CN104389462B - 一种具有较高匙密率的防盗电子锁 - Google Patents
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Abstract
一种具有较高匙密率的防盗电子锁，它由锁体和钥匙组成；所述锁体包括壳体、锁芯和启闭部分；所述锁芯套接于壳体的内部，所述锁芯为圆柱体结构，其一端面上设有插接座和凹槽，另一端与启闭部分固接；所述凹槽围绕插接座的外壁设置；所述锁芯内部还设有电磁控制接收电路板和电磁启闭机构；所述电磁控制接收电路板与插接座上的插座触点电连接，另一端与电磁启闭机构电连接。本发明结构简单，操作便捷，与传统锁具相比具有较高的安全性、防盗性和可追溯性。其锁具内部封装微型电路，可通过采用微电脑逻辑控制开锁。而且，每把锁具都具有全球唯一编号，能够有效的避免误开锁的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种锁具，特别是一种具有电子识别功能和较高钥密率的电子锁，属于锁具技术领域。
背景技术
锁具作为人们生活中不可或缺的物品，其作用是保护人们的个人财物，以防止个人财物丢失和被盗。然而，由于传统锁具大部分为机械式结构，存在锁孔外露、容易被人为填塞钥匙孔、进而损坏锁具的缺陷。而且，因锁芯弹子与钥匙为机械硬性摩擦配合，所以极易造成锁芯弹子的磨损，从而降低了锁具的可靠性及寿命。另外，由于机械式锁具的匙密率低，钥匙配伍容易重复，致使其防盗性能较差，且一旦钥匙丢失，为防止发生隐患，只能将锁具重新更换，费用大、安全性低、使用极为不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作便捷，且具有较高防盗性和可追溯性的具有较高匙密率的防盗电子锁。
本发明所述问题是通过以下技术方案解决的：
一种具有较高匙密率的防盗电子锁，它由锁体和钥匙组成；所述锁体包括壳体、锁芯和启闭部分；所述锁芯套接于壳体的内部，所述锁芯为圆柱体结构，其一端面上设有插接座和凹槽，另一端与启闭部分固接；所述凹槽围绕插接座的外壁设置；所述锁芯内部还设有电磁控制接收电路板和电磁启闭机构；所述电磁控制接收电路板与插接座上的插座触点电连接，另一端与电磁启闭机构电连接。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，所述电磁启闭机构包括线圈、复位永磁体和磁性弹子；所述线圈设置在铁芯底部，并绕磁性弹子缠绕，与其构成电磁铁结构；所述复位永磁体位于磁性弹子的一端，且相对端极性相同，所述磁性弹子的另一端穿过锁芯，卡接于锁体壳体上的卡槽中。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，所述电磁控制接收电路板包括锁体CPU、第一三极管和线圈;所述锁体CPU的第7管脚与第一三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极接地，集电极与线圈的一端连接，所述线圈的另一端接电源端VDD；所述插接座与锁体CPU的第8和第9管脚连接。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，所述钥匙由钥匙外壳、插接头、钥匙柱和电磁控制发射电路组成；所述钥匙柱一端设有与凹槽相配合的凸起，另一端与钥匙外壳固定；所述插接头固定在钥匙柱设有凸起的端面上，所述插接头上设有插头触点，所述插头触点的一端与插座触点相配合，另一端与电磁控制发射电路电连接；所述电磁控制发射电路包括控制开关、钥匙CPU、数据存储芯片、USB端口、电源控制部分和复位开关；所述控制开关、USB端口和复位开关均设置在钥匙外壳上；所述控制开关一端接地，另一端与钥匙CPU的PAO端连接；所述数据存储芯片的第CS、MISO、MOSI和SCK端分别与钥匙CPU的PA2、PA3、PA4和PA5端连接；所述电源控制部分与钥匙CPU的VDD-1和CHAR端连接；所述USB端口的VBus端与第三三极管的基极和电源控制部分并联，D-和D+端分别与钥匙CPU的PA11和PA12端连接，GND和Shield端接地；所述复位开关的一端与钥匙CPU的NRST端连接，另一端与钥匙CPU的接地；所述插接头与钥匙CPU的PB6、PB7和BOOTO端连接。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，所述电源控制部分包括电源管理芯片，蓄电池和稳压电源芯片；所述电源管理芯片的VCC端与USB端口的VBus端连接，GND和PROG端接地，BAT端与蓄电池的正极连接，CHRG端与钥匙CPU的CHAR端连接，所述电源管理芯片的BAT端与CHRG端之间并联有电阻；所述稳压电源芯片的VCC端和EN端均与蓄电池的正极连接，OUTPUT端与钥匙CPU的VDD-1端连接，GND端与蓄电池的负极并联后接地。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，增设LED灯，所述LED灯的阳极与电源VCC端连接，阴极与第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的基极与钥匙CPU的PB3端连接，集电极接地。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，所述启闭部分包括锁紧柱，锁栓和螺栓；所述锁紧柱为一端开口的中空结构，其内壁上设有内螺纹，并与锁栓的底端连接；所述锁栓通过螺栓紧固在锁紧柱上；所述螺栓与锁紧柱为螺纹连接。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，所述插座触点和插头触点均为四个设置,分别为两个电源端和两个数据信号端。
上述具有较高匙密率的防盗电子锁，增设挡片，所述挡片为圆形，其一端与锁体壳体铰接，并覆盖在锁头面板上方。
本发明中锁体的锁芯是通过电磁吸力控制弹子的移动，使其完成锁芯的开启或关闭动作，与机械式弹子锁芯相比，避免了弹子与钥匙之间的硬性摩擦，从而减少了磨损，延长了弹子的使用寿命。为进一步增强锁具的安全性，本发明并未按传统方式在锁体上设置钥匙孔，而是通过钥匙上的插头触点与锁体上的插座触点相配合，实现锁体的开启或关闭。这种开锁方式及整体封闭式的结构，有效地增强了锁体的安全性问题，提高了锁体的防盗性能，且避免了人为堵塞钥匙孔及撬锁等情况的发生。
本发明中钥匙和锁体内分别设置有电磁控制发射电路和电磁控制接收电路板，能够自动识别钥匙，防止传统一把钥匙开几把锁的情况。而且，锁具内部设置的钥匙CPU可存储1000把电子锁的编号及对应密码，只有密码无误才可使电子钥匙开启与之对应的电子锁。另外，锁体与钥匙对应关系也可以任意配置，使开锁更为严密，实现没有秘钥任何人无法开锁，从而有效地保护使用者的个人财产。
本发明结构简单，操作便捷，具有较高的安全性和防盗性，而且，其匙密率之高几乎达到没有重复的状态，保证了锁具的独一性，防止误开锁的情况发生。
附图说明
图1为本发明锁体的锁闭示意图；
图2为本发明锁体的开启示意图；
图3为图1的K向示意图；
图4为本发明钥匙结构示意图；
图5为电磁控制发射电路与电磁控制接收电路板原理图。
图中各标号清单为：1.锁体壳体、2.锁芯、3.磁性弹子、4.复位永磁体、5.插接座、6.插座触点、7.卡槽、8.锁紧柱、9.锁栓、10.螺栓、11.电磁控制接收电路板、12.凹槽、13.档片、14.线圈、15.USB端口、16.钥匙外壳、17.钥匙柱、18.插接头、19.凸起、20.插头触点、U1.锁体CPU、U2.数据存储芯片、U3.电源管理芯片、U4.稳压电源芯片、U5.钥匙CPU、Q1.第一三极管、Q2.第二三极管、Q3.第三三极管、D.LED灯、R.电阻、K1.控制开关、K2、复位开关、E.蓄电池。
具体实施方式
参看图1、2、3和图4所示，本发明由锁体和钥匙组成；其中，锁体包括壳体1、锁芯2和启闭部分。所述锁芯2套接于壳体1的内部，使其可在磁性弹子离开卡槽时，在壳体1内部轴向旋转，从而带动固定在锁芯下端的启闭部分开启或关闭。所述锁芯2为圆柱体结构，其上端面上设有插接座5和凹槽12；所述凹槽12围绕插接座5的外壁设置，它与钥匙柱上的凸起19相配合，用于锁体在旋转打开时，给钥匙提供一个反向作用力；所述锁芯内部还设有电磁控制接收电路板11和电磁启闭机构；所述电磁控制接收电路板11与插接座5上的插座触点6电连接，另一端与电磁启闭机构电连接。所述插接座5上的4个插座触点6分别为电源端和数据信号端，所述插接头18上设有与插座触点6配合的插头触点20；其中数据信号是用于传输锁体与钥匙间的密码，从而判断是否可以打开锁体。
本发明锁芯2中的电磁启闭机构包括线圈14、复位永磁体4和磁性弹子3；所述线圈14设置在铁芯2底部，并缠绕在磁性弹子3上，与其构成电磁铁结构，即线圈14通电后，将磁性弹子向左吸合，磁性弹子离开卡槽7，这时锁具为开启状态；反之，当线圈断电后，线圈14不再吸合磁性弹子，磁性弹子重回卡槽，锁具呈关闭状态。另外，为了增强磁性弹子的复位性能，本发明设置了复位永磁体4，利用磁铁同性相斥的原理，有效地提高了磁性弹子3的复位功能；所述复位磁铁4位于磁性弹子3的一端，它与磁性弹子3磁性配合，且相对端极性相同，所述磁性弹子3的另一端穿过锁芯2，卡接于锁体壳体1上的卡槽7中。另外，本发明中所述的启闭部分，是用于将门或窗锁闭的部件，它包括锁紧柱8，锁栓9和螺栓10；所述锁紧柱8为一端开口的中空结构，其内壁上设有内螺纹，所述锁栓9通过螺栓10紧固在锁紧柱8上；所述螺栓10与锁紧柱8为螺纹连接。
本发明中所述的钥匙由钥匙外壳16、插接头18、钥匙柱17和电磁控制发射电路组成；所述钥匙柱一端设有凸起19，另一端与钥匙外壳16固定；所述插接头18固定在钥匙柱17设有凸起19的端面上，所述插接头18上设有插头触点20，所述插头触点的20一端与插座触点6相配合，另一端与电磁控制发射电路电连接。所述插头触点和插座触点的材质最优选为铜制品。
另外，为了增强本发明的安全性和对锁芯的保护，防止因在外力的作用下而造成的锁芯损坏问题，特在锁体上增设挡片13，所述挡片13为圆形，其一端与锁体壳体1铰接，并覆盖在插接座5上方。
参看图5所示，本发明中所述电磁控制接收电路板包括锁体CPU、第一三极管Q1和线圈14;所述锁体CPU的第7管脚与第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的发射极接地，集电极与线圈14的一端连接，所述线圈14的另一端接电源端VDD；所述插接座5与锁体CPU的第8和第9管脚连接。
当插接座5接收到插接头18传输的信号后，经第一三极管传输到锁体CPU，通过锁体CPU判断传输来的密码是否是属于本锁体的，若为本锁体的密码，则控制电磁启闭机构开启；若不是该锁体的密码，则不控制电磁启闭机构开启。另外，锁体CPU还可以记录开锁次数、时间及开锁的钥匙编号，能够有效地起到记录每一次开锁的时间和开锁的钥匙编号，使其在出现问题后，可提供依据，真正的提高安全性和权责性，实现谁开门谁负责的目的
本发明中的电磁控制发射电路包括控制开关K1、钥匙CPU、数据存储芯片U2、USB端口15、电源控制部分和复位开关K2；所述控制开关K1、USB端口15和复位开关K2均设置在钥匙外壳上；所述控制开关K1一端接地，另一端与钥匙CPU的PAO端连接，用于控制该电路的开闭；所述数据存储芯片U2的第CS、MISO、MOSI和SCK端分别与钥匙CPU的PA2、PA3、PA4和PA5端连接，用于储存密码；所述电源控制部分与钥匙CPU的VDD-1和CHAR端连接，用于为该电路提供电源；所述USB端口15的VBus端与第三三极管Q3的基极和电源控制部分并联，D-和D+端分别与钥匙CPU的PA11和PA12端连接，GND和Shield端接地，所述USB端口用于为蓄电池E充电和与电脑连接，它与电脑连接后可对钥匙CPU及数据存储芯片内的数据作相应的更改设置；所述复位开关K2的一端与钥匙CPU的NRST端连接，另一端与钥匙CPU的接地。所述插接头18与钥匙CPU的PB6、PB7和BOOTO端连接。
所述电源控制部分包括电源管理芯片U3，蓄电池E和稳压电源芯片U4；所述电源管理芯片U3的VCC端与USB端口15的VBus端连接，GND和PROG端接地，BAT端与蓄电池E的正极连接，CHRG端与钥匙CPU的CHAR端连接，所述电源管理芯片U3的BAT端与CHRG端之间并联有电阻R；所述稳压电源芯片U4的VCC端和EN端均与蓄电池E的正极连接，OUTPUT端与钥匙CPU的VDD-1端连接，GND端与蓄电池E的负极并联后接地。另外，为了便于操作，本发明特增设LED灯D，用于给使用者提供指示。所述LED灯D的阳极与电源VCC端连接，阴极与第二三极管Q2的发射极连接，所述第二三极管Q2的基极与钥匙CPU的PB3端连接，集电极接地。
本发明使用时，首先对锁体及钥匙进行设置，使锁体及钥匙上的密码相对应，若锁体和钥匙上的密码不对应的话，则钥匙无法开启锁具。开锁时，先按住钥匙上的控制开关K1，待钥匙上的LED灯亮后，再将钥匙上的插接头对准插入到锁体上的插接座上，再次按控制开关K1后，旋转钥匙即可打开锁体。但是，若钥匙上LED灯闪烁，则说明钥匙与锁体之间为非正常连接，即锁体无法打开，需重新调整钥匙与锁具间的插接状态或检查钥匙是否为该锁体的对应钥匙。
另外，传统锁具经常在因钥匙丢失后，出于安全考虑常需更换锁具，使用极为不便，本发明则有效地解决了该问题。在钥匙丢失后，无需更换锁具，只需通过将锁内保存的电子钥匙信息更改，重新设置电子锁和钥匙密码后，丢失的钥匙便不能在开启原锁，从而成为废品。为用户省去了更换锁具的麻烦及费用。
Claims (8)
1.一种具有较高匙密率的防盗电子锁，它由锁体和钥匙组成；其特征在于：所述锁体包括壳体（1）、锁芯（2）和启闭部分；所述锁芯（2）套接于壳体（1）的内部，所述锁芯（2）为圆柱体结构，其一端面上设有插接座（5）和凹槽（12），另一端与启闭部分固接；所述凹槽（12）围绕插接座（5）的外壁设置；所述锁芯内部设有电磁控制接收电路板（11）和电磁启闭机构；所述电磁控制接收电路板（11）与插接座（5）上的铜柱触点（6）电连接，另一端与电磁启闭机构电连接；
所述电磁启闭机构包括线圈(14)、复位永磁体(4)和磁性弹子(3)；所述线圈(14)设置在锁芯（2）底部，并绕磁性弹子(3)缠绕，与其构成电磁铁结构；所述复位永磁体(4)位于磁性弹子(3)的一端，且相对端极性相同，所述磁性弹子(3)的另一端穿过锁芯(2)，卡接于锁体壳体(1)上的卡槽(7)中。
2.根据权利要求1所述的具有较高匙密率的防盗电子锁，其特征在于：所述电磁控制接收电路板包括锁体CPU(U1)、第一三极管(Q1)和线圈(14);所述锁体CPU(U1)的第7管脚与第一三极管(Q1)的基极连接；所述第一三极管(Q1)的发射极接地，集电极与线圈(14)的一端连接，所述线圈（14）的另一端接电源端VDD；所述插接座（5）与锁体CPU(U1)的第8和第9管脚连接。
3.根据权利要求2所述的具有较高匙密率的防盗电子锁，其特征在于：所述钥匙由钥匙外壳(16)、插接头（18）、钥匙柱（17）和电磁控制发射电路组成；所述钥匙柱（17）一端设有与凹槽（12）相配合的凸起（19），另一端与钥匙外壳（16）固定；所述插接头（18）固定在钥匙柱（17）设有凸起（19）的端面上，所述插接头（18）上的铜柱触点（6）与电磁控制发射电路连接；所述电磁控制发射电路包括控制开关（K1）、钥匙CPU(U5)、数据存储芯片（U2）、USB端口（15）、电源控制部分和复位开关（K2）；所述控制开关（K1）、USB端口（15）和复位开关（K2）均设置在钥匙外壳上；所述控制开关（K1）一端接地，另一端与钥匙CPU（U5）的PAO端连接；所述数据存储芯片（U2）的CS、MISO、MOSI和SCK端分别与钥匙CPU（U5）的PA2至PA5端连接；所述电源控制部分与钥匙CPU(U5)的VDD-1和CHAR端连接；所述USB端口(15)的VBus端与第三三极管(Q3)的基极和电源控制部分并联，电源端分别与钥匙CPU(U5)的电源端连接，GND和Shield端接地；所述复位开关(K2)的一端与钥匙CPU(U5)的NRST端连接，另一端接地；所述插接头（18）与钥匙CPU（U5）的PB6、PB7和BOOTO端连接。
4.根据权利要求3所述的具有较高匙密率的防盗电子锁，其特征在于：所述启闭部分包括锁紧柱（8），锁栓（9）和螺栓（10）；所述锁紧柱（8）为一端开口的中空结构，其内壁上设有内螺纹，并与锁芯（2）的底端连接；所述锁栓（9）通过螺栓（10）紧固在锁紧柱（8）上；所述螺栓（10）与锁紧柱（8）为螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的具有较高匙密率的防盗电子锁，其特征在于：增设LED灯（D），所述LED灯（D）的阳极与电源VCC端连接，阴极与第二三极管（Q2）的发射极连接，所述第二三极管（Q2）的基极与钥匙CPU（U5）的PB3端连接，集电极接地。
6.根据权利要求5所述的具有较高匙密率的防盗电子锁，其特征在于：所述电源控制部分包括电源管理芯片(U3)，蓄电池（E）和稳压电源芯片(U4)；所述电源管理芯片(U3)的VCC端与USB端口(15)的VBus端连接，GND和PROG端接地，BAT端与蓄电池(E)的正极连接，CHRG端与钥匙CPU（U5）的CHAR端连接，所述电源管理芯片（U3）的BAT端与CHRG端之间并联有电阻(R)；所述稳压电源芯片（U4）的VCC端和EN端均与蓄电池（E）的正极连接，OUTPUT端与钥匙CPU（U5）的VDD-1端连接，GND端与蓄电池（E）的负极并联后接地。
7.根据权利要求6所述的具有较高匙密率的防盗电子锁，其特征在于：所述插接头（18）和插接座（5）上的铜柱触点（6）均为两个电源端、两个信号设端置。
8.根据权利要求7所述的具有较高匙密率的防盗电子锁，其特征在于：增设挡片（13），所述挡片（13）为圆形结构，其一端与锁体壳体（1）铰接，并覆盖在插接座（5）上方。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An anti-theft electronic lock with a high key rate Granted publication date: 20161005 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Baoding Gaokai District Branch Pledgor: BAODING CITY SHUOCHENG TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980007254 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |