具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了阐释的目的而描述了本发明的一些示例性实施例，需要理解的是，本发明可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。

如图1所示，本发明的一个较佳实施例中提供的一种涨闸锁，包括与涨闸组件配合的锁体100。本实施例的涨闸锁的锁体100可以与现有技术中已有的任意一种涨闸组件配合使用，不会影响该涨闸组件已有的结构和使用原理。优选地，本实施例中选用的涨闸组件包括设置在第一壳体200上的刹盘组件201和闸盘202，闸盘202安装在第一壳体200内，并与刹盘组件201配合以实现刹车功能。锁体100与闸盘202配合，完成锁止或解锁。锁体100通过第一螺栓203固定在第一壳体200内。

如图4所示，锁体100包括第二壳体111和盖板112，盖板112盖合在第二壳体111上形成一容纳空间，锁体100的主要部件均设置在该容纳空间内，包括执行机构140、驱动部件120、控制装置130。盖板112通过第二螺栓113固定在第二壳体111上。第二壳体111与盖板112围合形成的外壳具有IPX7防水等级。

执行机构140用于完成解锁或锁止动作，在本实施例中，如图2和图3所示，执行机构140的执行部件为锁舌141。锁舌141的结构参见图6。在锁舌141上设置有第一突出部142，第一突出部142从锁舌141朝向闸盘202的一个侧边147往闸盘202方向突出，与锁舌141的本体形成钩状，即第一突出部142的一个侧壁与锁舌141的侧边147形成钝角，第一突出部142的另一个侧壁与锁舌141的侧边147形成锐角。第一突出部142可以穿过设置在第二壳体111上的通孔114伸出第二壳体111外，与设置在闸盘202上的凹槽204配合，从而完成锁止，使涨闸锁处于关锁状态。在闸盘202的圆周上均匀布置有多个凹槽204。如图3所示，当第一突出部142与凹槽204分离后，涨闸锁处于开锁状态。优选地，锁舌141可转动地连接在第二壳体111上，转动轴设置在锁舌141的第一端148附近。

驱动部件120用于驱动执行机构140运动，从而使第一突出部142能够与闸盘202上的凹槽204配合或分离。驱动部件120优选为带编码器的防水马达。如图4所示，驱动部件120安装在第二壳体111内，且在驱动部件120与盖板122之间还设置有橡胶垫115。

驱动部件120通过联动机构160与执行机构140相连接，联动机构160将驱动部件120输出的转动转化为执行机构140的平动。

控制装置130与驱动部件120电连接，用于控制驱动部件120的运动，从而带动执行机构140的运动。控制装置130设置在第二壳体111内，控制装置130为电路板。控制装置130能够响应开关锁指令从而控制驱动部件120，以完成开锁或关锁，并报告开锁状态或关锁状态。在一些实施方式中，控制装置130集成有通讯功能，不仅能够通过远程通讯与后台服务器联系，接收开锁和关锁指令，报告车辆状态，实现了车辆的远程管理，还能够通过近程通讯方式，如蓝牙、ZigBee等方式，与客户终端通讯，接收开锁和关锁指令。在一些实施方式中，控制装置130可以部分或全部独立设置于锁体100的外部，且可以与单独的通讯模块进行通信，实现数据的交互，该单独的通讯模块可以包括与后台服务器远程通讯的功能以及如蓝牙、ZigBee等近程通讯功能。

联动机构160分别与驱动部件120和执行机构140连接。具体地，联动机构160包括一与执行机构140连接的连接件，将驱动部件120的作用力传递给执行机构140，使执行机构140在开锁时向闸盘202的方向运动，或者在关锁时向背离闸盘202的方向运动。连接件可以为本领域技术人员已知的任何一种杆状件或其他形状的构件。优选地，此处选用弹性元件。采用弹性元件作为连接件，相比于连杆式连接件能够在异常开锁的情况下，完成开锁指令，当异常情况清除时，能够完成开锁动作不至于使锁舌141被卡死而不能开锁，例如，在坡道停放的车辆，在重力作用下，车辆的锁舌141被闸盘202造成一定压迫，在收到开锁指令后，驱动部件120运行执行开锁动作，虽然锁舌141和闸盘202由于压迫而没有分离，但是并不影响车辆将开锁指令执行完毕，将对锁舌141的压迫解除后，在弹性元件的作用下，锁舌141和闸盘202分离，即恢复到正常的开锁状态。

优选地，如图4所示，联动机构160包括曲柄161和第一弹性元件162。曲柄161的一端与驱动部件120的输出端固定连接，在驱动部件120的驱动下转动；曲柄161的另一端与第一弹性元件162的一端连接，执行机构140与第一弹性元件162的另一端连接。通过设置第一弹性元件162，驱动部件120在驱动曲柄161转动后，第一弹性元件162会对锁舌141施加弹力，通过弹力来驱动锁舌141的运动。第一弹性元件162优选为弹簧。由于第一弹性元件162的缓冲作用，锁舌141不会马上运动，瞬间完成开锁或关锁运动，有利于避免安全事故。例如，锁体100发生了硬件故障，无法检测到涨闸组件运动状态，或者由于其他原因在骑行时执行了关锁命令，此时车辆仍在运行状态；当曲柄161在驱动部件120的带动下转动，第一弹性元件161由于具有缓冲作用，从而不会使锁舌141的第一突出部142立即落入闸盘202的凹槽204，而是需要经过一段时间后，第一突出部142才会与凹槽204完成配合，如果在这段时间范围内能够使闸盘202的凹槽204无法让锁舌141回落到位，则根据这个原理测算出闸盘202转动的安全速度；根据安全速度，通过合理设置凹槽204的个数和排列方式，使得只有当闸盘202的速度低于安全速度时，第一突出部142才能与凹槽204完成配合，从而锁死车辆，此时车辆是在安全速度下被锁死的，能够保证驾驶人员的人身安全，避免发生事故；当闸盘202的速度高于安全速度时，即使由于误操作等原因，驱动部件120完成关锁动作，到达关锁位置，第一弹性元件162处于被压缩的状态，但是由于第一突出部142不能及时与凹槽204完成配合，闸盘202发生高速转动，从而使凹槽204会与第一突出部142发生撞击，但不会让第一突出部142落入凹槽204，从而无法完成对高于安全速度行驶的车辆进行锁死，避免了安全事故的产生。当车锁低于安全速度时，即使第一突出部142落入凹槽204，也不会造成安全事故。优选地，将第一突出部142上在关锁时最先与凹槽204接触的角部143设置为圆角，当凹槽204与第一突出部142发生撞击时，由于角部143为平滑的圆角，能够更方便地使凹槽204滑过第一突出部142。

在本实施例中，为了进一步避免车辆在运行状态下，由于电控故障或异常触发关锁指令而导致的误关锁操作，本实施例中还设置了用于监测涨闸组件运动状态的传感器。传感器与控制装置130连接，或者将传感器集成在控制装置130上。当传感器检测到涨闸组件正处于运动状态时，控制装置130会根据传感器的检测信息判断涨闸的运行速度是否大于安全速度。如果大于安全速度，控制装置130接收了关锁指令或涨闸锁出现了电控故障，控制装置130也不会控制驱动部件120运动，而是控制驱动部件120保持在停止状态。在一些实施方式中，可以采用角速度传感器测量车轮的转速并传输至控制装置130。本实施例中，优选采用霍尔感应元件来检测转速。控制装置130中包括霍尔感应元件(图中未示出)，如图1所示，在闸盘202上安装有强磁铁205，若车辆处于骑行状态，霍尔感应元件会感应到相应的信号，控制装置130依此判定闸盘的速度是否大于安全速度。

如图4所示，锁舌141上还设置有第二弹性元件144，第二弹性元件144的一端连接在第二壳体111上，另一端与锁舌141连接。第二弹性元件144在锁舌141上施加弹力，该弹力促使锁舌141往突出第二壳体111的方向运动。优选地，第二弹性元件144为扭簧，套设在锁舌141的转动轴上。设置第二弹性元件144，可以让锁舌141的定位更加精准，不过需要在锁舌141上开设安装槽，用于安装第二弹性元件144，例如，当选用扭簧时，需要开设钩挂凹槽。

如图3和图4所示，当锁舌141转动至第一突出部142与闸盘202的凹槽204完成后配合后，还可以设置锁止组件170，同时在锁舌141上与第一端148相对的第二端设置一配合部与锁止组件170配合。如图4所示，锁止组件170包括卡扣171和第三弹性元件172。第三弹性元件172用于给卡扣171施加弹力，促使卡扣171往锁舌141方向转动。卡扣171的一端可旋转地连接在第二壳体111上，第三弹性元件172优选为扭簧，套设在卡扣171的旋转轴上。如图6所示，设置在锁舌141第二端的配合部优选为弧形凹槽145，卡扣171的另一端设置为与弧形凹槽145匹配的形状，当第一突出部142与闸盘202的凹槽204完成配合后，弧形凹槽145与卡扣171的另一端对应，在第三弹性元件172的弹力作用下，卡扣171抵靠在弧形凹槽145中，从而将锁舌141锁止在关锁位置。

为了能够克服锁止组件170的弹力进行自动开锁，执行机构140还设置了拨动组件，如图5所示，拨动组件包括拨动件151。拨动件151呈近似三角的形状，第一角附近设置有孔，拨动件轴153穿过该孔，使拨动件151与锁舌141可转动地连接。第二角和第三角分别位于第一角的两侧，第二角用于连接第一弹性元件162，具体地，在第二角处设置有阻挡部155，与第一弹性元件162的一端连接。阻挡部155是沿着拨动件151厚度方向突出而形成的，在关锁过程中，第一弹性元件162在阻挡部155上施加推力，从而推动拨动件151相对锁舌141旋转，当拨动件151转到一定角度时，阻挡部155与锁舌141的侧壁接触，拨动件151不再转动，阻挡部155继而施加一推力在锁舌141上，从而推动锁舌141转动。第三角处设置有一圆柱端部156，用于拨动卡扣171以克服第三弹性元件172的弹力。在开锁过程中，第一弹性元件162施加一拉力在拨动件151的阻挡部155上，使拨动件151相对于锁舌141转动，阻挡部155开始远离锁舌141，此时，端部156在转动过程中开始拨动卡扣171，从而促使卡扣171克服第三弹性元件172的弹力，而与锁舌141脱离。

优选地，为了让拨动件151在没有外力作用时，能够更有效地解除对卡扣171拨动作用，还设置了第四弹性元件152。第四弹性元件152在拨动件151上施加弹力，该弹力促使拨动件151与卡扣171分离，优选地，第四弹性元件152为扭簧，套设在拨动件轴153上。

为了准确地检测锁体100的开锁状态和关锁状态，本实施例还设置了检测装置。如图2所示，检测装置包括第一开关181和第二开关182。第二开关182设置在曲柄161在开锁时的转动行程的终点位置，并与曲柄161耦合；第一开关181设置在锁舌141的第一端附近，与锁舌141耦合；锁舌141的第一端上设置有第二突出部146，第二突出部146从锁舌141上往远离闸盘202的方向突出，使得第二突出部146可以与第一开关181接触或分离。当锁体100处于正常开锁状态时，曲柄161位于远离锁舌141的位置，此时，曲柄161与第二开关182接触，第二开关182处于接通状态，锁舌141位于远离闸盘202的位置，第二突出部146与第一开关181分离，第一开关181处于断开状态。如图3所示，当锁体100处于正常关锁状态时，曲柄161位于靠近锁舌141的位置，曲柄161与第二开关182分离，第二开关182处于断开状态，锁舌141位于靠近闸盘202的位置，第一突出部142与凹槽204配合，第二突出部146与第一开关181接触，第一开关181处于接通状态。根据第一开关181和第二开关182的状态，可以准确地判断锁体100处于开锁状态或关锁状态。检测装置不仅限于第一开关181和第二开关182，在一些实施方式中，检测装置还可以是压敏电阻、光耦器件等，只要能够在关锁或开锁状态下通过曲柄161和锁舌141的位置而被触发的装置均可应用于本实施例。此外，即使是非正常的开关锁，也可以根据检测装置的检测信号进行粗判，在异常消除时，第一弹性元件162也能使车锁恢复到正常的开关锁状态。

除了上述第一弹性元件162和安全速度的设置保证安全以外，还给控制装置设置了给驱动部件120上电和断电的机制，进一步确保在开锁状态下不会因为系统原因导致驱动部件120发生转动。

下面详述本实施例的工作原理。

1、开锁执行过程

正常开锁执行过程：本实施例采用驱动部件120带动曲柄161以及第一弹性元件162的形式进行传动，控制装置130响应于开锁指令，即刻为控制驱动部件120供电，并使转动，带动曲柄161转动，以提高开锁速度。转动方向为图2所示的从右往左的方向，第一弹性元件162施加的弹力拉动拨动件151的阻挡部155，拨动件151相对于锁舌141发生旋转，拨动件151的端部156沿着卡扣171的侧壁推动卡扣171，使卡扣171与锁舌141的弧形凹槽145脱离，锁舌141被拉动往远离闸盘202的方向运动，使得第一突出部142与闸盘202的凹槽204分离，完成解锁。同时，锁舌141的第二突出部146随着锁舌141的转动与第一开关181分离，第一开关181被断开；曲柄161在转动过程中，会与第二开关182接触，使得第二开关182接通。当控制装置130接收到第二开关182接通信号时，驱动部件120停止或堵转停止在归零位置。此时，第一开关181断开，第二开关182接通，锁体100解锁成功，发送解锁成功的信号。解锁成功后，控制装置130给驱动部件120断电并保持断电状态，以保证在开锁状态下，驱动部件120不会因为内部系统原因发生转动，尤其是关锁转动。

非正常开锁执行过程：在解锁过程中，会出现例如锁舌141部分受压或其他异常情况导致锁舌141无法向锁体100内部运动的情形。由于曲柄161与拨动件151之间是通过第一弹性元件162连接传动的，所以驱动部件120仍可以正常运动到位，驱动部件120与第二开关182接触，当控制装置130接收到第二开关182接通信号时，驱动部件120停止或堵转停止在归零位置；此时，控制装置130给驱动部件120断电并保持断电状态，虽然此时第一开关181仍与锁舌141的第二突出部146接触，处于未断开状态，但第一弹性元件162已在锁舌141上施加促使锁舌141向锁体100内部运动的拉力。当锁舌141受到的外力或其他异常状况解除后，锁舌141在第一弹性元件162的拉力作用下，仍会向锁体100内部运动，从而自动解锁，第一开关181断开，从而完成整个开锁过程。此种情况主要针对的场景是车辆停放在坡道上，或出现其他异常载荷的情况下，导致闸盘202对锁舌141造成一定压迫，有可能使锁舌141在开锁过程中无法运动，不过只要外力释放，锁体100仍可以自动恢复到正常开锁状态，实际本非正常开锁过程是分步的正常开锁过程。

2、关锁执行过程

正常关锁执行过程：闸盘202处于停止状态，控制装置130接收到关锁指令时，给驱动部件供电，并控制驱动部件120转动，曲柄161按照图3所示的从左往右的方向转动，曲柄161转动后，释放对第二开关182的接触，第二开关182断开。当驱动部件120转过预设的角度后停止转动。控制装置130接收到第二开关182的断开信号和驱动部件120停止转动的电频信号，则可判定关锁动作已执行。当关锁动作已经执行到位后，控制装置130给驱动部件120断电并保持断电状态，此时，锁舌141会有如下两种状态：

第一种状态：正常关锁状态，锁舌141的第一突出部142正对闸盘202上的凹槽204，锁舌141在第二弹性元件144的作用力下发生转动，使得第一突出部142从锁体100内部向锁体100外部运动，落入闸盘202的凹槽204中。同时，由于锁舌141的转动，第二突出部146会接触第一开关181，使得第一开关181导通，此时，第二开关182是断开的，发送锁车成功的状态。在锁舌141运动过程中，拨动件151在第四弹性元件152的作用下，拨动件151会发生转动，端部156解除对卡扣171的抵靠，从而使卡扣171在第三弹性元件172的作用下发生转动，抵靠在锁舌141第二端的弧形凹槽145中，从而锁死锁舌141，使其不因外力因素而被打开，实现可靠锁止。

第二种状态：非正常关锁状态，锁舌141的第一突出部142并未正对闸盘202上的凹槽204，锁舌141会在第一弹性元件162以及第二弹性元件144的作用下，使得第一突出部142抵靠在闸盘202的外侧壁上，此时，第二开关182是断开的，判断锁车成功，并状态上报服务器，控制装置130给驱动部件120断电保持断电状态；虽然此时第一开关181仍处于断开状态，但第一弹性元件162处于压缩状态，只要闸盘202产生转动，到达第一突出部142与凹槽204正对的位置，锁舌141因第二弹性元件144和第一弹性元件162的作用力使得第一突出部142自动落入凹槽204中；同时，锁舌141的第二突出部146会压合第一开关181，使得第一开关181导通，从而实现物理上的关锁成功，。与第一种状态相同，卡扣171依照同样的方式锁死锁舌141。实际本非正常开锁过程是分步的正常关锁过程。

额外的安全保护：如果碰到系统故障，锁体100接收了非正常的关锁指令，首先会由霍尔感应元件检测闸盘202上的磁场状态，若车辆正处于骑行状态，霍尔感应元件会感应到相应的信号，控制装置130会依此判定车辆处于骑行状态，驱动部件120的工作电路仍不会供电运行，从而避免了安全隐患问题。如果硬件系统也发生了故障，无法检测到霍尔信号，或者硬件由于其他原因执行了关锁命令，本实施例的涨闸锁仍能保障安全。这是因为，若正在骑行中，闸盘202具有相应的角速度，而由于第一弹性元件162的缓冲作用，锁舌141的第一突出部142落入闸盘202的凹槽204中需要一段时间，如果在这个特定的时间段内凹槽204无法让第一突出部142回落到位，则可根据这个原理设置安全速度。当车辆运行的速度低于安全速度时，第一突出部142才会落入凹槽204中，从而锁死车辆；当速度高于安全速度时，第一突出部142会与闸盘202的凹槽204发生撞击，但不会回落到凹槽204中，从而无法完成对行驶中的高于安全速度的车辆进行锁死，从而避免了安全事故的发生。

本发明提供的涨闸锁，适用于各种车辆，如自行车、电动助力车等，优选地，适用于共享单车或共享助力车中。当使用在共享车辆中时，能够准确检测开关锁状态，提高了车辆的管理效率，降低了运营成本。同时，由于涨闸锁隐蔽安装在车体内，不容易遭受恶意破坏；涨闸锁中有锁止组件，保证了车辆在锁止状态下不容易遭受外力而被解锁；涨闸锁的安全关锁过程，不会使车辆在高于安全速度的情形下被异常锁止，保证了骑行人员的安全。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。