CN102287091B

CN102287091B - 一种智能电子门锁

Info

Publication number: CN102287091B
Application number: CN 201110154455
Authority: CN
Inventors: 陈翠欣
Original assignee: Tianjin Oubeite Industry & Trade Co Ltd
Current assignee: Tianjin Oubeite Industry & Trade Co Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: CN102287091A

Abstract

本发明公开一种智能电子门锁，由外锁和内锁两部分组成，其特征在于所述外锁上由上至下顺序布置有电子钥匙/智能卡感应区、LED灯和按键区；电子钥匙/智能卡感应区、LED灯、按键区和应急外部电源插孔均通过数据线与内锁的控制装置相连接；所述的内锁包括内锁外壳和安装在内锁外壳内的传动装置，驱动装置和控制系统；所述的传动装置包括做成一体结构的滑动槽、限位槽、位置感应块和锁舌，以及做成一体结构的定位孔、拨杆和伞形齿；所述的驱动装置包括固定在内锁外壳内的电机及电机输出轴上安装的伞形齿轮，所述控制系统包括电路板PCB、感应器及设置按键。

Description

一种智能电子门锁

技术领域

本发明涉及电子门锁技术，具体为一种智能电子门锁。该门锁可以通过密码输入、电子钥匙或智能卡对门的开启/关闭进行控制，同时具备自动感应锁门、反锁、防盗警报、火警警报等功能。

背景技术

目前我国的房屋均采用传统的安防手段，如机械结构的锁具以及坚固的防盗门，其防范效果不够理想，且不具备对各种突发情况(如火警、非法闯入等)的报警和通知功能，已经不能满足住宅及小区智能一体化管理的发展趋势。

随着电子技术的发展，电子门锁逐渐被开发及推广。现有的电子门锁主要为机械钥匙开锁和电机开锁的联合机构。但是外部锁孔的存在，容易使门被非法开启，增大了使用过程中的安全隐患。而智能电子门锁由于完全采用芯片控制，具有较高安全性，因此逐步代替机械和电子联合控制机构。常见智能电子门锁的控制方式主要为按键式、电子钥匙式、卡片式等。按键式电子门锁是用键盘输入开锁密码，操作方便；电子钥匙式是使用电子钥匙输入(或作为)开锁密码，通常做成小型手持单元形式，由元器件或由元器件构成的单元电路组成，其与主控电路的联系可以是声、光、电磁等多种形式。相对于按键开关，电子钥匙使用寿命长，造价低，因此优化了电子锁控制电路。卡片式电子锁分为接触式和非接触式两种。接触式IC卡由于在长期使用以及与读取器的摩擦中会出现损坏现象，存在操作不方便、环境适应能力差等问题；非接触IC卡具有可靠性高、安全性好、无接触、操作快捷方便，使用寿命长的特点，因此逐渐将替代接触式IC卡电子门锁。

对于单一控制方式的电子门锁，一旦出现开门密码失效或卡片损坏等情况时将无法对电子门锁进行控制，因此复合开启方式将具有更大的实际应用价值。另外上述的电子门锁当使用一段时间后，电池电压下降，驱动电机的输出矩减少，会造成门的正常开启/锁定困难。因此目前的电子锁主要应用于宾馆、企事业单位等，由于本身存在的各种缺陷，在向普通家庭广泛推广使用中存在困难。

已有的智能电子门锁(参见CN2556323Y)在按键区输入密码，房门可以自动开启。其缺点是：1.按键式开启方式单一，一旦出现开门密码失效或按键失灵等情况，将无法对电子门锁进行控制；2.该门锁的电机与锁销之间通过齿轮、齿条和滑动组件等多个部件实现传动，结构复杂，长时间使用部件之间会发生磨损，形成间隙，其传动、定位精准性将变差，会产生误操作现象，安全性下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，开发一种智能电子门锁。该门锁具有芯片控制的电机驱动开锁结构，传动结构简单、门锁启/闭定位精准、并具有密码，电子钥匙/智能卡多重控制，价格较低，适于工业化生产。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种智能电子门锁，由外锁和内锁两部分组成，其特征在于所述外锁上由上至下顺序布置有电子钥匙/智能卡感应区、LED灯和按键区；所述电子钥匙/智能卡感应区、LED灯和按键区应均通过数据线与内锁的控制系统相连接；

所述的内锁包括内锁外壳和安装在内锁外壳内的传动装置，驱动装置和控制系统；所述的内锁外壳上安装有门状态感应块、开/锁门按键、手动旋钮和手动反锁滑块；门状态感应块、开/锁门按键和手动反锁滑块与控制系统相连接，能够向控制系统输入信号；手动旋钮安装在内锁外壳上，与内锁的传动装置相连接；

所述的传动装置包括滑动槽、导向柱、定位孔、限位槽、位置感应块、拨杆、伞形齿和锁舌，所述滑动槽、限位槽、位置感应块和锁舌做成一体结构，该结构的一侧为锁舌，另一侧为不规则形状，上面开设滑动槽和限位槽，端部有凸起的位置感应块；所述定位孔、拨杆和伞形齿也做成一体结构，该结构一侧的伞形齿与驱动装置相连接，另一侧的拨杆能够在限位槽内滑动，通过定位孔将传动装置与手动旋钮直接相连；所述导向柱固定在内锁外壳的底板上，与滑动槽相配合，用于控制锁舌的直线运动及运动行程；

所述的驱动装置包括固定在内锁外壳内的电机及电机输出轴上安装的伞形齿轮，该伞形齿轮与传动装置上的伞形齿啮合，将动力传递给拨杆，使拨杆在限位槽内滑动，同时导向柱和滑动槽配合使锁舌实现直线平稳运动；

所述控制系统包括电路板PCB、感应器及设置按键；电路板PCB的驱动电机接口连接所述电机；所述感应器包括开/关门限位感应器和开/关门状态感应器；所述的设置按键包括密码重置键和电子钥匙/智能卡重置键。

与现有技术相比，本发明智能电子门锁具有以下特征：

(1)采用带拨杆和伞形齿的一体化传动装置来实现驱动电机和锁舌之间的传动，结构简单，材质为铝合金，耐磨损，减少了故障率，并大大降低了结构成本，便于普及民用；

(2)驱动电机输出轴安装的伞形齿轮、传动装置与手动旋钮的连接均采用螺钉定位，这样可以避免长期使用后定位发生偏差；伞形齿传动可以降低转动噪音，提高耐久性；

(3)传动装置上的拨杆与锁舌端部限位槽的匹配使得门锁传动定位更加精准，避免立柱脱离限位槽造成门锁失效；

(4)设计有门状态感应块，可在设定的时间内实现自动锁门，避免忘记锁门所造成的严重后果；

(5)采用了密码、电子钥匙/智能卡多重控制系统，使得对开关门操作更加方便，而且有利于实现小区内智能一体化管理，有效地提高安全防范水平；

(6)添加了高温感应器，当温度高于55±5℃时，可以发出警报，并同时自动开门，避免更大的人员伤亡和财务损失；

(7)外锁面板上留有外接电源插口，避免了现有电子锁在电力不足的情况下无法实现开启门的问题；

(8)当门锁在锁定状态下，有人破门而入时，或密码输入/刷卡/电子钥匙连续错误5次时，警报音启动，且电子锁停止操作1分钟，具有很高的防盗功能。

附图说明

图1为本发明智能电子门锁一种实施例的外锁结构示意图；

图2为本发明智能电子门锁一种实施例的内锁结构示意图；其中，

图2(a)为本发明智能电子门锁一种实施例的内锁外部结构示意图；

图2(b)为本发明智能电子门锁一种实施例的内锁内部结构示意图；

图3为本发明智能电子门锁一种实施例的内锁传动装置结构示意图；

图4为本发明智能电子门锁一种实施例的控制系统结构示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。

本发明设计的智能电子门锁(以下简称门锁，参见图1-4)，由外锁1和内锁2两部分组成，外锁1与内锁2通过螺钉连接固定在门上，外锁1安装在门的外侧，内锁2安装在门的内侧，外锁1通过数据线与内锁2的控制系统相连，实现对门锁的控制，其特征在于所述外锁1上由上至下顺序布置有电子钥匙/智能卡感应区11、LED灯12、按键区13和应急外部电源插孔14；电子钥匙/智能卡感应区11、LED灯12和按键区13均通过数据线与内锁2的控制装置相连接。当配套的电子钥匙/智能卡验证通过或密码输入正确时，门自动开启；当门锁电源电力不足时，通过应急外部电源插孔14可以外接电源实现对门的控制。

所述的外锁1由从上至下布置有电子钥匙/智能卡感应区11，LED灯12，按键区13和应急外部电源插孔14(参见图1)。本发明智能电子门锁在保持了密码输入的基础上，添加了电子钥匙/智能卡感应区11，配套的电子钥匙是接触式的，配套的智能卡是非接触式的，实现了对门锁的多重控制，可以很好的克服单一密码输入方式一旦发生忘记密码而无法对门进行开启的问题。

本发明的进一步特征是所述外锁1上还设置有与外部电源直接相连的应急外部电源插孔14，应急外部电源插孔14通过数据线与内锁2的控制系统24相连接。利用该插孔可以直接连接外部电源，对门进行开启，改变了目前长时间使用后电源电力不足无法对门进行开启的尴尬现状。

为避免目前大多数电子门锁数字按键裸露在外，存在按键不易清理，且易于失效的弊端，本发明还在按键区(键盘输入区)13的上面安装有能够覆盖或裸露按键区13的滑盖。

本发明所述的内锁2包括内锁外壳21、传动装置22，驱动装置23和控制系统24。传动装置22、驱动装置23和控制系统24，均安装在内锁外壳21内。

所述的内锁外壳21上安装有门状态感应块211、开/锁门按键212、手动旋钮213和手动反锁滑块214(参见图2)。门状态感应块211、开/锁门按键212和手动反锁滑块214与控制系统24相连，可以向控制系统24输入信号。手动旋钮213安装在内锁外壳21上，与内锁2的传动装置22相连。

所述内锁外壳21包括开/关门按键212、手动旋钮213、电池盒、密码和电子钥匙/智能卡的设置键以及手动反锁滑块214。开/关门按键可以通过控制器驱动电机自动开启/锁定门；手动旋钮213可以直接通过驱动传动装置23实现对门的开启/锁定操作；通过密码、电子钥匙/智能卡设定按键可以实现对密码及电子钥匙/智能卡的重置功能。手动反锁滑块214通过滑动槽滑动作用于控制系统24实现反锁门的功能。在反锁状态时，外部的任何操作(密码、电子钥匙或智能卡)都不能打开门锁。

所述的传动装置22包括滑动槽221、导向柱222、定位孔223、限位槽224、位置感应块225、拨杆226、伞形齿227和锁舌228(参见图2、3)。所述滑动槽221、限位槽224、位置感应块225和锁舌228做成一体结构，该结构的一侧为锁舌228(实施例的锁舌228为方形)，另一侧为不规则形状，上面开设滑动槽221和限位槽224，端部有凸起的位置感应块225；所述定位孔223、拨杆226和伞形齿227也做成一体结构，该结构一侧的伞形齿227与驱动装置23相连接，另一侧的拨杆226能够在限位槽224内滑动，通过定位孔223可将传动装置22与手动旋钮213直接相连；所述导向柱222固定在内锁外壳21的底板上，与滑动槽221相配合，用于控制锁舌228的直线运动及运动行程。本发明的传动装置22分别将伞形齿227与拨杆226、锁舌228与位置感应块225、限位槽224及滑动槽221做成一体结构，紧凑简单，传动偏差小，定位精确，同时传动装置22的材质主要为铝合金，耐磨性好，有利于定位更加精准。当旋转手动按钮213时，与手动按钮213固定在一起的传动装置22同步运动，拨杆226通过限位槽224带动锁舌228运动，同时固定在内锁外壳21底座上的导向柱222与滑动槽221配合，使锁舌228平稳的沿直线伸出或缩回，实现门的锁定或开启。

所述的驱动装置23包括固定在内锁外壳21内的电机231、及电机231输出轴上安装的伞形齿轮232。当电机231转动时，带动其输出轴上的伞形齿轮232转动，伞形齿轮232与传动装置22上的伞形齿227啮合，将动力传递给拨杆226，使拨杆226在限位槽224内滑动，同时导向柱222和滑动槽221配合使锁舌228实现直线平稳运动。

所述控制系统包括电路板PCB、感应器及设置按键。控制系统的核心是使用PIC单片机实现控制程序的存储和外部信号的存储。PCB驱动电机接口可以连接电机实现控制电机正反转，从而实现对门开启/关闭的控制；控制PCB系统上的开/关门限位感应器具有感知电机运行到位使其停止转动并转换正反转的功能，可以实现对锁舌的精准控制；增加设置的高温感应器可以通过温度感应探测内锁外壳温度实现对火灾的报警；开/关门状态感应器可以感知门的开关状态，帮助实现自动锁门功能。所述的控制系统24具体包括PIC单片机241、电机驱动接口242、密码重置键243和电子钥匙/智能卡重置键244、高温感应器245、门状态感应器246和开/关门限位感应器247(参见图4)，控制系统24均布置在PCB电路板上，电机驱动接口242、密码重置键243和电子钥匙/智能卡重置键244、高温感应器245、门状态感应器246和开/关门限位感应器247通过电路与PIC单片机241相连。门状态感应器246、开/关门限位感应器247和高温感应器245产生的感应信号输入到PIC单片机241后，PIC单片机241即发出指令给电机驱动接口及报警器。当按下密码重置键243或电子钥匙/智能卡重置键244发出密码修改或电子钥匙/智能卡重置请求后，通过PCI单片机241实现新密码及电子钥匙/智能卡的设置。当门处于锁定状态时，按下开启/锁定门按键212，开/关门限位感应器247输入信号给PIC单片机241，PIC单片机241发出指令通过电机驱动接口242驱动电机转动，使锁舌228缩回，实现门的开启。当门处于开启状态时，按下开启/锁定门按键212，开/关门限位感应器247输入信号给PIC单片机241，单片机241发出指令驱动电机向相反的方向转动，锁舌228伸出，实现门的锁定。当触压门状态感应块211时，其感应信号将输入到PIC单片机241中，PIC单片机241发出门锁定信号来驱动电机231转动，从而实现门的锁定。当外部温度高于55℃时，高温感应器245发出信号给单片机241，单片机241发出指令给报警器，报警器启动。当需要重新设置密码，或更新电子钥匙/智能卡信息时，按下密码重置键243，或电子钥匙/智能卡重置键244进行更改。另外当密码输入超过5次时，PIC发出指令给报警器，报警器启动。

本发明门锁的工作原理和过程如下：

手动开/关门功能：当门处于开启状态时，旋转内锁外壳21上的手动旋钮213，带动与之通过螺钉固定的传动装置22运动，拨杆226在限位槽224内滑动，并与直线滑动槽221配合使锁舌228平稳直线运动，实现门的锁定。反之，当门处于锁定状态时，旋转手动旋钮213，通过传动装置22实现门的开启。

自动开/关门功能：当门处于开启状态时，按下内锁上的开启/锁定按键212，将信号输入到控制装置中的PIC单片机241中，PIC单片机241发出指令驱动电机231转动，电机231输出端的伞形齿轮232与传动装置22上的伞形齿227啮合，从而带动传动装置22运动，拨杆226通过限位槽224带动锁舌228运动，而导向柱222与滑动槽221的配合使锁舌地运动更加精准。当锁舌228完全伸出后，开/关门限位感应器247感应到位置感应块225到位，感应信号输入到PIC单片机241中，PIC单片机241即发出电机驱动停止信号，电机231停止运动，从而实现门的锁定。当门处于锁定状态时，按下内锁上的开启/锁定按键212，信号输入到PIC单片机241中，PIC单片机241发出指令驱动电机231转动，通过伞形齿轮232将动力传递给传动装置22，从而带动锁舌228回缩。当锁舌228完全缩回时，开/关门限位感应器247感应到位置感应滑块225到位，感应信号输入PIC单片机241中，PIC单片机241发出电机驱动停止指令，从而实现们的开启。当门关闭触压到门状态感应块211或直接触压门状态感应块211时，感应信号输入到PIC单片机241中，PIC单片机241即发出电机驱动信号驱动电机231运转，通过伞形齿轮232和传动装置22带动锁舌伸出，实现门的自动锁定，从而避免忘记锁门所造成的严重后果。

密码、电子钥匙/智能卡开门功能：推动滑盖打开外锁，LED灯12发光，在键盘区13输入密码或感应区11接触电子钥匙/刷卡，当通过验证时，PIC单片机241发出开门指令，电机驱动信号输入到电机231，电机231开始转动，通过伞形齿轮232和传动装置22驱动锁舌，实现门的开启/锁定。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims

1.一种智能电子门锁，由外锁和内锁两部分组成，其特征在于所述外锁上由上至下顺序布置有电子钥匙/智能卡感应区、LED灯和按键区；电子钥匙/智能卡感应区、LED灯和按键区均通过数据线与内锁的控制系统相连接；

所述的驱动装置包括固定在内锁外壳内的电机及电机输出轴上安装的伞形齿轮,该伞形齿轮与传动装置上的伞形齿啮合，将动力传递给拨杆，使拨杆在限位槽内滑动，同时导向柱和滑动槽配合使锁舌实现直线平稳运动；

2.根据权利要求1所述的智能电子门锁，其特征在于所述外锁上还设置有与外部电源直接相连的应急外部电源插孔,应急外部电源插孔通过数据线与内锁的控制系统相连接。

3.根据权利要求1所述的智能电子门锁，其特征在于所述感应器还包括高温感应器。

4.根据权利要求1所述的智能电子门锁，其特征在于在所述按键区的上面安装有能够覆盖或裸露按键区的滑盖。