RU2757435C1 - Electromagnetic lock with actuator - Google Patents

Electromagnetic lock with actuator Download PDF

Info

Publication number
RU2757435C1
RU2757435C1 RU2021106889A RU2021106889A RU2757435C1 RU 2757435 C1 RU2757435 C1 RU 2757435C1 RU 2021106889 A RU2021106889 A RU 2021106889A RU 2021106889 A RU2021106889 A RU 2021106889A RU 2757435 C1 RU2757435 C1 RU 2757435C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lock
actuator
bolt
electromagnetic
permanent magnet
Prior art date
Application number
RU2021106889A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Георгиевич Юдин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АТОС-ПРО"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АТОС-ПРО" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АТОС-ПРО"
Priority to RU2021106889A priority Critical patent/RU2757435C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2757435C1 publication Critical patent/RU2757435C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means

Landscapes

  • Lock And Its Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: security technology.
SUBSTANCE: electromagnetic lock with an actuator belongs to the field of security technology, in particular to locking devices, locks operating using electromagnetic means, and can be used to lock doors for various purposes, including the doors of refrigerators and safes. The lock contains a coaxial body (26) of the lock, a movable bolt (20) interacting with a ball locking mechanism, including a safety catch (14) and a latch (13) made with the possibility of sliding in the body (26) of the lock and containing a permanent magnet (12), installed at the end of the retainer (13) remote from the safety catcher, while it additionally contains a magnetic shunt (11) installed between the permanent magnet (12) and the bolt (20), as well as an actuator containing a winding (16) on the frame (15) and made of a ferromagnetic material, a movable core (19), whose axis is perpendicular to the axis of the lock (13), connected to a rod (17) made of non-magnetic material, made with the possibility of contacting with the lock (13).
EFFECT: reduced energy consumption to ensure the possibility of using low-power sources of autonomous power supply, increased reliability and reliability of the lock while reducing the size of the product.
8 cl, 3 dwg

Description

Электромагнитный замок с актуатором относится к области охранной техники, в частности к запирающим устройствам, замкам, действующим с использованием электромагнитных средств, и может быть использован для запирания дверей различного назначения, в том числе дверей холодильников и сейфов.An electromagnetic lock with an actuator belongs to the field of security technology, in particular to locking devices, locks operating using electromagnetic means, and can be used to lock doors for various purposes, including doors for refrigerators and safes.

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.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 using in public and residential premises, on stands, showcases, 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 interpretation:

- 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- magnetically soft, that is, not capable of retaining residual magnetism, material with ferromagnetic properties;

- штифт неподвижная деталь, служащая для фиксации, например колеса на валу.-pin- a stationary 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) including 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 which there is a safety catch coaxial with the crossbar, made in the form of a cylindrical bushing, a lock 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 catch 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, moving 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, электромагнитный замок, содержащий 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.The specified technical result is achieved by the fact that an electromagnetic lock containing a coaxial lock body, a movable bolt interacting with a ball locking mechanism including a safety catch and a lock made to slide in the lock body and containing a permanent magnet installed at the end of the lock remote from the safety catch, additionally contains a magnetic shunt installed between the permanent magnet and the bolt, as well as an actuator containing a winding and a movable core made of magnetic material, the axis of which is perpendicular to the axis of the lock, connected to a rod made of non-magnetic material, made with the possibility of contact with the lock.

Кроме того, магнитный шунт выполнен в виде диска из магнитного материала.In addition, the magnetic shunt is made in the form of a disc 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 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 lock operation is ensured without failure due to the creation of 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 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.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами.The essence of the proposed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен продольный разрез замка с актуатором при выведенном ригеле.FIG. 1 shows a longitudinal section of a lock with an actuator with the bolt removed.

На фиг. 2 представлен продольный разрез дистанционно управляемого запорного устройства с электромагнитным замком с актуатором при выведенном ригеле и вид на входное отверстие для ригеля с фиксатором и ловителем замка. FIG. 2 shows a longitudinal section of a remotely controlled locking device with an electromagnetic lock with an actuator with the bolt removed and a view of the bolt inlet with a lock and a lock catcher.

На фиг. 3 представлена блок-схема электронной платы управления устройством. Где:FIG. 3 is a block diagram of the electronic control board of the device. 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 замка,26 - lock body,

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.

Электромагнитный замок содержит корпус 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. The electromagnetic lock contains a housing 26 with a safety device 14 and a latch 13 installed in it. The electromagnetic lock also includes a movable bolt 20 designed to fix the door in the closed position and consisting of a rod, a head 21, an annular groove and an extended section 22 . The bolt is connected to additional parts: bushing 24, nut 23 and spring 25. The actuator, which is a part of the lock, serves to control the unlocking and locking of the lock. It consists of a frame 15, on which the winding 16 is located, and a movable locking element consisting of a core 19, which can be a permanent, in particular a neodymium magnet, a rod made of a non-magnetic flux-conducting non-magnetic material 17 and a sleeve 18 designed to connect the rod with core and made of a material with a low coefficient of friction on the material of the frame 15, for example, PTFE-4.

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 body 26 of the electromagnetic lock is made in the form of a glass, in the inner cavity of which a catcher 14 made in the form of a sleeve with a tapered edge is installed, connected to it by a threaded or pin connection. Inside the safety catch 14, the retainer 13, made in the form of a sleeve stepped along the length, partially enters with the possibility of longitudinal movement along a sliding or free fit. The section of the sleeve with a smaller diameter, which is included in the catcher 14, has holes in the form of a truncated cone, in which the balls 10 of the ball locking mechanism are installed. A permanent magnet 12 and a magnetic flux-conducting shunt 11 made of magnetic material are installed at the end of the latch 13 remote from the catcher 14. The permanent magnet 12, attracting the bolt head 21 to itself, ensures that the lock is locked and kept locked. This reduces the energy consumption required to operate the lock.

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 magnetic shunt 11, made in the form of a disk made of a magnetic flux conducting magnetic material, solid or with a central hole, serves to adjust the magnetic field strength of the permanent magnet 12 in the area adjacent to it of the head 21 of the bolt 20. Adjustment is carried out by selecting either the thickness of the disk or the diameter of the hole in him. The diameter of the head 21 of the bolt 20 is equal to or less than the diameter of the central hole in the catcher 14. The head 21 at the end of the bolt can be made either spherical or cylindrical with chamfers at the edges. Thickening 22 of the bolt 20 in the section passing through the hole in the safety catch 14 eliminates the skew of the bolt in the hole of the safety catch, thereby reducing the energy consumption for its movement, and also prevents accidental unlocking of the lock, eliminating almost all possible oscillations of the bolt, its angular displacement relative to the longitudinal axis ...

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 выполнить это углубление кольцевым, в виде проточки. Тогда шток 17 будет попадать в проточку при любой азимутальной ориентации фиксатора 13. Relative to the body 26 of the electromagnetic lock, the actuator is located so that their axes lie in the same plane and are mutually perpendicular, and the rod 17 can interact with the outer surface of the lock 13, braking it in order to prevent it from moving after the bolt 20 removed from the lock. To reduce the force, required for braking, the outer surface of the retainer 13 can have a recess into which the rod 17 enters. It would be most rational to make this recess annular, in the form of a groove. Then the rod 17 will fall into the groove at any azimuthal orientation of the lock 13.

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 lock 26 is made in the form of a whole glass with an additional hole in the rear wall, which makes it possible to dispense with the embedded part that was in the prototype.

Электромагнитный замок может быть реализован в составе электромагнитного дистанционно управляемого запирающего устройства.The electromagnetic lock can be implemented as part of an electromagnetic remotely controlled locking device.

Электромагнитный замок с актуатором может быть реализован в составе электромагнитного дистанционно управляемого запирающего устройства, в корпусе 6 которого 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.An electromagnetic lock with an actuator can be implemented as part of an electromagnetic remotely controlled locking device, in the housing 6 of which there is also an electronic control board 8, connected through contact groups 2 and 5 with an autonomous power source, which can be, for example, galvanic cells 3 and 4, connected to the winding 16. In the housing 6 there are holes for the reset button 9 and the LED 7. The housing 6 has a device for locking the batteries with a cover 1.

Корпус электромагнитного замка 26 устанавливается в корпусе электромагнитного запирающего устройства 6 соосно их отверстий. The body of the electromagnetic lock 26 is installed in the body of the electromagnetic locking device 6 coaxially with their holes.

Это позволяет более надежно и быстро устанавливать и крепить корпус электромагнитного запирающего устройства 6 на любые двери, не опасаясь поломки изделия. Крепление осуществляется с помощью крепежных элементов, проходящих через сквозные соосные отверстия корпуса устройства 6 и корпуса замка 26. This makes it possible to more reliably and quickly install and fasten the body of the electromagnetic locking device 6 to any doors without fear of damage to the product. Fastening is carried out using fasteners passing through the through coaxial holes of the device body 6 and the lock body 26.

Электромагнитный замок работает следующим образом.The electromagnetic lock works as follows.

При запирании замка 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. Для улучшения работы дверь может быть снабжена доводчиком. Шарики 10 стопорного механизма, раздвинутые головкой 21, западают в кольцевую проточку между головкой 21 и стержнем ригеля 20. When locking the lock, the bolt 20 is inserted through the hole in the catcher 14 into the latch 13 until it comes into contact with the permanent magnet 12, to which its head 21 is attracted with a certain force. To improve performance, the door can be equipped with a door closer. The balls 10 of the locking mechanism, pushed apart by the head 21, sink into the annular groove between the head 21 and the bolt of the deadbolt 20.

Если попытаться открыть 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 lock by pulling the bolt 20 out of it, the retainer 13, carried away by the head 21 attracted to its magnet, is displaced towards the safety catch 14 until the section of the lock, which has a larger diameter, rests against the end of the safety catch, but entered the annular groove balls 10 will not be pressed against the axis of the lock by the walls of the inner channel of the safety device 14, preventing the bolt 20 from being removed from the lock. After stopping attempts to open the door, the closer returns the bolt 20 and the latch 13 to their original, that is, the most distant from the safety device, position.

Управление замком в составе электромагнитного запирающего устройства 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 control of the lock as part of the electromagnetic locking device is carried out using a radio channel between the transmitter of the control device (key fob) and the electronic board 8, which is an electronic circuit in the memory of which there is a key cipher, as well as access codes. The electronic board 8 contains a switching device 32 for connecting the winding 16 to an autonomous power source 3 and 4 with the possibility of changing the polarity of the voltage applied to the winding when the lock is unlocked. The lock is locked automatically when the door on which it is installed is closed. The electronic board is not involved in this.

Открывание замка происходит следующим образом. The lock is opened as follows.

При открывании электромагнитного замка необходимо подать на обмотку напряжение. 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. When opening the electromagnetic lock, voltage must be applied to the winding. The core 19 of the actuator, in the initial position located near the end part of the winding 16, is pulled out by the magnetic field of the winding 16 inward and moves the shutoff rod 17 connected to it through the bushing 18 towards the retainer 13. Having passed through the hole in the housing 26, the rod 17 abuts with its end into the latch 13 or enters a recess (for example, an annular groove), blocking it. Due to the locking of the latch, the head 21 of the bolt 20 removed from the lock is detached from the magnet 12 and released from locking, pushing apart the balls 10, which are at the described moment outside the safety device 14. The bolt is removed from the safety device, the lock is open.

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 rod 17 is vertical, then the return of the rod to its original position, which releases the latch, can occur under the action of gravity or with the addition of the reverse magnetic flux by changing the polarity of the coil programmatically. In any other position of the lock, the return of the rod 17 to its original position becomes possible if the core 19 is a magnet (made of a magnet). In this case, to return the rod 17 and release the lock 13, it is enough to apply a voltage of reverse polarity to the winding, which will ensure the opposite direction of the magnetic fields of the winding and the core 19. The core is pushed out by the magnetic field of the winding 16, dragging the rod 17 with it and thereby releasing the lock 13. Lock ready to lock again. The user, for example the seller, is given a corresponding light and / or sound signal. Typically, the device is configured so that the reverse polarity voltage is applied to the winding 16 automatically for a short time after a certain period of time (usually 5-7 seconds).

Открывание замка в составе дистанционно управляемого электромагнитного запирающего устройства осуществляется с пульта дистанционного управления, например электронного брелока (на чертежах не показан), с которого 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.The opening of the lock as part of a remotely controlled electromagnetic locking device is carried out from a remote control, for example, an electronic key fob (not shown in the drawings), from which a coded radio signal is received, received by the receiving (reading) device of the microcontroller 28 of the board 8. It compares the code received by it with the code, contained in the memory of the microcontroller 28 of the board 8. Selection of the cipher is almost impossible due to the huge number of possible combinations. If the codes match, board 8 supplies voltage for a user-specified time from autonomous power supplies 3 and 4 to winding 16 through the switching device of the electronic control board 8. The value of the voltage required for the operation of the locking device, depending on its dimensions, can be from 3 to 24 volts.

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 используются 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 (об открытии и закрытии). The control board 8 provides remote control of the electromagnetic locking device. The control board 8 of the electromagnetic locking device can be powered from an autonomous power source and connected by wires to the winding 16 thanks to the connection contacts 32. To increase the service life of the source, components with low energy consumption are used. In addition, at the same time, the hardware part of the circuit periodically turns off the microcontroller and turns it on for reception several times per second, which allows it to be triggered almost instantly upon receiving a signal from the keyfob, although the microcontroller does not consume energy most of the time. In case the indicator LED 7 installed in the housing 6 of the device will not be visible (for example, in a refrigerating chamber), the control board 8 is configured to notify the user about the state of the lock, for example, by a sound signal (about opening and closing).

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.

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 control board 8, which provides remote control of the electromagnetic locking device, can be implemented using standard components, for example, using the NRF24L01 radio module and the ATMEGA16 microcontroller as a transceiver. Standard AA series cells were used as a power source. Remote control PU1-MK-1 (1 channel) TDM, Article: SQ1508-0101.

Испытания предложенного замка показали, что продолжительность безотказной работы примерно в 5 раз превышает продолжительность безотказной работы замка-прототипа.Tests of the proposed lock have shown that the uptime is about 5 times longer than the uptime of the prototype lock.

Обеспечиваемое техническое решение позволило в несколько раз уменьшить габариты замкового устройства при сохранении продолжительности непрерывной работы. The provided technical solution made it possible to reduce the dimensions of the lock device several times while maintaining the duration of continuous operation.

Claims (8)

1. Электромагнитный замок с актуатором, содержащий 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, отличающийся тем, что он дополнительно содержит магнитный шунт, установленный между постоянным магнитом и ригелем, а также актуатор, содержащий обмотку на каркасе и выполненный из ферромагнитного материала, подвижной сердечник, ось которого перпендикулярна оси фиксатора, соединенный со штоком из немагнитного материала, выполненным с возможностью контактирования с фиксатором.1. Electromagnetic lock with an actuator, containing a coaxial lock body, a movable bolt interacting with a ball locking mechanism including a safety catch and a lock made to slide in the lock body and containing a permanent magnet installed at the end of the lock remote from the safety catch, characterized in that it additionally contains a magnetic shunt installed between the permanent magnet and the bolt, as well as an actuator containing a winding on the frame and made of ferromagnetic material, a movable core, 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. 2. Электромагнитный замок по п.1, отличающийся тем, что шунт выполнен в виде диска из магнитного материала.2. Electromagnetic lock according to claim 1, characterized in that the shunt is made in the form of a disk made of magnetic material. 3. Электромагнитный замок по п.2, отличающийся тем, что магнитный шунт имеет отверстие в центре.3. An electromagnetic lock according to claim 2, characterized in that the magnetic shunt has a hole in the center. 4. Электромагнитный замок по п.1, отличающийся тем, что фиксатор имеет на внешней боковой стороне по меньшей мере одну проточку.4. Electromagnetic lock according to claim 1, characterized in that the latch has at least one groove on the outer lateral side. 5. Электромагнитный замок по п.1, отличающийся тем, что сердечник актуатора помещён во втулку из немагнитного материала и через неё соединён со штоком. 5. Electromagnetic lock according to claim 1, characterized in that the actuator core is placed in a sleeve made of non-magnetic material and through it is connected to the rod. 6. Электромагнитный замок по п.5, отличающийся тем, что втулка выполнена из немагнитного материала, имеющего низкий коэффициент трения по материалу каркаса.6. Electromagnetic lock according to claim 5, characterized in that the sleeve is made of a non-magnetic material having a low coefficient of friction for the frame material. 7. Электромагнитный замок по п.1, отличающийся тем, что сердечник актуатора является постоянным магнитом. 7. An electromagnetic lock according to claim 1, wherein the actuator core is a permanent magnet. 8. Электромагнитный замок по п.7, отличающийся тем, что сердечник актуатора выполнен из неодимового магнита.8. Electromagnetic lock according to claim 7, characterized in that the actuator core is made of a neodymium magnet.
RU2021106889A 2021-03-16 2021-03-16 Electromagnetic lock with actuator RU2757435C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106889A RU2757435C1 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Electromagnetic lock with actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106889A RU2757435C1 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Electromagnetic lock with actuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2757435C1 true RU2757435C1 (en) 2021-10-15

Family

ID=78286646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021106889A RU2757435C1 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Electromagnetic lock with actuator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2757435C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO2017124825A1 (en) Electronic door lock and control method
US9797165B2 (en) Electric latch retraction bar
US4736970A (en) Electrically controlled door lock
US8757685B2 (en) Magnetic lock with auxiliary mechanical locking or resistance
US4915431A (en) Electromagnetic lock having a self-adjusting switch assembly for door-movement alert
US4487439A (en) Magnetic shear locking methods and apparatus
US8454063B2 (en) Mode-switchable door strike
US5000018A (en) Hardware, in particular for doors or the like
US10107015B2 (en) Electric latch retraction push-bar device
US11454049B2 (en) Actuator comprising electro permanent magnet and method
RU2757435C1 (en) Electromagnetic lock with actuator
RU2757431C1 (en) Electromagnetic locking device with actuator
RU2298623C2 (en) Electromagnetic lock (variants)
RU2760222C1 (en) Electromagnetic locking device
RU2757432C1 (en) Electromagnetic lock
RU2376434C1 (en) Electromagnetic lock
RU170348U1 (en) LOCK LOCK DEVICE
RU2615713C1 (en) Electromagnetic lock
Sivarao et al. Critical review of electro-mechanical door locking system and proposal towards development of innovative super energy saving door locking system
RU2474661C1 (en) Electromagnet lock
RU90831U1 (en) ELECTROMAGNETIC LOCK
RU38808U1 (en) ELECTROMAGNETIC LOCK
EP1588003A1 (en) Mechanically operated electromagnetic lock
US11371261B2 (en) Solenoid actuated locking system
RU2049211C1 (en) Magnetic lock