專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在訪問控制中應(yīng)用電子控制的鎖變得越來越流行。例如，越來越多的鎖定系統(tǒng)允許使用者通過電子鎖而不是傳統(tǒng)的鑰匙實(shí)現(xiàn)對(duì)門的鎖定或解鎖。這里所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu) (motor mechanism)不僅可以應(yīng)用于與門鎖有關(guān)的訪問控制環(huán)境還可以應(yīng)用于與其它類型的訪問控制鎖有關(guān)的訪問控制環(huán)境，也可以應(yīng)用于與聯(lián)接器的線性運(yùn)動(dòng)相關(guān)的場合。
背景技術(shù)：
在電子鎖的一個(gè)實(shí)施例中，電機(jī)帶動(dòng)螺紋驅(qū)動(dòng)器或螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使隨動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著螺桿在由螺桿的旋轉(zhuǎn)方向決定的方向上移動(dòng)。隨動(dòng)機(jī)構(gòu)通常與聯(lián)接部件例如是離合器頭相互連接。隨著隨動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著螺桿向遠(yuǎn)離電機(jī)的方向移動(dòng)，聯(lián)接部件與具有相應(yīng)的或相容的形狀的第二聯(lián)接部件接合，該第二聯(lián)接部件與鎖的鎖舌或鎖栓機(jī)構(gòu)相互連接。聯(lián)接部件的接合使門把捏手旋轉(zhuǎn)從而開啟門。螺桿向相反的方向旋轉(zhuǎn)使隨動(dòng)機(jī)構(gòu)和與其相互連接的第一聯(lián)接部件向遠(yuǎn)離第二聯(lián)接部件的方向移動(dòng)，從而兩個(gè)聯(lián)接部件脫離。一旦脫離，門把捏手的旋轉(zhuǎn)不能再致動(dòng)鎖舌或鎖栓機(jī)構(gòu)而開啟門?？蛇x擇地，像本領(lǐng)域所熟知的那樣，門把捏手可與鎖舌或鎖栓機(jī)構(gòu)永久性地連接， 但是阻擋機(jī)構(gòu)(blocking mechanism)是阻止門把捏手旋轉(zhuǎn)來開啟門的。在這類系統(tǒng)中，電機(jī)和隨動(dòng)機(jī)構(gòu)控制阻擋機(jī)構(gòu)的位置。隨動(dòng)機(jī)構(gòu)在沿著螺桿一個(gè)方向上的移動(dòng)，將阻擋機(jī)構(gòu)移動(dòng)到阻擋位置(blockingposition)，而隨動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著相反的方向移動(dòng)，將阻擋機(jī)構(gòu)從阻擋位置移開，從而允許門把捏手旋轉(zhuǎn)來開啟門。這些類型的機(jī)構(gòu)存在的一個(gè)問題是因?yàn)殡S動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著螺桿來回地運(yùn)動(dòng)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)可能卡在螺桿的一端或兩端處的與其相對(duì)的表面。例如，電機(jī)的殼體置于螺桿的一端。當(dāng)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)物理地移動(dòng)到螺桿的最靠近電機(jī)殼體的一端，它將抵靠殼體或周圍的結(jié)構(gòu)。電機(jī)的持續(xù)驅(qū)動(dòng)和螺桿的旋轉(zhuǎn)，使隨動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)并且對(duì)殼體或周圍的結(jié)構(gòu)的表面加壓。這就產(chǎn)生了一個(gè)越來越大的作用力，進(jìn)而在隨動(dòng)機(jī)構(gòu)與殼體或周圍的結(jié)構(gòu)的抵靠表面之間產(chǎn)生靜態(tài)阻力(stiction)。當(dāng)需要反方向以及使隨動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著螺桿以相反的方向移動(dòng)時(shí)，由于所產(chǎn)生的靜態(tài)阻力，電機(jī)不能提供足夠的動(dòng)力或者不能提供足夠的扭矩使隨動(dòng)機(jī)構(gòu)從抵靠表面釋放。應(yīng)該明白，這種問題可能在螺桿的相對(duì)的另一端或者在沿著隨動(dòng)機(jī)構(gòu)的行進(jìn)范圍的任何位置都會(huì)發(fā)生，在隨動(dòng)機(jī)構(gòu)的行進(jìn)范圍內(nèi)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)在其行程中抵靠物理限制體。例如，以鎖組件的外殼或者殼體的形式的周圍的結(jié)構(gòu)也可能產(chǎn)生這種問題。解決這一問題的方法是利用更大功率的電機(jī)來克服靜態(tài)阻力。然而，這種方法會(huì)增加成本，也會(huì)增加電機(jī)的物理尺寸，并且很可能也不能解決這個(gè)問題，因?yàn)楦蠊β实碾姍C(jī)可能再次產(chǎn)生同樣的問題。更嚴(yán)重的問題是隨動(dòng)機(jī)構(gòu)與物理止擋件接合以后電機(jī)的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)將會(huì)減少電機(jī)的壽命或燒壞電機(jī)。因此，如果隨動(dòng)機(jī)構(gòu)正在抵靠不可移動(dòng)表面并且電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，那么電機(jī)可能過熱，以致?lián)p壞或燒壞。后面的問題已通過在鎖殼內(nèi)增加傳感器解決，所述傳感器檢測(cè)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)的在其沿著螺桿的行程的相對(duì)一端的位置。因此，在隨動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸鎖組件內(nèi)的抵靠表面之前或者一旦隨動(dòng)機(jī)構(gòu)接觸鎖組件內(nèi)的抵靠表面，傳感器能給電機(jī)發(fā)信號(hào)停止操作從而使螺桿停止旋轉(zhuǎn)。傳感器，例如是微動(dòng)開關(guān)，紅外線傳感器或者讀數(shù)開關(guān)，發(fā)送信號(hào)給電機(jī)的電子部分來啟動(dòng)或停止電機(jī)。利用傳感器的電子鎖為例如臺(tái)灣的WaferLock公司出售的WCL-7000型和WCL-3000型。這就能夠防止過度旋轉(zhuǎn)及引起的靜態(tài)阻力，也能防止電機(jī)燒壞。然而，傳感器的設(shè)置增加了成本、復(fù)雜性和系統(tǒng)的尺寸。當(dāng)暴露在潮濕或糟糕的氣候條件下，傳感器也可能會(huì)失效。這些鎖會(huì)被廣泛安裝在各種情況下，顯著變化的環(huán)境條件包括從極冷到極熱，從極干燥到極潮濕以及這些條件的組合。有的電子鎖機(jī)構(gòu)不需要依靠傳感器或隨動(dòng)機(jī)構(gòu)的沿著螺紋螺桿的移動(dòng)。挪威的 VingCard/Elsafe公司出售的4206型阻擋機(jī)構(gòu)就是一個(gè)例子。在這種裝置中，電機(jī)帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，使與螺桿耦合的“U”形或“V”形的類似彈簧的裝置彎曲。類似彈簧的裝置的腿部與可移動(dòng)的鎖定板相互連接。根據(jù)螺桿的旋轉(zhuǎn)方向，彈簧部件的彎曲使鎖定板伸出或縮回， 從而與門的鎖定裝置接合或脫離。這個(gè)機(jī)構(gòu)依賴于彈簧部件的質(zhì)量以及螺桿與彈簧部件之間的公差。

發(fā)明內(nèi)容
在至少一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于電子鎖組件的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)。電機(jī)與螺紋部件例如螺桿驅(qū)動(dòng)器相互連接并可驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。支架組件可操作地與螺紋部件相互連接，并依據(jù)螺紋部件的旋轉(zhuǎn)方向沿著螺紋部件在一個(gè)方向或相反的方向前進(jìn)。支架組件包括具有兩個(gè)或更多個(gè)組成部件的拼合螺母，至少一個(gè)組成部件具有可與螺紋部件的螺紋表面接合或耦合的內(nèi)螺紋表面。至少一個(gè)偏壓部件保持在拼合螺母的兩個(gè)或更多個(gè)組成部件上使其與螺紋部件保持接合關(guān)系。支架組件進(jìn)一步包括一對(duì)相互間隔的環(huán)形部件。一個(gè)環(huán)形部件定位為靠近拼合螺母的一端，另一個(gè)環(huán)形部件定位為靠近拼合螺母的相對(duì)的另一端。螺紋部件延伸過每一個(gè)環(huán)形部件的開口。至少一個(gè)導(dǎo)向槽在兩環(huán)形部件之間延伸，并將兩環(huán)形部件以間隔開的關(guān)系定位。拼合螺母包括置于至少一個(gè)導(dǎo)向槽中的至少一個(gè)向外延伸的導(dǎo)向塊，從而在拼合螺母沿著螺紋部件行進(jìn)時(shí)防止其旋轉(zhuǎn)。聯(lián)接器與一個(gè)環(huán)形部件通過彈性部件相互連接，例如彈簧。在一個(gè)實(shí)施例中，聯(lián)接器是陽離合器部件(male clutch member), 該陽離合器部件被設(shè)計(jì)并成形為與互補(bǔ)的耦合部件接合和脫離。互補(bǔ)的耦合接收部件與打開門的鎖栓機(jī)構(gòu)相互連接。在可選的實(shí)施例中，互補(bǔ)的耦合部件包括鎖組件的阻擋機(jī)構(gòu)，或者耦合部件包括阻擋機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成適于裝入鎖筒或鎖體內(nèi)，并且與捏手或把手內(nèi)的其它電子部件電連接。在捏手或把手內(nèi)的部件與分離的裝置連接，例如訪問卡、智能電話或其它裝置，這些分離的裝置包含訪問碼或許可，與捏手或把手內(nèi)的部件進(jìn)行無線通信， 以允許或拒絕與包含訪問碼和/或許可的裝置相關(guān)的人或?qū)ο笤L問?？蛇x擇地，捏手或把手內(nèi)的電子部件包括具有按鈕、指紋掃描或其它生物識(shí)別的使用者界面。操作時(shí)，假設(shè)支架組件位于螺紋部件的一端，起初，電機(jī)帶動(dòng)螺紋部件旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)拼合螺母沿著螺紋部件移動(dòng)，然而一對(duì)環(huán)形部件仍然保持靜止。在行進(jìn)了一段距離以后，依據(jù)移動(dòng)的方向拼合螺母將與其中一個(gè)環(huán)形部件物理接觸。螺紋部件的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，將引起整個(gè)支架組件沿著螺紋部件移動(dòng)。一般，在本發(fā)明的實(shí)施例中，依據(jù)支架組件的行進(jìn)方向，支架組件的移動(dòng)使聯(lián)接器伸出與互補(bǔ)的耦合部件接合，使聯(lián)接器從與其互補(bǔ)的耦合部件中縮回和脫離，或者使阻擋部件移動(dòng)到鎖定位置和從鎖定位置移出。到互補(bǔ)的耦合部件被定向在阻止接收或釋放聯(lián)接器的位置的階段，將聯(lián)接器與支架組件相互連接的彈性部件存儲(chǔ)能量，直到聯(lián)接器和互補(bǔ)的耦合部件之間的合適定向得到實(shí)現(xiàn)。如果聯(lián)接器向伸出位置移動(dòng)，那么在合適的定向狀態(tài)下，彈性部件將迫使聯(lián)接器與互補(bǔ)的耦合部件接合。在鎖栓機(jī)構(gòu)的情況下，人們現(xiàn)在可以旋轉(zhuǎn)捏手或把手來開啟門。在阻擋機(jī)構(gòu)的情況下，將不能旋轉(zhuǎn)門把捏手或把手，拒絕訪問。如果聯(lián)接器向縮回位置移動(dòng)，那么在合適的定向狀態(tài)下，彈性部件將迫使聯(lián)接器與互補(bǔ)的耦合部件脫離。在鎖栓機(jī)構(gòu)的情況下，捏手或把手將自由旋轉(zhuǎn)而不開啟門。在阻擋機(jī)構(gòu)的情況下，原來鎖定的捏手或把手現(xiàn)在可以旋轉(zhuǎn)，門可被開啟。在至少一個(gè)實(shí)施例中，物理止擋件相對(duì)于支架組件定位，以沿著螺紋部件止擋支架組件的運(yùn)動(dòng)。一個(gè)止擋件限定聯(lián)接器的處于完全縮回或脫離的位置，一個(gè)止擋件限定聯(lián)接器的處于完全伸出或接合的位置。當(dāng)支架組件與物理止擋件接合而不能再沿著螺紋部件進(jìn)一步行進(jìn)時(shí)，螺紋部件的持續(xù)旋轉(zhuǎn)將引起拼合螺母的組成部分(component pieces)分離，并且在螺紋部件與拼合螺母的組成部分的螺紋部分之間的螺紋耦合產(chǎn)生的作用力的作用下沿著徑向向外移動(dòng)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過螺紋部件上的螺紋角而作用于拼合螺母的螺紋上的作用力在沿著螺紋部件行進(jìn)的方向和在沿著螺紋部件的徑向向外的方向基本相等。由于拼合螺母的組成部分被至少一個(gè)偏壓部件保持在一起，所以螺紋部件的持續(xù)旋轉(zhuǎn)加上至少一個(gè)偏壓部件向內(nèi)的作用力導(dǎo)致只要螺紋部件持續(xù)旋轉(zhuǎn)那么拼合螺母的部件就重復(fù)與螺紋部件再耦合。因此，隨著螺紋部件的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，拼合螺母周期性環(huán)地移動(dòng)而與螺紋部件脫離和接合，直到螺紋部件停止旋轉(zhuǎn)為止。在一個(gè)實(shí)施例中，螺紋部件的螺紋的角度在80°至100°之間，優(yōu)選90°。因此，即使支架組件與阻止支架組件沿著螺紋部件進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)的物理止擋件接合，在接合表面之間也幾乎不會(huì)或者不會(huì)產(chǎn)生靜態(tài)阻力。相反，組成拼合螺母的部件徑向向外和向內(nèi)移動(dòng)直到螺紋部件停止旋轉(zhuǎn)為止。憑借本發(fā)明的實(shí)施例中的拼合螺母和支架組件，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以利用比以前所需要的電機(jī)扭矩和輸出功率小的電機(jī)。這是因?yàn)殡姍C(jī)起初不需要移動(dòng)整個(gè)支架組件。替代地， 電機(jī)起初只需要移動(dòng)拼合螺母，并且一旦電機(jī)達(dá)到了足夠的轉(zhuǎn)速和扭矩，拼合螺母就與一個(gè)環(huán)形部件接合，整個(gè)支架組件就會(huì)被移動(dòng)。此外，因?yàn)樵谥Ъ芙M件與止擋件的接合表面之間沒有產(chǎn)生靜態(tài)阻力，所以只需要較小扭矩的電機(jī)來倒轉(zhuǎn)方向和將支架組件從與物理止擋件的接合移開。因此，不需要電和/或光傳感器以及相關(guān)的電路來檢測(cè)和監(jiān)控支架組件的運(yùn)動(dòng)，從而可以省去這些電和/或光傳感器以及相關(guān)的電路。這極大地簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并且減少了發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)的成本、復(fù)雜性和尺寸。


圖1是螺桿傳動(dòng)和對(duì)開螺母的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；圖2是圖1中的裝置的透視圖；圖3是圖1中的對(duì)開螺母的透視圖；圖4是拼合螺母包括兩個(gè)對(duì)開螺母的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖5是圖4中的拼合螺母的透視圖，進(jìn)一步包括以接觸關(guān)系定位對(duì)開螺母的偏壓部件。
圖6是支架組件的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，示出定位為與彈簧卡扣保持器接觸的圖 4所示拼合螺母。圖7是圖6中的支架組件的拼合螺母位于與螺母平移隨動(dòng)件的環(huán)形部件相接觸的位置的透視圖。圖8是本發(fā)明的與電機(jī)和螺紋螺桿驅(qū)動(dòng)器相互連接的支架組件的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖9是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖10是圖9的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)的局部俯視圖。圖IlA是拼合螺母與同電機(jī)相互連接的螺桿相耦合的一個(gè)實(shí)施例的局部剖視圖。圖IlB是圖IlA中的螺紋耦合的放大視圖。圖12是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)部分地裝入殼體內(nèi)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖13A是裝入圓柱形套筒內(nèi)并與相關(guān)捏手相互連接的的本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，還示出陽離合器頭(male clutch head)處于縮回位置。圖13B是圖13A的實(shí)施例的透視圖，還示出陽離合器頭處于伸出位置。圖14是捏手和鎖組件固定到門(圖中的剖面部分)上的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖15是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的分解圖。圖16A-16G所示為順序示出陽離合器頭從縮回位置伸出的一系列透視圖。圖17A是拼合螺母與螺紋螺桿驅(qū)動(dòng)器脫開的一個(gè)實(shí)施例的局部剖視圖。圖17B是圖17A所示的螺紋脫開的放大視圖。圖18A-18H所示為順序示出陽離合器頭從伸出位置縮回的一系列透視圖。應(yīng)該明白這些附圖不一定是按比例的。在某些例子中，對(duì)理解本發(fā)明不必要的或引起其它難以理解的細(xì)節(jié)的內(nèi)容可能從這些圖中省略了。當(dāng)然，應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于附圖中所示的這些具體的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式下面將介紹本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的一個(gè)實(shí)施例。參照?qǐng)D1-5和11，示出了拼合螺母組件12。如圖所示，拼合螺母12包括兩個(gè)借助螺紋與裝配在電機(jī)22的輸出軸20上的驅(qū)動(dòng)螺桿18接合并相互作用的對(duì)開螺母14、16。兩個(gè)對(duì)開螺母14、16如附圖所示，拼合螺母組件包括兩部分或更多部分但是最好不超過四部分。此外，盡管所有的組成部分可以螺紋地與螺桿上的螺紋接合，但不是組成螺母裝置的所有的部分都需要有螺紋地與螺桿上的螺紋M相互作用。偏壓部件26，例如是彈簧或彈性環(huán)，置于形成于對(duì)開螺母的外表面的槽觀中，來保持對(duì)開螺母與螺桿18上的螺紋M的螺紋接合。在所示的實(shí)施例中，每一個(gè)對(duì)開螺母14、16進(jìn)一步包括一個(gè)向外延伸的伸出部或?qū)驂K30。轉(zhuǎn)向圖6和7，示出了一支架組件32。支架組件32包括拼合螺母組件12、彈簧卡扣保持器34和螺母平移隨動(dòng)件36。彈簧卡扣保持器34是通常為環(huán)形的部分，具有中心開口 38，中心開口 38的直徑比螺桿18的直徑大，當(dāng)所述機(jī)構(gòu)裝配完時(shí)，螺桿18從中心開口 38中伸出。一對(duì)凸緣40從彈簧卡扣保持器34的相對(duì)的側(cè)邊向外延伸。如圖15所示，這些凸緣40在由殼體46的內(nèi)壁44形成的凹槽42中行進(jìn)，該殼體46用于套裝支架組件32。螺母平移隨動(dòng)件36包括具有開口 50的環(huán)形部件48，開口 50比螺桿18的直徑大從而允許螺桿18從開口 50中伸出。一對(duì)相對(duì)的導(dǎo)向部件52從環(huán)形部件48延伸，并與彈簧卡扣保持器34接合，從而將對(duì)開螺母14、16控制在彈簧卡扣保持器34和螺母平移隨動(dòng)件36之間所限定的空間內(nèi)。一對(duì)銷(未示出)將彈簧卡扣保持器34和螺母平移隨動(dòng)件36連接起來。 對(duì)開螺母14、16的螺紋與螺桿18上的螺紋M耦合。在對(duì)開螺母14、16上向外延伸的導(dǎo)向塊30位于導(dǎo)向部件52所形成的狹槽M中。通過將導(dǎo)向塊30置于狹槽M中，當(dāng)螺桿18 旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)開螺母14、16將不能旋轉(zhuǎn)。因此，對(duì)開螺母14、16將根據(jù)螺桿18的旋轉(zhuǎn)方向沿著螺桿18遠(yuǎn)離或朝向電機(jī)22移動(dòng)。轉(zhuǎn)向圖8，支架組件32安裝在與電機(jī)22相連接的螺桿18上。如前所述，螺桿18 從彈簧卡扣保持器34上的開口 38和螺母平移隨動(dòng)件36上的開口 50中伸出。附圖中也示出了用于控制電機(jī)22的一個(gè)或多個(gè)印刷電路板(PCBs)56和集成電路芯片58以及其它部件(未示出)。如圖6-10所示，螺母平移隨動(dòng)件36上的環(huán)形部件46包括用于容納偏壓部件或彈簧62的一端的環(huán)形凹槽或溝槽60。彈簧62的相對(duì)的另一端與陽離合器頭64的內(nèi)部接合。 進(jìn)而，陽離合器頭構(gòu)造成在控制桿機(jī)構(gòu)或DIN臂68的槽66內(nèi)配合。如圖12和15所示，這些組成部分都封裝在殼體46內(nèi)。如圖10所示，殼體46的內(nèi)壁44可進(jìn)一步形成凹槽42， 以容納彈簧卡扣保持器；34的導(dǎo)向部件40并與之接合的。殼體46的內(nèi)壁44所形成的突起表面70與凸緣40相互作用，所述凸緣40從彈簧卡扣保持器34向外延伸以對(duì)支架組件32 沿著螺桿18的行進(jìn)提供止擋件?？蛇x擇地，凸緣40可位于螺母平移隨動(dòng)件36的環(huán)形部件 48上或拼合螺母上。圖15所示為組件的分解圖，圖12所示為裝配圖。圖12的所組裝的機(jī)構(gòu)被置于內(nèi)金屬圓柱體72中，金屬圓柱體72具有與陽離合器頭的形狀相應(yīng)的缺口 74。金屬圓柱體72 與捏手或把手76相互連接。當(dāng)安裝在門上時(shí)，金屬圓柱體72置于包含杠桿臂68的圓柱殼體78中。圖13A所示為陽離合器頭64處在縮回或脫離的位置。圖1 所示為陽離合器頭 64處在伸出或接合的位置。電子器件置于捏手76內(nèi)與授權(quán)的使用者進(jìn)行聯(lián)系或通信，例如有包括授權(quán)的訪問碼、許可或授權(quán)的訪問控制卡或其它訪問裝置(包括移動(dòng)電話、智能電話)的人激活與發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)10相連的電子器件。外部裝置與捏手或把手內(nèi)的電子器件進(jìn)行無線通信，或者，捏手或把手包括用于接受使用者輸入的界面，例如是鍵盤或生物識(shí)別掃描器。應(yīng)該明白發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)10可具有兩個(gè)捏手76，如圖14所示，捏手中的一個(gè)或者兩個(gè)都包括與允許解鎖的使用者持有的裝置進(jìn)行通信的電子器件，或者發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)10僅被用于單個(gè)捏手組件中。下面參考圖16A-16G描述發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)10的一個(gè)實(shí)施例的操作。圖16A示出了支架組件32和聯(lián)接器或陽離合器頭64處于縮回位置，其也在圖13A中示出。此外，支架組件32 位于螺桿18的靠近電機(jī)22的一端。彈簧卡扣保持器34的凸緣40與最接近電機(jī)22的突起表面70相接觸，并且對(duì)開螺母14、16的左端表面82與彈簧卡扣保持器34相接觸。在對(duì)開螺母14、16的右端表面84和螺母平移隨動(dòng)件36的環(huán)形部件48之間形成間隙“G”。在圖 6和9中也示出了支架組件32和陽離合器頭64的該位置。為了將陽離合器頭64移動(dòng)到伸出或接合位置時(shí)，電機(jī)22啟動(dòng)，螺桿18開始旋轉(zhuǎn)。最初，彈簧卡扣保持器34和螺母平移隨動(dòng)件36保持靜止，但由于對(duì)開螺母14、16上的螺紋80與螺桿18上的互補(bǔ)的螺紋M的相互作用和位于導(dǎo)向部件52上的狹槽M中的導(dǎo)向塊30的相互作用，對(duì)開螺母14、16開始沿著螺桿平移。對(duì)開螺母14、16將移動(dòng)到如圖16B所示的右端。隨著對(duì)開螺母14、16沿著螺桿18移動(dòng)到右端，向外延伸的凸緣40在形成于突起表面70之間的凹槽42中移動(dòng)，并且導(dǎo)向塊30在形成于相對(duì)的導(dǎo)向部件52上的狹槽M中移動(dòng)。如圖7、10和16B所示，對(duì)開螺母14、16的右端表面84與螺母平移隨動(dòng)件36的環(huán)形部件48接合。如圖所示，通過比較圖6和16A與圖7和16B，最初，間隙“G”形成于對(duì)開螺母14、16的左端表面82和彈簧卡扣保持器34之間?，F(xiàn)在，如圖示間隙“G”形成一在對(duì)開螺母14、16的右端表面84和螺母平移隨動(dòng)件36的環(huán)形部件48之間。拼合螺母組件12 已在彈簧卡扣保持器34和螺母平移隨動(dòng)件36之間的空間內(nèi)移動(dòng)。參照?qǐng)D16C，隨著螺桿18的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，對(duì)開螺母14、16推動(dòng)螺母平移隨動(dòng)件36和彈簧卡扣保持器32平移。結(jié)果是，整個(gè)支架組件32移動(dòng)到右端，在彈簧卡扣保持器34的凸緣40與最接近電機(jī)22的突起表面70之間形成間隙G。因?yàn)樽畛蹼姍C(jī)22只需要移動(dòng)對(duì)開螺母14、16，而不是整個(gè)支架組件32，所以可以使用較小尺寸的、較小功率的電機(jī)。此外， 在拼合螺母與螺母平移隨動(dòng)件36接合而平移之前，電機(jī)22將獲得足夠的旋轉(zhuǎn)空間和動(dòng)量， 從而，一個(gè)較小功率的電機(jī)就能夠移動(dòng)整個(gè)支架組件32。通過減少電機(jī)最初必須移動(dòng)的質(zhì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約空間和節(jié)省成本。隨著支架組件32移動(dòng)到右端，彈簧62將陽離合器頭64向右推動(dòng)以與控制桿或 DIN臂68中的槽66接合。如果控制桿或DIN臂68 (圖15)的槽66與陽離合器頭對(duì)齊，支架組件32進(jìn)一步向右移動(dòng)，如圖16D所示，將進(jìn)一步將陽離合器頭64向右移動(dòng)并與控制桿臂(未示出)接合。如果陽離合器頭64沒有與槽66對(duì)齊，置于陽離合器頭64和螺母平移隨動(dòng)件36的環(huán)形部件48之間的彈簧62將被壓緊存儲(chǔ)能量，如圖16E所示。當(dāng)控制桿臂68 移動(dòng)到槽66與陽離合器頭64對(duì)齊的位置，彈簧62將推動(dòng)陽離合器頭64進(jìn)入槽66，如圖 16D所示的位置。如前所述，形成于殼體46的壁44上的突起表面70與形成于彈簧卡扣保持器32 上的凸緣40相配合，為支架組件32的行進(jìn)提供物理限制。當(dāng)支架組件32到達(dá)構(gòu)成為止擋限制體的突起表面70而完全伸出或接合的位置，支架組件32不能進(jìn)一步前進(jìn)。然而，電機(jī) 22可繼續(xù)帶動(dòng)螺桿18旋轉(zhuǎn)。為了防止損壞電機(jī)和防止在突起表面70與凸緣40之間產(chǎn)生靜態(tài)阻力，螺桿的持續(xù)旋轉(zhuǎn)將引起對(duì)開螺母14、16分離并相對(duì)于螺桿18向外移動(dòng)，以防止對(duì)開螺母對(duì)突起表面70施加負(fù)載力，從而防止在凸緣40與突起表面70之間產(chǎn)生任何靜態(tài)阻力。參考圖17A，參考坐標(biāo)中設(shè)置的Z方向定義為支架組件沿著螺桿18行進(jìn)的方向，X方向是徑向地遠(yuǎn)離螺桿的方向。當(dāng)螺桿一直旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母將依據(jù)旋轉(zhuǎn)方向在Z方向上向左或向右移動(dòng)。如果螺母在Z方向上移動(dòng)被阻止，那么由于凸緣40與突起表面70之間接觸，螺紋對(duì)和80將在X方向上徑向向外推對(duì)開螺母，如圖16F、17A和17B所示。在一優(yōu)選實(shí)施例中，互補(bǔ)的螺紋M和80以90°角形成，盡管在大約80°至100°的范圍內(nèi)都可以工作。 90°角的好處在于在Z方向和X方向上，螺紋M施加于對(duì)開螺母14、16上的作用力基本上是相等的。彈性條或彈簧26對(duì)對(duì)開螺母14、16施加沿徑向向內(nèi)的有限作用力，對(duì)開螺母將沿著螺桿行進(jìn)直到突起表面70阻止其沿著螺桿行進(jìn)為止。(參見圖IlA和11B。)當(dāng)對(duì)開螺母14、16不能再沿著螺桿行進(jìn)時(shí)，螺紋在X方向施加的力克服彈性條沈施加的沿徑向向內(nèi)的作用力，對(duì)開螺母分離(圖16F、17A和17B所示)然后再結(jié)合(圖16G、11A和IlB所示)。這種動(dòng)作一直重復(fù)，只要螺桿18在同一方向持續(xù)旋轉(zhuǎn)。與形成有大約60°角的標(biāo)準(zhǔn)螺紋相比較，大約60°角太小而不能使對(duì)開螺母在X方向上充分移動(dòng)從而使螺紋脫耦和再耦合。在所示的實(shí)施例中，螺桿18上的大約18個(gè)外螺紋與拼合螺母上的相應(yīng)的18個(gè)內(nèi)螺紋同時(shí)接合。這種拼合螺母的構(gòu)思使發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)不具有檢測(cè)和指示支架組件32的位置的傳感器就能夠工作，其也省去了所需要的相關(guān)的電路。如圖16F所示，支架組件到達(dá)其物理受限位置，并且由于螺桿的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，對(duì)開螺母分離。比較而言，圖16G示出電機(jī)22停轉(zhuǎn)，由于彈性條或彈簧沈所施加的向內(nèi)的作用力， 拼合螺母14、16與螺桿完全接合。下面介紹陽離合器頭64從控制桿臂68上的槽66中縮回或脫離的過程。圖 18A-18H示出了這一系列的過程。圖18A與圖16D相同。隨著耦合部件或陽離合器頭64與互補(bǔ)的耦合部件或控制桿臂68接合，電機(jī)22以相反的方向旋轉(zhuǎn)。最初，對(duì)開螺母14、16的右端表面84與螺母平移隨動(dòng)件36的環(huán)形部件48相接觸。間隙“G”形成于對(duì)開螺母14、16 的左端表面82和彈簧卡扣保持器34之間。螺桿18的最初旋轉(zhuǎn)引起對(duì)開螺母14、16在支架組件32的內(nèi)部移動(dòng)。圖18B示出對(duì)開螺母14、16的左端表面82與彈簧卡扣保持器34相接觸，并且間隙“G”形成于對(duì)開螺母14、16與螺母平移隨動(dòng)件36的環(huán)形部件48之間。陽離合器頭64仍然處于接合位置。螺桿18的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，如圖18C所示，引起支架組件32、 彈簧62和陽離合器頭64向左移動(dòng)，在凸緣40與突起表面70之間產(chǎn)生限定出完全伸出位置的間隙。圖18D示出了支架組件32，彈簧62和陽離合器頭64處于完全縮回位置。這一位置也在圖16A中示出。在這一位置，凸緣40與突起表面70在靠近電機(jī)22的位置物理接觸。在這一位置，陽離合器頭64已與控制桿臂68脫離。如圖18E和18F所示，如果電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，那么由于互補(bǔ)的螺紋M和80的相互作用和受偏壓部件沈的影響，對(duì)開螺母14、16 將與螺桿18周期性地分離和再接合，直到螺桿18停止旋轉(zhuǎn)為止。這能防止電機(jī)的損壞和防止在這些抵靠表面之間產(chǎn)生靜態(tài)阻力。如圖18G所示，如果由于因控制桿臂68相對(duì)于陽離合器頭64處于所旋轉(zhuǎn)的位置而使部件之間產(chǎn)生相對(duì)定向，或由于組件之間的靜態(tài)阻力，便利陽離合器頭64還從控制桿臂68中脫離，例如，那么隨著支架組件32移動(dòng)到縮回位置彈簧部件62將伸長。一旦控制桿臂68的定向改變從而釋放陽離合器頭64或者靜態(tài)阻力被克服，彈簧62存儲(chǔ)的能量將使陽離合器頭64從控制桿臂68的槽66中縮回，如圖18H所示。在一個(gè)實(shí)施例中，將支架組件32沿著螺桿在突起表面70之間移動(dòng)其行進(jìn)全長大約需要30毫秒的時(shí)間。因此，給電機(jī)的電流脈沖只要大于30毫秒就足夠完成支架組件的全部運(yùn)動(dòng)，不管它的位置怎樣。給電機(jī)一個(gè)小于30毫秒的脈沖也是可能的，因?yàn)殡S著電機(jī)積累轉(zhuǎn)速，電機(jī)以動(dòng)量和慣性的形式存儲(chǔ)能量。如果在支架組件32到達(dá)期望位置之前電機(jī)的電流終止，那么這些能量就可以用來將支架組件32在Z方向上移動(dòng)一個(gè)更遠(yuǎn)的距離。兩個(gè)或更多個(gè)較短持續(xù)時(shí)間的脈沖也可以確保系統(tǒng)處于正確的位置，即，關(guān)閉或開啟，伸出或縮回，接合或脫離。如果脈沖正在進(jìn)行或者給施加了進(jìn)一步的脈沖而系統(tǒng)已經(jīng)處于其物理受限位置，拼合螺母將分離，電機(jī)將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)而不會(huì)有顯著的約束或損傷，直到電流停止流動(dòng)并且螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)為止。在各種實(shí)施例中，本發(fā)明包括在這里具體的圖示和描述的各種組件、方法、過程、 系統(tǒng)和/或設(shè)備，包括各種實(shí)施例、附屬組合和它們的子組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在理解了本發(fā)明的記載以后應(yīng)該明白如何制造和使用本發(fā)明。在各種實(shí)施例中，本發(fā)明包括具有在這里或本文實(shí)施例沒有圖示和/或描述的對(duì)象的各種裝置和過程，包括具有那些現(xiàn)有的各種裝置和過程可能已使用的對(duì)象的各種裝置和過程，例如，為了提高性能、實(shí)現(xiàn)簡便和/或減少實(shí)施成本的各種裝置和過程。 本發(fā)明的前面論述系用于理解和描述。前述內(nèi)容不是用于限制本發(fā)明為在前所披露的形式。例如，在前述的具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中的各種特征能夠組合在一起以優(yōu)化所公開的內(nèi)容。本發(fā)明的各實(shí)施例中的各種特征可以組合在與所披露的實(shí)施例不同的可選的實(shí)施例中。所披露的方法不應(yīng)解釋為表示了這樣的意圖所要求保護(hù)的發(fā)明需要比每一個(gè)權(quán)利要求中引用的特征更多的特征。相反地，所附的權(quán)利要求書反映了獨(dú)創(chuàng)性方面不需要前述實(shí)施例中的所有特征來體現(xiàn)。因此，所附的權(quán)利要求書是與具體實(shí)施方式
的內(nèi)容為一體的，每一個(gè)權(quán)利要求獨(dú)自作為本發(fā)明的單獨(dú)的優(yōu)選實(shí)施方式。此外，盡管本發(fā)明的說明書包括一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例和一些變化和改進(jìn)，在理解了本發(fā)明披露的內(nèi)容后，例如，在本領(lǐng)域的技術(shù)和知識(shí)范圍之內(nèi)，其它的改變、組合和變型也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以用于移動(dòng)阻擋部件到阻擋位置和將阻擋部件從阻擋位置移開。發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以用于除了門之外的其它裝置或?qū)ο笊系逆i組件中。發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)可用于其它的期望得到受控的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用中。目的在于獲得包括允許范圍內(nèi)的可選擇實(shí)施例的權(quán)利，這些可選擇實(shí)施例包括這些權(quán)利要求的可取代的、可互換的、和/或等同的結(jié)構(gòu)、功能、范圍或步驟，無論這些可取代的、可互換的和/或等同的結(jié)構(gòu)、功能、范圍或步驟在這里有沒有說明，而不是意在公開地奉獻(xiàn)給任何有專利性的保護(hù)主題。本申請(qǐng)要求2010年3月4日提出的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)枮?1/310644的權(quán)益，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括螺紋部件，與電機(jī)可旋轉(zhuǎn)地相互連接；拼合螺母，裝配在所述螺紋部件上，拼合螺母包括至少兩個(gè)部件，所述至少兩個(gè)部件中的至少一個(gè)部件具有與所述螺紋部件的螺紋互補(bǔ)的內(nèi)螺紋表面；至少一個(gè)彈性部件，與拼合螺母相互連接，并且施加使所述至少一個(gè)部件的內(nèi)螺紋表面與所述螺紋部件的螺紋接合的作用力；第一物理止擋件，限制拼合螺母沿著所述螺紋部件在一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)，以及第二物理止擋件，限制拼合螺母沿著所述螺紋部件在相反方向上的運(yùn)動(dòng)；其中，當(dāng)拼合螺母沿著所述螺紋部件的運(yùn)動(dòng)被止擋而所述螺紋部件持續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述至少一個(gè)部件的內(nèi)螺紋表面將與螺桿的螺紋脫離和再接合。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述螺紋部件的螺紋迫使所述至少一個(gè)部件徑向向外遠(yuǎn)離該螺紋部件，并且所述至少一個(gè)彈性部件迫使所述至少一個(gè)部件與螺桿的螺紋再接合。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步包括當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)防止拼合螺母旋轉(zhuǎn)的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述防止拼合螺母旋轉(zhuǎn)的裝置包括至少一個(gè)槽，以接收和限制從拼合螺母向外伸出的導(dǎo)向部件的運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，螺紋部件和所述至少一個(gè)部件的內(nèi)螺紋表面的螺紋的角度在80至100度之間。
6.一種電機(jī)械鎖，包括權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，組成拼合螺母的所述至少兩個(gè)部件包括最多四個(gè)部件，其中所述最多四個(gè)部件中的至少兩個(gè)部件具有與螺桿的螺紋接合的內(nèi)螺紋表
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述至少兩個(gè)部件由兩個(gè)對(duì)開螺母組成，這兩個(gè)對(duì)開螺母都具有與所述螺紋部件的螺紋接合的內(nèi)螺紋表面。
9.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步包括在拼合螺母的一端圍繞所述螺紋部件定位的第一環(huán)形部件和在拼合螺母另的一端圍繞所述螺紋部件定位的第二環(huán)形部件，這兩個(gè)環(huán)形部件以間隔開的關(guān)系結(jié)合到一起，并且拼合螺母置于這兩個(gè)環(huán)形部件之間。
10.一種前移和后縮鎖栓或阻擋部件的方法，包括提供螺紋驅(qū)動(dòng)部件；將支架組件與螺紋驅(qū)動(dòng)部件連接，該支架組件包括與螺紋驅(qū)動(dòng)部件螺旋地接合的拼合螺母；旋轉(zhuǎn)螺紋驅(qū)動(dòng)部件從而使支架組件沿著螺紋驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)；止擋支架組件沿著螺紋驅(qū)動(dòng)部件進(jìn)一步移動(dòng)，并保持螺紋驅(qū)動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)；將螺紋驅(qū)動(dòng)部件的持續(xù)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為拼合螺母徑向向外的運(yùn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，支架組件進(jìn)一步包括靠近拼合螺母的一端定位的第一環(huán)形部件和靠近拼合螺母的相對(duì)的另一端定位的第二環(huán)形部件，螺紋驅(qū)動(dòng)部件延伸過每一個(gè)環(huán)形部件的開口，第一和第二環(huán)形部件相對(duì)于彼此以間隔開的關(guān)系定位，并且，所述旋轉(zhuǎn)螺紋驅(qū)動(dòng)部件從而使支架組件沿著螺紋驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)包括起初使拼合螺母沿著螺紋驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)和隨后使整個(gè)支架組件沿著螺紋驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述止擋支架組件沿著螺紋驅(qū)動(dòng)部件進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)包括物理地止擋第一和第二環(huán)形部件之一的運(yùn)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括使鎖栓部件移動(dòng)到接合位置或者從接合位置移開。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括使阻擋部件移動(dòng)到阻擋位置或者從阻擋位置移開。
全文摘要
在一種用途中，本發(fā)明公開了一種用于電子鎖的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可沿著螺紋螺桿驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的拼合螺母。當(dāng)拼合螺母沿著螺桿驅(qū)動(dòng)器的進(jìn)一步行進(jìn)受到止擋時(shí)，拼合螺母與螺桿驅(qū)動(dòng)器退耦和再耦合來減小對(duì)電機(jī)的阻礙從而減少電機(jī)的燒壞。因此，可以將小型、高成本效率和高效的電機(jī)與簡化的電子器件一起使用。
文檔編號(hào)E05B47/00GK102235474SQ20111015004
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者D·T·維厄姆 申請(qǐng)人:文卡德埃爾賽弗公司