防旋转锁定装置的制作方法

1.本公开总体上涉及锁定装置的领域，并且更具体地涉及防旋转锁定装置。


背景技术：

2.例如锁定系统中的旋转刻度盘或部件通常必须安装到表面并锁定就位以防止它们旋转。这样的系统通常包括待安装到表面(例如可锁定的保险箱)的基板，以及可附接到基板并且可以容纳各种部件的壳体单元。典型的此类系统通常使用弹簧加载的销来防止基板和所附接的壳体单元之间的旋转。这些弹簧加载的销可以被加载到壳体中，并且当壳体旋转到位于基板中的轨道中的给定点时将发射并将壳体锁定就位。然而，由于它们占据的空间，这种弹簧加载的销通常不在壳体和基板之间提供紧密配合，并且它们的放置通常还需要壳体中的附加深度。此外，在将壳体安装在基板上期间，弹簧可能经常丢失或放错位置。


技术实现要素：

3.根据一个方面，提供了一种用于将锁定装置安装到封闭设备的附接系统，该附接系统包括可紧固到封闭设备的安装表面的基板，该基板包括具有接合特征部的至少一个周向轨道，以及以卡持部分终止的多个周向切口，壳体包括多个突出部，突出部可插入基板中的至少一个周向轨道中并且可与接合特征部接合以防止壳体在垂直于安装表面的方向上被从基板中抽出，壳体进一步包括槽，并且插入件可牢固地插入壳体中的槽中，插入件包括框架，该框架具有可插入基板中的多个周向切口中的多个突起，其中多个突起可滑动地锁定在多个周向切口的卡持部分中，以防止基板与壳体之间的相对旋转。
4.根据另一方面，提供了一种插入件，用于防止安装至封闭设备的附接系统的基板与附接到基板的壳体之间相对旋转，该插入件包括具有多个突起的框架，该框架可牢固地接收在壳体中的成形为紧密地接收框架的槽，多个突起可插入到在基板中以卡持部分终止的多个周向切口中，其中多个突起可滑动地锁定在多个周向切口的卡持部分中，以防止基板与壳体之间的相对旋转。
5.根据另一方面，提供了一种用于组装锁定装置的附接系统的方法，包括将插入件插入到壳体中，其中插入件以不可旋转的方式被接收在限定在壳体中的配合座中；将从壳体的内表面突出的多个突出部与基板的至少一个周向槽接合，以将壳体安装到基板；将从插入件突出的多个突起接合到在基板中以卡持部分终止的多个周向切口中，并且使壳体相对于基板旋转以将多个突起可滑动地锁定在多个周向切口的卡持部分中。
6.在阅读本公开之后，本领域技术人员将明白关于本改进的许多进一步特征及其组合。
附图说明
7.图1是具有示例性锁定系统的保险箱的透视图；
8.图2是根据本公开的实施例的附接系统的分解透视图；
9.图3是用于图2的附接系统的基板的透视图；
10.图4是用于图2的附接系统的壳体的透视图；
11.图5是用于图2的附接系统的插入件的透视图；
12.图6a是透视图，并且图6b和图6c是前视图，它们依次示出图2的附接系统的示例性组件；
13.图7a和图7b分别是图4的壳体在插入和未插入任选的电池盒的情况下的后视图；
14.图8a和图8b是图7a的任选的电池盒的透视图和分解透视图；
15.图9是图7a的任选的电池盒室和电池盒的增强视图；
16.图10是图4的壳体的局部剖视图，具有任选的印刷电路板；
17.图11是用于图10的印刷电路板的线缆布置的顶视图；
18.图12是可安装在图4的壳体中的任选的印刷电路板的顶视图；
19.图13是可附接到图12所示的印刷电路板的显示器框架的透视图；
20.图14a和图14b是图4的壳体的后视图，其中任选的电源室分别示出为处于关闭位置和部分打开位置；以及
21.图15是可插入到图14a和图14b的电源室中的示例性连接器线缆的顶视图。
具体实施方式
22.本公开教导了可以应用于例如如图1所示的锁定系统10或装置的各种附接系统和方法。锁定系统10可适配成封闭设备，例如保险箱12。保险箱12可以用于个人用途或商业用途，并且可以保存在住宅、办公室、旅馆或其他待安全存储贵重物品的商业场所。保险箱12包括门14，该门可打开且可关闭以允许或防止接近保险箱12的内部容积。示出性地，门14经由一对铰接件16铰接地安装到保险箱12的前侧边缘，尽管也可以考虑其他安装器件和打开器件。门14包括可例如通过螺钉或其他紧固器件安装到门14的安装板18。门把手20和进入装置22可安装到安装板18，如下文将进一步详细讨论的。在其他情况下，门14可适于直接在其表面上接收门把手20和进入装置22。进入装置22可以向用户提供对保险箱12的内部体积的接近，例如通过位于进入装置22的表面上的键盘上的可输入的数字组合代码。在各种实施例中，键盘可以是软键盘或箔键盘(foil keypad)。也可以考虑其他键盘。替代地，可以为用户提供电子钥匙(例如在钥匙卡上或集成到移动应用程序中)，当放置成靠近进入装置22时，该电子钥匙触发锁定系统10的解锁。进入装置22可操作地连接到锁定器件(例如锁扣或活节螺栓)，以锁定或解锁保险箱，而门把手20可操作地连接到装有弹簧的门闩，以使门14打开和关闭。在各种实施例中，进入装置22可由一个或多个机载电池或辅助电源供电。在一些实施例中，进入装置22可包括一个或多个灯和扬声器，以警告用户与锁定系统10的状态有关的各种事件。锁定系统10的各种部件可旋转地安装到门14，例如门14的内表面上的门把手20和旋钮(未示出)构造成将锁定螺栓(未示出)拉动远离保险箱12的边缘，而其他部件不可旋转地安装到门。进入装置22是锁定系统10的需要被固定到安装表面(在这种情况下是安装板18)的部件的示例，本公开应用于该安装表面。在某些情况下，这种固定是不可旋转的方式。然而，对于此类附接系统和方法也可以考虑其他部件。本公开教导的锁定系统10不限于图1所示的示出性保险箱12，因为其他尺寸、形状和样式的保险箱也可以实施这样的
锁定系统10。此外，本公开可以适用于用于其他封闭件的锁定系统，例如用于建筑物(例如旅馆房间的门)的门锁。
23.现在参考图2，示出了用于以不可旋转的方式将锁定装置的部件(例如进入装置22)安装到安装表面(例如安装板18)或直接安装在保险箱12的门14上的附接系统100。附接系统100包括基板200、壳体300和插入件400。如下文将进一步详细讨论的，可容纳锁定系统10的各种部件的壳体300可经由基板200附接至安装表面，而插入件400防止基板200和壳体300之间的相对旋转。图2示出了附接系统100沿轴线x的分解图。各种金属、塑料或其他类似材料可用于壳体300和插入件400，而基板200可以由各种金属、玻璃纤维和塑料的复合材料、或呈现其载荷支撑作用的其他这样的坚固材料制成。
24.另外参考图3，基板200可紧固或附接到安装表面(例如安装板18)或直接紧固或附接在门14上。虽然基板200示出为基本圆形，但也可考虑其他形状。在一个实施例中，基板200可以包括孔口210，例如用于使螺钉或其他类似紧固件穿过到达安装板18中的对应螺纹开口。也可以考虑其他附接器件以将基板200牢固地附接到安装表面并且支撑壳体300和容纳在其中的任何部件的重量。基板200进一步包括围绕其中心点c限定的一个或多个周向轨道220，周向轨道具有用于将基板200连接到壳体300的接合特征部222，如下文将进一步详细讨论的。示出性地，基板200包括两个周向轨道220，每个周向轨道具有跨越其弧的一部分的唇状接合特征部222，如下文将进一步详细讨论的。在其他实施例中，单个周向轨道220可以跨越基板200的全部周向或部分周向。基板进一步包括围绕其中心点c限定的多个周向切口230，示例性地，四个周向切口230，每个周向切口以卡持部分232终止。在所示的实施例中，周向切口230是锥形的，因为每个周向切口230的厚度在卡持部分232的方向上从一端到另一端减小，其中每个周向切口230从其周向弧突然改变方向。示出性地，每个卡持部分232从周向切口230的周向弧突然改变大约90度的方向并且指向基板200的中心点c，但是也可以考虑其他角度和方向。如下文将进一步详细讨论的，周向切口230构造成接收插入件400的部分以防止基板200和壳体300之间的相对旋转。
25.另外参考图4，壳体300可以容纳锁定系统10的各种机械和电气部件，例如印刷电路板(pcb)、一个或多个电池、电子钥匙读取器、一个或多个灯、扬声器等。壳体300可以容纳输入或输出的各种器件，例如射频收发器或蓝牙模块。壳体300也可用于容纳要安装到各种表面的其他部件。替代地，可以提供附加的壳体(未示出)以容纳这些部件并通过各种附接器件附接到壳体300。在第一侧或前侧，壳体300包括槽310，示出性地，槽具有设置在其中的至少一个柱312以接收和固定插入件400，如下文将更详细地讨论的。因此，槽310的尺寸和形状被设计成紧密地接收插入件400，使得插入件400能以牢固且不可旋转的方式保持在槽310内。因此，槽310的形状和尺寸将取决于插入件400的形状和尺寸。壳体300进一步包括用于将壳体300固定到基板200的多个突出部320。如图6a-图6c所示，突出部320可插入到基板200中的一个或多个周向轨道220中并可与接合特征部222接合，以将壳体300附接到基板200。示出性地，突出部320包括平坦上表面322和将平坦上表面322连接到壳体300的较窄的连接构件(未示出)。因此，对于这种附接，突出部320能在该突出部中较宽的点处插入到周向轨道220中，其中不存在唇状接合特征部222。此外，在所示实施例中，两个突出部320围绕壳体300的中心沿直径方向相对以确保与基板200的牢固附接。随着壳体300相对于基板200旋转时(见图6b)，突出部320的平坦上表面322在接合特征部222上方旋转，从而防止壳体
300在垂直于安装表面的方向(示出性地沿x轴线)上被从基板200抽出。
26.在各种实施例中，接合特征部222可采用不同形式，使得一旦突出部与接合特征部222接合就将突出部320保持在周向轨道220内，从而将壳体300附接到基板200并防止壳体300与基板200之间沿着x轴线的任何移动。虽然图3将两个接合特征部222示出为沿着两个周向轨道220的内边缘沿着它们的弧的一部分的薄的唇状结构，但是可提供周向轨道220内的其他结构元件以使得一旦突出部320被充分旋转就将突出部保持就位，以与接合特征部222接合。例如，接合特征部222可以包括周向轨道220的较窄区段。也可考虑构造成通过这样的方式将壳体300附接到基板200的其他接合特征部222：一旦突出部320与接合特征部222接合就防止壳体300与基板之间的移动。
27.另外参考图5，插入件400示出为用于防止基板200与壳体300之间的相对旋转。插入件400包括细长的框架410，示出性地具有不规则的八边形或三叶草状形状，但也可以考虑形状，例如方形或六边形。在所示实施例中，壳体300中的槽310成形为以不可旋转的方式紧密地接收插入件400，示出性地具有类似的非规则八边形形状。插入件400和槽310的其他可能形状(例如方形或六边形)将提供这种不可旋转的连接。在所示实施例中，插入件400包括围绕框架410设置的一个或多个切口412，示出性地，四个圆形切口412，其尺寸被设计为紧密地接收壳体中的四个柱312。如图6a所示，为了将插入件400放置到壳体300中，切口412与柱312对齐并且插入件400被插入到槽310中，在该位置处插入件被槽310的内壁和柱312保持就位。因此，切口412的数量和形状应该对应于柱312的数量和形状。在其他实施例中，插入件400可以包括柱或可插入到凹陷部或槽310内的其他对应的凹形结构以将插入件400固定在壳体300中的其他类似突起。在另外的实施例中，槽310可以成形为使得插入件400可以卡扣配合到槽310中以使插入件400与壳体300牢固地附接。在各种实施例中，插入件400与槽310之间的这种卡扣配合连接可以补充柱312与切口412之间的连接或使它们无效。
28.插入件400还包括设置在框架410周围的多个突起430，示出性地，四个平行四边形突起430。也可以考虑其他数量和形状的突起430，例如方形或矩形，并且突起430的数量优选地对应于基板中的周向切口230的数量。如图6b所示，突起430可在其与卡持部分232相对的端部处插入到周向切口230中。在图6b所示的其中周向切口230是渐缩的实施例中，突起430可在其较宽的端部处插入到周向切口230中。在该位置，给定的周向切口230的宽度超过突起430的宽度以促进对齐，但可以考虑其他构造。在所示的实施例中，周向切口230的宽度以渐缩方式逐渐减小，如下文将进一步详细讨论的。
29.突起430可沿着对应的周向切口230滑动，直到它们到达其远端并落入或掉入对应的卡持部分232中，如图6c所示。每个周向切口230包括内边缘230a和外边缘230b。内边缘230a用作突起430沿其朝向卡持部分232滑动的骑乘表面(riding surface)。随着突起430朝向卡持部分232滑动时，由内边缘230a施加的力产生抵靠突起430的载荷，该载荷被传递到插入件400，因此在旋转时使插入件400偏转并在突起430处产生扭矩载荷。通过壳体300相对于基板200的旋转作用的力作用在突起430上，导致插入件400偏转或弯曲。通过插入件400的这种偏转或弯曲，机械能被储存在插入件400中。然后随着突起430靠近它们对应的卡持部分232时，这种储存的能量被释放，因为插入件400可以弯曲或释放这种储存的能量，因此可导致突起430进入卡持部分232，从而将插入件400锁定就位。在所示的实施例中，由于每个周向切口230的内边缘230a在卡持部分的方向上向外边缘230b逐渐变窄或渐缩，导致
每个周向切口230变得渐缩，导致每个周向切口230的宽度随着接近卡持部分232而逐渐减小。一旦到达卡持部分232，每个卡持部分232相对于周向切口230的其余部分的角度的突然变化防止相应的突起430可滑动地逆转其路径。
30.参考图6a-图6c，示出了用于组装附接系统100的示例性过程。以下步骤本质上是示例性的并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行修改。如图6a所示，通过将切口412与对应的柱312对准使得槽310可以紧密地接收插入件400，从而将插入件400插入到壳体300中。然后，如图6b所示，通过将突出部320插入周向轨道220并且突起430插入到周向切口230中的，而使壳体300被附接到基板200，如上所述。
31.如图6b-图6c所示，壳体300相对于基板200旋转，导致突出部320在周向轨道220内旋转。随着壳体300相对于基板200旋转，突出部320的平坦上表面与接合特征部222接合以防止壳体300与基板200之间沿x轴线的任何运动。在图6c所示的实施例中，每个突出部320的平坦上表面322部分地抵靠唇状接合特征部222，以阻止壳体300从基板200移除。之后，壳体300将仅在突出部320旋转到周向轨道220中不存在接合特征部222的位置的情况下可从基板200移除。此外，如上所述，壳体300相对于基板200的旋转导致突起430可沿着周向切口230滑动地旋转直到它们到达并落入或掉入卡持部分232中，从而防止基板200与壳体300之间的相对旋转。一旦突起430定位在对应的卡持部分232中，使壳体300相对于基板200旋转的任何尝试都会导致突起430邻接卡持部分232的侧面而不是沿着周向切口230滑动。
32.此外，壳体相对于基板200的旋转导致插入件400的框架410偏转，从而在插入件400和基板200之间的接触点(示出性地，在四个突起430)处产生扭矩载荷。这种分布的扭矩载荷为附接系统100提供了增加的强度，同时增加了必要输入，需要该必要输入以将突起430移出卡持部分232以重新允许基板200和壳体300之间的相对旋转，以例如接近壳体300内部的部件以用于维护目的。这种分布的扭矩载荷还在附接系统100的整体设计中提供了一定程度的冗余。偏转的插入件400的性质可以提供额外的安全性以防止受迫振动。在一个实施例中，随着突起430落入或掉入对应的卡持部分232中，可听到诸如咔哒声的可听声音，从而提醒用户附接系统100已被正确安装。
33.在各种替代实施例中，用于将锁定装置的部件安装到安装表面的附接系统100可设置成不具有插入件400，使得一旦附接，壳体300就可以在周向轨道220内相对于基板200旋转。例如，这种构造可适用于锁定装置10，由此需要一定程度的旋转，例如以将平移运动赋予锁扣锁定系统中的螺栓。在这种情况下，壳体300相对于基板的可允许的旋转可由周向轨道220的尺寸决定。在一些实施例中，附接系统100可构造为在存在或不存在插入件400的情况下均起作用，从而提供多用途附接系统100，其可以例如适用于各种类型的锁定装置。在这样的实施例中，壳体300可以包括上述槽310，并且基板200可以包括上述周向切口230，使得可以在无需对附接系统100进行任何进一步修改的情况下随意实施或不实施插入件400。因此这样的附接系统100可以容易地适用于不同的应用，例如安装各种类型的锁定部件的设备。
34.现在参考参考图7a-图7b、图8a-图8b和图9，在一个实施例中，壳体300在第二侧或后侧包括盒槽(槽或室)330，其构造成接收可更换的电池盒500。在各种实施例中，这样的电池盒500可以包括一个或多个电池以用于为图1所示的锁定系统供电。如图所示，可更换的电池盒500可插入壳体300的第二侧或后侧的盒槽330中。电池盒500包括一个或多个电池槽
510，每个电池槽510示出为具有正极端子512、负极端子514和偏置弹簧516以接收例如9v电池，并包括构造为将电池盒500可移除地锁定到壳体300的互锁特征部520。在一个实施例中，互锁特征部520包括释放按钮522和一个或多个弹簧致动销524，弹簧致动销构造成与盒槽330中的一个或多个互锁切口332接合。在使用中，电池盒500可通过将弹簧致动销524在互锁切口332中对准而插入盒槽330，并且电池盒可通过推动释放按钮522使销从互锁切口332移开而被从盒槽330释放，从而使工作台在盒槽330中移动。在其他实施例中，释放按钮可以由激活弹簧致动销524的其他器件更换。因此，电池盒500可容易地从壳体300释放，例如以更换电池盒500内的电池或维修其各种部件。
35.参考图10和图11，在各种实施例中，壳体300容纳各种电子设备，例如印刷电路板(pcb)600。在其他实施例中，可以提供附加的上述壳体(未示出)以容纳各种电子设备(例如pcb 600)并通过各种附接器件附接到壳体300。pcb 600可由诸如容纳在电池盒500中的电池的电源供电。在其他实施例中，pcb 600可由外部电源供电，如下文将进一步详细讨论的。pcb 600可以例如控制如图1中的锁定系统。多条线缆610将pcb600连接到一个或多个电池或另一电源。这种线缆610可包括多种防止夹持特征部以防止对线缆610的潜在损坏。一个或多个线缆保持器612可将线缆610保持在一起以加强线缆610的某些区域以增加刚性，同时在非加强区提供增加的柔性。附加地，壳体300可以包括在pcb 600附近彼此压靠的各种子组件340、350，其可以包括线缆引导件352。替代地，如上所述，子组件340可以替代地是附接到壳体300的附加壳体，并且该子组件构造为容纳pcb 600和/或其他电子设备。线缆引导件352可以允许线缆610的端部在线缆引导件352内竖直位移。这种可供性(affordance)与线缆610在该区域中的相对柔性以及由于线缆保持器612的放置而在其他区域中的相对非柔性的结合防止线缆610被夹持在邻近pcb 600的子组件340、350之间。在各种实施例中，线缆610除了用于为pcb 600供电之外还可用于其他目的，例如用于数据传输。
36.在一个实施例中，pcb 600可以包括与外部计算机或数据存储装置连接的连接器件，例如以向进入装置22提供软件更新，改变或移除可在进入装置22的键盘上输入的一个或多个数字进入代码组合，或重置进入装置22的功能。在其他实施例中，pcb 600可以控制容纳在壳体300内的扬声器，该扬声器可以发出各种声音来提醒用户不同的事件，例如提醒用户输入了正确的代码、输入了不正确的代码、锁定系统10已被正确锁定、发生错误或电池电量不足(如果配备)。
37.参考图12和图13，在各种实施例中，用于附接电子显示器(未示出)的显示器框架700可附接到容纳在壳体300中的pcb 600。显示器框架700包括用于接收电子显示器的腔体710、一对定位柱720和一对柔性钩730以用于附接到pcb 600。在这样的实施例中，pcb可以包括：用于显示器框架700的主要开口620；用于定位柱720的一对切口630；和一对细长切口640，柔性钩730可以附接至该一对细长切口。也可以提供其他附接器件。电子显示器可以例如显示如图1中的锁定系统10的状态或显示保持在电池盒500中的电池的电池电量。来自pcb或其他来源的其他相关信息也可以显示在电子显示器上，例如组合或锁输入信息。
38.参考图14a、图14b和图15，如上所述，容纳在壳体300内的pcb 600或其他电子部件可以从电池或从外部电源接收电力，示出性地，通过9v电力线缆800。在这样的实施例中，壳体300的后侧或第二侧可包括具有自弹出枢转舱盖362的电力室360，该电力舱容纳用于电力线缆800的连接器802。为了弹出连接器802，枢转舱盖362部分地移动通过其运动范围，如
图14b所示，从而将连接器802从电力室360中拉出。电力线缆800可包括沿其长度的各种特征部804，这些特征部帮助将电力线缆从电力室360中弹出。在所示实施例中，这些特征部804可包括线缆保持器。
39.因此可以看出，上文描述并示出的示例仅旨在是示例性的。该范围由所附权利要求指示。