CN112610077A - 一种无线射频识别机械锁具 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种无线射频识别机械锁具。所述无线射频识别机械锁具包括锁芯、无线射频识别码片、屏蔽环，所述锁芯装设于锁体组件的中空腔室内；所述无线射频识别码片设置在所述锁芯的下方，在所述解锁钥匙产生的电磁波的驱动下，产生反馈磁场信号给所述解锁钥匙进行识别及解锁；所述屏蔽环装设于所述锁芯与所述无线射频识别码片之间，屏蔽所述锁体组件及所述锁芯对所述无线射频识别码片的感应磁场的影响。

Description

一种无线射频识别机械锁具
技术领域
本申请涉及电子解锁技术领域，具体涉及一种无线射频识别机械锁具。
背景技术
在变电站防误安全系统领域，机械锁具有着举足轻重的作用。然而由于锁具户外使用环境的多样性，使用场合的复杂性，对机械锁具，尤其是锁具码片识读能力的通用性及可靠性提出了很高的挑战。
现有技术中解锁钥匙对机械锁具码片读码的原理主要为近场RFID(RadioFrequency Identification，无线射频识别)技术，由于解锁钥匙功率及体积限制，并受到变电站复杂电磁场环境影响，近场RFID识读距离有限，常出现机械锁具读码不稳定甚至无法读码的情况。同时金属锁具本身对RFID读码具有影响，导致机械锁具识读可靠性不高，不能正常开锁。
在现有技术中，有将线圈适当外露，增加识读距离的设计，但这种改变通常会增大机械锁具整体尺寸，同时不能对RFID线圈进行良好的防护，存在影响锁具整体外观及户外使用可靠性的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种无线射频识别机械锁具，包括锁芯、无线射频识别码片、屏蔽环，所述锁芯装设于锁体组件的中空腔室内；所述无线射频识别码片设置在所述锁芯的下方，在所述解锁钥匙产生的电磁波的驱动下，产生反馈磁场信号给所述解锁钥匙进行识别及解锁；所述屏蔽环装设于所述锁芯与所述无线射频识别码片之间，屏蔽所述锁体组件及所述锁芯对所述无线射频识别码片的感应磁场的影响。
根据一些实施例，所述无线射频识别机械锁具还包括锁体组件，所述锁体组件包括锁体和锁栓，所述锁体内部具有中空腔室；所述锁栓设置于所述锁体的顶部，所述锁栓的下部装设解锁机构。
根据一些实施例，所述锁体组件、所述锁芯均为金属材质，具有预设的强度和硬度。
根据一些实施例，所述锁体组件还包括防尘盖，所述防尘盖设置于所述锁体的底部，所述防尘盖盖封时对所述锁芯、所述无线射频识别码片、所述屏蔽环进行防护。
根据一些实施例，所述防尘盖为塑胶材质。
根据一些实施例，所述锁芯包括导向台阶，所述导向台阶设置于所述锁芯的底端，所述导向台阶的内侧中空，用于插入导向解锁钥匙。
根据一些实施例，所述无线射频识别码片整体套设于所述导向台阶的外侧，所述屏蔽环套设在所述导向台阶上。
根据一些实施例，所述锁芯还包括解锁凸起，所述解锁凸起设置于所述锁芯的顶端，与所述解锁机构连接，可通过所述解锁机构带动所述锁栓运动进行解锁。
根据一些实施例，所述无线射频识别码片装设于所述中空腔室内。
根据一些实施例，所述无线射频识别码片包括感应线圈和感应芯片，所述感应线圈感应所述解锁钥匙发出的电磁波；所述感应芯片在所述电磁波的驱动下，产生反馈磁场信号给所述解锁钥匙进行识别及开锁。
根据一些实施例，所述屏蔽环套设在所述锁芯与所述无线射频识别码片的轴向空间或径向空间内。
根据一些实施例，所述屏蔽环包括绝缘层和导磁层，所述绝缘层为高分子绝缘材质；所述导磁层设置于所述绝缘层内，所述导磁层为高导磁率材料。
根据一些实施例，所述高导磁导率材料为铁氧体材料。
根据一些实施例，所述无线射频识别码片在所述屏蔽环上的投影，位于所述屏蔽环的有效区域内。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过在机械锁具中装设屏蔽环，避免了电磁波在金属锁体及锁芯中产生涡电流及磁场，从而削弱原磁场，甚至完全抵消原磁场的情况。有效的提高金属机械锁具在无线射频识别读码时的的识读可靠性及识读距离，通过高度集成化设计，使本申请的机械锁具有了更高的兼容性，适用于不同类型的RFID锁具应用场合。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种无线射频识别机械锁具示意图；
图2是本申请实施例提供的一种无线射频识别机械锁具内部结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种无线射频识别机械锁具读码状态示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本申请技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本申请的限制。其只是包含了本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本申请的各种变化获得的其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
图1是本申请实施例提供的一种无线射频识别机械锁具示意图，图2是本申请实施例提供的一种无线射频识别机械锁具内部结构示意图。接合图1和图2来说明无线射频识别机械锁具具体构成。
参见图1，无线射频识别机械锁具包括锁体组件10、锁芯20、无线射频识别码片(RFID码片)30、屏蔽环60(未示出)。
根据一些实施例，参见图2，锁体组件10包括锁体101、锁栓102。锁体101内部具有中空腔室103。锁栓102设置于锁体101的顶部，锁栓102的下部装设解锁机构。
根据一些实施例，参见图2，锁芯20装设于锁体组件10的中空腔室103内。锁芯20包括导向台阶203，导向台阶203设置于所述锁芯的底端。导向台阶的内侧中空，用于插入导向解锁钥匙70。无线射频识别码片(RFID码片)30整体套设于锁芯20的导向台阶203的外侧，在解锁钥匙70产生的电磁波的驱动下，产生反馈磁场信号给解锁钥匙进行识别及解锁。屏蔽环60装设于20锁芯与无线射频识别码片(RFID码片)30之间，套设在锁芯20的导向台阶203上，屏蔽锁体组件10及锁芯20对无线射频识别码片(RFID码片)30的感应磁场的影响。
锁体组件、锁芯均为金属材质，具有预设的强度和硬度。该预设的强度和硬度主要根据锁体耐用度及锁芯20在打开时需要的扭矩大小来确定，强度不小于520MPa，硬度不小于180HB。可选的，强度为530±10MPa，硬度为190±10HB。但并不以此为限。
可选地，如图2所示，锁体组件还包括防尘盖50，设置于锁体101的底部。防尘盖50盖封时对锁芯20、无线射频识别码片(RFID码片)30、屏蔽环60进行防护。
可选地，防尘盖为塑胶材质，但并不以此为限。
根据一些实施例，锁芯20还包括解锁凸起202，解锁凸起202设置于锁芯20的顶端，与锁栓102下部的解锁机构连接，可通过解锁机构带动锁栓102运动进行解锁。
可选地，无线射频识别码片(RFID码片)装设于中空腔室内。在不增大机械锁具尺寸甚至可适当压缩尺寸、不改变机械锁具金属材料的前提下，增加了机械锁具的识读距离及可靠性。
根据一些实施例，如图2所示，无线射频识别码片(RFID码片)30包括感应线圈301和感应芯片302。感应线圈301和感应芯片302整体装设于RFID码片30的塑胶壳体303内，并灌胶密封。用紧固螺钉40穿设于RFID码片30的安装孔，将RFID码片固定在锁体101内部。感应线圈301感应解锁钥匙70发出的电磁波。感应芯片302在电磁波的驱动下，产生反馈磁场信号给解锁钥匙70进行识别及开锁，如图3所示。
屏蔽环60套设在锁芯20与无线射频识别码片(RFID码片)30的轴向空间或径向空间内。增大了感应线圈301与锁芯20的金属表面的间距，降低了杂散电容的影响，从而降低了功率的损耗，间接提升了信号传输功率，增加了信号识读可靠性。
根据一些实施例，屏蔽环60包括绝缘层、导磁层。绝缘层为高分子绝缘材质。导磁层设置于绝缘层内，导磁层为高导磁率材料。该屏蔽环60可以是先制成高磁导率材料环，再用高分子绝缘材料进行裹(涂)覆，或也可以先制成高分子绝缘材质的环体，再将高磁导率材料，即铁氧体材料均匀填充进去，但本申请并不以此为限。
可选地，高导磁导率材料为铁氧体材料，但并不以此为限。
屏蔽环60中的高导磁导率材料，能有效避免金属锁芯导致的涡流效应，降低涡流效果导致的新磁场的影响，从而提高了传输质量。在机械锁具有限尺寸空间下，实现更远的识读距离及更高的读码准确率，避免读码距离及准确度不够而导致的不能正常授权开锁的现象。
无线射频识别码片(RFID码片)30在屏蔽环60上的投影，位于屏蔽环60的中部位置。具体而言，RFID码片30内的感应线圈301在屏蔽环60上的投影，全部位于屏蔽环60的有效区域内。主要是为了更好地发挥屏蔽环60所起的减小金属锁芯20对感应线圈301的干扰作用，以避免涡流对RFID码片30的影响。
与机械锁具配套使用的解锁钥匙70包括发射线圈701、线圈壳体702、解锁杆703及壳体704。
根据一些实施例，发射线圈701装设于线圈壳体702内，线圈壳体702套设在解锁杆703上，并一起装设于解锁钥匙70的壳体704中。
图3是本申请实施例提供的一种无线射频识别机械锁具读码状态示意图。
参见图3，在开锁操作过程中，首先需要进行无线射频识别码片(RFID码片)30进行读码识别。此时解锁钥匙70的解锁杆703插入机械锁具的锁芯20中，并与导向台阶203相应部位配合接触。当解锁钥匙70发出开锁指令后，发射线圈701产生电磁波，电磁波主体传导给机械锁具的RFID码片30，RFID码片30的感应线圈301接收电磁波后，驱动感应芯片302得电工作产生反馈磁场，反馈磁场经发射线圈701识别及处理，进而给出读码结果。如果读码结果识别正确，则解锁钥匙70生成解锁指令，否则，不做响应。当解锁钥匙70生成解锁指令后，操作人员可转动壳体704使解锁杆703带动解锁凸起202转动，解锁凸起202设置于锁芯20的顶端，与锁栓102下部的解锁机构连接，可通过解锁机构带动锁栓102运动进行解锁。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过在机械锁具中装设屏蔽环，避免了电磁波在金属锁体及锁芯中产生涡电流及磁场，从而削弱原磁场，甚至完全抵消原磁场的情况。有效的提高金属机械锁具在无线射频识别读码时的的识读可靠性及识读距离，通过高度集成化设计，使本申请的机械锁具有了更高的兼容性，适用于不同类型的RFID锁具应用场合。
需要说明的是，以上参照附图所描述的每个实施例仅用以说明本申请而非限制本申请的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本申请的精神和范围的前提下对本申请进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本申请的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (14)

1.一种无线射频识别机械锁具，包括：
锁芯，装设于锁体组件的中空腔室内；
无线射频识别码片，设置在所述锁芯的下方，在所述解锁钥匙产生的电磁波的驱动下，产生反馈磁场信号给所述解锁钥匙进行识别及解锁；
屏蔽环，装设于所述锁芯与所述无线射频识别码片之间，屏蔽所述锁体组件及所述锁芯对所述无线射频识别码片的感应磁场的影响。
2.根据权利要求1所述的无线射频识别机械锁具，还包括：
锁体组件，所述锁体组件包括：
锁体，内部具有中空腔室；
锁栓，设置于所述锁体的顶部，所述锁栓的下部装设解锁机构。
3.根据权利要求2所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述锁体组件、所述锁芯均为金属材质，具有预设的强度和硬度。
4.根据权利要求2或3所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述锁体组件还包括：
防尘盖，设置于所述锁体的底部，所述防尘盖盖封时对所述锁芯、所述无线射频识别码片、所述屏蔽环进行防护。
5.根据权利要求4所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述防尘盖为塑胶材质。
6.根据权利要求1所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述锁芯包括：
导向台阶，设置于所述锁芯的底端，所述导向台阶的内侧中空，用于插入导向解锁钥匙。
7.根据权利要求6所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述无线射频识别码片整体套设于所述导向台阶的外侧，所述屏蔽环套设在所述导向台阶上。
8.根据权利要求6或7所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述锁芯还包括：
解锁凸起，设置于所述锁芯的顶端，与所述解锁机构连接，可通过所述解锁机构带动所述锁栓运动进行解锁。
9.根据权利要求1所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述无线射频识别码片装设于所述中空腔室内。
10.根据权利要求1所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述无线射频识别码片包括：
感应线圈，感应所述解锁钥匙发出的电磁波；
感应芯片，在所述电磁波的驱动下，产生反馈磁场信号给所述解锁钥匙进行识别及开锁。
11.根据权利要求1所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述屏蔽环套设在所述锁芯与所述无线射频识别码片的轴向空间或径向空间内。
12.根据权利要求1所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述屏蔽环包括：
绝缘层，为高分子绝缘材质；
导磁层，设置于所述绝缘层内，所述导磁层为高导磁率材料。
13.根据权利要求12所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述高导磁导率材料为铁氧体材料。
14.根据权利要求1所述的无线射频识别机械锁具，其中，所述无线射频识别码片在所述屏蔽环上的投影，位于所述屏蔽环的有效区域内。
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李广录: "《简述电场、磁场、电磁场的屏蔽原理及屏蔽要点》", 《广播电视信息（下半月刊）》 *

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