阅读说明：本技术 一种电子锁和机械锁联动离合机构 (Electronic lock and mechanical lock linkage clutch mechanism ) 是由 邹晓巍 项光星 孙铿锵 余晓杰 陈凯 林健 马季 张泽 张巧钗 汤臣春 蔡志刚 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电子锁和机械锁联动离合机构,其技术方案要点是包括有机械锁芯电子锁芯,机械锁芯包括有锁孔和转动部,两转动部之间设置有磁控开关,相邻磁控开关之间设置有加密夹角,机械锁芯内设置有复位部件,最底层转动部固定连接有第一齿轮,电子锁芯包括有转动件和第二齿轮,转动件转动连接于第二齿轮的上端面上,电子锁芯还包括有联动部件,转动件和第二齿轮上设置有联动结构,转动件外接有无源电子钥匙,转动件和第二齿轮合围形成联动空腔,第一齿轮或第二齿轮连接有锁舌,第一齿轮或第二齿轮转动过程中锁舌被移动打开,该电子锁和机械锁联动离合机构具有两种开锁方式并且相互不影响。(The invention discloses an electronic lock and mechanical lock linkage clutch mechanism, which has the technical scheme that the mechanical lock comprises a mechanical lock core and an electronic lock core, wherein the mechanical lock core comprises a lock hole and rotating parts, a magnetic control switch is arranged between the two rotating parts, an encrypted included angle is arranged between the adjacent magnetic control switches, a reset part is arranged in the mechanical lock core, the rotating part at the bottommost layer is fixedly connected with a first gear, the electronic lock core comprises a rotating part and a second gear, the rotating part is rotationally connected to the upper end surface of the second gear, the electronic lock core also comprises a linkage part, a linkage structure is arranged on the rotating part and the second gear, a passive electronic key is externally connected with the rotating part, the rotating part and the second gear surround to form a linkage cavity, the first gear or the second gear is connected with a lock tongue, and the lock tongue is opened by moving in the rotating, the electronic lock and the mechanical lock linkage clutch mechanism have two unlocking modes and do not influence each other.)

一种电子锁和机械锁联动离合机构

技术领域

本发明涉及一种井盖锁，更具体地说，它涉及一种电子锁和机械锁联动离合机构。

背景技术

井盖是通往地下设施的出入口顶部的封闭物，凡是安装自来水、电信、电力、燃气、热力、消防、环卫等公用设施的地方都需要安装井盖。尤其是随着移动网络的不断健全及网络的稳定性不断升高，移动自有产权管道长度也随着增加，随着移动自有权属管道长度的增加，井盖在城市规划和道路建设中的市场需求量也在不断增加，因此面临的维护问题也越来越多，如井盖的丢失、其它运营商私自占用移动管道放缆等问题，造成管内线缆走线不规整，资源占用不清楚，井盖丢失给路人或盲人带来安全隐患，而此类问题很难杜绝。

现有的井盖通过机械锁或者电子锁其一的方法，机械锁和电子锁均有些不足：1、机械锁，钥匙与锁一一对应，开锁时要寻找对应钥匙耗费时间，尤其井盖数量越发多的时代，每次开锁都异常繁琐；2、电子锁，虽然可以做到一钥匙对应数个锁，但是在雨天情况下，电子锁操作就会出现不便操作的情况，使用电子开锁器，如果被大量雨水浸湿容易造成电学器件损坏，得不偿失。

如何将机械锁与电子锁联动在一起，既可以通过机械方式开锁也可以通过电子方式开锁，并且两者之间不受影响，不会影响两方锁芯，该问题带有商榷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电子锁和机械锁联动离合机构，该电子锁和机械锁联动离合机构具有两种开锁方式并且相互不影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种电子锁和机械锁联动离合机构，包括有供磁控钥匙解锁转动的机械锁芯和供电子钥匙解锁转动的电子锁芯，所述机械锁芯包括有呈圆柱结构设置的锁孔和若干沿锁孔深度方向排列设置的转动部，相邻两所述转动部之间上一层转动部转动连接于下一层转动部内，并且两所述转动部之间设置有用于将两转动部联动组合的磁控开关，所述磁控开关分别沿锁孔不同径向方向排列设置，相邻所述磁控开关之间设置有加密夹角，当磁控开关与磁控钥匙内磁铁同极对应时下一层转动部随上一层转动部转动而转动，所述机械锁芯内设置有用于复位磁控开关的复位部件，当磁控钥匙离开机械锁芯时复位部件将磁控开关一一复位，最顶层所述转动部上设置有供钥匙嵌合并与锁孔连通的转动槽，最底层所述转动部固定连接有第一齿轮；

所述电子锁芯包括有呈圆柱状结构设置的转动件和与第一齿轮啮合设置的第二齿轮，所述转动件转动连接于第二齿轮的上端面上，所述电子锁芯还包括有用于将转动件与第二齿轮进行联动组合的联动部件，所述转动件和第二齿轮上设置有配合联动部件进行联动组合的联动结构，所述转动件外接有用于驱动联动部件与联动结构进行离合联动的无源电子钥匙，联动部件将转动件与第二齿轮联动组合时第二齿轮随转动件转动而转动，所述转动件和第二齿轮合围形成供联动部件安装移动的联动空腔，所述第一齿轮或第二齿轮连接有锁舌，第一齿轮或第二齿轮转动过程中锁舌被移动打开。

本发明进一步设置为：所述磁控开关包括有设置于上一层转动部朝向下一层转动部一端上的磁控部、和设置于下一层转动部上供磁控部插接的磁孔、以及设置于上一层转动部上供磁控部向磁孔伸出的穿孔，当磁控部与磁控钥匙内磁铁同极相斥时磁控部插接入磁孔内完成两转动部联动组合。

本发明进一步设置为：所述磁控部包括有与磁控钥匙的磁铁进行配合操作的条形磁铁和用于插接磁孔的插接块，所述插接块呈“凸”字结构设置，所述插接块端面较大的一端设置有供条形磁铁部分嵌入的插接凹槽。

本发明进一步设置为：所述复位部件为套设于插接块端口较小端的复位弹簧，所述复位弹簧的口径尺寸大于穿孔的径长尺寸，所述复位弹簧的一端与插接块固定连接，另一端与穿孔周围侧壁固定连接。

本发明进一步设置为：所述转动部上设置有嵌入至下一层转动部内的弧形凸块、和供上一层转动部的弧形凸块转动嵌入的弧形凹槽。

本发明进一步设置为：所述联动部件包括有用于将转动件与第二齿轮进行联动组合的离合块、和用于驱动离合块进行联动或分离操作的驱动电机、以及设置于驱动电机与离合块之间的传动块，所述离合块和传动块转动连接设置，所述传动块与驱动电机的转轴螺纹连接设置。

本发明进一步设置为：所述传动块包括有供离合块转动连接的连接部和与转轴螺纹连接的移动部，所述连接部的高度尺寸小于移动部的高度尺寸；

所述转轴沿移动部高度方向贯穿设置，所述移动部内设置有绕设于转轴外侧壁的螺纹通管，所述螺纹通管沿转轴长度方向螺纹盘旋延伸设置，所述转轴上设置有与螺纹通管抵接并起导向作用的延伸杆，转轴转动过程中传动块沿转轴高度方向移动。

本发明进一步设置为：所述转动件包括有转接片，所述转接片上设置有转接槽，所述第二齿轮上设置有齿轮槽，所述离合块包括有与转接槽和齿轮槽一并咬合的离合部和径长尺寸小于离合部的径长尺寸的分离部，当离合部分别与齿轮槽和转接槽咬合时第二齿轮随转动件转动而转动。

本发明进一步设置为：所述离合部为正六棱柱结构设置，所述分离部呈圆柱结构设置，所述齿轮槽呈正六棱槽结构设置，所述转接槽呈正十二角星槽结构设置，正十二角星槽的内顶角均设置有用于增大与离合部接触面积的弧形凸面。

本发明进一步设置为：所述第二齿轮的上端面上设置有供转动件转动安装的转动凹槽。

综上所述，本发明的好处还在于：不管是通过第一齿轮转动还是第二齿轮转动，都对另一个锁芯不造成影响，当通过磁控钥匙解锁时，第一齿轮和第二齿轮均开始转动，但是第二齿轮与转动件呈不联动状态，所以对电子锁芯不会造成影响。当通过无源电子钥匙解锁时，第一齿轮和第二齿轮均开始转动，但是最底层的转动部与上一层转动部呈不联动状态，所以对机械锁芯不会造成影响，即可以达到具有两种开锁方式并且相互不影响。

附图说明

图1为电子锁和机械锁的立体结构示意图；

图2为电子锁和机械锁的结合剖视图；

图3为机械锁的***结构示意图；

图4为机械锁芯的剖视图；

图5为电子锁的***结构示意图；

图6联动部件的内部结构示意图。

附图标记：1、机械锁芯；11、锁孔；12、转动部；13、磁控开关；131、磁控部；1311、条形磁铁；1312、插接块；132、磁孔；133、穿孔；14、第一齿轮；15、复位弹簧；16、弧形凸块；17、弧形凹槽；18、转动槽；2、电子锁芯；21、转动件；211、转接片；212、转接槽；22、第二齿轮；221、齿轮槽；222、转动凹槽；23、联动部件；231、离合块；2311、离合部；2312、分离部；232、驱动电机；2321、转轴；2322、延伸杆；233、传动块；2331、连接部；2332、移动部；2333、螺纹通管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至图6所示，为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种电子锁和机械锁联动离合机构，包括有供磁控钥匙解锁转动的机械锁芯1和供电子钥匙解锁转动的电子锁芯2，机械锁芯1包括有呈圆柱结构设置的锁孔11和若干沿锁孔11深度方向排列设置的转动部12，相邻两转动部12之间上一层转动部12转动连接于下一层转动部12内，并且两转动部12之间设置有用于将两转动部12联动组合的磁控开关13，磁控开关13分别沿锁孔11不同径向方向排列设置，相邻磁控开关13之间设置有加密夹角，当磁控开关13与磁控钥匙内磁铁同极对应时下一层转动部12随上一层转动部12转动而转动，机械锁芯1内设置有用于复位磁控开关13的复位部件，当磁控钥匙离开机械锁芯1时复位部件将磁控开关13一一复位，最顶层转动部12上设置有供钥匙嵌合并与锁孔11连通的转动槽18，最底层转动部12固定连接有第一齿轮14；使用正确的磁控钥匙***锁孔11内，磁控钥匙上有与转动槽18嵌合的转动块，通过磁控钥匙上的转动块与转动槽19嵌合，钥匙转动过程中最顶层转动部12随之转动，直至与通过磁控开关13与次顶层转动部12组合联动，钥匙就能够同时带动最顶层转动部12和次顶层转动部12转动，直至所有的磁控开关13被对应解锁，钥匙能够带动机械锁芯1转动，使得井盖被打开。

1、圆柱状锁孔11的设计与现有技术作对比，由于井盖常年暴露在外部，而且具有排水作用，现有技术时常会出现积水的情况，现今的雨水呈弱酸性，长时间对锁芯进行浸泡，导致锁芯灵敏度降低、寿命减少，造成产品提前报废，从而造成不必要的浪费，圆柱状的锁孔11更加有利于排水，没有现有技术中的弯折结构，从而可以避免积水情况发生，保证产品寿命。

2、不同方向的磁控开关13意味着需要对应方向的磁控钥匙，所以不通过各种角度的磁控开关13起到较为完美的加密程度，不容易被破解，从而避免了井盖非法打开的情况发生。例如：以每10°角为一个加密角度，每一组磁控开关13的加密情况为36种，当磁控开关13有N组时，加密级数就有36的N次方，N为2、加密级数为1296种；N为3、加密级数为46656种；N为4、加密级数为1679616种；再配合上磁控开关13的高度位置，加密级数更呈几何倍增长，具有加密程度高的特点。

电子锁芯2包括有呈圆柱状结构设置的转动件21和与第一齿轮14啮合设置的第二齿轮22，转动件21转动连接于第二齿轮22的上端面上，电子锁芯2还包括有用于将转动件21与第二齿轮22进行联动组合的联动部件23，转动件21和第二齿轮22上设置有配合联动部件23进行联动组合的联动结构，转动件21外接有用于驱动联动部件23与联动结构进行离合联动的无源电子钥匙，联动部件23将转动件21与第二齿轮22联动组合时第二齿轮22随转动件21转动而转动，转动件21和第二齿轮22合围形成供联动部件23安装移动的联动空腔，第一齿轮14或第二齿轮22连接有锁舌，第一齿轮14或第二齿轮22转动过程中锁舌被移动打开。

当无源电子钥匙对应插接时该电子锁大致分为两种操作方式：1、当联动部件23通过联动结构将转动件21和第二齿轮22联动后，转动件21在转动过程中会通过联动部件23带动第二齿轮22转动，第二齿轮22转动第一齿轮14随之转动，锁舌不管连接于第一齿轮14还是第二齿轮22上均会进行移动，从而打开井盖锁；2、当联动部件23未将转动件21和第二齿轮22联动时，转动件21处于一个空转状态，既不会带动联动部件23转动，也不会带动第二齿轮22转动，从而无法打开井盖锁。该设计好处在于联动状态明确，联动时通过联动部件23与联动结构之间的咬合关系进行联动，联动稳定。

该联动空腔相对来说具有一定的密闭性，联动部件23位于联动空腔，能够减少与外界接触，从而起到维护联动部件23的效果，使得井盖即便在较差的环境下，依旧有着一个相对洁净的环境，使得联动部件23不易被损坏，保证整个装置使用寿命长。

磁控开关13包括有设置于上一层转动部12朝向下一层转动部12一端上的磁控部131、和设置于下一层转动部12上供磁控部131插接的磁孔132、以及设置于上一层转动部12上供磁控部131向磁孔132伸出的穿孔133，当磁控部131与磁控钥匙内磁铁同极相斥时磁控部131插接入磁孔132内完成两转动部12联动组合。

锁舌优选与第二齿轮22连接并且远离第一齿轮14的位置处，因为机械锁芯1存在锁孔11偷盗者会通过锁孔11去撬动锁舌，设置在第二齿轮22上即可以通过第一齿轮14转动带动第二齿轮22转动达到开锁的好处，也能够避免出现强制撬开锁舌的情况发生。

本发明的好处还在于：不管是通过第一齿轮14转动还是第二齿轮22转动，都对另一个锁芯不造成影响，当通过磁控钥匙解锁时，第一齿轮14和第二齿轮22均开始转动，但是第二齿轮22与转动件21呈不联动状态，所以对电子锁芯2不会造成影响。当通过无源电子钥匙解锁时，第一齿轮14和第二齿轮22均开始转动，但是最底层的转动部12与上一层转动部12呈不联动状态，所以对机械锁芯1不会造成影响，即可以达到具有两种开锁方式并且相互不影响。

磁控部131包括有与磁控钥匙的磁铁进行配合操作的条形磁铁1311和用于插接磁孔132的插接块1312，插接块1312呈“凸”字结构设置，插接块1312端面较大的一端设置有供条形磁铁1311部分嵌入的插接凹槽。磁控部131包括有条形磁铁1311和插接块1312的好处在于：1、插接块1312不是磁性物体，选用更加经久耐用的材质，保障装置的寿命；2、插接块1312具有隔磁作用防止条形磁铁1311对下述中的复位弹簧15造成影响；3、条形磁铁1311具有稳定的磁区，较为廉价的成本。该插接凹槽的设计增大条形磁铁1311与插接块1312的接触面积，从而保证条形磁铁1311能够稳定推动插接块1312。

复位部件为套设于插接块1312端口较小端的复位弹簧15，复位弹簧15的口径尺寸大于穿孔133的径长尺寸，复位弹簧15的一端与插接块1312固定连接，另一端与穿孔133周围侧壁固定连接。当磁控钥匙与磁控开关13同极对应时，条形磁铁1311在相斥力的作用下推动插接块1312压缩复位弹簧15的同时穿过穿孔133***磁孔132，当磁控钥匙拔出对条形磁铁1311的相斥力消失，在复位弹簧15的弹力作用下是的插接块1312脱离磁孔132，取消联动效果；复位部件选用复位弹簧15的好处在于，复位弹簧15稳定，弹簧系数选择方便，成本低，寿命长。

转动部12上设置有嵌入至下一层转动部12内的弧形凸块16、和供上一层转动部12的弧形凸块16转动嵌入的弧形凹槽17。该弧形凸块16与和弧形凹槽17的设计其效果在于：例如当上一层转动部12在随磁控钥匙转动而转动过程中，当弧形凸块16移动到弧形凹槽17的位置处时，拿握磁控钥匙的使用者会有明显的顿挫感，每感觉一下顿挫就是一次对准，当发生对应次数的顿挫时意味着如果磁控钥匙正确，就可以开锁，如果不能开锁意味着磁控钥匙错误。

联动部件23包括有用于将转动件21与第二齿轮22进行联动组合的离合块231、和用于驱动离合块231进行联动或分离操作的驱动电机232、以及设置于驱动电机232与离合块231之间的传动块233，离合块231和传动块233转动连接设置，传动块233与驱动电机232的转轴2321螺纹连接设置。通过无源电子钥匙对驱动电机232进行充电操作，无需在锁内设置额外电源，从而有效避免电源失效造成锁无法打开的情况发生。

使用驱动电机232的好处在传动稳定，离合块231与传动块233之间为转动连接，所以在联动状态下的转动件21转动过程中，离合块231依旧能够正常转动，从而达到带动第二齿轮22转动，而驱动电机232的转轴2321与传动块233进行螺纹连接，通过驱动电机232转动使得传动块233沿转轴2321的高度方向也就是长度方向进行移动，从而达到带动离合块231沿转轴2321的高度方向进行移动的效果，通过离合块231的上下位置关系，实现与联动结构的联动与否。

传动块233包括有供离合块231转动连接的连接部2331和与转轴2321螺纹连接的移动部2332，连接部2331的高度尺寸小于移动部2332的高度尺寸；连接部2331的高度尺寸小于移动部2332的高度尺寸具有节省空间的效果。使得转动件21内部结构紧凑。

转轴2321沿移动部2332高度方向贯穿设置，移动部2332内设置有绕设于转轴2321外侧壁的螺纹通管2333，螺纹通管2333沿转轴2321长度方向螺纹盘旋延伸设置，转轴2321上设置有与螺纹通管2333抵接并起导向作用的延伸杆2322，转轴2321转动过程中传动块233沿转轴2321高度方向移动。该螺纹通管2333与延伸杆2322的设计，当转轴2321被驱动电机232驱动转动时，延伸杆2322会沿着螺纹通管2333的螺纹方向转动，从而使得传动块233在不转动的情况下沿着转轴2321的高度方向移动，从而达到驱动离合块231移动的效果。

转动件21包括有转接片211，转接片211上设置有转接槽212，第二齿轮22上设置有齿轮槽221，离合块231包括有与转接槽212和齿轮槽221一并咬合的离合部2311和径长尺寸小于离合部2311的径长尺寸的分离部2312，当离合部2311分别与齿轮槽221和转接槽212咬合时第二齿轮22随转动件21转动而转动。该转接片211起到承上启下的作用，转动件21转动转接片211也会转动，离合块231与转接片211上的转接槽212咬合时，转接片211转动离合块231也就转动，此时如果离合块231也与齿轮槽221咬合时，离合块231转动第二齿轮22随之转动，联动关系一层接着一层，具有稳定的传动效果。当分离部2312位于联动位置时，由于分离部2312的径长尺寸小于离合部2311的径长尺寸，所以分离部2312无法与转接槽212和齿轮槽221呈咬合状态，所以转动件21处于空转状态。

离合部2311为正六棱柱结构设置，分离部2312呈圆柱结构设置，齿轮槽221呈正六棱槽结构设置，转接槽212呈正十二角星槽结构设置，正十二角星槽的内顶角均设置有用于增大与离合部2311接触面积的弧形凸面。正六棱槽和正十二角星槽是经过多次实现得出的最优方案，达到最优的联动稳固效果和插接方便的效果。转接槽212设计成正多角星槽，既能够满足咬合联动的状态也方便离合块231与转接槽212的对准***，分离部2312呈圆柱结构设置：1、设计方便；2、转动过程中确保不会与联动结构发生碰触的情况。该弧形凸面的设计增大了与离合部2311的接触面积，使得转动件21在转动过程中更好的带动离合块231转动，弥补正十二角星槽内的顶角原本带来的不便转动的情况。

通常齿轮槽221为正N边形那边转接槽212就为正2N角星。

第二齿轮22的上端面上设置有供转动件21转动安装的转动凹槽222。该转动凹槽222能够增大与转动件21的接触面积，而且能够为联动部件23塑造一个更加密闭的联动空腔。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。