一种防盗弹子锁以及石墨烯防盗弹子锁的制作方法

本发明涉及防盗锁领域，具体涉及一种防盗弹子锁以及石墨烯防盗弹子锁。

背景技术

弹子锁为居民防盗锁和办公门锁的首选设备，具有使用简单、成本低的优点，以往增强弹子锁安全性、防止其被试开的措施是增加机械锁芯的复杂程度。以弹子锁为例，目前已经经过了三代的更新，即a级锁、b级锁和超b级锁，其机械结构越来越复杂，目前最新出现的超b级锁的零件个数已经超过了100个。虽然技术试开的难度越来越大，但是随着零件个数的增加，可靠性会随之降低。

弹子锁的基本原理是通过调整锁芯中的两段弹子(称为内弹子和外弹子，也可称为钥匙码弹子和锁定弹子)分界面与内外锁芯分界面的相对位置来达到控制锁具开启的功能。也正是由于弹子锁的该种开启原理，使其带有能够被采用“锡纸开锁”等方法进行试开的致命缺点。

现有的通过电控解决弹子锁防盗的方法大致有以下几种：1、mcu对钥匙的形状、插入钥匙时的移动轨迹等进行学习和存储，如果实际检测到的和预先学习和存储的不同，则认为是非法开锁；2、对钥匙在锁内停留时间进行检测，若停留时间过长，则认为是非法开锁；3、通过检测锁的振动幅度是否超过一定的范围，若振动幅度过大，则认为是非法开锁。

上述检测防盗方法由于检测逻辑过于粗略，很容易导致误检测的情况。例如第1种方法容易出现偶然一次开锁与先前开锁习惯不同，或者由其他家庭成员开锁，而导致误报警的情况；第2种方法可能出现锁内进入异物，或者由于锁内生锈而导致开锁时间较长而误报警的情况；第3种方法可能出现敲门动作过大而导致误报警的情况。因此需要一种新的弹子防盗锁，来解决上述的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有弹子锁容易误检测，检测逻辑过于粗略的缺点，而提出一种防盗弹子锁以及石墨烯防盗弹子锁。

一种防盗弹子锁，其中至少一个外弹子的下部设置有压力传感器，内锁芯内部的任意一个外弹子的周围设置有光电传感器，锁芯外部设置有与所述压力传感器以及所述光电传感器连接的处理器，所述处理器用于根据压力传感器和光电传感器检测到的信号的时序特征以及压力传感器检测到的信号数值判断是否发生违规开锁行为。

本发明的防盗弹子锁的有益效果在于：1、检测逻辑更细致，不容易误报警，误报警率几乎为0；2、传感器的设置位置和数量有多种选择，用户可以依据实际需要灵活调整；3、不改变原有锁的结构，仅需在原有锁结构上的特定位置安装传感器即可，可移植性较好，易于推广。

本发明还提供一种石墨烯防盗弹子锁，其中至少一个弹槽的顶部设置有气缸，气缸内腔的顶部设置有石墨烯压力传感器，气缸内腔的底部设置有开孔，内弹子能够通过开孔深入或抽离气缸内部，内弹子的顶端设置有活塞，活塞与气缸内侧顶部之间的空间为密闭空间，内锁芯内部的预设位置处设置有光电传感器。

本发明的石墨烯防盗弹子锁的有益效果在于：1、检测逻辑更细致，不容易误报警；2、传感器的设置位置和数量有多种选择，用户可以依据实际需要灵活调整；3、使用石墨烯压力传感器，检测更加精确；4、将气缸与弹子结合，通过弹子的运动使气缸内气压产生变化，从而使石墨烯压力传感器的检测信号变化，避免了对石墨烯传感器的薄膜进行直接挤压而造成薄膜损伤的问题。

附图说明

图1为本发明具体实施方式一的防盗弹子锁的结构图；其中1-钥匙孔，2-内锁芯，3-外锁芯，4-弹簧，5-内弹子，6-外弹子，7-光电传感器，8-压力传感器，9-钥匙；

图2为本发明具体实施方式七的石墨烯防盗弹子锁的结构图；其中，10-气缸，11-活塞，12-石墨烯压力传感器。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的防盗弹子锁，其中至少一个外弹子6的下部设置有压力传感器8，内部的任意一个外弹子6的周围设置有至少一个光电传感器7，锁芯外部设置有与所述压力传感器8以及所述光电传感器7连接的处理器(图中未示出)，所述处理器用于根据压力传感器和光电传感器检测到的信号的时序特征以及压力传感器检测到的信号数值判断是否发生违规开锁行为。

具体而言，本发明通过设置在外弹子下部的压力传感器以及内锁芯的光电传感器来判断是否发生违规开锁行为。弹子包括相互接触的内弹子和外弹子，外弹子指的是与钥匙接触的部件，内弹子是与弹槽内的弹簧接触的部件。“任意一个外弹子的周围”其中的“周围”可以是外弹子的位置，或者是离外弹子很近的其他位置，目的是不让外弹子挡住光电传感器发射出的光。处理器可以设置在内锁芯中，也可以设置在外锁芯中，也可以设置在锁结构之外，由于处理器只需要与传感器等部件电连接，用于执行判断步骤，本发明对处理器的具体位置没有限制，处理器的物理位置也不会影响本发明的效果。

正常的开锁过程是：用户将钥匙9插入内锁芯2，在钥匙9向内锁芯2的深处运动的过程中，钥匙9的牙花将弹子6抬起，待牙花将所有弹子6抬起时，钥匙9达到内锁芯2的最深处。当钥匙9达到内锁芯2最深处之后，弹子6所在的高度位置不再变化，仅随钥匙1做旋转运动。

而使用万能开锁器或者铁丝等开锁设备的过程是：先将开锁设备插入内锁芯2中，然后再利用开锁设备中的部件将弹子6抬起，也就是说钥匙9到达内锁芯2深处的过程与弹子6抬起的过程是明显分离的，不是同步执行的，这是由于非法开锁的本质特性所决定的，非法开锁使用的不是与锁匹配的钥匙，因此必定需要在插入开锁设备后再做微调以模拟出牙花的效果，因此使用本发明的弹子锁，可以准确识别出插入过程与抬起弹子过程的时序性，即先后顺序，通过这个时序特征来判断这两个过程是同步执行还是分别执行，这样能够更加精确地识别非法开锁。

光电传感器7可以使用激光发射器、激光接收器的组合，即正常情况下激光接收器能够接收到激光，而钥匙插入时由于遮挡作用，接收器不能接收到激光，因而能够通过是否能接收到激光来判断钥匙是否行进到相应的深度。激光发射器和接收器的位置可以在内锁芯轴线方向的两侧对称设置，即只要能检测到钥匙插入即可。

压力传感器和光电传感器7都可以设置为多个，先以1个压力传感器和1个光电传感器为例，压力传感器设置在最深处的弹子下方，光电传感器设置在最深处的弹子附近的位置(附近的位置指的是在弹子位置向深处或向浅处一点的位置，目的是防止弹子将激光遮挡)，将光电传感器检测到障碍物遮挡的时间记为t1，将压力传感器检测到压力值大于弹子重力的时间记为t2，如果t1和t2的差值绝对值小于一定的值那么认为这两个过程是同时进行的，即可以判断为合理的开锁，而如果大于阈值，则认为钥匙插入过程与弹子抬起过程是分离的，即判断为违规开锁。

而如果将压力传感器和光电传感器的数量设置为多个，可以明显增加检测的精确性。例如，如果光电传感器为多个，那么可以根据光电传感器被依次遮挡的顺序来判断钥匙行进的位置，并且如果其中有一个光电传感器损坏，也不影响弹子锁的防盗检测。压力传感器也是同理，增加压力传感器的数量能够增加检测的精度。在一个优选的例子中，压力传感器应优先设置在牙花高度最高的弹子处，因为牙花最高的弹子运动幅度更大，更容易被检测到。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：光电传感器7的数量为1，预设位置处为内锁芯2最深处的弹子所在的位置。

本实施方式的有益效果是：使用一组光电传感器就能够达到检测违规开锁的目的，节省成本，预设位置如此设置可以准确判断钥匙达到锁芯尽头的位置。需要说明的是，“内锁芯最深处的弹子所在的位置”应当保证弹子不遮挡光电传感器的接收部分。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：压力传感器8的数量为1，光电传感器7的数量为1，压力传感器8设置在内锁芯2最深处的弹子6的下部，光电传感器7设置钥匙9的末端能够插入的最深处的位置；

处理器包括：

第一检测单元，用于当压力传感器接收到压力大于弹子重力时，判断在预设的时间阈值内光电传感器的接收端是否检测到光信号，若是，则处理器发出警告信息。

由具体实施方式一中正常开锁过程的原理可知，正常开锁过程当弹子6被抬起时，钥匙9应该已经处于完全插入状态，因此可以当压力传感器8检测到压力变化时，判断光电传感器7是否检测到信号，如果未检测到，则说明钥匙9已处于最深处，属于正常开锁过程；如果仍然能检测到激光信号，即钥匙9没有处于最深处，则说明可能由他人使用开锁工具如铁丝等进行非法开锁，这是由于开锁工具不必插入内锁芯2的最深处即可开锁，并且铁丝等工具如果处于最深处则不利于进一步弯折开锁，因此本实施方式可以一定程度上检测到违规开锁操作。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：处理器还包括：

第二检测单元，用于检测压力传感器8接收到压力的时刻t1和光电传感器7检测到光信号消失的时刻t2的差值绝对值是否小于预设的阈值，若否，则向第三检测单元发出第一信号；

第三检测单元，当接收到第一信号后，判断压力传感器接收到的压力值与压力传感器所在的外弹子的重量差值是否大于预设值，若是，则发出警告信息。

压力传感器8如果检测到压力大于弹子重力，则意味着有一个额外的加速度使弹子由静态变为动态，即说明弹子受到了一个抬起的作用。本实施方式先检测弹抬起和物体插入是否是同时进行的，如果不是，则再判断压力传感器8检测到的压力值，如果压力值减去弹子6重量的值大于阈值，则认为是违规开锁。其余情况可以认为是扰动，不认为是违规操作。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：每一个外弹子6的下部均设置有压力传感器8，按照钥匙孔9内由室外向室内的顺序依次将n个压力传感器的编号分别设为1,2，……n，所述处理器还包括第四检测单元，用于检测n个压力传感器8检测到压力信号的顺序是否为1,2……n，若否，则发出警告信息。“室内”指的是防盗门靠近户内的一侧，“室外”指的是防盗门靠近户外的一侧。

例如，钥匙正常插入时，编号为1,2……n的弹子依次被抬起，故不触发报警。而加入使用开锁器，在开锁器插入后，不一定按照顺序抬起弹子，开锁器可以按照任意顺序抬起。使用铁丝也是同理，这样不符合正常使用钥匙的过程，故触发报警。此时能够保准确率达到99.9％以上。

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：防盗弹子锁还包括与处理器连接的报警器，用于当接收到警告信息后，发出报警信号。

报警信号可以是声音报警信号，例如发出蜂鸣；可以是灯光报警信号，例如发出红色闪烁灯光；也可以是通过软件将相关信息发送给物业终端。

其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式提供一种石墨烯防盗弹子锁，其中至少一个弹槽的顶部设置有气缸10，气缸10内腔的顶部设置有石墨烯压力传感器12，气缸10内腔的底部设置有开孔，内弹子5能够通过开孔深入或抽离气缸10内部，内弹子5的顶端设置有活塞11，活塞11与气缸10内侧顶部之间的空间为密闭空间，内锁芯2内部的预设位置处设置有光电传感器7。

图2示出了石墨烯防盗弹子锁的结构示意图，图2中只画了一个弹子的情形，本领域的技术人员应当清楚弹子可以为多个，且其他的气缸、活塞的连接关系也可以如此设置。

本实施方式使用的传感器可以为cn201310124655.5中公开的石墨烯压力传感器，其原理是通过石墨烯膜感受气压变化，再通过电极等部件转换为电信号。本实施方式使用石墨烯压力传感器替代普通压力传感器的好处有：1、能够防止违规开锁人员通过缓慢抬起弹子而使压力传感器难以检测的问题。由于石墨烯传感器检测精度非常高，任何缓慢作用的力通过活塞转换气压变化都能被准确检测到。2、保护石墨烯膜不被破坏。由于石墨烯膜一般非常薄，如果直接进行接触检测容易造成机械损伤。而转换为气压变化则一定程度上保护了石墨烯膜不被破坏。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是：石墨烯压力传感器12的数量为1，光电传感器7的数量为1，光电传感器7设置钥匙的末端能够插入的最深处的位置；

处理器包括：

第一检测单元，用于当石墨烯压力传感器接收到压力大于弹子重力时，判断在预设的时间阈值内光电传感器的接收端是否检测到光信号，若是，则处理器发出警告信息。

本实施方式的内容与具体实施方式三对应一致，区别仅在于压力传感器的选择不同。

其它步骤及参数与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七或八不同的是：处理器还包括：

第二检测单元，用于检测石墨烯压力传感器接收到压力的时刻t1和光电传感器检测到光信号消失的时刻t2的差值绝对值是否小于预设的阈值，若否，则向第三检测单元发出第一信号；

第三检测单元，当接收到第一信号后，判断石墨烯压力传感器接收到的压力值与压力传感器所在的外弹子的重量差值是否大于预设值，若是，则发出警告信息。

其它步骤及参数与具体实施方式七或八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七至九之一不同的是：每一个弹槽的顶部均设置有气缸10，气缸10内腔的顶部均设置有石墨烯压力传感器12，按照钥匙孔1内由室外向室内的顺序依次将n个石墨烯压力传感器12的编号分别设为1,2，……n，所述处理器还包括第四检测单元，用于检测n个石墨烯压力传感器12检测到压力信号的顺序是否为1,2……n，若否，则发出警告信息。

其它步骤及参数与具体实施方式七至九之一相同。

本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。