光电数码弹子锁芯的制作方法

专利名称：光电数码弹子锁芯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种弹子锁芯，更具体地说，涉及一种光电数码弹子锁芯。
背景技术：
锁具，一般可分为机械锁及电子锁两大类常规传统全机械式弹子锁，一般由锁体、锁芯和钥匙组成，其原理为钥匙插入锁 芯，如各匙齿的位置与锁芯内的弹子孔相适配，而各匙齿的高度恰好将各弹子孔内的弹子 顶到设定的同一水平位置，则可以转动锁芯内芯，从而带动其上的开锁传动部件，将内芯的 转动转换为锁体上锁舌的移动，将锁打开。这类锁由于结构简单，容易被损坏开启，也容易 用技术性开锁法打开，所以，防盗性能偏低。中低档的电子锁，价格不低，但往往也存在易被破坏的缺点；高级电子锁，由于电 路结构及安装复杂，价格昂贵，一般只在饭店、机关、大公司等场所安装使用，其中的指纹 锁，用量更少。综合考虑性价比，社会上绝大多数的防盗门、保险柜、车门、摩托车、电动自行车 等，仍然选择采用弹子锁。此外，不论市面上，或专利及相关技术文献上，也还未见到有机械式弹子锁与光电 锁合一的产品或技术方案出现。

发明内容
本发明的目的，即在于提供一种将光电技术应用于传统的弹子锁芯的光电数码弹 子锁芯，与现有技术相比，安全性高、防破坏性强、节电、安装使用方便而且成本低廉。本发明光电数码弹子锁芯，是在现有的传统弹子锁芯增设光电编码构件而成，其 具体技术方案如下本发明光电数码弹子锁芯，包括有弹子锁芯及光电控制电路。所述弹子锁芯包括 有锁孔，可随插入的配套钥匙转动的内芯，内设有弹簧及弹子的弹子孔，以及开锁传动部 件(在传统弹子锁芯中用于驱动机械锁体开锁，可将内芯的转动转换为锁舌的移动，具体 可为连杆、拨杆、拨叉、或杠杆等多种形式)；所述光电控制电路包括有开锁编码信号检测 电路及开锁信号驱动电路；所述锁芯上还包括有光电编码构件和启锁开关所述光电编码构件包括有同时贯穿锁芯及其内芯、锁孔的多个编码孔；所述各编 码孔的两端分别设置有光电发射管和光电接收管；所述各光电发射管和光电接收管与控制 电路相连，各光电接收管的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端；配套钥匙上设置有相应的编码孔，该编码孔包括有通孔和非通孔。所述锁芯上的各编码孔可在配套钥匙插入后或者旋转到一定角度时，形成透孔或 非透孔的光编码通道。采用钥匙旋转到一定角度时才形成有效编码通道，同样起到了防止 技术性开锁的作用。
由此，光编码通道的位置及数量的不同组合，则可形成丰富的光通道编码方案。甚 至，光通道还可设置成多排的方式。同时，由于虚实孔结合，也基本杜绝了技术性开锁的可 能性。所述光电接收管，可对应地采用以下的电路连接方式(1)对于透孔型的光编码通道，1)其各光电接收管采用红外接收二极管，并进行串接组成受光与门；该受光与门 的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端；或者，2)其各光电接收管采用受光截止型的红外接收三极管，并进行并联连接，其共同 的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端；或者，3)其各光电接收管组合采用上述1)和2)两种接线方式，二者的输出端接至开锁 编码信号检测电路的与门输入端；(2)对于非透孔型的光编码通道，其各光电接收管采用红外接收二极管，并进行并 联连接，其共同的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端。以上采用多个红外接收管串接或并接组成与门后接至开锁编码信号检测电路与 门(或与非门)的输入端，以大大减少锁芯和与门(或与非门)之间的连线的连接方式，也 是考虑到锁芯体积有限，不能有太多连线的结果。所述启锁开关串接于开锁信号驱动电路的供电回路中，其通断受开锁传动部件拨 动而触发，用于闭合开锁信号驱动电路，其具体设计安装位置与开锁传动部件相适应。所 述启锁开关的具体形式可根据开锁传动部件的结构而定，例如采用簧片开关等。其动作原 理当相配的钥匙插入锁芯时，各匙齿的高度恰好将各弹子孔内的弹子顶到设计位置，则钥 匙可以带动内芯转动，进而开锁传动部件动作，触发闭合启锁开关，进而闭合开锁信号驱动 电路。如果此时所述光电控制电路中的开锁信号检测电路检测到的光电编码信号也正确， 则驱动相应电路，控制电控锁体执行开锁任务。本发明中所述光电控制电路中的其它部分，属于常规现有成熟技术，在此不再详 述。作为对上述光电数码弹子锁芯的改进，还可在锁芯上设置电源开关。该电源开关 串接于光电控制电路的供电回路中，具体可采用簧片式开关将其设在所述弹子锁芯的其 中一个弹子孔内的上部；该簧片开关与该弹子孔内的弹子间，设有顶杆。其工作原理当配 套钥匙插入锁芯时，用指定的匙齿顶起该弹子及其上的顶杆，从而闭合该簧片开关，继而闭 合电路电源。这样做的优点在于电路不必处于长期通电状态，从而达到节电目的，这对于 采用干电池作为供电电源的情形，尤其有用。作为对上述光电数码弹子锁芯的另一改进，还可在所述光电控制电路中设置报警 驱动电路；该报警驱动电路包括有报警继电器，其常闭触点与所述启锁开关串联接于电路 中，其常开触点与报警电路相连。这样做的优点在于当开锁编码信号检测电路反馈来的开 锁信号不符时，该报警驱动电路工作，则报警继电器的常闭触点断开，从而开锁信号驱动电 路不能工作，确保了此时锁具保持关闭状态。进一步优化时，还可在所述电源开关的两端，并接上报警继电器的另一常开触点， 以实现报警时的电路供电自保。作为对上述光电数码弹子锁芯的再一改进，还可在所述光电控制电路中包括有由RC电路组成的开锁编码信号保持电路；该RC电路接在所述开锁编码信号检测电路输出端 与地之间。设置所述开锁编码信号检测电路的输出信号保持3至8秒时间，以确保在转动 内锁芯去合上启锁开关时，开锁编码信号不丢失。输出信号保持时间不宜过长，可防技术性 开锁。作为对上述光电数码弹子锁芯的优化，还可在所述报警驱动电路中包括有由RC 电路组成的报警信号延时电路，以用于延长异常状态下报警继电器常闭触点的断开时间， 即延长开锁信号驱动电路重新恢复工作的时间，以防止技术性开锁。由上可知，本发明光电数码弹子锁芯具有如下特点1、可将光电技术应用于传统的弹子锁芯，结构简单，易于改装及生产制造，便于维 护，适用范围广。2、由光通道的位置及数量的不同组合可形成丰富的光通道编码方案，使得电子锁 部分编码组合足够，不易被破解；与原有的机械弹子锁构成双重保险，降低了锁具的互开 率，安全性更高、防破坏性更强。3、各光电发射管及光电接收管大多采用简洁的串联或直接并联连接，尤其适合于 锁芯内本就紧张的空间。同时，由于连线极少，极大地提高了装置的工作可靠性。4、设置有电路电源开关。只有当钥匙插入时，电路才接通通电，因而节电、节能。5、安装使用方便而且成本低廉，易于推广电路部分的生产成本可控制低于20元 以下；即使改用更高级的单片机进行控制，成本也可控制在30元以下。6、由于采用了开锁信号驱动电路驱动电控锁体的方式替代了传统的机械开锁方 式，所以，锁芯与锁体可实现分离安装，进而也杜绝了通过破坏锁芯而达到开锁目的的可能 性。


孔
图1是本发明光电数码弹子锁芯的一个实施例的机械结构原理图(剖示图) 图2是图1的左示图。 图3是图1的俯示图。
图4是本发明光电数码弹子锁芯的配套钥匙的示意图。 图5是本发明光电数码弹子锁芯的一个实施例的电路原理图。 附图标记说明
1，Kl-启锁开关 2-光电发射管 5-锁芯6-光电接收管
9-弹子10，KlO-电源开关
Jl-启锁继电器 J2-报警继电器 J2_l、J2_2-报警继电器的触点开关
3-锁芯的内芯 7_顶杆
4_锁孔
8-锁芯上的编码
11-钥匙上的编码孔12-弹子孔 Tl, T2-三极管 DGl、DG2、DG3-光电接收管组
具体实施例方式以下结合附图对本发明光电数码弹子锁芯作进一步的说明。本发明光电数码弹子锁芯，包括有弹子锁芯及光电控制电路。
图1至图3分别为本发明光电数码弹子锁芯的一个实施例的机械结构原理图(剖 示图)及其左示图、俯示图。如图所示，本发明光电数码弹子锁芯，包括有传统弹子锁芯的 锁孔4，可随插入的配套钥匙转动的内芯3，内设有弹簧及弹子9的弹子孔12，以及开锁传动 部件。如图5所示，本发明的光电控制电路部份包括有开锁编码信号检测电路(图中左 侧部分)及开锁信号驱动电路(图中右侧部分)；所述锁芯上还包括有光电编码构件和启锁开关1 所述光电编码构件包括有同时贯穿锁芯5及其内芯3、锁孔4的多个编码孔8 ；所 述各编码孔8的两端分别设置有光电发射管2和光电接收管6 ；各光电发射管2和光电接 收管与控制电路相连，各光电接收管6的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门1的输 入端；配套钥匙上设置有相应的编码孔11，该编码孔为通孔或非通孔均可，锁芯上的各编码孔8可在配套钥匙插入后或者旋转到一定角度时，与钥匙上相应 的编码孔11形成透孔或非透孔的光编码通道。如图5，启锁开关Kl串接于开锁信号驱动电路供电回路中，其通断受开锁传动部 件拨动而触发，用于闭合开锁信号驱动电路。其具体设计安装位置，与具体的开锁传动部件 相适应即可。所述启锁开关1的具体形式可根据开锁传动部件的结构而定，例如采用簧片 开关等。其工作过程当相配的钥匙插入锁芯5时，各匙齿的高度恰好将各弹子孔12内的 弹子9顶到同一水平位置，则钥匙可以带动内芯3转动，进而开锁传动部件动作，触发闭合 启锁开关1 (亦即Kl)，触动该簧片开关闭合，进而闭合开锁信号驱动电路。如果此时所述光 电控制电路中的开锁信号检测电路检测到的光电编码信号也正确，则驱动相应电路，控制 电控锁体，执行开锁任务。在图5中，各光电接收管采用了 3组不同的连接方式(1)透孔型的光编码通道对应的各光电接收管，分成了如下两种连接方式1)图左侧所在组DGl的各光电接收管，采用的是红外接收二极管，为多管进行串 接组成受光与门；该串联支路通过电阻分压，其输出端接至开锁编码信号检测电路的与门 1的输入端；2)图中侧所在组DG2的各光电接收管，采用的是多个受光截止型的红外接收三极 管进行并联连接，其共同的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门1的输入端；(2)图右侧所在组DG3的各光电接收管，对应的是各非透孔型的光编码通道，采用 的是多个红外接收二极管进行并联连接，其共同的输出端接至开锁编码信号检测电路的与 门1的输入端。 在图5中，各光电发射管与其光电接收管接法相适应地接成3条串联支路，各串联 支路通过分压电阻接至电源的两端。但根据一般电学常识，本发明中的各光电发射管只要 能保证其发光即可，其具体连接方式并不受拘泥。由上可知，通过采用上述不同光电接收管的连接方式进行组合，电路未变得过于 复杂，但却增加编码电路的防破解能力。如图2、3所示，锁芯上还设置有电源开关10(图中采用的是簧片式开关)。在某个 设定的弹子孔内，将弹子9上部的弹簧取走，代之以适宜长度的顶杆7，并在顶杆7上部设置簧片式电源开关10。如图5，该电源开关KlO串接于光电控制电路的供电回路中。当配套 钥匙插入锁芯时，用指定的匙齿顶起该弹子9及其上的顶杆7，从而闭合该簧片开关10，继 而闭合电路电源。图5中，还设置有报警驱动电路；该报警驱动电路包括有报警继电器J2，其常闭触 点与所述启锁开关Kl串联接于电路中，其一个常开触点J2_l与报警电路相连，另一常开触 点J2_2并接在电源开关的两端，用于实现报警时的电路供电自保。当开锁编码信号检测电 路反馈来的开锁信号不符时，该报警驱动电路工作，则报警继电器J2的常闭触点断开，从 而开锁信号驱动电路不能工作，确保了此时锁具保持关闭状态。图5中，在所述开锁编码信号检测电路输出端与地之间，还设置有由RC电路组成 的开锁编码信号保持电路。设置所述开锁编码信号检测电路的输出信号保持3至8秒时间， 以确保在转动内锁芯3去合上启锁开关时开锁编码信号不丢失。图5中，在所述开锁编码信号检测电路输出端与地之间，还设置有有由RC电路组 成的报警信号延时电路，以用于延长异常状态下报警继电器常闭触点的断开时间，即延长 开锁信号驱动电路重新恢复工作的时间，即报警后需延时几分钟才能开锁，用于防止技术 性开锁。本发明光电数码弹子锁芯的工作原理(以图5为例进行说明)1、正常开锁情形1)当适配的钥匙插入锁芯时，各匙齿抵入各弹子孔，设定的某匙齿即顶起该弹子 9及其上的顶杆7，从而闭合簧片式电源开关10，继而闭合电路电源，各红外发射二极管得 电发光。同时，其它匙齿的高度恰好将各自弹子孔内的弹子顶到同一水平位置，从而，此时 钥匙可以带动内芯3转动，触动该簧片式启锁开关Kl闭合。2)由于钥匙与锁芯上的各相应透孔8和11连通而形成光通道的编码正确，所以， 开锁信号检测电路中的各光电接收管支路输出高电平。3)经过两个与非门1和2，开锁编码信号输出高电平。4)由于启锁开关Kl闭合，开锁编码信号再经过两个与非门3和4，仍然输出高电 平，三极管Tl导通，启锁继电器Jl得电闭合，驱动电控锁体完成开锁。此时，报警电路因与 非门5输出低电平，T2截止而不工作。2、钥匙编码不正确时的电路工作状态分析(1)钥匙完全不对则簧片式电源开关10无法闭合，电路不工作，故而无法开门。(2)钥匙的匙齿不正确则内芯3无法转动，簧片式启锁开关Kl保持断开，则Tl截 止，启锁继电器Jl无法得电，故无法开锁。(3)钥匙的匙齿正确而光通孔的数量或位置不正确1)钥匙可以带动内芯3转动，触动该簧片式启锁开关Kl闭合。2)因编码不正确，与非门1的输入电平必有一路或多路为低电平，故与非门1输出 高电平，经过反相器2后输出低电平，再经过两个与非门3和4，仍然输出低电平，则Tl截 止，启锁继电器Jl无法得电，故无法开锁。3)同时，编码检测信号经过反相器5后输出高电平，与非门6两个输入端均为高电 平，与非门6输出低电平，经过反相器7输出高电平；D2和RC2组成信号保持电路(时间为设为5到10分钟)，经过反相器8和9输出高电平，故T2导通，报警继电器J2吸合，供电给 报警器；同时，并接在电源开关的两端的常开触点J2_2闭合，可实现报警时的电路供电自 保，而其常闭触点断开启锁开关Kl所在支路的供电，与非门3收不到启锁开关信号，5到10 分钟内无法开锁，提高了安全性能。 说明在传统弹子锁芯中，开锁传动部件的具体结构有多种形式，例如为连杆、拨 杆、拨叉、或杠杆等，其位置也多种多样，例如位于锁芯径向的端部或中部等，但均用于将内 芯的转动转换为锁舌的移动，驱动机械锁体开锁；而在本发明中，则用其来闭合启锁开关 1(亦即电路图中的K1)。
权利要求
光电数码弹子锁芯，包括有弹子锁芯及光电控制电路；所述弹子锁芯包括有锁孔，可随插入的配套钥匙转动的内芯，内设有弹簧及弹子的弹子孔，以及开锁传动部件；所述光电控制电路包括有开锁编码信号检测电路及开锁信号驱动电路；其特征在于所述锁芯上还包括有光电编码构件和启锁开关所述光电编码构件包括有同时贯穿锁芯及其内芯、锁孔的多个编码孔；所述各编码孔的两端分别设置有光电发射管和光电接收管；所述各光电发射管和光电接收管与控制电路相连，各光电接收管的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端；配套钥匙上设置有相应的编码孔，该编码孔包括有通孔和非通孔；所述锁芯上的各编码孔在配套钥匙插入后或者旋转到一定角度时，形成透孔或非透孔的光编码通道；所述启锁开关串接于开锁信号驱动电路的供电回路中，其通断受开锁传动部件拨动而触发。
2.根据权利要求1所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于，所述各光电接收管的电路 连接方式为(1)对于透孔型的光编码通道，1)其各光电接收管采用红外接收二极管，并进行串接组成受光与门；该受光与门的输 出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端；或者，2)其各光电接收管采用受光截止型的红外接收三极管，并进行并联连接，其共同的输 出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端；或者，3)其各光电接收管组合采用上述1)和2)两种接线方式，二者的输出端接至开锁编码 信号检测电路的与门输入端；(2)对于非透孔型的光编码通道，其各光电接收管采用红外接收二极管，并进行并联连 接，其共同的输出端接至开锁编码信号检测电路的与门输入端。
3.根据权利要求2所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于所述光电控制电路中包括 有报警驱动电路；该报警驱动电路包括有报警继电器，其常闭触点与所述启锁开关串联接 于电路中，其常开触点与报警电路相连。
4.根据权利要求1至3之一所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于还包括有电源开 关，串接于光电控制电路的供电回路中；所述电源开关为簧片式，设在所述弹子锁芯的其中 一个弹子孔内的上部，该簧片开关与该弹子孔内的弹子间，设有顶杆。
5.根据权利要求4所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于所述电源开关的两端，并接 有报警继电器的另一常开触点。
6.根据权利要求1至3之一所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于所述光电控制电 路中包括有由RC电路组成的开锁编码信号保持电路；该RC电路位于所述开锁编码信号检 测电路输出端与地之间。
7.根据权利要求4所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于所述光电控制电路中包括 有由RC电路组成的开锁编码信号保持电路；该RC电路位于所述开锁编码信号检测电路输 出端与地之间。
8.根据权利要求5所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于所述光电控制电路中包括 有由RC电路组成的开锁编码信号保持电路；该RC电路位于所述开锁编码信号检测电路输出端与地之间。
9.根据权利要求4所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于所述报警驱动电路中包括 有由RC电路组成的报警信号延时电路。
10.根据权利要求6所述的光电数码弹子锁芯，其特征在于所述报警驱动电路中包括 有由RC电路组成的报警信号延时电路。
全文摘要
本发明公开了一种光电数码弹子锁芯，包括有弹子锁芯及光电控制电路；所述弹子锁芯包括有锁孔，可随插入的配套钥匙转动的内芯，内设有弹簧及弹子的弹子孔，以及开锁传动部件；所述光电控制电路包括有开锁编码信号检测电路及开锁信号驱动电路；所述锁芯上还包括有光电编码构件和启锁开关及电源开关。本发明光电数码弹子锁芯将光电技术应用于传统的弹子锁芯，光通道编码组合足够，不易被破解；锁芯与锁体可分离安装，防破坏性好；与原有的机械弹子锁构成双重保险，降低了锁具的互开率，安全性更高、防破坏性更强；钥匙插入时电路才接通通电，因而节电、节能；此外，结构简单却可靠性高，成本低廉，易于改装及生产制造，也便于推广及安装维护。
文档编号E05B45/06GK101929276SQ200910114340
公开日2010年12月29日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者黄昭宁 申请人:黄昭宁