阅读说明：本技术 一种端面活齿防盗弹子锁 (End face movable tooth anti-theft cylinder lock ) 是由 闫济东 邢鹏达 于 2020-04-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种端面活齿防盗弹子锁,包括端面活齿滚道锁芯、活齿、限位弹簧、外锁环、活齿架、内锁环、锁圈、端面活齿滚道钥匙、钥匙扣等。本发明打破了传统锁的结构设计习惯,其结构上不存在锁眼,锁芯是内置于门板内的,常规开锁方式与工具无法直接作用于锁芯,故极大地提高了防盗系数；利用端面活齿传动原理,以活齿作为中间传力件,通过滚道共轭的端面活齿滚道锁芯与端面活齿滚道钥匙之间的共轭关系来传动；在轴向和径向分别设置了两级弹子解锁,必须同时解锁,端面活齿滚道钥匙才能转动；端面活齿滚道钥匙为扁平圆饼状,带有活齿滚道和弹子滚道,小巧美观,且常规手段无法配钥匙,提高了防盗系数。(The invention provides an end face movable tooth anti-theft spring lock, which comprises an end face movable tooth raceway lock core, movable teeth, a limiting spring, an outer lock ring, a movable tooth frame, an inner lock ring, a lock ring, an end face movable tooth raceway key, a key ring and the like. The invention breaks through the structural design habit of the traditional lock, the lock hole does not exist in the structure, the lock cylinder is arranged in the door plate, and the conventional unlocking mode and tools can not directly act on the lock cylinder, so the anti-theft coefficient is greatly improved; by utilizing the end face oscillating tooth transmission principle, the oscillating tooth is used as an intermediate force transmission piece, and transmission is carried out through the conjugate relation between the end face oscillating tooth raceway lock core and the end face oscillating tooth raceway key which are conjugate to the raceway; two-stage marble unlocking is respectively arranged in the axial direction and the radial direction, and the end face oscillating tooth raceway key can only rotate after the unlocking is carried out simultaneously; the end face oscillating tooth raceway key is in a flat round cake shape, is provided with an oscillating tooth raceway and a marble raceway, is small and attractive, cannot be matched with a key by a conventional means, and improves the anti-theft coefficient.)

一种端面活齿防盗弹子锁

技术领域

本发明涉及防盗锁技术领域，特别涉及一种端面活齿防盗弹子锁。

背景技术

锁具是指起封闭作用的器具，它包括锁、钥匙及其附件，一般解释为“必须用钥匙方能开脱的封缄器”，锁具除用钥匙开启外，还可以用光、电、磁、声及指纹等指令开启。锁具不单是防护用品，还具有“管理”和“装饰”的作用。在国际交往中也有一种礼仪，用赠送象征性的“钥匙”作为友谊的表示。中国锁具诞生已绵延数千年，仰韶文化遗址发现了木锁，西周出现了青铜锁，到了东汉已普遍生产、使用金属锁，直到二十世纪五十年代中期，中国古锁退出历史舞台。现代锁具的种类多种多样，根据应用场合的不同，常见的，有挂锁、交通锁、抽斗锁、弹子门锁、插销门锁和球形门锁等。如专利号为CN201310754313.1提出了《弹性钥匙防盗锁头》，由外胆、内胆、前盖、防护盖、锥头弹珠、弹珠、弹簧组成；该发明优点是在一定程度上使各种恶意开锁方法和开锁工具无法操作，并能防止异物被恶意塞入锁的内胆；缺点是，针对其结构，能仿制开锁工具，对于专业开锁人士，其结构并不是很难破解，且遇到盗窃人员强行开锁，可能会破坏内胆结构，造成锁具的主人拿钥匙也打不开被破坏过的锁的窘境。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种端面活齿防盗弹子锁，该锁打破了传统锁的结构设计习惯，其结构上不存在锁眼，锁芯是内置于门板内的，常规开锁方式与工具无法直接作用于锁芯，故极大地提高了防盗系数；利用端面活齿传动原理，以活齿作为中间传力件，通过滚道共轭的端面活齿滚道锁芯与端面活齿滚道钥匙之间的共轭关系来传动；在轴向和径向分别设置了两级弹子解锁，必须同时解锁，端面活齿滚道钥匙才能转动；端面活齿滚道钥匙为扁平圆饼状，带有活齿滚道和弹子滚道，小巧美观，且常规手段无法配钥匙，提高了防盗系数。

本发明所使用的技术方案是：一种端面活齿防盗弹子锁，包括端面活齿滚道锁芯、活齿、第一弹子、外锁环、活齿架、第二弹子、内锁环、端面活齿滚道钥匙，端面活齿滚道锁芯固定安装在外锁环上；外锁环铰接在活齿架上；内锁环铰接在活齿架内；端面活齿滚道钥匙装配在内锁环上；一圈数量为正整数个的活齿沿圆周均布插在活齿架内；每个活齿一端与端面活齿滚道锁芯啮合，另一端与端面活齿滚道钥匙啮合；正整数个第一弹子沿轴向插入活齿架内；正整数个第二弹子沿径向插入内锁环内；所有的第一弹子和第二弹子均与装配在内锁环上的端面活齿滚道钥匙相啮合。

进一步的，所有第一弹子的长度长短不一；所有第二弹子的长度长短不一。

进一步的，活齿是中间为柱面两端为弧面的柱状旋转体。

进一步的，活齿上的柱面一端有轴肩，用于装配限位弹簧，每个活齿与活齿架之间有一个限位弹簧。

进一步的，端面活齿滚道锁芯包括锁芯滚道、锁芯啮合线，锁芯滚道为活齿沿着锁芯啮合线运动一周的轨迹包络面。

进一步的，端面活齿滚道锁芯上设置有正整数个第一柱孔，其轴线与锁芯滚道轴线平行，每个第一柱孔中沿第一柱孔轴线设置有一个第一弹簧，每个第一弹簧上装配有一个第一柱销，每个第一柱销上分别与一个第一弹子对应装配。

进一步的，外锁环内沿径向分布有一圈正整数个的第二柱孔，每个第二柱孔中沿第二柱孔轴线设置有一个第二弹簧，每个第二弹簧上装配有一个第二柱销，每个第二柱销上装配有一个第三柱销，每个第三柱销分别与一个第二弹子对应装配。

进一步的，活齿架包括第一弹孔、活齿槽、第三柱孔、第一豁牙，活齿槽沿活齿架轴线圆周均布，数量与活齿个数相同，用于装配活齿；第一弹孔数量与第一柱孔数量相同，用于装配第一弹子，且第一弹孔在活齿架上的分布位置与第一柱孔在端面活齿滚道锁芯上的分布位置一一对应；第三柱孔数量与第二柱孔数量相同，用于装配第三柱销，且第三柱孔在活齿架上的分布位置与第二柱孔在外锁环上的分布位置一一对应；正整数个第一豁牙在活齿架端面上沿活齿架圆周分布。

进一步的，内锁环包括第二弹孔、第二豁牙，第二弹孔数量与第三柱孔数量相同，用于装配第二弹子，且第二弹孔在内锁环上的分布位置与第三柱孔在活齿架上的分布位置一一对应；正整数个第二豁牙在内锁环端面上沿内锁环圆周分布。

进一步的，活齿架上设置有锁圈，锁圈包括第一凸齿、第三豁牙，第一凸齿数量与第一豁牙数量相同，用于与第一豁牙的配合，且第一凸齿在锁圈上的分布位置与第一豁牙在活齿架上的分布位置一一对应；第三豁牙数量与第二豁牙数量相同，且第三豁牙在锁圈上的分布位置与第二豁牙在内锁环上的分布位置一一对应。

进一步的，端面活齿滚道钥匙包括钥匙滚道、钥匙啮合线，钥匙滚道为活齿沿着钥匙啮合线运动一周的轨迹包络面。

进一步的，端面活齿滚道钥匙上设置有第一弹轨、第二弹轨、第二凸齿，第一弹轨数量与第一弹子数量相同，且为圆弧轨道，用于与第一弹子的配合，其圆心角大于等于端面活齿滚道钥匙在活齿架内的设计转角；第二弹轨数量与第二弹子数量相同，且在端面活齿滚道钥匙的外圆柱面上分布，用于与第二弹子的配合；第二凸齿数量与第三豁牙数量相同，用于与第二豁牙和第三豁牙的配合，且第二凸齿在端面活齿滚道钥匙上的分布位置与第三豁牙在锁圈上的分布位置一一对应。

进一步的，端面活齿滚道钥匙上设置有扣槽，扣槽用于装配钥匙扣，钥匙扣通过扣槽铰接在端面活齿滚道钥匙上。

进一步的，锁芯啮合线和钥匙啮合线为一对共轭传动曲线，均为圆柱面上的沿周向整周闭合的、呈周期性分布的多波空间连续曲线，且锁芯啮合线的波幅与钥匙啮合线的波幅相等，锁芯啮合线的波数与钥匙啮合线的波数之和等于活齿个数。

进一步的，所有第一弹轨在轴向方向上深浅不一，深度和与之配合的第一弹子相匹配；所有第二弹轨在径向方向上深浅不一，深度和与之配合的第二弹子相匹配；设计转角为设计的能够解锁时，端面活齿滚道钥匙在活齿架内转过的角度。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：(1)没有锁眼，无法直接驱动锁芯；(2)钥匙必须同时解锁轴向与径向的弹子才能转动，钥匙上的端面滚道必须与锁芯滚道共轭才能通过活齿驱动锁芯；(3)参数化设计，端面滚道参数灵活多变，轴向与径向弹子组合形式也灵活多变，适合批量化生产参数不同的锁；(4)钥匙扁平状，美观便携，且不同于常规钥匙，常规配钥匙的手段无法复制本发明的钥匙，必须通过机床加工；(5)结构简单灵活，便于加工制造及装配。

附图说明

图1、图2为本发明的整机结构示意图。

图3、图4为本发明的整机分解示意图。

图5为本发明的端面活齿滚道锁芯零件结构示意图。

图6为本发明的外锁环零件结构示意图。

图7、图8为本发明的活齿架零件结构示意图。

图9为为本发明的内锁环零件结构示意图。

图10为本发明的锁圈零件结构示意图。

图11、图12为本发明的端面活齿滚道钥匙零件结构示意图。

附图标号：1-端面活齿滚道锁芯；2-活齿；3-限位弹簧；4-第一弹簧；5-第一柱销；6-第一弹子；7-外锁环；8-第二弹簧；9-第二柱销；10-第三柱销；11-活齿架；12-第二弹子；13-内锁环；14-锁圈；15-端面活齿滚道钥匙；16-钥匙扣；101-锁芯滚道；102-锁芯啮合线；103-第一柱孔；701-第二柱孔；1101-第一弹孔；1102-活齿槽；1103-第三柱孔；1104-第一豁牙；1301-第二弹孔；1302-第二豁牙；1401-第一凸齿；1402-第三豁牙；1501-钥匙滚道；1502-钥匙啮合线；1503-第一弹轨；1504-第二弹轨；1505-第二凸齿；1506-扣槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。

实施例：图1～12为本发明的优选实施例，在该实施例中，锁芯啮合线和钥匙啮合线均采用空间正弦曲线，空间正弦曲线的直角坐标方程式为：

式中，R-空间正弦曲线径向半径；A-空间正弦曲线幅值；Z_s-空间正弦曲线波数。

本实施例中，空间正弦曲线径向半径R为20mm，空间正弦曲线幅值A为1.5mm，锁芯啮合线波数为2个，钥匙啮合线波数为8个，活齿个数为10个。

本实施例中，活齿采用两端为半球面的圆柱体，圆柱半径为3mm，球面半径等于圆柱半径；第一弹子有5个，第二弹子有8个；第一弹孔在活齿架上不规则分布，第二弹孔在内锁环上圆周均布。

本发明工作原理：本发明使用时，活齿架固定安装在门板上，其上铰接的外锁环及外锁环上固定安装的端面活齿滚道锁芯是在门内的，不与外界直接接触，在不破坏门板的情况下，外部是无法触碰到端面活齿滚道锁芯的。

第一弹簧被压缩在端面活齿滚道锁芯的第一柱孔内，由弹力作用，自动顶起与之配合的第一柱销，第一柱销与第一弹子接触配合，进而第一弹簧的弹力经过第一柱销传递给第一弹子，将第一弹子紧紧的压在活齿架的第一弹孔中，由于第一弹子长短不一，故第一柱销会随着第一弹子进入活齿架的第一弹孔中，且进入的深度深浅不一，和与之配合的第一弹子相关。同样的，第二弹簧被压缩在外锁环的第二柱孔内，由弹力作用，自动顶起与之配合的第二柱销，第二柱销与配合在活齿架上第三柱孔内的第三柱销接触配合，第三柱销与第二弹子接触配合，进而第二弹簧的弹力依次经过第二柱销和第三柱销最终传递给第二弹子，将第二弹子紧紧的压在内锁环的第二弹孔中，由于第二弹子长短不一，故第三柱销会随着第二弹子进入内锁环的第二弹孔中，且进入的深度深浅不一，和与之配合的第二弹子相关，同时，第二柱销会随着第三柱销进入活齿架的第三柱孔中，且进入的深度深浅不一，和与之配合的第三柱销相关。

经过上述的机械关系，外锁环和内锁环分别通过第二柱销和第三柱销被锁定在活齿架上；端面活齿滚道锁芯通过两路锁在活齿架上，一路是通过第一柱销直接锁定在活齿架上，另一路是端面活齿滚道锁芯本身固定安装在外锁环上，通过外锁环内的第二柱销锁定在活齿架上。

要想解锁，必须经过三道步骤。首先，端面活齿滚道钥匙上的钥匙滚道必须与端面活齿滚道锁芯上的锁芯滚道共轭，然后钥匙滚道才能通过活齿驱动锁芯滚道。若钥匙滚道与锁芯滚道的滚道参数不一致，或即便参数一致，但滚道波数关系与活齿个数关系不匹配，则均无法通过活齿驱动端面活齿滚道锁芯。

其次，端面活齿滚道钥匙上的第一弹轨与第一弹子一一接触配合，第一弹轨的深度和与之对应的第一弹子长度匹配，即第一弹轨压在第一弹子上时，能保证所有第一弹子被压缩下沉对应的第一弹轨的深度时，所有的第一柱销均退出活齿架上的第一弹孔，且第一柱销的端面处于活齿架与端面活齿滚道锁芯的接触平面内，以保证端面活齿滚道锁芯可以相对于活齿架转动。

最后，端面活齿滚道钥匙上的第二弹轨与第二弹子一一接触配合，第二弹轨的深度和与之对应的第二弹子长度匹配，即第二弹轨压在第二弹子上时，能保证所有第二弹子被沿径向压缩收回对应的第二弹轨的深度时，所有的第三柱销均退出内锁环上的第二弹孔，且第三柱销的端面处于内锁环与活齿架的铰接柱面内，以保证内锁环可以相对于活齿架转动；同时，所有的第二柱销均退出活齿架上的第三柱孔，且第二柱销的端面处于外锁环与活齿架的铰接柱面内，以保证外锁环可以相对于活齿架转动。

同时满足上述三道解锁步骤，才能通过端面活齿滚道钥匙驱动端面活齿滚道锁芯转动。

端面活齿滚道钥匙上有正整数个第二凸齿，用于指示、定位和锁定，即端面活齿滚道钥匙想要插入内锁环，必须先经过锁圈，锁圈上有可供第二凸齿通过的第三豁牙，当端面活齿滚道钥匙通过第三豁牙穿过锁圈时，还必须使第二凸齿对准并插入与之匹配的内锁环上的第二豁牙中，当端面活齿滚道钥匙完全插入内锁环时，即可驱动端面活齿滚道锁芯，此时两路弹子锁机构均被导通，端面活齿滚道钥匙首先带动内锁环在活齿架内转动，同时通过钥匙滚道驱动活齿，进一步驱动端面活齿滚道锁芯绕着活齿架轴心转动，端面活齿滚道锁芯转动的同时，还会带动外锁环一并转动。端面活齿滚道锁芯未转够设计转角，则打不开锁，设计转角为设计的能够解锁时，端面活齿滚道钥匙在活齿架内转过的角度，即端面活齿滚道钥匙在活齿架内转过一个设计转角后，根据机构速比关系，端面活齿滚道锁芯被驱动转过一个特定的转角，从而完成解锁。活齿个数、锁芯啮合线波数和钥匙啮合线波数确定的情况下，机构速比等于锁芯啮合线波数比上钥匙啮合线波数。在转动的过程中，由于第二凸齿的原因，端面活齿滚道钥匙受到锁圈的限制无法从内锁环中拔出。

综上，第一弹轨、第二弹轨和钥匙滚道参数中，有任意一个不满足解锁条件时，均无法驱动端面活齿滚道锁芯进而打开本锁。端面活齿滚道钥匙本身为扁平的圆饼状零件，小巧美观，具备一定的观赏价值和便携性，且由于钥匙轨道的存在，常规配钥匙的手段很难对其进行复制，必须通过数控加工机床才可以。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。