CN107305708A - 智能钥匙 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能钥匙，包括上壳体、下壳体、内解锁机构、外解锁机构、显示屏、按键部件及内置电路，上壳体与下壳体枢接，内解锁机构包括解锁头、支架和解锁控制装置，解锁头固定在支架的顶端，支架的下段位于下壳体的内部，上段伸出至下壳体的外侧，解锁控制装置设置在支架的内腔中，解闭锁控制装置与内置电路电连接；外解锁机构位于上壳体的顶部，用于以非接触式闭锁或打开待操作锁具，外解锁机构与上壳体包围形成封闭结构，上壳体的内部有一空腔，上壳体与下壳体闭合时能够将解锁头藏于空腔内；显示屏和按键部件安装在下壳体上，内置电路位于上壳体和下壳体的内腔中。其具有工作效率高、工作范围广、可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明属于电力系统对设备进行闭锁管理的技术领域，尤其涉及一种智能钥匙。
背景技术
为了防止发生人为操作事故，变电站、发电厂中普遍使用微机防误闭锁系统对运行设备进行闭锁，使用闭锁锁具目的是防止人为的误操作，闭锁锁具与钥匙之间有采用接触式连接方式的，也有采用非接触式连接方式的，虽然相比传统的机械锁具与机械钥匙在技术上有了很大的进步，但随着电力设备的发展，单一的闭锁方式已难以满足需要。另外，对于包含机械式解锁头的电子钥匙，其解锁头往往暴露在外，容易磨损、损坏。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种智能钥匙，集合了机械解锁方式和非接触式解锁方式，能够根据待操作锁具的功能特点有选择的采用机械接触式或非接触式连接进行电气解闭锁动作，提高了智能钥匙的可靠性和安全性，降低了故障率，扩展了智能钥匙的工作效率和范围。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种智能钥匙，用于闭锁或打开待操作锁具，所述智能钥匙包括上壳体、下壳体、内解锁机构、外解锁机构、显示屏、按键部件及内置电路；
所述上壳体与所述下壳体枢转连接；
所述内解锁机构用于以机械方式闭锁或打开待操作锁具，所述内解锁机构包括解锁头、支架和解锁控制装置，所述解锁头固定在所述支架的顶端，所述支架的下段位于所述下壳体的内部，所述支架的上段伸出至所述下壳体的外侧，所述解锁控制装置设置在所述支架的内腔中，所述解闭锁控制装置与所述内置电路电连接；
所述外解锁机构位于所述上壳体的顶部，用于以非接触式闭锁或打开待操作锁具，所述外解锁机构与所述上壳体密封连接形成所述上壳体的内腔，所述上壳体的内部还开设有一空腔，所述上壳体与所述下壳体闭合时能够将所述解锁头藏于所述空腔内；
所述显示屏和所述按键部件安装在所述下壳体上，所述内置电路位于所述上壳体和所述下壳体的内腔中。
在其中一个实施例中，所述内置电路包括：
电子按键，所述电子按键与所述按键部件连接，所述电子按键用于接收用户对所述按键部件的操作信息；
控制电路，用于接收待操作锁具的身份识别信息并进行逻辑判断和识别，并作出是否执行解锁的指令；
无线供电模块，用于给待操作锁具供电，所述无线供电模块与所述控制电路电连接，所述控制电路能够指令所述无线供电模块为待操作锁具提供电源；
双向无线通信模块，所述双向无线通信模块与所述控制电路电连接，所述双向无线通信模块用于所述控制电路与待操作锁具进行数据交互，所述双向无线通信模块能够将待操作锁具的身份识别信息发给所述控制电路，并将所述控制电路输出的解锁指令发送给待操作锁具；以及
主机通信模块，所述主机通信模块与所述控制电路电连接，所述主机通信模块用于所述控制电路与主机进行数据交互，所述控制电路能够通过所述主机通信模块上报给主机待操作锁具的身份识别信息，并接收所述主机的授权操作信息。
在其中一个实施例中，所述控制电路还包括：
微处理器MCU，所述微处理器MCU与所述电子按键连接，用于接收所述电子按键的操作信息信号并进行逻辑判断和识别；
存储器，所述存储器与所述微处理器MCU电连接；
所述微处理器MCU和所述显示屏连接，用于将用户操作过程中的提示信息及操作结果信息通过所述显示屏进行显示。
在其中一个实施例中，所述按键部件包括至少一个塑胶按键，所述电子按键为触压式电子开关，所述塑料按键的底面与所述电子按键连接，所述塑料按键用于启动所述电子按键。
在其中一个实施例中，所述内置电路还包括接近检测模块，所述接近检测模块位于所述外解锁机构的内端部，所述接近检测模块与所述控制电路电连接，所述接近检测模块用于检测所述智能钥匙是否卡入锁具。
在其中一个实施例中，所述无线供电模块包括无线供电发射电路和无线供电发射线圈，所述无线供电发射电路与所述控制电路电连接，所述无线供电发射线圈位于所述外解锁机构的内部，所述无线供电发射线圈与所述无线供电发射电路电连接。
在其中一个实施例中，所述智能钥匙还包括位于所述无线供电发射线圈的中部的磁芯。
在其中一个实施例中，所述解锁头的顶部设置有六个非等高的圆形台阶面，所述解锁控制装置为螺线管，所述支架为纵向设置的杆状结构件。
在其中一个实施例中，所述支架的外周中部的台阶面上设置有用于读取外界锁具信息的读码头，且所述读码头位于所述下壳体的内腔的顶部。
在其中一个实施例中，所述外解锁机构设置有用于与待操作锁具相连的卡扣。
本发明的有益效果是：
本发明的智能钥匙，集合了机械解锁方式和非接触式解锁方式，能够根据待操作锁具的功能特点有选择的采用机械接触式或非接触式连接进行电气解闭锁动作，提高了智能钥匙的可靠性和安全性，降低了故障率，扩展了智能钥匙的工作效率和范围，用户可以根据实际设备情况选择合适的解闭锁方式，极大方便了日常操作和智能钥匙的管理；上下壳体闭合时，可以有效保护内解锁机构，保证了内解锁机构的可靠性，延长智能钥匙的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例的智能钥匙的外形结构示意图；
图2为本发明一实施例的智能钥匙的内置电路框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的智能钥匙进行进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1和图2，本发明一实施例的智能钥匙100包括上壳体101、下壳体102、内解锁机构103、外解锁机构104、显示屏105、按键部件106及内置电路。上壳体101与下壳体102枢转连接，图1中上壳体101与下壳体102通过枢轴107连接，上壳体101可绕枢轴107自由转动。
显示屏105和按键部件106安装在下壳体102上，内置电路位于上壳体101和下壳体102的内腔中。
本实施例中，内解锁机构103用于以机械方式闭锁或打开待操作锁具，内解锁机构103包括解锁头、支架和解锁控制装置。解锁头固定在支架的顶端，支架的下段位于下壳体102的内部，支架的上段伸出至下壳体102的外侧，图1中支架的上段伸出至下壳体102的外部上侧。
解锁控制装置设置在所述支架的内腔中，解闭锁控制装置与内置电路电连接。解锁控制装置可为一种螺线管，螺线管内部包括一个能够伸缩的螺线管铁心，当需要解锁的时候，螺线管铁心向下移动。
外解锁机构104位于上壳体101的顶部，外解锁机构104用于以非接触式闭锁或打开待操作锁具，外解锁机构104与上壳体101包围形成封闭结构，即外解锁机构104与上壳体101密封连接。该密封结构可作为上壳体101的内腔。当然，上壳体101的内腔也可独立设置于上壳体101的内部。上壳体101的内部还开设有一空腔，上壳体101的空腔与上壳体101的内腔不连通。上壳体101与下壳体102闭合时能够将所述解锁头藏于所述空腔内。亦即上壳体101与下壳体102闭合时能够包围或密封内解锁机构103的露出下壳体102的部分。上壳体101与下壳体102闭合时，可以保护内解锁机构103，保证了内解锁机构103的可靠性，延长其使用寿命。
作为一种可优选方式，解锁头的顶部设置有六个非等高的圆形台阶面，所述解锁控制装置为螺线管，所述支架为纵向设置的杆状结构件。六个非等高的圆形台阶面是指六个圆形台阶面的高度均不相同或六个圆形台阶面的高度中至少两个圆形台阶面的高度不相同。较佳地，所述支架的外周中部的台阶面上设置有用于读取外界锁具信息的读码头，且所述读码头位于下壳体102的内腔的顶部。
内解锁机构103内下面安装有一个螺旋管，与该智能钥匙配套的锁具内有一个锁芯，该锁芯由一个锁芯壳、六个锁销等组成，内解锁机构103内的螺线管铁心如果不向下移动，那么内解锁机构103就不能转动开锁，锁具下面于锁芯处可设置有一个锁具识别码，该识别码的信息可以被智能钥匙100的读码头读取。
当使用内解锁机构103解锁时，解锁头的顶部与锁销的钥匙连接面连接，六个非等高的圆形台阶面与六个锁销分别连接，解锁头将六个锁销推动到不同的纵向高度位置。
如图2所示，内置电路包括电子按键、控制电路108、无线供电模块110、双向无线通信模块111和主机通信模块112。
电子按键与按键部件106连接，电子按键用于接收用户对按键部件106的操作信息。本实施例中，按键部件106包括有一个以上的按键。优选地，按键部件106包括至少一个塑胶按键，电子按键可为触压式电子开关，塑料按键的底面与电子按键连接，塑料按键用于启动电子按键。
控制电路108用于接收待操作锁具的身份识别信息并进行逻辑判断和识别，并作出是否执行解锁的指令。无线供电模块110用于给待操作锁具提供能量(供电)，无线供电模块110与控制电路108电连接，控制电路108指令无线供电模块110为待操作锁具提供电源。
本实施例中，无线供电模块110包括无线供电发射电路和无线供电发射线圈。无线供电发射电路与控制电路108电连接，无线供电发射线圈位于外解锁机构104的内部，无线供电发射线圈与无线供电发射电路电连接。智能钥匙还包括位于所述无线供电发射线圈的中部的磁芯。
优选地，外解锁机构104设置有用于与待操作锁具相连的卡扣。当外解锁机构104贴近锁具，能够通过卡扣卡住锁具，从而保证无线供电发射线圈与锁具接收线圈的几何中心对准，控制电路108指令开启无线供电模块110开始无线供电。
双向无线通信模块111与控制电路108电连接，双向无线通信模块111用于控制电路108与待操作锁具进行数据交互，双向无线通信模块111将待操作锁具的身份识别信息发给控制电路108，并将控制电路108输出的解锁指令发送给待操作锁具。
主机通信模块112与控制电路108电连接，主机通信模块112用于控制电路108与主机进行数据交互，控制电路108通过主机通信模块112上报给主机待操作锁具的身份识别信息，并接收所述主机的授权操作信息。
本实施例中，智能钥匙可通过无线供电模块110给锁具提供能量，并通过双向无线通信模块111获取待操作锁具的身份识别码，智能钥匙获取锁具身份识别码后通过主机通信模块112向电力五防智能主机申请授权操作，获取授权后，智能钥匙方可依据授权信息对目标锁具进行解锁操作，解锁完成后锁具上报解锁结果给智能钥匙。
在其它实施例中，内置电路还可包括接近检测模块113。接近检测模块113位于外解锁机构104的内端部，接近检测模块113与控制电路108电连接，接近检测模块113用于检测智能钥匙是否卡入锁具。
作为一种可优选方式，控制电路108还包括微处理器MCU和存储器，微处理器MCU与所述电子按键连接，接收所述电子按键的操作信息信号并进行逻辑判断和识别。存储器与微处理器MCU电连接；微处理器MCU和显示屏105连接，将用户操作过程中的提示信息及操作结果信息通过显示屏105进行显示。
以上实施例的智能钥匙与待操作锁具采用机械方式解锁时，首先将上壳体101、下壳体102打开，使得内解锁机构103露出，当智能钥匙插入锁具后，显示屏105上会显示解锁提示，用户根据提示对设备进行解锁操作，操作结果会保存到控制电路108的存储器中；智能钥匙上的显示屏105显示按键选择需要进行的操作，操作人员依据提示转动智能钥匙开锁，控制电路108通过微处理器MCU会自动判断该解锁操作是否成功，将结果反馈主机并存储到控制电路108的存储器内。
以上实施例的智能钥匙与待操作锁具采用非接触式连接进行电气解锁时，将上壳体101与下壳体102闭合，使智能钥匙的外解锁机构104贴近锁具，智能钥匙启动无线供电模块110，通过无线供电线圈给锁具供电，然后通过双向无线通信模块111获取待操作锁具的身份识别码，显示屏105上会显示解锁提示，用户根据提示对设备进行解锁操作，控制电路108通过微处理器MCU会自动判断该解锁操作是否成功，将结果反馈主机并存储到控制电路108的存储器中。
以上各实施例的智能钥匙，集合了机械解锁方式和非接触式解锁方式，能够根据待操作锁具的功能特点有选择的采用机械接触式或非接触式连接进行电气解闭锁动作，提高了智能钥匙的可靠性和安全性，降低了故障率，扩展了智能钥匙的工作效率和范围，用户可以根据实际设备情况选择合适的解闭锁方式，极大方便了日常操作和智能钥匙的管理；上壳体101与下壳体102闭合时，可以有效保护内解锁机构，保证了内解锁机构103的可靠性，延长智能钥匙100的使用寿命。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能钥匙，用于闭锁或打开待操作锁具，其特征在于，包括上壳体(101)、下壳体(102)、内解锁机构(103)、外解锁机构(104)、显示屏(105)、按键部件(106)及内置电路；
所述上壳体(101)与所述下壳体(102)枢转连接；
所述内解锁机构(103)用于以机械方式闭锁或打开待操作锁具，所述内解锁机构(103)包括解锁头、支架和解锁控制装置，所述解锁头固定在所述支架的顶端，所述支架的下段位于所述下壳体(102)的内部，所述支架的上段伸出至所述下壳体(102)的外侧，所述解锁控制装置设置在所述支架的内腔中，所述解闭锁控制装置与所述内置电路电连接；
所述外解锁机构(104)位于所述上壳体(101)的顶部，用于以非接触式闭锁或打开待操作锁具，所述外解锁机构(104)与所述上壳体(101)密封连接形成所述上壳体(101)的内腔，所述上壳体(101)的内部还开设有一空腔，所述上壳体(101)与所述下壳体(102)闭合时能够将所述解锁头藏于所述空腔内；
所述显示屏(105)和所述按键部件(106)安装在所述下壳体(102)上，所述内置电路位于所述上壳体(101)和所述下壳体(102)的内腔中。
2.根据权利要求1所述的智能钥匙，其特征在于，所述内置电路包括：
电子按键，所述电子按键与所述按键部件(106)连接，所述电子按键用于接收用户对所述按键部件(106)的操作信息；
控制电路(108)，用于接收待操作锁具的身份识别信息并进行逻辑判断和识别，并作出是否执行解锁的指令；
无线供电模块(110)，用于给待操作锁具供电，所述无线供电模块(110)与所述控制电路(108)电连接，所述控制电路(108)能够指令所述无线供电模块(110)为待操作锁具提供电源；
双向无线通信模块(111)，所述双向无线通信模块(111)与所述控制电路(108)电连接，所述双向无线通信模块(111)用于所述控制电路(108)与待操作锁具进行数据交互，所述双向无线通信模块(111)能够将待操作锁具的身份识别信息发给所述控制电路(108)，并将所述控制电路(108)输出的解锁指令发送给待操作锁具；以及
主机通信模块(112)，所述主机通信模块(112)与所述控制电路(108)电连接，所述主机通信模块(112)用于所述控制电路(108)与主机进行数据交互，所述控制电路(108)能够通过所述主机通信模块(112)上报给主机待操作锁具的身份识别信息，并接收所述主机的授权操作信息。
3.根据权利要求2所述的智能钥匙，其特征在于，所述控制电路(108)还包括：
微处理器MCU，所述微处理器MCU与所述电子按键连接，用于接收所述电子按键的操作信息信号并进行逻辑判断和识别；
存储器，所述存储器与所述微处理器MCU电连接；
所述微处理器MCU和所述显示屏(105)连接，用于将用户操作过程中的提示信息及操作结果信息通过所述显示屏(105)进行显示。
4.根据权利要求2所述的智能钥匙，其特征在于，所述按键部件(106)包括至少一个塑胶按键，所述电子按键为触压式电子开关，所述塑料按键的底面与所述电子按键连接，所述塑料按键用于启动所述电子按键。
5.根据权利要求2-4任一项所述的智能钥匙，其特征在于，所述内置电路还包括接近检测模块(113)，所述接近检测模块(113)位于所述外解锁机构(104)的内端部，所述接近检测模块(113)与所述控制电路(108)电连接，所述接近检测模块(113)用于检测所述智能钥匙是否卡入锁具。
6.根据权利要求2-4任一项所述的智能钥匙，其特征在于，所述无线供电模块(110)包括无线供电发射电路和无线供电发射线圈，所述无线供电发射电路与所述控制电路(108)电连接，所述无线供电发射线圈位于所述外解锁机构(104)的内部，所述无线供电发射线圈与所述无线供电发射电路电连接。
7.根据权利要求6所述的智能钥匙，其特征在于，所述智能钥匙还包括位于所述无线供电发射线圈的中部的磁芯。
8.根据权利要求1-4任一项所述的智能钥匙，其特征在于，所述解锁头的顶部设置有六个非等高的圆形台阶面，所述解锁控制装置为螺线管，所述支架为纵向设置的杆状结构件。
9.根据权利要求8所述的智能钥匙，其特征在于，所述支架的外周中部的台阶面上设置有用于读取外界锁具信息的读码头，且所述读码头位于所述下壳体(102)的内腔的顶部。
10.根据权利要求1-4任一项所述的智能钥匙，其特征在于，所述外解锁机构(104)设置有用于与待操作锁具相连的卡扣。
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