专利名称：智能数码锁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种防误闭锁装置，特别是涉及一种智能数码锁。
背景技术：
编码锁是当前供电系统安装的一种防止误操作的闭锁装置，现有的编码锁大多为机械编码锁，这种编码锁采用传统的机械结构，触点编码，采码不可靠，容易出错，机械开锁机构易生锈，长期使用，开启困难，同时机械编码锁无传感装置，不能判断操作设备的实际状态，易引发走“空程序”而造成误操作，引起电站停电、跳闸等恶性事故，甚至造成设备损坏、人员伤亡等严重后果。
发明内容本实用新型的目的是，设计制造出一种带传感器的智能数码锁，克服机械编码锁存在的缺点，使它不仅能起到闭锁的作用，而且能准确检测操作设备的实际状态。
本实用新型的技术方案是一种智能数码锁，它含有锁体，连接套、锁柄，在锁体内安装有机械闭锁机构、电磁开锁机构、位置状态检测机构、单片机控制电路和遥控红外通讯电路，电磁开锁机构的衔铁上销钉正对机械闭锁机构锁柄的凹槽安装，闭锁时嵌入配合，电磁铁的线圈L1一端接电源正端，另一端通过三极管VT1接单片机U1的脚2，锁体内印制版上安装的霍尔传感器组H2～H4，各传感器的输出端脚3分别与U1的脚9、8、7、10相接，与对应安装在锁体外转盘上偏心孔内的永磁体构成了位置状态检测部分，红外接受组件U2的输出端脚1与单片机U1的脚6相接，红外发射管VD2通过三极管VT2接单片机U1的脚1，构成了遥控红外通讯电路。
在锁体的一侧设有应急钥匙孔，该孔为盲孔，盲孔底靠近衔铁的摆动端部。
单片机控制电路单片机U1的脚4、14接电源正极，脚3、5接地，电阻R2和电容C1组成RC振荡器，R2一端接电源，C1一端接地，两者相连端接U1脚16，U1的输出脚2，经电阻R1接三极管VT1基极，VT1集电极接电磁线圈L1，发射极接地，L1另一端接电源正端，二极管VD1与L1反向并联，在Vcc输入端接二极管VD3，电阻R3、R6、R7、R8、分别为H1～H4各传感器脚3的上拉电阻，LED1、LED2、LED3为位置状态指示发光二极管，正极分别通过限流电阻R9、R10、R11接电源正端，负极分别接U1的脚11、12、13。
机械闭锁机构由锁柄、缓冲杆、螺帽、连接套、锁闩和弹簧组成，锁柄从锁体一侧的孔插入锁体中，锁柄上安装有防水罩，缓冲杆以动配合的方式插在锁柄下端部的孔内，螺钉通过长型孔固定在缓冲杆上，锁柄的侧面开有孔，孔内安装有永磁体，弹簧套装在缓冲杆上，一端与连接套的中间隔板接触，另一端顶住锁柄的下端部，锁闩套装在连接套的孔内，其螺杆端插入连接套的隔板孔内，与缓冲杆螺接固定，螺帽把连接套锁紧在锁体上，在锁柄上设有防转凹槽，定位螺钉的端部通过锁体的螺孔进入凹槽内。
电磁开锁机构为电磁铁，它由销钉、衔铁、铁芯、磁铁架、拉簧和线圈L1组成，衔铁的固定端卡靠在磁铁架伸出端凹槽中，并与固定在磁铁架一侧的拉簧钩挂连接，衔铁的摆动端安装有销钉，正对于锁柄的凹槽处，闭锁时销钉嵌进凹槽，线圈L1一端接电源正端，另一端通过三极管VT1、电阻R1接单片机U1的脚2。
位置状态检测机构包括锁状态检测和设备状态检测两部分，锁状态检测由霍尔传感器H1和永磁体组成，永磁体固定在锁柄侧面的孔内，对应处安装有传感器H1，闭锁时，永磁体靠近H1，锁打开时两者离开；设备状态检测由霍尔传感器H2～H4、转盘和永磁体组成，永磁体安装在转盘的偏心孔内，转盘的中心孔与设备伸出的转轴固紧配合，转盘绕转轴中心轴线转动，在锁体内印制版上距转轴中心与偏心孔相同半径的大约0°、+75°、-75°处安装霍尔传感器H2、H3、H4，霍尔传感器H1～H4的脚1接电源正端，脚2接地，输出端脚3分别接单片机U1的脚9、8、7、10。
遥控红外通讯电路由红外发射管VD2、限流电阻R5、三极管VT2、电阻R4和红外接受组件U2组成，VD2正端经R5接电源正极，负端接VT2集电极，VT2基极经R4接单片机U1脚1，VT2发射极接地，红外接受组件U2的2脚接地，3脚接电源正端。
一种与智能数码锁配套使用的电脑钥匙，可采用具有红外通信功能的掌上电脑改装而成，改装部分在前端开有两孔，孔内安装有空心永磁体，空心内安装正、负电极，螺帽分别把导线压紧在正、负电极上，导线的另一端分别接在掌上电脑正、负电源上。一种与智能数码锁配套使用的永磁式应急钥匙为杆状体，杆体的端部固定有永磁体。
本实用新型最突出的特点是解决机械编码锁“触点采码、手动开锁、人为检查”的不可靠问题，实现“红外采码、自动开锁、自动检测设备状态”。具有采码准确、快捷，可靠性高，操作简单方便，密封性好，不易锈蚀，使用寿命长等特点，对供电电路防止误操作，防止空走程序，杜绝事故隐患，为电站的安全运行提供保证条件。
图1为智能数码锁电路原理图。
图2为智能数码锁结构示意图。
图3是图2的A-A剖面示意图。
图4为智能数码锁配套使用的电脑钥匙改装部分示意图。
图5为能数码锁配套使用的永磁式应急钥匙结构示意图。
具体实施方式
参见图1、2、3，图中单片机U1可选用Pic系列单片机，常用型号为Pic16CX～Pic18CX，可事先将数码锁的编码及应用程序存入单片机U1中，U1的4、14脚接电源正端，3、5脚接地，电阻R2与电容C1组成RC振荡器，接U1的脚16，为单片机U1的工作提供振荡源。U1的脚2，通过电阻R1接VT1基极，电磁线圈L1，一端接VT1的集电极，另一端接电源正端，二极管VD1与L1反向并联，用于消除L1截止时的反向电动势，单片机U1的2脚平时为低电平，开锁时发出高电平脉冲，VT1导通，L1通电，电磁铁吸合，销钉15退出销柄3端部凹槽，在弹簧10反弹力作用下，锁被打开。
锁柄3从锁体2的一侧孔中插入锁体内，防尘罩1固定在锁体外的锁柄3上，缓冲杆6以动配合的方式插在锁柄3端部的孔内，螺钉5穿过长型孔固定在缓冲杆6上，弹簧10套装在缓冲杆6的外面，一端与连接套8的中间隔板接触，另一端顶住锁柄的端部，连接套8被螺母7锁紧在锁体2上，锁闩9套装在连接套8中，其螺杆端穿过连接套中间隔板与缓冲杆6螺接固定，锁闩9的头部插入被锁设备的孔内，连接套8的端部与设备固接，锁柄3对应于销钉15的位置开有凹槽，闭锁时嵌入凹槽，在锁柄3上设有防转凹槽，定位螺钉20的端部通过锁体的螺孔进入凹槽内，上述结构构成机械闭锁机构。
在锁体内安装有电磁开锁机构，所述的电磁开锁机构是一个电磁铁，铁芯17和线圈L1安装在磁铁架18中，拉簧19固定在磁铁架的侧面上，另一端钩挂在衔铁16的端部，衔铁16的固定端卡靠在磁铁架18伸出端的凹槽中，销钉15正对锁柄3端部凹槽处固定在衔铁16上，在闭锁时嵌进凹槽，线圈L1一端接电源正端，另一端通过VT1和R1接U1的输出脚2，开锁时电磁铁吸合，销钉15退出锁柄3的凹槽，锁被打开，弹簧10把锁柄3、缓冲杆6和锁闩9推向开锁方向，锁闩9退出被闭锁的设备。在锁体2的后面装有盖板23，正面装有透光板21、22起密封作用。当操作完毕按下锁柄3时，衔铁16在拉簧19的作用下，销钉15又嵌进锁柄3的凹槽，锁被锁上，设备被闭锁。
在锁柄3的侧面开有圆孔，孔内固定有永磁体4，与传感器H1配合，用以检测锁的开、合状态，在闭锁时，永磁体4在H1的对应位置，H1导通，其3脚与单片机U1的9脚相接同为低电平，锁被打开时永磁体离开H1，其3脚变为高电平，此时单片机U1接收到锁被打开的信号；设备状态检测由霍尔传感器(H2～H4)、转盘(11)和永磁体(12)组成，永磁体(12)安装在转盘(11)的偏心孔内，转盘(11)的中心孔与设备伸出的转轴固紧配合，转盘(11)绕中心轴线(O)转动，在锁体内印制版(13)上距中心轴线与偏心孔相同半径的大约0°、+75°、-75°处安装霍尔传感器(H2)、(H3)、(H4)，霍尔传感器(H1～H4)的脚1接电源正端，脚2接地，脚3分别接单片机(U1)的脚9、8、7、10，霍尔传感器可采用SC3019、UGN3020等。当操作设备时，转盘11随设备一起以转轴为圆心转动到既定角度，永磁体12与安装在印制版13上的传感器H2、H3、H4某个相对应时，该传感器导通，其3脚与单片机U1相接的管脚同时变为低电平，由此单片机U1接收到设备某一位置状态的信号，依次检测各位置的状态信号。
LED1～LED3为设备位置指示灯，其正极通过限流电阻R9、R10、R11接电源正端，负极分别接U1的10、11、12脚，当单片机U1检测到设备位置为合时，10脚输出低电平，LED1亮，设备位置为分时，11脚输出低电平LED2亮，设备位置为接地时，13脚输出低电平LED3亮。
遥控红外通讯电路由红外发射管VD2和限流电阻R5、红外接受组件U2、三极管VT2和电阻R4组成。VD2正端经R5接电源正极，负端接VT2集电极，VT2基极经R4接单片机U1脚1，VT2发射极接地，红外接受组件U2的1脚接U1脚6，2脚接地，3脚接电源正端，U2可采用RPM638、TRM38系列。
当需要开锁时，用电脑钥匙在一定的距离内对住某个锁按下“功能”键，地址码正确时锁自动打开，地址码错误时锁不能打开，当电脑钥匙接收到设备操作正确、到位、锁确已锁好的信号后，转入下一个操作程序，否则不能往下进行。所述的电脑钥匙是具有红外通信功能的掌上电脑改装而成，型号可采用Thinp-600～700型，其改装部分如图4所示，在其前端开有两孔，孔中安装有空芯永磁体27和28，在空芯永磁体中安装有正、负电极26、29，导线24、31由螺帽25、30固定在电极上，导线的另一端分别与掌上电脑的电源正、负极连接。在锁体的一侧开有应急钥匙孔14，为提高锁具的密封性能该孔制成盲孔，盲孔底部靠近衔铁16的摆动端部，当应急开锁时，把应急钥匙插入盲孔中，衔铁16的摆动端部在磁力作用下向永磁体方向移动，从而使得销钉15退出锁柄3的凹槽，锁被打开，所述的永磁式应急钥匙结构如图5所示，永磁体33固定在杆体32的端部。
权利要求1.一种智能数码锁，它含有锁体(2)、连接套(8)、锁柄(3)其特征是在锁体(2)内装有机械闭锁机构、电磁开锁机构、位置状态检测机构、单片机控制电路和遥控红外通讯电路，电磁开锁机构的衔铁(16)上销钉(15)正对机械闭锁机构锁柄(3)的凹槽安装，闭锁时嵌入配合，电磁铁的线圈(L1)一端接电源正端，另一端通过三极管(VT1)接单片机(U1)的脚2，锁体内印制版(13)上安装的霍尔传感器组(H2～H4)，各传感器的输出端脚3分别与(U1)的脚8、7、10相接，与对应安装在锁体外转盘(11)上偏心孔内的永磁体(12)构成了位置状态检测部分，红外接受组件(U2)的输出端脚1与单片机(U1)的脚6相接，红外发射管(VD2)通过三极管(VT2)接(U1)的脚1，构成了遥控红外通讯电路
2.根据权利要求1所述的智能数码锁，其特征是在锁体(2)的一侧设有应急钥匙孔(14)，该孔为盲孔，盲孔底靠近衔铁(16)的摆动端部。
3.根据权利要求1或2所述的智能数码锁，其特征是单片机控制电路单片机(U1)可采用Pic系列的Pic16cx～Pic18cx，(U1)的脚4、14接电源正极，脚3、5接地，电阻(R2)和电容(C1)组成RC振荡器，(R2)一端接电源，(C1)一端接地，两者相连端接(U1)脚16，(U1)的输出脚2，经电阻(R1)接三极管(VT1)基极，(VT1)集电极接电磁线圈(L1)，发射极接地，(L1)另一端接电源正端，二极管(VD1)与(L1)反向并联，在Vcc输入端接二极管(VD3)，电阻(R3)、(R6)、(R7)、(R8)、分别为(H1～H4)各传感器脚3的上拉电阻，(LED1)、(LED2)、(LED3)为位置状态指示发光二极管，正极分别通过限流电阻(R9)、(R10)、(R11)接电源正端，负极分别接U1的脚11、12、13。
4.根据权利要求1或2所述的智能数码锁，其特征是机械闭锁机构由锁柄(3)、缓冲杆(6)、螺帽(7)、连接套(8)、锁闩(9)和弹簧(10)组成，锁柄(3)从锁体(2)一侧的孔插入锁体中，锁柄(3)上安装有防水罩(1)，缓冲杆(6)以动配合的方式插在锁柄(3)端部的孔内，螺钉(5)通过长型孔固定在缓冲杆(6)上，锁柄(3)的侧面开有孔，孔内安装有永磁体(4)，弹簧(10)套装在缓冲杆(6)上，一端与连接套(8)的中间隔板接触，另一端顶住锁柄(3)的端部，锁闩(9)套装在连接套(8)的孔内，其螺杆端插入连接套(8)的隔板孔内，与缓冲杆(6)螺接固定，螺帽(7)把连接套(8)锁紧在锁体(2)上，在锁柄(3)上设有防转凹槽，定位螺钉(20)的端部通过锁体(2)的螺孔进入凹槽内。
5.根据权利要求1或2所述的智能数码锁，其特征是电磁开锁机构由销钉(15)、衔铁(16)、铁芯(17)、磁铁架(18)、拉簧(19)和线圈(L1)组成，衔铁(16)的固定端卡靠在磁铁架(18)伸出端凹槽中，并与固定在磁铁架一侧的拉簧(19)钩挂连接，衔铁(16)的摆动端安装有有销钉(15)，正对于锁柄(3)的凹槽处，闭锁时销钉(15)嵌进凹槽，线圈(L1)一端接电源正端，另一端通过三极管(VT1)、电阻(R1)接单片机(U1)的脚6。
6.根据权利要求1或2所述的智能数码锁，其特征是位置状态检测机构包括锁状态检测和设备状态检测两部分，锁状态检测由霍尔传感器(H1)和永磁体(4)组成，永磁体(4)固定在锁柄(3)侧面的孔内，对应处安装有传感器(H1)，闭锁时，永磁体(4)靠近H1，锁打开时两者离开；设备状态检测由霍尔传感器(H2～H4)、转盘(11)和永磁体(12)组成，永磁体(12)安装在转盘(11)的偏心孔内，在锁体(2)内印制版(13)上距转盘中心与偏心孔相同半径的大约0°、+75°、-75°处安装霍尔传感器(H2)、(H3)、(H4)，霍尔传感器(H1～H4)的脚1接电源正端，脚2接地，脚3分别接单片机(U1)的脚9、8、7、10，霍尔传感器可采用SC3019、UGN3020等。
7.根据权利要求1或2所述的智能数码锁，其特征是遥控红外通讯电路由红外发射管(VD2)、限流电阻(R5)、三极管(VT2)、电阻(R4)和红外接受组件(U2 )组成，(VD2)正端经(R5)接电源正极，负端接(VT2)集电极，(VT2)基极经(R4)接单片机(U1)脚1，(VT2)发射极接地，红外接受组件(U2)的1脚接(U1)脚6，2脚接地，3脚接电源正端，(U2)可采用RPM638、TRM38系列。
8.一种与智能数码锁配套使用的电脑钥匙，可采用具有红外通信功能的Thinp-600～700型掌上电脑改装而成，其特征是在前端开有两孔，孔内装有空心永磁体(27)、(28)，空心内安装有正、负电极(26)、(29)，螺帽(25)、(30)分别把导线(24)、(31)压紧在正、负电极上，导线的另一端分别接在掌上电脑正、负电源上。
9.一种与智能数码锁配套使用的永磁式应急钥匙，其特征是应急钥匙为杆状体，杆体(32)的端部固定有永磁体(33)。
专利摘要本实用新型涉及一种防误闭锁装置,特别是涉及一种智能数码锁。它含有锁体,锁体内安装有机械闭锁机构、电磁开锁机构、设备状态检测机构、遥控红外通讯电路和单片机控制电路,单片机内储存有锁的编码和应用程序,与配套使用开锁的电脑钥匙进行双向红外通信,把设备分、合状态反馈给掌上电脑,实现了“红外采码、自动开锁、自动检测设备状态”,用于解决现有机械编码锁“触点采码、手动开锁、人为检查”的不可靠问题,该锁具有采码准确、快捷,操作简单方便,可靠性高,密封性好,不易锈蚀,使用寿命长等特点,是供电系统防止误操作,防止走“空程序”,杜绝事故隐患理想的闭锁装置。
文档编号E05B47/06GK2494865SQ01234398
公开日2002年6月12日 申请日期2001年8月23日 优先权日2001年8月23日
发明者王峰岩 申请人:王峰岩