一种无源电子锁芯的制作方法

本发明属于一种电子锁芯，尤其是一种无源电子锁芯。

背景技术：

1、在电力机柜、通信箱、表箱、仓储安防等领域，无源电子锁依靠钥匙瞬时供电实现电控解锁，无需锁体内置电源，是机械锁智能化改造主流产品，但目前市面主流无源电磁锁芯存在抗磁破解差、防水困难、解锁易误操作、检测方式单一等缺陷，现有代表性在先专利主要分为单t型磁铁单螺线管驱动结构与双线圈夹设永磁体双侧推拉结构两类，各自存在固有技术短板：

2、公布号为cn111519992a，公布日为2020年8月11日的专利文献中公开了《一种无源电子锁芯及锁具》，该锁具的锁芯塑料件内部设有t型磁铁、螺线管和锁销，通电状态下，螺线管磁场与t型磁铁产生作用力，螺线管带动锁销运动与锁体之间解除限位；螺线管内部，t型磁铁的插入端与锁销之间设有限位弹簧；螺线管通电状态下，螺线管带动锁销缩回锁芯套筒内部。该技术方案的要点是单螺线管+内置弹簧+t型磁铁，该锁具属于单磁路和内置弹簧设计，并采用霍尔跟随锁芯旋转的检测方式，且为大体积整体芯体，虽实现无源电控开锁、基础开锁记录功能，但存在多处技术局限：

3、（1）磁路结构单薄，抗磁场破解能力有限：仅单组螺线管与单t型磁铁组成单边磁路，外部定向强磁仍可通过局部磁扰动干扰磁配合关系，存在磁暴非正常开锁隐患；

4、（2）复位弹簧内置螺线管内部：弹簧置于线圈腔体狭小空间，线圈密封防水结构设计受限，进水易锈蚀弹簧卡滞锁销，难以实现高ip防水等级，潮湿工况故障率偏高；

5、（3）无分级机械限位结构：锁芯仅依靠两处固定式限位槽区分开、关锁，钥匙旋转无行程分级限位，旋转过程易出现误解锁、中途锁销意外弹出误闭锁；

6、（4）检测方案单一：仅依靠霍尔单点磁感应采集锁状态，无冗余检测结构，磁场异常时容易出现开关锁记录漏记、错记。

7、公布号为cn106639660a，公布日为2017年5月10日的专利文献中公开了《一种电磁锁扣的锁芯》，该锁芯包括框架、两个线圈、永磁铁和芯体；两个线圈套装于框架上；安装孔与线圈保持同轴关系，且两个线圈保持同向极性并联；永磁铁套装于框架上两个线圈之间；安装孔内设有芯体；芯体的一端固定顶杆，其另一端固定拉杆；每个线圈上均设有外接电流的正、负极。该锁芯的技术方案的要点是双线圈夹永磁、芯体左右推拉。另外，该锁芯是用于充电接口锁扣，采用双线圈分列永磁体左右两侧、芯体整体轴向推拉、线圈同向并联的电磁结构，依靠线圈正反向通电实现芯体左右移动锁止/释放，该锁具属于整体推拉式磁路结构，且无状态检测；该锁芯适配场景局限，应用至无源锁芯领域存在明显适配缺陷：

8、（1）驱动形式为整体芯体直推：整体式长芯体占用锁芯径向空间大，无法兼容现有标准机械锁芯安装尺寸，不能直接替换存量传统机械锁，柜体改造工程量大。

9、（2）缺少锁状态智能检测模块：专利仅实现机械锁止动作，未集成霍尔、红外等传感单元，无开关锁数据采集、存储追溯功能，不满足物联网智能管控需求。

10、（3）无配套分级限位拉紧锁结构：仅单一锁扣锁芯结构，无法搭配拉紧式锁体实现锁舌拉紧密封，箱体关门缝隙大、防盗密封性差。

11、（4）线圈布局侧重双向推拉，线圈与永磁体排布适配插头锁止工况，移植到回转式锁芯后磁路受力不均衡，长期旋转磨损后易出现卡滞失效。

12、除了上述两个锁芯（或锁具）的技术方案存在的短板缺陷外，现有常规的无源单线圈锁普遍磁路不对称、偏心力大，锁销伸缩卡顿；而有源锁芯内置电池，高低温、潮湿环境漏液失效、运维成本高；至于传统的机械锁无电控与开锁追溯，无法适配远程分级授权管理。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种无源电子锁芯及控制方法，旨在解决现有锁芯技术中存在的安全可靠性不足、结构复杂成本高、防水性能差、易受磁场干扰、运维不便、适配性有限等技术痛点，实现锁芯“高安全、高可靠、智能化、易运维、强适配”的核心需求，兼顾无源供电的低功耗优势与智能管控的便捷性，降低生产及维护成本，提升环境适应性，适配物联网安防领域各类场景及存量设备升级需求，推动安防锁具的智能化、规模化推广。

2、为了解决上述技术问题，本发明提出一种无源电子锁芯，包含锁芯壳体、锁芯盖板和控制芯片；所述锁芯壳体内的中部设置竖直的分隔挡板，所述分隔挡板设有定位槽，所述定位槽内、通过过盈压装方式固定有永磁铁，所述永磁铁按照与所述锁芯壳体的轴线中心居中布置；所述永磁铁的左右两侧对称地设有两组独立的、规格相同的电磁线圈；每组所述电磁线圈的外侧轮廓与所述锁芯壳体内预设的半圆形限位槽形状吻合且卡合；所述电磁线圈套装在所述永磁铁上；每组电磁线圈的中心均设有安装腔体，所述安装腔体内装配有同规格的电磁线圈复位弹簧，所述电磁线圈复位弹簧的一端抵靠于所述电磁线圈上远离所述永磁铁一侧的端面上，所述电磁线圈复位弹簧的另一端抵靠于所述分隔挡板的端面上；每组电磁线圈配置独立供电回路；在常态断电状态下，所述电磁线圈复位弹簧对所述电磁线圈施加顶推力，实现所述电磁线圈断电后的自动复位；所述电磁线圈上固定有限位销轴，两组电磁线圈做轴向同步移动时带动两个限位销轴同步轴向移动；所述限位销轴外端伸出至所述锁芯壳体的外表面时，所述限位销轴与拉紧锁锁体实现锁止限位配合，完成锁芯的启闭锁定配合；所述锁芯壳体的前端设有安装孔和异型卡槽；所述安装孔内嵌装有绝缘套，所述绝缘套内嵌装有芯片负极接触探针，当智能钥匙插入所述的锁芯壳体时，所述芯片负极接触探针与所述智能钥匙供电触点弹性贴合，瞬时为电子锁芯提供工作电源，实现无源锁芯的瞬时取电工作模式；所述异型卡槽内通过卡扣卡接固定连接有红外遮光板；所述红外遮光板与所述芯片负极接触探针对应位置处开设有通孔，用于所述芯片负极接触探针与所述智能钥匙弹性接触提供避让空间；所述锁芯壳体内、位于所述分隔挡板的前端预设有安装凹槽，所述控制芯片固定镶装在所述安装凹槽内，所述控制芯片的引脚分别与两组电磁线圈、锁具的红外收发管、锁具的霍尔传感器和所述芯片负极接触探针电连接；所述控制芯片同步输出两路等幅驱动电流，实时采集因电磁线圈发生位移而产生的两路电磁传感信号，所述控制芯片存储开锁数据、记录设备开锁日志；所述锁芯壳体中部侧面设有装配窗口，所述锁芯盖板嵌装在所述装配窗口内，所述控制芯片与所述锁芯盖板之间设有两组接地弹簧，用于形成稳定的接地回路，保障电路工作安全与抗干扰性能；所述锁芯壳体后部设有螺旋槽，螺旋槽旋转角度60°，螺旋升起高度4mm，锁具的拉紧销轴嵌装在所述螺旋槽内；所述的螺旋槽与拉紧销轴为间隙配合；当锁芯壳体旋转60°时，通过螺旋槽驱动拉紧销轴产生4mm 轴向位移，正向旋转实现拉紧，反向旋转复位解除拉紧；所述锁芯壳体嵌装在所述拉紧锁锁体内，并通过防水o型圈实现密封。

3、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

4、针对上述两件在先专利及现有产品的技术痛点，本发明提出的一种无源电子锁芯，具有对称双电磁线圈、中间固定式永磁体、弹簧布置于线圈腔体内部、霍尔红外双路状态检测、配套一体式拉紧锁及全圈o型密封防水的无源电子锁芯方案，本发明提出的锁芯从磁路布局、复位结构、机械限位、传感检测、防水密封、配套锁体六个维度进行优化，克服了现有无源锁具抗磁弱、防水差、易误开、无追溯、通用性差的缺陷。

5、磁路优化，采用双对称电磁线圈布局，将永磁体居中固定、两侧电磁线圈对称布置，磁路双向平衡，外部强磁无法单边扰动磁配合，彻底规避磁暴暴力开锁。

6、复位结构优化，将复位弹簧全部内置在线圈腔体内部，配合锁体外周o型密封圈实现全密封防水，解决了内置弹簧难防水、易锈蚀卡滞问题。

7、检测结构优化：霍尔+红外双冗余传感，霍尔固定于所述芯片的一侧、电磁线圈随动作位移采集信号，搭配红外遮光辅助校验，避免单一霍尔受磁场干扰误记录。

8、产品适配优化：锁芯外形沿用标准机械锁芯尺寸，可直接替换旧锁，搭配专属拉紧锁实现锁舌拉紧闭合，缩小箱体间隙，与大体积整体芯体相比，通用性、落地性更强；

9、无源架构保留：沿用钥匙上电无源驱动，无需内置电池，规避有源锁续航弊端，同时简化内部结构、降低生产成本。