁线圈需要
通电并通过磁吸力使轴承产生向上运动，而此过程中电控机构的耗电量较高，对供电系统
的压力很大，故迫切需要一种能极大缓解电子锁的耗电量的全新的技术方案。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种利用卡扣构造的低功耗电子
锁及其控制方法，使其解决现有电子锁具中所不能满足的上述技术问题。其目的是通过以
下方案实现的。
一种利用卡扣构造的低功耗电子锁，其包括锁体基座、手柄、开锁机构、电控机构，
手柄的一端与锁体基座活动连接，手柄的另一端安装有开锁机构，电控机构安装于锁体基
座，电控机构包括电磁线圈、轴承，轴承置于电磁线圈的轴承移动孔中并能上下伸缩，开锁
机构能够使所述轴承在伸缩方向上移动，通过轴承在伸出时与开锁机构的在轴承的伸缩方
向上的相互卡扣而实现低功耗电子锁的闭合，通过开锁机构驱动轴承向上移动后并与其解
除卡扣而实现低功耗电子锁的开启；电磁线圈仅仅在通电或正向通电时控制处于缩回状态
的轴承保持缩回状态或使轴承无法保持缩回状态。
所述开锁机构为机械开锁钥匙、或锁芯、或旋钮、还或者按钮，所述轴承在伸出时
与所述开锁机构的相互卡扣指的是，所述轴承与手柄、或锁芯、或旋钮、还或者按钮在轴承
的伸缩方向上的相互卡扣；所述开锁机构能够使所述轴承在伸缩方向上移动指的是，通过
所述机械开锁钥匙、或锁芯、或旋钮、还或者按钮的作用直接驱动轴承向上移动；或者所述
开锁机构为机械开锁钥匙、或锁芯、或旋钮、还或者按钮，还包括受机械开锁钥匙、或锁芯、
或旋钮、还或者按钮的开锁运动的控制而向上运动的锁舌，所述锁舌上端有一与所述轴承
配合的卡台，所述轴承在伸出时与所述开锁机构的相互卡扣指的是所述轴承下端落于所述
卡台上，并与该卡台相互卡扣；所述开锁机构能够使所述轴承在伸缩方向上移动指的是，通
过所述机械开锁钥匙、或锁芯、或旋钮、还或者按钮的作用驱动所述锁舌向上运动，并由锁
舌推动轴承向上移动。
所述低功耗电子锁的电控机构还包括位于所述轴承上的轴承弹簧，所述轴承向上
移动时轴承弹簧被压缩或被拉伸，轴承弹簧对轴承施加向下的力；所述电磁线圈仅仅在通
电或正向通电时控制处于缩回状态的轴承保持缩回状态指的是，所述电磁线圈通电或正向
通电时对轴承产生的磁吸力使处于缩回状态下的轴承克服轴承弹簧对轴承产生向下的力，
使轴承保持于缩回状态。
所述低功耗电子锁的电控机构还包括永磁体，用于对由能够被磁力吸引的材料构
成的轴承产生向上的吸附力或对由磁性材料构成的轴承产生向下的磁斥力。
所述低功耗电子锁还包括安装于锁体基座的复位舌，所述复位舌的下端在手柄闭
合于锁体基座内时抵接于手柄外壁或开锁机构上；复位舌与轴承相配合，在轴承被永磁体
吸引处于高位而手柄脱离锁体基座内时，复位舌向下使轴承向下运动。
所述低功耗电子锁还包括安装于锁体基座的连接复位舌的复位弹簧，所述复位弹
簧在手柄闭合于锁体基座内时处于被压缩或被拉伸状态并对复位舌施加向下的作用力。
所述低功耗电子锁还包括安装于锁体基座内的用于感应利用开锁机构进行开锁
操作的感应开关，所述感应开关为轻触开关、或电磁感应开关、或接触开关、还或者微动开
关；所述感应开关用于感应利用开锁机构进行开锁操作，指的是该感应开关感应到锁舌的
上升运动，或者是感应到伸缩体的向上运动，或者是感应到复位舌被锁舌推动向上运动，还
或者是感应到插入开锁钥匙、旋转手柄上的锁芯或旋钮、还或者按下按钮时所发生的动作。
一种利用卡扣构造的低功耗电子锁的控制方法，该电子锁中所述轴承由能够被磁
力吸引的材料构成；初始状态下，开锁机构与处于伸出状态的轴承相互卡扣，手柄无法从锁
体基座中脱离，低功耗电子锁处于闭合状态。
通过开锁机构使轴承上升时，若电磁线圈未通电，则轴承受自身重力或轴承受处
于压缩或拉伸状态的轴承弹簧的向下的作用力；而开锁机构恢复初始状态，轴承受自身重
力或轴承弹簧的作用而随开锁机构的运动而向下伸出，并继续对轴承进行卡扣，低功耗电
子锁无法被开启；
通过开锁机构使轴承上升时，电磁线圈通电或正向通电，则电磁线圈对轴承产生的磁
吸力克服轴承自身重力或轴承弹簧对轴承产生向下的力，使轴承保持向上的缩回状态，而
开锁机构恢复初始状态，轴承保持缩回状态而与开锁机构脱离，低功耗电子锁开启。
一种利用卡扣构造的低功耗电子锁的控制方法，该电子锁中所述轴承由能够被磁
力吸引的材料构成，或者所述轴承由磁性材料构成并与所述永磁体的磁性相吸；初始状态
下，开锁机构与处于伸出状态的轴承相互卡扣，手柄无法从锁体基座中脱离，低功耗电子锁
处于闭合状态。
通过开锁机构使轴承上升时，若电磁线圈处于通电或正向通电时产生的磁场完全
或部分抵消永磁体对轴承所产生的磁力吸引，使得轴承无法保持该缩回状态，而开锁机构
恢复初始状态，轴承随开锁机构的运动而向下伸出，并继续对轴承进行卡扣，低功耗电子锁
无法被开启。
通过开锁机构使轴承上升时，若电磁线圈未通电，轴承受永磁体吸引而保持向上
的缩回状态，而开锁机构恢复到初始状态时，轴承保持缩回状态而与开锁机构脱离，低功耗
电子锁开启。
一种利用卡扣构造的低功耗电子锁的控制方法，该电子锁中所述轴承由磁性材料
构成，并与所述永磁体的磁性相斥；初始状态下，开锁机构与处于伸出状态的轴承相互卡
扣，手柄无法从锁体基座中脱离，低功耗电子锁处于闭合状态。
通过开锁机构使轴承上升时，若电磁线圈未通电，则轴承受永磁体向下的磁斥力，
而开锁机构恢复初始状态，轴承受永磁体的磁斥力作用而随开锁机构的运动而向下伸出，
并继续对轴承进行卡扣，低功耗电子锁无法被开启。
通过开锁机构使轴承上升时，电磁线圈通电或正向通电，则电磁线圈对轴承产生
向上的磁吸力克服永磁体对轴承产生向下的磁斥力，使轴承保持向上的缩回状态，而开锁
机构恢复初始状态，轴承保持缩回状态而与开锁机构脱离，低功耗电子锁开启。
本发明的一种利用卡扣构造的低功耗电子锁及其控制方法，其低功耗电子锁结构
简单，控制方法原理清晰，其利用轴承与开锁机构在开锁过程中仍然能保持相互卡扣的特
性，充分利用构成电控机构的电磁线圈仅仅在通电或正向通电时控制处于缩回状态的轴承
保持缩回状态或使轴承无法保持缩回状态的特性，即可极大的降低该类电子锁的使用中的
要求供电电压低、电流小的问题，能够满足市场对电子锁的技术要求，具有较高的推广价
值。
附图说明
图1是本发明中一种低功耗电子锁的爆炸结构示意图；
图2是本发明中低功耗电子锁处于闭锁时的剖面结构示意图；
图3是本发明中低功耗电子锁处于按钮触发时的剖面结构示意图；
图4是本发明中低功耗电子锁由闭合状态到开锁时剖面结构示意图；
图5是本发明中一种带永磁体的低功耗电子锁的爆炸结构示意图；
图6是本发明中一种带永磁体和轴承弹簧的低功耗电子锁的爆炸结构示意图；
图7是本发明中一种带复位舌及复位弹簧的低功耗电子锁的爆炸结构示意图。
图中序号的名称为：101、锁体基座，102、电子盒，103、盒内构件，201、手柄，301、按
钮，302、锁舌，303、卡台，401、电磁线圈，402、轴承，403、轴承弹簧，404、永磁体，501、复位
舌，502、复位弹簧，601、感应开关。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所
描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，
本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发
明保护的范围。
以下描述中，“向上”与“向下”运动、“触发”与“解除触发”、“正向通电”与“反向通
电”只是相对而言，可以理解到，在不改变该电子锁的控制方法的基本原理的基础上，“向
上”运动也可以变为“向下”运动，“触发”也可以变为“未触发”或“解除触发”，对于电磁线圈
301的“正向通电”也可以变为“反向通电”，该状态及方式都只是相对而言，对电子锁的控制
方法并未发生实际的改变。在此应属于本发明的保护范围。
为方便对本发明内容进行理解，以下采用一种工业场合所使用的电子锁具进行描
述。可以理解，本发明的一种利用卡扣构造的低功耗电子锁及其控制方法不仅仅只限用于
该类锁具上，在更多应用电子锁的场合也可满足该需求。对此不应作为对本发明的限制，而
都应属于本发明的保护范围。
可以意识到，该低功耗电子锁中开锁机构可以是用机械钥匙、或锁芯的旋转、或旋
钮的旋转、还或者按钮的按动等方式带动位于手柄上的锁舌向上运动，对此都应属于本发
明的保护范围。为便于描述，本例中采用按钮与锁舌的组合进行说明。
实施例一：一种低功耗电子锁。
如图1所示，为该低功耗电子锁的爆炸结构示意图；可以看到该低功耗电子锁中，
开锁机构由位于手柄上的按钮及位于按钮后端的锁舌构成，锁舌上端有与轴承配合的卡
台；轴承及位于其上方的电磁线圈安装于锁体基座内，轴承位于电磁线圈的轴承移动孔中。
该结构中，轴承由能够被磁力吸引的材料构成。
初始状态下，轴承落于卡台上并卡住卡台，从而控制手柄无法从锁体基座内脱离，
低功耗电子锁处于闭合状态。如图2所示。
当按动按钮时，按钮推动锁舌向上运动，锁舌推动轴承向上运动而相对电磁线圈
缩回，轴承承受自身的重力，轴承与锁舌保持卡扣状态。如图3所示。
此时若电磁线圈通电，则电磁线圈对轴承产生磁吸力，该磁吸力克服轴承自身重
力的作用而使轴承能保持于缩回状态；而此时当松开按钮后，锁舌将向下运动，而轴承仍保
持于缩回状态并与锁舌分离，轴承与锁舌解除卡扣状态，手柄即可从锁体基座中向外开启，
低功耗电子锁即可开启。如图4所示。
而在轴承被锁舌推动向上运动后，若电磁线圈未通电，则当松开按钮后，锁舌向下
运动，而轴承受轴承自身重力的作用影响，而随锁舌向下运动，并继续保持对锁舌的卡扣，
手柄无法从锁体基座内脱离，低功耗电子锁仍然处于闭合状态。
可以理解，该类型利用卡扣构造的低功耗电子锁中，电磁线圈导电时，只需对轴承
产生一定的吸附力用以克服轴承自身向下的重力，低功耗电子锁即可开启，从而电磁线圈
所需的电压、电流都可以大大降低；实际应用中，可以达到DC 3V、20mA甚至更低的应用效
果，能极大的降低该类型工业机柜电子锁对供电的要求。
可以理解，如图1所示，在该类型利用卡扣构造的低功耗电子锁中，为保证轴承能
顺利的向下伸出，在轴承上增加轴承弹簧，轴承弹簧位于轴承与电磁线圈之间；当轴承缩回
时，轴承弹簧受压缩而向轴承施加向下的作用力，而电磁线圈通电时需要对轴承产生能克
服轴承弹簧的向下的作用力和轴承自身重力的磁吸力，才能保持轴承处于缩回状态并与锁
舌分离。
实施例二：一种利用卡扣构造的低功耗电子锁。
相比较实施例一中所描述的低功耗电子锁构造中，在另一种低功耗电子锁构造
中，可以采用替代轴承弹簧的作用的结构，如该低功耗电子锁中包含有永磁体，而轴承由磁
性材料构成并与所述永磁体的磁性相斥。如图5所示。
当轴承被推动向上并缩回电子线圈时，轴承随与永磁体之间的距离减小，而受到
永磁体逐渐加强的向下的磁斥力作用；而在电子线圈通电时，电子线圈对轴承产生的磁吸
力克服轴承所受到的永磁体的磁斥力，同样也可以使轴承保持缩回状态，完成低功耗电子
锁开启的动作。
实施例三：一种利用卡扣构造的低功耗电子锁。
相比较前述实施例二，在另一种低功耗电子锁中，同样包含有永磁体的结构，而轴
承能够被磁力吸引的材料构成、或由磁性材料构成并与所述永磁体的磁性相吸。如图5所
示。
当轴承被推动向上并缩回电子线圈时，而轴承受到永磁体向上的磁吸力的作用并
能克服轴承自身的向下的重力而使轴承保持缩回。
此时，若电子线圈未通电，则当锁舌向下运动时，则轴承仍保持于缩回状态并与锁
舌分离，轴承与锁舌解除卡扣状态，手柄即可从锁体基座中向外开启，低功耗电子锁即可开
启。
而在轴承被锁舌推动向上运动后，若电磁线圈通电或正向通电时，电磁线圈所产
生的磁场完全或部分抵消永磁体对轴承所产生的磁力吸引，使得轴承在自身重力的作用下
无法保持该缩回状态，故随锁舌向下移动时，轴承也随锁舌向下移动并持续保持对锁舌的
卡扣，从而控制低功耗电子锁无法被开启。
可以理解，该类型利用卡扣构造的低功耗电子锁中，在低功耗电子锁自身电路系
统发生故障时，对电磁线圈无法导电，而即可通过永磁体吸附住处于缩回状态的轴承的能
力来实现电子锁在异常状态下的开启；而当电磁线圈导电时所产生的磁场完全或部分抵消
永磁体对轴承所产生的磁力吸引，则轴承将无法保持缩回状态，即可控制该低功耗电子锁
无法被开启，以此来实现该类电子锁中对电子锁的控制；实际应用中，可以达到DC 3V、20mA
甚至更低的应用效果，能极大的降低该类型工业机柜电子锁对供电的要求。
可以理解，为更好的获得该类型低功耗电子锁的使用的稳定性，在该低功耗电子
锁中增加轴承弹簧，永磁体对轴承的向上的磁吸力克服轴承自重及轴承弹簧对轴承施加的
向下的作用力，而使轴承保持缩回状态；而当电磁线圈通电时，只需电磁线圈产生的磁场完
全或部分抵消永磁体对轴承所产生的磁力吸引，从而轴承在自重及轴承弹簧的作用下而随
锁舌向下移动，从而控制低功耗电子锁的开启或闭合。如图6中所示。
实施例四：一种低功耗电子锁。
相比较前述实施例三，在另一种低功耗电子锁中，还可以包括安装于锁体基座的
复位舌，复位舌的下端在手柄闭合于锁体基座内时抵接于手柄外壁或锁舌上；复位舌与轴
承相配合，在轴承被永磁体吸引处于高位而手柄脱离锁体基座内时，复位舌通过自身重力
向下运动时推动轴承，并使轴承克服永磁体的磁吸力而向下运动。如图7中所示。
可以理解，为便于复位舌更顺畅向下运动，所述低功耗电子锁还包括安装于锁体
基座的连接复位舌的复位弹簧，所述复位弹簧在手柄闭合于锁体基座内时处于被压缩或被
拉伸状态并对复位舌施加向下的作用力，而当复位舌失去手柄外壁或锁舌的支撑后，复位
弹簧推动复位舌向下运动。如图7中所示。
可以理解，本实施例四与前述实施例三的区别在于所述低功耗电子锁中增加了复
位舌及复位弹簧，通过复位舌及复位弹簧的构造，将处于受永磁体吸附住的轴承向下推动，
使轴承由缩回状态转换为伸出状态，便于该低功耗电子锁由开启转为闭合时，只需将手柄
推入锁体基座中即可实现，从而能更好使该低功耗电子锁得到更便捷的应用。
实施例五：一种低功耗电子锁。
相比较前述实施例，在另一种低功耗电子锁中，还可以包括安装于锁体基座的用
于感应利用开锁机构进行开锁操作的感应开关，该感应开关为轻触开关、或电磁感应开关、
或接触开关、还或者微动开关；该感应开关感应到锁舌的上升运动，或者是感应到伸缩体的
向上运动，或者是感应到复位舌被锁舌推动向上运动，还或者是感应到插入开锁钥匙、旋转
手柄上的锁芯或旋钮、还或者按下按钮时所发生的动作，或者是感应开关被随锁舌上升的
复位舌触发，或者是位于轴承上的触发杆随轴承上升触发感应开关。如图1、图2、图3、图4、
图5、图6、图7中所示。
可以理解，本实施例五与前述实施例的区别在于所述低功耗电子锁中增加了用于
感应开锁机构的开锁动作的感应开关，通过感应开关所感应到的开锁机构的开锁动作，该
低功耗电子锁的控制系统能够判断是否对电磁线圈进行必要的供电，从而能更好的控制该
低功耗电子锁的启闭。
实施例六：一种低功耗电子锁的控制方法。
所述低功耗电子锁包括上述的锁体基座101、手柄201、开锁结构、锁舌204、电磁线
圈、轴承共同构成，其轴承由能够被磁力吸引的材料构成。
A1、初始状态下，开锁机构与处于伸出状态的轴承相互卡扣，手柄无法从锁体基座
中脱离，低功耗电子锁处于闭合状态；
A2、当通过开锁机构使得锁舌204向上运动时，推动轴承302向上运动，轴承302由伸出
状态转换为缩回状态；
A3、在A2步骤后，若电磁线圈未通电，则轴承受处于压缩或拉伸状态的轴承弹簧的向下
的作用力，而开锁机构恢复初始状态，轴承受轴承弹簧的作用而随开锁机构的运动而向下
伸出，并继续对轴承进行卡扣，低功耗电子锁无法被开启。
A4、在A2步骤后，若电磁线圈通电或正向通电，则电磁线圈对轴承产生的磁吸力克
服轴承弹簧对轴承产生向下的力，使轴承保持向上的缩回状态，而开锁机构恢复初始状态，
轴承保持缩回状态而与开锁机构脱离，低功耗电子锁开启。
实施例七：一种低功耗电子锁的控制方法。
所述低功耗电子锁包括上述的锁体基座101、手柄201、开锁结构、锁舌204、电磁线
圈、轴承、永磁体；其轴承由能够被磁力吸引的材料构成、或者轴承由磁性材料构成并与永
磁体的磁性相吸。
B1、初始状态下，开锁机构与处于伸出状态的轴承相互卡扣，手柄无法从锁体基座
中脱离，低功耗电子锁处于闭合状态。
B2、当通过开锁机构使得锁舌204向上运动时，推动轴承302向上运动，轴承302由
伸出状态转换为缩回状态，随轴承的向上运动，永磁体对轴承产生向上的磁吸力或者所产
生的磁吸力增大，并能克服轴承所受的向下的作用力；
B3、在B2步骤后，若电磁线圈处于通电或正向通电时产生的磁场完全或部分抵消永磁
体对轴承所产生的磁力吸引，使得轴承无法保持该缩回状态，而开锁机构恢复初始状态，轴
承随开锁机构的运动而向下伸出，并继续对轴承进行卡扣，低功耗电子锁无法被开启。
B4、在B2步骤后，若电磁线圈未通电，轴承受永磁体吸引而保持向上的缩回状态，
而开锁机构恢复到初始状态时，轴承保持缩回状态而与开锁机构脱离，低功耗电子锁开启。
实施例八：一种利用卡扣构造的低功耗电子锁的控制方法。
所述低功耗电子锁包括上述的锁体基座、手柄、开锁结构、锁舌、电磁线圈、轴承、
永磁体；其轴承由磁性材料构成并与所述永磁体的磁性相斥。
C1、初始状态下，开锁机构与处于伸出状态的轴承相互卡扣，手柄无法从锁体基座
中脱离，低功耗电子锁处于闭合状态。
C2、当通过开锁机构使得锁舌204向上运动时，推动轴承302向上运动，轴承302由
伸出状态转换为缩回状态，随轴承的向上运动，永磁体对轴承产生向下的磁斥力或者所产
生的磁斥力增大；
C3、在C2步骤后，若电磁线圈未通电，则轴承受永磁体向下的磁斥力，而开锁机构恢复
初始状态，轴承受永磁体的磁斥力作用而随开锁机构的运动而向下伸出，并继续对轴承进
行卡扣，低功耗电子锁无法被开启。
C4、在C2步骤后，若电磁线圈通电或正向通电，则电磁线圈对轴承产生向上的磁吸
力克服永磁体对轴承产生向下的磁斥力，使轴承保持向上的缩回状态，而开锁机构恢复初
始状态，轴承保持缩回状态而与开锁机构脱离，低功耗电子锁开启。
可以理解，本实施例四与实施例二、实施例三的区别在于所述电子柜锁中增加了
用于感应利用开锁结构进行开锁操作的感应开关，本实施例中电子柜锁控制方法相比实施
例二、实施例三而言，只需在进行非法开锁时对电磁线圈301进行供电，从而可以降低电子
柜锁在锁闭时的功耗，也能消除电磁线圈301长时间通电后自身发热过量烧毁的隐患，避免
因长时间供电而使得电磁线圈301损毁，从而减小电子柜锁发生故障的概率。有着较高的实
际应用价值，更有利于本发明的推广及应用。
本发明的一种利用卡扣构造的低功耗电子锁及其控制方法，其低功耗电子锁结构
简单，控制方法原理清晰，其利用轴承与开锁机构在开锁过程中仍然能保持相互卡扣的特
性，充分利用构成电控机构的电磁线圈仅仅在通电或正向通电时控制处于缩回状态的轴承
保持缩回状态或使轴承无法保持缩回状态的特性，即可极大的降低该类电子锁的使用中的
供电电压要求低、电流要求小的问题，能够满足市场对电子锁的技术要求，具有较高的推广
价值。
然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡
运用本发明说明书及附图内容所做出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。