專利名稱：一種感應(yīng)式電子門鎖的節(jié)電設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及了一種感應(yīng)式電子鎖，特別是一種對感應(yīng)式電子門鎖的節(jié)電設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
電子鎖由于可具有上億次的密碼組合，因而比機(jī)械鎖有更高的保密性和可靠性，越來越受到用戶和生產(chǎn)廠家的重視，然而大部分電子門鎖都要使用堿性干電池作為電源，整機(jī)的功耗將決定電池的工作壽命，也就是決定了電子門鎖每更換一組電池后的開啟次數(shù)，為了降低功耗和提高抗干擾的能力，較先進(jìn)的電子門鎖都放棄了使用電磁鐵作為驅(qū)動元件的設(shè)計(jì)而普遍采用了微電機(jī)，在整個(gè)門鎖的電器元件中微電機(jī)成為一個(gè)高耗能點(diǎn)，為了解決其開啟瞬間需要的大電流問題，CN2371288Y智能卡門鎖的專利中采用了儲能電容、晶體三極管、場效應(yīng)管和光電耦合器構(gòu)成的充放電控制電路，以使得電路維持電流保持在較低的水平，來延長電池的使用期，達(dá)到每組電池開啟一萬次的目的。然而電容的充電能源來自干電池，驅(qū)動微電機(jī)工作瞬間的高峰能量消耗又從電容釋放中獲得，僅相當(dāng)一個(gè)零存整取的過程，并未能有助于電池消耗水平的降低，其有效開啟次數(shù)的增加，完全是來自降低整機(jī)工作電流的結(jié)果。(從普通的200毫安降至60毫安)。
本實(shí)用新型的目的是針對上述技術(shù)的缺欠，從供電電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)二方面著手，徹底降低電子門鎖的整機(jī)功耗，改善電池的工作狀態(tài)來延長使用壽命。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的感應(yīng)式電子門鎖通常由前鎖體、鎖芯、主控電路、備份電路，射頻感應(yīng)線路和門內(nèi)鎖體以及液晶顯示屏、改碼鍵盤所組成，其能源消耗來自下述幾個(gè)方面，高峰是開關(guān)門時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)動，此外的消耗是射頻基站發(fā)射電磁波以及附有自制卡和改寫卡密碼功能鎖體的鍵盤與液晶顯示操作時(shí)的電路消耗，還有控制電路本身CPU自身消耗的能量。本設(shè)計(jì)以中央CPU控制，分別切換啟動每一方，使各部分在非工作的其他時(shí)間均處于切斷或休眠狀態(tài)達(dá)到徹底節(jié)能的目的。
喚醒激活每一方的辦法是在鎖體結(jié)構(gòu)上做了如下的設(shè)計(jì)1.前鎖體上設(shè)計(jì)出上電延時(shí)啟動開關(guān)，加電時(shí)間有限，不開門時(shí)的控制電路上只保留微安級的休眠電流，僅維持系統(tǒng)時(shí)鐘在工作。
2.減少機(jī)械部分的傳動負(fù)荷，采用蝸桿、蝸輪擺桿離合器控制聯(lián)動，讓微電機(jī)在低負(fù)載下瞬間工作，控制其工作電流限制在60-40毫安的范圍內(nèi)。
3.制卡與改碼用的操作鍵盤設(shè)啟動開關(guān)鍵，使用延時(shí)自閉的辦法，操作停止即自動斷電。
4.各啟動開關(guān)均采用脈沖上電方式，通過CPU促使電源控制電路工作，避免按動時(shí)間過長消耗無謂的能源。
按上述四方面做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，感應(yīng)式電子門鎖的每組電池的開啟次數(shù)由通常的一萬五千次提高到三萬次以上，效果極其顯著。
以下結(jié)合附圖闡述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例附


圖1是電源控制電路原理圖附圖2是鎖芯中的蝸桿、蝸輪擺桿離合器二種位置圖a離合器打開態(tài) b離合器閉合態(tài)圖中 1蝸桿、2蝸輪塊、3離合輪、4離合棘爪、5擺桿。
附圖3是一種感應(yīng)式電子門鎖的門內(nèi)鎖體上方設(shè)置的改碼鍵盤和液晶顯示屏的外觀圖。
圖中 a.罩殼后的門內(nèi)鎖體外觀 b.去掉罩殼后的門內(nèi)鎖體附圖4是前鎖體觸發(fā)源的二種結(jié)構(gòu)形式附
圖1中系統(tǒng)的供電由MOS管Q1供給，Q1的導(dǎo)通受如下幾方面控制①裝入電池BAT后，BAT通過電阻R3、R4電容C4、使Q2導(dǎo)通，繼而Q3導(dǎo)通，MOS管Q1導(dǎo)通，系統(tǒng)VCC得到供電，此時(shí)微處理器控制I/O端輸出高電平，使Q5導(dǎo)通后Q4也導(dǎo)通，維持Q1的導(dǎo)通，當(dāng)系統(tǒng)完成初始化后，微處理器控制I/O端輸出低電平，使Q5、Q4截止，進(jìn)而使Q1截止，系統(tǒng)斷電，自動上電工作結(jié)束。
②按動前鎖體上的上電觸發(fā)器，系統(tǒng)即可加電，前鎖體觸發(fā)源的結(jié)構(gòu)可以是按鍵、觸摸開關(guān)或其他多種形式，例如用輕轉(zhuǎn)手柄的形式時(shí)，手柄轉(zhuǎn)角限位板使一個(gè)常開微動開關(guān)閉合，電池BAT通過電阻R9、電容C1和電阻R1、R4電容C4，使Q2導(dǎo)通，從而使Q3導(dǎo)通，系統(tǒng)VCC上電，微處理器CPU控制I/O端輸出高電平，使Q5、Q4導(dǎo)通，維持Q1的導(dǎo)通，由于C4、C3的電容量都很小，Q2、Q3導(dǎo)通很快會就截止，但由于微處理器CPU的I/O端保持著高電平，Q1仍通過Q4、Q5保持導(dǎo)通狀態(tài)，系統(tǒng)繼續(xù)維持供電。當(dāng)CPU完成了讀卡、識別、驅(qū)動電路開門之后，再控制I/O端使其變成低電平，從而使Q5、Q4關(guān)斷，進(jìn)而關(guān)斷Q1，系統(tǒng)斷電。
③按下門內(nèi)鎖體鍵盤上的觸發(fā)鍵△，電池通過R8、C2、R2、R4、C4使Q2導(dǎo)通進(jìn)而使Q3導(dǎo)通，Q1導(dǎo)通，系統(tǒng)上電，I/O端輸出高電平，使Q5、Q4導(dǎo)通，維持Q1的導(dǎo)通態(tài)，微處理器CPU完成了鍵盤給出的制卡、改碼、功能變換等設(shè)置后，再控制I/O端使其變成低電平，Q5、Q4截止，進(jìn)而關(guān)斷Q1，系統(tǒng)斷電。
由于電路中選擇的電容C4、C3的電容量都很小，實(shí)現(xiàn)了加電觸發(fā)都是脈沖信號，用CPU自己控制供電MOS管Q1的導(dǎo)通時(shí)間長短與截止，通過上述電源控制電路，無開關(guān)門操作或無功能變換設(shè)置操作時(shí)，除時(shí)鐘芯片外的整個(gè)電路，即完全處于斷電狀態(tài)，從而制止了電池的無意義功耗，達(dá)到提高門鎖開啟次數(shù)的目的。
附圖2中展示了鎖芯中的蝸桿、蝸輪塊、擺桿離合器部分的二個(gè)工作位置結(jié)構(gòu)，微電機(jī)軸端裝有蝸桿1，帶動蝸輪塊2做左右擺動，(視微電機(jī)的正反轉(zhuǎn)決定)，離合輪3外圓周邊上有一臺肩，中心為一方孔，鎖的手柄方軸從中心通過，左a圖中為關(guān)門狀態(tài)，離合棘爪4在離合輪外側(cè)，是離合器的脫開態(tài)，此時(shí)可以按動手柄上下自由轉(zhuǎn)動，鎖舌不能被帶動，右b圖是離合器部分的閉合態(tài)，在刷卡后，經(jīng)主控電路識別認(rèn)證通過，即啟動驅(qū)動電路令微電機(jī)旋轉(zhuǎn)，蝸桿1推動蝸輪塊2擺動至右端，脫出齒牙后打滑，蝸輪塊停在此位不動，在蝸輪塊2上端有一開口的鋼絲簧，擺動時(shí)撥動擺桿5做順時(shí)針轉(zhuǎn)動，擺桿上的弧形槽推動離合棘爪4下端的柱銷，使離合棘爪4跟著一起向離合輪3靠攏，離合棘爪中腰部的爪臺，卡入離合輪3的圓周上的臺肩處，此時(shí)搬動手柄，通過手柄方軸迫使離合輪3做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，帶動離合棘爪4上端的柱銷，推動凸輪機(jī)構(gòu)，使鎖舌縮進(jìn)，達(dá)到開門的目的。此結(jié)構(gòu)中，離合棘爪擺動的力十分輕微，因此經(jīng)此傳動系列加給微電機(jī)的負(fù)荷也就十分輕微了，電機(jī)在40毫安多一點(diǎn)的驅(qū)動電流下，即能做正反旋轉(zhuǎn)，大大節(jié)約了功耗。
附圖3中所示為一種感應(yīng)式電子門鎖的門內(nèi)鎖體，圖中1.可打開的上罩殼 2.反鎖轉(zhuǎn)鈕 3.門內(nèi)手柄 4.液晶顯示屏5.改碼鍵盤 6.主控線路板 7.手柄轉(zhuǎn)角限位板 8.彈性電極座9.電池盒圖3a.中是鎖體的外面罩上具有屏蔽作用和裝飾及保護(hù)性的罩殼后外觀圖，罩殼分上下二部分，上部罩殼1可以打開，便于鍵盤操作。圖3b.中是去掉罩殼后的門內(nèi)鎖體，其上方安置的是液晶顯示屏4和改碼鍵盤5，中間部分放置主控線路板6，門內(nèi)鎖體下方安置的是電池盒9，每組四節(jié)五號電池?cái)[放在電池盒內(nèi)，通過電池盒上方的輸出鈕，與一對彈性的電極座8相接觸。
附圖4中列舉了前鎖體觸發(fā)源的二種結(jié)構(gòu)形式
a.按鍵型b.微動開關(guān)型圖中1.按鍵 2.手柄 3.微動開關(guān) 4.轉(zhuǎn)角限位板按鍵型觸發(fā)源是把一個(gè)微動按鍵1安置在前鎖體表面的適當(dāng)位置，當(dāng)用手刷卡時(shí)手掌即可同時(shí)觸及，把上電與感應(yīng)刷卡二個(gè)動作結(jié)合為一，繼而按下手柄就可開門。
微動開關(guān)型觸發(fā)源是把一個(gè)常閉微動開關(guān)3安置在前手柄轉(zhuǎn)角限位板4的定位邊旁，當(dāng)輕觸手柄微動開關(guān)即轉(zhuǎn)成閉合，使系統(tǒng)上電再刷卡后，按動手柄開門。
經(jīng)過上述綜合設(shè)計(jì)，電子門鎖的功耗大大下降，每組四節(jié)五號堿性干電池平均的開啟次數(shù)達(dá)到三萬次以上，如果用于家用門鎖上，相當(dāng)可使用四年，超過目前國內(nèi)外電子門鎖的額定水平。
權(quán)利要求1.一種感應(yīng)式電子門鎖的節(jié)電設(shè)計(jì)，由電源控制電路、鎖芯中的蝸桿、蝸輪擺桿離合器、改碼鍵盤、液晶顯示屏和電池盒組成，其特征在于系統(tǒng)的上電啟動是由安裝在前鎖體上的前鎖體觸發(fā)源或鍵盤觸發(fā)源引發(fā)，觸發(fā)源通過R8、R9與電池電源相連，同時(shí)通過C1、C2與R1、R2、三極管Q2相連，MOS管Q1與電池電源、三極管Q3、Q4相連，CPU的I/O端與Q5、Q4相連，在鎖芯中的蝸輪擺桿離合器中的離合輪，圓周邊上帶有臺肩，離合棘爪中腰設(shè)有凸起的爪臺，改碼鍵盤與液晶顯示屏和電池盒均安裝在門內(nèi)鎖體上。
2.按上述權(quán)利要求1所述的節(jié)電設(shè)計(jì)，其特征在于前鎖體觸發(fā)源的具體結(jié)構(gòu)是①安置在前鎖體面上的一個(gè)微動按鍵②放置在前鎖內(nèi)的一個(gè)微動開關(guān)，該微動開關(guān)安裝在手柄轉(zhuǎn)角限位板的旁邊，與轉(zhuǎn)角限位板的一個(gè)定位邊相接觸。
3.按上述權(quán)利要求1所述的節(jié)電設(shè)計(jì)，其特征在于鍵盤觸發(fā)源的具體結(jié)構(gòu)是從鍵盤上選定的一個(gè)按鍵。
4.按上述權(quán)利要求1所述的節(jié)電設(shè)計(jì)，其特征在于電池盒位于門內(nèi)鎖體的下方，其上端的輸出鈕與一對具有彈性的電極座相接觸。
專利摘要一種感應(yīng)式門鎖的節(jié)電設(shè)計(jì)，由電源控制線路、蝸桿、蝸輪擺桿離合器、改碼鍵盤、液晶顯示屏和電池盒組成，從供電線路和機(jī)械結(jié)構(gòu)二方面著手，降低整機(jī)功耗，改善電池的工作狀態(tài)來提高開啟次數(shù)，電源電路中設(shè)觸發(fā)源，系統(tǒng)觸發(fā)上電后，由主控電路中的CPU控制延時(shí)和斷電，在無開門動作和系統(tǒng)操作時(shí)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)，只維持時(shí)鐘芯片的工作電流，使電池供電壽命延長，提高了每組電池對門的開啟次數(shù)達(dá)到三萬次以上。
文檔編號E05B49/00GK2521326SQ01264249
公開日2002年11月20日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月29日
發(fā)明者李存進(jìn) 申請人:李存進(jìn)