RU2757431C1 - Electromagnetic locking device with actuator - Google Patents
Electromagnetic locking device with actuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757431C1 RU2757431C1 RU2021106887A RU2021106887A RU2757431C1 RU 2757431 C1 RU2757431 C1 RU 2757431C1 RU 2021106887 A RU2021106887 A RU 2021106887A RU 2021106887 A RU2021106887 A RU 2021106887A RU 2757431 C1 RU2757431 C1 RU 2757431C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lock
- actuator
- locking device
- electromagnetic
- electromagnetic locking
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
- E05B47/02—Movement of the bolt by electromagnetic means; Adaptation of locks, latches, or parts thereof, for movement of the bolt by electromagnetic means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lock And Its Accessories (AREA)
Abstract
Description
Электромагнитное запирающее устройство с актуатором относится к области охранной техники, в частности к дистанционно-управляемым запирающим устройствам, замкам, действующим с использованием электромагнитных средств, и может быть использовано для запирания дверей различного назначения, в том числе дверей холодильников и сейфов.An electromagnetic locking device with an actuator relates to the field of security technology, in particular to remote-controlled locking devices, locks operating using electromagnetic means, and can be used to lock doors for various purposes, including doors of refrigerators and safes.
Дистанционно управляемые запирающие устройства с приводом от электромагнита (далее – электромагнитные запирающие устройства) используются в качестве «устройств исполнительных» по классификации ГОСТ Р 51241-98 в системах контроля и управления доступом в помещениях различного назначения. Основное назначение этих замков – ограничение прохода и обеспечение максимальной безопасности при использовании в общественных и жилых помещениях, на стендах, витринах, в холодильных установках, находящихся под особым контролем пользователя. Широкому распространению запирающих устройств подобного типа способствует их высокая надёжность. Они прочно удерживают дверь в закрытом положении, не боятся агрессивных сред и работают при любой температуре, что важно для их наружного применения.Remotely controlled locking devices driven by an electromagnet (hereinafter referred to as electromagnetic locking devices) are used as "executive devices" according to the GOST R 51241-98 classification in access control systems in rooms for various purposes. The main purpose of these locks is to restrict passage and ensure maximum safety when used in public and residential premises, on stands, display cases, in refrigeration units under the special control of the user. The widespread use of locking devices of this type is facilitated by their high reliability. They firmly hold the door in a closed position, are not afraid of aggressive environments and work at any temperature, which is important for their outdoor use.
Используемые в настоящем описании некоторые термины имеют следующее толкование:Some of the terms used in this description have the following meanings:
- автономный источник питания – гальванический элемент или аккумулятор, размещаемый в корпусе запирающего устройства или в непосредственной близости от него;- autonomous power source - a galvanic cell or battery located in the body of the locking device or in the immediate vicinity of it;
- актуатор – исполнительное устройство, преобразующее поданную на него электрическую энергию в механическое перемещение рабочего органа, в данном описании – штока; - actuator - an actuator that converts the electrical energy supplied to it into mechanical movement of the working body, in this description - the rod;
- безотказность – свойство объекта, в данном случае запирающего устройства, непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки (согласно ГОСТ 27.002-89);- reliability - the property of an object, in this case a locking device, to continuously maintain an operable state for some time or operating time (according to GOST 27.002-89);
- с возможностью скольжения – подвижное соединение деталей, выполненное по посадкам скольжения или движения (С, С1, Д, Д1), когда обеспечено свободное перемещение деталей при их точном центрировании;- with the possibility of sliding - a movable connection of parts made according to sliding or movement landings (C, C 1 , D, D 1 ), when the free movement of parts is ensured with their exact centering;
- калиброванное отверстие – отверстие с подобранными для целей настоящего изобретения размерами;- calibrated hole - hole with dimensions selected for the purposes of the present invention;
- катушка (электромагнита) – в данном описании термины «катушка» и «обмотка» понимаются как синонимы;- coil (electromagnet) - in this description, the terms "coil" and "winding" are understood as synonyms;
- магнитный шунт – деталь из проводящего магнитный поток материала, служащая для концентрирования, ослабления или изменения конфигурации магнитного потока;- magnetic shunt - a part of a material conducting a magnetic flux, used to concentrate, weaken or change the configuration of the magnetic flux;
- магнитный материал – магнитомягкий, то есть не способный сохранять остаточный магнетизм, материал, обладающий ферромагнитными свойствами;- magnetic material - soft magnetic, that is, not capable of retaining residual magnetism, a material with ferromagnetic properties;
- штифт – неподвижная деталь, служащая для фиксации, например колеса на валу.- pin - a fixed part that serves to fix, for example, a wheel on a shaft.
Известен электромагнитный замок, включающий ригель, взаимодействующий с расположенным в корпусе замка, имеющего форму стакана, ловителем, выполненным в виде цилиндрической втулки, соосно с которым размещён выполненный с возможностью продольного перемещения фиксатор, а также установленные в корпусе замка электромагнит с сердечником и шариковый стопорный механизм (RU 2298623, Е05В 47/02, 20.01.2004).Known electromagnetic lock, including a crossbar, interacting with a safety device located in the lock body, having the shape of a glass, made in the form of a cylindrical sleeve, coaxially with which a latch capable of longitudinal movement is placed, as well as an electromagnet with a core and a ball locking mechanism installed in the lock body (RU 2298623, E05B 47/02, 20.01.2004).
Недостатком данного устройства является повышенное потребление электроэнергии, обусловленное тем, что при запирании замка на катушку электромагнита подаётся напряжение, и замок находится в состоянии, подключённом к сети, до момента его открывания. The disadvantage of this device is the increased power consumption, due to the fact that when the lock is locked, voltage is applied to the coil of the electromagnet, and the lock is in a state connected to the network until it is opened.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электромагнитный замок (RU 2376434, E05B 47/02 (2006.01), 20.12.2009), включающий подвижной ригель с головкой на конце, взаимодействующей с шариковым стопорным механизмом, электромагнит с катушкой, сердечником и цилиндрическим корпусом, внутри которого размещён соосный с ригелем ловитель, выполненный в виде цилиндрической втулки, фиксатор, выполненный из материала, проводящего магнитный поток, в виде стакана, на контактирующем со стенками корпуса дне которого установлен постоянный магнит, а боковые стенки имеют отверстия для шариков, размещённый с возможностью скольжения в ловителе соосно с ним и ригелем.The closest to the proposed technical solution is an electromagnetic lock (RU 2376434, E05B 47/02 (2006.01), 20.12.2009), which includes a movable bolt with a head at the end interacting with a ball locking mechanism, an electromagnet with a coil, a core and a cylindrical body inside of which there is a safety device coaxial with the crossbar, made in the form of a cylindrical sleeve, a retainer made of a material that conducts a magnetic flux, in the form of a glass, on the bottom of which a permanent magnet is in contact with the walls of the case, and the side walls have holes for balls, placed with the possibility of sliding in the catcher is coaxial with it and the crossbar.
Головка ригеля, притянутая постоянным магнитом при смещении ригеля в сторону от электромагнита, увлекает за собой фиксатор, который, продвигаясь в ловителе, лишает шарики стопорного механизма возможности раздвигаться в стороны, запирая ригель: замок заперт. The bolt head, attracted by a permanent magnet when the bolt is displaced away from the electromagnet, carries with it the retainer, which, advancing in the catcher, deprives the balls of the locking mechanism of the ability to move apart, locking the bolt: the lock is locked.
Для отпирания замка на катушку электромагнита подают напряжение постоянного тока. Направление тока в катушке устанавливают таким, чтобы возникающее магнитное поле было одного направления с полем постоянного магнита. Притянутый к сердечнику электромагнита фиксатор вместе с шариками стопорного механизма удерживается электромагнитом, освобождая головку ригеля. Благодаря дополнению поля электромагнита, совпадающего по направлению с полем постоянного магнита, фиксатор остаётся притянутым к сердечнику, освобождённый от шариков стопорного механизма ригель перестаёт тянуть фиксатор, замок отпирается.To unlock the lock, a DC voltage is applied to the solenoid coil. The direction of the current in the coil is set so that the resulting magnetic field is in the same direction as the field of the permanent magnet. The retainer, pulled to the core of the electromagnet, together with the balls of the locking mechanism, is held by the electromagnet, releasing the bolt head. Due to the addition of the field of the electromagnet, which coincides in the direction with the field of the permanent magnet, the retainer remains attracted to the core, the bolt, released from the balls of the locking mechanism, stops pulling the retainer, the lock is unlocked.
Недостатком известного замка является большое потребление электроэнергии на возбуждение магнитного поля в электромагните, поскольку поле электромагнита плохо проникает через дно стакана фиксатора. Кроме того, из-за остаточного магнетизма освобождение головки ригеля от постоянного магнита происходит не сразу. Приходится поддерживать ток в электромагните некоторое время, что также снижает экономичность замка. Зачастую операторы посредством управляющего устройства поддерживают ток в электромагните сверх необходимого для отпирания замка времени, что ещё более снижает экономичность. При использовании для питания замка автономных источников питания они быстро разряжаются, и потому безотказность такого замка невелика.The disadvantage of the known lock is the high consumption of electricity for the excitation of the magnetic field in the electromagnet, since the field of the electromagnet does not penetrate well through the bottom of the holder glass. In addition, due to the residual magnetism, the release of the bolt head from the permanent magnet does not occur immediately. It is necessary to maintain the current in the electromagnet for some time, which also reduces the efficiency of the lock. Often, operators by means of a control device maintain the current in the electromagnet in excess of the time required to unlock the lock, which further reduces the economy. When using autonomous power supplies to power the lock, they are quickly discharged, and therefore the reliability of such a lock is low.
Задачей настоящего изобретения является снижение потребляемой на отпирание замка энергии для обеспечения возможности использования маломощных автономных источников питания, а также реализации дистанционного управления запирающим устройством. Техническим результатом является снижение потребляемой энергии для обеспечения возможности использования маломощных источников автономного питания, повышение безотказности и надёжности запирающего устройства при уменьшении габаритов изделия. The objective of the present invention is to reduce the energy consumed for unlocking the lock to enable the use of low-power autonomous power supplies, as well as to implement remote control of the locking device. The technical result is to reduce energy consumption to ensure the use of low-power sources of autonomous power supply, increase the reliability and reliability of the locking device while reducing the size of the product.
Указанный технический результат достигается тем, что электромагнитное запирающее устройство, содержащее электромагнитный замок, соосные корпус замка, подвижный ригель, взаимодействующий с шариковым стопорным механизмом, включающим ловитель и фиксатор, выполненный с возможностью скольжения в корпусе замка и содержащий постоянный магнит, установленный на удалённом от ловителя конце фиксатора, дополнительно содержит магнитный шунт, установленный между постоянным магнитом и ригелем, а также актуатор, содержащий обмотку, и выполненный из магнитного материала подвижной сердечник, ось которого перпендикулярна оси фиксатора, соединённый со штоком из немагнитного материала, выполненным с возможностью контактирования с фиксатором, при этом устройство содержит электронную плату, выполненную с возможностью соединения с источником автономного питания и связи с устройством дистанционного управления подачей напряжения на обмотку актуатора. The specified technical result is achieved by the fact that an electromagnetic locking device containing an electromagnetic lock, a coaxial lock body, a movable bolt interacting with a ball locking mechanism including a safety catch and a retainer made with the ability to slide in the lock body and containing a permanent magnet mounted remote from the safety catch the end of the lock, additionally contains a magnetic shunt installed between the permanent magnet and the bolt, as well as an actuator containing a coil, and a movable core made of magnetic material, the axis of which is perpendicular to the axis of the lock, connected to a rod of non-magnetic material made with the possibility of contact with the lock, the device contains an electronic board configured to be connected to an autonomous power source and to communicate with a remote control device for supplying voltage to the actuator winding.
Кроме того, плата управления выполнена с возможностью приема кодированного радиосигнала, содержит микроконтроллер с радиочастотным приемо-передатчиком, связанный с блоком управления питания контроллера, антенной, устройством включения/выключения и с устройством соединения с обмоткой электромагнита.In addition, the control board is configured to receive an encoded radio signal, contains a microcontroller with a radio frequency transceiver connected to the controller power supply control unit, an antenna, an on / off device and a device for connecting to the electromagnet winding.
Кроме того, магнитный шунт, выполнен в виде диска из магнитного материала.In addition, the magnetic shunt is made in the form of a disk made of magnetic material.
Кроме того, магнитный шунт имеет отверстие в центре.In addition, the magnetic shunt has a hole in the center.
Кроме того, фиксатор имеет на внешней боковой стороне по меньшей мере одну проточку.In addition, the retainer has at least one groove on the outer lateral side.
Кроме того, сердечник актуатора помещён во втулку из немагнитного материала и через неё соединён со штоком. In addition, the core of the actuator is placed in a bushing made of non-magnetic material and through it is connected to the stem.
Кроме того, втулка выполнена из немагнитного материала, имеющего низкий коэффициент трения по материалу каркаса.In addition, the sleeve is made of a non-magnetic material that has a low coefficient of friction with respect to the carcass material.
Кроме того, сердечник актуатора является постоянным магнитом. In addition, the actuator core is a permanent magnet.
Кроме того, сердечник актуатора выполнен из неодимового магнита.In addition, the core of the actuator is made of a neodymium magnet.
Благодаря введению магнитного шунта, установленного между постоянным магнитом и ригелем, обеспечивается безотказность срабатывания замка запирающего устройства за счёт создания возможности регулировки магнитного потока, скрепляющего ригель и фиксатор.Due to the introduction of a magnetic shunt, installed between the permanent magnet and the bolt, the reliable operation of the lock of the locking device is ensured by creating the possibility of adjusting the magnetic flux that holds the bolt and the latch together.
Благодаря введению в конструкцию замка актуатора, воздействующего на фиксатор посредством подвижного штока, управляемого магнитным полем обмотки, становится возможным управлять открытием замка посредством усилий, значительно меньших, чем если бы открывание замка производилось электромагнитом. Это снижает энергопотребление по меньшей мере в пять раз по сравнению с прототипом, во столько же раз увеличивая продолжительность безотказной работы устройства. Кроме того, это позволяет существенно уменьшить габариты замкового устройства, применяя в них в качестве источника питания миниатюрные гальванические элементы. Due to the introduction into the structure of the lock of an actuator acting on the latch by means of a movable rod controlled by the magnetic field of the winding, it becomes possible to control the opening of the lock by means of efforts that are much less than if the lock was opened by an electromagnet. This reduces power consumption by at least five times compared to the prototype, while increasing the uptime of the device by the same amount. In addition, this makes it possible to significantly reduce the dimensions of the locking device, using miniature galvanic cells as a power source.
Благодаря введению в конструкцию устройства электронной платы управления, выполненной с возможностью соединения с источником автономного питания и связи с устройством дистанционного управления подачей напряжения на обмотку актуатора, появляется возможность дистанционного регулирования времени нахождения актуатора под напряжением. Установкой минимально необходимого для отпирания замка времени удаётся снизить потребление энергии от автономных источников питания, повышая тем самым безотказность устройства. Кроме того, повышается удобство управления замковым устройством, поскольку его можно осуществлять, находясь на удалении. Thanks to the introduction of an electronic control board into the design of the device, which can be connected to an autonomous power supply and to communicate with a remote control device for supplying voltage to the actuator winding, it becomes possible to remotely control the time the actuator is energized. By setting the minimum time required to unlock the lock, it is possible to reduce the energy consumption from autonomous power sources, thereby increasing the reliability of the device. In addition, the convenience of operating the lock device is increased, since it can be operated from a distance.
Благодаря введению в фиксатор магнитного шунта с центральным отверстием или без него повышается безотказность запирающего устройства, поскольку это позволяет регулировать магнитный поток между головкой ригеля и постоянным магнитом. Регулирование осуществляется подбором толщины диска или диаметра отверстия в нём. By introducing a magnetic shunt with or without a central hole in the lock, the reliability of the locking device is increased, since this allows the magnetic flux between the bolt head and the permanent magnet to be regulated. Regulation is carried out by selecting the thickness of the disc or the diameter of the hole in it.
Наличие проточки на внешней боковой стороне фиксатора позволяет фиксировать его посредством штока актуатора при отпирании замка. Такой способ отпирания требует примерно впятеро меньших энергозатрат на отпирание по сравнению с прототипом. The presence of a groove on the outer side of the retainer allows it to be fixed by means of the actuator rod when the lock is unlocked. This method of unlocking requires approximately five times less energy consumption for unlocking in comparison with the prototype.
Использование втулки из немагнитного материала, имеющего низкий коэффициент трения по материалу каркаса, и помещение в неё сердечника снижает энергозатраты.The use of a bushing made of a non-magnetic material with a low coefficient of friction for the frame material, and the placement of a core in it, reduces energy consumption.
Выполнение сердечника актуатора из постоянного магнита позволяет отпирать и запирать замок при любом пространственном положении запирающего устройства.Execution of the core of the actuator from a permanent magnet allows you to unlock and lock the lock at any spatial position of the locking device.
Выполнение сердечника актуатора из неодимового магнита ещё более уменьшает затраты энергии на управление положением штока актуатора при отпирании/запирании замка. Making the core of the actuator from a neodymium magnet even more reduces the energy consumption for controlling the position of the actuator rod when unlocking / locking the lock.
Соединение сердечника актуатора со штоком с помощью втулки из не проводящего магнитный поток материала, имеющего низкий коэффициент трения, ещё более уменьшает затраты энергии на управление положением штока актуатора при отпирании/запирании замка. The connection of the actuator core with the rod using a bushing made of a non-magnetic flux material with a low coefficient of friction further reduces the energy consumption for controlling the position of the actuator rod when unlocking / locking the lock.
Существо предложенного изобретения поясняется чертежами.The essence of the proposed invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства в состоянии «открыт» при выведенном ригеле и вид на входное отверстие для ригеля с фиксатором и ловителем замка. FIG. 1 shows a longitudinal section of the device in the "open" state with the bolt removed and a view of the inlet for the bolt with a latch and a lock safety device.
На фиг. 2 представлена блок-схема электронной платы управления устройством.FIG. 2 shows a block diagram of the electronic control board of the device.
Где:Where:
1 – крышка,1 - cover,
2 – контактная группа,2 - contact group,
3 – гальванический элемент,3 - galvanic cell,
4 – гальванический элемент,4 - galvanic cell,
5 – контактная группа,5 - contact group,
6 – корпус устройства,6 - device body,
7 – светодиод,7 - LED,
8 – электронная плата управления,8 - electronic control board,
9 – кнопка «сброс»,9 - "reset" button,
10 – шарик фиксатора,10 - retainer ball,
11 – шунт из проводящего магнитный поток материала,11 - a shunt made of a material conducting a magnetic flux,
12 – постоянный магнит,12 - permanent magnet,
13 – фиксатор,13 - retainer,
14 – ловитель,14 - catcher,
15 – каркас обмотки,15 - winding frame,
16 – обмотка,16 - winding,
17 – шток,17 - stock,
18 – втулка из не проводящего магнитный поток материала,18 - sleeve made of non-magnetic flux conductive material,
19 – сердечник,19 - core,
20 – ригель,20 - crossbar,
21 – головка ригеля,21 - bolt head,
22 – утолщённый кольцевой участок ригеля,22 - thickened circular section of the crossbar,
23 – гайка ригеля,23 - deadbolt nut,
24 – втулка ригеля,24 - deadbolt bush,
25 – пружина,25 - spring,
26 – корпус электромагнитного замка,26 - the body of the electromagnetic lock,
27 – закладная гайка,27 - cage nut,
28 – микроконтроллер с радиочастотным приемопередатчиком,28 - microcontroller with radio frequency transceiver,
29 – блок управления питанием контроллера,29 - controller power control unit,
30 – антенна,30 - antenna,
31 – выходной ключ,31 - output key,
32 – контакты подключения катушки электромагнита (коммутирующее устройство),32 - contacts for connecting the solenoid coil (switching device),
33 – контакты подключения питания платы.33 - pins for connecting the board power supply.
Электромагнитное запирающее устройство с актуатором состоит из пластикового корпуса 6, в котором установлен электромагнитный замок, состоящий из корпуса 26 с установленными в нём ловителем 14 и фиксатором 13. В состав электромагнитного замка также входит подвижный ригель 20, предназначенный для фиксации двери в закрытом положении и состоящий из стержня, головки 21, кольцевой проточки и расширенного участка 22. Ригель соединён с дополнительными деталями: втулкой 24, гайкой 23 и пружиной 25. Актуатор, являющийся составной частью замка, служит для управления отпиранием и запиранием замка. Он состоит из каркаса 15, на котором размещена обмотка 16, и подвижного запорного элемента, состоящего из сердечника 19, который может быть постоянным, в частности неодимовым магнитом, штока из не проводящего магнитный поток немагнитного материала 17 и втулки 18, предназначенной для соединения штока с сердечником и выполненной из материала с низким коэффициентом трения по материалу каркаса 15, например фторопласта-4. An electromagnetic locking device with an actuator consists of a
В корпусе 6 размещена также электронная плата управления 8, соединённая через контактные группы 2 и 5 с источником автономного питания, которым могут являться, например, гальванические элементы 3 и 4, соединённые с обмоткой 16. В корпусе 6 выполнены отверстия для кнопки «сброс» 9 и светодиода 7. Корпус 6 имеет устройство для запирания элементов питания с крышкой 1.The
Корпус 26 электромагнитного замка выполнен в виде стакана, во внутренней полости которого установлен выполненный в виде втулки с конической кромкой ловитель 14, соединённый с ним резьбовым или штифтовым соединением. Внутрь ловителя 14 частично входит с возможностью продольного перемещения по скользящей или свободной посадке фиксатор 13, выполненный в виде ступенчатой по длине втулки. Участок втулки меньшего диаметра, входящий в ловитель 14, имеет отверстия в форме усечённого конуса, в которых установлены шарики 10 шарикового стопорного механизма. На удалённом от ловителя 14 конце фиксатора 13 установлены постоянный магнит 12 и проводящий магнитный поток шунт 11 из магнитного материала. Постоянный магнит 12, притягивая к себе головку 21 ригеля, обеспечивает запирание замка и его удержание в запертом состоянии. Это снижает потребление энергии, необходимой для управления замком. The
Магнитный шунт 11, выполненный в виде диска из проводящего магнитный поток магнитного материала, сплошного или с центральным отверстием, служит для регулировки напряжённости магнитного поля постоянного магнита 12 в области примыкания к нему головки 21 ригеля 20. Регулировка осуществляется подбором либо толщины диска, либо диаметра отверстия в нём. Диаметр головки 21 ригеля 20 равен или меньше диаметра центрального отверстия в ловителе 14. Головка 21 на конце ригеля может быть выполнена как шаровой, так и цилиндрической формы с фасками на краях. Утолщение 22 ригеля 20 на участке, проходящем через отверстие в ловителе 14, исключает перекос ригеля в отверстии ловителя, снижая тем самым затраты энергии на его перемещение, а также предотвращает случайное отпирание замка, устраняя практически все возможные колебания ригеля, его угловые смещения относительно продольной оси. The
Относительно корпуса 26 электромагнитного замка актуатор расположен так, что их оси лежат в одной плоскости и взаимно перпендикулярны, а шток 17 может взаимодействовать с наружной поверхностью фиксатора 13, затормаживая его с целью не дать перемещаться вслед за извлекаемым из замка ригелем 20. Для снижения усилия, требуемого для торможения, наружная поверхность фиксатора 13 может иметь углубление, в которое входит шток 17. Наиболее рационально будет выполнение этого углубления кольцевым, в виде проточки. Тогда шток 17 будет попадать в проточку при любой азимутальной ориентации фиксатора 13.Relative to the
При всех других ориентациях замкового устройства сердечник 19 должен быть постоянным магнитом. Для снижения энергозатрат предпочтительно использовать неодимовый магнит как обеспечивающий наибольший магнитный поток. For all other orientations of the locking device, the core 19 must be a permanent magnet. To reduce energy consumption, it is preferable to use a neodymium magnet as providing the highest magnetic flux.
Корпус замка 26 выполнен в виде целикового стакана с дополнительным отверстием в задней стенке, что позволяет отказаться от закладной детали, имевшейся в прототипе. The body of the
Корпус электромагнитного замка 26 устанавливается в корпус устройства 6 соосно их отверстий. The body of the
Это позволяет нам более надежно и быстро устанавливать и крепить корпус устройства 6 на любые двери, не опасаясь поломки изделия. Крепление осуществляется с помощью крепежных элементов, проходящих через сквозное соосное отверстие корпуса устройства 6 и корпуса замка 26. This allows us to more reliably and quickly install and fasten the
Электромагнитное запирающее устройство с актуатором работает следующим образом.An electromagnetic locking device with an actuator works as follows.
Управление электромагнитным замком производится с помощью радиоканала между передатчиком управляющего устройства (брелока) и электронной платой 8, представляющей собой электронную схему, в памяти которой находится шифр ключа, а также коды доступа. Электронная плата 8 содержит коммутирующее устройство 32 для подключения обмотки 16 к автономному источнику питания 3 и 4 с возможностью изменения полярности подаваемого на обмотку напряжения при отпирании замка. Запирание замка происходит автоматически при закрывании двери, на которой он установлен. Электронная плата в этом не участвует. The electromagnetic lock is controlled using a radio channel between the transmitter of the control device (key fob) and the
При запирании замка движимый доводчиком запираемой двери ригель 20 вводится через отверстие в ловителе 14 в фиксатор 13 до соприкосновения с постоянным магнитом 12, к которому его головка 21 оказывается притянутой с определённым усилием. Шарики 10 стопорного механизма, раздвинутые головкой 21, западают в кольцевую проточку между головкой 21 и стержнем ригеля 20. When the lock is locked, the
Если попытаться открыть электромагнитный замок, вытягивая из него ригель 20, фиксатор 13, увлекаемый притянутой к его магниту головкой 21, смещается в сторону ловителя 14 до тех пор, пока участок фиксатора, имеющий больший диаметр, не упрётся в торец ловителя, а вошедшие в кольцевую проточку шарики 10 не окажутся поджатыми к оси замка стенками внутреннего канала ловителя 14, препятствуя извлечению ригеля 20 из замка. После прекращения попыток открыть дверь доводчик возвращает ригель 20 и фиксатор 13 в исходное, то есть наиболее удалённое от ловителя, положение. If you try to open the electromagnetic lock by pulling the
Открывание замка происходит следующим образом. The lock is opened as follows.
Для открывания замка с пульта дистанционного управления, например электронного брелока (на чертежах не показан), подаётся кодированный радиосигнал, принимаемый приёмным (считывающим) устройством микроконтроллера 28 платы 8. Оно сравнивает принятый им код с кодом, содержащимся в памяти микроконтроллера 28 платы 8. Подбор шифра почти невозможен из-за огромного количества вероятных комбинаций. Если коды совпадают, плата 8 подаёт на заданное пользователем время напряжение от автономных источников питания 3 и 4 на обмотку 16 через коммутирующее устройство электронной платы управления 8. Величина необходимого для работы замкового устройства напряжения в зависимости от его габаритов может составлять от 3 до 24 вольт. Сердечник 19 актуатора, в исходном положении расположенный вблизи торцевой части обмотки 16, выдвигается магнитным полем обмотки 16 внутрь и продвигает соединённый с ним через втулку 18 запорный не проводящий магнитный поток шток 17 в сторону фиксатора 13. Пройдя через отверстие в корпусе 26, шток 17 упирается своим концом в фиксатор 13 или входит в углубление (например, кольцевую проточку), блокируя его. Вследствие блокировки фиксатора головка 21 извлекаемого от замка ригеля 20 отрывается от магнита 12 и освобождается от стопорения, раздвигая в стороны шарики 10, находящиеся в описываемый момент вне ловителя 14. Ригель извлекается из ловителя, замок открыт. To open the lock from a remote control, for example an electronic key fob (not shown in the drawings), a coded radio signal is received, received by the receiving (reading) device of the
Если замковое устройство расположено так, что ось штока 17 вертикальна, то возвращение штока в исходное положение, освобождающее фиксатор, может происходить под действием силы тяжести или с дополнением обратного магнитного потока путём изменения полярности катушки программно. При всяком ином положении замка возвращение штока 17 в исходное положение становится возможным, если сердечник 19 является магнитом (выполнен из магнита). В этом случае для возвращения штока 17 и освобождения фиксатора 13 достаточно подать на обмотку напряжение обратной полярности, которое обеспечит встречное направление магнитных полей обмотки и сердечника 19. Сердечник выталкивается магнитным полем обмотки 16, увлекая за собой шток 17 и освобождая тем самым фиксатор 13. Замок вновь готов к запиранию. Пользователю, например продавцу, подаётся соответствующий световой и/или звуковой сигнал. Обычно устройство настраивается так, что на обмотку 16 напряжение обратной полярности подаётся кратковременно автоматически через определённый промежуток времени (как правило, 5-7 сек). If the locking device is located so that the axis of the
Описание платы управления.Description of the control board.
Плата управления 8 обеспечивает дистанционное управление электромагнитным запирающим устройством. Плата управления 8 электромагнитным запирающим устройством может питаться от автономного источника питания и подключаться проводами к обмотке 16 благодаря контактам подключения 32. Для увеличения срока службы источника используется компоненты с низким энергопотреблением. Кроме того, при этом аппаратная часть схемы периодически выключает микроконтроллер и включает его на приём несколько раз в секунду, что позволяет практически мгновенно сработать при получении сигнала от брелока, хотя большую часть времени микроконтроллер энергии не потребляет. На случай, если установленный в корпусе 6 устройства индикаторный светодиод 7 не будет виден (например, в холодильной камере), плата управления 8 выполнена с возможностью оповещения пользователя о состоянии замка, например звуковым сигналом (открытии и закрытии). The
Для экономии энергии в случае зажатия кнопки брелока или её нажатия на длительное время при нажатии на кнопку выдаётся несколько посылок с кодом, и брелок выключается до тех пор, пока кнопка не будет отпущена и нажата снова. To save energy, if the keyfob button is pressed or pressed for a long time, pressing the button generates several messages with a code, and the keyfob turns off until the button is released and pressed again.
Для увеличения срока службы источника в брелоке была реализована функция с обратной связью. При нажатии кнопки брелока происходит передача посылки с кодом; если приёмник получил сигнал и открылся, он передаёт сигнал брелоку об открытии замка, и в промежуток, пока замок не закроется, брелок посылок не отправляет.To increase the service life of the source, a feedback function was implemented in the key fob. When the key fob button is pressed, a parcel with a code is transmitted; if the receiver received a signal and opened, it sends a signal to the key fob to open the lock, and in the interval until the lock is closed, the key fob does not send parcels.
Для удобства пользователя предусмотрена возможность входить в режим для установки времени открытия замка, стирания и занесения брелоков (сервисный режим) без открытия корпуса. В сервисный режим также можно войти, отключив питание платы управления. Для входа в сервисный режим следует после подачи питания на плату 8 (подключить элемент питания) в течение 5-15 сек. (в зависимости от желания заказчика, предустановка) зайти в сервисный режим, используя любой совместимый брелок. For the convenience of the user, it is possible to enter the mode for setting the time of opening the lock, erasing and entering the key fobs (service mode) without opening the case. The service mode can also be entered by turning off the power supply to the control board. To enter the service mode, after powering up the board 8 (connect the battery) for 5-15 seconds. (depending on the customer's wishes, presetting) enter the service mode using any compatible key fob.
Плата управления 8, обеспечивающая дистанционное управление электромагнитным запирающим устройством, может быть реализована с помощью стандартных комплектующих, например с применением в качестве приемо-передатчика радиомодуля NRF24L01 и микроконтроллера ATMEGA16. В качестве источника энергии были использованы стандартные элементы серии AA. Пульт дистанционного управления ПУ1-МК-1 (1 канал) TDM, Артикул: SQ1508-0101.The
Испытания предложенного замкового устройства показали, что его безотказность определяется только сроком службы автономных источников питания, поскольку механические элементы служат во много раз дольше. Сравнительные испытания показали, что предложенное замковое устройство потребляет энергии, требуемой для отпирания замка, в 5 раз меньше (5 мА вместо 25 мА при том же напряжении), чем замковые устройства, где отпирание замка происходит за счёт притягивания фиксатора электромагнитом. Из-за этого продолжительность безотказной работы предложенного замкового устройства примерно в 5 раз превышает продолжительность безотказной работы замка-прототипа даже при наличии дополнительно потребляющей энергию электронной платы. Tests of the proposed locking device have shown that its reliability is determined only by the service life of autonomous power sources, since the mechanical elements serve many times longer. Comparative tests have shown that the proposed locking device consumes the energy required to unlock the lock is 5 times less (5 mA instead of 25 mA at the same voltage) than locking devices where the lock is unlocked by pulling the lock with an electromagnet. Because of this, the uptime of the proposed lock device is about 5 times longer than the uptime of the prototype lock, even in the presence of an additional energy-consuming electronic board.
При питании предложенного замкового устройства от гальванических элементов типа АА продолжительность его безотказной работы составляет около одного года при ста открытиях замка в сутки. Созданная в результате осуществления предложенного изобретения возможность использования миниатюрных гальванических элементов позволила в несколько раз уменьшить габариты замкового устройства при сохранении продолжительности непрерывной работы. When the proposed lock device is powered by galvanic cells of the AA type, the duration of its trouble-free operation is about one year with one hundred lock openings per day. The possibility of using miniature galvanic cells created as a result of the implementation of the proposed invention made it possible to reduce the dimensions of the locking device several times while maintaining the duration of continuous operation.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106887A RU2757431C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Electromagnetic locking device with actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106887A RU2757431C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Electromagnetic locking device with actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2757431C1 true RU2757431C1 (en) | 2021-10-15 |
Family
ID=78286636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106887A RU2757431C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Electromagnetic locking device with actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2757431C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2268141A1 (en) * | 1974-04-18 | 1975-11-14 | Alkan R & Cie | |
DE19639545C1 (en) * | 1996-09-26 | 1997-12-18 | Ikon Praezisionstechnik | Electromagnetic locking device for cylinder lock |
US6125673A (en) * | 1998-04-29 | 2000-10-03 | Trimel Securities Pty Ltd. | Electronic cylinder lock and computer security system |
RU2004101350A (en) * | 2004-01-20 | 2005-06-27 | ООО "АТОС компонент" (RU) | ELECTROMAGNETIC LOCK (OPTIONS) |
RU161964U1 (en) * | 2015-12-24 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Электронные запирающие механизмы" | CASTLE |
-
2021
- 2021-03-16 RU RU2021106887A patent/RU2757431C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2268141A1 (en) * | 1974-04-18 | 1975-11-14 | Alkan R & Cie | |
DE19639545C1 (en) * | 1996-09-26 | 1997-12-18 | Ikon Praezisionstechnik | Electromagnetic locking device for cylinder lock |
US6125673A (en) * | 1998-04-29 | 2000-10-03 | Trimel Securities Pty Ltd. | Electronic cylinder lock and computer security system |
RU2004101350A (en) * | 2004-01-20 | 2005-06-27 | ООО "АТОС компонент" (RU) | ELECTROMAGNETIC LOCK (OPTIONS) |
RU161964U1 (en) * | 2015-12-24 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Электронные запирающие механизмы" | CASTLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4736970A (en) | Electrically controlled door lock | |
WO2017124825A1 (en) | Electronic door lock and control method | |
EP1543208B1 (en) | Door locking device | |
US8851530B2 (en) | Electric latch retraction bar | |
US5729198A (en) | Wireless residential door unlatch system | |
US4854143A (en) | Bolt assembly and method | |
USRE40970E1 (en) | Wireless communication device attachment and detachment device and method | |
US20050029345A1 (en) | Integrated lock, drop-box and delivery system and method | |
EP1710753A2 (en) | Door lock with RFID key | |
US5000018A (en) | Hardware, in particular for doors or the like | |
US20110056253A1 (en) | Electronic latch mechanism | |
EP2049753B1 (en) | Magnetic lock means with auxiliary mechanical locking or resistance means | |
US20050086983A1 (en) | Locking device and electric lock, lock assembly, drop-box and delivery system and method including same | |
US10107015B2 (en) | Electric latch retraction push-bar device | |
CN102656330A (en) | Improved electric strike and combination with improved lock assembly | |
US9963921B1 (en) | Access control electro-permanent magnetic lock | |
RU2757431C1 (en) | Electromagnetic locking device with actuator | |
RU2757435C1 (en) | Electromagnetic lock with actuator | |
RU2760222C1 (en) | Electromagnetic locking device | |
WO2020018844A1 (en) | Wireless electric lock core | |
RU2757432C1 (en) | Electromagnetic lock | |
GB2123078A (en) | Electrically lockable fastening | |
EP1540119A1 (en) | Method and device for safe handling of keys | |
RU2615713C1 (en) | Electromagnetic lock | |
CN209087009U (en) | A kind of universal lock set with GPS and control circuit function |