专利名称：无钥匙迷宫锁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无需用钥匙开启的、锁芯为特殊结构的密码锁，特别是一种密码是由锁具使用者随意调定的迷宫阵列组合、只有将锁具内的探针顺利、无误地调移出迷宫阵列后，方能拨动锁栓开锁的无钥匙迷宫锁。
目前，市场上常见的密码锁可分为机械式密码锁和电子密码锁两大类。尽管它们的结构千变万化、设计得非常精巧、性能也较完善，但都仍然存在许多不足之处机械式密码锁结构复杂、不重码数体积比小、保密性能低、易被破密或强力破坏，而且大多数还需配钥匙开锁。绝大多数的机械式密码锁的设计构思都不能突破传统的格式，即操作过程都是通过转盘或按键将码件排列成序后方可开启，所以就存在着一些共同的缺陷每个码件与转盘或按键之间或需一套独立的传动机构，或需共同的传动机构加切换机构，各机构都占据一定工作空间，还需一定的隔离空间防止相互干扰。例如，一般的密码箱锁，每个转盘的厚度约5mm、隔离间距约2mm，尺寸小于此数值则使用起来就很不方便。按键式机械密码锁的每个按键的大小也必须与手指相适应。即使按键对各位数码通用，也起码要配置十个号键和几个切换键，还得增加复杂的切换机构，占用大量的工作空间。被锁对象，尤其是民用锁具的被锁对象，对体积是有所限制的，这样，在保证操作方便的前提下，不重码数不能过高;对锁具设计者来说，解决上述矛盾的主要手段是使锁芯内各构件小巧，构件间的连接方式奇特，布局紧凑，这样往往使锁具的结构较复杂，况且绝大多数机械密码锁的码件都同时兼负定位和卡锁两种功能，不仅要求加工精度高，因空间的限制难以设计得非常厚实，单个零件的强度不可能很高，稍受强力便易被破坏;同时，大多数机械密码锁在开启过程中，因移动码件会产生不同的手感和声响，易被破密开锁。若不突破传统格式的设计构思，又违背构件精巧的设计原则，其效果是相当差的。例如市面出售有一种巨人牌无钥匙密码挂锁，它结构相当简单，精度要求低，它有三组码，每组60格分度，理论上不重码数为20万，但是由于精度不高，实测有效分度格仅为20至30格，而且第三组码为虚设，因此它的实际不重码数最多为900，低于一般带有四个弹子的弹子锁具近三倍。电子密码锁可借助优良的电子器件得到极高的不重码数，但不重码数体积比仍有局限，如键盘式电子密码锁的键盘占用空间是与不重码数值成比例的;电子密码锁的工作可靠性还与电子器件的质量和故障频率相关，相对于机械零件要低，尤其是各类触点的性能可靠性与使用环境有关;另外电子器件还易受外界电磁干扰;电子密码锁还需配备电源，消耗能量。目前的机械密码锁与电子密码锁还共同存在如下不足当不重码数值增加，数码位数亦增加，难以记忆;成本过高，致使普及率低。
当前普及面广的乃属使用方便、结构简单的弹子锁具，而弹子锁至少有两点不足1、必需配带钥匙;2、不重码数低。对于有五个弹子的弹子锁，在加工精度较高时，不重码数只有30000左右。
无论是密码锁还是弹子锁，都是一种跟使用者相对独立的物品，一旦被设计制造出来，它的操作方式也就被固定下来，其弱点也逐步显露无遗，以致可能形成各种破密开锁的方法。开启锁具是靠一把钥匙或一组密码，任何人掌握了它们，就可开锁。现今不断有研制出来的利用声纹、指纹、眼纹等人体特征开启的锁具，使锁具与使用者的体征组成系统，是锁具的一种长足进步。可是这类锁具的造价要比一般的密码锁高许多，而且人体特征在某些情况下也会发生变化，会引起开启失灵。
本发明的目的是向公众提供一种无需加配钥匙开锁、不重码数，尤其是不重码数体积比高、密码容易记忆又可随意更换、能抵御强力破锁、工作性能可靠、整体结构简单、生产制作成本低、采用含有意码内容可将锁具与使用者的意愿组成系统的迷宫锁。
这种迷宫锁与常用的锁具相同之处是整套锁具也是由锁芯和扣锁件两部份组合成套。所不同的是，其锁芯是以迷宫机构和安全部件组装在锁芯壳套内构成，迷宫机构用于对锁具进行加密、解密操作处理，安全部件用于限制强力开启和报警。迷宫机构主要包括有开锁手柄轴、衬套、转盘、探针、迷宫体及定位器等零部件。整个锁芯结构以开锁手柄轴为轴心布置。衬套为锁芯的支架，固装在锁芯壳套中。迷宫体呈环套状，在迷宫体圆柱面上至少设有一条连续相通的迷宫道，迷宫道两端头分别设有入口和出口，迷宫体与开锁手柄轴套装。探针呈向心状态装置在滑套或者是转盘上，探针的内端头部置于迷宫体的迷宫道中，探针的外端头部与连动件的一端相触。连动件顺轴向放置，其另一端与安全部件中的闸片装接。探针和迷宫体在开锁手柄轴和转盘的操纵下可相对移动即可以是迷宫体固定，探针移动;也可以是探针固定，而迷宫体移动。定位器是装置在衬套上的弹性部件，其定位端子抵顶在操纵探针或迷宫体移动的开锁手柄轴、转盘或滑套等零件中所设置的定位孔穴上，在开锁过程中，定位器先被压缩，又再抵顶到定位孔穴上，每次都会产生强烈的手感和声响，以提示探针在迷宫道中的位置，指导探针在迷宫道中准确地相对移动。
安全部件主要由闸片、挡板和导电簧片构成。通过连动件与迷宫机构相关协调。闸片与连动件的一端相触或固接，闸片放置在开锁手柄轴前端部位柱体上所设置的凸块(即导块)和挡板之间并紧贴着挡板。挡板与锁芯壳套紧固连接，中间开设有容许开锁手柄轴穿过的通孔，通孔的壁上顺轴向开设着与导块形状及截面积相配的缺口槽，缺口槽的方位角度可在装配时根据迷宫体上的迷宫道出口方位角进行调定。在闸片上，背向挡板的一面上安装着与闸片相绝缘的导电簧片，一条引至锁芯壳套外的导线焊接在簧片上。闸片的正常工作位置是在挡板缺口槽一侧，开锁过程中探针一旦偏离迷宫道，闸片就立即在连动件带动下对缺口槽全面遮掩，限制开锁手柄轴向前与锁舌板接触，并可使导电簧片在导块的抵顶下与闸片电接触，发出报警信号。当开锁过程使探针顺利、无误地通过迷宫道到达迷宫道出口时，开锁手柄轴就能向前推进，则设置在手柄轴前端头部的凸台(即拨头)便可插入锁舌板上的，与拨头的形状和截面积相配的拨孔中，拨转锁舌，连动扣锁件开锁。
更码阀是套装在手柄轴中部或前部的可自由绕开锁手柄轴转动的零件。在开锁手柄轴上，紧贴更码阀前端部设置有卡件，限制开锁手柄轴后移，而当锁具处于开启状态时，使用者很容易解除卡件的约束，将开锁手柄轴，并连同套装着的迷宫体一道从锁芯壳套中抽出，进行密码更换。
这种新发明的锁芯中的迷宫机构与安全部件相互连锁，探针若未按规定走完迷宫道，不仅无法使开锁手柄轴的拨头插进锁舌板上的拨孔中开锁，而且会使导电簧片与闸片电接触，发出报警。挡板与闸片的结构强度完全可抵挡住他人破坏性的强力开锁;定位器使其在开锁过程中能产生强烈的手感和声响，既可揭示探针在迷宫道中的准确相对位置，以便锁具使用者即使是在无照明的情况下也能顺利地开锁，同时又能遮掩探针偏离密宫道时所产生的本来已相当轻微的手感和声响，从而使他人更难破密;这种新发明的锁芯中的迷宫机构采用迷宫阵列组合成密码的构思，乃是借用我国特有的易经原理太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，卦卦相生其变无穷。组成迷宫阵列的每个基本要素-码件，都是结构非常简单的条形零件。各码件的组合，既可以是反映为数码，也可以反映为形码，数与数、形与形或数与形之间的联系还可根据使用者的意愿进行安排，从而构成意码。在与通用的弹子门锁相同尺寸要素的锁芯壳套内，用简单的9个码件组合的迷宫阵列，可包含1亿个数码，通过旋向、初始位构成180个形码，通过计数方式构成65536组意码，全码数达1000万亿，剔出形码和意码与数码相重叠的部分，不重码数至少有100亿，比通用弹子门锁的不重码体积比大数万倍。而且，这并不是它的不重码数的极限，通过提高加工精度，增加码件数，或采用迂回迷宫道的迷宫阵列，不需扩大任何工作空间，不重码数的数量级还可以大幅增加。又如在锁芯壳套尺寸为φ100×60mm3的体积内设置的迷宫体所布的迷宫阵列，不重码数达亿亿亿亿，其不重码数体积比与通用弹子门锁相比，要大100亿亿亿倍，甚至连电子式密码锁也无法相匹;不重码数增加，若全用数码记忆是非常困难的，对于不重码数为100亿的数值就要记忆10位数字。本发明的无钥匙迷宫锁，由于采用了形码和意码，相对地便于使用者记忆操作。如前所述的带有9个码件的迷宫锁，使用者可以降码使用，拆除其中5个码件，数码降为1000个，形码仍为180个，原有的意码降为64组，由于留除了5个空位，形成伪码位，伪码位的设置是由使用者的意愿安排的，从而增加了新的56组意码，全码数达5亿，剔除相重叠部分，不重码数至少有几百万，这时使用者只需记忆三位数、旋向、初始位、计数方式及伪码位，后四项是很容易记忆的。降码后，迷宫锁的不重码数似乎大减，但这只不过意味着可以选择排列的方案数目减少了，而对盗开锁具者来说，并不了解使用者已降码或用何种方式降码，强行开锁的成功概率仍然是相当的低。使用者还可以在锁具旁标明8位数字，只凭形码、意码开锁，不须记忆数字，其不重码数仍达1000万。人们可借助一些日常生活中的习惯动作，汽车行驶用语对应的变速档位，自然界中某些特定的运动方式。简单而有特色的几何图案等来编组形码和意码;在解除卡件对开锁手柄轴的约束后，迷宫体上的迷宫道就可在锁芯壳套外按使用者的意愿重新布置，由于码件是用简单方式嵌附在其上的，所以非常便于更改密码;本发明的锁芯中主要承受破坏力的构件是衬套、闸片、挡板和开设在开锁手柄轴上的导块，这些构件可以设计得厚实，选用高强度的材料制作，能使锁具抵御强力破坏;现行的机械锁具，对其加密、解密构件，如密码锁中的码件、弹子锁中的弹子及钥匙，往往是加工精度要求较高，而且在使用中这些构件或多或少受磨损，精度逐渐下降则整体性能就下降。本发明的锁芯中的迷宫机构内，探针与迷宫体之间允许有较大间隙，使用中不磨损，能保证锁具持久的良好性能，同时对零件的加工精度要求低，制作成本也低;一旦熟悉了开锁程序，每次开锁时间仅需几秒钟，错码复位和开启后复锁的操作时间不超过2秒，更换密码时将迷宫体抽出锁芯壳套的时间也只需十余秒，操作使用非常方便。
本发明的锁芯结构形式可用于门锁、保险箱锁、柜锁及各类车锁。
下面借助附图对本发明的实施方案进行详述
图1是本发明的锁芯一种较典型的实施方案结构示意图;
图2是图1的A-A剖视图;
图3是图1的B-B剖视图;
图4是本发明的锁芯另一种较简化的实施方案结构示意图;
图5是图4的C-C剖视图;
图6是图4的D-D剖视图;
图7是闸片与导电簧片一种简单结合的方案示意图;
图8是本发明的锁芯一种较典型的实施方案中所选用的一种简单的迷宫阵列的展示图;
图9是本发明的锁芯一种较简化的实施方案中所选用的一种呈八卦图形排列的迷宫阵列的展示图。
本发明的锁芯一种较典型的实施方案是在开锁手柄轴(1)的手柄端面和转盘(3)的端面上，最好各铭刻上一个可以触摸感觉到的方位标志，以便在黑暗中也能判别开锁手柄轴(1)和转盘(3)的角度位置。衬套(2)是锁芯的结构支架，起着支持其它零件的作用，呈筒套形。衬套(2)可以铆定固装在锁芯壳套(4)内。转盘(3)与滑套(5)以沟槽凸轮-滚子，也可以端面凸轮-端面凸轮方式相啮合，探针(6)呈向心状插装在滑套(5)上，旋动转盘(3)时滑套(5)就沿轴向往复滑动，从而带动探针(6)沿轴向往复移动。探针(6)内端头开设成契形，置于迷宫道中，当开锁程序出错，探针(6)跨越码件会被抬起。锁芯壳套(4)为金属薄壁件。迷宫体(7)是由两块以上的条形码件轴向摆置组合围成圆套状嵌装在开锁手柄轴(1)上，或者是滑套(5)上，码件与码件的顶部之间保持间隔而形成纵向的凹槽，在每条码件上都按一定规律开设一个可容探针(6)通过的横向缺口，这些纵向凹槽和缺口组合成迷宫体(7)上的迷宫道。设置在操纵探针(6)的转盘(3)和操纵迷宫体(7)的开锁手柄轴(1)上的定位孔穴是根据迷宫体(7)上的纵向凹槽及横向缺口的布列规律开设的，定位孔穴的大小、深度是与定位器(14)的定位端子的大小配制。
连动件(8)是迷宫机构与安全部件相关协调动作的零件，当连动件(8)一端与之相触的探针(6)抬起时，连动体(8)便会带动另一端的闸片(10)转动。连动件(8)较实用的结构形式是制成直圆杆状，其一端沿母线开设长度与探针(6)行程相应的肋，另一端与闸片(10)固接。闸片(10)制成弓形较为实用。闸片(10)放置在开锁手柄轴(1)前端部柱体上所设置的凸块前面，并紧贴着挡板(11)。闸片(10)上开设有凸缘，当开锁手柄轴(1)转至初始方位角时，开锁手柄轴(1)上与闸片(10)处于同一横截面处另开设的凸块抵顶凸缘，闸片(10)便回复正常工作位置。导电簧片(13)跟其它零件相绝缘，装置在闸片(10)的背向挡板(11)的一面上，焊接上导线，导线引至锁芯壳套(4)外，与附设的报警器相连。挡板(11)与锁芯壳套(4)紧固连接，中间开设有与开锁手柄轴(1)尺寸相配的圆孔，圆孔侧壁上开设与在开锁手柄轴(1)的凸块截面积相配的缺口槽。闸片(10)呈悬臂状摆置在挡板(11)上所开设的缺口槽一侧。在闸片(10)的一侧壁处最好能压上压簧(15)，压着闸片(10)悬着的端头，以便使闸片(10)能可靠地处于两个工位中的任一工位上。
更码阀(9)是限制嵌附着迷宫体(7)的开锁手柄轴(1)抽出锁芯壳套(4)的零件。更码阀(9)可制成环形套状装置在衬套(2)的端面处，其中心开设有与开锁手柄轴(1)尺寸相配的圆孔及与在开锁手柄轴(1)上的凸块截面积相配的缺口通槽和盲槽，通槽与盲槽之间相互交错一定角度，开锁手柄轴(1)上开设的、位于闸片(10)后面的凸块平时嵌入盲槽内，在旋动开锁手柄轴(1)时会带动更码阀(9)一道转动。当需要更换迷宫阵列时，先将开锁手柄轴(1)旋到开锁位置，向前推进，其上的凸块与更码阀(9)脱离接触，然后再旋转一定角度，使凸块与更码阀(9)上的通槽沿轴向对齐，即可将开锁手柄轴(1)连同迷宫体(7)从锁芯壳套(4)中抽出。
在开锁手柄轴(1)的最前端开设有一个凸台，当开锁手柄轴(1)旋到开锁位置时，这一凸台能和与开锁手柄轴(1)保持一定距离的锁舌板(12)上开设的，跟凸台的形状和横截面积相应的拨孔对齐，若探针(6)顺利、无误地通过迷宫道，闸片(10)没有遮掩挡板(11)上的缺口槽，开锁手柄轴(1)便可向前推进，凸台插入锁舌板(12)上的拨孔内，拨动锁舌，启动扣锁件开锁。
本发明的锁芯另一种较简化的实施方案是转盘(3)与锁芯壳套(4)紧固连接，不能转动。探针(6)用轴销呈向心状态装置在转盘(3)上，也不能作轴向和圆周向运动。探针(6)的内端头置于迷宫道中。迷宫体(7)是由数条条形码件轴向放置围成圆套状嵌装在滑套(5)上。滑套(5)与开锁手柄轴(1)紧固连接。在迷宫体(7)中的码件或在其中部，或在其任一端开设一个横向缺口槽。每相邻排列的三条码件均可构成一个八卦卦象图案，由码件与码件之间形成的纵向凹槽和码件缺口槽组合，可布列出27种不同路径的迷宫道。迷宫体(7)在开锁手柄轴(1)操纵下，可作轴向滑动，也可作圆周转动。在滑套(5)上开设有与迷宫体(7)结构相应的定位孔穴，定位孔穴的大小及深度按定位器(14)的定位端子的大小配制。
连动件(8)制成圆筒形套装在转盘(3)上，其一端的筒壁上沿母线开设一道用于夹持探针(6)的直通槽，另一端呈悬臂状与闸片(10)相触。更码阀(9)制成环形套装在开锁手柄轴的最前端，用螺母、也可用销钉卡定在开锁手柄轴(1)上。
操纵开锁手柄轴(1)，就可使探针(6)相对地在迷宫道中移动，当顺利、无误地让探针(6)位于迷宫道出口时，开锁手柄轴(1)上开设的凸块就与挡板(11)内孔侧壁上开设的、与凸块截面积相配的缺口槽对齐，开锁手柄轴(1)就可向前推进，开锁手柄轴(1)上开设的凸台插入锁舌板(12)上开设的跟凸台形状和截面积相应的拨孔内，拨动锁舌开锁。
闸片(10)制成弓形，用轴销安装在衬套(2)和挡板(11)之间，并处于挡板(11)上开设的缺口槽一侧。在错误操纵开锁手柄轴(1)时，探针(6)被拨动，通过连动件(8)，闸片(10)将缺口槽遮掩，则开锁手柄轴(1)就无法向前推进，同时开设在开锁手柄轴(1)上的凸块压抵装置在闸片(10)上与所有零件绝缘的导电簧片(13)与闸片(10)导通，发出报警。
权利要求
1.一种密码锁，特别是一种密码为迷宫阵列组合的无钥匙迷宫锁，它由锁芯和扣锁件组合成套，其特征在于锁芯由迷宫机构和安全部件组装在锁芯壳套(4)内构成，迷宫机构包括开锁手柄轴(1)、衬套(2)、转盘(3)、探针(6)、迷宫体(7)及定位器(14)，锁芯结构以开锁手柄轴(1)为轴心布置，衬套(2)固装在锁芯壳套(4)中，迷宫体(7)呈环套状，迷宫体(7)上至少设有一条连续相通的迷宫道，迷宫道两端分别设有入口和出口，迷宫体(7)与开锁手柄轴(1)套装，探针(6)呈向心状态装置在转盘(3)或者滑套(5)上，探针(6)的内端头部置于迷宫体(7)的迷宫道中，探针(6)的外端与连动件(8)的一端相触，连动件(8)的另一端头部与闸片(10)装接，定位器(14)装置在衬套(2)上，定位器(14)上的定位端子抵顶在开锁手柄轴(1)、转盘(3)或滑套(5)中所设置的定位孔穴上，闸片(10)装置在开锁手柄轴(1)前端部位柱体上所设置着的凸块和挡板(11)之间，闸片(10)背向挡板(11)的一面上装有导电簧片(13)，开锁手柄轴(1)前端头处设置着的凸台与锁舌板(12)上的拨孔相配，更码阀(9)套装在开锁手柄轴(1)的中部或前端部位。
2.根据权利要求1所述的无钥匙迷宫锁，其特征是迷宫体(7)由两块以上条形码件组合围成圆套状嵌装在开锁手柄轴(1)或者是滑套(5)上，迷宫体(7)上的迷宫道由码件与码件之间顶部间隙形成的凹槽和码件上开设的横向缺口交错组合构成。
3.根据权利要求1所述的无钥匙迷宫锁，其特征是闸片(10)呈弓形，闸片(10)呈悬臂状摆置在挡板(11)的圆孔侧壁上开设的缺口槽旁，压簧(15)压着闸片(10)悬着的端头侧壁。
全文摘要
这是一种锁芯为特殊结构的无钥匙密码锁，由锁芯和扣锁件组合成套。锁芯由迷宫机构和安全部件组装而成，迷宫机构用于对锁具进行加密和解密处理，安全部件用于限制强力开锁和报警。其密码是可由使用者按自己的意愿调定的具有形、意、数内容的迷宫阵列组合，不重码数达亿万以上，只有将锁内的探针顺利、无误地调移出迷宫阵列，才能开启锁具。其锁芯结构可抵御他人强力破坏，密码不易被破译，不需配备钥匙，即使在黑暗中也能顺利开锁。
文档编号E05B45/06GK1110361SQ9410363
公开日1995年10月18日 申请日期1994年4月6日 优先权日1994年4月6日
发明者李定昌 申请人:李定昌