一种数控电子防盗锁芯及其钥匙的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种数控电子防盗锁芯及其钥匙，锁芯包括设置在主件外部的公共地和整流电路单元，所述插槽的上内壁和下内壁设有数个位置上下对应的凹槽，凹槽中设有外覆弹性盖板的极板夹层，位于上内壁的极板夹层通过导线Ⅰ接入公共地中，位于下内壁的极板夹层通过导线Ⅱ与整流电路单元相连。钥匙包括数个在主体厚度方向上贯穿的通孔，通孔中填充通路材料或开路材料，通孔两端设置凸形触点。本实用新型提升了锁芯的防盗能力，还简化了生产工艺，成本低，同时又方便用户设防和解锁，钥匙难以复制，确保了锁与钥匙之间的唯一确定性。本实用新型操作简单方便，只需插入钥匙即可识别，无需转动、无需输入密码，无需等待，解锁快，识别率高。
【专利说明】
一种数控电子防盗锁芯及其钥匙
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种数控电子防盗锁芯及其钥匙，属于锁具技术领域。
【背景技术】
[0002]多年来，机械锁的基本原理几乎没有改变，而开锁技术却日益增长；同时以密码锁、磁卡锁等为代表的电子锁，其内部机械结构与电子电路相对分立，锁芯原理并没有实质性的改变，无论是黑客还是传统开锁匠都能破解。
[0003]锁芯决定了防盗锁的质量和安全，如果锁芯的质量和安全性不过关，那么再坚固的锁都可以说是形同虚设，起不到应有的安全保护作用。目前，市场上的防盗锁虽然品种繁多，但锁芯结构基本都是弹子结构，理论上都能够被破解打开。小偷使用铝箔、钢丝、万能钥匙等工具，可在不破坏锁具的情况下打开防盗锁。即使是电子锁，由于内部电子部分和机械部分相对独立，仍可分开破解。
[0004]因此，有必要解决现有防盗锁锁芯容易被破解的问题。
【发明内容】
[0005]为解决现有防盗锁锁芯容易被破解的问题，本实用新型提供一种数控电子防盗锁芯及其钥匙，使电子部分和机械部分充分结合，难以破解。
[0006]本实用新型通过下列技术方案实现:一种数控电子防盗锁芯，包括主件以及设置在主件中的插槽，其特征在于:还包括设置在主件外部的公共地和整流电路单元，所述插槽的上内壁和下内壁设有数个位置上下对应的凹槽，凹槽中设有外覆弹性盖板的极板夹层，位于上内壁的极板夹层通过导线I接入公共地中，位于下内壁的极板夹层通过导线Π与整流电路单元相连。
[0007]所述主件为绝缘材质制成，如ABS材料、尼龙、PETG等工程塑料。
[0008]所述弹性盖板是通过密封圈固定在凹槽上。
[0009]所述导线Π是通过导线密封件固定在极板夹层中，不仅固定导线Π，而且防止极板夹层外泄。
[0010]所述弹性盖板为弹性绝缘材料制成，如橡胶、尼龙、硅橡胶等。
[0011 ]所述极板夹层为石墨粉或铝箔。
[0012]—种钥匙，所述钥匙是上述数控电子防盗锁芯的钥匙，包括主体，其特征在于:还包括数个在主体厚度方向上贯穿的通孔，通孔中填充通路材料或开路材料，通孔两端设置凸形触点。
[0013]所述主体为绝缘材质制成，如ABS材料、尼龙、PETG等工程塑料。
[0014]所述通路材料是导电性能良好的材料，如石墨、水银、铜箔等。
[0015]所述开路材料是绝缘材料，如ABS材料、尼龙、PETG等工程塑料。
[0016]所述凸形触点是导电材质(如阳极氧化铝、铝合金、不锈钢等)制成的凸盖，该凸盖既能密封内部材料，有利于增大电容耦合度，使内部导电性好，还能减小钥匙插拔时的阻力和磨损。
[0017]本实用新型旨在用电子数码锁芯取代传统机械锁芯，利用物理学的静电感应原理，把钥匙本身作为电容器，通过对通路和开路两种不同材料(电容器的容抗状态)表达O或I，并在钥匙上排列组合成二进制点阵，假设构成32位点阵时，则共有4，294，967，295种不同的组合，再利用单片机(微电脑芯片)匹配钥匙的排列进行身份识别，以解决传统机械防盗锁锁芯容易被破解的问题。
[0018]上述提供的数控电子防盗锁芯及其钥匙的电路连接是:电源经过集成电路形成振荡信号，振荡信号与三极管相连，三极管驱动高频变压器产生高频交流电源，将公共地的上极板母线14连接在高频交流电源上，通过钥匙与整流滤波电路耦合，由单片机检测整流滤波电路的输出电平，单片机与驱动伺服电机和蜂鸣器相连。先将钥匙的排列表达预设到单片机中，当正确的钥匙插入插槽后，锁芯电路将钥匙的排列表达传输至单片机，与预设比对正确后，由单片机输出确认信号，确认信号驱动伺服电机和蜂鸣器，由伺服电机拉动锁舌将锁舌收回，即完成解锁；当该钥匙被拔出时，单片机停止输出确认信号，伺服电机不再拉动锁舌，锁舌在弹簧的作用下伸出并锁死；当单片机检测到钥匙插入而钥匙不匹配时则发出信号驱动蜂鸣器播出警报音;还可将单片机与震动传感器等相连，当检测到锁芯被暴力破坏，则由单片机发出信号切断电源。
[0019]本实用新型具备的优点及效果:本实用新型将机械构件本身作为电路的一部分，机械与电子充分结合，能有效防止技术开锁和黑客接通内部电路进行破解，电路部分涉及振荡电路、整流滤波电路和单片机电路，不仅提升了锁芯的防盗能力，还简化了锁芯生产工艺，成本低，同时又方便用户设防和解锁，具有较高的实用性，解决了传统机械防盗锁和电子防盗锁锁芯容易被破解的问题。钥匙的凸形触点遮挡了内部材料，从外观无法看出内部材质差异，难以复制，确保了锁与钥匙之间的唯一确定性。本实用新型操作简单方便，只需插入钥匙即可识别，无需转动、无需输入密码，无需等待，解锁快，识别率高。
【附图说明】
[0020]图1为数控电子防盗锁芯插入钥匙的结构示意图；
[0021 ]图2为数控电子防盗锁芯的主视剖视图；
[0022]图3为数控电子防盗锁芯的左视视剖视图；
[0023]图4为钥匙的主视剖视图；
[0024]图5为钥匙的左视视剖视图；
[0025]图6为电路连接示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
[0027]如图1?5，数控电子防盗锁芯及其钥匙包括主件I以及设置在主件I中的插槽2，还包括设置在主件I外部的公共地3和整流电路单元4，所述插槽2的上内壁和下内壁设有数个位置上下对应的凹槽，凹槽中设有外覆弹性盖板5的极板夹层6，弹性盖板5是通过密封圈固定在凹槽上，位于上内壁的极板夹层6通过导线17接入公共地3中，位于下内壁的极板夹层6通过导线Π 8与整流电路单元4相连;导线Π 8是通过导线密封件固定在极板夹层6中，不仅固定导线Π8，而且防止极板夹层6外泄。其中，主件I为ABS材料;弹性盖板5为柔性橡胶;极板夹层6为石墨。
[0028]上述数控电子防盗锁芯的钥匙，包括主体9，还包括8行4列共32个在厚度方向上贯穿的通孔10，通孔10中按预先设定的编排方式填充通路材料11或开路材料12，通孔10两端设置凸形触点13;其中主体9为ABS材料，通路材料11为石墨，开路材料12为ABS材料，凸形触点13为阳极氧化铝材质制成的凸盖，该凸盖既能密封内部材料，有利于增大电容耦合度，使内部导电性好，还能减小钥匙插拔时的阻力和磨损。
[0029]上述数控电子防盗锁芯的插槽2是纵剖面为凹字形的空腔，钥匙的主体9的纵剖面为凹字形，与插槽2相配合，以在使用时区分正反面。
[0030]如图6，电路连接如下:电源经过集成电路形成振荡信号，振荡信号与三极管相连，三极管驱动高频变压器产生高频交流电源18，将公共地的上极板母线14连接在高频交流电源18上，通过钥匙与整流滤波电路16耦合，由单片机17检测整流滤波电路16的输出电平，单片机17与驱动伺服电机和蜂鸣器相连。先将钥匙的排列表达(二进制数码)预设到单片机17中，当正确的钥匙插入插槽2后，通路材料表达数字“O”，在检测电路上产生高电平，开路材料表达数字“I”，在检测电路上产生低电平，锁芯电路将钥匙的排列表达传输至单片机17，与预设比对正确后，由单片机17输出确认信号，确认信号驱动伺服电机和蜂鸣器，由伺服电机拉动锁舌将锁舌收回，即完成解锁；当该钥匙被拔出时，单片机17停止输出确认信号，伺服电机不再拉动锁舌，锁舌在弹簧的作用下伸出并锁死；当单片机I7检测到钥匙插入而钥匙不匹配时则发出信号驱动蜂鸣器播出警报音;还可将单片机与监测探头相连，当检测到锁芯被暴力破坏，则由单片机发出信号切断电源。
[0031]模拟计算:本例钥匙上的通孔长度为3mm、凸形触点为直径Imm的半球，通路材料为石墨，表面包被阳极氧化招(电介质)，包被厚度0.1mm;开路材料为ABS材料。
[0032]通路材料端部的凸形触点视为半球体，其与插槽接触面的按平板计算电容C=eS/4Jikd^ 3pF ；开路材料端部的凸形触点与插槽接触面的按平板计算电容C=e S/43ikd?0.19pF ；由此可见，开路和通路部分电容相差至少10倍;公式中，S—一极板正对面积、ε—一电介质常数、K--静电力常量、d--极板间距。
[0033]如图6所示，本例中振荡电路使用7555定时集成电路作为脉冲发生器来驱动三极管开关，三极管开关产生的高频直流脉冲通过高频变压器后变为高频交流电源18;高频变压器一端输入锁芯的公共地，通过钥匙的电容后流向整流电路单元接高频变压器的另一端。整流电路单元使用4个1N4148高速整流二极管，大约产生2V的压降。电路部分主要由振荡电路、整流滤波电路和电平检测电路组成，将钥匙本身作为电容器，插槽上的凹槽类似于示波器探头的触点，通过7555定时器电路和通孔柱驱动器驱动高频变压器产生2MHz左右的交流电，由于触点电容相差至少一个数量级，所以输出电位变化速度相差至少两个数量级，当检测点电位达到阈值电平时单片机17并行读取32个监测点的电位情况，核对成功后直接由单片机17控制开锁驱动电路进行解锁。
[0034]锁芯共有64个触点(32位点阵，上下各一组)，其中32个触点通过上极板母线14连接到锁芯外的高频交流电源;另外32个触点各自使用I根导线Π独占一组整流滤波电路，32组整流滤波电路分别向单片机输出不同的电平。钥匙相当于图中的电容器15，通路部分为3pF、开路部分约为0.19pF，高频变压器输出12V左右的高频交流，经过整流桥后给C3充电来滤波，C3两端电压逐渐升高，当达到识别阈值(用比较器设定为5V)时，单片机17并行读取32个监测点的电位信号，由单片机17(本例使用STC89C52，有32个I/O口)并行接收并识别，当识别成功且钥匙的数码匹配时，单片机17直接控制弹开卡簧的驱动电路来解锁。解锁时间彡200mS、识别率可达100%，达到设计要求。
[0035]验证试验:通过电容表测量钥匙上的电容:通路部分电容约为4.4pF、开路部分电容小于电容计量程，估计为0.1PF。
[0036]实施例2
[0037]同实施例1，仅将主件丨、主体9替换为尼龙材料;弹性盖板5为硅橡胶;极板夹层6为铝箔;通路材料11为水银，开路材料12为空气(即不填充)，凸形触点13为铝合金制成的凸至
ΠΠ O
[0038]结果:在电压12V，在2MHz的频率时，在钥匙插入200mS内可迅速识别出钥匙。插拔30次成功识别30次，识别率100%。
【主权项】
1.一种数控电子防盗锁芯，包括主件以及设置在主件中的插槽，其特征在于:还包括设置在主件外部的公共地和整流电路单元，所述插槽的上内壁和下内壁设有数个位置上下对应的凹槽，凹槽中设有外覆弹性盖板的极板夹层，位于上内壁的极板夹层通过导线I接入公共地中，位于下内壁的极板夹层通过导线Π与整流电路单元相连。2.根据权利要求1所述的数控电子防盗锁芯，其特征在于:所述主件为绝缘材质制成。3.根据权利要求1所述的数控电子防盗锁芯，其特征在于:所述弹性盖板是通过密封圈固定在凹槽上。4.根据权利要求1所述的数控电子防盗锁芯，其特征在于:所述导线Π是通过导线密封件固定在极板夹层中。5.根据权利要求1所述的数控电子防盗锁芯，其特征在于:所述弹性盖板为弹性绝缘材料制成。6.根据权利要求1所述的数控电子防盗锁芯，其特征在于:所述极板夹层为石墨粉或铝箔。7.—种钥匙，所述钥匙是权利要求1?6中任一数控电子防盗锁芯的钥匙，包括主体，其特征在于:还包括数个在主体厚度方向上贯穿的通孔，通孔中填充通路材料或开路材料，通孔两端设置凸形触点。8.根据权利要求7所述的钥匙，其特征在于:所述主体为绝缘材质制成。9.根据权利要求7所述的钥匙，其特征在于:所述通路材料是导电性能良好的材料;开路材料是绝缘材料。10.根据权利要求7所述的钥匙，其特征在于:所述凸形触点是导电材质制成的凸盖。
【文档编号】E05B15/16GK205688985SQ201620604343
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月20日 公开号201620604343.3, CN 201620604343, CN 205688985 U, CN 205688985U, CN-U-205688985, CN201620604343, CN201620604343.3, CN205688985 U, CN205688985U
【发明人】柳玉虎
【申请人】柳玉虎