专利名称:语言报警电子保险柜的制作方法
本实用新型属于防盗保险装置。
目前国内普遍采用的机械保险柜有结构坚固的优点，但其机械数码锁合机构也有以下一些缺点一、机械密码锁的三个同轴的编码盘(锁片)本身就是锁合机构的关键部件，开启时，三组数码对位后，三个编码盘上的缺口重合，锁合机构便能被打开，但若被歹徒破坏，也就失去了锁合能力；二、机构锁由三组数码组成，其外部读数盘表面上有60个刻度，似乎可以进行A3180=180！(180-3)！=5.73×106]]>组不同的编码，然而实际上，每个编码盘上可供安装定位螺钉的定位孔(即编码孔)却并非60个。
通常，第一、二个编码盘仅有2－6个孔，第三个编码盘也只有6～10个孔，也就是说，实际上可以编制的密码仅为A310=10！7！=720或]]>A322=22！(22-3)！=9240]]>
即生产保险柜时，超过720台～9240台就会发生重复相同的密码。保密性不好。
针对以上缺点，国内外已有大量电子密码锁出现。
根据我们查阅的有关保险柜的资料和1980年～1984年的“专利文献通报”来看，目前电子保险柜和电子密码门普遍是利用触点转换开关或按键输入数码，优点是密码不重复率很高，因而保密性有极大提高，有的还设有高功率音响报警装置。但美中不足的是(1)触点寿命难以做得很高。目前也有用光电或激光构成的无触点信号通道，但发光元件寿命不长，且易受小虫和长年积下的尘埃侵扰，故也不十分理想。
(2)输入数码的按键通常较为脆弱，易被破坏。
(3)有的歹徒並不开锁，而是将整个保险柜盗走，因此报警装置便不会被触发，也不会报警。
(4)在保险柜较多的地方，例如许多机关在同一幢办公大楼办公的场合，如果其中一台保险柜被盗报警，大门口的值班人员便很难迅速判明究竟是哪个保险柜遇到了盗贼，也就难以迅速采取相应措施。
(5)目前保险柜门的机械锁合装置也不十分理想，为了抵抗外力的破坏，通常设有粗大的锁门杠杆或插销，这就要求开门机构必须输出较大的力矩，机构往往比较笨重，如果用电子系统直接开启，就会使末级电子开关和执行机构的功率、体积、重量均有所增加。
(6)电子保险柜的供电通常是采用常规方法，即其内可装电池，其外可接交流电，但内部电池短路怎么办？却没有这方面的考虑。
根据我们查阅的资料，还未见有能自动用一种或多种语言报警、采用霍尔元件和磁场作为密码信号通路、具有多种防盗安全装置、转钩锁合装置和不怕电池短路的保险柜。
本实用新型的发明目的在于在学习现有保险柜优点的基础上，设计了一种能弥补上述各种不足之处的新型电子保险柜。
本实用新型的主要构思是这样的本实用新型包括保险柜柜箱和装在箱内的能把磁信号按一定程序转换为电信号从而启动保险柜机械锁门机构的电子控制电路以及与之相互配合使用的机电传动装置，其特征在于在保险柜上装有软磁体编码盘，该编码盘带有非磁性材料填充的磁通道小孔，把永久磁铁以及无触点磁敏元件配对安装在上述磁通道小孔的两侧并且与上述电子控制电路相连接，而上述电路的控制信号输入部分与倾斜传感器呈电路连接，上述电路的报警线路与语言及音响报警系统呈电路连接，上述电路与能保证在与外接交、直流电流配套使用的内部供电系统以及内部直流电源系统中有任意一组或两组发生短路、断路时仍可以正常工作的专用供电装置呈电路连接，而且，上述机电传动装置与转钩式保险柜机械锁门机构以及凸轮－限位板式防暴力启封机械保险装置呈机械形式连接。
上述软磁体编码盘均由彼此都留有位置上相互对应的磁通道小孔的两个或多个编码盘通过带拨号轴的数码盘组装而成，其中致少有一个编码盘的边缘上装有一个带拨杆的滑键，而致少有另一个编码盘的边缘上装有一个与上述拨杆滑键配套使用的带定位钉的滑键。
上述无触点磁敏元件可以是任意形式的无触点电－磁信号传换元器件，但最好是霍尔元件或霍尔集成电路器件。
上述倾斜传感器可以是任意形式的倾斜信号控制元件，但最好是水银式电路开关。
上述转钩式保险柜机械锁门机构是由短臂转钩及长臂转钩按相互能够钩紧的位置装配而成的，且最好是短臂转钩在下、长臂转钩在上地装配而成。
上述凸轮－限位板式防暴力启封机械保险装置是指在上述机电传动装置中的凸轮驱动轴所在位置上安装上凸轮以及固定在凸轮上的限位板。
以下是实现本实用新型主要构思的进一步说明。
本实用新型所用控制系统(图一)的操作顺序和控制原理是(使用的各标号请参考本说明书中附图的说明部分。后同)。
1、正常操作。正常开启保险柜时首先应将拨号开关［112］合上；再按规定程序调整其中一个编码盘並使霍尔元件得到信号，例如先调编码盘［103］，使小孔［102］对准磁路(由数码确定)，霍尔元件［105］则有信号输出，［105］输出信号后，再调另一个编码盘［108］並使霍尔元件「110」也有信号输出；逻辑电路［111］设计得不允许这两只霍尔元件输出信号的顺序颠倒，如果颠倒(即先调编码盘［107］后调编码盘［103］)则输出报警信号；在制造时，为了增加编码的数量，可以在接线不变的前提下，将霍尔元件［105］与［110］交换位置安装，並规定该保险柜拨号顺序。
两个数码盘都对好号后，再按开门按扭开关［113］，则开门信号从电路［114］输出，到达开门逻辑电路［115］；此时，由于操作和拨码都正常，也没有发生保险柜倾斜或晃动的情况，所以或门电路［130］无信号输出，非门电路［131］则输出相应信号到电路［115］；再加上，由于长臂转钩［123］此时是处于锁合状态，因此接近开关［124］无信号输出，非门电路［120］便将此信号输到逻辑电路［115］；由于电路［115］三个输入端均有允许开门的信号输入，故就有开门信号使电子开关［116］导通，並带动电机［117］旋转，再通过减速机构［118］使凸轮［119］旋转将长臂转钩［123］的一端压下，而另一端则以转钩［122］为支点向上运动，与固定在门柜上的短臂转钩［125］脱钩，于是保险柜门便被打开。当向上运动的长臂转钩靠近接近开关［124］时，非门［120］便输出关断信号将逻辑电路［115］关断，电机［117］便停止运行。接近开关［124］可以由电子电路构成，也可以由磁敏元件或者干簧管甚至水银开关或微动开关构成，可以设在转钩处，也可设在凸轮［119］处，由该凸轮控制其开关。
2、报警原理如果发生误操作，例如磁敏元件［105，110］输入信号的顺序搞错，或将开关［112］及［113］的开启顺序搞错，则逻辑处理电路［111］中就有错误操作信号从传输电路［128］输出，使报警器报警；如果操作是正确的，但任何一组拨号盘的拨号有错误，在按下开门按钮［113］后逻辑处理电路［111］就会通过传输电路［127］输出“数码错误”的信号，也使报警器报警；如果不去开启电子锁，而是将整个保险柜盗走，就会使倾斜(晃动)传感器［129］被触发从而报警。倾斜传感器［129］可以由水银开关或弹簧、重锤等元件制成。
报警信号经由或门电路［130］立即触发报警时间控制电路［132］，电路［132］按规定的时间程序将电子开关［133］打开，同时经过“非”逻辑电路［131］将信号送到电路［115］使保险柜不能被开启。这样，语言及音响报警系统［134］便通过扬声器［135］将预先存储在语言集成电路中或录音带中的语言及音响报警信号播放出来。
为了使保险柜性能可靠，设计了一组专用供电系统［136］，这在后面还将谈到。
在用录音带录制报警信号时，可以录上简短的、能指明保险柜所在位置的内容的语言之后，录一段变调报警声音，接着又是语言……。就这样，由语言和音响交替报警。语言可以由普通话和本地方言交叉录制，也可以将外语和本国语言交叉录制。磁带也可以粘合成环形磁带。语言报警能使人们立即得到受侵扰的具体位置，便能迅速采取措施，从而大大提高了保险效果。
本实用新型所用数码盘(即对号盘)在保留普通保险柜坚固的金属结构和来回拨号对密码(保密性好)的基础上，又作了以下修改1、将与拨号盘同轴的既作编码又作锁合零件的圆片功能分开，仅作编码和对号的电子信号通路之用，这样编码盘一旦被外力损坏，机械锁合机构仍完好无损，更无法打开。这点与现代电子保险柜无异，但信号通路和编码数却有较大提高。
2、本发明由以霍尔元件为核心的集成电路－－霍尔集成电路［211］(见图二，后同，)与编码盘［204］、［209］和小磁铁块［212］构成可靠的无触点编码译码系统。
编码盘［204］、［209］用导磁良好的软磁金属(如玻莫合金)构成，将它安设在霍尔集成电路［211］与磁铁块［212］之间，形成良好的磁屏蔽，以保证小磁铁块的磁场通常情况下不能到达霍尔元件，因此霍尔电路便无信号输出。
编码盘［204］和［209］上均各有一个用非导磁材料如铜、锌等填充的小孔［208］和［214］当使保险柜外面的拨号盘［201］顺时针旋转时，固定在拨号盘［201］上的拨号轴［202］便通过其定位销［203］带动与之相配合的二号编码盘［204］上的定位槽［205］，使二号编码盘［204］同步地顺时针旋转；一号编码盘［209］的轴心上没有定位槽，它不能被外部拨号盘［201］直接带动，而必须通过二号编码盘上的拨杆［207］带动其定位钉［210］而被动地旋转，对号。
第一号编码盘［209］对好号后，反方向旋转拨号盘［201］又可以使第二号编码盘［204］对号。对号的实质，就是要将非磁性小孔［214］和［208］先后对准在霍尔元件［211］与磁铁［212］之间的磁路联线上，从而使霍尔元件接受到磁场並输出信号。此外，填充了非磁性金属的小孔还能防止在保险柜外用手提式X光机找出小孔的位置从而将其打开。
改变小孔与霍尔元件之间的定位角度(距离)就能改变编码数据，这也就是“编码”；而改变这一角度则可以通过不同的钻孔位置或改变滑键［206］或定位钉［210］在编码盘［209、204］圆周上的位置来实现。
霍尔集成电路当然也可以由其它无触点磁敏元件如磁敏二级管、磁敏三极管取代，只是后者成本较高。
与一般电子保险柜用的干簧管、光电管或激光管相比，它既无电气触点，也不怕小虫或灰尘的侵扰，使用寿命和可靠性均有较大提高。
3、本发明编码盘由普通机械保险柜的一组三片改为二组(或多组)四片(每组两片)，每组的结构与图一无异，在保险柜外面，分别由两个(或更多)数码盘以正、反旋转的方式对号。由于采用了滑键［206］和定位钉［210］构成的可以连续改变数码的编码盘，即这四片编码盘上的编码数据均可以从1到60(或其它数字)之间连续地任意选择，每个拨号盘［201］确定一、二号编码盘上的两组数据，再加上两个拨号盘的拨号顺序可以在制造时任意确定，于是这套系统可以实现的不重复编码数估计为A4240＝ (240！)/((240－4)！) ＝3.235×109即可以做到在3.2×109台保险柜中不发生重复，这与机械保险柜的720～9240台相比，保密性就有较大提高。
为了进一步提高可靠性，本实用新型有三套供电系统(图三)，一是交流降压整流供电系统［306］；二是柜内电池［305］；三是外接直流电源［308］，它可以由接口［307］引入。
这三套系统既互相配合，又互不影响。既使其中一套电源内部断线，甚至内部短路，也不会影响另一套系统正常供电。上述目标是用(图三)中［302，303，304］三个二极管构成的“或”门电路来实现。
在平时，是由交流电电源［310］输入供电，並同时由电阻［309］对机内电池［305］(干电池或蓄电池)进行充电；当外部交流电停止或被人为断电时，机内电池［305］便立好自动供电。如果电池［305］发生短路，就相当于与［305］相联的二极管［304］的正端接地；而负极与公共供电端相接。当由交流电供电系统［306］或外直流电供电系统［308］供电时，该二极管［304］被反偏而截止，不影响正常供电。由于同样的道理，三组供电系统的任何一组或两组短路，将不会影响未短路系统的正常供电。
这就有效地防止了因电源短路而使电子保险柜变成“死柜”的可能。
这种系统还可防止内电池或外直流电源极性接反可能发生的故障。
本实用新型设计了一种驱动力量较小，防撬能力很强的转钩式锁门机构(图四)在电子保险柜内的支撑［403］转动轴［414］上，安有长臂转钩［401］，它能与装在门上的短臂转钩［402］相锁合。该钩的另一端通过转轴与拦杆［405］相联。根据不同需要，拉杆［405］上面可以安一个或多个转钩；拉力弹簧［404］用以抵消拉杆自重和提供初始锁合力；调节螺栓［409］可以调整上、下转动的平行度。拉杆［405］上安装(或焊接)有一辊轮［408］。将辊轮［408］向下移动就可使拉杆［405］带动长臂转钩［401］开锁；这一工作是由凸轮［406］转动来实现；图四中，凸轮［406］(联同固定在上面的限位板［407］)若沿其轴心［413］旋转180°，则辊轮［408］就被凸轮［406］向下移动了一段距离。
关门时，由于安装在门上的短臂转钩［402］的上端与长臂转钩端部的辊轮［412］相碰撞，导致转钩［402］绕轴［410］产生回转。在这个过程中，轴［411］也从轴［410］的左侧移向右侧，直至扣紧为止。此时，因为轴［411］上的辊轮压在转钩［402］的上端，使其不可能自动回转至原位，从而达到了锁紧的目的。
由于短臂转钩［402］可以转动，关门时，轴［411］上的辊轮［412］仅须往上摆动很小距离即可达到锁紧目的。但在开门时，轴［411］所在端点必须往上摆动达数倍至10余倍于原来的高度，方可使短臂转钩［402］自动脱落，这一特点就构成了该锁门机构在非正常情况下不可打开的条件。
凸轮轴［413］通过减速机构与(图一)中电机［117］相接，每当凸轮［406］回转一周，完成一次开启动作后，限位板［407］总是停留在如(图四)所示的位置处，它与辊轮［408］之间仅留有很少的间隙，因此在关门后若想强使长臂转钩［401］摆动到足以使短臂转钩［402］自动脱落的高度是不可能的。由于限位板［407］的作用，就使锁合钩［401、402］之间具有很大的防撬能力。
由以上采用的各种措施及其效果可知，我们达到了本实用新型的发明目的，并且造价低，产品的性能可靠、安全。
以下是说明书的
本附图中所有编号第一个数字均代表图号，即图一中所有编号第一个数字都是“1”，图二中所有编号第1个数字都是“2”等等，以便在读说明书时能迅速找到图号。
(图一)控制系统原理图［101，106］－永久磁铁；［103，108］－软磁体编码盘；［102，107］－编码盘上的小孔；［104，109］－编码盘轴；［105，110］－无触点磁敏元件(如霍尔元件)；［111］－逻辑处理电路；［112］－拨号控制开关；［113］－开门按钮开关； ［114］－开门信号传输电路；［115］－开门逻辑电路； ［116］－功率电子开关；［117］－电 机； ［118］－减速机构；［119］－开门凸轮； ［120］－“非”门电路；［121］－拉力弹簧； ［122］－长臂转钩支点；［123］－长臂转钩； ［124］－接近开关；［125］－短臂转钩； ［126］－短臂转钩支点；［127］－错误数码信号传输电路；［128］－错误操作信号传输电路；［129］－倾斜(晃动)传感器；［130］－“或”门电路； ［131］－“非”门电路；［132］－报警时间控制电路； ［133］－电子开关；［134］－语言及音响报警系统； ［135］－扬声器；［136］－专用供电装置； ［137］－电源输出；(图二)编码译码盘 ［138］－开门关门方向［201］－数码(拨号)盘； ［202］－拨号轴；［203］－定位销键； ［204］－二号编码盘；［205］－定位槽； ［206］－带拨杆的定位滑键；［207］－拨 杆； ［208］－磁通道小孔；［209］－一号编码盘； ［210］－一号编码盘上的定位钉；［211］－霍尔(集成电路)元件；［212］－永磁块；［213］－滑键固定螺钉； ［214］－磁通道小孔。
(图三)防短路供电系统［301］－保险柜用电系统； ［302，303，304］－“或”门二极管；［305］－柜内电池； ［306］－柜内交流降压整流供电系统；［307］－外接电源接口； ［308］－外接直流电源；［309］－电阻器； ［310］－外接交流电源。
(图四)锁门转钩机构［401］－长臂转钩； ［402］－短臂转钩；［403］－转钩支撑； ［404］－拉力弹簧；［405］－拉杆； ［406］－开门凸轮；［407］－限位板； ［408］－辊 轮；［409］－调节螺丝； ［410］－短臂转钩轴；
［411］－滚轮轴；［412］－辊轮；［413］－凸轮驱动轴。
下面是本实用新型的最佳实施例参见(图一)～(图四)。本实用新型经过实际安装和试用，证明效果良好。
为了实现(图一)控制系统的各功能，可以用晶体管，pMOS集成电路TTL集成电路或全用继电器来组成逻辑控制电路。
但从寿命，可靠性和耗电量来考虑，我们采用了最新型的集成电路－Cmos作为其逻辑部件，並以Vmos大功率管作为开锁向服电机和语言报警系统的电子开关。这样，全部电路就由霍尔集成电路－Cmos－Vmos构成一套无触点，高可靠，耗电微，抗干扰力强的全新系统。
全部逻辑电路也可以封装在一块集成块的外壳中，从而进一步增加保密性和可靠性。永久磁铁(图一)［101，106］采用具有优异磁性能的稀土钴久磁材料，编码盘［103，107］用玻莫合金；其孔洞以非磁性金属铜填充磨平，再喷漆。编码盘的相互联结和机械驱动等结构与(图二)有所不同，但其基本特征“由拨号盘［201］直接带动的编码盘(主动盘)去驱动另一个编码盘(从动盘)对号，形成磁通路，再反向旋转为主动盘自己对号，使两编码盘的非磁性小孔与无触点磁敏元件和永久磁铁之间的磁路联线相重合，构成磁通路”则是相同的。编码盘采用两组四片结构，它具有约3.2×109个不同的编码。
实施例的无触点磁敏元件采用霍尔集成电路［105，110］，拨号控制开关［112］和开门按钮开关［113］则结合起来用一个带钥匙的三转换电门开关取代。其第一档相当于两开关断开，钥匙可以插入或取出；第二档则相当于把拨号控制开关［112］接通，可以拨号，对码；第三档相当于瞬时压下开门按钮［113］，这一档可以自动弹回到第三档，在逻辑处理电路［111］内部，与［113］相联的则是一微分电路；于是，如果一切正常，电机［117］便通过蜗轮蜗杆减速机构驱动凸轮［119］，压下长臂转钩［123］並通过弹簧将保险柜门顶开。
如果发生错误操作，例如将号码拨错，或将拨号开关［112］接通后，还未拨号就接通开门按钮「113」则报警器便被触发；既使不开任何开关，只要将保险柜加以倾斜或晃动，则由水平放置的水银开关［129］输出报警信号，使报警电路自动锁合报警。自动锁合报警是由报警时间控制电路［132］进行控制的，也就是说，不受任何错误操作或企图将保险柜搬走，只要报警信号出现一瞬间(小于1／100秒)这个信号便被记忆下来，並立即发出高音量语言和变调音响报警。要想不倾斜不晃动就搬走保险柜是不可能的。本实施例的报警语言是“来人哪！五楼保险柜有贼呀！”接着是类似警车的啸叫声，接下来，声变小，重又响起高声的语言呼喊……这样周而复始直到电池耗尽；也可以报警数分钟后，停数十秒，再报警，以节约电池消耗，延长报警时间。为了使人们便于识别，报警声要用道地的本地方言和普通话交叉进行。大声尖叫的呼喊和报警声在夜间足以使100米范围内(或更远)的人听到，而在附近的人即使熟睡也能被惊醒，人们醒后，报警语言将使人们迅速明白什么地方正在发生什么事情，从而迅速采取行动。
报警扬声器的额定功率与轮入电功率相比，应留有较大富余量。扬声器的结构，是采用全封闭的铁盆架，背向声音通道放置，使声音音反射出来；扬声器的声音通道，设计得使人无法用任何金属器械从外面捣坏扬声器。
如(图一)所示，在报警时，由于“非”门逻辑电路［131］将开门逻辑电路［115］关闭，故即使再进行正常的操作並输入正确的数码，保险柜也无法被打开；只有当报警时间控制电路［132］到了规定的时间使电路［131］重新将电路［115］开启，再按规定程序和数码，方能将保险柜打开。
本实施例的锁门机构与(图四)相同，是采用两组转钩同步锁合。其长臂转钩［401］的转动支点［414］设在臂长的1／3处，(图四)中，转钩［401］右侧为2／3，左为1／3，因此左臂下压一个距离，就能使右臂抬高两倍。关门时，两转钩相对平行移动，上转钩［401］仅需抬起1.5mm即可锁合；而开门则转钩［401］须上抬15mm左右方可使下转钩［402］靠自重脱落。辊轮［408］下部与限位板［407］之间的间隙取1mm。
权利要求
1.一种报警电子保险柜，它包括柜箱、装在箱内的能把磁信号按一定程序转换为电信号从而启动保险柜机械锁门机构的电子控制电路以及与之相互配合使用的机电传动装置，其特征在于在保险柜上装有软磁体编码盘，该编码盘带有用非磁性材料填充的磁通道小孔，把永久磁铁及无触点磁敏元件配对安装在上述磁通道小孔的两侧并且与上述电子控制电路相连接，而上述电路的控制信号输入部分与倾斜传感器呈电路连接，上述电路的报警线路与语言及音响报警系统呈电路连接，上述电路与能保证在与外接交、直流电源配套使用的内部供电系统以及内部直流电源系统中有任意一组或两组发生短路、断路时仍可以正常工作的专用供电装置呈电路连接，而且，上述机电传动装置与转钩式保险柜机械锁门机构以及凸轮一限位板式防暴力启封机械保险装置呈机械形式连接。
2.据权利要求
1所述电子保险柜，其特征在于上述软磁体编码盘均由彼此都留有位置上相互对应的磁通道小孔的一对或多对编码盘通过带拨号轴的数码盘组装而成，其中致少一对中的一个编码盘的边缘上装有一个带拨杆的滑键，而另一个编码盘的边缘上装有一个与上述拨杆滑键配套使用的带定位钉的滑键。
3.据权利要求
1所述电子保险柜，其特征在于上述无触点磁敏元件可采用任意形式的无触点电－磁信号传换元、器件，但最佳采用的元器件是霍尔元件或霍尔一集成电路器件。
4.据权利要求
1所述电子保险柜，其特征在于上述倾斜传感器可采用任意形式的倾斜信号控制元件，但最佳采用的传感器是水银式电路开关。
5.据权利要求
1所述电子保险柜，其特征在于上述转钩式保险柜机械锁门机构是由短臂转钩及长臂转钩按相互能够钩紧的位置装配而成的，且最佳采用的机构是短臂转钩在下，长臂转钩在上地装配而成的锁门机构。
6.据权利要求
1所述电子保队柜，其特征在于上述凸轮一限位板式防暴力启封机械保险装置是指在上述机电传动装置中的凸轮驱动轴所在位置上安装上凸轮以及固定在凸轮上的限位板。
专利摘要
本实用新型公开了一种语言报警电子保险柜，它采用了软磁体编码盘、无触点磁敏元件、倾斜传感器、语言及音响报警系统、高可靠性专用供电装置等电路元件及装置，造价低，可靠，安全。
文档编号E05G1/10GK86203475SQ86203475
公开日1988年4月13日 申请日期1986年5月21日
发明者邓中霖, 钟容 申请人:邓中霖, 钟容导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan