一种可分级编码的锁具的制作方法

本发明涉及工业防误系统领域，具体指一种可分级编码的锁具。

背景技术：

电力、能源、工矿等领域企业对设备进行管理、操作及检修，或者故障紧急处理时，由于关系到人身安全和设备安全，所有活动都必须按照严格的规章制度和操作规范执行，以防止发生意外，目前普遍采用一套防误系统对设备和相关人员的操作进行管理。

应用于上述防误系统底层的终端用锁是系统中的重要硬件设备，目前这类工业用锁大多为齿形钥匙锁，这类锁具性能不够稳定，比如当弹子未正常复位时锁芯发生偏转会导致弹子异位致使锁芯无法打开。并且大多都不具备分组管理功能，易引发锁具的错开和误开，造成设备故障和损失。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种性能稳定可靠并可实现分级编码的锁具。

为实现上述目的，本发明提供一种可分级编码的锁具，包括锁芯和柱状的钥匙。所述锁芯包括外罩筒和内转筒，所述内转筒设于所述外罩筒内并可相对所述外罩筒旋转。所述内转筒的第一端封闭，第二端设有与所述钥匙配合的锁孔，所述内转筒的第一端设有至少一个用于限制所述内转筒相对所述外罩筒转动的锁销，其特殊之处在于，所述内转筒的第二端设有多颗密码珠，所述密码珠的直径大于所述内转筒第二端的壁厚，所述锁孔内壁上径向设有多个与所述密码珠等径的嵌珠通孔，所述嵌珠通孔的内端设有限位凸环。所述外罩筒的内壁上设有与所述密码珠配合的止转凹槽，所述钥匙的外壁上设有与所述密码珠配合的解码槽。

上述方案以按照一定编码规则设置在内转筒上的多颗密码珠取代传统的密码弹子作为锁具的编码部件，涉及的零部件数量较少，结构也相对简单，更易实施。密码珠的活动范围较小，并且未安装弹簧，因此锁芯在使用过程中不易发生异位、卡死等故障。若锁芯内的任意一颗密码珠与钥匙上的解码槽不匹配则该密码珠的一侧会抵住钥匙侧壁并与内转筒的内壁齐平，另一侧将嵌入止转凹槽并对内转筒的转动构成阻挡。实施过程中可依据密码珠在内转筒的轴向和周向上的位置对锁具进行编码，这种编码形式简单易行，并且易于实现锁具的分级管理。

进一步的方案是，所述限位凸环的端面与所述嵌珠通孔的内壁呈弧面过渡。

限位凸环端面与嵌珠通孔过渡圆滑，则密码珠在嵌珠通孔内更易发生平移和转动，运动过程更为平顺，不易发生磨损和卡顿。

进一步的方案是，所述钥匙侧壁上沿轴向设有一道定位凸筋，所述锁孔内壁上设有与所述定位凸筋配合的嵌合槽。

由于钥匙呈规则的柱状，插入锁孔前还需要进行对位，否则即使与锁芯相匹配也不能完成解锁。引入凸筋和嵌合槽后可在锁芯与钥匙间设置一套定位机制，还能加强钥匙与内转筒间的配合防止发生相对转动。

进一步的方案是，所述锁芯包括多个锁销，多个所述锁销在内转筒的周向上呈对称分布。周向对称设置的多个锁销能够对内转筒的转动起到较好的限制作用，从而将内转筒牢固地锁定于外罩筒内。

作为本发明的第一种具体实施形式，所述锁孔底端的侧壁上沿轴向设有多道导向通槽，所述锁销包括径向弹簧和l型销，所述l型销包括销杆部和销头部，所述销杆部的侧面与所述锁孔内壁贴合，所述销头部垂直设于所述销杆部的一端并穿过所述导向通槽，所述径向弹簧的一端抵于所述销孔底端，另一端抵于所述销杆部的端面上。所述外罩筒内壁上径向设有多道与所述销头部外端配合的滑槽，并且所述外罩筒的内壁上还设有将所有滑槽连通的环槽，所述环槽与所述滑槽的宽度和深度相同。

钥匙的端部能够直接作用于l型销，并将销头部的外端推入环槽内，从而解除锁销对内转筒在周向上的锁定，解锁原理简单，涉及的零部件数量也较少，有助于简化锁芯结构。导向通槽和滑槽都针对销头部进行限位，能够限制锁销的轴向移动，防止锁销发生脱位。

进一步的方案是，所述锁孔底端的中部设有一根导向柱，所述导向柱的端面与所述钥匙的端面相适应，并且所述导向柱的侧壁与所述销杆部的侧面贴合。

引入导向柱可对销杆部内侧进行限位，使锁销的轴向运行更为平顺，并进一步防止锁销脱位。

进一步的方案是，所述钥匙的端部设有与所述销杆部配合的卡槽。

引入卡槽能够进一步加强钥匙与l型销端部的配合，防止锁销脱位，同时还有助于引入锁具的第二重编码机制，即通过引入销杆部长度不同的锁销，设置长度不同的导向通槽和滑槽并在钥匙的端部设置深度不同卡槽实现对锁具的二次编码。具体的编码方式与传统的弹子相类似，但更为简单易行，可作为锁具的辅助编码手段。

进一步的方案是，所述锁孔的内壁上设有与所述销杆部配合的导向槽。

引入导向槽能够对销杆部的外侧进行限位，从而更好地引导并限制锁销在锁芯内的运动。

作为本发明的第二种具体实施形式，所述锁芯还包括一个柱状的磁塞和复位弹簧，所述内转筒的第一端侧壁上径向设有多个阶梯销孔，所述锁孔的底面中心处设有与所有阶梯销孔连通的塞孔及封闭所述塞孔的罩盖，所述磁塞和复位弹簧均设于所述塞孔内，所述复位弹簧的一端与所述罩盖连接，另一端与所述磁塞连接。

所述锁销设于所述阶梯销孔内，所述锁销包括径向弹簧和销杆，所述销杆包括杆身和杆头，所述杆头的直径大于所述杆身的直径，所述杆头的端部处于所述内转筒外侧，所述杆身的端部与所述磁塞的侧壁接触配合，所述径向弹簧套于所述杆身上，所述阶梯销孔包括直径与所述杆头相适应的销孔外段以及直径与所述杆身相适应的销孔内段，所述径向弹簧一端抵于所述杆头的端面上，另一端抵于所述阶梯销孔的台阶面上。所述钥匙的端面上设有与所述罩盖等径的盲孔，所述盲孔内设有磁块。所述外罩筒内壁上设有与所述杆头配合的凹坑。

钥匙插入锁孔底部后借助磁块的磁吸力使磁塞上移并让出塞孔的底部空间，使得内转筒发生转动时杆身能够回撤进入塞孔，这样杆头就能完全缩回阶梯销孔中，从而解除对内转筒的锁定。钥匙拔出后即可解除对磁塞的磁吸力，此时杆头的端部嵌入凹坑中，杆身端部进入销孔内段并让出塞孔的底部空间，磁塞在复位弹簧的作用下运行至塞孔底部阻挡销杆回撤。

附图说明

图1是实施例一的剖视图。

图2是实施例一的锁芯的剖视图。

图3是图2中d处的放大结构示意图。

图4是实施例一的外罩筒的结构示意图。

图5是实施例一的钥匙的结构示意图。

图6是实施例二的剖视图。

图7是实施例二的锁芯的剖视图。

图8是图7中e处的放大结构示意图。

图9是实施例二的外罩筒的结构示意图。

图10是实施例二的钥匙的结构示意图。

图11是实施例二的a类解锁码与锁码的配型关系示意图。

图12是实施例二的b类解锁码与锁码的配型关系示意图。

图13是实施例二的c类解锁码与锁码的配型关系示意图。

图14是是实施例二的分级管理模式示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例一

参见图1至5，本实施例中可分级编码的锁具包括锁芯和柱状的钥匙1。锁芯包括外罩筒2和内转筒3，内转筒3设于外罩筒2内并可相对外罩筒2旋转。内转筒3的第一端封闭，第二端设有与钥匙1配合的锁孔31，内转筒3的第一端设有4个用于限制内转筒3相对外罩筒2转动的锁销4，内转筒3在开孔端设有4颗密码珠5。

密码珠5的直径大于内转筒3第二端的壁厚并在内转筒3的周向上呈对称分布(即相邻两颗密码珠5与内转筒3的轴线在内转筒3横截面上的投影连线所构成的夹角为90°)，锁孔31内壁上径向设有多个与密码珠5等径的嵌珠通孔32，嵌珠通孔32的内端设有限位凸环33，限位凸环33的端面与嵌珠通孔31的内壁呈弧面过渡。外罩筒2的内壁上设有与密码珠5配合的止转凹槽21，钥匙1的外壁上设有与密码珠5配合的解码槽11。

按照一定编码规则设置于内转筒3上的4颗密码珠5可取代传统的密码弹子作为锁具的编码手段，涉及的零部件数量较少，结构也相对简单，更易实施。密码珠5的活动范围较小，并且未安装弹簧，因此锁芯在使用过程中不易发生异位、卡死等故障，较为稳定可靠。若锁芯内任意一颗密码珠5与钥匙1上的解码槽11不匹配则该密码珠5的一侧会抵住钥匙1侧壁并与内转筒3的内壁齐平，另一侧将嵌入止转凹槽21并对内转筒3的转动构成阻挡。实施过程中可依据密码珠5在内转筒3的轴向和周向上的位置对锁具进行编码，这种编码形式简单易行，且能够实现锁具的分级管理。

钥匙1的侧壁上沿轴向设有一道定位凸筋12，锁孔31内壁上设有与定位凸筋12配合的嵌合槽34。4个锁销4在内转筒3的周向上呈对称分布，且布置位置分别与4颗密码珠5相对应。另外容易想到也可以将起到定位作用的凸筋设置在锁孔31内壁上，并将与之配合的凹槽设置在钥匙1侧壁上。

实施例中钥匙1上实际发挥解锁功能的端部呈四棱柱状，4个解码槽设于钥匙1端部的4条棱上，锁孔31也相应地设置为方形孔。外罩筒2在与锁孔31对应的一端设有一筒罩，该筒罩的中空部分与钥匙1的端部相适应，即呈方形孔状并在内壁上设有与定位凸筋12对应的凹槽。

锁孔31底端的侧壁上沿轴向设有多道导向通槽35，锁销4包括径向弹簧41和l型销42，l型销42包括销杆部421和销头部422，销杆部421的侧面与锁孔31内壁贴合，销头部422垂直设于销杆部421的一端并穿过导向通槽35，径向弹簧41的一端抵于销孔31底端，另一端抵于销杆部421的端面上。外罩筒2内壁上径向设有多道与销头部422外端配合的滑槽22，并且外罩筒2的内壁上还设有将所有滑槽22连通的环槽23，环槽23与滑槽22的宽度和深度相同。

钥匙1的端部能够直接作用于l型销42，并将销头部422的外端推入环槽23内，从而解除锁销4对内转筒3在周向上的锁定，解锁原理简单，涉及的零部件数量也较少，有助于简化锁芯结构。

锁孔31底端的中部设有一根导向柱36，导向柱36的端面与钥匙1的端面相适应，并且导向柱36的侧壁与销杆部421的侧面贴合。钥匙1的端部设有与销杆部421配合的卡槽13。锁孔31的内壁上还设有与销杆部421配合的导向槽37。

卡槽13、导向柱36、导向槽37连同导向通槽35和滑槽22分别用于加强钥匙1、内转筒3及外转筒2与锁销4的配合，从而更好地引导并限制锁销4在锁芯内的运动。

引入卡槽13还有助于为锁具引入的第二重编码机制，即通过将不同锁销4的销杆部421设置成不同的长度，并在钥匙1的端部设置深度与不同锁销4对应的卡槽13，另外再对导向通槽35和滑槽22的长度做相应调整就可实现对锁具的二次编码。具体的编码方式与传统的密码弹子相类似，但更为简单易行，可作为锁具的辅助编码手段。

实施例中在外罩筒2内壁的轴向上实际仅设置了4道直槽，这些直槽在外罩筒2的周向上呈对称分布，槽面为弧面，可同时充当止转凹槽21和滑槽22，这种设置形式能够简化外罩筒2的结构，并降低其加工难度。

实施例二

参见图6至10，本实施例中可分级编码的锁具包括锁芯和柱状的钥匙200。锁芯包括外罩筒300和内转筒400，内转筒400设于外罩筒300内并可相对外罩筒300旋转。内转筒400的第一端封闭，第二端设有与钥匙200配合的锁孔410，内转筒400的第一端设有2个用于限制内转筒400相对外罩筒300转动的锁销500，内转筒400的第二端设有4颗密码珠600。

密码珠600的直径大于内转筒400第二端的壁厚并在内转筒400的周向上呈对称分布，锁孔410内壁上径向设有多个与密码珠600等径的嵌珠通孔420，嵌珠通孔420的内端设有限位凸环430，限位凸环430的端面与嵌珠通孔410的内壁呈弧面过渡。外罩筒300的内壁上设有与密码珠600配合的止转凹槽310，钥匙200的外壁上设有与密码珠600配合的解码槽210。

本实施例的编码机制与实施例一中的密码珠编码机制相同，即以按照一定编码规则设置于内转筒400上的4颗密码珠600取代传统的密码弹子作为锁具的编码手段。实施过程中同样可以依据密码珠600在内转筒400的轴向和周向上的位置对锁具进行编码，且能够实现分级编码。

钥匙200的侧壁上沿轴向设有一道定位凸筋220，锁孔410内壁上设有与定位凸筋220配合的嵌合槽440。2个锁销500在内转筒400的周向上呈对称分布，且布置位置分别与2颗相对的密码珠600相对应(即2个锁销500的端点及内转筒400的轴线在内转筒400横截面上的投影连线为一条直线)。

实施例中钥匙200实际发挥解锁功能的端部呈圆柱状，外罩筒300在与锁孔410对应的一端设有一挡板，该挡板的中部设有与钥匙端部相适应的通孔，即包括一圆孔及设于该圆孔边缘与定位凸筋220对应的缺口。

锁芯还包括一个柱状的磁塞700和复位弹簧800，内转筒400第一端的侧壁上径向设有多个阶梯销孔450，锁孔410的底面中心处设有与两个阶梯销孔450连通的塞孔460及封闭塞孔460的罩盖470，磁塞700和复位弹簧800均设于塞孔460内，复位弹簧800的一端与罩盖470连接，另一端与磁塞700连接。

锁销500设于阶梯销孔450内，锁销500包括径向弹簧510和销杆520，销杆520包括杆身521和杆头522，杆头522的直径大于杆身521的直径，杆头522的端部处于内转筒400外侧并呈球凸状，杆身521的端部与磁塞700的侧壁接触配合，径向弹簧510套于杆身521上，阶梯销孔450包括直径与杆头522相适应的销孔外段451以及直径与杆身521相适应的销孔内段452，径向弹簧510一端抵于杆头522的端面上，另一端抵于阶梯销孔450的台阶面上。钥匙200的端面上设有与罩盖470等径的盲孔230，盲孔230内设有磁块240。外罩筒300内壁上设有与杆头522配合的凹坑320。

钥匙200插入锁孔410底部后借助磁块240的磁吸力使磁塞700上移并让出塞孔460的底部空间，使得内转筒400发生转动时杆身521能够回撤进入塞孔460，这样杆头522就能完全缩回阶梯销孔450中，从而解除对内转筒400的锁定。钥匙200拔出后即可解除对磁塞700的磁吸力，此时杆头522的端部嵌入凹坑320中，杆身521端部进入销孔内段并让出塞孔460的底部空间，磁塞700在复位弹簧800的作用下运行至塞孔460底部阻挡销杆520回撤。

与实施例一类似，本实施例中在外罩筒300内壁的轴向上实际也仅设置了4道直槽，这些直槽在外罩筒300的周向上呈对称分布，槽面为弧面，并同时充当止转凹槽310和滑槽320。

图11至13为实施例二中锁芯和钥匙的编码及配型关系示意图。在锁芯端，将4颗密码珠依据其在内转筒周向上的位置顺序(顺时针或逆时针)进行排序，将每颗密码珠在内转筒轴向上的三个不同位置以位置码“1”、“2”和“3”进行标识，就能得出锁芯的锁码。在钥匙端，解码槽可依据对内转筒轴向上不同位置密码珠的解锁情况划分为6种并制定对应的类型码，包括a型类型码“a1”、“a2”和“a3”(可分别对位置码为1、2、3的密码珠进行解锁)；b型类型码“b1”(可解锁位置码为1或2的密码珠)和“b2”(可解锁位置码为2或3的密码珠)、c型类型码“c”(可解锁位置码为1、2或3的密码珠)。将一把钥匙上4个解码槽的类型码按照与锁码相对应的顺序进行排序后就可得到该钥匙的解锁码。

图14为针对实施例二的一种分级管理模式示意图，ⅰ级管理钥匙的解锁码为4个a型类型码，ⅱ级管理钥匙的解锁码含有2个b型类型码和2个a型类型码，ⅲ级管理钥匙的解锁码含有2个c型类型码和2个a型类型码，ⅳ级管理钥匙的解锁码含有3个c型类型码和1个a型类型码，ⅴ级管理钥匙的解锁码为4个c型类型码。上述分级管理模式可将钥匙划分成5个管理级别，分级原理十分简单，理论上还可划分出更多管理级别，另外容易想到实施例一还可在上述基础上依据l型销和卡槽再实现一级分级。因此两个实施例中的锁具都十分易于实现分级管理。