專利名稱：智能數(shù)碼鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防誤閉鎖裝置，特別是涉及一種智能數(shù)碼鎖。
背景技術(shù)：
編碼鎖是當前供電系統(tǒng)安裝的一種防止誤操作的閉鎖裝置，現(xiàn)有的編碼鎖大多為機械編碼鎖，這種編碼鎖采用傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，觸點編碼，采碼不可靠，容易出錯，機械開鎖機構(gòu)易生銹，長期使用，開啟困難，同時機械編碼鎖無傳感裝置，不能判斷操作設(shè)備的實際狀態(tài)，易引發(fā)走“空程序”而造成誤操作，引起電站停電、跳閘等惡性事故，甚至造成設(shè)備損壞、人員傷亡等嚴重后果。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是，設(shè)計制造出一種帶傳感器的智能數(shù)碼鎖，克服機械編碼鎖存在的缺點，使它不僅能起到閉鎖的作用，而且能準確檢測操作設(shè)備的實際狀態(tài)。
本實用新型的技術(shù)方案是一種智能數(shù)碼鎖，含有鎖體、手柄，在鎖體內(nèi)安裝有機械閉鎖機構(gòu)、電磁開鎖機構(gòu)、位置狀態(tài)檢測部分、遙控紅外通訊電路和單片機控制電路。
在鎖體的一側(cè)設(shè)有應急鑰匙孔，該孔為盲孔，盲孔底靠近銜鐵的擺動端部。
機械閉鎖機構(gòu)由鎖柄、鎖板、彈簧、轉(zhuǎn)盤和手柄組成，鎖柄從鎖體一側(cè)的孔插入鎖體中，鎖柄上固定有鎖板，鎖板的中部圓孔內(nèi)安裝有永磁體，其端部有凸起A，在轉(zhuǎn)盤近似垂直方向和水平方向處各開有凹槽，與凸起A相對應，閉鎖時突起A嵌進轉(zhuǎn)盤的凹槽中，鎖柄的下端開有凹槽，對應于銷釘，閉鎖時銷釘嵌進凹槽，在鎖柄的下端安裝有彈簧，轉(zhuǎn)盤的偏心孔內(nèi)安裝有永磁體，其中心孔一端與手柄緊固聯(lián)接，另一端與設(shè)備緊固聯(lián)接，在鎖柄的中部設(shè)有定位凹槽，定位螺釘?shù)亩瞬客ㄟ^鎖體的螺孔進入凹槽內(nèi)。
電磁開鎖機構(gòu)由銷釘、銜鐵、鐵芯、磁鐵架、拉簧和電磁線圈L1組成，銜鐵一端卡靠在磁鐵架伸出端凹槽中，并與固定在磁鐵架一側(cè)的拉簧鉤掛連接，銜鐵的擺動端固定有銷釘，正對于鎖柄下端的凹槽處，閉鎖時銷釘嵌進凹槽，電磁線圈L1一端接電源正端，另一端通過三極管VT1、電阻R1接單片機U1的腳1。
位置狀態(tài)檢測部分包括鎖狀態(tài)檢測和設(shè)備狀態(tài)檢測兩部分，鎖狀態(tài)檢測部分由霍爾傳感器H1和永磁體組成，永磁體固定在鎖板中部的孔內(nèi)，在其垂直上方的印制版上安裝有霍爾傳感器H1，其距離與鎖柄的開合行程相等，當開鎖時，永磁體剛好靠近H1；設(shè)備狀態(tài)檢測部分由霍爾傳感器H2～H5和永磁體組成，永磁體安裝在轉(zhuǎn)盤的偏心孔內(nèi)，轉(zhuǎn)盤的中心孔與設(shè)備伸出的轉(zhuǎn)軸固緊配合，同時與手柄固緊配合，轉(zhuǎn)盤繞轉(zhuǎn)軸中心軸線轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)盤近似垂直方向和水平方向處各開有凹槽，在印制版16上距轉(zhuǎn)軸中心軸線與安裝永磁體的偏心孔相同半徑的大約0°、45°、135°、180°方向安裝霍爾傳感器H2、H3、H4、H5；霍爾傳感器H1～H5的腳1接電源正端，腳2接地，腳3分別接單片機U1的腳9、12、11、18、8。
遙控紅外通訊電路由紅外發(fā)射管VD2和電阻R5以及紅外接受組件U2組成。VD2正端經(jīng)R5接電源正極，負端接VT2集電極，VT2基極經(jīng)R4接單片機U1腳1，VT2發(fā)射極接地，紅外接受組件U2的1腳接U1腳2，2腳接地，3腳接電源正端。
單片機控制電路單片機U1的腳4，14接電源正極，腳3、5接地，R2和C1組成RC振蕩器，R2一端接電源，C1一端接地，兩者相連端接U1腳16，U1的腳6，經(jīng)R1接VT1基極，VT1集電極接電磁線圈L1，發(fā)射極接地，L1另一端接電源正端，VD1與L1反向并聯(lián)，在Vcc輸入端接VD3，電阻R3、R6、R7、R9、R10分別為H1～H5各傳感器腳3的上拉電阻，LED為紅綠雙色指是燈，其正極經(jīng)R8接電源正端，其負極分別接U1的腳17、7。
一種與智能數(shù)碼鎖配套使用開鎖的電腦鑰匙，是具有紅外通信功能的掌上電腦改制而成，改制部分在前端開有兩孔，孔內(nèi)裝有空心永磁體，空心內(nèi)安裝有正、負電極，螺帽分別把導線壓緊在正、負電極上，導線的另一端分別接在掌上電腦正、負電源上。
一種與智能數(shù)碼鎖配套使用的永磁式應急鑰匙為桿狀體，桿體的端部固定有永磁體。
本實用新型最突出的特點是克服機械編碼鎖“觸點采碼、手動開鎖、人為檢查”的不可靠問題，實現(xiàn)“紅外采碼、自動開鎖、自動檢測設(shè)備狀態(tài)”。具有采碼準確、快捷，操作簡單方便，可靠性高，密封性好，不易銹蝕，使用壽命長等特點，對供電系統(tǒng)防止誤操作，防止走“空程序”，杜絕事故隱患，為電站的安全運行提供保證條件。


圖1為智能數(shù)碼鎖電路原理圖。
圖2為智能數(shù)碼鎖結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為智能數(shù)碼鎖前視圖。
圖4為智能數(shù)碼鎖配套使用的電腦鑰匙改裝部分示意圖。
圖5為智能數(shù)碼鎖配套使用的永磁式應急鑰匙結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖1、2、3，圖中單片機U1可選用Pic系列單片機，常用型號為Pic16CX～Pic18CX，事先將數(shù)碼鎖的編碼及應用程序存入單片機U1中，U1的4、14腳接電源正端，3、5腳接地，電阻R2與電容C1組成RC振蕩器，接U1的腳16，為單片機U1的工作提供振蕩源。U1的腳6，通過電阻R1接VT1基極，電磁線圈L1，一端接VT1的集電極，另一端接電源正極，二極管VD1與L1反向并聯(lián)，用于消除L1截止時的反向電動勢，單片機U1的腳6平時為低電平，開鎖時發(fā)出高電平脈沖，VT1導通，L1通電，電磁鐵吸合，銷釘8退出銷柄3下端凹槽，在彈簧7反彈力作用下，鎖柄上移一段距離，銷板19的突起部分A退出轉(zhuǎn)盤6上的凹槽，鎖被打開。
位置狀態(tài)的檢測鎖狀態(tài)檢測，鎖板19的中部孔內(nèi)安裝有永磁體18，鎖被打開時永磁體18向上移動到H1的位置，H1導通，其3腳與U1的9腳相接，同時由高電平變?yōu)榈碗娖?，單片機U1檢測到鎖被打開的信號；設(shè)備狀態(tài)的檢測由傳感器H2～H5和永磁體17組成，永磁體17安裝在轉(zhuǎn)盤6的偏心孔內(nèi)，在印制版16上距轉(zhuǎn)盤中心的偏心孔相同半徑的大約0°、45°、135°、180°方向分別安裝霍爾傳感器H2、H3、H4、H5，霍爾傳感器H1～H5的腳1接電源正端，腳2接地，腳3分別接單片機U1的腳9、12、11、18、8，在正常情況下，傳感器的3腳為高電平，當永磁體靠近某一個傳感器時，該傳感器3腳導通，變?yōu)榈碗娖?，與之相對應的單片機U1管腳同時變?yōu)榈碗娖?，它代表某一位置狀態(tài)信號，依次檢測各位置狀態(tài)信號，所述的傳感器為霍爾傳感器，常用型號為SC3019、UGN3020等。
位置狀態(tài)的指示采用LED紅、綠雙色指示燈，其正極通過限流電阻R8接電源正端，紅、綠負極分別接U1的17、7腳，當單片機U1檢測到設(shè)備狀態(tài)為合時，17腳輸出低電平，LED發(fā)紅光，設(shè)備狀態(tài)為分時，7腳輸出低電平，LED發(fā)綠光。VD3為防止電源接反而設(shè)，接在電源的輸入端。
機械閉鎖機構(gòu)鎖柄3從鎖體2一側(cè)的孔中插入鎖體內(nèi)，鎖柄3上部安裝有防塵罩1，在其下端安裝有彈簧7，鎖柄3的下端正對銷釘8處側(cè)面開有凹槽，鎖柄3上固定有鎖板19，鎖板19的端部有突起A，對應于轉(zhuǎn)盤6上的凹槽，在閉鎖時嵌進配合。在鎖柄3的中部設(shè)有防轉(zhuǎn)凹槽，定位螺釘5的端部通過鎖體的螺孔進入凹槽內(nèi)，螺桿4、15伸出鎖體外，與設(shè)備固接。
在鎖體2內(nèi)的下部安裝有電磁開鎖機構(gòu)，所述的電磁開鎖機構(gòu)是一個電磁鐵，鐵芯10和線圈L1裝在磁鐵架11中，拉簧13固定在磁鐵架11的側(cè)面上，另一端鉤掛在銜鐵9的端部，銜鐵9的固定端卡靠在磁鐵架11伸出端的凹槽中，銷釘8正對鎖柄3下端凹槽處固定在銜鐵9上，在閉鎖時嵌進凹槽，鎖打開時退出凹槽，轉(zhuǎn)盤6的中心孔一端與手柄14固緊配合，另一端與設(shè)備伸出的轉(zhuǎn)軸固緊配合，當鎖被打開時，鎖板19的突起部分A退出轉(zhuǎn)盤6的凹槽，轉(zhuǎn)動手柄14進行設(shè)備操作，當鎖柄3按下時，銜鐵9在拉簧13的作用下，銷釘8又嵌入鎖柄3的凹槽，同時，鎖板19的凸起部分A進入轉(zhuǎn)盤6的另一凹槽內(nèi)，無法轉(zhuǎn)動手柄，設(shè)備被閉鎖。
遙控紅外通訊電路由紅外發(fā)射管VD2、限流電阻R5三極管VT2、電阻R4和紅外接受組件U2組成。VD2正端經(jīng)R5接電源正極，負端接VT2集電極，VT2基極經(jīng)電阻R4接單片機U1腳1，VT2發(fā)射極接地，紅外接受組件U2的1腳接U1腳2，2腳接地，3腳接電源正端，U2可采用RPM638、TRM38系列。
當需要開鎖時，用電腦鑰匙在一定的距離內(nèi)對住某個鎖按下“功能”鍵，地址碼正確時鎖自動打開，地址碼錯誤時鎖不能打開，當電腦鑰匙接收到設(shè)備操作正確、到位、鎖確已鎖好的信號后，轉(zhuǎn)入下一個操作程序，否則不能往下進行。所述的電腦鑰匙是具有紅外通信功能的掌上電腦改裝而成，型號可采用Thinp-600～700型，其改裝部分如圖4所示，在其前端開有兩孔，孔中安裝有空芯永磁體23和24，在空芯永磁體中安裝有正、負電極22、25，分別通過導線20、27與電腦鑰匙的電源正、負極連接，導線由螺母21、26固定在電極上。在鎖體的一側(cè)開有應急鑰匙孔12，為提高鎖具的密封性能該孔制成盲孔，盲孔底部靠近銜鐵9的擺動端部，當應急開鎖時，把應急鑰匙插入盲孔中，銜鐵9的擺動端部在磁力作用下向永磁體方向移動，從而使得銷釘8退出鎖柄3的凹槽，彈簧7立即將鎖柄3彈起，鎖被打開，所述的永磁式應急鑰匙結(jié)構(gòu)如圖5所示，永磁體28固定在桿體29的端部。
權(quán)利要求1.一種智能數(shù)碼鎖，它含有鎖體(2)、手柄(14)，其特征是鎖體(2)內(nèi)安裝有機械閉鎖機構(gòu)、電磁開鎖機構(gòu)、設(shè)備狀態(tài)檢測部分、遙控紅外通訊電路和單片機控制電路，機械閉鎖機構(gòu)的鎖柄(3)下端凹槽與電磁開鎖機構(gòu)的銜鐵(9)上的銷釘(8)閉鎖時嵌入配合，電磁線圈(L1)一端接電源正端，另一端通過三極管(VT1)接單片機(U1)的腳6，鎖柄(3)上的鎖板(19)凸起(A)與轉(zhuǎn)盤(6)上凹槽在閉鎖時嵌入配合，設(shè)備狀態(tài)檢測部分由轉(zhuǎn)盤(6)偏心孔內(nèi)安裝的永磁體(17)和印制版(16)上相對應的霍爾傳感器(H2)、(H3)、(H4)、(H5)組成，各傳感器的輸出端腳3分別與(U1)的腳12、11、18、8相接，遙控紅外通訊電路紅外接受組件(U2)的輸出端腳1與單片機(U1)的腳2相接，紅外發(fā)射管(VD2)通過三極管(VT2)接(U1)的腳1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)碼鎖，其特征是在鎖體的一側(cè)設(shè)有應急鑰匙孔(12)，該孔為盲孔，盲孔底靠近銜鐵(9)的擺動端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能數(shù)碼鎖，其特征是機械閉鎖機構(gòu)由鎖柄(3)、鎖板(19)、彈簧(7)、轉(zhuǎn)盤(6)和手柄(14)組成，鎖柄(3)從鎖體(2)一側(cè)的孔插入鎖體中，鎖柄(3)上固定有鎖板(19)，鎖板(19)的中部圓孔內(nèi)安裝有永磁體(18)，其端部有凸起A，在轉(zhuǎn)盤(6)近似垂直方向和水平方向處各開有凹槽，與凸起A相對應，閉鎖時突起A嵌進轉(zhuǎn)盤(6)的凹槽中，鎖柄(3)的下端開有凹槽，對應于銷釘(8)，閉鎖時銷釘(8)嵌進凹槽，在鎖柄(3)的下端安裝有彈簧(7)，轉(zhuǎn)盤(6)的偏心孔內(nèi)安裝有永磁體(17)，其中心孔一端與手柄(14)緊固聯(lián)接，另一端與設(shè)備緊固聯(lián)接，在鎖柄(3)的中部設(shè)有防轉(zhuǎn)凹槽，定位螺釘(5)的端部通過鎖體的螺孔進入凹槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能數(shù)碼鎖，其特征是電磁開鎖機構(gòu)由銷釘(8)、銜鐵(9)、鐵芯(10)、磁鐵架(11)、拉簧(13)和電磁線圈(L1)組成，銜鐵(9)的固定端卡靠在磁鐵架(11)伸出端凹槽中，并與固定在磁鐵架(11)一側(cè)的拉簧(13)鉤掛連接，銜鐵(9)的擺動端固定有銷釘(8)，正對于鎖柄(3)下端的凹槽處，閉鎖時銷釘(8)嵌進凹槽，電磁線圈(L1)一端接電源正端，另一端通過三極管(VT1)、電阻(R1)接單片機(U1)的腳6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能數(shù)碼鎖，其特征是設(shè)備狀態(tài)檢測部分包括鎖狀態(tài)檢測和設(shè)備狀態(tài)檢測兩部分，鎖狀態(tài)檢測由霍爾傳感器(H1)和永磁體(18)組成，永磁體(18)固定在鎖板(19)中部的孔內(nèi)，在其垂直上方的印制版(16)上安裝有霍爾傳感器(H1)，其距離與鎖柄(3)的開合行程相等，鎖打開時，永磁體(18)剛好靠近H1，設(shè)備狀態(tài)檢測由霍爾傳感器(H2～H5)和永磁體(17)組成，永磁體(17)安裝在轉(zhuǎn)盤(6)的偏心孔內(nèi)，在印制版(16)上距轉(zhuǎn)盤中心的偏心孔相同半徑的大約0°、45°、135°、180°方向分別安裝霍爾傳感器(H2)、(H3)、(H4)、(H5)，霍爾傳感器(H1～H5)的腳1接電源正端，腳2接地，腳3分別接單片機(U1)的腳9、12、11、18、8，霍爾傳感器可采用SC3019、UGN3020等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能數(shù)碼鎖，其特征是遙控紅外通訊電路由紅外發(fā)射管(VD2)和限流電阻(R5)、三極管(VT2)、電阻(R4)和紅外接受組件(U2)組成，(VD2)正端經(jīng)(R5)接電源正極，負端接(VT2)集電極，(VT2)基極經(jīng)(R4)接單片機(U1)腳1，(VT2)發(fā)射極接地，紅外接受組件(U2)的1腳接(U1)腳2，2腳接地，3腳接電源正端；(U2)可采用RPM638、TRM38系列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能數(shù)碼鎖，其特征是所述的單片機控制電路單片機(U1)可采用Pic系列的Pic16cx～Pic18cx，(U1)的腳4，14接電源正極，腳3、5接地，電阻(R2)和電容(C1)組成RC振蕩器，(R2)一端接電源，(C1)一端接地，兩者相連一端接(U1)腳16，(U1)的輸出腳6，經(jīng)電阻(R1)接三極管(VT1)基極，(VT1)集電極接電磁線圈(L1)，發(fā)射極接地，(L1)另一端接電源正端，二極管(VD1)與(L1)反向并聯(lián)，在Vcc輸入端接二極管(VD3)，電阻(R3)、(R6)、(R7)、(R9)、(R10)分別為(H1～H5)各傳感器腳3的上拉電阻，(LED)為紅綠雙色指是燈，其正極經(jīng)限流電阻(R8)接電源正端，紅、綠負極分別接(U1)的腳17、7。
8.一種與智能數(shù)碼鎖配套使用的電腦鑰匙是具有紅外通信功能的掌上電腦改裝而成，型號可采用Thinp-600～700型，其特征是在前端開有兩孔，孔內(nèi)裝有空心永磁體(23)、(24)，空心內(nèi)安裝有正、負電極(22)、(25)，螺帽(21、(26)分別把導線(20)、(27)壓緊在正、負電極上，導線的另一端分別接在電腦鑰匙正、負電源上。
9.一種與智能數(shù)碼鎖配套使用的永磁式應急鑰匙，其特征是應急鑰匙為桿狀體，桿體(29)的端部固定有永磁體(28)。
專利摘要本實用新型涉及一種防誤閉鎖裝置,特別是涉及一種智能數(shù)碼鎖。在鎖體內(nèi)安裝有單片機控制電路、機械閉鎖機構(gòu)、電磁開鎖機構(gòu)、檢測設(shè)備狀態(tài)的傳感器和遙控紅外通訊電路,單片機內(nèi)儲存有鎖的編碼和應用程序,與配套使用開鎖的電腦鑰匙進行雙向紅外通信,把設(shè)備分、合狀態(tài)反饋給電腦鑰匙,實現(xiàn)了“紅外采碼、自動開鎖、自動檢測設(shè)備狀態(tài)”,用于解決現(xiàn)有機械編碼鎖“觸點采碼、手動開鎖、人為檢查”的不可靠問題,該鎖具有采碼準確、快捷,操作簡單方便,可靠性高,密封性好,不易銹蝕,使用壽命長等特點,是供電系統(tǒng)防止誤操作,防止走“空程序”,杜絕事故隱患理想的閉鎖裝置。
文檔編號E05B47/06GK2500757SQ01234399
公開日2002年7月17日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者王峰巖 申請人:王峰巖