智能机电一体防盗锁芯的制作方法

本实用新型涉及一种防盗装置，尤其是涉及一种智能机电一体锁芯。

背景技术：

随着我国人民生活水平的不断提高，安全防盗意识也不断加强，对于锁具的要求也越来越高，对锁具的安全、便捷方面有了新的要求。市面上的锁具一般分为电子锁类、机械锁类和电子、机械结合锁类。电子锁的安全、便捷性较高，但是因其常闭的结构特性，导致了电子锁在没电或者电子故障的时候打不开，无法满足应急逃生要求。机械锁虽然能满足应急逃生要求，但是由于目前市面上的机械锁的质量参差不齐，安全性令人担忧，就算是C级锁芯也存在钥匙被复制的可能。而电子、机械结合锁虽然它的电子模块的安全、便捷性较高，但是它为了满足应急逃生要求而保留了机械锁芯，因此，它的机械锁芯就成了非法分子打开的后门，而且很多电子、机械结合锁的锁芯只能安装在门锁的前面板正面，无法满足一些客户需要将锁芯安装在门锁前面板的底下等隐秘地方的要求。

因此，开发一种既具有电子锁芯的安全、便捷性，又能在没电或者电子模块故障的时候满足应急逃生的要求，同时能满足用户需要便于安装在隐秘地方的智能机电一体防盗锁芯是非常必要的。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种既具有电子锁芯的安全、便捷性，又能在没电或者电子模块故障的时候满足应急逃生的要求，同时能满足用户需要便于安装在隐秘地方的智能机电一体防盗锁芯。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的智能机电一体防盗锁芯，包括锁胆，锁胆上设有钥匙孔，钥匙孔内设置有机械弹子，机械弹子朝向钥匙孔设置，智能机电一体防盗锁芯还包括开关槽、开关弹簧和电子模块，电子模块包括控制芯片、触发开关、触发弹子、ID读取弹子、电控弹子和电源，电源为电子模块输出电能，锁芯和锁胆分别与电源负极连接，开关槽与钥匙孔连通，开关槽内设置有触发开关，触发开关分别与锁胆和电源负极连接，开关槽下方设置有触发弹子，触发弹子与控制芯片的一个引脚连接，电子模块还包括ID读取模块和ID存储模块，ID读取模块和ID存储模块分别与控制芯片连接，开关弹簧的两端分别与锁胆和触发开关相抵接，锁胆内设置有所述ID读取弹子，ID读取弹子的第一端与所述ID读取模块连接, ID读取弹子与锁胆之间绝缘，锁胆的侧面设有与电控弹子的位置相对应的凹槽，电控弹子设置在锁胆的下方。

进一步的方案是，触发开关包括金属片，金属片可在开关槽内移动。

更进一步的方案是，电控弹子具有空腔，空腔内设置有永磁铁、归位弹簧和螺线管，归位弹簧套装在永磁铁外，螺线管套装在归位弹簧外，螺线管与控制芯片连接。

更进一步的方案是，ID读取弹子的第二端包括可伸缩弹子，可伸缩弹子朝向钥匙孔设置，且可伸缩弹子穿过钥匙孔。

更进一步的方案是，螺线管的第一端连接电源负极GND，与螺线管第一端相对的第二端连接P型MOS管的漏极， P型MOS管的源极与电源正极VDD连接，P型MOS管的栅极与所述控制芯片连接，栅极通过所述上拉电阻R2与电源正极VDD连接。

更进一步的方案是，电子模块还包括电池电压检测模块，电池电压检测模块与所述控制芯片的模数转换引脚连接。

更进一步的方案是，电子模块还包括看门狗电路，看门狗电路的输出引脚与控制芯片的复位引脚连接。

更进一步的方案是，电子模块还包括声光报警电路，控制芯片发送声光报警控制信号至声光报警电路。

更进一步的方案是，声光报警电路包括蜂鸣器驱动电路，控制芯片发送报警控制信号至蜂鸣器驱动电路。

更进一步的方案是，声光报警电路还包括LED指示灯电路，控制芯片发送指示控制信号至LED指示灯电路。

由此可见，本实用新型所提供的一种智能机电一体防盗锁芯，结合了电子锁芯的优点以及机械锁芯的结构，所使用的数码芯片ID识别方式，杜绝了钥匙被复制的可能，所使用的闭锁机构，确保了锁芯在满足水平安装、垂直安装、卧式安装等任何安装方向下，又能满足应急逃生的要求，所采用的触发开关及触发弹子，避免了锁芯被非导电性钥匙打开或者被其他撬锁工具撬开的可能，所采用的低功耗模式保证了锁芯在电池供电的情况下能够长时间待机。因此，本智能机电一体防盗锁芯既具有电子锁芯的安全、便捷性，又能在没电或者电子模块故障的时候满足应急逃生的要求，同时也满足用户需要便于安装在门锁面板隐秘的地方，其适用范围十分广泛。

附图说明

图1是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例的原理图。

图2是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例中电源电路的电路图。

图3是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例中触发开关与触发弹子的结构图。

图4是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例中触发开关与触发弹子另一视角的局部放大图。

图5是触发开关与触发弹子的电路原理图。

图6是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例中电控弹子的原理图。

图7是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例中电池电压检测电路。

图8是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例中看门狗电路的原理图。

图9是本实用新型智能机电一体防盗锁芯实施例中电子模块的原理框图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1至图6，本实用新型的智能机电一体防盗锁芯1包括锁胆2，锁胆2上设有钥匙孔5，钥匙孔5内设置有机械弹子11，机械弹子11朝向钥匙孔5设置，智能机电一体防盗锁芯1还包括开关槽21、开关弹簧22和电子模块，电子模块包括控制芯片17、触发开关6、触发弹子7、ID读取弹子8、电控弹子16和电源18，电源18把电池BAT提供的电压变成稳定的电压VDD提供给整个电子模块工作，为电子模块输出电能，锁芯1和锁胆2分别与电源负极GND连接，开关槽21与钥匙孔5连通，开关槽21内设置有触发开关6，触发开关6是一块安装于开关槽21内，并且可以在开关槽21内活动的金属片，开关槽下方设置有触发弹子7，当锁胆2处于平衡位置并且没有钥匙3插入钥匙孔5时，触发开关6被开关弹簧22推到开关槽21的一侧，触发弹子7的一端顶入开关槽21里面，并且与开关槽21及锁胆2之间绝缘，这时控制芯片17处于待机状态。

开关弹簧22的两端分别与锁胆2、触发开关6相抵接，开关弹簧22第一端固定在锁胆2上，其相对的第二端与触发开关6相抵接，当没有钥匙3插入钥匙孔5时，触发开关6被开关弹簧22推到开关槽21的一侧，当有钥匙3插入钥匙孔5时，触发开关6被钥匙3推到开关槽21的另一侧，电子模块还包括ID读取模块和ID存储模块，锁胆内设置有所述ID读取弹子8，ID读取弹子8安装于锁胆2内，并且与锁胆2之间绝缘，ID读取弹子第二端包括可伸缩弹子，其第一端与ID读取模块9连接。

在本实施例中，锁胆2的侧面设有与电控弹子16的位置相对应的凹槽23，电控弹子16设置在锁胆2的下方，电控弹子16包括永磁铁13、归位弹簧14、螺线管15和塑料堵件12，归位弹簧14套装于永磁铁13外面，螺线管15套装于归位弹簧14外面，塑料堵件12将永磁铁13和归位弹簧14封装在螺线管15里面，所述钥匙3内嵌入具有唯一ID号且只读的数码芯片4。

当钥匙3插入钥匙孔5并且把触发开关6推到开关槽21的另一侧时，触发开关6与触发弹子7接触，使得控制芯片17的外部中断引脚20通过触发弹子7与触发开关6接触到锁胆2及电源18的负极GND，这时控制芯片17就会被唤醒工作，控制芯片17唤醒后通过ID读取模块9读取钥匙3内的数码芯片4的ID号，当读取到的ID号与ID存储模块10里面的ID号相同时，由于归位弹簧14把永磁铁13推离了锁胆2侧面的凹槽23，使得钥匙3能够正常开锁，当读取不到ID号或者读取到的ID号与ID存储模块10里面的ID号不同时，控制芯片17控制电控弹子16内的永磁铁13顶入到锁胆2侧面的凹槽23内，从而卡住锁胆2闭锁。

在本实施例中，本实用新型提供的智能机电一体防盗锁芯1，主要分为机械部分和电子模块，其中机械部分与传统的机械锁芯1相同，包括锁胆2及钥匙3，锁芯1的钥匙孔5内设置有机械弹子11，锁胆2上设有钥匙孔5，机械弹子11朝向钥匙孔设置，本实用新型智能机电一体防盗锁芯的工作原理和传统机械锁芯一样，是通过机械弹子11和锁胆2的配合进行闭锁，当钥匙3插入钥匙孔5后，钥匙3会顶起机械弹子11，从而可以转动锁胆2，进行开锁。

参照图6至图9，电子模块包括电源18、电池电压检测模块24、控制芯片17、ID读取模块9、ID存储模块10、触发开关6、触发弹子7、电控弹子16、看门狗电路19和声光报警电路，其中声光报警电路包括蜂鸣器驱动电路25和LED指示灯电路26。电源18电路把电池BAT的电压变成稳定的电压VDD提供给整个电子模块工作，为整个电子模块输出电能。

蜂鸣器驱动电路25包括蜂鸣器，LED指示灯电路26包括LED指示灯，电池电压检测模块24能够检测出电池的电压，当电池电压低于某一个规定值时，通过控制芯片17发送控制信号给蜂鸣器驱动电路25或者LED指示灯电路26，然后通过蜂鸣器或者LED指示灯进行报警指示动作来提醒用户更换电池。

控制芯片17是整个电子模块的处理中心，其具有模数转换的功能，可以用于检测电池的电压，控制芯片17的外部中断引脚20与触发弹子7连接，当触发弹子7接触到低电平时，控制芯片17就会被唤醒，从而进行一系列的工作。触发弹子7可以用来检测本实用新型智能机电一体防盗锁芯1是否有钥匙3插入或者锁胆2是否被转动，ID读取模块9与ID读取弹子8相连接，通过两者可以读取钥匙3里面的数码芯片4的ID号。ID存储模块10可以存储钥匙 3里面的数码芯片4的ID号。触发开关6在电气上与锁胆2及电源负极GND连接，当钥匙3插入钥匙孔5并且把触发开关6推到开关槽21的另一侧时，触发开关6接触到触发弹子7，从而唤醒控制芯片17工作。

电控弹子16是整个锁芯1的闭锁机构的核心，其安装位置与锁胆2侧面的凹槽23的位置相对应，包括永磁铁13、归位弹簧14、螺线管15和塑料堵件12，归位弹簧14套装于永磁铁13外面，螺线管15套装于归位弹簧14外面，塑料堵件12将永磁铁13和归位弹簧14封装在螺线管15里面，螺线管15的第一端接电源负极GND，其第二端与控制芯片17连接，当螺线管15的线圈中没有电流通过时，归位弹簧14把永磁铁13推离锁胆2侧面的凹槽23，当螺线管15的线圈中有电流通过时，产生的磁场把永磁铁13顶入锁胆2侧面的凹槽23，从而卡住锁胆2闭锁，通过控制芯片17发送控制信号给蜂鸣器驱动电路25或者LED指示灯电路26，然后通过蜂鸣器或者LED指示灯可以提示或报警。

在本实施例中，控制芯片17的外部中断引脚20设置为下降沿触发中断，并且被电阻R1上拉至高电平，P型MOS管Q1的栅极G被电阻R2上拉到高电平，使得P型MOS管Q1的漏极D输出低电平，螺线管15的线圈中没有电流通过，归位弹簧14把永磁铁13推离锁胆2侧面的凹槽23，控制芯片17处于低功耗待机状态，整个电子模块基本不耗电。

当锁胆2被转离平衡位置时，触发弹子7与开关槽21及锁胆2接触，从而导致控制芯片17的外部中断引脚20通过触发弹子7接触到锁胆2及电源18负极GND，即外部中断引脚20下降沿中断有效触发，控制芯片17就会被唤醒工作，或者当钥匙3插入钥匙孔5时，触发开关6被钥匙3推到开关槽21的另一侧，使得触发开关6与触发弹子7接触，从而导致控制芯片17的外部中断引脚20通过触发弹子7及触发开关6接触到锁胆2及电源18负极GND，即外部中断引脚20下降沿中断有效触发，控制芯片17同样被唤醒工作。控制芯片17被唤醒后首先拉低P型MOS管Q1的栅极G，使得P型MOS管Q1的漏极D输出高电平，螺线管15的线圈中有电流通过，永磁铁13在磁场的作用下顶入锁胆2侧面的凹槽23，从而卡住锁胆2闭锁，同时控制芯片17通过ID读取模块9以及ID读取弹子8反复读取钥匙3里面的数码芯片4的ID号，如果读取到的数码芯片4的ID号与ID存储模块10里面的ID号相同，则控制芯片17拉高P型MOS管Q1的栅极G的电平，使得P型MOS管Q1的漏极D输出低电平，螺线管15的线圈中没有电流通过，归位弹簧14把永磁铁13推离锁胆2侧面的凹槽23，钥匙3可以通过与机械弹子11的配合而正常打开门锁，如果读取不到数码芯片4的ID号或者读取到的数码芯片4的ID号与ID存储模块10里面的ID号不同，则控制芯片17保持拉低P型MOS管Q1的栅极G，让P型MOS管Q1的漏极D持续输出高电平，永磁铁13在磁场的作用下一直顶入锁胆2侧面的凹槽23卡住锁胆2闭锁。

当锁胆2转回平衡位置并且拔出钥匙3时，开关弹簧22把触发开关6推到开关槽21的一侧，使得触发弹子7重新与锁胆2及电源18负极GND相互绝缘，控制芯片17的外部中断引脚20恢复为高电平，控制芯片17将P型MOS管Q1的栅极G上拉到高电平后，螺线管15的线圈中没有电流通过，永磁铁13被归位弹簧14推离锁胆2侧面的凹槽23，控制芯片17重新进入低功耗待机状态。

参照图7，由于本实用新型智能机电一体防盗锁芯1是通过使用电池供电的，那么就会存在电池电压降低的问题，为了避免因电池电压降低导致电量不足而影响正常使用，本实用新型智能机电一体防盗锁芯1还设置有电池电压检测模块，由于电池电压有可能超出控制芯片17的最高工作电压，所以把电池电压通过R3和R4分压后与控制芯片17的模数转换ADC功能引脚连接，当控制芯片17的模数转换ADC功能引脚检测到电池电压下降到预设的临界值时，就发送控制信号给蜂鸣器驱动电路25或者LED指示灯电路26，然后通过蜂鸣器或者LED指示灯可以提示或报警。

参照图8，由于本实用新型智能机电一体防盗锁芯1长期连续待机或者工作，在复杂的使用环境下可能会因为各种干扰而导致死机，为了保证锁芯1能够长期正常、可靠使用，本实用新型中加入了看门狗电路，控制芯片17需在每一个固定的时间周期之内定时唤醒，并且通过DONE引脚清零看门狗芯片的计数器值，当控制芯片17连续两个时间周期之内没有清零看门狗芯片的计数器值时，看门狗芯片就会将控制芯片17作为死机的状态处理，此时看门狗芯片通过RESET引脚将控制芯片17复位，使控制芯片17恢复到正常。本实用新型中由于加入了看门狗电路，大大地提高了锁芯1在各种使用环境下的适应性及可靠性。

综上所述，本实用新型提供的智能机电一体防盗锁芯，结合了机械锁芯以及电子锁芯的优点，既具有电子锁芯的安全、便捷性，又能在没电或者电子模块故障的时候满足应急逃生的要求，同时还便于安装在门锁面板隐秘的地方。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。