CN1136835A - 电子组合锁 - Google Patents

Abstract

自供电电子组合锁的用户转动外层拨号盘(101)使发电机产生能量，存放在电容器组中。然后，用户再转动内层拨号盘(102)使微处理器顺序显示数字的组合码，并按压内层拨号盘(102)选择某个被显示的数字。微控制器通过接收来自放在和内层拨号盘整体转动的磁化盘附近的Wiegand传感器的信号确定内层拨号盘运动的方向和程度，并因此控制在LCD显示器上的数字显示。当微控制器确定已经输入一个正确的组合码时，激活电机(201)，电机驱动电机凸轮(205)，直接作用在锁控制杆(213)上，因此该锁控制杆被咬合整体连接内层拨号盘的驱动凸轮(218)，允许内层拨号盘缩回锁的插销。

Description

电子组合锁

本发明涉及电子组合锁。更准确地说，本发明涉及这样一种电子组合锁，在这种锁中，一组机械元件和由计算机实现的处理过程提供了范围广泛的特征。

各种锁的设计在技术上是已知的。常规的锁在设计上是纯机械式的。然而，随着可靠的集成电路和微处理器的发展，更加尖端和可操作的锁装置已经成为可能的。但即使是现有的尖端电子锁设计也未能提供许多合乎需要的特征。

合乎需要的特征包括自供电的能力，使得当电源或电池失效时仍能进行正确的操作。虽然某些自供电锁在技术上是已知的，但其设计仍然会导致这样的可能性：自充电功能可能会干扰组合输入功能。

另外，希望这些锁能防止窜改和破坏。还希望能减少锁中元件的数目，以便提高简单性和促进可靠性。已知的锁没有充分地减少元件的数目，例如在用于固定组合拨号盘的部件中，或者在用于直接作用在插销的联动装置上的机制中。通常，已知的锁装置所带的齿轮都过于复杂并且容易失效。

还希望能避免发生这样的情况：用户输入了正确的组合码，因此使插销缩回，但由于某些原因使该锁无人照看，因此，某个其他的非法人员可能打开该锁。因此希望在合法的人员输入正确的组合码后离开时，能防止非法的人员打开该锁。

同样，尤其是对于只具备有限的电源存储能力的自供电的锁装置来说，希望能保证：即使没有足够的功率正确地操作该锁，也应该有足够的能源来防止任何人打开该锁。然而，常规的锁都忽视了这些特征。

在自供电的锁装置中，尤其希望能使用非常省电的部件。在常规的锁装置中，最耗电的部件是自动检测组合拨号盘的移动和转动状态的传感器。常规的锁装置设计忽视了在这方面中减少不必要的电源消耗的特征。

还希望能提供这样一种组合功能锁：在某个人输入了不正确的组合码之后，将使得该用户更难以把锁打开。该特征是基于这样的前提：非法人员(或快速拨号机)在不知道正确组合码的情况下企图打开该锁时，将首先输入几个不正确的组合码。然而，常规的锁装置设计并没有实现这一合乎需要的特征，该特征是基于非法用户打开该锁的明显企图，应该使该用户更难以打开该锁。

所以，常规的锁设计人员忽视了许多特征和特征的组合，这些特征将提供一种多功能的、方便的、防止窜改的、可靠的和有效供电的电子组合锁。本发明正是为了满足这些需求引发的。

本发明提供了各种特征，这些特征克服了已知的锁装置(包括电子组合锁)的极限性。

根据本发明的第一方面，提供了一种双拨号盘装置，包括通过转动产生电力的第一拨号盘，以及转动产生代表拨号位置的数字的第二拨号盘。做为一个附加的特征，第二拨号盘可以被按压，输入所选择的显示数字做为组合输入。

因此，本发明提供一个对组合锁的控制装置，该装置包括识别组合码、并且当电源被提供时，允许开锁的装置，为识别装置存储并提供电源的装置，一个从锁的外面可接触到的第一控制结构，用户可移动该控制结构以便为存储装置提供电源，以及一个从锁的外面也能接触到的第二控制结构，用户可独立于第一控制结构对其移动，以确定组合码。

根据本发明的第二方面，提供保持第一和第二拨号盘的装置，该装置既能支撑拨号盘，又能固定拨号盘的部件，使得组合锁可防止窜改。

因此，本发明提供一种装置，至少能支承和保持一个组合锁上能从外部接触的可转动拨号盘。该装置包括支持结构、可转动拨号盘和整体支承/保持部件，该部件附加在第一个支撑结构或拨号盘上，包括一个弹夹，插在第二个支持结构或拨号盘中的某个槽中，使得在不发生看得见的损坏时，该弹夹不可能从其和槽的接合中移动。

根据本发明的第三方面内容，一个电机驱动的凸轮直接作用在锁控制杆上，因此，该锁的插销被锁的拨号盘机械地拉动。

因此，本发明还在锁中提供一了种装置，包括一个电机、直接响应电机转动的电机凸轮、可拉出和缩回锁里的插销和一个锁控制杆，该控制杆可有效地连接到插销上，并直接和电机凸轮接触，直接响应该电机凸轮，使之能移动进出“接合”位置，在该位置上，插销可从锁中拉出或缩回。

根据本发明第四方面的内容，在输入正确的组合码之后提供一个超时周期。如果插销在超时期间没有缩回，本发明就不让其回，直到又一次输入了一个正确的组合码。

因此，本发明在锁中进一步提供了一种装置，包括能从锁中拉出或缩回的插销，输入组合码的装置和一个控制器。控制器包括将输入的组合码和至少一个正确的组合码进行比较并确定其是否匹配的装置，在确定匹配之后形成时间窗口的装置，以及使得插销只能在时间窗口期间缩回的装置。

本发明的第五方面提供了锁中电源电压的监控模式。例如，如果有足够的电源操作锁装置，监控特征防止对该锁进行操作的企图。最好是采用一种灵活的方式来实现这种监控，使用程序化的微控制器，例如带有微处理器CPU的一种微控制器。

因此，本发明也提供了一种自供电的锁装置，包括能从锁中拉出和缩回的插销，以及响应正确组合码的输入、使插销能缩回锁中的装置。使能装置有一个“接合”位置，在该位置中，插销能缩回锁里，还有一个“非接合”位置，在该位置上，插销不能缩回锁里。该锁还有用于存储能量以操作锁的某些部件的装置、监控存储装置的能量水平的装置、以及响应监控装置，当被监控的能量水平低于某个给定的能量阈值时，防止使能装置从其“非接合”位置移动到其“接合”位置的装置。给定的能量阈值大于或等于在某个预定的时间周期之后将使能装置由其“接合”位置移到“非接合”位置所需的能量数量。

根据本发明的第六方面内容，使用无源磁传感器来自动检测拨号盘的移动情况，并结合其它的电路，确定拨号盘移动的方向。

因此，本发明进一步提供了一种自供电的锁装置，包括一个能从锁的外部接触、使用户能选择某个输入的组合码的可移动拨号盘，产生和存储能量的装置，随拨号盘的移动而移动的磁化元件，对应磁化元件放置的Wiegand传感器，用于产生表示磁化元件移动状态的信号，以及由存储装置中的能量供电的控制器，用于解释Wiegand传感器的信号并控制该锁装置的操作。

根据本发明第七方面的内容，在进行了给定数目的连续输入之后，又出现了不正确的组合码时，输入“锁定状态”，在这种状态下，锁不能被打开，即使输入了一个正确的组合码。用“越权”(override)组合码来结束锁定状态。

因此，本发明提供了能在下面方式下工作的组合锁：(1)正常方式，在这种方式下，至少一个第一组合码允许该锁被打开；(2)锁定方式，在该方式中，至少一个第二组合码允许该锁被打开，其中，至少一个第一组合码不同于至少一个第二组合码。该锁包括接收输入组合码的装置，将输入组合码和至少一个第一组合码进行比较的装置，对不能匹配有效的第一组合码的连续输入的组合码数目计数的装置，以及这样的装置：当计数装置确定已经出现连续输入不正确的组合码的给定阈值数目时，响应计数装置，将锁的操作方式改为越权(override)方式。

根据本发明另一方面，用于锁的不同部件的DC操作的电源存储器是互相独立的，使得对某个给定功能的可用电源功率是可监控的，因此，有选择的可监控功率损耗可以控制锁的操作。

根据本发明的另一个方面，数据被串行地从处理器中送到组合码显示器，以使最大限度地减少通过安全容器门的路径数目。

根据本发明的另一方面内容，枢轴杆和超程弹簧配备开关，检测插销位置和被按动以选择组合数码的拨号盘的位置，最大限度地减少对开关盒的损坏。

对于那些熟悉这一技术的人来说，只要结合附图阅读下面的“实施本发明的最好方式”一节，就能了解本发明的其它目的、特征和优点。

通过参考附图阅读下面的实施本发明的最好方式，就能更好地理解本发明，在这些附图中，相同的参考数字自始至终表示相同的元件，在这些附图中：

图1是根据本发明最佳实施方式拨号盘组件的部件分解透视图。

图2是根据本发明最佳实施方式锁机构的部件分解透视图。

图3A是一个电路图，说明用于产生电平、传感电平和用在电子组合锁的实施方式中的其它信号的电路的最佳实施方式。

图3B简单地说明了一个中央处理器(CPU)，该处理器从旋转拨号盘接收旋转信息以及有关电平的其它信息，并且控制显示器和电机凸轮，因此以电子的方式控制电子组合锁实施例的操作。

图4表示最佳驱动凸轮218(图2)，给出了其中的细节。

图5是锁控制杆213(图2)的放大视图，图5A和5B表示在接合和非接合(锁)位置中，电机凸轮205的相对方位。

图6是一个流程图，表示最佳电子组合锁的单用户操作。

图7是对图6的流程图作补充说明的一个流程图，表示当用户已经输入了给定的若干不正确的组合码时输入“锁定”状态的情况。

图8简单地说明了图1中的各种元件，不要求相同的规格，以说明本发明的防窜改特征。

在描述图中所示的本发明最佳实施方式的过程中，为明了起见，使用了特定的术语。然而，本发明并不打算局限于所选择的特定术语，而应该这样理解：每个特定的元件包括所有的技术等同物，它们以相同的方式操作、实现同样的目的。例如，术语“较高的”、“较低的”、“上面”、“下面”、“顺时针”、“逆时针”等等都用来说明附图所示的最佳实施方式，但不能因此而被解释为是对本规格说明书后面的权利要求书的限制。

图1采用部件分解透视图的方式说明了根据本发明的一个最佳拨号盘装置。

拨号环107容纳并支撑拨号盘装置的元件。外层拨号盘101集中地位于与环的顶端，并由三个轴承(表示为元件105A、105B和105C)所支撑。轴承(在这里统称为元件105)固定在外层拨号盘101底部的一个环形槽(图1中没有表示)中。轴承105带有固定夹片，这可以是簧片，图1中能看到其中的一个，表示为元件155A。轴承105首先被固定在拨号环107中，外层拨号盘101迅速闭合到位。当外层拨号盘迅速闭合到位时，轴承固定在外层拨号盘底部的环形槽中，通过固定夹片155A的动作迅速闭合到位。图8更详细地说明了该装置的细节。

因此，在外层拨号盘被迅速闭合到位之后，锁机制不容易被破坏，因为拨号盘被其轴承所固定。拨号盘被安装在轴承上之后，若某个人强行移动拨号盘，则轴承和拨号盘的损坏将会被看到，留下了企图进入或故意破坏的证据。

本发明还提供了一个或多个发电机104A和104B，这些发电机被紧固在拨号环107上。发电机104A和104B带有各自的圆形齿轮154A和154B。齿轮154A和154B边缘上的齿和外层拨号盘101底部上的环形齿轮(图中没有表示)结合。

在操作过程中，当外层拨号盘101被转动时，在其环形齿轮上的齿带动齿轮154A和154B，使得各自的发电机104A和104B产生交流电(AC)。正如后面将更详细介绍的那样，发电机将电送到一组能量存储装置中，为那些需要电力才能工作的电子锁部件提供电源。这些部件包括，例如中央处理器(以下称为“CPU”)、液晶显示器(以下称为“LCD”)和有关的电路，将结合图3A和3B加以描述。

拨号盘装置还带有一个内层拨号盘102。在装配过程中，拨号盘轴承106被固定在拨号环107。当内层拨号盘102迅速闭合到位时，拨号盘轴承106也迅速闭合到内层拨号盘下边的一个环形槽中(图中没有表示)。弹簧103可以是圆柱形的压缩弹簧，促使内层拨号盘102离开拨号环。

和上述的轴承105固定外层拨号盘101的方式一样，拨号盘轴承106也把内层拨号盘102固定在拨号盘装置的位置上。因为拨号盘轴承106最好是用合金材料制造的，例如DELRINTM，因此，轴承和内层拨号盘装置是防窜改的，假定某个人企图强行移动内部拨号盘或破坏该设备的这个部件。该装置的细节将在后面的图8中介绍。

装配之后，内层拨号盘102和外层拨号盘101为同轴排列，并且两者都可旋转地位于拨号环107的顶部。

在操作过程中，拨号盘101和102在其各自的轴承上可自由旋转。正如后面将更详细介绍的，旋转外层拨号盘产生交流电源，然后经调整再对一组电容充电。电容存储电力以便操作电子线路，并且转动凸轮就能让锁装置打开和重锁。另一方面，旋转内层拨号盘，就能使CPU在LCD显示一个数码，并且由用户对着弹簧103的压力按下，这样就能选择被显示的某个特定数码；内层拨号盘也用于机械式地缩回锁的杆销。

在图1中，LCD显示位于窗口108的后面，印刷线路板在位置110上。在随着内层拨号盘旋转的元件、印刷线路板和LCD显示器之间，以及外层拨号盘和电容组之间都提供了适当的接口。元件的物理和电互连不是本发明的中心，很容易由熟悉这一技术的人加以实现，因此将不作进一步的讨论。

现在参考图2，这是最佳锁机制的部件分解透视图。锁盒214支撑、容纳并保护锁机制的各种元件。

驱动凸轮218在整体上和内层拨号盘102(图1)连接在一起，例如通过某种六角形棒109(如图1所示)。因此，在典型的实施例中，拨号环107(图1)的下边物理上正对着锁盒214(图2)的下边，因此提从了拨号装置对锁机制的一种直接连接。图1和图2的部件分解透视图仅仅是为解释方便，在装配时，图1和图2应该在相反方向上旋转90度才能看出其方位。

再参考图2，驱动凸轮218可旋转地位于轴承衬219的上端。弹簧220和凸轮弹簧固定轴衬221直接位于驱动凸轮218的上面。凸轮弹簧固定轴衬221由支架223固定在位，而支架223就直接装在驱动凸轮上面。在驱动凸轮218和凸轮弹簧固定轴衬221之间捕抓凸轮弹簧220。支架223在锁盒214中的安装位置使得凸轮弹簧被压并保持驱动凸轮对着硬板轴承衬219。

通过套在其共同旋转轴上的六角形导杆109，驱动凸轮218整个随个着内层拨号盘102(图1)旋转。体现在CPU中的方法(后面介绍)结合内层拨号盘对驱动凸轮的转动，实际上控制了锁机制的操作。

在“锁”位置时，插销215从锁盒214中的槽214S中伸出，但当在其“非锁”位置时，插销缩回锁盒214。插销215带有制动球216和制动弹簧217，产生向上推动插销的力。在被锁位置上，这种向上推动的作用结合插销底部上有角度的锥口孔(看不见)的边的角度，将向上的力转换为插销运动方向上的纵向力。有角度的锥口孔上的这种力使插销停在其完全伸展的位置上。

插销215的位置实际上由锁控制杆213的纵向位置和角方位所控制。锁控制杆绕着由孔213H所定义的旋转轴转动。控制杆螺丝224通过孔213H固定在左端附近的插销215中的螺丝孔中。控制杆螺丝224保证控制杆213和插销215能一起纵向移动。

锁控制杆213在逆时针方向上(如图2所示)由控制杆弹簧212推动，将控制杆213的直接键部件213K推向驱动凸轮218。虽然图2中没有表示，驱动凸轮218中有槽218SL(图4所示)，当驱动凸轮位于适当的位置时，该槽能将键咬住，如下面所述。

锁控制杆213带着槽213SL，该槽接收滑链211的第一端。滑链211对着槽213SL的一端伸出小键211K，该键可咬合驱动凸轮218上的带子218T。另外，压缩弹簧225咬住滑链211，使之保持在离开电机凸轮205的“静止”位置上。咬合托架204的223支撑和定位锁装置中的其它各种元件。

磁转子202带有一个轴，该轴与驱动凸轮218的轴并行。磁转子杆209沿着磁转子202的轴定位，在其较低端有一个齿轮咬合装置，和位于驱动凸轮218顶上的齿轮218G咬合。磁转子杆209穿过托架223中的孔，这样就能在托架上转动。

提供第一和第二传感器开关203A和203B。

第一传感器开关203A位于咬合托架223上的位置223A。当内层拨号盘被推动时，开关203A进行检测。更具体地说，开关203A直接检测驱动凸轮218的向上运动状况(如图2所示)，驱动凸轮整体地连接内层拨号盘102。开关203A将表示按下内层拨号盘的信号提供给CPU，如图313所示。

同理，第二传感器开关203B在托架204的位置204B上。当插销215缩回锁盒的非锁位置时，传感器开关203B进行检测。开关203B也如图3B所示的那样，将信号提供给CPU。

开关203A和203B通过枢轴杆和开关弹簧(为简明起见，图中没有表示)固定在各自的托架223和204上。每个枢轴杆固定在各自托架204和223中两个小孔的右孔中(如图2所示)。开关弹簧，最好为“U”型，固定在两个孔中的左孔中(如图2所示)。开关弹簧将枢轴杆保持在位，并且在接收到超过移动距离的条件后将开关推回其原始位置。这种安装装置在开关达到其最大移动限度时，允许开关绕着枢轴旋转。这样就能防止开关的损坏。

插销电机201带有一个轮轴，该轮轴穿过咬合托架204。从插销电机轮轴中伸出来的是电机凸轮205。在CPU(图3B)的控制下，插销电机使电机凸轮205在锁控制杆213的空洞213C中咬合或松开锁控制杆213。凸轮就在该空洞中，在滑链211端点的外面。

由于电机凸轮205的最大部分向上并向右转动(如图2所示)，造成锁控制杆213顺时针转入其松开(锁位)位置，离开驱动凸轮218。反之，当电机凸轮205旋转离开该位置到其“咬合位置(见图5A)时，锁控制杆213在控制杆弹簧212(图2)的推动下，允许其转向驱动凸轮218。

为补充说明起见，图2中还给出了一个重锁器207，由重锁铆钉208可旋转地固定在咬合托架204上。重锁弹簧206顺时针方向推动重锁器元件207(如图2所示)。重锁器元件207实际作用独立于图2中大多数其他元件。

若某个人弹行将某个物体塞入锁装置时，锁盒214的盖子(图中没有表示)变形，使得锁器顺时针转动(如图2所示)。当重锁器顺时针旋转时，重锁器的突出部分207N被插入插销。215中的空洞215C，并进入锁盒214里的槽中(图中没有表示)。当突出部分207N转入锁盒214中的槽时，插销215不能缩回锁盒中，因为空洞215C中的突出部分阻止了插销的缩回。

图3A和3B(统称为图3)图示了各种元件。这些元件表示图1和图2中各种物理元件被电子元件连接的方式，以及如流程图图6和图7中所示的功能(下面介绍)。

参考图3A，该图表示把所产生的电转换为操作锁装置的DC电源的电路。图3A中所示的发电机104A和104B(图1)连接各自的一对全波整流器(“FWR”)304A，304B和304C、304D。FWR的304A和304B的负端接地，而其正端则连接在一起，有效地形成总和结点305A，结点305A的总和反馈到FWRs340C和304D的负端。FWRs304C和304D的正端连接在一起，有效地形成了总和结点305B。

保险丝306位于总和结点305B和节点308之间的一个路径上。节点308具有电压V-RECT，这是经全波整流器对发电机的输出进行整流后的DC电压。V-RECT不是一个校准电压。

节点308经各二极管D311、D321、D331和D341分别连接节点310、320、330和340。二极管D311、D321、D331和D341保证电流不能在节点310、320、330和340之间流通。

Zener二极管D312连接地和节点310，保证节点310、320、330和340中的任何一个都不会超出给定的一组数量，这组数量是根据21所用电子器件或电容的容差选择的。在最佳实施例中，二极管D312为16优的Zener二极管。

电容(或最好为电容组)C322位于地和节点320之间。和C322并行的是电压分流器，包括电阻R324和R325。R324和R325的中间节点标记为BOCT-VDD，有一个按下述方式监控的模拟电压。节点320具有电压V-LOCK，将该电压提供给电源电机201(图2，3B)以便移动电机凸轮205(图2)，如下所述。

节点330和地之间用电容(或最好为电容组)C332公开。和C332并行的是包括电阻R334和R335的电压分流器。R344和R345之间的中间节点有一个模拟电压，标识为CMPNT-VDD，采用下述的方式监控。

各种元件从节点340上的V-DCSUPP中得到电源。例如，电压不足检测器350、电压过高检测器353和电压校准器356都是从节点340中获取电源的。为简单起见，这些元件的供电情况图3A中没有明显地加以说明。

电压校准器356由V-DCSUPP中提供VDD，控制图3B中所示电子元件的操作，例如触发器、CPU、显示器和移位寄存器。

图示说明电压不足检测器350，其输入端连接包括电阻R351和R352的电压分流器的中间节点。R351和R352将节点340接地。当电压不足检测器350确定节点340上的电压低于某个电平时，连接电压校准器356停止输入端的输出端被激活。这样，当节点340上的电压低于对电子元件操作所需的某个临界值时，校准器356被屏蔽且VDD＝0。

低通滤波器配置中的R-C组合将VDD接地。电阻R357和电容C358中间的节点为RESET-CPU信号，该信号在VDD最初被启动后的某个给定时间内保持低电平。RESET-CPU信号用来重置中央处理器(CPU)380(图3B)。在最佳实施例中，这一重置脉冲信号持续约20毫秒，以便对CPU初始化。

电压过高检测器353的输入连接包括R354和R355的电压分流器的中间节点。当确定节点340上的电压在适当操作这些电子元件所需的某个阈值之上时，激活电压过高检测器353的输出端。这个标识为V-SENSE的输出提供给CPU380(图3B)。

因此，图3A的电路提供了图3B中其它电子元件所用的各种信号。V-LOCK和V-UNLOCK以及VDD把电源提供给适当的部件。VOLT-VDD、UNBOLT-VDD和CMPNT-VDD为启动时测量到的模拟电压，保证有足够的电源用于完整的操作。V-SENSE为数字信号，把电压VDD充足的二进制标识提供给电子元件。最后，RESET-CPU信号为短信号，为电子线路开始被发电和启动时，用该信号开始重置CPU。

现在参看图3B，该图表示和该组合锁的操作有关的其他各种元件。

图示说明磁转子202。在示范性的实施方式中，磁转子202有三对南北极，按另一种方式排列，两上Wiegand传感器370A和370B按相互之间90°的位移排列，相对于磁转子的旋转轴。

Wiegand元件的性质和操作对于熟悉这一枝术的人来说可参考有关的文献介绍，例如，传感器工程公司Echlin Company，21555State Street，Hamden，Connecticut，36517的“Wiegand效应，到底是什么？”。该文献介绍了Wiegand传感器的操作原理和一个具体的商业应用传感器(编号110-00057-000)。

基本上说，当磁转子202随着用户对内层拨号盘102的转动而旋转时，每个传感器产生一对交替电极、短期可预见电压脉冲，其振幅和持续时间实际上不取决于磁转子的旋转速度。这样，内层拨号盘的操作就比纯感应传感更加可预知的，而且还保留了这样的优点：无需用电源来产生传感器370A和370B输出上的脉冲对。

第一脉冲形成元件371A响应Wiegand元件370A的相反电极脉冲对，并提供中断请求信号IRQ给CPU380。在所介绍的实施例中，IRQ信号的降落边中断了CPU。因此，当磁转子202转动时，传感器370A产生脉冲对，元件371A将其转换为较宽的数字脉冲，其降落边引起中断。当磁转子202的磁棒经过传感器370A时，CPU380被中断，因此CPU就能把一个新的数字显示给用户。

Wiegand传感器370B提供一对脉冲给第二脉冲形成元件371B。作为响应，元件371B将数字脉冲对提供给S-R触发器372的“设置”和“重置”(“S”和“R”)输入端。

S-R触发器372的输出被送到D型触发器375的数据输入端。来自元件371A的IRQ信号的上外边触发D型触发器的时钟输入。触发器375的时钟化输出是送给CPU380的定向信号DRXN。

在操作过程中，进入S-R触发器372的信号或者为后面直接跟着重置脉冲的设置脉冲，或者为后面直接跟着设置脉冲的重置脉冲。脉冲对的次序由磁转子202的旋转方向所确定。因此，在脉冲对的第二脉冲后的S-R触发器372的输出由磁转子202的旋转方向确定。

在遇到脉冲对后的一个周期内，IRQ信号的上升边将S-R触发器372输出端的定向信号计时记录进入D型触发器375。因此，当用户转动磁转子202时，D型触发器375的输出为常量的二进制信号，指示用户正在转动内层拨号盘的方向。

在操作过程中，Wiegand传感器370A所产生的脉冲在来自元件371A的IRQ信号的降落边上引起CPU380的中断。在中断服务中，通过IRQ信号的上升边，CPU380对稳定地寄存在触发器375中的DRXN采样。这样，CPU就能确定是否增加或减少在显示器312上为用户显示的数字，下面将作介绍。

图313还说明了图3A中产生的各种信号和电平。例如，模拟电平、BOCT-VDD、UNBOLT-VDD和CMPNT-VDD被输入到CPU中各自的模-数转换器中。信号VDD和地为数字信号的转换提供参考电平。

另外，V-SENSE二进制信号由CPU直接采样。

开关203A和203B图示说明为各自的两住置开关，可以连接VDD或接地。开关203A检测内层拨号盘102(图1)是否已经被按下，而开关203B则检测插销215(图2)是否缩回。在相同的配置中可以使用更多的开关(图中没有表示)来实现其它的功能。例如，可能希望允许用户请求修改组合，仅当插销缩回时才能识别该请求。这种功能性容易被加入CPH的软件中

RESET-CPU信号在图示中连接CPU的活动-低重置输入。

另外，图中还给出了一个适当的定时源，例如晶体振荡器381。

CPU380还输出两对二进制信号，控制电子开关396、397、398和399的位置。开关396和397串连在V-UNLOCK和地之间。开关398和399串连在V-LOCK和地之间。电机201(图2分别)连接在开关396和397之间、开关398和399之间的中间节点。

在操作过程中，当CPU确定电机将在某个方向上转动电机凸轮205、使插销解锁时，则打开开关396和399，使电流由V-UNLOCK中经开关396、电机201和开关399到地。电机转动电机凸轮进入图5A所示的位置。

反之，当CPU确定电机应该转动电机凸轮205、以防止户缩回插销时，则导致开关397和398关闭，因此，电流从V-LOCK经开关398、电机201和开关397到地。电机转动电机凸轮进入图5B所示的位置。

当然，当CPU确认电机不应该激活时，所有的开关396、397、398和399都开着，电机不消耗电源。

CPU380控制显示元件312。所介绍的显示元件包括两个LCD数字显示器312和一个光标元件312A。CPU380采用熟悉这一技术的人认为最方便的方法、借助数据和时钟信号将数据送到和显示器连在一块的移位寄存器314中。二进制位被显示元件中的逻辑线路解码，因此就能为操作员提供可视的数字显示。

在示范性的实施例中，该实施例丝毫不会限制权利要求说明书中定义的发明范围，下面各种元件的具体实施方案可以选择。元件C322和C332的总容量可以相同。然而，因为电容器组C342为所有的电子元件供电，其电容量应该约为C322和C332电容组容量的4倍。当然，电子元件的具体实施将决定电容器组的最佳设计。电压过高检测器和电压不足检测器350和353可以用ICL7665SIBA来实现。电压调节器356可以采用ICL 7663SIBA，从约16伏的非校准输入中为电子元件产生3.1伏的输出。如果确实需要的话，还可以在VDD和地之间增加适当的旁路电容器。触发器372和375可以作为单个4013集成电路组件的一部分。CPU380可以采用68HC805B6，该产品可由Motorola公司提供。Zener二极管D312的参考电压可为16伏，对应电容器组C322、C332和C342中电容器的最大电容量。全波整流器304A-D可以采用传统的设计方法，只需把时域总和元件305用线连接在全波整流器的输出端之间。移位寄存器314可以采用任何合适的串入并出移位寄存器。当然，对这些元件以及它们所产生的电量的幅度和性质的变化和替换都是熟悉这一技术的人的能力所能承担的。

简单来说，图1至图5B电子组合锁的功能如下。

在启动时，CPU监控UNBOLT-VDD和V-SENSE(如果需要的话还包括BOLT-VDD)，确定何时适合开始某个操作过程。实际上，启动后，CPU并没有立即开始其主操作，直到它检测到UNBOLT-VDD足够大，而且V-SENSE被激活。在已经产生足够的电源并存储在电容器组330中之后，电子组会锁就完全可以操作。类似的监控过程在BOLT-VDD上执行。

在特定的最佳实施例中，认当对外层拨号盘操作并且已经产生和存储作了足够的电源之后才能打开显示器。在本实施例中，显示器的激活提示用户不需要再转动外层拨号盘。

当内层拨号盘被转动时，通过使用磁转子202和Wiegand效应传感器370A和370B对拨号盘位置解码。CPU380识别由响应Wiegand元件所产生的脉冲中得到的信号，用位置指示器LCDs312指示增加或减少的数字值。

当内层拨号盘被按下时(假定表示用户相信所显示的数字为数字组合码中的一位数字)，传感器开关203A被关闭，然后通知CPU380。CPU380读出开关203A状态的变化情况并接受所显示的数字为组合码的一部分，并在内部存储该数字。重复这一输入连续的组合码数字的处理过程。接着，由机械元件实现后面的动作。

然而，当正确的组合码通过对内层拨号盘102的操作输作入时，可以采用下面的方式将锁置于其非锁的位置。电子线路通过对内层拨号盘102的重复下按来识别组合数字的顺序输入。CPU380使电流作用于插销电机201以便转动电机凸轮205。在洞孔213C内，电机凸轮205在弹簧212的推动下，在锁控制杆213上旋转。当锁控制杆213逆时针旋转时，键213K咬合驱动凸轮中的槽口。因此，当用户顺时针转动内层拨号盘102时(这将转换为图2所示的逆时针运动)，在锁控制杆213将插销215拉入锁盒214时，插销被缩回。

为了在解锁后再锁上，将导致以下的动作。图1中的内层拨号盘逆时针转动，对应图2中的顺时针运动。由于键213K(图5)和驱动凸轮218(图4)中的槽218SL咬合，插销215移向其上锁(伸展)位置。当进一步转动内层拨号盘时，由于键213K的圆形，键213K被推出驱动凸轮的槽218SL。在锁控制杆从驱动凸轮脱开后，驱动凸轮边上的标志218T(图4)咬合链接键211K(图2)。对内层拨号盘的连续转动使得滑链211连续运动以咬合电机凸轮205并使之顺时针转动。当它顺时针转动时，电机凸轮205提升锁控制杆213，使键213K不能再咬合驱动凸轮218中的槽218SL。因此，为了使内层拨号盘(以及驱动凸轮)再次将插销移入锁盒，必须再拨入正确的组合码。

当插销215在其锁位置中延伸时，就不能移回锁盒214中，这是由于锁控制杆213的位置所造成的。由于电机凸轮205将锁控制杆顺时针转动(如图2和图5B所示)进入某个位置，使之离开驱动凸轮218中的槽218SL，并且对着锁盒中的停止表面214SS。如果直接将力作用到插销215，企图迫使其进入锁盒214，则由于停止表面214SS的位置而阻止控制杆213和插销215的移动。

熟悉这一技术的人都知道：在输入正确的组合码之后，电机移动电机凸轮将会很快地把存储在V-UNLOCK中的电荷用完。而V-UNLOCK和V-DCSUPP通常比允许用户缩回插销所需的时间要持续得长得多。当没有足够长的时间通过连续锁开始之内时，为各种电子元件提供电源的电压V-DCSUPP还有足够高的电平使锁能操作。然而，在这种情况下，V-UNLOCK中没有足够的电荷。为此，使用一个独立的检测信号来监控V-DCSUPP和V-UNLOCK的振幅，以保证正确的启动操作。

这种监控特征由“超时”特征补充如下。

根据最佳实施例，在CPU使插销电机201逆时针转动锁控制杆213以咬合驱动凸轮218之后，软件中建立的“开始时间窗口”最好约为20秒。在这一窗口期间，通过转动内层拨号盘必须缩回插销。如果内层拨号盘不能采用打开该锁所要求的方法正确转动，窗口结束，电机将电机凸轮205转到锁控制杆213，并且必须再次拨入正确的组合码来缩回插销。

为了取得这种“超时”特征，电互锁开关203B检测锁插销是否已经在锁盒214中缩回了一段足够的距离。如果锁插销215还没有缩回，开关将不改变在时间窗口内的状态。因此，CPU倒转电机的方向并转动电机凸轮205使之将锁控制杆移动离开驱动凸轮。在这一位置上，锁控制杆如图2所示那样顺时针转动，不能咬合驱动凸轮218，直到输入了正确的组合码。

图4更详细地介绍驱动凸轮218及其槽218SL和标志218T。槽218SL用于咬合锁控制杆2B上的键213K。标志218T用于咬合滑链键211K。电子组合锁中的这些元件的目的和功能如上所述。

图5(和图4没有精确的比例关系)更详细地介绍锁控制杆的部件，包括如下：槽213SL用于接收滑链211；键213K用于咬合驱动凸轮218；洞孔213C，插销电机驱动凸轮205在其中操作；以及枢轴孔213H，锁控制杆绕其转动，该孔固定了控制杆螺丝224，该螺丝还穿入插销215中对应的孔。

图5A和图5B分别表示在非锁(咬合)位置和锁(松开)位置中锁控制杆213和电机凸轮205的相对位置，正如上面所重复引用的那样。

现在参考图6，该图是电子组合锁的操作流程图。为简单起见，本说明书中的流程图忽略了熟悉这一技术的人认为是存在和必需的不重要的记录式的任务。例如，索引(计数)变量没有明确地表示为初始化的或增量式的，因为对本发明的描述不要求对这种初始化的具体说明和描述，对于那些熟悉这一技术的人对本发明的使用也不要求这些。熟悉这一技术的人很容易就能正确地初始化和增加这些索引变量，而不需要过多的经验。

图6所介绍的方法在CPU380(图3)中可用软件或固件实现。最好把软件或固件嵌入CPU中的只读存储器(ROM)中。采用熟悉这一技术的人都认可的方法和市面上能得到的CPU，通过适当的地址、数据和控制总线将ROM和处理器连接。因为CPU的内部结构的详细实施对将要提出权利要求的本发明并不重要，而且也因为这种结构对于熟悉这种技术的人来说很容易就能实施或在市场上得到，因此这里不做进一步的介绍。

参考图6，用户转动外层拨号盘101(图1)以便为电子元件提供电源。模块600中表示的该过程利用图3A所示的电路实现。

此后，正如模块602所示，CPU让显示器元件显示一个索引数，该数表示以前已经开锁的次数。这一特征的作用是把非法开锁的信息通知用户。例如，如果在星期五下午，某个银行的职员开锁时看到显示的“47”，但在此后的星期一早晨打开锁时看到显示数字“49”(而不是他所期望的“48”)，他就会知道周末时已经有另一人开了锁。

在这些预备步骤600和602之后，控制转入一个循环，循环的第一个功能块为模块610。

在模块610中，CPU监控内层拨号盘的移动。这是通过接收来自脉冲形成器371A和触发器375(图3B)的信号来实现的，如上所述。

根据所监视到的内层拨号盘的移动和位置，CPU改变显示器312，为操作提供可视的反馈信息；他对内层拨号盘的转动正在被识别。显示器的这种更新变化反映在模块612中。

决策模块614使控制进入分支，根据内层拨号盘是否已经被操作员按下来决定。由传感器开关203A(图3)对此进行检测。如果内层拨号盘还没有被转动，控制返回模块610以便继续监视内层拨号盘的位置和移动情况。然而，如果CPU检测到拨号开关203A关闭，控制转入模块616。

在模块616中，CPU识别目前输出到显示元件312的数字为操作员认为是组合码的一部分的数字。CPU将该数字存储在RAM中，以便和先前已经存在非易失性存储器中的特定组合码的程序化组合相比较。

然后控制进入判别模块620。在判别模块620中，CPU确定已经按下拨号盘的全部次数是否和组合码中数字的数量相同。组合码中一般用三位数字。

如果已经输入的数字个数少于组合码中数字的总数，则控制进入模块622。在模块622中，CPU让显示元件312立即显示另一个数字，在最佳实施例中，该数字不同于操作员所造的数字。然后，控制回到模块612，在该模块中，CPU监视内层拨号盘的位置和移动情况。

更具体说，在模块622中，CPU执行显示不同数字的算法。基本上说，该最佳算法显示非随机偏移数，该数字完全不同于所选的数字，以便对那些窥视操作多的人隐蔽所选的数字。这种特征也具有挫改自动拨号机的优点。

再参看图6，如果判别模块620确认已经输入了三种选择，控制转入判别模块624。在模块624中，CPU将可预先组合码中的数字和操作员已输入的所选数字系列相比较。如果所选的数字系列不能和某个适当的组合码相匹配，控制转入模块626。

在模块626中，CPU将数字显示变为空白并且让显示元件312A在某个给定的周期(例如20秒)内显示一个箭头，即使已经输入的是正确的组合码。然而，从这时开始，CPU认为锁装置正处于锁648所指示的“锁”状态。20秒钟之后，整个显示器被置为空白且锁装置不能打开。

然而，如果判别模块624确认所选数字系列区配某个组合码，控制将转到模块628。这时，一个20秒的计时器被激活。20秒计时器定义20秒的时间窗口，用于如下所介绍的目的。

这时，已知输入了一个正确的组合码。所以，模块630反映了CPU对电机的激活过程(图3)。CPU380使电机201(图2)转动电机凸轮205(图2和图5A)，允许锁控制杆213咬合驱动凸轮218。然后，控制转到模块632。

在模块632中，CPU从显示元件312中清除数字显示，但对用户显示箭头312A。箭头指示用户顺时针转动内层拨号盘以求机械式地打开锁装置。然后再把控制转到判定模块634。

在模块634中，CPU确定插销缩回检测开关203B是否已经改变状态，说明插销215(图2)的确已经缩回。如果插销还没有缩回，控制传到判定模块640。

在判定模块640中，CPU判定始于模块628的20秒时间周期是否已经到期。如果该时间周期还没有用完，控制转到模块632，重复执行检测插锁缩回检测开关状态的循环过程。当插销已经缩回锁盒时，控制从判定模块634转入模块635。

这时，反映该锁已经被打开的次数的索引值增加。该索引值被保存供后面的模块602使用。该数值最好有视在非易失性的存储器中，例如驻留在CPU内部的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)中，因此，该数值将在锁被打开的机会之间的整个时间周期内被保留。

此后，在模块636中，显示器立即被全部置为空白显示，而且CPU认为该锁装置将处于“非锁”状态，如模块638所示的那样。

返回到判定模块640的讨论，如果20秒的时间窗口已经到期，控制将从判定模块640转入模块642。在模块642中，电机凸轮被转动以便转动锁控制杆213使之离开驱动凸轮218，如图5B所示。这将防止锁被打开，即使驱动凸轮218被转动。为了打开该锁装置，必须再次输入正确的组合码。

在把锁控制杆移动离开驱动凸轮之后，显示被清为空白，如模块644所示。CPU认为锁装置处于“锁”状态，如模块648所示。

在最佳实施例中，如果在执行图6的过程期间的任何时刻，在连续的步骤之间超出20秒的周期，CPU将清除显示屏幕，而且整个处理过程必须从模块600开始。图6中没有具体表现这种不测事件，目的是为了使图6尽可能清楚。只需上面的介绍，尤其是和图3A和3B有关的介绍，熟悉这种技术的人无需过多的经验，就能很方便地实现这种特征。所以，这里将不进一步讨论实现该特征所需的具体软件和固件。

现在参看图7，该图用流程图的形式说明本发明的“锁存”特征。

参考图7，从图6中拷贝判定模块624、显示模块626和被锁(LOCKED)状态模块648。在模块626后面插入的是计数增量模块700和判定模块710。

在判定模块710中，CPU确认输入的连续的不正确组合码的数目是否已经达到了某个数字，例如5。如果连续输入的不正确组合码少于5个，控制将采用图6所述的相同方式进入块648。

然而，如果用户已经输入5个连续的不正确组合码，系统进入“锁存”状态。简单地说，锁存状态将使任何人无法开锁，即使具有图6中所处理的“正确的”三位组合码。为了在锁存状态中开锁，用户必须输入“越权”组合码。在最佳实施例中，越权组合码为6位数字，可对比图6中所处理的上述3位组合码。

再参考图7，进入锁存状态，控制转入模块720。

在模块720中，“输入数目”参数，用于在模块620(图6)中比较，从3位改为6位。更一般来说，模块720表示“输入数目”参数从“正常方式”组合码中数字的个数变为在越权组合码中数字的个数。

应该这样理解，模块720可以用各种方法来实现。例如，可以选择越权组合码为正常方式组合码的数学变量。这种越权组合码的选择便于用户记住越权组合码，而减少了必须存在非易失性存储器中各个组合码的数目。

在模块720之后，控制转到图6的顶部。系统响应作为图6所述的方式，除了模块620和624中的执行的比较过程用图7的模块720所代替之外。

当输入正确的越权组合码时，正如模块624中所识别的那样，系统退出锁存模式并重新进入正常模式。控制转入模块740。模块740实现的操作正好和模块720的操作相反。具体来说，“输入数”参数致回为了。在以后使用时，将处于正常模式，电源打开。

图8说明图1中的几个元件。图8中的元件，不一定按相同的规格说明，说明了最佳实施例的防窜改特征。

参看图8，说明内层拨号盘102的支承保持组件106。支承/保持组件装在拨号环107中心的圆筒形部分中。

同样，用多个支承/保持组件105来承受和固定外层拨号盘101。

更详细地说，支承/保持组件106带有三个内层接头，相互之间为偏移120度，这里只图示其中的两个接头862和864。每个内部接头带有一个可弯曲的舌状元件，其中的一个表示为元件866。当内层拨号盘102插入支承/保持组件106中时，舌片866向外退让，让内层拨号盘102的较低部分通过。当内层拨号盘102完全插入组件106时，接头862和864猛然咬入碾磨槽820，该槽具有约为拨号盘102被插入部分的周长。这样，在内层拨号盘102被插入其支承/保持组件106之后，就不能移动，这是由于862，864和槽820的锁作用。

图8中还介绍了三个外层接头860中的一个，该接头位于轴承/固定元件106的外部表面之上。接头860具有自己的舌片，并且当被插入拨号环107的空圆筒形部分时也退让。当支承/保持元件106完全插入拨号环107中时，接头860固定在拨号环107的环形槽868之中。这样，支承/保持元件106不留下移动的物理证据，就不能移出拨号环107。

元件860的三个接头与元件862和864这种接头偏移60度。因此，支承/保持元件106带有两种类型的6个退让舌片，以替换的模式安排在圆周上。

外层拨号盘采用下面的方法固定。支承/保持组件105，图1所示的是三个这样的组件中的一个示例，带有舌片856，其终端又有一个钩形结构850。当外层拨号盘101下降到位时，舌片856退让，直到钩形结构850咬合外层拨号盘圆周上的一个环形槽810。外层拨号盘因此咬合到位，并且可以带着环形槽810中多个支承/保持元件105的钩形元件850自由转动。

支承/保持组件105具有承受面852，支撑在外层拨号盘底面上的环形面814。另外，支承/保持结构105具有一个轻微凹陷的表面754，在槽810上面匹配外层拨号盘上的凸出圆周表面812。在这样的配置中，例如元件105这样的支承/保持组件能保证外层拨号盘旋转时保持在位。

外层拨号盘有一个孔818，通过该孔，可固定内部拨号盘102的旋钮部分。孔818边上的底部有一个环形的表面816，邻接内部拨号盘102顶面上对应的环形面822。表面822的径向延伸大于孔818的，因此，如果不损坏或移动外层拨号盘101，就不能移去内层拨号盘102。

在装配期间，元件105和106被固定在拨号环107上。然后将内部拨号盘102咬合到位。最后再让外层拨号盘咬合到位。

利用这种装置，如果不发生物理上的明显损坏，既不能移去外层拨号盘101，也不能移去内部拨号盘102。具有复杂的选择组合码数字的功能的内部拨号盘受到进一步的保护，不仅受到接头一槽装置的保护，而且实际上也受到了外层拨号盘101的保护。

使用本发明能带来各种优点。所列举的优点尤其是在这里所提到的当然不局限于附在后面的权利要求书所定义的本发明的范围。

本发明的一个优点是具有通过拨内部拨号盘102让用户输入组合码数字的功能。在组合码数字输入之间，用户可以在不同方向上拨号。取决于所选择软件的设计，在进入下一个组合数字之前，拨号盘可以被转动任何给定的次数。软件可以设计为：在下一数字被识别为正确输入之前，限定拨号的次数。例如，当拨号盘在一个方向上转动，输入的正确数字不止一个之后，软件识别输入的数字。

本发明的另一个优点是使用被动式磁传感器来检测内部拨号盘的位置和方向。被动式磁传感器以Wiegand元件靠近磁转子的形式，允许CPU计数拨号盘的转数。这种装置既简单又很可靠，因为对位置的直接测量不需要任何电源，在任何时候，对操作员选择数字的识别既不取决于CPU所显示的数字，也不直接取决于磁转子的任何被检测位置，因此消除了假输入。

此外，本发明的插销是用机械元件直接缩回和伸展的，不要求电源或复杂和容易失败的齿轮装置，而这在现有的技术中一般都采用。

此外，本发明采用超时周期，例如20秒，控制上述的各种操作，提供附加的安全特征。

另外，使用双拨号盘，一个用来发电，另一个用来选择并输入组合码的数字，这在现有的系统中还没有。

当然，本发明的新颖性和非显而易见性并不局限于在这里所介绍的特征。此外，可以对本发明上述实施例进行修改和变化，根据上述的原理，熟悉这种技术的人都能做到。例如，在不脱离本发明范围的情况下，熟悉这一技术的人可采用不同的电器件、不同的配置方案，对所述处理作不同的实施处理。所以，应该理解在后面的权利要求书及其等同物中，本发明可以采用不同于上述方式的其它方式实施。

Claims (24)

1.一种组合锁控制装置，该装置包括：

用于当提供电源时识别组合码并允许开锁的装置；

用于为识别装置存储和提供电源的装置；

在锁装置外面能接触的第一控制结构，用户可移动该结构为存储装置提供电源；以及

在锁装置外面可接触的第二控制结构，用户可独立于第一控制结构移动比确定组合码。

2.权利要求1的装置，其中：

第一控制结构和第二控制结构为同轴拨号盘。

3.权利要求2的装置，其中：

第一和第二控制结构绕着实际上共用的旋转轴旋转。

4.权利要求3的装置，其中：

第一控制结构为在其中心位置有一个空间的旋转环拨号盘；

第二控制结构是固定在第一结构中的空间里的一个拨号盘；以及

第一控制结构和第二控制结构是可分别独立旋转的。

5.权利要求1的装置，其中，识别装置带有微处理器，微处理器包括：

用于接收来自第二控制结构的信号的装置；以及

用于响应来自第二控制结构的信号而控制显示组合码一部分的装置。

6.权利要求1的装置，其中：

该装置进一步包括至少一个由第一控制结构的移动所控制的发电机；

存储装置包括至少一个电容器，用于存放由至少一台发电机产生的电流所产生的电荷；以及

由存储电荷供电的识别装置。

7.支承和保持至少一个从外部可接触的组合锁上的可旋转拨号盘的装置，该装置包括支撑结构；

可旋转拨号盘；以及

整体的支承/保持组件，装在第一个支撑结构或拨号盘上，该组件包括咬合在第二支撑结构或拨号盘中的夹子，使得在没有明显损坏槽子的情况下，该夹子不能从其咬合状态中移开。

8.权利要求7的装置，其中，组件的弹夹采用页片弹簧的形式，使压力离开对着槽的支承/保持组件，这样就能保证支承/保持组件在槽中。

9.权利要求8的装置，其中，槽具有一个隆起的部分，咬合弹夹，因此能保证弹夹留在槽中。

10.锁中的一种装置，包括

电机；

电机凸轮，直接响应电机的转动；

插销，能伸出和缩回锁中；以及

锁控制杆，有效地连接到插销上，由电机凸轮直接接触，并且直接响应电机凸轮以使移动进出“接合”位置，在该位置中的插销可从锁中伸出或缩回。

11.权利要求10的装置，进一步包括：

外部可接触的拨号盘以便用户操作；以及驱动凸轮，直接响应拨号盘的运动，这样，锁控制杆可直接响应电机凸轮的运动而咬合或松开，因此，当锁控制杆在咬合位置时，用户可以机械式地缩回插销。

12.锁中的一种装置，包括：

a)能够从锁中伸出或缩回锁中的插销；

b)输入组合码的装置；以及

c)控制装置包括：

1)将输入组合码和至少一个正确的组合码进行比较并确定它们之间的一种匹配；

2)在确定匹配之后形成时间窗口的装置；以及

3)使插销仅能在时间窗口期间缩回的装置。

13.权利要求12的装置，其中的使能装置包括：相对于插销缩回机制，在“咬合”和“松开”位置之间移动锁控制杆的装置。

14.权利要求13的装置，其中的控制装置包括：一个微处理器，响应编码的指令，监控时间窗口并激活电机，使锁控制杆响应在其咬合和松开位置之间的移动。

15.权利要求14的装置进一步包括：

电机凸轮，直接连接并整体随电机的转动而移动，电机凸轮直接咬合锁控制杆，以便在其咬合和松开位置之间移动锁控制杆。

16.一种自供电锁装置，包括：

a)能够从锁中伸出和缩回的插销；

b)响应输入的正确组合码，使插销能缩回锁中的装置，使能装置具有：

1)“咬合”位置，在该位置上，插销可缩回锁中；以及

2)“松开”位置，在该位置上，插销不能缩回锁中；

c)在锁中存放能量，用于锁的某些部件操作的装置；

d)监控存储装置能量水平的装置；以及

e)响应监控装置的装置，如果被监控的能量水平低于给定的能量阈值，防止使能装置从其“松开”位置移动到其“咬合”位置；

其中，给定能量阈值大于或等于在预定的时间周期之后，实际移动使能装置从其“咬合”位置到“松开”位置所需的能量数量。

17.权利要求16的装置，其中：

使能装置包括锁控制杆，有选择地定位于插销和缩回插销的机制之间；

锁控制杆的咬合位置是这样一个位置，在该位置中，缩回机制和插销连接；并且

锁控制杆的松开位置使缩回机制和插销不连接。

18.权利要求17的装置，其中的缩回机构包括外部可接触的拨号盘，当使能装置在其咬合位置时，拨号盘连接使能装置。

19.自供电锁装置，包括：

可移动拨号盘，用户可从外部选择输入组合码；

产生和存储能量的装置；

磁化元件，随拨号盘的运动而移动；

Wiegand传感器装置，基于Wiegand效应操作，相对磁化元件放置以便产生表示磁化元件移动的信号；以及

控制装置，由来自存储装置中的能量供电，用于解释来自Wiegand传感器的信号并控制锁的操作。

20.权得要求19的锁装置，其中：

磁化元件是一个磁转子，随拨号盘的转动而转动，磁转子至少有一对N-S极；并且

Wiegand传感器相对于磁转子放置，以便从至少一个N-S极中检测磁场。

21.权利要求20的锁装置，其中的控制装置进一步包括解释来自Wiegand传感器的信号并由此确定拨号盘运动方向的装置。

22.能在以下模式中工作的组合锁：

(1)正常模式，在这种模式中，至少一个第一组合码允许该锁被打开，以及

(2)锁存模式，在这种模式中，至少一个第二组合码允许该锁被打开，其中，至少一个第一组合码不同于至少一个第二组合码，该锁装置包括：

接收输入组合码的装置；

将输入组合码和至少一个第一组合码比较的装置；

对不匹配某个有效的第一组合码的连续输入不正确输入组合码的数量计数的装置；

当计数装置确定已经遇到某个给定阈值数目的连续输入不正确组合码时，能响应计数装置，将锁的操作模式改为越权模式的装置。

23.权利要求22的组合锁，其中：

至少一个第一组合码在长度上短于至少一个第二组合码。

24.权利要求22的锁装置，其中：

比较、计数和改变装置包括一个微处理器，执行指令代码，将输入组合码和第一及第二组合码进行比较；并且

组合锁进一步包括至少一个实质上非易失性存储器设备，用于存储组合码。

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