专利名称：保险柜智能防盗锁的制作方法
技术领域：
本发明涉及的机电一体化锁具，操作简单方便，安全系数更高的机电一体化锁具，
一种替代现有保险柜的电子密码锁。
背景技术：
我国在2001年更新了关于防盗保险柜的国家标准GB10409-2001至今，电子密码 锁保险柜的锁具一直未有重大改变，长期以来，使用成本低廉的梅花钥匙做为应急开锁装 置，现今市场上销售的保险柜内电子密码锁，应急梅花钥匙成了每个保险柜的标准配置。
如图8所示，是市场上销量最大的小型保险柜密码锁的内部结构图，包括主控板 37、液晶显示屏25、输入按键26、应急锁芯41、应急锁芯连杆39、电磁铁组件33、电磁铁连接 片40、主锁舌连动杆31、主锁芯38等，这些部件均安装在保险柜门上。主锁芯38是一把转 舌锁芯，它通过传动杆27、锁舌拨动杆32，锁舌拨动杆32的一头套在锁舌连动杆31的限位 槽29中，主锁芯38在转动时锁舌拨动杆32随同主锁芯38做同方向运动，也带动了锁舌联 动杆31做水平方向的移动，使固定在锁舌连动杆31上的锁舌28水平移动。用户平时正常 进行开锁时，先按指定的输入按键26，接收按键输入并接通，主控板37接受到指令后，点亮 液晶显示屏25，显示用户机器正常，用户在按键面板26上输入密码，主控板37比对输入密 码和用户预存在主芯片上的密码，如果密码一致，主控板接通电磁铁电路，励磁线圈36流 过电流，限位弹簧35中的铁芯34被吸下，用户可在一定的时间内插入钥匙43转动就可使 锁舌28水平后退打开保险柜。 应急锁芯41是一种梅花锁芯，应急锁芯的尾部固定了一条应急锁连杆39，应急 锁芯转动时该应急连杆39同应急锁芯41的运动方向一致。该应急连杆39位于电磁铁连 接片40的正上方，当相匹配的应急钥匙42插入应急锁芯41并转动时，应急锁连接杆39 跟着向下移动，刚好压下电磁铁连接片40，使锁舌联动杆31能在主锁芯38的带动下向开 锁的方向运动，锁也能被开启了，这个装置主要是用户遗忘密码时的紧急开锁。在使用应 急开锁装置来开启保险箱，梅花锁芯和梅花钥匙都是结构很简单的机械锁，非常容易被不 法之徒仿制并利用其技术开启保险柜，由于电磁铁的控制线都安装在保险柜外的塑料盖板 上，不法之徒也可以轻易地破坏塑料盖板，控制电磁铁的开关来达到开启保险柜的目的。 CN101187272A提出一种单片机控制的机械电子密码锁，它虽然提出在钥匙上设有与单片机 预设密码相对应的密码和密码存储器，在锁芯钥匙孔外围设相对应的触点，但不能用于保 险柜上，特别是不能用于应急开锁，其供电和信号电路结构复杂，也不适用保险密码锁。
发明内容
本发明是针对现有保险柜电子密码锁所存在的缺陷，设计的一种融合机械和电子 为一体的机电双控一体化的锁具用户，能在同一锁芯中进行正常或应急开锁，拒绝非法用 户开锁并进行报警，杜绝技术开锁的可能性。 本发明的技术方案是保险柜智能防盗锁，包括钥匙、锁体和面板，锁体内设锁芯、主控芯片、电磁铁组件、音响报警和工作电源，其特征在于钥匙上设有存储密码的ic卡电 路、电触点和机械触点；锁芯内设有与所述钥匙的导电触点和机械触点相对应的导电弹子 和机械弹子；主控芯片内设有CPU存储器，所述存储器设有与所述钥匙IC卡输出的密码相 对比的密码存储器和开锁程序控制器；主控芯片的输入端连接输入密码的键盘，主控芯片 的输出端连接开锁电磁铁组件和显示锁体工作状态的液晶显示屏，主控芯片的输入端还连 接检测电磁铁开锁工作状态的检测电路。 所述钥匙上的电触点为设在钥匙上导电触点并与所述锁芯内的导电弹子相对应， 导电触点在为钥匙IC卡电路供电同时传送IC卡芯片密码。所述钥匙上的机械触点为设在 钥匙杆上，并与所述锁芯内机械弹子形状和数量相对应的机械接触点。 所述钥匙还包括正常开锁钥匙和应急开锁钥匙，所述应急开锁钥匙内设有存储密 码的IC卡电路和通电触点。 与现有市场上保险柜电子密码锁相比，本发明取消了原有电子保险柜的应急开锁 锁芯，使正常开锁锁芯与应急开锁芯合二为一，采用带有机械弹子和含有IC卡密码的机电 一体钥匙，增加了用于遗忘密码时应急的IC卡密码钥匙。在正常状态下用户插入钥匙并按 键输入正确的密码即可打开保险柜，在遗忘密码时，通过启动主控板的应急开锁程序，用户 可通过同一个锁芯使用正常钥匙和应急钥匙来开启保险柜。本发明保留了电子保险柜开锁 的传统形式，取消了故障率较高又存在较大安全隐患的应急开锁装置。从根本上革新了保 险柜锁具的设计思路，不仅降低了整个保险柜的生产成本而且提高了电子保险柜的安全系 数。
图1为机电一体化锁体结构框图。 图2为本发明实施电路图，图中虚线框内为钥匙IC卡芯片电路。
图3为锁芯结构的剖面图。 图4为钥匙内部结构示意图，其中图4a为正常开锁钥匙，图4b为应急钥匙。
图5为本发明电子密码锁保险柜结构立体图，其中图5a为锁体内部结构，图5b为 锁体面板示意图。 图6为正常开锁工作流程图。
图7为遗忘密码应急开锁流程图。 图8原电子密码锁保险柜结构立体图，其中图8a为锁体内部结构，图8b为锁体面 板示意图。
具体实施例方式
图1既表示机电一体化锁体结构，也表示以主控芯片3为中心的信号流程，钥匙1 手柄内设IC卡芯片，钥匙杆上设钥匙导电触点和机械触点，锁芯2包括锁芯导电弹子和机 械弹子，主控芯片3包括主控芯片CPU和外围电路，主控芯片3的输入端通过锁芯导电弹子 与钥匙导电触点活动连接，既传导数据信号也为钥匙IC卡供电(用双向箭头表示)。液晶 显示屏4接于主控芯片3的输出端，输入键盘5接于主控芯片3的输入端，开锁电磁铁组件 7接于主控芯片3的输出端用于执行开锁指令，主控芯片3内设正常开锁和应急开锁程序用于控制开锁电磁铁的动作。 图2为设在锁体内的实施电路图，V1为CPU选用486N，V2为钥匙IC卡芯片，包括 正常开锁钥匙12和应急开锁钥匙14的IC卡芯片。 参见图2，虚线部分，表示2的供电和数据传输电路。IC卡钥匙电路由芯片V2和 其外围二极管D2、电容Cl、 C2及电阻R2、 R3组成。二极管D2接在芯片V2的CK和VCC端 作时针电路，电容C2接在芯片V2的VCC和RST端，电阻R3接在芯片V2的RST和CND端作 复位电路，电容Cl接在主控芯片V2的VCC和GND端，电阻R2接在主控芯片V2的CK和D0 端作传输数据电路，它只有一组触点与V2芯片供电电路相连接，此电源是依靠微主控芯片 VI控制三极管Gl的导通形成脉冲电压经D2整流Cl滤波给V2芯片提供直流电压，同时此 脉冲电压直接与V2芯片的时钟端连接，触发V2芯片工作。电阻R2和电容C2实现了 V2芯 片的上电复位功能，电阻R3实现了数据端口与供电的隔离和数据在供电线上的传输，二极 管D2和电容C2实现电源的隔离和稳压功能。主控芯片VI通过电阻Rl与数据线一端相连 接读取钥匙IC卡数据，并与三极管Gl相连接作V2芯片的供电电路。开锁电磁组件7由电 磁线圈Ll和电磁铁芯T2、三极管G3和二极管Dl组成，三极管G3与VI芯片的P12脚相连 接，输出控制信号，电磁线圈Ll即为励磁线圈36。音响报警电路由三极管G2、蜂鸣器B1组 成。检测电路6由三极管G3和开关S1组成。 该装置应用在电路工作状况检测。平时P16检测是S1的状态，决定P12的输出电 平高低，确保在正常应用时电磁铁的正确吸合。当V1程序发生紊乱时，P12输出高电平，用 户插入钥匙转动时锁芯会有些许转动，于是闭合了开关30，电磁铁33吸下铁芯34，保险柜 就可被打开了。 参见图3，本发明的主要部件为锁芯。锁芯中的弹子包括导电弹子15和机械弹子 21，锁芯孔20中的导电弹子15设在机械弹子21前端的第一位。导电弹子15下设有导电 触头17，导电触头17下端有螺旋弹簧18，包围导电弹子15的绝缘套16，包围导电触头17 和螺旋弹簧18的绝缘套19，导电弹子15连接导电触头17并通过螺旋弹簧18外接至主控 芯片3。在该锁芯2的尾部固接一转动杆27，转动杆27末端垂直固接一条锁舌拨动杆32， 锁舌拨动杆32的一头套在锁舌连动杆限位槽29中，锁体在转动时锁舌拨动杆32随同锁芯 2做同方向运动，锁舌连动杆31带动锁舌作水平移动。 参见图4，本发明的IC卡开锁钥匙12，其上分别设有与机械弹子21相对应的机械 触点22和与导电弹子15相对应的导电触点23，钥匙中IC卡的供电与数据触点23设在锁 芯机械弹子前端的第一位置，在手柄内有V2芯片及其电路24，以存储用户的密码，用户在 正常使用时，可插入该钥匙，导电弹子15与钥匙触点23接通，机械弹子21与钥匙机械触点 对位，VI检测到有钥匙插入锁芯20，就通过触点23读取钥匙12的身份密码，并与预存在VI 中的数据进行比较，比较一致，钥匙合法，会发出提示音，提示用户输入密码。应急IC卡开 锁钥匙14，其上只设有与导电弹子15相对应的接触点23，并设在锁芯机械弹子前端的第一 位置，在其手柄部也内置有IC卡24，用来存储用户的密码。用户在遗忘密码的时候，可插入 该应急钥匙14，导电弹子15与钥匙触点23接通，提供钥匙开锁信号，V1检测到有钥匙插入 锁芯孔20，就通过触点23读取钥匙14的身份密码，并与预存在VI中的数据进行比较，比较 一致，会发出提示音，提示可插入合法钥匙12在不输入密码的状态下开锁。
参见图5，这是本发明的内部结构图，结构件包括主控芯片3、液晶显示屏4、输入
5按键5、电磁铁33、主锁舌28、主锁舌连动杆31、锁芯2和设在其末端的转动杆27以及锁舌 拨动杆32，液晶显示屏4和输入按键5安装在保险柜门上。电磁铁33与原保险柜电磁铁基 本相同，由于省去了原应急锁芯41，本发明的电磁铁33也省去了电磁铁连接片40，所以在 本机在没有供电电源时保险柜必须使用外接电源重新进入程序才能被开启，这个措施使保 险柜在最大程度上杜绝了技术开锁的可能性。 由于钥匙12使用了内存容量较大的V2芯片，因此通过对存入IC卡的数据进行特 定的编码，可以使不同的钥匙具有不同的权限。其中主人钥匙具有增加、删除、限定其他钥 匙的权利。 一旦有钥匙丢失或要增加另外的合法用户，主人可通过特定的按键输入启动钥 匙识别程序。钥匙识别只有持主人钥匙12者才有权利，防止随意识别钥匙带来的不安全因 素，确保钥匙的可靠性，避免了常规电子锁采用专用识别钥匙带来的保存麻烦及不安全因 素。
以下简述本发明的工作状态和过程 参见图5和图6，当主钥匙12插入锁芯孔20时，接通了主控芯片VI检测回路，主 控芯片VI开始工作，并当主钥匙12整体插入锁芯孔20后，主控芯片VI通过主钥匙12的 导电触点23与锁体内的导电弹子15相连接，V1导通Gl输出电压对钥匙12的IC卡24进 行供电。读取主钥匙12内的IC卡24上预存的密码进行比对，如数据不吻合，就会认为是 非法用户侵入，主控芯片使G2导通，Bl发出报警声。若用户的主钥匙12内IC卡24上预 存的密码数据吻合时，主控芯片点亮液晶显示屏4，并使能键盘输入，用户在键盘5上输入 密码并确认后，主控芯片3对该密码和原有用户预存在主控芯片上的密码进行对比，如输 入的数据不吻合，主控芯片3使B1发出提示音提示用户再次输入，当用户输入密码第三次 仍不能和预存密码相吻合，G2导通，Bl发出高分贝警示音。如果用户输入的密码和预存密 码相吻合，主控芯片VI对电磁铁33供电，励磁线圈36流过电流产生磁场，吸下铁芯，锁舌 连动杆31在钥匙转动的带动下向左移动，保险柜就被顺利开启了。 参见图7，在实际使用中，时有因用户遗忘密码而不能开启保险柜的事情发生，针 对此类问题，本发明提出的解决方案用户可插入另一把应急开锁钥匙14，主控芯片VI验 证应急开锁钥匙14的合法性，如非法，Bl发出高分贝警示音，如合法，Bl发出提示音，提示 用户插入钥匙12开锁，用户拨出钥匙14，插入钥匙12，如果钥匙12合法，主控芯片VI就对 电磁铁33供电，使其吸下铁芯，用户可转动钥匙打开保险柜了 。
权利要求
保险柜智能防盗锁，包括钥匙、锁体和面板，锁体内设锁芯、主控芯片、电磁铁组件、音响报警和工作电源，其特征在于钥匙上设有存储密码的IC卡电路、电触点和机械触点；锁芯内设有与所述钥匙的电触点和机械触点相对应的导电弹子和机械弹子；主控芯片内设有CPU存储器，所述存储器设有与所述钥匙IC卡输出的密码相对比的密码存储器和开锁程序控制器；主控芯片的输入端连接输入密码的键盘，主控芯片的输出端连接开锁电磁铁组件和显示锁体工作状态的液晶显示屏，主控芯片的输入端还连接检测电磁铁开锁工作状态的检测电路。
2. 根据权利要求l所述的保险柜智能防盗锁，其特征是所述钥匙(1)上的导电触点(23) 与所述锁芯(2)内的导电弹子(15)相对应，导电触点(23)在为钥匙(1)的IC卡电路(24) 供电的同时传送IC卡芯片密码。
3. 根据权利要求l所述的保险柜智能防盗锁，其特征是所述钥匙(1)上的机械电触点 (22)为设在所述钥匙杆上，并与所述锁芯(2)内机械弹子(21)形状和数量相对应的机械触 点(23)。
4. 根据权利要求l所述的保险柜智能防盗锁，其特征是所述锁芯(2)为正常开锁锁芯 与应急开锁芯合二为一。
5. 根据权利要求l所述的保险柜智能防盗锁，其特征是所述钥匙(1)还包括应急开锁 钥匙(14)，所述应急开锁钥匙(14)内设有存储密码的IC卡电路(24)和导电触点(23)。
6. 根据权利要求l所述的保险柜智能防盗锁，其特征是所述开锁电磁组件(7)由电磁 线圈Ll、电磁铁芯T2、三极管G3和二极管Dl组成，三极管G3与VI芯片的P12脚相连接， 输出控制开锁信号。
7. 根据权利要求l所述的保险柜智能防盗锁，其特征是所述检测电路(6)由三极管G3 和开关Sl组成，三极管G3的一端与VI芯片的P12相接，三极管G3的输出端接用于检测VI 工作状态的开关S1。
8. 根据权利要求l所述的保险柜智能防盗锁，其特征是所述主控板(3)的输出端还接 有由三极管G2、蜂鸣器B1组成的音响报警电路。
全文摘要
保险柜智能防盗锁，包括钥匙、锁体和面板，锁体内设锁芯、主控芯片、电磁铁组件、音响报警和工作电源，钥匙上设有存储密码的IC卡电路、电触点和机械触点；锁芯内设有与所述钥匙的导电触点和机械触点相对应的导电弹子和机械弹子；主控芯片内设有CPU存储器，所述存储器设有与所述钥匙IC卡输出的密码相对比的密码存储器和开锁程序控制器；主控芯片的输入端连接输入密码的键盘，主控芯片的输出端连接开锁电磁铁组件和显示锁体工作状态的液晶显示屏，主控芯片的输入端还连接检测电磁铁开锁工作状态的检测电路。取消原有电子保险柜的应急开锁锁芯，使正常开锁锁芯与应急开锁芯合二为一，增加用于遗忘密码时应急的IC卡密码钥匙，提高电子保险柜的安全系数。
文档编号E05B49/02GK101748940SQ200910260819
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者蔡海善, 顾刚 申请人:顾刚;蔡海善