CN1032380C - 机电双编码保险锁 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机电一体化双编码的保险锁，其钥匙柄内固化有电子密码，通过加密解密功能开关的转换，可实现开锁时必须二人同时在场异步操作和单人独立操作的转换，极适用于国家金库和放有国家重要机密的场所，亦可应用于各类保险箱柜。钥匙与普通机械钥匙相似，操作也与使用普通机械钥匙相同。

Description

本发明涉及了一种机电双编码保险锁，其保密性极高、防盗性能十分优越，非常适用于国家金库和各类保险箱、柜。

现有技术的保险柜、普遍采用两把锁，一把是普通机械弹子锁，其解码时将密码以预先编好码的钥匙的形式一次性输入解码器——机械弹子锁头而实现。另一把则是圆形拨盘式密码锁，其解码时将密码通过拨盘逐次对码的形式分别输入而实现。这类保险柜操作比较费时费事。拨盘密码易泄漏。因为此密码除厂家知道外，产品洗通领域各环节的销售商均知道其密码、而且这些零售商往往都服务上门，把保险柜送到家里，保险柜密码为多少，现在该保险柜地处那条街，门牌多少号，他们都了如指掌。另外，这种拨盘式密码锁操作时极易被人偷看到，窃取密码并不困难。甚至有些偷窃高手根本不需知道其密码，仅凭转动拨盘时箱内发出的响声和感觉便可打开。至于说普通弹子锁钥匙偷配就更容易了。因此这类保险柜保险系数并不算太高。另一类保险柜则以键盘方式输入的电子密码锁取代传统拨盘方式输入的机械密码锁。虽然操作形式、结构和原理与拨盘式机械密码锁不同。但泄密渠道是相似的，甚至操作更为繁琐。因为这类电子密码锁解码时除了按规定的顺序操作完规定的按钮外，还必须在规定的时间内完成整个操作过程，否则解码失败，还要报警。

有时国家金库或存放国家重要机密的保险箱柜，其开锁往往要求两人同时在场，并分别用两把不同的钥匙，进行异步操作去打开同一把锁，以达到互相制约，互相监督之目的。并在一些重要场合使用过两把不同的钥匙去开同一把机械弹子挂锁的事例。这样，对第三者的偷窃等于又多设了一道关卡。

本发明的目的在于提供一种集机械密码锁与电子密码锁优势为一体的机电双编码保险锁。并利用其具有可加密和解密的特殊功能，实现二人同时在场异步操作和单人独立操作模式的转换。以适应不同场合的需要。

本发明的目的是以如下方式达到的，构成该种机电双编码保险锁其特征在于包含有机电双编码钥匙、机电双编码保险锁体和电源。

所述机电双编码钥匙之钥匙柄空腔内有一被绝缘材料一次性固化在里面的编码电路。该钥匙柄径向连接有一轴向的圆柱体信号输出装置，该圆柱体信号输出装置外曲面镶有两个导电触头，该二触头分别与钥匙柄内编码电路电源一端和密码输出端相连接。在该圆柱体信号输出装置轴向另一端连接有机械钥匙，其金属体与机电双编码钥匙柄内编码电路电源的另一端相连接。

所述机电双编码保险锁体由机电双编码锁头，机械弹子锁体、机械锁舌、锁栓、曲柄和把手、加密解密控制器，译码电路、单稳延时电路、电磁铁等组成。

所述机电双编码锁头由普通机械弹子锁头和在该锁头轴向匙孔端有机连接的电子密码接收装置组成。电子密码接收装置上有一与该机械弹子锁头之锁芯同轴的密码接收管道，在该密码接收管道轴向与插入该管道之机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置上之导电触头相对应的位置上，装有两个径向弹性触头。当所述机电双编码钥匙插入所述机电双编码锁头时，该两个径向弹性触头可与机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置外曲面的两个导电触头对应接触。同时机械钥匙金属体与锁头金属体对应接触。当将编码电路对应电源端的径向弹性触头引出片和机械锁头金属体接译码电路相应电源端时，译码电路之直流电源便通过机械钥匙金属体和机械锁头金属体的接触及电子密码接收装置上相应径向弹性触头和圆柱体信号输出装置上之对应导电触头的接触，加到机电双编钥匙柄内编码电路相应电源端。于是编码电路输出之密码便通过上述另一个导电触头和径向弹性触头间的接触，而由电子密码接收装置相应径向弹性触头引出片输出。

由所述电子密码接收装置相应径向弹性触头引出片输出之密码，一路经射随器后直接输入译码器IC1，进行译码识别，另一路则经射随器后又经加密解密控制器控制后输入另一个译码器IC2，进行译码识别。经译码识别后分别经一单稳电路和驱动器后去驱动各自的电磁铁。

设计中要求两把机电双编码钥匙之编码互为反码、即假设机电双编码钥匙B1编码为101，则机电双编码钥匙B的编码则为机电双编码钥匙B之编码的反码，即010。而两套译码器之编码则相同，且与上述机电双编码钥匙中其中任意一把钥匙之编码相同，如果将此以反相器为主体的加密解密控制器串入上述任意一个译码器的输入端时，则开锁必须两人同时在场，并分别手持互为反码的机电双编码钥匙进行异步操作才能开锁。如将上述反相器取消，机电双编码钥匙输出之密码直接输入译码器IC1和IC2，则此时只需用其中相应的一把钥匙即可实现单人独立操作。

所述锁栓由圆柱形锁舌、锁舌钢板主体和锁栓主体构成，三者焊接成一体。所述锁栓主体上有导向孔，通过固定于门背面的导向杆控制其只能横向移动。上面有三个金属凸起，平时分别被机械弹子锁体上之机械锁舌和两个电磁铁之衔铁挡住而不能向左移动(开锁方向)。

当按二人同时在场异步操作模式工作时，只需分别插入二把相应密码的机电双编码钥匙，两个电磁铁便分别工作，其衔铁先后向入纸面方向运动(其运动方向标定均以图3(b)为准)，不再挡住锁栓主体上之金属凸起，当旋转机电双编码钥匙时，机械弹子锁体上之机械锁舌亦向入纸面方向运动，亦不再挡住锁柱主体上之金属凸起，这时如果再旋转把手，便通过该把手联动的曲柄和该曲柄端头上焊接的圆柱形拨杆，向逆时针方向转动，推动所述锁舌钢板主体上之长孔左侧边缘，将把手的旋转运动转变为锁栓主体的直线横向运动。推动锁栓向左运动。

当按单人独立操作模式工作时，只需一人将其中一把含有相应电子密码的机电双编码钥匙插入所述机电双编码锁头中，这时两个译码器将同时译码，并获成功，使两个电磁铁同时动作，以后的操作过程与上述二人同时在场异步操作模式相同，不再赘述。

由上述分析可见，机电双编码保险锁与传统机械双编码保险锁(一种是用两把机械钥匙开同一把弹子挂锁，另一种是由一把普通弹子锁和一把拨盘对码锁共同控制的常规保险柜用锁)相比，在防盗性能和操作方式上有其突出的优点。

就单人独立操作方式而言，仅一把形似普通机械钥匙般的机电双编码钥匙，操作如同普通机械钥匙般简单就实现了机械和电子两种密码的同步解码，做到一步到位即达开锁目的。而上述常规机械双编码保险锁解码操作均需分两步实现。

另由于机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置的轴线与其机械钥匙纵向平面中心线不重合，二者有严格的相对位置。否则即使第一种机械编码译码成功(即机械钥匙之槽与机械锁头之槽相吻合)，机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置亦不能插入所述机电双编码锁头之密码接收管道。不但机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置上之触头不能与电子密码接收装置中对应之径向弹性触头相接触而造成电子译码无法实现，而且机械钥匙也不可能完全插入锁芯，机械译码也将失败。另外既使机电双编码钥匙完全插入锁芯，还必须同时在机械位置上确保圆柱体信号输出装置上之触头和电子密码接收装置上之弹性触头按严格对应关系可靠接触，这一苛刻条件，实质也是一种机电一体化设计后而派生出来的新的编码，称之为机电一体化效果编码。由上述分析可见，只有下述四种编码均译码成功：1.机械钥匙之槽与机械锁头之槽相吻合，2.机电一体化效果编码相吻合，3.机械钥匙之齿与机械锁头中弹子高矮相吻合，4.电子密码相吻合，锁才能打开。而电子编码器编码量相当大，又采用了一次性固化技术，破译靠人工当前是无望的。尤其是采用了科学的管理方法(例如将密码之代码以条形码的办法写入用户保修卡，由于此卡平时不用，完全可以将它收藏好，条形码人工识别目前还有困难，既使条形码人工识别已普及(要做到普及并非易事)那也不要紧，还可采用密写技术，将实际密码之代码以密写的办法写入用户保修卡，用户购买配有这类机电双编码锁的保险柜时，一旦发现用户保修卡上之代码已显示出来，则证明已泄密，可以要求更换或不买。如用户需配匙，可带上保修卡去厂家或厂家在各地设置的专营点即可，他们可用专用药液使保修卡中之代码显示出来，并以此代码做为电脑的地址码，将真正的密码从电脑中调出来，便可配匙。配毕后，重新签发新的保修卡即可)与这一先进技术相结合，使该锁保险系数更高，如果泄密也只能是厂家，而且是厂家中负责设密或配匙的人员，侦破也就容易的多了。

图1(a)和1(b)是机电双编码钥匙结构示意图；

图2(a)和2(b)是机电双编码锁头结构示意图；

图3(a)和3(b)是机电双编码保险锁体结构示意图；

图4是机电双编码保险锁电器原理图。

现结合附图，详细说明本发明实施例如下：

由图1可见，本机电双编码保险锁配有二种不同电子密码的机电双编码钥匙B1、B2，设计中要求这二种电子密码互为反码，这二种机电双编码钥匙中的机械钥匙编码是相同的。它由普通机械钥匙6和具有触头的圆柱体信号输出装置3及预先一次性固化有以大规模专用编码IC为主体的编码电路2的钥匙柄1所组成。其中7为编码开关。编码电路的输出接圆柱体信号输出装置上其中一个导电触头4或5，编码电路的正、负电源端则分别接圆柱体信号输出装置上另外一个导电触头5或4和机构钥匙金属体。

由图3可见，机电双编码保险锁体由机电双编码锁头9、机械弹子锁体7、机械锁舌8、电磁铁DZ1、DZ2，电磁铁衔铁X、X、支撑Z、Z曲柄11、锁栓主体12、锁栓13、导向杆14、导向孔15.金属凸起22、23、24，拨杆25，锁舌钢板主体28等组成。

由图2可见，机电双编码锁头9由机械弹子锁头17、与该锁头有机结合的电子密码接收装置18，射随器16、加密解密控制器47和以大规模专用译码IC为主体的译码电路29等组成。

电子密码接收装置18有一密码接收管道19与机械弹子锁头之锁芯30同轴，并在该密码接收管道轴向不同机械位置上有两个径向弹性触头20甲、20乙，当所述机电双编码钥匙插入所述机电双编码锁头时，该二径向弹性触头20甲、20乙能与所述圆柱体信号输出装置上之导电触头4、5分别可靠接触。并用金属片21M和21N由电子密码接收装置侧后方引出。其中对应连接所述编码电路输出端的所述径向弹性触头引出端21N经射随器16后接加密解密控制器47的输入端，加密解密控制器47的输出端接译码电路29的输入端，并由切换开关的状态来决定加密解密控制器47是否串入相应译码电路输入端。另一触头引出端21M及机械弹子锁头17之金属体分别接译码电路的正负电源端。

这样，当机电双编码钥匙B或B，任意一把插入所述机电双编码锁头时，由于一方面机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置上之触头与电子密码接收装置之径向弹性触头20甲、20乙相接触，同时机械钥匙金属体与机械弹子锁头金属体相对接触。因此机电双编码钥匙柄中之编码电路因获得了直流电源而使密码从其输出端输出，经射随器和加密解密控制器后输入译码电路输入端，译码电路的输出经相应电路后去控制负载。

下面结合图1、图3、图4叙述开锁原理：假如机电双编码钥匙B₁之编码为101，而B₂编码为010，而此时译码器IC₁和IC₂的编码均为010。假如双刀双掷这一功能开关K置于1，由图4可见，此时反相器T₂₀被串入译码器IC₂的输入端，这时如果将机电双编码钥匙B₁插入机电双编码锁头中时，(此时B₁首先进行简单机械译码，即看B₁之机械钥匙之槽与机械锁头锁芯之槽是否相吻合)，可以看出，由机电双编码锁头中21N端子输出之密码101，将分别而又同时输入以IC₁、IC₂为主的的译码器进行译码、由于B₁输出之编码为101，经射随器T₁隔离后输入IC₁的编码依然是101，而IC₁编码为010，故IC₁将译码失败。但是当B₁输出之101编码经射随器T₂，又经反相器T₂₀倒相后输入IC₂的编码却刚好为010，与IC₂之编码完全相同，因此IC₂译在码成功，由IC输出一个正脉冲，经T₂₁反相后输入以IC₄组成的单稳电路，触发其翻转，IC₄输出高电平，驱动T₂₂导通，电磁铁DZ₂工作并开始延时，DZ₂之衔铁X₂向入纸面方向运动，不再挡住金属凸起24，但是由于金属凸起22、23、24与锁栓主体12是一体的，仅金属凸起24的阻力解除，锁栓主体12也还是无法左移(开锁方向)。

这时如将钥匙B₁拨出后，再插入钥匙B₂，此时机电双编码锁头中机械锁头之锁芯同样要识别B₂之机械钥匙之槽是否与本锁芯之槽吻合，吻合才能插入，当吻合插入后，由图4可见，B₂之编码010经射随器T₂隔离，T₂₀反相后变成101，IC₂将译码失败。然而B₂之编码010经射随器T₁后输入IC₁的编码仍为010，故IC₁译码获得成功。IC₁输出高电平，经T₁₀反相后，触发IC₃组成的单稳电路、并推动T₁₁导通，同时延时开始，电磁铁DZ₁上作，其衔铁X₁向入纸面方向运动。不再挡住金属凸起23。虽然此时金属凸起23、24的阻力已解除，但是机械弹子锁体7之锁舌8依然挡住金属凸起22左移。此时机电双编码锁头将进行较复杂的机械译码，看B₁和B₁(两者机械编码是相同的)机械钥匙之齿是否与本锁头之弹子高矮相吻合，如果吻合则机电双编码钥匙B₁和B₂可以旋转，带动锁舌8向入纸向方面运动。这时金属凸起22、23、24的阻力全部撤消、只要向入纸面方向压动把手10，便可带动曲柄11和固定于该曲柄端头的拨杆25向反时针方向旋转，并作用于和锁栓主体12一体的锁舌钢板主体28上之长孔26的左侧边缘27，将把手的旋转运动转变为锁栓主体的横向直线运动，推动锁栓主体向左移动，门便打开了。此时，由于IC₄、IC₃组成的单稳设计延时时时间相同，因此电磁铁DZ₂、DZ₁分别顺序释放。但此时由于其衔铁X₂、X₁和机械弹子锁舌8均被金属凸起24、23、22压住，而不能复位，只有把门重新锁上才能靠它们自身各自弹簧的作用使其各自复位。使用中二把钥匙B₁或B₂的操作顺序是任意的，限于篇幅这里不再赘述。

当将功能开关K置于2时由图4可见，由T₂₀组成的反相器不再串入译码器IC₂的输入端，由机电双编码锁头输出之密码将经射随器T₂后直接输入IC₂进行译码，此时，由于机电双编码钥匙B₁之编码为101，故当其插入机电双编码锁头中时，只有机械译码可获得成功，但无济于事。因为电子译码均无法成功、衔铁X₁、X₂依然挡住了金属凸起23、24，阻止锁栓主体左移，锁还是打不开。但当将机电双编码钥匙B₂插入机电双编码锁头时，由于其编码为010，与IC₁、IC₂之编码相同，于是IC₁、IC₂同时译码成功，电磁铁DZ₁、DZ₂将同时工作，其衔铁X₁、X₂对金属凸起23，24的阻力撤消。当旋转钥匙，机械锁舌8将向入纸而方向运动，这时所有阻力全部撒消，只要推动把手，便可将门打开了。

由图4可见，由T₂₀、K、R₂₁组成的反相器串入那一个译码器输入端是无妨的，这里不再赘述。

Claims (5)

1.一种机电双编码保险锁，其特征在于包含有：

机电双编码钥匙和机电双编码保险锁体及电源；

所述机电双编码钥匙、其钥匙柄空腔内一次性固化有以大规模专用编码IC为主体的编码电路，在该钥匙柄径向连接有一轴向的圆柱体信号输出装置，该圆柱体信号输出装置以绝缘材料的主体，并在其轴向外曲面不同机械位置上装有两个导电触头，在该圆柱体信号输出装置轴向另一端连接有相应的机械钥匙；

所述编码电路的输出端连接所述圆柱体信号输出装置上其中一个导电触头，所述编码电路的电源端分别连接所述圆柱体信号输出装置上另一个导电触头和机械钥匙金属体；

所述机电双编码保险锁体，由机电双编码锁头，机械弹子锁体、机械锁舌、锁舌钢板主体、锁栓主体、曲柄和把手、加密解密控制器、译码电路、单稳延时电路、驱动电路、电磁铁等组成；

所述机电双编码锁头由普通机械弹子锁头和在该锁头轴向匙孔端连接的电子密码接收装置组成。电子密码接收装置轴向有一与该机械弹子锁头之锁芯同轴的密码接收管道，在该密码接收管道轴向与插入该管道的机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置上之导电触头相对应的位置上，装有两个径向弹性触头，并用导电片引出；

所述编码电路输出端所接的圆柱体信号输出装置上之导电触头与所述电子密码接收装置上对应接触的径向弹性触头之引出片，一路接所述加密解密控制器的输入端，加密解密控制器的输出端连接所述译码电路输入端，译码电路输出端接单稳延时电路输入端，单稳延时电路输出端接驱动器；另一路则直接连接译码电路输入端，该译码电路输出端接单稳延时电路输入端，该单稳延时电路输出端接驱动器；

所述译码电路输入，通过所述编码电路输出端接的所述机电双编码钥匙圆柱体信号输出装置上的导电触头与所述电子密码接收装置上对应径向弹性触头的接触分别接收来自所述机电双编码钥匙柄内编码电路输出的密码和接收来自加密解密控制器输出的密码。

所述译码电路的电源端、除连接电源外，同时连接所述编码电路相应电源端所接的圆柱体信号输出装置上之导电触头与所述电子密码接收装置上对应接触的径向弹性触头引出片和机械钥匙所对应接触的机械弹子锁头金属体；

所述电源由主电源，辅助电源，主辅电源自动切换电路、自动恒流充电电路和防过充保护电路等组成。

2.根据权利要求1所述之机电双编码保险锁，其特征在于：

所述编码电路所需之直流电源，分别通过所述机电双编码钥匙插入所述机电双编码锁头时，所述圆柱体信号输出装置上连接所述编码电路相应电源端的导电触头和所述电子密码接收装置之对应径向弹性触头的接触及所述机械钥匙金属体与所述机械弹子锁头金属体的接触而直接取自所述译码电路。

3.根据权利要求1所述之机电双编码保险锁，其特征在于：

所述加密解密控制器为一受切换开关控制的反相器，它串联于其中一个译码电路的输入端，控制该反相器的串入与否，可使输入该译码电路和另一译码电路的密码互为反码或同码来实现二人同时在场异步操作，或单人独立操作功能的转换。

4.根据权利要求1所述之机电双编码保险锁，其特征在于：

所述机电双编码钥匙中由电子密码控制的电磁铁衔铁和由机械钥匙控制的机械锁舌共同控制所述锁栓主体的状态。

5.根据权利要求1所述之机电双编码保险锁，其特征在于：

所述主辅电源自动切换电路以大功率开关IC作为切换开关，其开通控制电压由辅助电源侧分压供给，而其关断控制，则由主电源侧供给晶体管正向偏压使其导通，从而将开关IC控制电压箝在其开通电压以下而实现。

所述之主辅电源自动切换电路中所述晶体管其正向偏压电路和所述主电源其输出端二者的连结点与开关IC输出端之间用二极管进行反向隔离。

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