一种离合机构、电子门锁及门的制作方法

1.本实用新型涉及门锁技术领域，尤其涉及一种离合机构、电子门锁及门。


背景技术：

2.智能门锁，是一种在传统机械锁的基础上改进的，在用户安全性、识别、管理性方面更加智能化简便化的锁具。
3.智能门锁在应用过程中，用于驱动门体的锁芯，以使门体侧部的锁舌在完全缩入门体内的位置或伸出身侧的位置之间往复移动，一般情况下，为了避免智能门锁内部电子器件或相关的传动部件故障，智能锁还设置有需要通过用户手动操作的手柄或旋钮，其可在一定自由度范围内转动，最终控制锁舌。
4.为了达到此技术效果，智能门锁内部一般设置有离合器，通过离合器对电动及手动的模式进行切换。但是，在离合器齿轮与从动齿轮啮合并驱动从动齿轮运动的过程中，离合器齿轮在主动齿轮的驱动下，会持续受到主动齿轮所施加力矩，使离合器齿轮与从动齿轮之间啮合越来越紧，加大了两齿轮轴的径向受力，严重时会产生形变，齿轮轴也会因此而发热，产生噪音，影响寿命，最终两齿轮之间咬死，导致无法继续实现啮合传动。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例的目的之一在于：提供一种离合机构，通过在摆杆的一侧设置限位件，解决离合齿轮与从动齿轮啮合过紧的问题，确保传动稳定性、有效性，延长机构使用寿命。
6.本实用新型实施例的目的之二在于：提供一种电子门锁，通过改进其内部的离合机构，从而解决电子门锁传动稳定性低、故障率高的问题。
7.本实用新型实施例的目的之三在于：提供一种门，通过应用上述的电子门锁，以确保其能够有效上锁、解锁，延长门锁使用寿命，从而解决现有技术中存在的上述问题。
8.为达上述目的之一，本实用新型采用以下技术方案：
9.一方面，提供一种离合机构，包括驱动齿轮，可围绕自身轴线转动；离合齿轮，与所述驱动齿轮啮合；摆杆，与所述驱动齿轮及所述离合齿轮转动连接，用于约束所述驱动齿轮与所述离合齿轮的中心距，以使所述驱动齿轮自转过程中，驱动所述离合齿轮绕自身轴线自转的同时，绕所述驱动齿轮的轴线公转；从动齿轮，设于所述离合齿轮的一侧；限位件，设于所述摆杆的一侧；所述摆杆可在所述驱动齿轮的驱动下随所述离合齿轮在第一位置及第二位置之间往复摆转；当所述摆杆处于第一位置时，所述离合齿轮与所述从动齿轮齿轮相互啮合，以使所述驱动齿轮可驱动所述从动齿轮转动，且所述摆杆抵触于所述限位件，用于约束所述离合齿轮与所述从动齿轮的中心距；当所述摆杆处于第二位置时，所述离合齿轮与所述从动齿轮脱离啮合。
10.进一步地，所述从动齿轮同轴固定有传动轴，所述传动轴至少一端从所述从动齿轮穿出并与所述限位件连接；所述限位件为旋转轴承或轴瓦，所述旋转轴承或轴瓦的内圈
固定套设于所述传动轴，所述旋转轴承或轴瓦的外圈形成用于限制所述摆杆行程的限位部，所述摆杆处于第一位置时，抵触于所述限位部。
11.进一步地，第一位置时，所述限位部与所述摆杆的外表面抵接，所述离合齿轮与所述从动齿轮的分度圆相切。
12.进一步地，所述驱动齿轮的设置有与其同步转动的转盘，所述转盘与所述摆杆分别设置于所述驱动齿轮的相对两端；所述转盘的半径尺寸大于所述驱动齿轮与所述离合齿轮的中心距，以使所述离合齿轮置于所述转盘与所述摆杆之间，约束其轴向自由度。
13.进一步地，所述摆杆与所述离合齿轮之间设置有弹性件，所述弹性件的两端分别抵接于所述摆杆及所述离合齿轮，以将所述离合齿轮抵于所述转盘表面。
14.进一步地，还包括减速装置，其输出端与所述驱动齿轮连接；电机，所述电机的外壳与所述减速装置相对固定，所述电机的输出轴与所述减速装置的输入端连接。
15.为达上述目的之二，本实用新型采用以下技术方案：
16.另一方面，提供一种电子门锁，包括壳体，内部中空限定出容置腔；如上所述的离合机构，设置于所述容置腔内；连接件，设置于所述容置腔并与所述从动齿轮相连接；电机，设置于所述容置腔，所述电机的外壳与所述壳体相对固定，所述电机的输出轴与所述驱动齿轮传动连接。
17.进一步地，还包括位置传感器，设置于所述容置腔，用于检测所述从动齿轮的转动角度；传感齿轮，与所述从动齿轮啮合，所述角度传感器齿轮正对设置于所述位置传感器的检测端，以读取所述传感齿轮的转动角度。
18.进一步地，还包括操作构件，可转动地设置于所述壳体的外部，并通过传动轴连接于所述连接件，以在所述摆杆处于第二位置时，通过所述操作构件驱动所述连接件转动。
19.为达上述目的之三，本实用新型采用以下技术方案：
20.再一方面，提供一种门，包括门体；如权利要求7-9中任一项所述的电子门锁，所述连接件与所述门体驱动连接，用于驱动所述门体的锁舌在解锁位置和锁定位置之间运动。
21.本实用新型的有益效果为：本实用新型的离合机构，其驱动齿轮以及从动齿轮径向固定并可围绕自身轴线转动，离合齿轮保持与驱动齿轮啮合，并通过摆杆对驱动齿轮与离合齿轮中心距的约束，以使离合齿轮被驱动过程中除了能绕自身轴线自转的同时，还能与摆杆一同绕驱动齿轮的轴线公转。
22.从动齿轮会在离合齿轮公转过程中，将其阻挡于第一位置并与离合齿轮啮合，在此状态下，摆杆抵触于限位件，使离合齿轮径向自由度受限，无法继续绕驱动齿轮轴线公转，实现对离合齿轮与从动齿轮的中心距进行约束的效果，避免离合齿轮因持续受到驱动齿轮所施加的力矩而与从动齿轮的啮合越来越紧的情况，保证离合齿轮转动顺畅，确保了与从动齿轮之间具有良好的传动稳定性以及有效性，也延长了离合机构中各部件的使用寿命，最终，实现电子门锁及门体能够顺利解锁或上锁。
附图说明
23.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
24.图1为本实用新型实施例所述电子门锁整体结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例所述电子门锁爆炸图之一；
26.图3为本实用新型实施例所述电子门锁爆炸图之二；
27.图4为本实用新型实施例所述离合机构离合机构；
28.图5为本实用新型实施例所述离合机构第一位置状态示意图；
29.图6为本实用新型实施例所述离合机构第二位置状态示意图；
30.图7为本实用新型实施例所述电子门锁剖面结构示意图；
31.图8为本实用新型实施例所述离合机构局部剖面结构示意图。
32.图中：10、驱动齿轮；11、转盘；12、减速装置；13、电机；14、驱动轴；20、离合齿轮；21、弹性件；22、定位轴；221、螺头；222、螺杆；223、光杆；30、从动齿轮；31、传动轴；32、连接件；40、摆杆；50、限位件；51、限位部；60、壳体；61、容置腔；62、传感齿轮；63、操作构件；631、解锁轴；632、磁铁；633、金属构件；64、盖板；641、输出孔；65、输入孔；66、触发装置；67、电池组。
具体实施方式
33.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.如图1-图6所示，本实施例提供一种离合机构，旨意提高机构的传动稳定性及有效性，延长机构中各部件的使用寿命。
37.本实施例中，为了让方案的结构及其应用状态下与其他部件的连接关系能够更加清晰明了，以离合机构应用于电子门锁中为例，当然，该离合机构也能够应用于其他需要具备传动模式状态切换的设备、产品当中。
38.具体的，离合机构包括驱动齿轮10，驱动齿轮10的径向相对固定，并在外力的驱动下可围绕自身轴线转动，本实施例中，驱动齿轮10通过与电机13的输出轴传动连接，通过电机13驱动实现离合机构的机械传动。
39.离合齿轮20设置在驱动齿轮10的一侧并与驱动齿轮10相啮合，实现驱动齿轮10与离合齿轮20的传动，离合齿轮20与驱动齿轮10的模数相同，其可以是两个大小不同的齿轮，
而本实施例中采用两个结构尺寸一致的齿轮结构。
40.如图4-图6所示，摆杆40与驱动齿轮10及离合齿轮20转动连接，用于约束驱动齿轮10与离合齿轮20的中心距，这里需要具体说明的是，驱动齿轮10通过驱动轴14与摆杆40的一端转动连接，离合齿轮20通过定位轴22与摆杆40的另一端转动连接，驱动轴14及定位轴22分别与驱动齿轮10及离合齿轮20同轴设置，且驱动轴14与驱动齿轮10采用过盈配合、键槽等止转结构实现同步转动，以让电机13所输出的力矩能够通过驱动轴14有效传递至驱动齿轮10，而驱动轴14的径向自由度是固定的，定位轴22的径向自由度相对于驱动轴14而言是自由的，而两根轴的摆转自由度分别被摆杆40、驱动齿轮10及从动齿轮30所约束呈相互平行的状态，这样，在驱动齿轮10被驱动自转过程中，驱动离合齿轮20即能够绕自身轴线自转的同时，还能在摆杆40所限定的范围内绕驱动齿轮10的轴线公转，形成行星齿轮结构。
41.在离合齿轮20的一侧设置有从动齿轮30，从动齿轮30的轴线与离合齿轮20、驱动齿轮10相互平行，从动齿轮30与驱动齿轮10间隔设置不存在啮合关系，而在离合齿轮20公转的过程中，离合齿轮20可在靠近从动齿轮30或远离从动齿轮30的方向上往复移动，即，离合齿轮20的分度圆与从动齿轮30的分度圆具有相互分离、相切、重合这三种关系。
42.在离合器齿轮朝靠近从动齿轮30公转的过程中，离合器齿轮会被从动齿轮30所阻挡，实现与从动齿轮30的啮合，离合齿轮20的公转自由度被从动齿轮30所限制，使离合齿轮20仅能够自转，并实现对从动齿轮30的驱动，在此状态下，若驱动齿轮10保持驱使离合齿轮20朝靠近从动齿轮30方向公转的方向转动，离合齿轮20则会持续受到一个朝从动齿轮30方向运动公转的力矩，离合齿轮20与从动齿轮30的啮合关系就会越来越紧，离合齿轮20与从动齿轮30的分度圆从一开始的相切关系，逐渐趋于重合，最终咬死，使整个离合机构停止传动，不仅会降低齿轮及其转轴的寿命，还降低了齿轮传动的有效性，影响了电子门锁的运作，导致门体无法上锁或锁定。
43.因此，本方案在摆杆40的一侧设置有限位件50，摆杆40连接驱动齿轮10的一端在驱动齿轮10公转过程中会随离合齿轮20一同摆转，摆杆40具有两个位置状态，分别为第一位置及第二位置。
44.接上述，当摆杆40处于第一位置时，离合齿轮20处于与从动齿轮30齿轮相互啮合的位置上，优选的，在此状态下，离合齿轮20与从动齿轮30的啮合不宜过紧或过松，最优为两齿轮的分度圆相切，以使驱动齿轮10可驱动从动齿轮30转动，而摆杆40则抵触于限位件50，用于约束离合齿轮20与从动齿轮30的中心距，避免离合齿轮20受驱动齿轮10对其所施加的力矩影响继续朝从动齿轮30方向靠近，限制离合齿轮20与从动齿轮30在啮合状态下的中心距不变，这样，离合机构的机械传动就能够确保顺畅有效，进而延长离合机构中各部件的使用寿命，实现电子门锁及门体能够顺利解锁或上锁。
45.而驱动齿轮10驱动离合齿轮20朝远离从动齿轮30方向公转时，离合齿轮20与从动齿轮30脱离啮合，这样，驱动齿轮10与从动齿轮30的传动关系丧失，摆杆40也与限位件50分离，处于第二位置。
46.作为上述基础方案的补充，从动齿轮30同轴固定有传动轴31，传动轴31至少一端从从动齿轮30穿出，用于输出从动齿轮30转动过程中的力矩，本实施例中，传动轴31两端分别从从动齿轮30的两端伸出，由于从动齿轮30的轴线与驱动齿轮10、离合齿轮20的轴线平行，因此传动轴31的轴线也平行于各齿轮，而传动轴31相对靠近摆杆40的一侧与限位件50
连接，使得摆杆40随离合齿轮20运动靠近从动齿轮30时能够抵触在限位件50表面。
47.具体的，考虑到传动轴31的结构以及在离合机构传动过程中的情况，限位件50优选采用旋转轴承或轴瓦，旋转轴承或轴瓦的内圈固定套设于传动轴31，旋转轴承或轴瓦的外圈表面则形成用于限制摆杆40行程的限位部51，摆杆40处于第一位置时，抵触于限位部51。
48.在驱动齿轮10驱动离合齿轮20与从动齿轮30靠近啮合后，摆杆40抵触于旋转轴承或轴瓦的外圈，从动齿轮30的转动会将力矩传递至传动轴31，使至传动轴31与从动齿轮30同步转动，这样，旋转轴承或轴瓦的内圈也会随传动轴31一同转动，而旋转轴承或轴瓦的外圈由于受到摆杆40的抵触会与摆杆40相对固定，旋转轴承或轴瓦的内圈与外圈则会相对转动，这样不仅能够降低摆杆40在第一位置状态下与限位件50之间的摩擦力，让离合机构传动更加稳定，同时也达到了对离合齿轮20与从动齿轮30啮合状态下中心距进行约束的效果。
49.本实施例中，摆杆40的外围呈腰型结构，为了进一步提高摆杆40与旋转轴承或轴瓦之间的摩擦力，保证摆杆40在抵触于限位部51后，旋转轴承或轴瓦的内圈会相对于其外圈旋转，在摆杆40用于抵触限位件50的一端和/或旋转轴承或轴瓦的外圈限位部51可加工出相对粗糙的表面，或通过粘贴、涂覆等方式在其表面增加防滑结构，保证两者抵触时保持稳定，不至于发生摩擦。
50.而为了进一步避免离合齿轮20与从动齿轮30在传动过程中咬死，第一位置时，限位部50与所述摆杆40的外表面抵接，所述离合齿轮20与所述从动齿轮30的分度圆相切，保证功能的顺利执行的同时提高一定的安全系数。
51.进一步，驱动齿轮10的设置有与其同步转动的转盘11，转盘11与摆杆40分别设置于驱动齿轮10的相对两端；转盘11的半径尺寸大于驱动齿轮10与离合齿轮20的中心距，以使离合齿轮20置于转盘11与摆杆40之间，约束其轴向自由度。
52.如图8所示，接上述，摆杆40与离合齿轮20之间设置有弹性件21，这里，离合齿轮20与摆杆40相互靠近的一侧分别朝相互远离的方向凹陷形成有凹槽，两凹槽围合形成用于容置弹性件21的空间，弹性件21的两端分别抵接于摆杆40及离合齿轮20分别所形成的凹槽底部，以将离合齿轮20抵于转盘11表面，从而让驱动齿轮10、离合齿轮20以及摆杆40之间形成摩擦离合器的结构，驱动齿轮10、离合齿轮20和弹性件21是保证离合机构处于接合状态并能传动动力的基本结构，其根据工作需要可使离合齿轮20与从动齿轮30接合或脱离。
53.为了提高离合机构的传动稳定性，本实施例的离合机构还包括减速装置12，减速装置12内部由若干齿轮依次啮合所形成的齿轮组组成，减速装置12的输出端与驱动齿轮10连接，即，驱动轴14的一端与减速装置12的输出端固定连接，驱动轴14的另一端与驱动齿轮10固定连接，这里具体说明，驱动轴14的一端从驱动齿轮10伸出后活动穿接于摆杆40，并通过卡簧将摆臂约束在驱动齿轮10的上部。而定位轴22具体为销轴螺钉，其由依次连接的螺头221、螺杆222、光杆223构成，定位轴22依次穿过摆杆40以及离合齿轮20，其螺头221抵顶于摆杆40，将摆杆40限制在螺头221与离合齿轮20之间，螺杆222与摆杆40螺纹连接，光杆223活动穿接于离合齿轮20，是离合齿轮20能够随驱动齿轮10驱动而转动。
54.电机13的外壳与减速装置12相对固定，电机13的输出轴与减速装置12的输入端连接，实现与驱动齿轮10的耦合，通过减速装置12降速、稳定转速后将力矩传递至驱动齿轮
10。
55.如图1-图3、图7所示，本实施方式中的电子门锁，包括壳体60，壳体60内部中空限定出容置腔61，如上所述的离合机构设置于容置腔61内，而为了便于对电子门锁的操作以及拆装，该壳体60的一端形成敞开结构，使离合机构能够通过该敞开结构装入容置腔61，在离合机构装入容置腔61后，通过盖板64盖设该敞开结构，在盖板64上开设有输出孔641，用于驱动门体锁舌的连接件32设置于容置腔61内，一端与从动齿轮30相连接，另一端正对输出孔641设置或从输出孔641伸出。
56.电机13同样设置于容置腔61，电机13的外壳与壳体60相对固定，结合上述实施方式，其外壳固定于减速装置12，电机13的输出轴与驱动齿轮10传动连接。
57.还包括位置传感器(图未示)，位置传感器设置于容置腔61并与壳体60固定，用于检测从动齿轮30的转动角度；传感齿轮62与从动齿轮30啮合，与从动齿轮30沿相反的方向转动，以反映从动齿轮30的转动角度，角度传感器齿轮正对设置于位置传感器的检测端，以读取传感齿轮62的转动角度。
58.为了在从动齿轮30转动到一定的角度时电子门锁作出相应的操作，电子门锁还设置有与位置传感器电性连接的控制器(图未示)，位置传感器对离合齿轮20与从动齿轮30啮合状态，即第一位置状态下从动齿轮30的转动角度及状态进行检测，在离合齿轮20与从动齿轮30啮合状态下，若传感齿轮62传动到极限位置(锁舌完全缩入门体、锁舌大部分或完全伸出门体)时，控制器则对电机13发送停转的控制信号，而在离合齿轮20与从动齿轮30啮合传动的状态下，若出现堵转，从动齿轮30无法转动，即传感齿轮62停转时，控制器会对电机13发送停转或反转的控制信号。
59.本实施方式的电子门锁还包括操作构件63，本例中的操作构件63呈旋钮结构，当然也可以为门把等结构，本方案不作具体限定，操作构件63可转动地设置于壳体60的外部，壳体60远离盖板64的一端开设有输入孔65，操作构件63通过输入孔65与传动轴31连接，以在摆杆40处于第二位置时，通过操作构件63驱动连接件32转动。
60.具体的，本实施方式中的操作构件63与输入孔65之间设置有用于限制操作构件63轴向自由度的限位结构，并且设置有伸入输入孔65的解锁轴631，解锁轴631与传动轴31固定连接，而输出轴内设置有磁铁632，在操作构件63与输出轴连接的位置上设置有与磁铁632相对的金属构件633，确保操作构件63与壳体60之间的配合间隙均匀。
61.操作构件63能够通过传动轴31直接操控锁舌，期间电机13处于停机状态，这样，电子门锁即使在停电的情况下，仍然可以使用操作构件63对电子门锁进行解锁。当然，电子门锁可以通过无线信号远程操作解锁或上锁。例如，壳体60内设置有接收器(图未示)，用于接收和执行无线数字指令数据以锁定或解锁，所述的接收器功能性地与控制器电性连接，根据上锁或解锁指令启动电机13。还可以通过在壳体60上设置触发装置66，触发装置66与控制器电性连接，触发装置66包括但不限于近场通信、生物特征识别装置，以通过相应的识别手段对电子门锁发送上锁或解锁的指令。
62.更为具体的，容置腔61内还设置有电池组67，以供电给电机13、控制器、位置传感器等。
63.在电子门锁应用于门时，门体上相对应的连接结构与上所述的电子门锁连接，连接件32与门体驱动连接后，可驱动门体的锁舌在解锁位置和锁定位置之间运动。
64.通过实现上述技术方案，从而提高门体上锁、解锁的稳定性、有效性、安全性，同时也延长了电子门锁的使用寿命，降低维护成本。
65.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
67.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
68.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。