具体实施方式

将进一步详细描述上述锁组件系统的各种实施例。下述描述提供了具体的细节，以便对这些实施例进行透彻的理解和支持性描述。然而，相关领域的技术人员将理解，这里讨论的技术和工艺可以在没有许多这些细节的情况下实施。同样，相关领域的技术人员应当理解，本发明可以包括本文未详细描述的许多其他特征。另外，一些众所周知的结构或功能可能未在下面详细地示出或描述，以避免不必要地模糊相关描述。

所述锁组件用于固定轮式车辆。代表性的锁组件可以包括外壳和设于所述外壳内且可在其中绕卷筒轴旋转的缆线卷筒。缆线可以缠绕在缆线卷筒上，且包括与缆线卷筒相连的第一端和包括锁定特征(例如沟槽或凹槽)的第二端。锁芯包括沿纵芯轴延伸的插座，并被配置为接收所述缆线的第二端以在锁芯内固定。所公开的锁定组件可以用于各种车辆，例如，自行车，脚踏板，摩托车，全地形车(ATVs)，轻型多功能车(UTVs)，拖车或任何其他需要防止未经授权的使用或移动的车辆。在一些实施例中，所述缆线卷筒可以在缆线延伸位置和缆线缩回位置之间旋转。卷收弹簧可以与缆线卷筒相连，并被定位为促使所述缆线卷筒朝向所述缆线缩回位置。

在一些实施例中，可以在所述缆线卷筒和卷收弹簧之间放置一个或多个磁体，防止弹簧在锁组件中发出咔哒声。在一些实施例中，卷筒轴与芯轴相互平行。在一些实施例中，所述锁组件可以包括轮销，当所述第二端部安装在插座中时，所述轮销从锁芯中伸出。在伸出时，所述轮销干扰车轮(例如，车轮的辐条)，以防车轮转动。因此，即便缆线被切断，所述锁组件也能防止车辆轻易滚动。此外，如果没有可用的固定的基本设施(例如机架或树)，车辆仍然可以被禁用，从而防止未经授权的使用。在一些实施例中，锁芯包括电子执行机构执行机构和反馈传感器，可以用于方便远程控制锁组件以选择性地允许使用轮式车辆。

图1示出根据一些实施例的包括锁组件100的共享电动自行车。所述自行车10包括支撑车把手14和车轮16和18的框架12。于2017年6月23日提交的名为“电动助力自行车”的美国临时申请62/524,092以及于2018年6月22日提交的名为“电动助力自行车”的美国申请16/016,470进一步描述了具有代表性的共享自行车，其公开的内容通过援引并入本文件中。例如，所述锁组件100可以包括缆线104，所述缆线从所述锁组件100延伸并缠绕在自行车架20上。在图1中，所述缆线104位于缆线延伸位置，因为缆线通常从锁组件100延伸以便被锁定在结构的周围。

进一步参照图2A和图2B，缆线104处于缆线缩回位置，即所述缆线104主要位于锁组件外壳102内。可以将缆线104从外壳102中拉出使其处于缆线延伸位置，在该位置其可以插入锁组件外壳102内的孔110中，如下文所详细描述的，孔中的锁定特征(例如，沟槽196)用于固定外壳102中的缆线104。

当缆线104插入孔110中时，缆线将内部勾环或轮销108从相对于外壳102的第一位置(如图2A所示)推向自行车10的车轮18。所述锁组件100包括安装支架或接合器106，其将所述锁组件100固定于自行车(例如，固定到挡泥板)，并与后轮18相邻。相应地如图2C所示，当缆线104插入所述外壳102时，轮销108延伸到相对于外壳102的第二位置，进入车轮18，并与车轮的辐条或其他结构接合，以防止车轮18的旋转。

所述轮销108不需要与车轮18的辐条直接接合。相反，轮销108可以延伸至车轮18中，车轮的旋转导致辐条与轮销108接触，由此停止车轮18的旋转。因此，锁组件100可以将自行车10固定到自行车架20，并且在缆线104被切断或者缆线104没有缠绕在车架或其他基本设施上时防止自行车10被骑走。

如图3所示，外壳102可以分别包括前盖122和后盖124以及顶盖126。所述外壳102包含缠绕在缆线卷筒160上的缆线104，以及锁芯组件130。可以用适当的紧固件，例如螺钉109，将所述锁芯组件130固定到所述前盖122上。缆线卷筒160可以固定在锁芯组件130和前盖122之间。安装支架106可以固定在锁芯组件130上，后盖124定位于安装支架106与锁芯组件130之间。

所述安装支架106可以使用合适的紧固件(例如螺钉107)固定到锁芯组件130上。因此，安装支架106直接固定到位于外壳102内部的锁芯组件130上。这使得结构十分坚固，即便外壳102本体被损坏、破裂或者以其他方式受损，也难以破坏该结构。

后盖124可以使用合适的紧固件(例如螺钉123)固定到前盖122上。顶盖126与前盖122和后盖124结合，并使用防篡改安全螺钉125(tamper resistant security screw 125)固定到位。为了保证锁组件100的紧凑性，内部空间119由缆线卷筒160的轮毂121限定。缆线卷筒160围绕轮毂121旋转，轮毂121则相对于缆线卷筒160保持静止。所述锁芯组件130至少部分地设于所述内部空间119内，使缆线卷筒121围绕其旋转。

参照图4，所述锁芯组件130可以包括锁芯支架132。所述锁芯支架132用作结构基座，锁组件的各种部件直接或间接固定到该结构基座上。所述锁芯支架132可以包括一对安装衬板138，每个安装衬板138设有一个孔140，用于接收将安装支架106(图3)固定到锁芯支架132的相应紧固件107。所述锁芯支架132还可以包括具有缆线孔144的缆线衬板142。缆线衬板142防止缆线104(图3)从锁组件100中被完全拉出。

所述锁芯支架132还包括盖片衬板134，其具有定位于接收固定螺钉125的螺母插入件136。所述锁芯组件130可以包括固定在锁芯支架132上的轮销衬套146。在一些实施例中，所述轮销衬套146焊接到锁芯支架132上。通过将轮销衬套146直接固定到锁芯支架132上，提高了锁组件100的坚固性。由于锁芯支架132位于锁组件100的内部(例如，在外壳102内部)，由此将锁组件100被窃贼或破坏者破坏的可能性降到最低。

所述衬套146包含轮销108，并支撑一个销开关158，该开关定位为检测轮销108何时伸出。在一些实施例中，衬套146可以包括一个或多个沟槽148，沟槽148定位为与安装支架106(参见图2A)接合，以进一步提高锁组件100的结构完整性。

锁定装置150附接在锁芯支架132上，其包括带有锁插座154的外壳151。所述锁插座154与外壳孔110(图2B)对准，并且将其设置在由缆线卷筒轮毂121限定的内部空间119(图3)内。锁插座154配置为接收缆线104并选择性地将其固定在其中。锁定装置150可以用多个合适的紧固件152(例如螺钉、螺栓或其他紧固件)连接到锁芯支架132上。

所述轮销108，轮销衬套146和锁插座154沿芯轴Ac彼此同轴定位。当锁组件100安装到车辆上时(参见图1)，芯轴Ac与被固定的车辆的轮轴(例如，车轮18)平行。在一些实施例中，所述锁芯支架132可以包括导线孔153，为来自锁定装置150的导线(例如，导线156)提供路径。在一些实施例中，轮销108，轮销衬套146和锁芯支架132可以由不锈钢或其他合适的材料制成，这些材料在暴露于自然环境时可以抗降解，因为这些组件被设置于保护性外壳102之外。

如图5A所示，轮销108包括肩部312，压缩弹簧310紧靠所述肩部定位以促使轮销10朝向如图5B所示的缩回位置。轮销108和肩部312均被配置为在轮销衬套146内滑动。缩回位置与未延伸至车轮18(图2)旋转途径中的轮销108一致。于是，当系统的电子控制组件(如下述)发生故障时，防止所述轮销108定位在延伸位置。这可能有利于防止轮销108意外伸出，例如，在骑行自行车时，这可能导致自行车损坏或造成骑车人受伤。

锁插座154穿过锁衬套308延伸，所述锁衬套与轮销衬套146同轴。当缆线104被插入锁衬套308和轮销衬套时，所述轮销108移动至延伸位置并与车轮相接。当轮销108位于延伸位置时，所述肩部312通过与其相关联的触发器159接触来激活开关158，从而给出轮销108被延伸的指示。在所描述的实施例中，触发器159是开关158的物理组件。在其他实施例中，可以使用其他种类的开关，例如结合了近距离传感器、磁场传感器(带有一个相关磁体)、RFID传感器或其他类型的传感器的开关。

继续参考图5A和图5B，锁定装置150可以包括一个与凸轮302耦合的驱动器(例如齿轮马达300)。在所描述的实施例中，逆时针旋转的所述凸轮302面对离合器杆304，使其顺时针转动的，离合器杆304进而顺时针旋转闩爪314，使其远离缆线沟槽196(图2B)，由此从锁衬套308中释放(解锁)缆线104.

当缆线被锁住(例如，图5B)，闩爪314延伸穿过凹槽315(形成于锁衬套308中)以接合缆线沟槽196。锁定弹簧306定位于离合器304上，以促使闩爪314朝向凹槽315并进入沟槽196(图2B)。在一些实施例中，所述锁定弹簧306可以是螺旋扭转弹簧，在其他实施例中，锁定弹簧306可以是拉伸弹簧或压缩弹簧，被设为直接偏转离合器304和闩爪314中的一个或两个。应当了解的是，当闩爪314处于锁定位置时，缆线104可以插入所述锁衬套308内。当缆线104插入时，闩爪314克服弹簧306向其施加的作用力顺时针旋转，直至闩爪314与沟槽196接合。

所述锁定装置150可以包括多种开关，其中的一个或多个开关可以用于控制驱动马达300和/或指示锁定装置状态。例如，凸轮开关320可以指示凸轮位置，锁定开关322可以指示闩爪314处于锁定位置，以及解锁开关324可以指示闩爪314处于解锁位置。如上所述，开关320、322、324可以结合物理特征来检测相关组件的位置，或者利用传感器和附属结构的其他布局。

如图6所示，缆线卷筒160包括缆线卷筒轴或卷筒162，缆线104(图7)缠绕或收放在所述缆线卷筒轴或卷筒162。所述卷筒162包括配置为接收卷收弹簧164的内凹区域178。图3中示出(但图6中未示出)的盖板123至少部分限定了内凹区域178。虽然所述内凹区域178不需要被完全密封，使用卷筒162和盖板123至少部分密封所述内凹区域178可以减少或消除灰尘、污垢或其他碎屑的渗入。缆线卷筒162和卷收弹簧164同轴定位于卷筒轴A_R.卷筒轴A_R通常与芯轴A_C平行(图4)。卷收弹簧164的第一端170与内凹区域178的侧壁中形成的狭槽171接合。卷收弹簧164的第二端172与外壳102的前盖122在弹簧销173处接合(图8)。

在一些实施例中，一个或多个磁体174通过相应的紧固件(例如螺钉176)固定在内凹区域178中。进一步地，图3示出相应磁体125置于盖板123的外表面。于是，弹簧164邻近并置于磁体174与磁体125之间。磁体174与磁体125产生的磁场力防止弹簧164发出声音，否则可能会在骑车时会发出声音。磁体174、175还有助于使弹簧164处于内凹区域178的中间。这有助于在缆线104缠绕和解绕时，通过减少弹簧164在卷筒162和盖板123上的滑动趋势，来减少摩擦。

所述卷筒162的圆周表面180可以包括围绕部分表面180的一部分延伸的沟槽167，以容纳缆线104的第一端部。缆线槽165形成在沟槽167一端的表面180中。缆线槽165容纳缆线锚200(图7)，通过固定板166将缆线锚200固定于缆线槽165中。固定板166通过螺钉168固定到卷筒162上。在一些实施例中，卷筒162可以包括塑料或其他合适的材料。在一些实施例中，所述卷收弹簧164可以包括弹簧不锈钢。在一些实施例中，磁体174、125可以包括钕。如图6所示，卷筒162围绕轮毂121旋转。所述轮毂121置于最内侧锁芯组件安装座402和最外侧轮毂保持件凸缘404之间，两者均在图8中示出，并在下文详细说明。

参照图7，缆线104包括柔性线198(例如，钢绞线)。线材198的第一端包括压接或以其他方式固定在其上的锚200。缆线104包括压接到线材198上的保持器接头202。

在一些实施例中，所述保持器接头202的直径大于缆线孔144(图4)，使得一旦缆线组装到锁上，缆线104就无法从锁芯支架132上移除。所述缆线104包括第二端部194，在其上形成有锁定特征196(例如，沟槽)。

手柄206环设于第二端部194，以便于将缆线104从锁外壳102中拔出，并且防止第二端部194缩回外壳102。在一些实施例中，手柄206由塑料制成的第一部分206(1)和第二部分206(2)组成。

柔性线198分别由交替的球型和圆柱形护甲链节190、192保护。例如，所述球型和圆柱形护甲链节190、192可以包括硬化碳钢。球型链节190使缆线104铰接，同时仍覆盖线材198。整个缆线104被衬套204包裹，以保护链节190、192和线材198免受环境影响。

在一些实施例中，所述衬套104可以包括柔性塑料或其他合适的材料。所述护甲链节190、192同时提高缆线104对切割、锯切或以其他方式破坏锁组件100的抵抗力。可以考虑使用其他柔性护甲与缆线104共同使用。在其他实施例中，可以使用更重规格的线材198代替所述线/护甲的组合。

如图8所示，所述外壳102包括多个沿着前盖122和后盖124相应边缘定位的锁定槽220。环绕顶盖126底侧的匹配衬板(未示出)可滑动接合锁定槽220，当固定在安装位置时，帮助将顶盖126固定在前盖和后盖上。

前盖122包括弹簧销173，所述弹簧销173从轮毂保持件凸缘404伸出与卷收弹簧164的第二端部172接合(图6)。具有入口孔212的入口插入件210位于形成在前盖122上的缆线进口214的附近。

所述入口插入件210可以由诸如橡胶的弹性材料形成，并形成接收手柄206(图7)。所述入口插入件210有助于防止所述第二端部194在自行车骑行期间发出吱嘎声，并有助于防止灰尘、污垢、碎屑、道路喷洒物、水等进入外壳102。

最内侧的锁芯组件安装座402从前盖122延伸，并且可以与从后盖124延伸的配对元件对接。在本实施例中，所述锁芯组件安装座402是一种壁状结构，具有与锁组件150的外壳151的外轮廓相匹配的形状。相匹配的形状有助于确保外壳151与锁芯组件安装座402正确接合。

轮毂保持件凸缘404也从前盖122延伸，将轮毂121(图6)固定在锁芯组件安装座402的外表面。例如，可以使用粘合剂或诸如配套销或狭槽特征等其他固定件固定轮毂121，以防其在轮毂保持件凸缘404和锁芯组件安装座402之间旋转。在这种结构中，卷筒162(图6)可以抵靠毂121的外表面旋转。在另一实施例中，可以将所述轮毂121固定至卷筒162，使卷筒162的旋转带动毂121在轮毂保持件凸缘404和锁芯组件安装座402之间旋转。在又一实施例中，轮毂121和卷筒162均可以独立于任何相邻的组件各自旋转。为了减少这些结构中的摩擦，可以在轮毂121与相邻表面之间使用石墨粉或其他润滑剂。

在一些实施例中，后盖124可以包括与锁芯支架的线孔153对准的线孔224(图4)。在一些实施例中，所述线孔可以包括定位在其中的合适的扣眼222。所述后盖224还可以包括排水孔225，使任何进入外壳102的水分排出。在一些实施例中，所述前盖122和后盖124可以包括塑料或其他合适的材料。在一些实施例中，所述顶盖126可以包括铝、不锈钢或其他合适的耐环境分解的金属。也可以考虑全部或部分地由碳纤维制成的塑料或其他增强塑料。

参考图9A和图9B，所述安装支架106包括U形部230，且可以包括一对安装衬板232，分别设有孔234和相应的螺母插入件236。所述衬板232定位为与所述锁芯支架132的衬板138相匹配(图4)，并且接收相应的紧固件107，以将安装支架106固定于锁芯支架132(图4)。

各种安装孔(例如孔242)可以形成在安装支架106上，用于将支架附接到轮式车辆上。所述孔242可以包括螺母插入件244，以便根据需要安装支架。在一些实施例中，支架106包括键孔240，定位为接收和接合轮销衬套146上的狭槽148。在一些实施例中，所述安装支架106可以由不锈钢或其他合适的材料制成。

图10描述了一种固定车辆的方法500，例如，使用类似于本文描述的锁组件。所述方法始于从缆线卷筒502上解开缆线。在一些实施例中，所述缆线包括与缆线卷筒相连的第一端和包括锁定特征的第二端。在诸如本文描述的锁组件中，当缆线卷筒围绕锁芯旋转时(504)，缆线基本同时开始解绕。

当缆线已经从缆线卷筒上解绕时，具有插座和闩爪的锁芯接收所述缆线的第二端。所述闩爪随后与锁定特征接合。如果所述闩爪已经延伸至插座中，这种接合可以自动发生，或者如果驱动闩爪移动的马达被激活，这种接合可以选择性地发生。

当所述插座容纳所述第二端时，锁定插销随后可以从相对于缆线卷筒的第一位置延伸(510)到相对于缆线卷筒的第二位置。在一实施例中，所述锁定插销可以被配置为朝向和远离车辆车轮的方向延伸。在第一位置，所述锁定插销可以完全或主要位于锁组件的外壳内部。

更加具体地，在第一位置，所述锁定插销可以定位成不干扰车轮的旋转。在第二位置，所述锁定插销从外壳延伸足以干扰车轮旋转的距离。所述锁定插销的位置可以与锁组件或其中的部件有关，例如缆线卷筒。在实施例中，接合所述闩爪与所述锁定特征后，锁定插销开始延伸。

上述锁组件有利于监控、控制以及启用共享车辆。在一些实施例中，共享车辆的方法可以包括监控锁定和解锁开关，一旦锁被解开，则向用户就使用车辆收费。在一些实施例中，方法可以包括，一旦用户已经提供支付和/或用户凭证，则远程解锁车辆。具有与上述实施例配置一致的锁组件的一个特征是可以远程监控其锁定状态(例如，锁定或解锁)。例如，所述锁马达和开关可以与控制器相连，所述控制器可以与系统控制器通信。在一些实施例中，所述控制器可以与系统无线通信。

以上描述，附图及附录均是说明性的，并且不应将其解释为限制性的。描述多种具体细节以提供对本文的全面理解。但是，在一些情况下，为了避免描述不清，本文并未描述众所周知的细节，进一步地，可以在不脱离实施例范围的情况下进行各种修改。

本说明书中引用“一个(a)实施例”和“一个(an)实施例”，意味着结合该实施例中所描述的特定特征、结构或特性至少包括在本文中的一个实施例中。在说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并不必指同一实施例，或者也不是指于其他实施例相互矛盾的单独或相互替代的实施例。此外，描述了一些仅有一些实施例展现而其他实施例并没有展现的特征。类似地，描述了一些实施例需要而其他实施例并不需要的特征。

在本说明书中，在本文的上下文中以及在使用每个术语的特定上下文中，本说明书所使用的术语通常具有其本领域的普通含义。应当理解的是，可以以多种方式描述同一件事。因此，可将替代语言和同义词用于本文所讨论的任何一个或多个术语，并且该术语是否在本文得到论述或讨论均不具有任何特殊意义。本文提供了一些术语的同义词。使用一个或多个同义词不排除使用其他同义词。本说明书中任何地方使用的实施例，包括本文讨论的任何术语的实施例，仅是说明性的，并不旨在进一步限制本公开或任何示例性术语的范围和含义。同样，本文不限于本说明书中给出的各种实施例。除非另有定义，否则本文中使用的所有科技和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。在产生矛盾时，以本文包括定义为准。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种锁组件，包括：

外壳；

缆线卷筒，所述缆线卷筒设置于所述外壳内，并可围绕卷筒轴旋转；

缆线，所述缆线缠绕在所述缆线卷筒上，并具有与所述缆线卷筒相连的第一端和包括锁定特征的第二端；

锁芯，所述锁芯包括沿纵向芯轴延伸且被配置为接收所述缆线的第二端的插座，其中所述芯轴与所述卷筒轴基本平行，其中当所述第二端插入所述插座时，轮销从锁芯中伸出。

2.如权利要求1所述的锁组件，其特征在于，所述缆线卷筒在缆线延伸位置和缆线缩回位置之间可旋转，并且进一步包括卷收弹簧，所述卷收弹簧与所述缆线卷筒相连并定位为促使所述缆线卷筒朝向缆线缩回位置。

3.如权利要求2所述的锁组件，进一步包括一个或多个位于所述缆线卷筒和卷收弹簧之间的磁体。

4.如权利要求2所述的锁组件，其中所述缆线卷筒包括缆线卷筒绕其旋转的轮毂，其中锁芯不可旋转地设置于所述轮毂内。

5.如权利要求1所述的锁组件，进一步包括轮销，当所述第二端部插入所述插座时，所述轮销从所述锁芯伸出。

6.如权利要求1所述的锁组件，进一步包括锁芯执行机构。

7.如权利要求1所述的锁组件，进一步包括将所述锁组件固定到自行车上的安装支架。

8.如权利要求7所述的锁组件，进一步包括固定于所述安装支架的锁芯支架和定位为当第二端部插入所述插座时从所述锁芯延伸并接合自行车车轮的轮销。

9.如权利要求1所述的锁组件，进一步包括至少一个位于所述锁芯附近的开关。

10.如权利要求1所述的锁组件，其中所述缆线包括线材，交替、互锁的圆柱形和球形护甲节段覆盖所述线材。

11.一种锁组件，包括，

外壳；

缆线卷筒，设于所述外壳内并可围绕卷筒轴旋转；

缆线，缠绕在所述缆线卷筒上，并具有与所述缆线卷筒相连的第一端和包括锁定特征的第二端；以及

锁芯，包括配置为接收所述第二端的插座，其中所述锁芯包括可延伸插销，其中，当所述第二端不处于插座中时，所述可延伸插销处于相对于所述外壳的第一位置，当所述第二端处于所述插座中时，所述可延伸插销处于相对于所述外壳的第二位置。

12.如权利要求11所述的锁组件，进一步包括所述缆线卷筒绕其旋转的轮毂，其中所述锁芯至少部分置于所述轮毂中。

13.如权利要求12所述的锁组件，其中所述缆线卷筒包括内凹区域，其中所述锁组件进一步包括设于所述内凹区域的弹簧。

14.如权利要求13所述的锁组件，所述弹簧缠绕在所述轮毂上，并且所述弹簧的第一端与所述缆线卷筒相连，弹簧的第二端与所述外壳相连。

15.如权利要求13所述的锁组件，其中所述缆线卷筒包括至少部分地限定所述内凹区域的盖板。

16.如权利要求15所述的锁组件，进一步包括多个设置于所述缆线卷筒上的磁体。

17.如权利要求11所述的锁组件，所述锁芯进一步包括闩爪，所述闩爪被配置为当所述插座接收所述第二端时，选择性地延伸至所述插座中并接合所述第二端。

18.一种固定车辆的方法，所述方法包括：

从缆线卷筒上解绕缆线，其中所述缆线的第一端与缆线卷筒相连，所述缆线的第二端设有一锁定特征；

接收所述缆线的第二端至具有插座和闩爪的锁芯中；

接合所述闩爪与所述锁定特征；

当所述第二端被所述插座接收时，将锁定插销从相对于缆线卷筒的第一位置延伸至相对于缆线卷筒的第二位置。

19.如权利要求18所述的方法，其中，从缆线卷筒上解绕缆线包括围绕锁芯旋转缆线卷筒。

20.如权利要求18所述的方法，其中，延伸所述锁定插销在接合所述闩爪与所述锁定特征后进行。