CN102230344A - 密码锁永磁体组件锁紧器 - Google Patents

Abstract

密码锁永磁体组件锁紧器，包括锁芯、锁舌、锁芯锁舌连接件、锁舌连动件、凸轮挡块、CPU电路、按键输入和显示屏，其特征是在凸轮挡块下方设与CPU输出端相连接的电磁线圈，在电磁线圈中设永磁体棒，在电磁线圈底部设永磁体块，所述永磁体棒与永磁体块产生磁场相斥的力推动永磁体棒上升,永磁体棒上端与凸轮挡块下端面活动接触，凸轮挡块上端面与所述锁舌连动件后端相互锁紧。在线圈底端的强磁钕铁硼永磁体块代替铁棒支撑弹簧工作，消除了非法开锁的隐患，提高了安全性和可靠性等级。采用强磁钕铁硼永磁体棒代替普通的铁棒，减少能量损耗，可小型化，降低工作电流线圈工作电流可减至小于原来的1/3，从而延长了电池使用寿命。

Description

密码锁永磁体组件锁紧器

技术领域

本发明涉及机电一体化锁，特别是用永磁体组件做锁紧器的机电一体化密码锁具。 

背景技术

我国在2001年更新了关于防盗保险柜的国家标准GB10409-2001，至今电子密码锁保险柜的锁具仍一直未有重大改变，长期以来，采用大电流线圈产生磁场带动铁棒运动的电磁铁作为控制保险柜、保险箱和枪柜的锁紧装置，成了每个电子保险柜、保险箱和枪柜的标准配置。 

图1所示是市场上密码保险柜的常规电磁铁控制开锁的结构图，图1b为图1a中放大和隐藏在凸轮挡块8下的复位弹簧9,包括开锁钥匙1、机械锁芯2、锁舌3、铁棒4、铁棒支撑弹簧5、锁芯锁舌连接件6、电磁铁线圈7、凸轮挡块8、复位弹簧9、锁舌连动件10等。平时,凸轮挡块8由复位弹簧9复位，铁棒4用支撑弹簧5弹力上升，阻止凸轮挡块8转动,凸轮挡块8阻止锁舌连动件10移动,插入开锁钥匙1无法转动锁芯2开锁;当输入密码正确时,保险柜控制器输出高电平信号,将电磁铁线圈7接通，电磁铁线圈7因电流而产生磁场,磁场力大于支撑弹簧5的弹力带动铁棒4向下运动,脱离凸轮挡块8位置,插入开锁钥匙1并转动锁芯2，锁芯锁舌连接件6带动锁舌连动件10移动,锁舌连动件10推动凸轮挡块8转动,将保险柜锁打开。 

铁棒4平时靠铁棒支撑弹簧5弹性向上弹起,铁棒4易受外力震动而上下抖动，当铁棒向下抖动时，存在非法开锁的隐患，影响安全性,且铁棒支撑弹簧5一旦失去弹性或易卡住及生锈而影响正常工作。在开锁时电磁线圈的磁场力要使铁棒克服支撑弹簧的弹力支撑，要消耗足够的能量，使电磁线圈工作耗电大，电池工作寿命短，可靠性差。 

发明内容

本发明针对机电一体化锁具中运动电磁铁所存在的问题，设计一种消除非法开锁隐患，运动电磁铁耗电少，延长电池工作时间，提高安全性和可靠性的机电-一体化锁具。 

密码锁永磁体组件锁紧器，包括锁芯、锁舌、锁芯锁舌连接件、锁舌连动件、凸轮挡块、CPU电路、按键输入和显示屏，其特征是在凸轮挡块下方设与CPU输出端相连接的电磁线圈，在电磁线圈中设永磁体棒，在电磁线圈底部设永磁体块，所述永磁体棒与永磁体块产生磁场相斥的力推动永磁体棒上端与凸轮挡块下端面活动接触，凸轮挡块上端面与所述锁舌连动件后端相互锁紧。 

所述CPU电路输出信号使电磁线圈底端磁极性与永磁体棒下端极性相反的吸力使永磁体棒上端脱离所述凸轮挡块的下端面，锁紧解除,允许钥匙转动锁芯开锁。 

本发明的有益效果在于：首先是设在线圈底端的强磁钕铁硼永磁体块代替铁棒支撑弹簧工作，利用永磁体磁极同性相斥，使永磁体棒上升，不受外界震动而上下抖动，消除了非法开锁的隐患，提高了安全性和可靠性等级。其次，采用强磁钕铁硼永磁体棒代替普通的铁棒，在线圈通电时产生的磁场力与永磁体棒的磁性力相互吸引使磁场力叠加，减少能量损耗，再加上可小型化，可以降低工作电流，本发明中线圈工作电流可减至小于原来的1/3，从而延长了电池使用寿命，这也是现有机电一体化密码锁具长期急待解决的问题之一，如何降低密码锁的电耗，延长电池使用寿命，以提高可靠性，才能使机电一体化密码锁具进一步推广应用。 

附图说明

图1为现有密码锁电磁铁锁门结构图，其中图1a为锁具背面，图1b为图1a中放大和隐藏在凸轮挡块下的复位弹簧。 

图2为本发明密码锁永磁体组件锁紧器锁紧状态示意图，其中图2a为锁具背面，图 2b为锁具正面，图2c为图2a中A部放大。 

图3为本发明密码锁永磁体组件锁紧器开锁状态示意图，其中图3a为锁具背面，图3b为锁具正面，图3c为图3a中的A部放大。 

图4为单片机控制电路图，其中图4a为锁紧状态，图4b为开锁状态。 

图5为锁舌连动件和凸轮挡块的改进结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明结构和工作过程做进一步说明。 

参看图2a、图2b和图2c所示，电子密码锁具的机械零件包括钥匙1、锁芯2、锁芯锁舌连接杆6、凸轮挡块8、锁舌连动件10、锁舌3。图2a表示锁具背面，锁芯锁舌连接杆6的下端连接锁芯2，上端连接锁舌连动件10，锁舌连动件10前端的锁舌3穿过锁紧框13，锁舌连动件10后端下方设与凸轮挡块8的上端垂直平面相接触.永磁体组件设在凸轮挡块8的下方，包括电磁线圈7，设在电磁线圈7中间的永磁体棒12，设在电磁线圈7底部的永磁体块11，永磁体棒和永磁体块选用高纠顽力的强磁钕铁硼合金，电磁线圈7置于线圈盒内，永磁体块11置于线圈盒底面与电磁线圈7的底部之间，永磁体棒12的N极与永磁体快11的N极相互对应，永磁体棒12的上端即S极伸出电磁线圈7。凸轮挡块8为大圆弧径向面，凸轮挡块8下端垂直平面与永磁体棒12的上端面接触，,凸轮挡块上端垂直平面与锁舌连动件10后端面接触。凸轮挡块8由凸轮轴固接在锁舌连动件10后端的底边，凸轮复位弹簧9套在凸轮轴上，锁舌连动件10的前端为两条平行的锁舌柱3。如图5所示，锁舌连动件10底面为水平延伸块17，凸轮挡块8的大圆弧面的上端还可设一与外轮缘平行的凸缘19，此凸缘19与锁舌连动件10底水平延伸块17设的凹槽18相对应，凸缘19与凹槽18相互套合，锁门后,永磁体棒12与凸轮挡块8的下端面接触，锁舌连动件10无法推动凸轮挡块8转动,以提高锁紧的可靠性。图2b表示锁具正面设置，如钥匙1、锁芯2、输入按键14和显示屏15，以及设在显示屏15后的CPU控制器16。 

参看图3a、图3b和图3c所示，当钥匙1从图3b的锁芯2插入时，即为电源接通，显示屏15点亮即可通过输入按键14输入密码，若输入密码正确，CPU控制电磁线圈7通电产生电磁场，线圈产生电流方向使线圈底端为S极，线圈顶端为N，参看图4c所示，此时的电磁线圈7与永磁体棒12的极性相反产生吸力，由永磁体棒12本身的磁力和线圈通电产生的反向磁力，这二股叠加的吸力远大于永磁体棒12与永磁体块11的N-N相斥力，因此永磁体棒12的顶端脱离凸轮挡块8下端面，钥匙1可在锁芯内转动，并带动锁芯锁舌连接杆6转动，与锁芯锁舌连接杆6上端连接的锁舌连动件10水平移动并带动凸轮挡块8转动，使锁舌3离开锁紧导向块13，锁被打开。重新锁门后,锁舌连动件10脱离凸轮挡块8,复位弹簧9带动凸轮挡块8转动并复位，此时拔出钥匙1即切断电源，电源切断后电磁线圈7断电，电磁线圈7的磁场消失，但仍存在永磁体棒12和永磁体块11同性相斥的力，即存在一股将永磁体棒12向上顶的力，永磁体棒12的上端与凸轮挡块8下端面接触,将凸轮挡块8卡紧,如图3a和图3c所示。如图5所示，凸轮挡块8的大圆弧面的上端还可设与外轮缘平行的凸缘19，此凸缘19与锁舌连动件10底面水平延伸块17上设的凹槽18相对应，当重新锁门时,锁舌连动件10移动带动凸轮挡块8转动,锁门后,凸轮挡块8完全复位,永磁体棒12上升,永磁体棒12上端与凸轮挡块8下端面接触,锁舌连动件10无法推动凸轮挡块8转动,省略了凸轮挡块8的复位弹簧9。 

图4a和图4b表示CPU芯片控制密码锁的永磁体组件锁紧器的工作状态，CPU经电阻R1和三极管G1与电磁线圈7相连接，平时,CPU输出低电平，电磁线圈7无磁场力，仅是永磁体块11的N极与永磁体棒12的N极相排斥的力，将永磁体棒12顶上凸轮挡块8的下端面，阻止锁舌连动件10移动,禁止钥匙1转动锁芯开锁;通过按键输入密码，CPU将输入密码与存贮的数据进行比对，若输入正确，CPU输出高电平，三极管G1放大并接通线圈，电磁线圈通过电池电源通电产生磁场，电磁线圈磁场力与永磁体棒本身磁性力相叠加后的吸力远大于永磁体块11的斥力，将永磁体棒向下拉。若密码输入错误，CPU无输出，如图1a所示，同时,电磁线圈通电时产生的磁场力与永磁体棒本身磁性力相叠加后的吸力远大于常规单电磁线圈通电时产生的磁场力,工作电流可减至小于原来的1/3，既解决可靠性问题，又体现出节能的突出优点。 

Claims (5)

1.密码锁永磁体组件锁紧器，包括锁芯、锁舌、锁芯锁舌连动杆、锁舌连动件、凸轮挡块、CPU电路、按键输入和显示屏，其特征是在凸轮挡块下方设与CPU输出端相连接的电磁线圈，在电磁线圈中设永磁体棒，在电磁线圈底部设永磁体块，所述永磁体棒与永磁体块产生磁场相斥的力推动永磁体棒上端与所述凸轮挡块下端面活动接触，凸轮挡块上端面与所述锁舌连动件后端相互锁紧。

2.根据权利要求1所述的密码锁永磁体组件锁紧器，其特征是所述CPU电路输出信号使电磁线圈底端磁极性与永磁体下端磁极性相反的吸力使永磁体棒上端脱离所述凸轮挡块的下端面，锁紧解除。

3.根据权利要求2所述的密码锁永磁体组件锁紧器，其特征是CPU电路通过电阻R1和三极管G1与电磁线圈相连接。

4.根据权利要求1所述的密码锁永磁体组件锁紧器，其特征是所述凸轮挡块（8）大圆弧面上端设有与外轮缘平行的凸缘（19）。

5.根据权利要求1所述的密码锁永磁体组件锁紧器，其特征是所述锁舌连动件（10）底面设水平延伸块（17），水平延伸块（17）中设与凸轮挡块的凸缘（19）相对应的凹槽（18）。

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