專利名稱：智能斷路器鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防誤閉鎖裝置，特別是涉及一種智能斷路器鎖。
編碼鎖是當(dāng)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(jī)械編碼鎖，這種編碼鎖采用傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，觸點(diǎn)編碼，采碼不可靠，容易出錯(cuò)，機(jī)械開鎖機(jī)構(gòu)易生銹，長(zhǎng)期使用，開啟困難，同時(shí)機(jī)械編碼鎖無傳感裝置，不能判斷操作設(shè)備的實(shí)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(yán)重后果。
本實(shí)用新型的目的是，設(shè)計(jì)制造出一種帶霍爾傳感器的智能斷路器鎖，克服機(jī)械編碼鎖存在的缺點(diǎn)，使它不僅能起到編碼鎖的閉鎖作用、并能準(zhǔn)確檢測(cè)操作設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，而且安裝非常簡(jiǎn)單，不打孔不接線，對(duì)原設(shè)備不作任何改動(dòng)。
本實(shí)用新型提供一種智能斷路器鎖，它含有鎖體、手柄、后蓋、連接螺釘，鎖體內(nèi)安裝有電磁開、閉鎖機(jī)構(gòu)、單片機(jī)控制電路、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)部分和光電通訊電路，電磁開、閉鎖機(jī)構(gòu)的鎖軸上固定有鎖板，鎖板有兩個(gè)凸起部分A和B，連接套近似水平方向和垂直方向處各開有兩個(gè)凹槽，與鎖板凸起塊A相對(duì)應(yīng)，閉鎖時(shí)突起塊A嵌進(jìn)連接套的相應(yīng)凹槽中，銜鐵的擺動(dòng)端固定有銷釘，對(duì)應(yīng)于鎖板凸起部分B制有一臺(tái)階，閉鎖時(shí)銷釘嵌進(jìn)臺(tái)階的凹槽，單片機(jī)的腳6經(jīng)電阻R1接三極管VT1基極，電磁線圈L1的一端接VT1集電極，另一端接電源正端，鎖軸的中部安裝有永磁體，在其垂直上方的印制版上安裝有霍爾傳感器，其腳3接U1的腳9，進(jìn)行鎖狀態(tài)檢測(cè)，設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)部分由霍爾傳感器H2、H3和置位盤上的永磁體組成，在靠近置位盤的外圓中線左、右大約45°方向安裝有傳感器H2、H3，手柄在“合”、“分”的位置時(shí)，永磁體對(duì)應(yīng)于傳感器H2、H3，傳感器的3腳分別接U1的腳12、11，光電通訊電路紅外接受組件U2的輸出端腳1與單片機(jī)U1的腳2相接，紅外發(fā)射管VD2通過三極管VT2接U1的腳1。
在鎖體的底部設(shè)有應(yīng)急鑰匙孔，該孔為盲孔，盲孔底靠近銜鐵的擺動(dòng)端部。
在鎖體的側(cè)面安裝有電極座，孔內(nèi)安裝有空心永磁體，兩個(gè)永磁體的極性相反安裝，空心內(nèi)安裝有正、負(fù)電極，螺帽分別把導(dǎo)線壓緊在正、負(fù)電極上，導(dǎo)線的另一端分別接線路板的正、負(fù)電源上。
一種與智能斷路器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孔，從孔內(nèi)引出正、負(fù)電源線，電源線的端部安裝有電極座，孔內(nèi)裝有空心永磁體，空心內(nèi)安裝有正、負(fù)電極，螺帽分別把導(dǎo)線壓緊在正、負(fù)電極上，導(dǎo)線的另一端分別接在掌上電腦正、負(fù)電源上，以便為智能斷路器鎖送上電源。
一種與智能斷路器鎖配套使用的永磁式應(yīng)急鑰匙為桿狀體，桿體的端部固定有桿狀永磁體。
本實(shí)用新型最突出的特點(diǎn)是克服機(jī)械編碼鎖“觸點(diǎn)采碼、手動(dòng)開鎖、人為檢查”的不可靠問題，實(shí)現(xiàn)“紅外采碼、自動(dòng)開鎖、自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)”。具有采碼準(zhǔn)確、快捷，安裝、操作簡(jiǎn)單方便，可靠性高，密封性好，不易銹蝕，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，對(duì)供電系統(tǒng)防止誤操作，防止走“空程序”，避免事故發(fā)生，為變電站的安全運(yùn)行提供保證條件。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為智能斷路器鎖電路原理圖。
圖2為智能斷路器鎖結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為智能斷路器鎖前視圖。
圖4為智能斷路器鎖安裝示意圖圖5為智能斷路器鎖置位盤工作示意圖圖6為智能斷路器鎖配套使用的電腦鑰匙改裝部分示意圖。
圖7為智能斷路器鎖配套使用的永磁式應(yīng)急鑰匙結(jié)構(gòu)示意圖。
參見圖1、2、3、4、5，圖中單片機(jī)U1可選用Pic系列單片機(jī)，常用型號(hào)為Pic16CX～Pic18CX，事先將鎖的編碼及應(yīng)用程序存入單片機(jī)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(jī)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(shí)的反向電動(dòng)勢(shì)，單片機(jī)U1的腳6平時(shí)為低電平，開鎖時(shí)發(fā)出高電平脈沖，VT1導(dǎo)通，L1通電，電磁鐵吸合，銷釘20退出鎖板2“B”端凹槽，在彈簧8反彈力作用下，鎖軸1向外移出一段距離，銷板2的突起部分A退出連接套27上的凹槽，鎖被打開，此時(shí)允許用操作手柄29對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。
鎖狀態(tài)檢測(cè)由傳感器H1和永磁體5組成，永磁體5固定在鎖軸1中部一側(cè)的孔內(nèi)，在其垂直上方的印制版4上安裝有傳感器H1，閉鎖時(shí)永磁體靠近H1，H1導(dǎo)通，其3腳與U1的9腳相接，3腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)U1檢測(cè)到鎖被閉鎖的信號(hào)，當(dāng)鎖被打開時(shí)，鎖軸1向外移出一段距離，永磁體5離開H1，H1截止，3腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，單片機(jī)U1檢測(cè)到鎖被打開的信號(hào)，設(shè)備位置檢測(cè)部分由傳感器H2、H3和置位盤31、永磁體30組成，見圖4、圖5，置位盤31的內(nèi)孔以動(dòng)配合方式套在鎖體6凸起的空心圓柱上，永磁體30安裝在置位盤31側(cè)面孔內(nèi)，連接套27向外伸出端與設(shè)備固緊聯(lián)接，內(nèi)端與手柄軸25由銷釘26固緊配合，連接套27與置位盤31相接觸的一端有一凸起塊T，置位盤31的端面有兩個(gè)凸起塊C、D，當(dāng)連接套27左右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)置位盤31左右轉(zhuǎn)動(dòng)，在印制版4上比置位盤31外圓稍大的半徑上大約左、右45°方向安裝有傳感器H2、H3，傳感器腳1接電源正端，腳2接地，腳3分別接單片機(jī)U1的腳12、11，當(dāng)永磁體不接近傳感器時(shí)，其3腳為高電平，當(dāng)永磁體靠近某一個(gè)傳感器時(shí)，該傳感器導(dǎo)通，3腳變?yōu)榈碗娖?，與之相對(duì)應(yīng)的單片機(jī)U1管腳同時(shí)變?yōu)榈碗娖剑砟骋晃恢脿顟B(tài)信號(hào)，依次檢測(cè)“分”或“合”狀態(tài)信號(hào)，手柄29由“合”到“分”時(shí)，先旋轉(zhuǎn)90°，由垂直變?yōu)樗剑瑸椤邦A(yù)分”狀態(tài)，再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到135°，此時(shí)為真正的操作，操作完畢后手柄返回45°，停留在水平位置，在操作過程，連接套27帶動(dòng)置位盤31旋轉(zhuǎn)，永磁體30脫離開H2，旋轉(zhuǎn)到H3的位置約90°，雖然手柄返回45°，但置位盤31停留在90°位置不動(dòng)，永磁體30對(duì)應(yīng)于H3，單片機(jī)U1便檢測(cè)到設(shè)備在“分”的位置，所述的傳感器為霍爾傳感器，常用型號(hào)為SC3019、UGN3020等。
位置狀態(tài)的指示采用LED1紅、LED2綠指示燈，正極通過限流電阻R7接電源正端，負(fù)極分別接U1的腳17、7，當(dāng)單片機(jī)U1檢測(cè)到設(shè)備狀態(tài)為合時(shí)，17腳輸出低電平，LED1發(fā)紅光，設(shè)備狀態(tài)為分時(shí)，7腳輸出低電平，LED2發(fā)綠光。VD3為防止電源接反而設(shè)，接在電源的輸入端。
電磁開、閉鎖機(jī)構(gòu)由鎖軸1、鎖板2、彈簧8、連接套27、手柄29、柄軸25和電磁鐵總成組成，鎖軸1從鎖體6一側(cè)的孔插入鎖體中，鎖板2由螺釘3、7固定鎖軸1上，鎖板2有兩個(gè)凸起部分A和B，連接套27與柄軸由銷釘26固定在一起，在連接套27近似水平方向和垂直方向處各開有凹槽，與鎖板凸起塊A相對(duì)應(yīng)，在手柄29“分”或“合”位置閉鎖時(shí)突起塊A嵌進(jìn)連接套27的相應(yīng)凹槽中，在鎖軸1的另一端安裝有彈簧8，開鎖時(shí)用以把鎖軸1彈開，在鎖軸的側(cè)面設(shè)有防轉(zhuǎn)平面凹槽，定位釘28通過鎖體6的孔進(jìn)入防轉(zhuǎn)平面凹槽內(nèi)，螺桿32、33伸出鎖體外，與設(shè)備固定，連接套27伸出鎖體外與操作設(shè)備相連接。
在鎖體6內(nèi)的下部安裝有電磁鐵總成，鐵芯23和線圈L1裝在磁鐵架21中，拉簧24的一端鉤掛在磁鐵架21的側(cè)面，另一端鉤掛在銜鐵22的端部，銜鐵22的固定端卡靠在磁鐵架21伸出端的凹槽中，銷釘20正對(duì)鎖板2 B端的臺(tái)階處固定在銜鐵22上，在閉鎖時(shí)嵌進(jìn)臺(tái)階凹槽，鎖打開時(shí)退出臺(tái)階凹槽，連接套27的內(nèi)孔與手柄軸25由銷釘26固緊連接，伸出端與設(shè)備固緊連接，當(dāng)鎖被打開時(shí)，鎖板2的突起部分A退出連接套27的凹槽，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄29進(jìn)行設(shè)備操作，當(dāng)鎖軸1按下時(shí)，銜鐵22在拉簧24的作用下，銷釘20又嵌入鎖板B端的凹槽，同時(shí)，鎖板2的凸起部分A進(jìn)入連接套27的另一凹槽內(nèi)，無法轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，設(shè)備被閉鎖。
光電通訊電路由紅外發(fā)射管VD2、限流電阻R4、R5、三極管VT2和紅外接受組件U2組成。VD2正端經(jīng)R5接電源正極，負(fù)端接VT2集電極，VT2基極經(jīng)電阻R4接單片機(jī)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。
在鎖體6的側(cè)面安裝有電極座17，孔內(nèi)安裝有空心永磁體11、14，兩個(gè)永磁體的極性相反安裝，空心內(nèi)安裝有正、負(fù)電極12、15，螺帽13、16分別把導(dǎo)線9、10壓緊在正、負(fù)電極上，導(dǎo)線的另一端分別接線路板4的正、負(fù)電源上，18為絕緣墊。
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(hào)可采用LandTech-HT2600型或Thinp-600～700型，它主要有殼體48、顯示屏47、鍵盤49、紅外接受器件44、紅外發(fā)射管45、線路板46及其他電路組成，其改裝部分如圖6所示，在前端開有孔，從孔內(nèi)引出正、負(fù)電源線42、43，電源線的端部安裝有電極座41，孔內(nèi)裝有空心永磁體35、40，兩個(gè)永磁體的極性相反安裝，空心內(nèi)安裝有正、負(fù)電極36、38，螺帽37、39分別把導(dǎo)線壓緊在正、負(fù)電極上，導(dǎo)線的另一端分別接在掌上電腦正、負(fù)電源上，當(dāng)需要開鎖時(shí)，用電腦鑰匙電源線上的正、負(fù)電極36、38觸及鎖體側(cè)面的正、負(fù)電極12、15，在永磁體異性相吸的作用下，雙方電極緊緊的聯(lián)結(jié)再一起，為智能斷路器鎖送上電源，在一定的距離內(nèi)對(duì)鎖按下“功能”鍵，地址碼正確時(shí)鎖自動(dòng)打開，地址碼錯(cuò)誤時(shí)鎖不能打開，當(dāng)電腦鑰匙接收到設(shè)備操作正確、到位、鎖確已鎖好的信號(hào)后，轉(zhuǎn)入下一個(gè)操作程序，否則不能往下進(jìn)行。
在鎖體的底部開有應(yīng)急鑰匙孔19，為提高鎖具的密封性能該孔制成盲孔，盲孔底部靠近銜鐵22的擺動(dòng)端部，當(dāng)應(yīng)急開鎖時(shí)，把應(yīng)急鑰匙插入孔中，銜鐵22的擺動(dòng)端部在磁力作用下向永磁體方向移動(dòng)，從而使得銷釘20退出鎖板B的凹槽，彈簧8立即將鎖軸1彈起，鎖被打開，所述的永磁式應(yīng)急鑰匙結(jié)構(gòu)如圖7所示，永磁體50固定在桿體51的端部，52為圓形鑰匙環(huán)。
權(quán)利要求1.一種智能斷路器鎖，它含有鎖體、手柄、后蓋、連接螺釘，其特征是鎖體(6)內(nèi)安裝有電磁開、閉鎖機(jī)構(gòu)、單片機(jī)控制電路、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)部分和光電通訊電路，電磁開、閉鎖機(jī)構(gòu)的鎖軸(1)上固定有鎖板(2)，鎖板(2)有兩個(gè)凸起部分A和B，連接套(27)近似水平方向和垂直方向處各開有兩個(gè)凹槽，與鎖板(2)凸起塊A相對(duì)應(yīng)，閉鎖時(shí)突起塊A嵌進(jìn)連接套(27)的相應(yīng)凹槽中，銜鐵(22)的擺動(dòng)端固定有銷釘(20)，對(duì)應(yīng)于鎖板(2)凸起部分B制有一臺(tái)階，閉鎖時(shí)銷釘(20)嵌進(jìn)臺(tái)階的凹槽，單片機(jī)(U1)的腳6經(jīng)電阻R1接三極管VT1基極，電磁線圈L1的一端接VT1集電極，另一端接電源正端，鎖軸(1)的中部安裝有永磁體(5)，在其垂直上方的印制版(4)上安裝有霍爾傳感器H1，其腳3接U1的腳9，進(jìn)行鎖狀態(tài)檢測(cè)，設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)部分由霍爾傳感器H2、H3和置位盤(31)上的永磁體(30)組成，在靠近置位盤(31)的外圓中線左、右大約45°方向安裝有傳感器H2、H3，手柄(29)在“合”、“分”的位置時(shí)永磁體(30)，對(duì)應(yīng)于傳感器H2、H3，傳感器的3腳分別接U1的腳12、11，光電通訊電路紅外接受組件(U2)的輸出端腳1與單片機(jī)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所述的智能斷路器鎖，其特征是在鎖體的底部設(shè)有應(yīng)急鑰匙孔(19)，該孔為盲孔，盲孔底靠近銜鐵(22)的擺動(dòng)端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能斷路器鎖，其特征是鎖軸(1)一端的側(cè)面制有防轉(zhuǎn)平面凹槽，與銷釘(28)配合，以防止鎖軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，在鎖軸(1)的另一端安裝有彈簧(8)，開鎖時(shí)用以把鎖軸彈開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能斷路器鎖，其特征是在鎖體(6)的側(cè)面安裝有電極座(17)，孔內(nèi)安裝有空心永磁體(11、14)，兩個(gè)永磁體的極性相反安裝，空心內(nèi)安裝有正、負(fù)電極(12、15)，螺帽(13、16)分別把導(dǎo)線(9、10)壓緊在正、負(fù)電極上，導(dǎo)線的另一端分別接線路板(4)的正、負(fù)電源上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能斷路器鎖，其特征是所述的電磁鐵由磁鐵架(21)、銜鐵(22)、銷釘(20)、鐵芯(23)、拉簧(24)和電磁線圈L1組成，銜鐵(22)的固定端卡靠在磁鐵架(21)伸出端凹槽中，并與固定在磁鐵架(21)一側(cè)的拉簧(24)鉤掛連接，銜鐵(22)的擺動(dòng)端固定有銷釘(20)，對(duì)應(yīng)于鎖板(2)凸起部分B的凹槽，閉鎖時(shí)銷釘(20)嵌進(jìn)臺(tái)階的凹槽，電磁鐵吸合時(shí)銷釘(20)退出臺(tái)階的凹槽，單片機(jī)U1的腳6經(jīng)限流電阻R1接三極管VT1基極，集電極接電磁線圈L1的一端，另一端接電源正端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能斷路器鎖，其特征是鎖狀態(tài)檢測(cè)由霍爾傳感器H1和永磁體(5)組成，永磁體(5)固定在鎖軸(1)中部一側(cè)的孔內(nèi)，在其垂直上方的印制版(4)上安裝有霍爾傳感器H1，其腳1接電源正端，腳2接地，腳3接單片機(jī)U1的腳9，在閉鎖時(shí)永磁體靠近H1，H1導(dǎo)通，腳3為低電平，當(dāng)開鎖時(shí)，永磁體離開H1，H1截止，腳3變?yōu)楦唠娖?，設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)部分由霍爾傳感器H2、H3和置位盤上的永磁體(30)組成，置位盤(31)的內(nèi)孔以動(dòng)配合方式套在鎖體凸起的空心圓柱上，永磁體(30)安裝在置位盤(31)側(cè)面孔內(nèi)，連接套(27)一端與設(shè)備固接，另一端與由銷釘(26)與手柄軸(25)固接，連接套與置位盤相接觸的一端有一凸起塊T，置位盤的端面有兩個(gè)凸起塊C、D，當(dāng)連接套左右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)置位盤左右轉(zhuǎn)動(dòng)，在印制版上距轉(zhuǎn)軸中心與安裝置位盤(31)稍大的半徑上大約左、右45°方向安裝有霍爾傳感器H2、H3，H2、H3腳1接電源正端，腳2接地，腳3分別接單片機(jī)U1的腳12、11。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能斷路器鎖，其特征是光電通訊電路由紅外發(fā)射管VD2和限流電阻R4、R5、三極管VT2，和紅外接受組件U2組成，VD2正端經(jīng)R5接電源正極，負(fù)端接VT2集電極，VT2基極經(jīng)R4接單片機(jī)U1腳1，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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能斷路器鎖，其特征是所述的單片機(jī)控制電路單片機(jī)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、R8分別為H1～H3各霍爾傳感器腳3的上拉電阻，LED1、LED2為紅、綠指示燈，正極經(jīng)R7接電源正端，負(fù)極分別接U1的腳17、7。
9.一種與智能斷路器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孔，從孔內(nèi)引出正、負(fù)電源線(42、43)，電源線的端部安裝有電極座(41)，孔內(nèi)裝有空心永磁體(35、40)，兩個(gè)永磁體的極性相反安裝，空心內(nèi)安裝有正、負(fù)電極(36、38)，螺帽(37、39)分別把電源線壓緊在正、負(fù)電極上，電源線的另一端分別接在掌上電腦正、負(fù)電源上。
10.一種與智能斷路器鎖配套使用的永磁式應(yīng)急鑰匙，其特征是應(yīng)急鑰匙為桿狀體，桿體(51)的端部固定有永磁體(50)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種防誤閉鎖裝置，特別是涉及一種智能斷路器鎖。在鎖體內(nèi)安裝有單片機(jī)控制電路、電磁開、閉鎖機(jī)構(gòu)、位置檢測(cè)傳感器和光電通訊電路，單片機(jī)內(nèi)儲(chǔ)存有鎖的地址編碼和應(yīng)用程序，與配套使用開鎖的電腦鑰匙之間進(jìn)行雙向紅外通信，把設(shè)備分、合狀態(tài)反饋給電腦鑰匙，實(shí)現(xiàn)了“紅外采碼、自動(dòng)開鎖、自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備位置”，該鎖具有采碼準(zhǔn)確、快捷，安裝、操作簡(jiǎn)單方便，可靠性高，密封性好，不易銹蝕，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是供電系統(tǒng)防止誤操作，防止走“空程序”，避免事故發(fā)生的理想閉鎖裝置。
文檔編號(hào)H01H9/20GK2609146SQ03239509
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者崔建國(guó) 申請(qǐng)人:崔建國(guó)