CN105024445A - 带备用系统的电子锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子锁领域技术，尤其是指带备用系统的电子锁。所述的带备用系统的电子锁包括输入模块、控制模块、驱动模块、电源模块、自检模块和备用模块；其中备用模块主要包括机械锁筒体、主弹子、机械锁锁芯、机械锁钥匙孔、弹子触点、充电线圈铁芯、充电线圈、弹子滑道、放电线圈、放电线圈铁芯、备用电路板、蓄电电容、充电信号线和放电信号线。所述的充电线圈、放电线圈和蓄电电容可以在电子锁正常和故障的时候控制主弹子的位置，使能或者禁止备用模块。与现有技术相比，本发明使用了备用系统，在系统正常时机械锁芯无法使用，并且不会额外耗电，保证门禁系统安全性和低功耗，当系统故障时可以使用机械锁芯，保证门禁系统可靠性。

Description

带备用系统的电子锁

技术领域

本发明涉及电子锁领域技术，尤其是指一种带备用系统的电子锁。

背景技术

相比于传统的机械锁，电子锁由于技术性开锁难度大，使用更加方便，逐渐受到了消费者的认可，并且随着电子技术的发展成熟，电子锁的功能日趋完善，这加快了电子锁的普及。

但是门锁作为门禁系统的一部分，一旦出现故障，意味着此路不通，因此门锁对稳定性有着极高的要求，传统的机械锁由于技术成熟，结构相对简单，而且一般使用纯机械结构，因此可以满足稳定性要求。电子锁由于内部使用了大量的电子元器件，包括可编程控制器，并且电子锁需要稳定的电源供电，这都限制了系统的整体可靠性。为此不少人提出了相关的解决方案，发明专利200910207385.8公开了一种机械锁、密码锁备用开启机构，其在原有锁具的基础上增加了一个机械组合密码锁和机械叶片锁作为备用开启机构，纯机械结构确实提高了整体的可靠性，虽然其用商标和宣传贴纸覆盖了钥匙孔，提高隐蔽性，但是这种开启手段的存在不可避免的大幅降低了门禁系统的安全性。实用新型专利200620040025.5和200620040026.X公开了两种备用开锁电源装置，在门禁系统断电的情况下，分别以非接触式和接触式手段从外侧给门禁系统供电，以完成开锁操作。这种手段对于有专人管理的酒店门锁是合理的，但是对于家庭来说，要求人在进不去室内的情况下拿到一个供电系统，显然这个过程过于繁琐，不适合推广。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提出一种在系统故障、断电时依然能够有效开门，并且保持电子锁安全性，低功耗特点的电子锁。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：带备用系统的电子锁，包括输入模块、控制模块、驱动模块、电源模块、自检模块和备用模块。其中备用模块包括机械锁筒体、主弹子、机械锁锁芯、机械锁钥匙孔、下弹子、弹子触点、弹子触点接口A、弹子触点接口B、上弹子、弹子弹簧、充电线圈接口A、充电线圈接口B、充电线圈铁芯、充电线圈、弹子滑道、放电线圈、放电线圈铁芯、放电线圈接口A、放电线圈接口B、备用电路板、蓄电电容、充电信号线和放电信号线。所述的主弹子位于弹子滑道中，弹子滑道内径大于主弹子外径，主弹子可以在滑道中左右移动，弹子滑道两端分别有放电线圈铁芯和充电线圈铁芯，放电线圈绕在所述的放电线圈铁芯外侧，充电线圈绕在所述的充电线圈铁芯外侧。所述的备用电路板通过充电信号线和放电信号线和控制模块连接，弹子触点接口A与弹子触点接口B和所述的控制模块连接。

所述的充电线圈通过充电线圈接口A和充电线圈接口B和备用电路板连接，所述的放电线圈通过放电线圈接口A和放电线圈接口B和备用电路板连接，蓄电电容位于备用电路板上。

电子锁开始初始化的时候，所述的控制模块会通过充电信号线和放电信号线给备用电路板发送两个低电平信号，此时所述的备用电路板通过放电线圈对蓄电电容进行放电，当电流经过放电线圈时，放电线圈和放电线圈铁芯产生磁场，将主弹子吸引到放电线圈铁芯一侧，此时主弹子全部位于机械锁锁芯内，只要有正确的钥匙进入机械钥匙孔，使所有的下弹子和上弹子位于正确的位置，机械锁锁芯即可旋转开锁，该过程为备用模块启用过程，之后备用模块处于启用状态。

如果电子锁存在故障，无法完成初始化操作，则主弹子将停留在锁芯内，允许用户使用机械钥匙开门，保证门锁可以被正常开启。

电子锁初始化完成的时候，所述的控制模块会通过启用信号线和放电信号线给备用电路板发送两个高电平信号，此时所述的备用电路板通过充电线圈对蓄电电容进行充电，当电流经过充电线圈时，充电线圈和充电线圈铁芯产生磁场，将主弹子吸引到充电线圈铁芯一侧，此时主弹子一端位于机械锁筒体，一端位于机械锁锁芯，不管是否有钥匙进入，机械锁锁芯都无法旋转开锁，电子锁只能通过正常的电子手段开启，保证安全性。当所述的蓄电电容电压满足要求，自动停止充电，此时控制模块充电信号线输出低电平，放电信号线输出高电平，断开充电电路和放电电路，电子锁正常运行，备用电路板不再耗电，该过程为备用模块关闭过程，之后备用模块处于备用状态。

所述的弹子触点胶粘于机械锁筒体上，距离机械钥匙孔出口最近的第一个上弹子向上移动时，即有钥匙进入机械钥匙孔，则弹子触点将被触动，平时弹子触点处于断开状态，弹子触点被触碰，弹子触点接口A和弹子触点接口B短接。当电子锁正常工作时，弹子触点被触动，则判断为有人尝试通过备用模块开锁，此时不管钥匙是否正确，由于主弹子的作用，均无法完成开锁，而且发出报警声音提醒。

所述的输入模块用于接受用户输入的开锁信息，其选择有多种，可以是指纹扫描电路用于获取用户指纹，可以是数字键盘用于让用户输入密码，可以是IC卡感应电路，用于感应用户的IC卡。

当输入模块获取到用户的开锁信息，控制模块将对其进行判断，如果开锁信息正确，则控制驱动模块，执行开门操作。

控制模块内部有硬件看门狗，当控制模块死机，不能按时完成喂狗操作时，看门狗将给控制模块发送复位信号，使其复位重新初始化，并且如上文所述的启用备用模块，控制模块初始化完成时，备用模块进入备用状态，保证设备正常运行。

自检模块用于检测输入模块和驱动模块状态，当自检模块检测到输入模块或者驱动模块故障并将信息传输给控制模块时，控制模块将通过放电信号线给备用电路板发送低电平，开始备用模块启动过程，允许用户使用机械钥匙通过备用模块开门。

电源模块对为电子锁提供稳定的电源，使系统正常工作，当电子锁由于用户没有及时更换电池造成电池耗尽，系统掉电，备用信号线的电平变低，则自动开始备用模块启动过程，通过蓄电电容中的蓄电，启用备用模块，允许用户使用机械钥匙通过备用模块开门。

电源模块、驱动模块和输入模块在市面上已经有成熟的现成模块，这些都保证了本发明实施方式的可行性。

本发明在现有电子锁的基础上增加了备用模块，电子锁正常启动的时候对蓄电电容进行一次性充电，之后备用模块进入备用状态，不会进行额外耗电，此时如果使用机械钥匙，不仅不能开锁，还会触发警报；当电子锁发生故障或者电源耗尽，则备用模块释放出蓄电电容中的能量，启用备用模块，此时用户可以通过机械钥匙开门，保证门禁系统能够正常工作。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明中备用模块的电路图。

图3为本发明中机械锁锁芯的剖视图。

图4为本发明中图3沿A-A的剖视图。

图中：1-输入模块，2-控制模块，3-驱动模块，4-电源模块，5-自检模块，6-备用模块，7-机械锁筒体，8-主弹子，9-机械锁锁芯，10-机械锁钥匙孔，11-下弹子，12-弹子触点，13-弹子触点接口A，14-弹子触点接口B，15-上弹子，16-弹子弹簧，17-充电线圈接口A，18-充电线圈接口B，19-充电线圈铁芯，20-充电线圈，21-弹子滑道，22-放电线圈，23-放电线圈铁芯，24-放电线圈接口A，25-放电线圈接口B，26-备用电路板，27-蓄电电容，28-充电信号线，29-放电信号线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明由输入模块1、控制模块2、驱动模块3、电源模块4、自检模块5、备用模块6组成。输入模块1为数字键盘，用于让用户输入密码，驱动电路3用于接受控制模块2的指令，完成开锁操作，电源模块4为整个电子锁系统的各个模块提供稳定的电源，自检模块5用于检测驱动模块3的运行状态，当控制模块2发出开锁指令，而驱动模块3却无动作的时候，则向控制模块2反馈系统出现故障。

如图2所示，当系统复位，开始初始化、自检模块5检测到系统出现故障或者电源耗尽，供电模块4无法提供电源是，充电信号线28和放电信号线29输出低电平，此时放电电路导通，充电电路断开，蓄电电容27通过放电线圈22放电，当电流经过放电线圈22时，放电线圈22和放电线圈铁芯23产生磁场，将主弹子8吸到放电线圈铁芯23一侧，此时主弹子8位于机械锁锁芯9中，只要有正确的钥匙进入机械钥匙孔10，使所有的下弹子11和上弹子15位于正确的位置，机械锁锁芯即9可旋转开锁。

当系统初始化完成，电子锁开始正常工作时，充电信号线28和放电信号线29输出高电平，此时放电电路断开，充电电路导通，蓄电电容通过充电线圈20进行充电，电流经过充电线圈20时，充电线圈20和充电线圈铁芯19产生磁场，将主弹子8吸引到充电线圈19一侧，此时主弹子8一端位于机械锁锁芯9中，一端位于机械锁筒体7中，不管是否有钥匙进入，机械锁锁芯9都无法旋转开锁，电子锁只能通过输入模块1输入正确的密码开启，保证安全性。当蓄电电容27的电压达到一定程度，充电电路断开，此时充电信号线28输出低电平，备用模块进入稳定状态，不产生电耗。

如图3所示，离机械钥匙孔10最近的上弹子15上方有一个弹子触点12，弹子触点12通过弹子触点接口A13和弹子触点接口B14和控制模块2连接，该弹子触点12正常为断开，当有钥匙进入机械钥匙孔10，下弹子11和上弹子15上移，触动弹子触点12，此时弹子触点12闭合，当电子锁正常工作时弹子触点12被触动，则判断为有人企图通过备用模块开锁，电子锁将发出报警声音。

如图4所示，主弹子8位于机械锁锁芯9和机械锁筒体7组成的弹子滑道21中，并且主弹子8的外径小于弹子滑道21的内径，主弹子8可以左右滑动。当电子锁正常工作时，主弹子8位于充电线圈铁芯19一侧，此时机械锁锁芯9由于主弹子8的阻碍无法旋转，即使插入正确的机械钥匙也无法进行开锁，保证电子锁的安全性。

当电子锁系统异常，电子锁部分无法正常开锁时，主弹子8位于放电线圈23一侧，此时主弹子8完全位于机械锁锁芯9内，不会阻碍机械锁锁芯旋转，只要插入的机械钥匙正确，使得所有的下弹子11和上弹子15位于正确的位置，即可开锁，保证电子锁的可靠性。

Claims (3)

1.带备用系统的电子锁，其特征在于：由输入模块、控制模块、驱动模块、电源模块、自检模块和备用模块；其中备用模块包括机械锁筒体、主弹子、机械锁锁芯、机械锁钥匙孔、下弹子、弹子触点、弹子触点接口A、弹子触点接口B、上弹子、弹子弹簧、充电线圈接口A、充电线圈接口B、充电线圈铁芯、充电线圈、弹子滑道、放电线圈、放电线圈铁芯、放电线圈接口A、放电线圈接口B、备用电路板、蓄电电容、充电信号线和放电信号线；所述的主弹子位于所述的弹子滑道中，所述的弹子滑道内径大于所述的主弹子外径，所述的主弹子可以在所述的弹子滑道中左右移动，所述的弹子滑道两端分别有放电线圈铁芯和充电线圈铁芯，放电线圈绕在所述的放电线圈铁芯外侧，充电线圈绕在所述的充电线圈铁芯外侧；所述的备用电路板通过充电信号线与放电信号线和控制模块连接，弹子触点接口A和弹子触点接口B和所述的控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的带备用系统的电子锁，其特征在于：所述的充电线圈通过充电线圈接口A与充电线圈接口B和备用电路板连接，所述的放电线圈通过放电线圈接口A与放电线圈接口B和备用电路板连接，蓄电电容位于备用电路板上。

3.根据权利要求1所述的带备用系统的电子锁，其特征在于：所述的弹子触点胶粘于所述的机械锁筒体上，距离所述的机械钥匙孔出口最近的第一个上弹子向上移动时，即有钥匙进入所述的机械钥匙孔，则所述的弹子触点将被触动，平时弹子触点处于断开状态，当所述的弹子触点被触动，弹子触点接口A和弹子触点接口B短接。