CN101936094A - 电子弹子机械锁芯双控保险柜 - Google Patents
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Abstract
电子弹子机械锁芯双控保险柜，包括锁体、锁芯和配套钥匙，锁体内设有与锁芯相交接的机械弹子和主控板电路，锁芯外围还设有与锁芯中轴线相垂直的电磁弹子，电磁弹子外围的电磁线圈与主控板电路相连接，主控制电路包括单片机芯片、数据存储器和电磁线圈的极性变换电路，单片机芯片控制电磁线圈极性变换力带动电磁弹子吸附或脱离机械锁芯，在保险柜内的电磁铁联动机构改为由电磁线圈带动电磁弹子移至锁体内直接控制锁芯的转动，锁芯和控制开锁的电磁弹子结合紧密，缩小锁体在保险柜中的空间体积，密封性好，抗震性强，工作稳定可靠；耗电仅为采用电磁铁组件耗电量的十分之一，延长电池使用寿命；取消保险柜应急开锁芯，提高保险柜安全系统和保密等级。
Description
技术领域
本发明涉及一种保险柜锁具，特别是一种电子与机械双控保险柜锁。
背景技术
我国在2001年更新了关于防盗保险柜的国家标准GB10409-2001至今，电子密码锁保险柜的锁具一直未有重大改变，长期以来，采用电磁铁作为控制保险柜装置，成了每个电子保险柜的标准配置。
如图7所示，是市场上销量最大的小型保险柜密码锁的内部结构图，包括主控板37、液晶显示屏25、输入按键26、应急锁芯41、应急锁芯连杆39、电磁铁组件33、电磁铁连接片40、主锁舌连动杆31、主锁芯38等，这些部件均安装在保险柜门上。主锁芯38是一把转舌锁芯，它通过传动杆27连接锁舌拨动杆32，锁舌拨动杆32的一头套在锁舌连动杆31的限位槽29中，主锁芯38在转动时锁舌拨动杆32随同主锁芯38做同方向运动，也带动了锁舌联动杆31做水平方向的移动，使固定在锁舌连动杆31上的锁舌28水平移动。用户平时正常进行开锁时，先按指定的输入按键26，接收按键输入并接通，主控板37接受到指令后，点亮液晶显示屏25，显示用户机器正常，用户在按键面板26上输入密码，主控板37比对输入密码和用户预存在主芯片上的密码，如果密码一致，主控板接通电磁铁电路，励磁线圈36流过电流，限位弹簧35中的铁芯34被吸下，用户可在一定的时间内插入钥匙43转动就可使锁舌28水平后退打开保险柜。
电磁铁平时靠弹簧弹性向上弹起，因本体暴露，易进杂质而卡死，不可靠；同时，电磁铁易受外力震动而上、下抖动，当电磁铁向下抖动时，不法之徒有机会开锁，存非法开锁的隐患，不安全。除此以外，电磁铁工作耗电大，工作电流不低于300mA，电池工作寿命短。
发明内容
本发明是针对现有保险柜电磁铁所存在的缺陷，设计的一种锁芯机械弹子和电子弹子融合为一体的机电双控一体化的保险柜锁，实现锁芯的机电一体化双重控制，消除电磁铁存在的隐患和不安全因素，减小保险柜工作电耗，延长电池使用寿命。
本发明的技术方案是：电子弹子机械锁芯双控保险柜，包括锁体、锁芯和配套钥匙，锁体内设有与所述锁芯相交接的机械弹子和主控板电路，其特征是锁芯外围还设有与所述锁芯中轴线相垂直的电磁弹子，所述电磁弹子外围的电磁线圈与所述主控板电路相连接，所述主控制电路包括单片机芯片V1、数据存储器V2和电磁线圈的极性变换电路，单片机芯片V1控制电磁线圈极性变换力带动电磁弹子吸附或脱离机械锁芯，单片机V1与设在保险柜上的显示屏相连接显示允许或禁止开锁信号。
作为优选，电磁弹子选择设在与锁芯中轴线相垂的上方，或将电磁弹子设置在与锁芯中轴线相垂直的下方，或将电磁弹子设置在与锁芯中轴线相垂直的左侧，或将电磁弹子设置在与锁芯中轴线相垂直的右侧。
所述单片机芯片V1输出端分别连接液晶显示屏电路、音响报警电路和电磁线圈正反向功率放大电路，单片机芯片电路的输入端连接输入开锁密码的钥匙和锁芯数据触点。
将设在保险柜内的电磁铁联动机构改为由电磁线圈带动电磁弹子，并移至锁体内直接控制锁芯的转动，锁芯和控制开锁的电磁弹子结合紧密，缩小锁体在保险柜中的空间体积，密封性好，抗震性强，工作稳定可靠，有利于锁体小型化，降低了生产成本；电磁弹子在磁场中运动能耗少，耗电仅为采用电磁铁组件耗电量的十分之一，延长了供电电池的使用寿命；取消保险柜应急开锁芯，避免应急锁芯技术性开锁的隐患，提高保险柜安全系统和保密等级。
附图说明
图1a为锁钥匙结构剖面图，图1b为锁芯结构剖面图。
图2a为电子弹子下落不可以开锁结构剖面图。
图2b为电子弹子上升可以开锁机结构剖面图。
图3a为电子弹子上升不可以开锁结构剖面图。
图3b为电子弹子下落可以开锁结构剖面图。
图4a为电子弹子向左正向移动不可以开锁结构剖面图。
图4b为电子弹子向左反向移动可以开锁结构剖面图。
图5a为电子弹子向右正反移动不可以开锁结构剖面图。
图5b为电子弹子向右反向移动可以开锁结构剖面图。
图6为控制电子弹子工作电路图。
图7为原电子密码锁保险柜结构立体图，其中图7a为锁体内部结构，图7b为锁体面板示意图。
具体实施方式
图1为保险柜锁芯及配套钥匙结构示意图，如图1a所示，保险柜钥匙由钥匙本体1、IC卡芯片2、钥匙数据触点3和机械弹子孔4组成，由图1b所示，保险柜锁由锁芯数据触点5、锁芯机械弹子6、锁芯7、锁芯数据触点绝缘体8、数据触点导线9、锁舌10、锁体11、电磁线圈12和电磁弹子13组成，电磁弹子13与锁芯7的中轴线相垂直，并与锁芯机械弹子6相平行。电磁弹子13套在电磁线圈12内，电磁线圈12设在锁体11和锁体腔15内，并与锁芯7相隔离，以方便锁芯7转动。电磁弹子13的一端与锁芯上凹孔14大小相对应，并能相互对准。钥匙上的机械弹子孔4和锁芯机械弹子6形状和大小相对应。钥匙数据触点3与锁芯数据触点5相接触，数据触点导线9与主控板单片机芯片V1输入端相连接。钥匙数据触点3、锁芯数据触点5和数据触点导线9提供单片机V1读取钥匙密码数据的通路。
电磁线圈极性变换电路包括单片机芯片V1、三极管G1、G2、G3、G4，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电磁线圈DCT和电容C1。其中芯片V1的P64脚与三极管G1、G2和电阻R1、R2、R5组成正向功率放大，芯片V1的P65脚与三极管G3、G4和电阻R3、R4、R6组成反向功率放大，三极管G1和G2导通时，G3和G4截止，反之也然。
电磁弹子13采用磁性材料，用来控制锁芯7的转动，锁芯7采用带有铁质的黄铜材料具有吸附磁性作用，平时电磁弹子13落在锁芯孔14内并吸附在锁芯上，如图2a所示，锁体11和锁芯7接电源负极。钥匙插入锁芯7后，因锁芯7受电磁弹子13落在锁芯凹孔14内被嵌住，如图2a所示，钥匙无法转动锁芯7，保险柜不能开锁。图3～图5所示分别为电磁弹子13设在锁芯7的中轴线下方，或设在中轴线的左侧或右侧，都是由电磁线圈12电流方向切换产生的磁力推动电磁弹子13上下或左右运动。它们运动方向由单片机芯片V1内存的程序软件控制。
为使电磁弹子13能克服锁芯7吸附力用三极管功率放大电路对单片机芯片V1的控制信号进行放大，现以图2所示将电磁弹子13安装在锁芯7的上方为例，电磁线圈12套在磁性弹子13外围置于锁芯上方的凹孔14内，没有钥匙插入时，图6所示单片机芯片V1的P60脚为高电平，钥匙插入锁芯7时，钥匙本体1同时接触锁芯数据触点5和锁芯7，锁芯数据触点5高电平变成低电平，经数据触点导线9至图6的接点65，单片机芯片V1的P60脚由高电平变成低电平将单片机唤醒。钥匙1插入锁芯7后，单片机芯片V1通过钥匙数据触点3、锁芯数据触点5和数据触点导线9先读取开锁钥匙IC卡密码数据，并将读取的开锁钥匙密码数据与保存在图6存储器V2的开锁钥匙密码数据进行比较，比较错误，单片机芯片V1控制P65脚输出高电平，P65脚高电平控制G5导通，B1音响报警。比较正确，单片机芯片V1通过P61脚和P62脚控制保险柜面板显示屏显示，允许操作者输入密码，输入密码正确，单片机芯片V1的P64脚输出高电平、P63脚为低电平，P64脚高电平使NPN管G1导通将接点61拉成低电平，接点61使磁线圈DCT为低电平，接点61和R2将接点62电平拉低，PNP管G2导通将高电平VCC送给接点63，接点63端的电磁线圈DCT为高电平，电磁线圈DCT正向加电，电流从接点63通过电磁线圈DCT流向接点61，线圈DCT产生正向磁场，电磁弹子13在正向磁场作用下上升，电磁弹子13脱离锁芯7的上方凹孔14，如图2a所示，允许锁芯转动可以开锁。
钥匙拔出后，接点65为高电平，单片机芯片V1检测到该信号后，P63脚输出高电平、P64脚为低电平，P63脚高电平使NPN管G3导通将接点63拉成低电平，接点63连接的电磁线圈DCT为低电平，接点63的R4将接点64电平拉低，PNP管G4导通将高电平VCC送给接点61，接点61端的电磁线圈DCT为高电平，电磁线圈DCT反向加电，电流从接点61通过电磁线圈DCT流向接点63，线圈DCT产生反向磁场，电磁弹子13在反向磁场作用下下落，并吸附于锁芯7凹孔14内，图2a所示，锁芯无法转动而禁止开锁。
电磁弹子13设置在锁芯7的下方或左右侧，若保持电磁弹子13的运动方向与锁芯7中轴线相垂直，图3～5所示电磁弹子运动都与图2所示基本相同，不再重述。
Claims (10)
1.电子弹子机械锁芯双控保险柜，包括锁体、锁芯和配套钥匙，锁体内设有与所述锁芯相交接的机械弹子和主控板电路，其特征是锁芯外围还设有与所述锁芯中轴线相垂直的电磁弹子，所述电磁弹子外围的电磁线圈与所述主控板电路相连接，所述主控制电路包括单片机芯片V1、数据存储器V2和电磁线圈的极性变换电路，单片机芯片V1控制电磁线圈极性变换力带动电磁弹子吸附或脱离机械锁芯，单片机V1与设在保险柜上的显示屏相连接显示允许或禁止开锁信号。
2.根据权利要求1所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述电磁弹子选择设在与锁芯中轴线相垂的上方。
3.根据权利要求1所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述电磁弹子设置在与锁芯中轴线相垂直的下方。
4.根据权利要求1所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述电磁弹子设置在与锁芯中轴线相垂直的左侧。
5.根据权利要求1所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述电磁弹子设置在与锁芯中轴线相垂直的右侧。
6.根据权利要求1所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述电磁线圈的极性变换电路包括正向功率放大电路和反向功率放大电路。
7.根据权利要求6所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述正向功率放大电路由单片机芯片V1的P64脚与三极管G1、G2和电阻R1、R2、R5组成。
8.根据权利要求6所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述反向功率放大电路由单片机芯片V1的P65脚与三极管G3、G4和电阻R3、R4、R6组成。
9.根据权利要求1所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述电磁弹子(13)套在电磁线圈(12)内，由电磁弹子(13)的一端与锁芯上凹孔(14)大小相对应。
10.根据权利要求1所述的电子弹子机械锁芯双控保险柜，其特征是所述电磁线圈(12)设在锁体(11)和锁体腔(15)内，并与锁芯(7)相隔离。
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