專利名稱：機(jī)電鎖及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電鎖以及用于操作機(jī)電鎖的方法。
背景技術(shù)：
各種類型的機(jī)電鎖正在取代傳統(tǒng)的機(jī)械鎖。與取代相關(guān)聯(lián)的一個(gè)問題 是普通的機(jī)電鎖要求提供電功率的外部電源或者在鎖內(nèi)部的電池或者在 鑰匙內(nèi)部的電池。如果有在鎖外部的電池或者有帶布線的電源和電壓互感 器，則可能需要鎖的布線。
為了應(yīng)對(duì)這一問題，當(dāng)前出現(xiàn)了自供電式機(jī)電鎖，例如象在EP 0877135和US 5896026中4^開的那樣。
特別是為了使自供電式機(jī)電鎖更為用戶友好，尤其在^械電源生成 電功率以及保持與;^鎖的使用者接口相似的使用者接口方面，仍然需要 更多改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供改進(jìn)的機(jī)電鎖和改進(jìn)的用于操作機(jī)電鎖的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種機(jī)電鎖，所述機(jī)電鎖包括功率 傳輸機(jī)構(gòu)，用以接收由鎖的使用者產(chǎn)生的機(jī)械功率；發(fā)電器，用以^MOfe 功率產(chǎn)生電功率；電子電路，由電功率供電，可與鑰匙耦合，用以從鑰匙 讀取數(shù)據(jù)，并且如果數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配則發(fā)出開啟命令；以及致動(dòng)器， 由電功率供電，用以接收開啟命令以及將鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài)。所述 鎖還包括閾器件，用以控制功率傳輸機(jī)構(gòu)，4吏得機(jī)械張力上升直至超過 預(yù)定力閾值，由此機(jī)械張力轉(zhuǎn)變成產(chǎn)生由功率傳輸機(jī)構(gòu)接收的機(jī)械功率的 動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種機(jī)電鎖，所述機(jī)電鎖包括用于 接收由鎖的使用者產(chǎn)生的機(jī)械功率的接收裝置；用于*械功率產(chǎn)生電功
率的裝置；由電功率供電、可與鑰匙耦合、用于從鑰匙讀取數(shù)據(jù)、如果數(shù) 據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配則發(fā)出開啟命令的裝置；以及由電功率供電、用于接收 開啟命令以及將鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài)的裝置。所述鎖還包括用于控制 接收裝置、使得機(jī)械張力上升直至超過預(yù)定力閾值、由此機(jī)械張力轉(zhuǎn)變成 產(chǎn)生由接收裝置接收的機(jī)械功率的動(dòng)作的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于操作機(jī)電鎖的方法，所述方 法包括接收由鎖的使用者產(chǎn)生的機(jī)械功率；從機(jī)械功率產(chǎn)生電功率；利 用電功率從鑰匙讀取數(shù)據(jù)；以及如果數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配，則利用電功率 將鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài)。所述方法還包括控制機(jī)械功率的接收，使 得機(jī)械張力上升直至超過預(yù)定力閾值，由此機(jī)械張力變換成作為機(jī)械功率 被接收的動(dòng)作。
本發(fā)明提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。復(fù)雜的電功率生成機(jī)構(gòu)可以配合到緊湊的空間 中。這同樣適用于電子電路和致動(dòng)器。可能利用新穎的機(jī)電鎖芯(key cylinder)來取代現(xiàn)有的,鎖芯而無需鎖周圍的任何改變。在一些情況
下，甚至盡管有改變但現(xiàn)有鎖殼仍然保持位置不變也是有可能的。本發(fā)明 還保證可以利用與普通;Wfe鎖的操作相當(dāng)?shù)膭?dòng)作來產(chǎn)生足夠的電功率。


在下文中將僅作為例子并且參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖
中
圖1、圖2和圖3圖示了轉(zhuǎn)動(dòng)供電式機(jī)電鎖的各種實(shí)施例； 圖4A、 4B、 4C、 4D、 4E和4F圖示了閾器件的各種實(shí)施例； 圖5、圖6和圖7圖示了推動(dòng)供電式機(jī)電鎖的各種實(shí)施例； 圖8圖示了利用閾器件獲得的技術(shù)效果； 圖9A圖示了轉(zhuǎn)動(dòng)供電式鎖的實(shí)施例； 圖9B圖示了電功率曲線；
圖10是圖示用于操作機(jī)電鎖的方法的;;^呈圖；以及
圖11和圖12圖示了機(jī)電鎖的更多實(shí)施例，而圖13A、 13B、 13C、 14A、 14B和14C圖示了這些實(shí)施例的操作。
具體實(shí)施例方式
圖1、圖2和圖3圖示了各種轉(zhuǎn)動(dòng)供電式機(jī)電鎖所述鎖包括用以接 收由鎖的使用者產(chǎn)生的機(jī)械功率的功率傳輸機(jī)構(gòu)102。
在圖1中，功率傳輸^！ 102包括用以在使用者在鎖中轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙112 時(shí)接收機(jī)械功率的機(jī)構(gòu)，在圖2中為用以在使用者轉(zhuǎn)動(dòng)把手200時(shí)接^ 械功率的把手200，而在圖3中為在使用者轉(zhuǎn)動(dòng)手柄300時(shí)接收機(jī)械功率 的手柄300。其它適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以用作功率傳輸機(jī)構(gòu)102。
所述鎖還包括用以^MOfe功率產(chǎn)生電功率的發(fā)電器104。發(fā)電器104 可以是^Mt發(fā)電器。發(fā)電器104的輸出功率依賴于電子器件的旋轉(zhuǎn)i4^、 終端電阻和端子電壓以及發(fā)電器104的常數(shù)。在選^^發(fā)電器104時(shí)設(shè)置發(fā) 電器常數(shù)。發(fā)電器104可以通過例如用作發(fā)電器的Faulhaber電機(jī) 0816006S來實(shí)施。
功率傳輸機(jī)構(gòu)102可以包括鎖的主軸106，該主軸在接收機(jī)械功率的 過程中旋轉(zhuǎn)。
在圖1中圖示了功率傳輸機(jī)構(gòu)102的一種可能實(shí)施齒輪130連接于 鎖的主軸106周圍。發(fā)電器104可以包括發(fā)電器軸134，而鎖還可以包括 在鎖的主軸106與發(fā)電器軸134之間的齒輪132。當(dāng)鎖的使用者在鎖中轉(zhuǎn) 動(dòng)鑰匙112時(shí)，作為開啟過程的一部分，主軸106轉(zhuǎn)動(dòng)并且齒輪130也隨 之轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪130又轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪132，齒輪132旋轉(zhuǎn)發(fā)電器軸134。在效果 上，發(fā)電器104由鎖的使用者旋轉(zhuǎn)。
如圖1中箭頭所示，鑰匙112可以在順時(shí)針和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)以便利 用發(fā)電器104產(chǎn)生電能。在圖2中，鑰匙的轉(zhuǎn)動(dòng)由把手200的轉(zhuǎn)動(dòng)所取代， 而在圖3中由手柄300的轉(zhuǎn)動(dòng)所取代。
鎖還包括由用發(fā)電器104產(chǎn)生的電功率供電的電子電路108。電子電 路108被配置成認(rèn)證鑰匙112:如^鑰匙112讀取的數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹 配，則發(fā)出開啟命令，否則鎖保持鎖定。電子電路108可以實(shí)施為一個(gè)或 者多個(gè)集成電路，比如專用集成電路ASIC。其它實(shí)施例也是可行的，比 如由分立邏輯部件構(gòu)建的電路或者具有其軟件的處理器。這些不同實(shí)施例 的混合也是可行的。當(dāng)選擇該實(shí)施方法時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將考慮對(duì)例如 器件的功耗、生產(chǎn)成本以及產(chǎn)量所提出的要求。
在圖1中，鑰匙112包括電子電路114，該電子電路包括由電子電路 108讀取的數(shù)據(jù)。在圖2和圖3中，其它轉(zhuǎn)動(dòng)器件即把手200和手柄300
已經(jīng)取代傳統(tǒng)形成的鑰匙112:因此，電子電路114可以被封^E任何所 需形式的鑰匙112中。僅有的要求是與電子電路108耦合的鎖的讀取器 202能夠從電子電路114讀取數(shù)據(jù)。讀取器202可以被配置成以任何適當(dāng) 的無線或者有線技術(shù)來讀取電子電路114,只要可以產(chǎn)生足夠能量以便使 用該技術(shù)。這樣的技術(shù)包括但不限于利用電和/或磁原理的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。 有線技術(shù)可以包括例如iButton技術(shù)(www.ibutton.com )、傳統(tǒng)磁帶技術(shù) 或者智能卡技術(shù)。無線技術(shù)可以包括例如rfid技術(shù)或者移動(dòng)電話技術(shù)。電 子電路114可以包括所謂的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器、RF標(biāo)記或者能夠存儲(chǔ)必要數(shù) 據(jù)的任何其它適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器類型。
鎖可以是可編程的，因?yàn)殡娮与娐?14中包含的數(shù)據(jù)以及電子電路 108中包含的預(yù)定準(zhǔn)則可以用適當(dāng)?shù)木幊唐骷砑右愿摹?br> 鎖還包括致動(dòng)器116，該致動(dòng)器也由發(fā)電器104產(chǎn)生的電功率供電。 致動(dòng)器116被配置成從電子電路108接收開啟命令以及將鎖設(shè)置成機(jī)械可 開啟狀態(tài)。致動(dòng)器116也可以祐ia^地設(shè)置為鎖定狀態(tài)，但是對(duì)這一點(diǎn)的 具體討論不是使本發(fā)明更清楚所必需的。
鎖還可以包括與致動(dòng)器116耦合的離合器(未圖示)。離合器可以是 開/關(guān)型離合器。致動(dòng)器116可以允許/禁止離合器的IMt。利用或者不利 用離合器，致動(dòng)器116都可以與鎖的栓機(jī)構(gòu)118相互作用。圖1、圖2和 圖3圖示了鎖的栓機(jī)構(gòu)如何可以在箭頭方向上操作到開啟或者閉合位置。 鎖的栓機(jī)構(gòu)118可以被配置和定位成使得借助使用者(比如進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)鎖 的主軸106)所產(chǎn)生的機(jī)械功率來開啟它，只要致動(dòng)器116已經(jīng)移動(dòng)到開 啟位置。如果致動(dòng)器116保持于鎖定(默認(rèn))位置，則不能開啟鎖的栓機(jī) 構(gòu)118。
在圖1、圖2和圖3中，已經(jīng)公開了機(jī)電可編程自供電式鎖，其中從 使用者完成的機(jī)械功來產(chǎn)生用于電子電路108和致動(dòng)器106的功率。這樣 的鎖無需電池或者4壬何其它外部電源。當(dāng)達(dá)到指定電壓電平時(shí)啟動(dòng)鎖的電 子電路108，讀取鑰匙112的數(shù)據(jù)，認(rèn)證鑰匙112，并且如果鑰匙112具 有訪問鎖的權(quán)限則激活致動(dòng)器116。
鎖還包括閾器件IOO，該閾器件用以控制功率傳輸機(jī)構(gòu)102，使得機(jī) 械張力上升直至超過預(yù)定力閾值，由此機(jī)械張力變換成產(chǎn)生由功率傳輸機(jī) 構(gòu)102接收的機(jī)械功率的動(dòng)作。
在效果上，閾器件100被配置成控制鎖的使用者的肌肉張力。如果研
究圖1、圖2和圖3，則注意到當(dāng)^f吏用者試著轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙112、把手200或 者手柄300時(shí)，使用者的肌肉張力上升直至超過預(yù)定力閾值，由此使用者 的肌肉張力變換成使用者的肌肉動(dòng)作。鑰匙112、把手300或者手柄300 在張緊階段不移動(dòng)或者移動(dòng)甚少，只有在動(dòng)作階段的釋放之后它們才移 動(dòng)，接收來自使用者的機(jī)械功率。隨后將參照?qǐng)D7來描述如何可以用閾器 件100對(duì)彈簧或者其它機(jī)械能量貯存器的控制來取代閾器件100對(duì)使用者 的肌肉動(dòng)作的控制。
閾器件100可以被配置成控制功率傳輸機(jī)構(gòu)102，使得所接收的電功 率形式的機(jī)械功率的量足以對(duì)電子電路108和致動(dòng)器106供電?？梢杂?jì)算 預(yù)定力閾值，使得產(chǎn)生足夠的張力以便在動(dòng)作階段產(chǎn)生足夠量的能量。
閾器件100可以被配置成4吏得鎖的4吏用者對(duì)功率傳輸機(jī)構(gòu)102的一個(gè) 操作循環(huán)足以對(duì)電子電路108和致動(dòng)器116供電。 一個(gè)操作循環(huán)例如是指 鑰匙112的45、卯或者180度轉(zhuǎn)動(dòng)或者手柄的一次轉(zhuǎn)動(dòng)(至位置302 )。
閾器件100可以被配置成使得對(duì)鎖的正常操作，包括將鑰匙112插入 到鎖中和/或在鎖中轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙112 ，足以對(duì)電子電路108和致動(dòng)器116供電。 在圖1中圖示了鑰匙112的轉(zhuǎn)動(dòng)，并且將參照?qǐng)D5、圖6和圖7來描述鑰 匙112的插入。
電子電路108可以被配置成識(shí)別以下狀態(tài)鎖處于機(jī)械可開啟狀態(tài)； 鎖閉合且數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則不匹配；以及鎖閉合且沒有足夠電能通過電子電 路從鑰匙讀取數(shù)據(jù)以及檢查數(shù)據(jù)的匹配，或者通過致動(dòng)器將鎖置于機(jī)械可 開啟狀態(tài)。
電子電路108可以被配置成如果由于數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則不匹配而沒有 發(fā)出開啟命令，則為鑰匙112提供信號(hào)，使得鑰匙112可以通知使用者數(shù) 據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則不匹配。作為又一改進(jìn)，電子電路108可以被配置成為鑰匙 112提供電功率。其優(yōu)點(diǎn)在于鑰匙112可以利用從電子電路108接收的電 功率來通知使用者。例如，如圖1中所示，鑰匙112可以用紅色LED燈 140來通知使用者。自然也可以使用用于通知使用者的其它方法，比如其 它光源或者聲音。如圖2中所示，用于通知使用者的器件204也可以與鎖 耦合。
圖4A、 4B、 4C、 4D、 4E和4F圖示了閾器件100的各種實(shí)施例。
在圖4A中，閾器件IOO包括鎖的體408中的球402 (或者輥)和彈 簧404。鎖的轉(zhuǎn)動(dòng)部分106可以包括用于球402的夾具400。圖4B的這
種實(shí)施例也是可行的，其中球402 (或者輥)和彈簧404位于轉(zhuǎn)動(dòng)部分106 中，而鎖的體408可以包括容納球402的一部分的凹陷406。夾具400或 者凹陷406的功能在于，除調(diào)節(jié)彈簧404所生成的力之外，還進(jìn)一步調(diào)節(jié) 球402的阻滯力。
在圖4C中，閾器件IOO包括在鎖的體408中的彎曲彈簧桿416。鎖 的轉(zhuǎn)動(dòng)部分106可以包括位于彎曲彈簧桿416兩側(cè)的兩個(gè)構(gòu)件412、 414。 在圖4D中所示的這種實(shí)施例也是可行的，其中彎曲彈簧桿416位于轉(zhuǎn)動(dòng) 部分106中，而鎖的體408可以包括構(gòu)件412、 414.構(gòu)件412、 414的功 能在于進(jìn)一步調(diào)節(jié)彎曲彈簧桿416的阻滯力。
在圖4E中，閾器件100包括位于鎖的體408中的>^體422。鎖的轉(zhuǎn) 動(dòng)部分106可以包括由磁性金屬制成的構(gòu)件420。在圖4F中所示的這種 實(shí)施例也是可行的，其中磁體422位于轉(zhuǎn)動(dòng)部分106中，而鎖的體408可 以包括構(gòu)件420。
也可以利用其它技術(shù)以便實(shí)施能夠控制功率傳輸機(jī)構(gòu)102的閾器件 100。這樣的技術(shù)包括但不限于桿和彈簧以及彈簧桿?；旧?，閾器件IOO 需要能夠在功率傳輸機(jī)構(gòu)102上施加摩擦。將參照?qǐng)D7來說明用于閾器件 IOO的另一種方式。
圖8圖示了利用閾器件IOO獲得的技術(shù)效果。申請(qǐng)人已經(jīng)構(gòu)建了鎖的 原型，針對(duì)該原型已經(jīng)進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)。曲線描繪了作為時(shí)間(x軸)的函 數(shù)的發(fā)電器104的輸出電壓(y軸)。表l圖示了由強(qiáng)或者弱使用者以及 利用或者不用閾器件所產(chǎn)生的不同曲線。
曲線使用者的力氣使用閾器件
綱強(qiáng)否
802強(qiáng)是
804弱否
806弱是
表l:對(duì)圖8的說明
當(dāng)比較這些曲線時(shí)，閾器件100的效果變得清楚它通過將最小電壓 電平設(shè)置到某一程度來使輸出標(biāo)準(zhǔn)化，使得弱使用者也能夠產(chǎn)生足以對(duì)電 子電路108和致動(dòng)器116供電的機(jī)械功率。
圖9A圖示了轉(zhuǎn)動(dòng)供電式機(jī)電鎖的實(shí)施例。在角度900，鎖處于鎖定
1
狀態(tài)。在使用者例如在順時(shí)針方向上開始轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙112或者把手200之后， 閾器件100在角度902釋放功率傳輸機(jī)構(gòu)102。在角度卯2與卯4之間， 發(fā)電器104對(duì)電子電路108和致動(dòng)器116產(chǎn)生足夠的電功率。如果從鑰匙 112讀取的數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配，則致動(dòng)器116在角度卯4將鎖設(shè)置成機(jī) 械可開啟狀態(tài)。在角度卯4與906之間，鎖被設(shè)置為開啟狀態(tài)，只要致動(dòng) 器116在角度904之前將鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài)。在角度卯6之后，栓 可以由使用者M(jìn)地操作，只要鎖在角度卯4與卯6之間被設(shè)置為開啟狀 態(tài)。與致動(dòng)器116耦合的離合器可以例如在角度904與906之間操作。逆 時(shí)針操作也是可能的，于是角度908、 910和912可以對(duì)應(yīng)于角度902、 卯4和906。如圖1、圖2和圖3中所示，鎖還可以包括能夠識(shí)別角度卯4 和/或910的位置傳感器110、 120。
圖5、圖6和圖7圖示了推動(dòng)供電式機(jī)電鎖的各種實(shí)施例。在這些實(shí) 施例中，功率傳輸機(jī)構(gòu)102包括用以在使用者將鑰匙112插入鑰匙中時(shí)接 收機(jī)械功率的機(jī)構(gòu)。除這些之外，其它適當(dāng)?shù)牟迦霗C(jī)構(gòu)也可以用作功率傳 輸絲102。
在圖5中，功率傳輸機(jī)構(gòu)102按以下來實(shí)施功率傳輸機(jī)構(gòu)102包括 可通過鑰匙112的支路(spur track)500旋轉(zhuǎn)的正齒輪(spur gear)502。在正 齒輪502與發(fā)電器軸506之間可以有齒輪503。當(dāng)鎖的使用者;鎖中插入 鑰匙112時(shí)，作為開啟過程的一部分，支路500旋轉(zhuǎn)正齒輪502,正齒輪 502通過齒輪504來旋轉(zhuǎn)發(fā)電器軸506。
如圖5中可見，閾器件100可以通過球(或者輥)和彈簧來實(shí)施。當(dāng) 鑰匙100中的突起508在插入過程中與閾器件100相遇時(shí)，在突起508與 閾器件100之間產(chǎn)生摩擦。預(yù)定力能夠克服摩擦，由此閾器件100釋放鑰 匙112，而摩擦隨著突起508此時(shí)已經(jīng)通過閾器件100而變小，并且在球 與鑰匙112的側(cè)部之間有很少或者沒有接觸。
在鑰匙112的插入過程中，鑰匙中的接觸件510與滑動(dòng)接觸件512連 接，該滑動(dòng)接觸件與電子電路108連接。與電子電路108連接的位置傳感 器514可以識(shí)別插入的深度。
在圖6中，功率傳輸^ 102按以下來實(shí)施:功率傳輸機(jī)構(gòu)102包括 可通過鑰匙112的槽移動(dòng)的活塞602。在活塞602與發(fā)電器軸610之間可 以有兩個(gè)齒輪606、 608。當(dāng)鎖的使用者在鎖中插入鑰匙112時(shí)，作為開 啟過程的一部分，固定到活塞602的銷604跟隨槽600，由此活塞602上 下移動(dòng)?；钊?02的下部形成為支路?；钊?02的支路在上下移動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)齒輪606 ，齒輪606通過齒輪608來旋轉(zhuǎn)發(fā)電器軸610 。
在圖7中，功率傳送機(jī)構(gòu)102按以下來實(shí)施功率傳輸機(jī)構(gòu)102包括 可通過鑰匙112的引導(dǎo)件700、 702移動(dòng)的裝有彈簧706的銷714。在銷 714與發(fā)電器軸712之間可以有兩個(gè)齒輪708、 710。當(dāng)鎖的使用者在鎖中 插入鑰匙112時(shí)，作為開啟過程的一部分，銷714跟隨引導(dǎo)件700,由此 銷714先下移，同時(shí)壓縮彈簧706。銷714的中部形成為支路。銷714的 支路在下移時(shí)旋轉(zhuǎn)齒輪708,齒輪708通過齒輪710來旋轉(zhuǎn)發(fā)電器軸712。 在鑰匙112已經(jīng)插入到向下傾斜的槽700變成豎直槽716的一點(diǎn)時(shí)，銷 714隨著壓縮彈簧708膨脹而向上沖，由此銷714的支路在上移時(shí)旋轉(zhuǎn)齒 輪708，齒輪708通過齒輪710來旋轉(zhuǎn)發(fā)電器軸712。在鑰匙112的插入 繼續(xù)時(shí)，槽702和718重復(fù)由槽700和716引起的操作。為了使鑰匙112 能夠收回，它可以包括回歸引導(dǎo)件704。
圖11圖示了機(jī)電鎖的又一實(shí)施例，而圖13A、 13B和13C圖示了它 的操作。通過將鑰匙112插入到鎖中來轉(zhuǎn)動(dòng)鉤1100。臂1104耦合到鉤1100。 如圖13A中所示，臂1104在鑰匙112未出現(xiàn)時(shí)處于歸屬位置。彈簧1108 耦合到加載輪1106,該加栽輪在臂1104移動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪。如圖13B中所 示，轉(zhuǎn)動(dòng)加載輪1106并且加載彈簧1108直至達(dá)到預(yù)定閾值，如圖13C中 所示，彈簧1108將加載輪1106轉(zhuǎn)動(dòng)回到歸屬位置從而利用發(fā)電器104來 產(chǎn)生電功率。當(dāng)臂1104經(jīng)過或者到達(dá)位置傳感器1110時(shí)激活位置傳感器 1110，或者可替選地，可以4吏用先前示出的接觸件510和位置傳感器514。
圖12圖示了機(jī)電鎖的又一實(shí)施例，而圖14A、 14B和14C圖示了它 的操作。在將鑰匙112插入鎖中時(shí)，通過形狀1202推入滑動(dòng)件1200。臂 1204通過#^件1208耦合到滑動(dòng)件1200。臂1204在滑動(dòng)件1200移動(dòng)時(shí) 繞著#件1210轉(zhuǎn)動(dòng)。通過彈簧1212來推出滑動(dòng)件1200。如圖14A中 所示，臂1204在鑰匙112未出現(xiàn)時(shí)處于歸屬位置.彈簧1108耦合到加載 輪1206，該加載輪在臂1204移動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪。如圖14B中所示，轉(zhuǎn)動(dòng)加 栽輪1206并且加載彈簧1108直至達(dá)到預(yù)定閾值，而如圖14C中所示， 彈簧1108將加栽輪1206轉(zhuǎn)回到歸屬位置從而利用發(fā)電器104來生成電功 率。圖12也圖示了電子電路114可以放置地更靠近鑰匙112的頂端；這 樣的配置例如縮短了從電子電路114到接觸件510所需的連接。
總而言之， 一種用于操作機(jī)電鎖的方法可以描述如下接收由鎖的使 用者產(chǎn)生的機(jī)械功率；控制^功率的接收，使得機(jī)械張力上升直至超過 預(yù)定力閾值，由此機(jī)械張力變換成作為機(jī)喊功率被接收的動(dòng)作；從機(jī)械功 率產(chǎn)生電功率；利用電功率從鑰匙讀取數(shù)據(jù)；以及如果數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹 配，則利用電功率將鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài).
參照?qǐng)D10，考察這一方法的實(shí)施例。在IOOO中，將鑰匙i殳置到鎖中。 在1002中，通過閾器件使使用者的肌肉逆著鎖的旋轉(zhuǎn)方向來轉(zhuǎn)動(dòng)。在1004 中，超過預(yù)定力閾值。在1006中，旋轉(zhuǎn)發(fā)電器的主軸，由此產(chǎn)生電功率。 在1008中，進(jìn)行檢查產(chǎn)生的電功率的電壓超過電子器件的啟動(dòng)電平？ 如果不是，則沒有足以對(duì)電子電路供電的電功率，并且必須重復(fù)操作 1006。如果是，則在1010中啟動(dòng)電子器件。在1012中，讀取和i人證鑰匙。 在1014中，進(jìn)行檢查鑰匙的訪問權(quán)P艮適宜？如果不是，則進(jìn)入在1020 中的另一檢查il^激活角度？如果不是，則在1022中進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)發(fā)電 器；如果是，則在步驟1030中設(shè)置無權(quán)限信號(hào)，即，鑰匙上的紅色LED 燈發(fā)光，以使/ft使用者清楚不能用鑰匙開啟鎖。如果在1014中的檢查得 到肯定答復(fù)，即訪問權(quán)限適宜，則在1016中進(jìn)行另一檢查達(dá)到激活角 度？如果不是，則在1018中進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)發(fā)電器；如果是，則在1024中進(jìn) 行另一檢查產(chǎn)生的電功率的電壓在這一階M過致動(dòng)器的設(shè)置電平？
如果是，則在1026中激活致動(dòng)器，使用者可以將鎖設(shè)置到開啟狀態(tài)， 并且栓機(jī)構(gòu)可以(通過進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)鑰匙)^L操作；如果不是，則在1028 中不激活致動(dòng)器，并且鎖^保持閉合。應(yīng)注意到操作1028基本上意味 著鎖可用鑰匙開啟只是沒有足以對(duì)致動(dòng)器供電的電功率。因此，使用者 可以試著重新轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙，如果產(chǎn)生了足夠電功率，則最終可以it^v操作 1026。
圖9B圖示了電功率曲線曲線描繪了作為時(shí)間(x軸)的函數(shù)的發(fā) 電器104的輸出電壓(y軸)。曲線920收集足夠的電壓，直至轉(zhuǎn)動(dòng)角度a， 使得致動(dòng)器具有足以將鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài)的功率。在電壓達(dá)到致動(dòng) 器所需的設(shè)置電平的時(shí)間段At中，讀取數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則的匹配也在這一 時(shí)段中執(zhí)行；在這一時(shí)段之前，為啟動(dòng)電子器件和>^鑰匙讀取數(shù)據(jù)而收集 足夠的功率。
假^殳角度a對(duì)應(yīng)于圖9A的角度卯4和圖10的激活角度，曲線922 和924可以解釋為曲線922確實(shí)收集了足以從鑰匙讀取數(shù)據(jù)的功率，但 是沒有足以設(shè)置致動(dòng)器的功率；曲線924甚至沒有收集足以從鑰匙讀取數(shù) 據(jù)的功率。利用閾器件IOO，角度920變成主導(dǎo)角度。
盡管上文根據(jù)附圖參照例子描述了本發(fā)明，但清楚的是本發(fā)明不限于 此，并且可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)以多種方式修改本發(fā)明。尤其應(yīng)注
意，諸如各種齒輪、銷、引導(dǎo)件、支路等^*^件的設(shè)計(jì)和尺寸僅為示例
性的零件的數(shù)目及其尺寸可以根據(jù)例如鎖類型和發(fā)電器類型而變化。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)電鎖，包括功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)，用以接收由所述鎖的使用者產(chǎn)生的機(jī)械功率；發(fā)電器(104)，用以從所述機(jī)械功率產(chǎn)生電功率；電子電路(108)，由所述電功率供電，可與鑰匙(112)耦合，用以從所述鑰匙(112)讀取數(shù)據(jù)，并且如果所述數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配則發(fā)出開啟命令；以及致動(dòng)器(116)，由所述電功率供電，用以接收所述開啟命令以及將所述鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài)；其特征在于，所述鎖還包括閾器件(100)，用以控制所述功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)，使得機(jī)械張力上升直至超過預(yù)定力閾值，由此所述機(jī)械張力轉(zhuǎn)變成產(chǎn)生由所述功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)接收的所述機(jī)械功率的動(dòng)作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鎖，其特征在于，所述閾器件(100)被配 置成控制所述功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)，使得所述接收的形式為所述電功率的 機(jī)械功率的量足以對(duì)所述電子電路(108)和所述致動(dòng)器(116)供電。
3. 根據(jù)任一前a利要求所述的鎖，其特征在于，所述閾器件(IOO) 被配置成控制所述鎖的使用者的肌肉張力、彈簧或者機(jī)械能量貯存器。
4. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述閾器件(IOO) 被配置成使得所述鎖的使用者對(duì)所述功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)的一個(gè)^Mt循 環(huán)足以對(duì)所述電子電路(108)和所述致動(dòng)器(116)供電。
5. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述閾器件(IOO) 被配置成使得對(duì)所述鎖的正常操作足以對(duì)所述電子電路(108)和所述致 動(dòng)器(116)供電，所述對(duì)鎖的正常操作包括將所述鑰匙(112)插入到所 述鎖中和/或在所述鎖中轉(zhuǎn)動(dòng)所述鑰匙(112 )。
6. 才艮據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述功率傳輸機(jī) 構(gòu)(102)包括用以在所述使用者在所述鎖中轉(zhuǎn)動(dòng)所述鑰匙時(shí)接收所i^ 械功率的棚勾，或者用以在所述4吏用者轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)接收所述機(jī)械功率的所 述把手，或者用以在所述使用者轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)接收所述機(jī)械功率的所述手 柄。
7. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述功率傳輸機(jī) 構(gòu)(102)包括所述鎖的主軸(106)，所述主軸(106)在所述機(jī)械功率的 接收過程中旋轉(zhuǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎖，其特征在于，所述發(fā)電器(104)包括 發(fā)電器軸(134)，并且所述鎖還包括在所述鎖的所述主軸(106)與所述 發(fā)電器軸(134)之間的齒輪(132)。
9. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述功率傳輸機(jī) 構(gòu)(102)包括用以在所述使用者將所述鑰匙插入到所述鎖中時(shí)接收所述 機(jī)械功率的機(jī)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鎖，其特征在于，所述功率傳輸機(jī)構(gòu)(102 ) 包括可通過所述鑰匙(112 )的支路(500 )旋轉(zhuǎn)的正齒輪(502 )，或者可 通過所述鑰匙(112 )的槽(600 )移動(dòng)的活塞(602 ),或者可通過所述鑰 匙(112)的引導(dǎo)件(700， 702， 716, 718)移動(dòng)的裝有彈簧(706)的銷(714 )o
11. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述閾器件(IOO) 包括球(402)或者輥以及彈簧(404)、桿和彈簧、磁體(422)、彈簧桿 或者彎曲彈簧桿(416)。
12. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述電子電路 (108)被配置成識(shí)別以下狀態(tài)所述鎖處于所述機(jī)械可開啟狀態(tài)；所述鎖閉合，并且所述數(shù)據(jù)與所述預(yù)定準(zhǔn)則不匹配；以及所述鎖閉合，并且沒據(jù)的匹配，或者通過所述致動(dòng)器將所述鎖置于所述,可開啟狀態(tài)。
13. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鎖，其特征在于，所述電子電路 (108)被配置成如果由于所述數(shù)據(jù)與所述預(yù)定準(zhǔn)則不匹配而沒有發(fā)出所述開啟命令，則為所述鑰匙(112)提供信號(hào)，使得所述鑰匙(112 )通知 所述使用者所述數(shù)據(jù)與所述預(yù)定準(zhǔn)則不匹配。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的鎖，其特征在于，所述電子電路(108) 被配置成為所述鑰匙(112 )提供電功率，使得所述鑰匙(112 )利用從所 述電子電路(108)接收的所述電功率來通知所述使用者。
15. —種機(jī)電鎖，包括用于接收由所述鎖的 <吏用者產(chǎn)生的機(jī)喊功率的接收裝置； 用于從所述機(jī)械功率產(chǎn)生電功率的裝置；由所述電功率供電、可與鑰匙耦合、用于從所述鑰匙讀取數(shù)據(jù)、并且 如果所述數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配則發(fā)出開啟命令的裝置；以及由所述電功率供電、用于接收所述開啟命令以及將所述鎖設(shè)置成;Mfe 可開啟狀態(tài)的裝置；其特征在于，所述鎖還包括用于控制所述接收裝置、使得機(jī)械張力上升直至超過預(yù)定力閾，、由
16. —種用于^Mt機(jī)電鎖的方法，包括接收(1000)由所述鎖的使用者產(chǎn)生的機(jī)械功率；從所述機(jī)械功率產(chǎn)生(1006)電功率；利用所述電功率從鑰匙讀取(1012)數(shù)據(jù)；以及如果所述數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配，則利用所述電功率將所述鎖設(shè)置 (1024)于機(jī)械可開啟狀態(tài)；其特征在于，所述方法還包括控制(1004)所述^功率的接收，使得機(jī)械張力上升直至超過預(yù)定 力閾值，由此所述機(jī)械張力變換成作為所述機(jī)械功率^L接收的動(dòng)作。
全文摘要
機(jī)電鎖及其操作方法。該鎖包括功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)，用以接收由鎖的使用者產(chǎn)生的機(jī)械功率；發(fā)電器(104)，用以從機(jī)械功率產(chǎn)生電功率；電子電路(108)，由電功率供電，可與鑰匙(112)耦合，用以從鑰匙(112)讀取數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)與預(yù)定準(zhǔn)則匹配則發(fā)出開啟命令；致動(dòng)器(116)，由電功率供電，用以接收開啟命令以及將鎖設(shè)置成機(jī)械可開啟狀態(tài)；以及閾器件(100)，用以控制功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)，使得機(jī)械張力上升直至超過預(yù)定力閾值，由此機(jī)械張力轉(zhuǎn)變成產(chǎn)生由功率傳輸機(jī)構(gòu)(102)接收的機(jī)械功率的動(dòng)作。
文檔編號(hào)E05B47/06GK101360881SQ200680046964
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者漢努·約基寧, 米卡·普卡里 申請(qǐng)人:伊洛克公司