具有管理器的手摇发电电子锁的制作方法

专利名称：具有管理器的手摇发电电子锁的制作方法
技术领域：
本实用新型具有管理器的手摇发电电子锁属于锁领域，特别是涉及一种手摇 发电电子锁。
背景技术：
目前， 一般电子锁在供电方面，均采用交流电整流再外加后备铅酸蓄电池(防 止停电)的供电方案，该种方案易引入强电千扰，甚至会破坏弱电环境下电子锁 的工作状态和数据，而且铅酸蓄电池寿命仅1 2年便要更换，污染环境，锁整 体结构复杂、体积较大，电子元件工作在长期通电状态下，寿命减少并且故障率 相对较高。而又有很大部分电子锁也采用千电池供电方案，干电池工作在较高环 境温度的箱柜中时，寿命减短且不确定。当环境湿度较高时，因连续使用(低耗 电待机状态)电池，电池与电池弹片接触处极易产生电化学反应，导致电池和弹 片镀层腐蚀，以至接触不良，电子锁失效。而为了保证其可靠性，必须增加使用 期间的例行维护、保养工作，导致了人力、物力的浪费，增大了管理工作的难度。
在电子锁钥匙上，普遍使用IC卡，所以在配置上都是以PC机连接配卡器， 并使用相应软件作为配卡终端。 一旦在用锁环境上无法使用或不便使用PC机时 候，配置钥匙就显得很不方便。而且在现有普遍的电子锁技术，是由电子锁确定 下的暗号，然后再利用各种方式传送给电子钥匙记忆，此时电子钥匙才具备使电 子锁暗号匹配而做相关动作，电子钥匙的暗号一经确定后，本体便无法作任何改 变(如卡片等形式的各种电子钥匙)。也就是说，通常的电子钥匙只能一次性使 用，通用性差。通常电子锁是主动的，电子钥匙是被动的，电子钥匙的一切功能 都是由电子锁来决定，这种电子钥匙除不具备通用性外，暗号还很容易被破译， 一旦知道了该锁的暗号，就可以方便地制作电子钥匙，因此安全性不高。 发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种克服现有的电子锁的供电不 善、安全性差、价格昂贵等问题，提供一种无需外加电源和电源的维护，手摇供电的电子锁。利用具有数据加密的单片机存储的与锁内数据一致的随机序列，作 为该电子锁的电子钥匙，并配置一套便捷式的电子锁管理装置，利用四线制的数 据线连接电子锁，方便地实现了对钥匙的添加、删除、信息查看，同时该设备还 可以替代Ili子钥匙，连接到电子锁上并输入密码即可实现开锁。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
电子锁由锁体，锁舌，手柄组成，锁体上设置有密钥接口插槽和管理器接口 插槽，锁体上设置有充电装置，转动手柄，带动锁舌开锁，转动手柄开锁时，手 柄经齿轮带动微型发电机充电，当内部电压不足时，就可通过手动充电手柄，经 齿轮带动微型发电机充电，转动手动充电手柄2~3周即可补回电压。
本实用新型的电子锁的锁体上设置有密钥接口插槽和管理器接口插槽，锁体 上设置有电路板，手柄通过轴连接锁的开关机芯，锁舌安装在开关机芯上，手柄 的轴上安装的充屯转动齿轮通过配合齿轮带动轴转动，通过变速加速齿轮带动微 型发电机充电。
本实用新型的充电装置是由变速加速齿轮，充电转动齿轮，手动充电手柄， 微型发电机组成，在手柄的轴上安装有一对充电转动齿轮，充电转动齿轮的配合 齿轮安装在手动充电手柄上，手动充电手柄的轴连接变速加速齿轮，变速加速齿 轮连接在微型发电机上，转动手动充电手柄，通过轴转动变速加速齿轮带动微型 发电机充电。
本实用新型的电子锁开关机芯是由马达，螺旋转子，开关动杆，门闩卡铁， 转动阀门，开锁臂，固定转动轴，上锁弹簧，锁舌伸縮杆组成，锁舌连接在锁舌 伸縮杆上，上锁弹簧安装在锁舌伸縮杆上，手柄轴上安装转动阀门和开锁臂，转 动阀门上设置有缺口，缺口与门闩卡铁配合，开锁臂与锁舌伸縮杆配合，开锁臂 安装在固定转动轴上，门闩卡铁连接在开关动杆上，开关动杆与螺旋转子配合， 马达输出轴连接，螺旋转子，当马达正转的时候，螺旋转子的螺旋齿轮使开关动 杆向左移动，则带动使门闩卡铁左移，门闩卡铁脱离转动阀门的缺口，因而可顺 时针转动手柄，带动为转动阔门，阀门则压下开锁臂，开锁臂再压下锁舌伸縮杆， 使锁舌右移縮入，实现开锁。相反当马达反转的时候，闩卡铁右移，门闩卡铁离 进入转动阀门的缺口，卡住转动阀门的缺口，使转动阀门无法转动，实现关锁。
本实用新型的管理器是电子锁的管理装置。管理器有液晶显示屏，键盘，有 多个键，可供用户选用菜单的上下调节、密码的输入修改等工作，电子锁连接的接口。
本实用新型的电子锁端的管理器由电源供应电路，微处理器主控电路，信息 存储电路，马达控制电路组成。电源供应电路是由整流、存储、升压、电源输出 组成，发电机的电源经整流芯片DB106整流后，连接存储电容器C1存储电荷， 通过电感连接升压芯片TPS61070对电容的电压提升，满足系统电源的供应，由 两电阻R1、 R2阻值大小调节参考电压，升压后由IC2的第5脚作为电源输出， 为后面电路工作供电。微处理器主控电路由单片机组成，在单片机连接通讯接口 ， 满足对电子钥匙的信息交互，实现对电子钥匙的识别。信息存储电路连接在微处 理器主控电路....匕马达控制电路连接在微处理器主控电路上，信息存储电路存储 系统的信息，由集成电路芯片存储系统的信息，信息存储电路连接在微处理器主 控电路上，马达控制连接由集成电路芯片组成，马达控制电路连接在微处理器主 控电路上，连接转动马达，控制马达的正反转动动作，以实现对电子锁开关的控 制。
本实用新型的电子锁钥匙管理器由供电模块，液晶显示，单片机组成，供电 模块由整流桥对输入的电压进行整流，而后连接稳压芯片输入端，经芯片内部电 路处理后由输出引脚输出稳定5v电压，为系统供电。液晶显示连接电路对显示 屏的显示控制。连接电阻调节显示屏的背光明暗，连接VCC和GND为液晶屏背光 供电，液晶屏显示控制的数据总线，连接处理器IC2的P1 口，控制引脚第4、 5、 6脚，连接连接处理器IC2的P3口的第15、 16、 17引脚，实现对显示屏的显示 控制。单片机引脚连接矩阵键盘，满足对系统的键盘输入控制。连接接口 Pl， 通过接口P1，实现处理器对外围设备的通讯。
电子锁系统电子钥匙的电路由单片机和四线通讯接口组成，由具有信息加密 的单片机内部加密的存储经过加密算法处理后的钥匙的信息。由单片机的输出脚 作为通讯的数据线，交互开锁信息。当接口插入电子锁锁眼的时候，以加密后的 信息交互完成对钥匙的识别工作。并能在每次钥匙匹配通过后对钥匙和锁内的随 机序列进行同步更新。
利用开锁手柄或备用转动阀的齿轮带动微型发电机产生变化的电流，经整流 电路整流后，再经储能电路储能为后面系统提供电源，当开锁电子钥匙插入时， 系统电源开启，微处理器开始工作，不断查询钥匙数据，并与微处理器本身数据 比较如果相同则识别通过，微处理器即控制丌锁微型电机转动移走门闩卡铁达到开锁目的。在开锁的同时微处理器会对钥匙和锁内的随机序列以新的随机序列同 步更新。当适配器经数据线连接后，通过复用式的数据线把通讯指令和通讯数据 写入锁内的EEPROM内，钥匙管理装置向其中写入协议好的操作指令，并向电于 锁处理器发起中断，驱使电子锁处理器读取共享区指令内容，而做出相应的操作。 钥匙管理装置以指令形式让电子锁处理器执行相关操作，无需涉及电子锁相关操 作。
本实用新型的有益效果
安装和维护方便，本实用新型利用手摇产生的能量供给系统使用，用户无需 定时做电源方面的维护，安装方便无需受安装环境限制；
安全性高，以电子锁内对应的高度随机的序列，作为钥匙的匹配信息，信息 量大，几乎没有重复的可能性。并在开锁的同时更新电子钥匙数据，极大提高了 钥匙的安全性。
管理方便，引入新型的电子锁管理机制，用户可以利用配套的管理设备，随 时随地实现钥匙的添加、删除、信息査看等工作，即便是在钥匙丢失的情况下， 也可以通过钥匙管理器的连接，通过密码开锁。
本实用新型以单片机作为微处理器，以软件的形式模拟各种接口，硬件电路 简单，集成度高，大大地降低了产品的成本，极具价格优势。


附图1是本实用新型的电子锁的示意图。
附图2是本实用新型的电子锁的结构示意图。
附图3是本实用新型的电子锁开关机芯结构图
附图4是本实用新型的电子锁的管理器示意图。
附图5是本实用新型的电子锁端的电路原理示意图。
附图6是本实用新型的电子锁钥匙管理器的电路原理示意图。
附图7是本实用新型的电子锁电路原理示意图。
以下结合附图对本实用新型进一步说明
如附图1所示，本实用新型电子锁由锁体，锁舌4，手柄3组成，锁体上设 置有指示灯l，密钥接口插槽和管理器接口插槽2，锁体上设置有充电装置，当 电子钥匙匹配后，转动手柄，带动锁舌开锁，转动手柄开锁时，手柄经齿轮带动 微型发电机充电，当内部电压不足时，就可通过手动充电手柄5，经齿轮带动微型发电机充电，转动手动充电手柄2 3周即可补回电压。
如附图2所示，本实用新型电子锁的锁体上设置有密钥接口插槽和管理器接 口插槽2，锁体上设置有电路板IO，手柄3通过轴连接锁的开关机芯9，锁舌4 安装在开关机芯9上，转动手柄，带动锁舌开锁。每当转动手柄开锁时，手柄的 轴上安装的充电转动齿轮6通过配合齿轮带动轴转动，通过变速加速齿轮8带动 微型发电机7充电。充电装置是由变速加速齿轮8，充电转动齿轮6，手动充电 手柄5,微型发电机7组成，在手柄的轴上安装有一对充电转动齿轮6，充电转 动齿轮6的配合齿轮安装在手动充电手柄5上，手动充电手柄5的轴连接变速加 速齿轮8，变速加速齿轮8连接在微型发电机7 ....匕转动手动充电手枘，通过轴 转动变速加速齿轮8带动微型发电机7充电。
如附图3所示，本实用新型电子锁开关机芯9是由马达13，螺旋转子23， 开关动杆24，门闩卡铁14，转动阀门15，开锁臂16，固定转动轴25，，上锁弹 簧11 ，锁舌伸縮杆26组成，锁舌4连接在锁舌伸縮杆26 —匕t锁弹簧11安装 在锁舌伸缩杆26上，手枘3轴上安装转动阀门15和开锁臂16，转动阀门上设 置有缺口，缺口与门闩卡铁配合，开锁臂与锁舌伸缩杆配合，开锁臂安装在固定 转动轴25上，门闩卡铁连接在开关动杆24上，开关动杆与螺旋转子23配合， 马达13输出轴连接，螺旋转子23，当马达13正转的时候，螺旋转子23的螺旋 齿轮使开关动杆24向左移动，则带动使门闩卡铁左移，门闩卡铁14脱离转动阀 门15的缺口，因而可顺时针转动手柄3，带动为转动阀门15，阀门15则压下开 锁臂，开锁臂再压下锁舌伸缩杆26，使锁舌右移縮入，实现开锁。相反当马达 反转的时候，闩卡铁右移，门闩卡铁！4离进入转动阀门]5的缺口，卡住转动阀 门15的缺口，使转动阀门15无法转动，实现关锁。
如附图4所示，本实用新型的管理器是电子锁的管理装置。管理器有液品显 示屏21，液晶屏的背光开关22，液晶屏的显示深度调节阀20，键盘19，有多个 键，可供用户选用菜单的....匕F调节、密码的输入修改等工作，电子锁连接的接口 18。
如附图5所示，本实用新型电子锁端的管理器由电源供应电路，微处理器主 控电路，信息存储电路，马达控制电路组成。电源供应电路是由整流，存储，升 压，电源输出组成，Pl插口接发电机的两导线，连接发电机传过来的电流，经 整流芯片DB106内整流桥整流后，接1法拉第的超级电容器C1存储电荷，将发电机的电流存储起来，然后接升压芯片TPS61070对电容C1的电压提升，满足系 统电源的供应，由两电阻R1、 R2阻值大小调节参考电压'升压后由IC2的第5 脚作为电源输出，为后面电路工作供电。微处理器主控电路由单片机ATTINY24 作为主控端控制整个系统运行。ATTINY24的第8、第9脚连接通讯接口 P3，满 足对电子钥匙的信息交互，实现对电子钥匙的识别。信息存储电路，由EEPROM 芯片AT24C02存储系统的信息，连接在处理器ATTINY24的第8、第9展卩，电阻 R6、 R7实现对两线的电平驱动，提高总线电平，以满足处理器对芯片AT24C02 的数据读写。马达控制电路，由微处理器第2、第3脚传过来的控制电平，经过 马达电平驱动芯片ba] 6686电平驱动后，由bal6686的第2第6脚输出较高电平， 由插针P2连接转动马达，控制马达的正反转动动作，以实现对电子锁开关的控 制。
如附图6所示，本实用新型供电模块由12V交流电插口 P3连接，由整流二 极管IMOOI， Dl、 D2、 D3、 D5组成整流桥，对输入的电压进行整流，而后连接 稳压芯片7805输入端第1脚，经芯片内部电路处理后由输出引脚3，输出稳定 5v电压，为系统供电。液晶显示屏1602A的连接电阻R1为调节显示屏的背光明 暗，第15、 16脚接VCC和GND为液晶屏背光供电，第7至第14脚为液晶屏显示 控制的数据总线，连接处理器IC2的P1 口，控制引脚第4、 5、 6展卩，连接连接 处理器IC2的P3口的第15、 16、 17弓l脚，实现对显示屏的显示控制。IC2为单 片机AT89S52， PO 口 8个引脚连接矩阵键盘，满足对系统的键盘输入控制。引脚 22、 23连接接口P1，通过接口P1，实现处理器对外围设备的通讯。
如附图7所示，本实用新型电子锁电路由具有信息加密的单片机ATTINY13 和相应的四线通讯接口组成，以单片机内部加密的EEPROM存储经过加密算法处 理后的钥匙的信息。由单片机的第5、 6脚作为通讯的数据线，交互开锁信息。 当接口插入电子锁锁眼的时候，以加密后的信息交互完成对钥匙的识别工作。
权利要求1、一种具有管理器的手摇发电电子锁，电子锁由锁体，锁舌，手柄组成，锁体上设置有电路板，手柄通过轴连接锁的开关机芯，锁舌安装在开关机芯上，其特征是锁体上设置有密钥接口插槽和管理器接口插槽，锁体上设置有充电装置，充电装置是由变速加速齿轮，充电转动齿轮，手动充电手柄，微型发电机组成，手柄的轴上安装有一对充电转动齿轮，充电转动齿轮的配合齿轮安装在手动充电手柄上，手动充电手柄的轴连接变速加速齿轮，变速加速齿轮连接在微型发电机上，电子锁端由电源供应电路，微处理器主控电路，信息存储电路，马达控制电路组成，电源供应电路是由整流，存储，升压，电源输出组成，发电机的电源经整流芯片整流后，连接存储电容器存储电荷，通过电感连接升压芯片对电容的电压提升，升压后作为电源输出，微处理器主控电路由单片机组成，在单片机连接通讯接口，信息存储电路连接在微处理器主控电路上，马达控制电路连接在微处理器主控电路上。
2、 根据权利要求1所述的具有管理器的手摇发电电子锁，其特征是电子锁 开关机芯是由马达，螺旋转子，开关动杆，门闩卡铁，转动阀门，开锁臂，固定 转动轴，—l:.锁弹簧，锁舌伸縮杆组成，锁舌连接在锁舌伸縮杆.匕h锁弹簧安装 在锁舌伸縮杆上，手柄轴上安装转动阀门和开锁臂，转动阀门上设置有缺口，缺 口与门闩卡铁配合，开锁臂与锁舌伸縮杆配合，开锁臂安装在固定转动轴上，门 闩卡铁连接在开关动杆上，开关动杆与螺旋转子配合。
3、 根据权利要求1所述的具有管理器的手摇发电电子锁，其特征是电子锁 钥匙管理器由供电模块，液晶显示，单片机组成，供电模块由整流桥对输入的电 压进行整流，而后连接稳压芯片输入端，经芯片内部电路处理后由输出引脚输出 稳定电压，液晶显示连接电路对显示屏的显示控制，单片机引脚连接矩阵键盘， 接受用户输入。
4、 根据权利要求1所述的具有管理器的手摇发电电子锁，其特征是P1插口 接发电机的两导线，连接发电机传过来的电流，经整流芯片DB106内整流桥整流 后，接电容器C1存储电荷，接升压芯片TPS61070对电容C1的电压提升，由两 电阻R1、 R2阻值大小调节参考电压，升压后由IC2的第5脚作为电源输出，微 处理器主控电路由单片机ATTINY24作为主控端控制，ATTINY24的第8、第9脚
专利摘要本实用新型具有管理器的手摇发电电子锁属于锁领域，电子锁由锁体，锁舌，手柄组成，锁体上设置有密钥接口插槽和管理器接口插槽，充电装置组成，锁体上设置有电路板，充电装置是由变速加速齿轮，充电转动齿轮，手动充电手柄，微型发电机组成，在手柄的轴上安装有一对充电转动齿轮，手动充电手柄的轴连接变速加速齿轮，变速加速齿轮连接在微型发电机上，电子锁端的管理器由电源供应电路，微处理器主控电路，信息存储电路，马达控制电路组成。本实用新型利用手摇产生的能量供给系统使用，用户无需定时做电源方面的维护，安装方便无需受安装环境限制，安全性高，管理方便。
文档编号E05B49/00GK201310243SQ20082020450
公开日2009年9月16日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者杨震伦, 林旭诚, 蒋亚军, 郭健平 申请人:广州番禺职业技术学院