用于非机动车的锁以及采用该锁的车辆 |
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| 申请号 | CN201710312745.5 | 申请日 | 2017-05-05 | 公开(公告)号 | CN107244365A | 公开(公告)日 | 2017-10-13 |
| 申请人 | 北京摩拜科技有限公司; | 发明人 | 叶鹏; 杨众杰; 靳洪都; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的 实施例 提供一种用于非机动车的 锁 以及采用该锁的车辆，所述锁包括：锁固构件，通过与锁固对象 接触 而对其进行锁固；驱动构件，用于驱动所述锁固构件；以及连接件，用于连接所述驱动构件和所述锁固构件并传输所述驱动构件的动 力 到所述锁固构件。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于非机动车的锁，包括： |
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| 说明书全文 | 用于非机动车的锁以及采用该锁的车辆技术领域[0001] 本发明涉及一种用于非机动车的锁以及采用该锁的车辆。 背景技术[0002] 作为传统的自行车大国，我国居民自行车保有率非常之高。据一份统计显示，目前中国自行车保有量有3.7亿辆之多。而且，随着人们环保观念的逐步深入以及城市交通拥堵问题的日益严重，自行车数量将来有进一步增加的趋势。 [0004] 在上述现有的锁具中，诸如条锁、钢丝锁、U型锁等锁具由于是独立于车身之外的锁，因此，在不使用的时候只能缠绕在车把上或放在车筐里等，容易掉落丢失或者影响骑行等。 [0005] 另外，固定锁虽然通过安装在自行车上而解决了上述独立锁的缺陷，但由于锁舌穿插在辐条之间，难免与辐条相互碰撞，容易损坏。另外，上述的各种锁具都是靠手动开锁和关锁，因此尤其在冬天等情况下，繁杂的开关锁操作会对用户带来不好的用户体验。 发明内容[0007] 为了实现上述目的，本发明的第一方面涉及一种用于非机动车的锁，包括：锁固构件，通过与锁固对象接触而对其进行锁固；驱动构件，用于驱动所述锁固构件；以及连接件，用于连接所述驱动构件和所述锁固构件并传输所述驱动构件的动力到所述锁固构件，其中，所述连接件具有自锁功能且在所述驱动构件停止驱动所述锁固构件时阻碍所述锁固构件回退。 [0009] 在上述锁中，所述驱动构件是电机，所述蜗杆被固定在所述电机上。 [0011] 在上述锁中，所述锁固构件是摩擦锁固构件。 [0013] 在上述锁中，所述锁固构件包括用于与所述锁固对象接触的摩擦片。 [0014] 在上述锁中，所述摩擦片也可以为长条形，其长度方向与所述摩擦片所对准的所述车轮部分的切线方向一致。 [0015] 本发明的第二方面涉及一种车辆，包括车轮以及如上所述的锁，该锁对所述车轮进行锁固以充当所述车辆的车锁。 [0016] 示例性地，所述车辆还包括：通信模块，接收用于锁固的控制命令；以及控制模块，基于来自于所述通信模块的所述控制命令而控制所述锁的驱动构件以驱动所述锁固构件。 [0017] 示例性地，所述锁的锁固构件是摩擦锁固构件，该摩擦锁固构件通过与所述车轮接触而对其进行锁固。 [0020] 图1是本发明的锁主体的立体装配图； [0021] 图2A是本发明的锁主体的拆去下盖板后的俯视图。 [0022] 图2B是图2A的锁主体的A-A向剖视图。 [0023] 图2C是图2A的锁主体的B-B向剖视图。 [0024] 图3是本发明的包括通信模块和控制模块的部件的示例性立体装配图。 [0025] 图4是应用本发明的锁的自行车结构的示意图。 [0026] 图5A是说明本发明的锁的锁固状态的示意图。 [0027] 图5B是说明本发明的锁的非锁固状态的示意图。 具体实施方式[0028] 下面参考附图，基于具体实施方式来详细描述本发明。为了清楚起见，本文没有具体描述本领域技术人员公知的部件或结构。另外，尽管结合特定实施方式对本发明进行描述，但应理解，该描述并不旨在将本发明限制于所描述的实施方式。相反，该描述旨在覆盖可包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的替换、改进和等同方案。此外，这里所说的“连接”包括螺栓连接、铆接、焊接、插接、齿轮连接等任何通用的连接方式，并根据不同的情况，除了物理连接方式之外还包括信号连接等方式，而且包括直接连接和经由其他部件连接的情况。 [0029] 这里，在下面将要说明的本申请的实施例中将以自行车作为例子来进行说明，但是其他种类的车辆，例如电动车、摩托车、汽车都能够应用本发明。另外，作为本发明的锁的具体实施例，下面将以锁，尤其是自行车锁为例进行说明，但应注意这仅仅是本发明所应用的一个场景，而并非对本发明保护范围的限定。本发明可以应用于一切对锁固对象进行锁固的情况，例如对车辆进行锁车或刹车、对门窗进行上锁等等。因此，本发明下面将要说明的锁是用于对上述锁固对象的运动进行锁固的装置。除了本发明的车锁装置以外，还可以是刹车装置、门窗锁装置等，而锁对应于其中的锁销以及刹车钳等。另外，本发明中所称“锁固”或“锁”是指使得锁固对象停止或降低其运行速度的操作或机构。 [0030] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。 [0031] 第一实施例 [0032] 本发明的第一实施例提供一种用于非机动车的锁，图1示出了根据本发明实施例的示例性锁的立体装配分解示意图，如图1所示，该锁11包括：锁固构件11-9，通过与锁固对象接触而对其进行锁固；驱动构件11-1，用于驱动锁固构件11-9；以及连接件11-3，用于连接驱动构件11-1和锁固构件11-9并传输驱动构件11-1的动力到锁固构件11-9，其中，连接件11-3具有自锁功能且在驱动构件11-1停止驱动锁固构件11-9时阻碍锁固构件11-9回退。 [0033] 示例性地，如图1所示，根据本发明实施例的连接件11-3包括蜗轮蜗杆结构，该蜗轮蜗杆机构中的蜗杆11-31与驱动构件11-1连接，蜗轮11-32与锁固构件11-9连接，且蜗轮蜗杆彼此啮合。 [0035] 应该注意的是，本发明实施例的连接件并不限于图1中给出的蜗轮蜗杆结构，任何能够实现自锁功能的构件都可以用作本发明实施例的连接件。例如，连接件11-3除了与驱动构件连接的蜗杆以及与锁固构件连接的蜗轮之外还可以包括其他部件，例如，连接在蜗轮以及锁固构件之间的另外至少一个齿轮。 [0036] 对于根据本发明实施例的用于非机动车的锁，当锁固构件被驱动构件驱动而移动后，一旦驱动构件的驱动力被去除，由于连接件具有自锁功能，锁固构件将不会回退，从而能够始终保持对锁固对象的锁固，持续防止锁固对象的运动。例如，当锁固构件在驱动构件的驱动下接触锁固对象而对锁固对象进行锁固时，由于采用接触而防止锁固对象移动，则必然锁固对象会对锁固构件施加使锁固构件回退的作用力，如果没有连接件的自锁功能，则锁固构件将会回退从而离开锁固对象，解除对锁固对象的锁固，这种情况对根据本发明实施例的锁来说是不允许的，通过加入具有自锁功能的连接件，而限制了锁固构件离开锁固对象，使得其始终保持驱动构件的驱动力去除时的位置和状态，防止了锁固构件回退。 [0037] 在本发明的实施例中，对于自锁结合蜗轮蜗杆结构进行说明，对于蜗轮蜗杆结构，蜗杆可以转动蜗轮,但蜗轮无法转动蜗杆，也就是，自锁指的是，锁固构件只能在驱动构件的驱动下移动，而不能反过来带动连接件、驱动构件移动。从而，一旦驱动构件的驱动力去除，锁固构件将不会回退而保持动力去除时的状态和位置。 [0038] 示例性地，驱动构件可以是电机，蜗杆11-31可以被固定在电机上，例如，蜗杆11-31的主轴固定到电机的主轴，从而电机的旋转带动蜗杆转动，而与蜗杆啮合的蜗轮在蜗杆的带动下将蜗杆在围绕主轴方向的转动变换为蜗轮的围绕垂直于蜗杆主轴的轴方向的转动。 [0039] 另外，这里，作为用于驱动锁固构件的驱动构件以电机为例进行了说明，但正如本领域技术人员所知，驱动方式不限定于电动，也可以是气压驱动、液压驱动等。相应地，本发明中的驱动构件也可以是气动马达或液压马达等其他提供驱动力的驱动构件。 [0040] 示例性地，锁固构件11-9还可以包括齿条11-10，连接件11-3的蜗轮11-32与齿条11-10啮合，当连接件11-3还包括除了蜗杆11-31和蜗轮11-32之外的另外的齿轮时，该另外的齿轮可以与齿条11-10啮合。 [0041] 示例性地，锁固构件11-9可以是摩擦锁固构件，也就是，锁固构件通过接触而与锁固对象产生摩擦而对锁固对象进行锁固。 [0042] 例如，如图1所示，该摩擦锁固构件可以包括滑块11-4，滑块11-4能够沿着导轨滑动而在远离锁固对象或接触锁固对象的方向上，例如，垂直于电机主轴的方向上，移动以对锁固对象进行锁固或解除对锁固对象的锁固。 [0043] 示例性地，如图2B所示，滑块11-4可以在朝向导轨的一侧具有导槽，从而与导轨配合而滑动。这里，通过在滑块11-4上设置导槽进行限位滑动，但是当然也可以通过齿条的侧壁与壳体中适当位置设置的滑槽进行配合的方式，或者在滑块11-4的中心设置导槽等多种方式进行限位滑动。此外，在本例中，还可以在滑块11-4上挖设多个槽，从而可以减轻滑块11-4的重量也可以节约成本。 [0044] 示例性地，与连接件连接的构件，例如，齿条11-10，可以安装在滑块上，从而滑块可以通过连接件、齿条传输的驱动构件驱动力的带动下而移动。 [0045] 示例性地，该摩擦锁固构件除了滑块之外还可以包括用于与锁固对象接触的摩擦片11-5，如图1所示，摩擦片11-5可以设置在滑块11-4的靠近锁固对象的一侧，例如，在滑块11-4的靠近锁固对象的一侧设置螺纹孔，并通过螺丝固定摩擦片11-5，例如，橡胶制的摩擦片。 [0046] 备选地，该摩擦锁固构件可以包括直接与连接件连接的构件，例如，齿条11-10连接的摩擦片，该摩擦片可以在远离锁固对象或接触锁固对象的方向上，例如，垂直于电机主轴的方向上，移动以对锁固对象进行锁固或解除对锁固对象的锁固，或者，该摩擦片可以沿着导轨移动。例如，摩擦片可以在朝向导轨的一侧具有导槽，从而与导轨配合而滑动。 [0047] 示例性地，对于以上摩擦片，可以在摩擦片的与锁固对象接触的面以外的面包裹护罩来对摩擦片施加保护。 [0048] 示例性地，摩擦片可以形成为柱体，截面可以为正方形、长方形、圆形、椭圆形或其他多边形。 [0049] 示例性地，该锁11还可以包括外壳，例如，上壳11-6和下盖板11-7，连接件11-3、驱动构件11-1、锁固构件11-9的部分或全部被容纳在上壳11-6中，下盖板11-7从上壳11-6的开放端将上壳11-6封闭。导轨可以设置在上壳11-6的面对滑块或摩擦片的内侧，如图2所示，其可以与上壳11-6成一体或者单独形成而安装到该上壳11-6。电机11-1例如可以通过电机固定座11-8而被安装固定在上壳11-6内。例如，传动齿轮，例如蜗轮11-3可以通过例如螺丝和垫片等而固定在上壳11-6内。在上壳11-6上可以形成有与摩擦片11-5大致相同形状的凹槽以在摩擦片缩回的情况下容纳摩擦片11-5，如图1所示。 [0050] 示例性地，凹槽的长度方向可以与锁11整体的高度方向(即图2中上下方向)呈一定角度，也就是说摩擦片11-5与高度方向有一定角度。 [0051] 备选地，该锁11可以直接设置在锁固对象的构件中，锁11的部件直接安装到该构件。例如，当该锁应用于自行车时，锁的一部分例如，驱动构件11-1、连接件11-3以及滑块11-4等结构可以安装自行车的车架管体中，例如，后车架的靠近后轮的管体中。 [0052] 下面以连接件为蜗轮蜗杆结构作为示例结合附图2A-2C对该锁的工作过程进行示例性说明。 [0053] 图2A～图2C示出了锁11中各个部件连接的情况下的结构图，其中，图2A是锁的俯视图，图2B是图2A的锁的A-A向剖视图，图2C是图2A的锁的B-B向剖视图。 [0054] 从图2A中可以清楚地看到驱动构件11-1、蜗杆11-2、传动齿轮，例如蜗轮，11-3以及滑块11-4或者摩擦片之间的连接关系，通过上述连接，驱动构件11-1的主轴转动首先转换为蜗杆11-2的转动，蜗杆11-2上设有与主轴延伸方向具有一定夹角的螺纹，从而能够使得与蜗杆11-2啮合的传动齿轮，例如蜗轮，11-3能够在图中的顺时针或逆时针方向旋转。随着传动齿轮，例如蜗轮，11-3的旋转，与传动齿轮，例如蜗轮，11-3啮合的滑块11-4能够在图2A中左右方向上移动。 [0055] 具体来说，在驱动构件11-1的旋转致使蜗杆11-2在图2A中从左向右转动的情况下，由于蜗杆11-2上的螺纹左低右高，因此传动齿轮，例如蜗轮，11-3中的齿与蜗杆11-2的啮合位置随着蜗杆11-2的转动而不断降低，从而带动传动齿轮，例如蜗轮，11-3在图2A中向逆时针方向旋转。这样，滑块11-4或者摩擦片在与传动齿轮，例如蜗轮，11-3啮合的齿条结构的驱动下，在图2A中从右向左移动，摩擦片11-5伸出从而与锁固对象接触实现锁固。 [0056] 相反，在驱动构件11-1的旋转致使蜗杆11-2在图23A中从右向左转动的情况下，由于蜗杆11-2上的螺纹左低右高，因此传动齿轮，例如蜗轮，11-3中的齿与蜗杆11-2的啮合位置随着蜗杆11-2的转动而不断升高，从而传动齿轮，例如蜗轮，11-3在图2A中向顺时针方向旋转。这样，滑块11-4或者摩擦片在与传动齿轮，例如蜗轮，11-3啮合的齿条结构的驱动下，在图2A中从左向右移动，摩擦片11-5缩回从而与锁固对象逐渐脱离，解除锁固。 [0057] 示例性地，如图2B所示，蜗杆11-2可以为中空结构，在其通孔中例如通过过盈配合而插入或拧入驱动构件，例如，电机11-1的主轴，从而使得蜗杆11-2与电机11-1的主轴能紧密结合。 [0058] 示例性地，驱动构件，例如，电机的电力可以由与驱动构件，例如，电机连接的电线提供或者可以由与该锁连接的电池提供。 [0059] 示例性地，驱动构件可以被控制模块控制，该控制模块可以装设在锁固对象上易于被用户操作的位置而通过用户手动控制，或者可以通过通信终端或者服务器远程控制。 [0060] 这里，应该注意的是，锁固构件与锁固对象接触对该锁固对象进行锁固中的“接触”，本发明的实施例并非仅限于触碰，而是还包括当触碰之后驱动构件继续施加驱动力，而锁固构件与锁固对象的压制接触的情况，在压制接触的情况下，锁固构件所施加的防止锁固对象运动的作用力较大，能够更好地防止锁固对象运动。 [0061] 对于根据本发明实施例的锁，当锁的锁固构件，例如，摩擦片初始接触，例如，触碰锁固对象之后，驱动构件继续施加驱动力而使得锁固构件与锁固对象压制接触，随着锁固构件被更进一步地压向锁固对象，锁固构件的朝向锁固对象移动的阻力会越来越大，从而使得驱动构件，例如，电机的堵转电流逐渐加大，本领域的技术人员可以根据具体情况而设置该堵转电流的阈值使得堵转电流达到该阈值时驱动构件，例如，电机停止驱动锁固构件的移动，从而锁固构件实现对锁固对象的可靠的锁固。当解除对锁固对象的锁固时，电机反转，滑块或摩擦片移动达到一定的行程，电机停止转动，实现对锁固对象的解锁。 [0062] 根据本发明实施例的锁，包括通过与锁固对象接触而对其进行锁固的锁固构件，且还包括驱动构件以及具有自锁功能且在所述驱动构件停止驱动所述锁固构件时阻碍所述锁固构件回退的连接件，通过接触锁固对象而对其锁固以及锁固，能够避免现有的固定锁锁固锁固对象时与采用该锁的车辆的碰撞，而且，在锁固完成后，能够通过连接件的自锁实现对锁固对象的持续可靠地锁固。进一步地，通过驱动构件控制该锁，用户可以不用直接操作锁，更方便。 [0063] 第二实施例 [0064] 本发明的第二实施例提供一种车辆，该车辆包括车轮以及如本发明第一实施例所述的用于非机动车的锁，其中锁对车轮进行锁固以充当该车辆的车锁，为了简洁，锁的结构可以参照本发明的第一实施例，这里将不再进行赘述。 [0065] 示例性地，根据本发明实施例的车辆还可以包括：通信模块，接收用于锁固的控制命令；以及控制模块，基于来自于通信模块的控制命令而控制锁的驱动构件以驱动锁固构件。 [0066] 这里，以自行车中使用该锁为例说明了本发明，但本发明并不限于使用在自行车上，电动车、摩托车、汽车等任何有锁固需求的对象都能够应用本发明，而且本发明也不限定于锁的用途，只要是需要使对象物锁固的情况下都能够应用本发明。 [0067] 该通信模块和控制模块可以装配成一个部件而装设在所述车辆上。例如，如图3所示，通信模块和控制模块可以共同设置在一个主板121上，且还可以包括为二者供电的电池等，该部件还可以包括底壳122和面壳123。 [0068] 例如，如图3所示，主板121例如通过螺丝被安装在面壳123上，底壳122通过螺丝等被固定在面壳123上，从而将主板121封闭在外壳的内部。 [0069] 例如，如图4所示，当该部件被设置在自行车上时，其可以如图所示设置在自行车的前方。图4的自行车100可以包括车架101、前轴组件102、中轴组件103、后轴组件104、车轮105、车把106、车座107，另外，本发明为了图示的清楚而省略了脚蹬的图示。这里，车架101包括前叉1011、头管1012、车架下管1013、集成底架1014、座管1015。 [0070] 示例性地，该控制命令可以由手机等通信终端通过无线传输的方式，例如，通过蓝牙、局域网或互联网的方式发送给通信模块，可以也由远程的后台服务器向通信模块而发出。例如，车辆的任意位置处可以设置二维码等，用户可以通过手机对二维码进行扫码，从而对后台服务器发送信号，在后台服务器中进行认证等一系列的操作，在认证成功后，对通信模块发送解锁信号，若通信模块收到该解锁信号则传输给控制模块，从而控制模块向锁的驱动构件发送控制信号，例如，使得电机正转或反转。 [0071] 备选地，根据本发明实施例的车辆还可以包括开关，该开关直接控制控制模块，例如如图3所示，开关126设置在外壳上，而用户可以通过开关126手动控制控制模块而驱动驱动构件，开关可以对应于两档，一档控制驱动构正向驱动锁固构件使得其接触锁固对象，一档控制驱动构件反向驱动锁固构件使得其远离锁固对象。 [0072] 备选地，根据本发明实施例的车辆还可以仅包括控制模块，该控制模块可以由与控制模块组成一个部件的开关而控制。 [0073] 示例性地，该锁的锁固构件是摩擦锁固构件，该摩擦锁固构件通过与所述车轮接触而对其进行锁固。 [0074] 示例性地，该摩擦锁固构件包括用于与车轮的轮胎或轮毂接触的摩擦片。 [0075] 示例性地，该摩擦片的长度大于宽度，其长度方向与所述摩擦片所对准的所述车轮部分的切线方向一致。如图4所示，在锁11被固定在集成底架1014上的情况下，由于其安装位置并非与后轴在一个水平面上，因此与摩擦片11-5接触的车轮的切线方向并非垂直于地面而是与垂直方向有一个交角，因此通过将摩擦片11-5以长度方向沿着车轮切线方向的方式而安装，从而能够减小摩擦片11-5的受力面积而最大程度地提高其寿命。 [0076] 示例性地，也可以适当地设置锁11的安装位置，使得上述摩擦片与车轮的轮胎而非轮毂抵接，这样，由于轮胎通常是由橡胶制造，因此能够进一步增加摩擦力。 [0077] 示例性地，锁也可以用来对前轮进行锁定，在该情况下，锁11例如可以被安装在前叉上。 [0078] 图5A和图5B是自行车后部的俯视图，其中图5A是说明安装了本发明的锁的自行车的开锁状态的示意图，图5B是说明安装了本发明的锁的自行车的关锁状态的示意图。 [0079] 如图所示，锁11通过两端的安装孔而被安装在集成底架1014上，并且摩擦片一侧朝向车轮。在图5A的情况下，摩擦片部分或全部缩回而远离锁固对象，从而摩擦片不与轮胎摩擦，车轮能够自由旋转；在图5B的情况下，摩擦片向轮胎伸出从而摩擦片与轮胎摩擦，车轮不能自由旋转。 [0080] 对于本发明实施例的锁以及采用该锁的车辆，包括通过与锁固对象接触而对其进行锁固的锁固构件，且还包括驱动构件以及具有自锁功能且在所述驱动构件停止驱动所述锁固构件时阻碍所述锁固构件回退的连接件，通过接触锁固对象而对其锁固，能够避免现有的固定锁锁固锁固对象时与采用该锁的车辆的碰撞，而且，在锁固完成后，能够通过连接件的自锁实现对锁固对象的持续可靠地锁固。进一步地，通过驱动构件控制该锁，用户可以不用直接操作锁，更方便。 [0081] 以上参照上述各实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于上述的各实施方式，将各实施方式的构成适当组合或置换后的方案，也包含在本发明范围内。另外，还可以基于本领域技术人员的知识适当重组各实施方式中的组合和处理顺序，或者对各实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也可能包含在本发明的范围内。 [0082] 本发明虽然已详细描述了各种概念，但本领域技术人员可以理解，对于那些概念的各种修改和替代在本发明公开的整体教导的精神下是可以实现的。本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。 |
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