一种带应急处理的高可靠性物联锁控系统及方法与流程

本发明属于电子锁技术领域，尤其涉及一种带应急处理的高可靠性物联锁控系统及方法。

背景技术：

电子锁是一种通过控制电路或是芯片工作(访问控制系统)，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。电子锁在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子锁代替传统的机械式锁，克服了机械式安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。

当电子锁出现电子或后续机械结构故障时就需要避开正常的开锁方式，通过应急开启机构开锁。目前市场上的防盗电子锁应急开启部分大多为机械锁芯，现有机械锁芯应急开启机构由于采用机械锁芯作为应急开启的工具，导致其整体防盗性能并不比普通纯机械锁强，不能从根本上解决防盗问题，还是存在一些开锁专家能通过异物插入锁孔开启房门，非常不安全，同时也失去了电子锁相对于传统机械锁安全性的优势，而且机械钥匙体积较大，易刮碰，容易被复制，钥匙一旦丢失需要更换锁芯才能确保安全。另外，在有特殊情况发生时，如地震、火灾、爆炸等情况，传统电子锁通常需要人工操作才能开锁，易发生卡死或因为断电锁死状况，导致财产损失、人员伤亡等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带应急处理的高可靠性物联锁控系统及方法，以实现锁控系统在应急情况下自动上锁/解锁，提高锁控系统的可靠性。

本发明采用以下技术方案：一种带应急处理的高可靠性物联锁控系统，包括壳体，壳体内部设置有依次连接的控制器、动力输出机构、传动机构和弹块，控制器用于与外部供电相连接，并根据控制信号驱动动力输出机构，动力输出机构用于将其动力通过传动机构输出至弹块，弹块用于在动力输出机构的作用下弹出/收回壳体，并插入/弹出对应的插槽中，以实现自动上锁/解锁；

传动机构与弹块之间还设置有储能机构，储能机构用于当弹块由于异常情况未能弹出/收回时，储存动力输出机构释放的能量，并在异常情况消除时释放能量使弹块弹出/收回。

进一步地，弹块与壳体之间设置有应急复位单元，应急复位单元用于在紧急情况下将弹块复位为收回/弹出状态。

进一步地，应急复位单元包括一端连接在壳体内壁上的热敏材料柱，热敏材料柱的另一端连接有压缩弹簧，压缩弹簧的另一端连接至挡板，挡板与弹块固定连接。

进一步地，控制器和动力输出机构还分别连接至电子储能单元，电子储能单元用于在控制器通电时储存电能，并在控制器断电时将储存的电能输送至动力输出机构，以驱动弹块弹出/收回。

进一步地，传动机构上还设置有机械复位单元，机械复位单元用于在动力输出机构工作时储存机械能，并在动力输出机构停止工作时释放机械能，以驱动弹块弹出/收回。

进一步地，传动机构包括与储能机构相连接且带有内螺纹的中空套筒，中空套筒内设置有带有外螺纹转块，转块通过连接横杆连接至动力输出机构，转块用于在中空套筒内转动，以依次带动中空套筒、储能机构、弹块运动。

进一步地，中空套筒和弹块上均设置有凸起，壳体的对应位置上分别设置有位置检测单元，每个位置检测单元用于检测凸起的位置且均与控制器连接。

进一步地，动力输出机构为串联和/或并联的多动力输出单元；

当动力输出机构为串联的动力输出单元时，每个动力输出单元均连接至连接横杆；当动力输出机构为并联的动力输出单元时，每个动力输出单元的输出端均设置有传动齿轮，每个传动齿轮均通过同一从动齿轮与连接横杆连接。

进一步地，壳体上还设置有检测单元，检测单元与控制器连接，检测单元用于检测锁控系统是否到达指定上锁/解锁位置，并将其检测信息发送至控制器。

本发明还公开了一种带应急处理的高可靠性物联锁控方法，使用上述的一种带应急处理的高可靠性物联锁控系统，通过检测单元检测锁控系统管理对象的当前上锁/解锁状态，并发送至控制器，控制器根据收到的状态信息开启或停止动力输出机构，动力输出机构通过传动机构将动力输出并储存在储能机构中，储能机构将弹块弹出或收回壳体，以实现锁控系统的上锁或解锁；

当发生应急情况时，应急复位单元自动将弹块弹出或收回壳体，以实现锁控系统的自动上锁或解锁。

本发明的有益效果是：本发明通过双动力输出单元结合丝杆减速方式，提高了动力输出机构的可靠性，增大了推力，通过电子储能单元和/或机械复位单元，保证了锁控系统的自动复位，通过应急复位单元实现了锁控系统在紧急状况下的上锁或解锁，避免产生人员伤亡或财产损失，通过设置多传感器可有效地自动检测锁具当前状态，更加节能环保，延长锁的寿命，避免系统误判、误动作。

【附图说明】

图1为本发明物联锁控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中物联锁控系统的结构示意图；

图3为本发明中串联式动力输出机构的结构示意图；

图4为本发明中并联式动力输出机构的结构示意图；

图5为本发明中串联合并连式动力输出机构的结构示意图。

其中：1.壳体，11.位置检测单元；2.控制器；3.动力输出机构，31.动力输出单元，32.传动齿轮，33.从动齿轮；4.传动机构，41.中空套筒，42.连接横杆，43.转块；5.储能机构；6.弹块，61.凸起，62.挡板；7.检测单元；8.电子储能单元；9.机械复位单元；10.应急复位单元，101.压缩弹簧，102.热敏材料柱。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开了一种带应急处理的高可靠性物联锁控系统，如图1所示，包括壳体1，壳体1内部设置有依次连接的控制器2、动力输出机构3、传动机构4和弹块6，控制器2用于与外部供电相连接，并根据控制信号驱动动力输出机构3，动力输出机构3用于将其动力通过传动机构4输出至弹块6，弹块6用于在动力输出机构3的作用下弹出/收回壳体1，并插入/弹出对应的插槽中，以实现自动上锁/解锁，对应的插槽指的是门框或其它关联门上所开凿出的口。

传动机构4与弹块6之间还设置有储能机构5，储能机构5为弹性储能机构，优选的为弹簧、橡胶棒等，储能机构5用于当弹块6由于异常情况未能弹出/收回时，储存动力输出机构3释放的能量，并在异常情况消除时释放能量使弹块6弹出/收回，比如，当门需要关闭时，壳体1开口处由于有异物或者未对准插槽，弹块6不能弹出壳体1，当清除异物或对准插槽后，普通电子锁需要重新启动并使弹块6弹出，以达到上锁目的，而本发明的锁控系统中，清除异物或对准插槽后，无需再次启动，可由储能机构5释放能量将弹块6弹出壳体1，继续上锁操作，简单方便，可靠性更高。

如图2所示，传动机构4上设置有机械复位单元9，机械复位单元9优选为扭簧，机械复位单元9用于在动力输出机构3工作时储存机械能，并在动力输出机构3停止工作时释放机械能，以驱动弹块6弹出/收回，实现了节能，提高了锁控系统的可靠性。传动机构4包括与储能机构5相连接且带有内螺纹的中空套筒41，中空套筒41内设置有带有外螺纹转块43，转块43通过连接横杆42连接至动力输出机构3，转块43用于在中空套筒41内转动，以依次带动中空套筒41、储能机构5、弹块6运动。转块43可进行正转或翻转，可实现弹块的弹出或收回，即锁控系统的上锁或解锁，相比于传统的齿轮传动方式，本发明通过丝杆减速方法(即转块43和中空套筒41螺纹转动，增强了动力输出的力量，加强了推力，可有效防止锁控系统内部卡死等问题的发生，提高了系统的可靠性。

中空套筒41和弹块6上均设置有凸起61，壳体1的对应位置上分别设置有位置检测单元11，每个位置检测单元11用于检测对应的凸起61的位置且均与控制器2连接。通过检测单元11和对应凸起61的配合，可检测当前锁控系统的状态，比如，由于开锁过程中停电，导致弹块6未完全弹出，此时，控制器2接收到检测单元11发出的信息，即可在通电后第一时间恢复锁控系统的状态，使系统更加安全可靠，避免重新启动的步骤。

弹块6与壳体1之间设置有应急复位单元10，应急复位单元10用于在紧急情况下将弹块6复位为收回/弹出状态。如当发生火灾时，电源被切断，现有技术中的电子锁需要手动打开机械开关，来实现电子锁的开启或关闭，这一过程需要耗费一定的时间，这段时间有可能火灾蔓延，甚至在极端情况下，电子锁失效导致无法手动开启，造成不可估量的后果。而本发明中，火灾发生时，可通过应急复位单元10自动进行解锁或上锁操作，无需任何人工操作，节省了紧急状态下的宝贵时间，有可能挽救更多的财产或人员。

应急复位单元10可通过多种形式来实现，比如，通过震动传感器、温度传感器等进行自动报警，进而通过机械开关进行开锁或上锁操作。优选的包括一端连接在壳体1内壁上的热敏材料柱102，热敏材料柱102的另一端连接有压缩弹簧101，压缩弹簧101的另一端连接至挡板62，挡板62与弹块6固定连接。当发生火灾时，热敏材料柱102受高温熔化，压缩弹簧101释放弹力，使弹块6收回壳体1内部，实现解锁操作。

若当出现火灾时，本发明的锁控系统需要实现加锁操作时，在壳体1上增设挡板，将热敏材料柱102一端设置在挡板上，另一端设置在与弹块6相连的挡板62上，当热敏材料柱102受高温溶化时，压缩弹簧101可将弹块6弹出壳体1，实现上锁操作。

另外，除了压缩弹簧101外，也可通过化学爆炸等方式为应急复位单元10提供动力，以实现锁控系统的自动上锁/解锁。

控制器2和动力输出机构3还分别连接至电子储能单元10，电子储能单元10用于在控制器2通电时储存电能，并在控制器2断电时将储存的电能输送至动力输出机构3，以驱动弹块6弹出/收回。优选的电子储能单元设置为蓄电池，控制器2工作时为其充电，控制器2结束时，在需要供电的情况下为动力输出机构3供电，使其实现动力输出。

动力输出机构3为串联和/或并联的多动力输出单元31。如图3所示，当动力输出机构3为串联的动力输出单元31时，每个动力输出单元31均连接至连接横杆42。如图4所示，当动力输出机构3为并联的动力输出单元31时，每个动力输出单元31的输出端均设置有传动齿轮32，每个传动齿轮32均通过同一从动齿轮33与连接横杆42连接。如图5所示，当动力输出机构4为串联和并联的多动力输出单元31时，其中，并联动力输出单元31并联后与其它动力单元31进行串联，即将串联动力输出和并联动力输出相结合。动力输出单元31为电磁铁、直流电机、步进电机或超声电机中的一种。正常状态下，其中一个动力输出单元31工作，另一个停止备用，当其中一个动力输出单元失效时，启动另一个动力输出单元31，当需要输出力度较大时可以启动多个动力输出单元31，进一步提高了锁控系统的可靠性。相比于现有的电子锁，若其中动力输出单元失效，只能等待维修人员的救助，而且需要更换动力输出单元过程非常复杂，耽误了大量的时间和精力。

壳体1上还设置有检测单元7，检测单元7与控制器2连接，检测单元7用于检测锁控系统是否到达指定上锁/解锁位置，并将其检测信息发送至控制器2，控制器2根据检测单元7发出的检测信号来操作锁控系统，防止出现误操作，给用户带来麻烦。

本发明还公开了一种带应急处理的高可靠性物联锁控方法，使用上述的一种带应急处理的高可靠性物联锁控系统，通过检测单元7检测锁控系统管理对象的当前上锁/解锁状态(当锁控系统安装在门上时，即检测门的上锁/解锁状态，当锁控系统安装在阀门上时，即检测阀门的当前开关状态)，将状态信息发送至控制器2，控制器2根据收到的状态信息开启或停止动力输出机构3，动力输出机构3通过传动机构4将动力输出并储存在储能机构5中，储能机构5将弹块6弹出或收回壳体1，以实现锁控系统的上锁或解锁。

当发生应急情况时，应急复位单元10自动将弹块6弹出或收回壳体1，以实现锁控系统的自动上锁或解锁。

本发明的锁控系统并不局限与门中，也可应用于柜子、阀门、开关或锁芯内部的核心部件中。如本锁控系统可应用于电子锁中的离合器，可应用于各种阀门中对阀门进行控制，根据不用的应用场景配合不同的检测单元7、.应急复位单元10、传动机构4、储能机构5等。