CN114458096B - 一种动态可控磁阵列加密电子钥匙 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态可控磁阵列加密电子钥匙，其包括钥匙头和与钥匙头连接的钥匙杆；钥匙头呈中空结构，钥匙头内设置有驱动装置，钥匙杆呈中空柱状结构，钥匙杆的圆周外壁上设置有用于转动锁芯的侧定位轴，钥匙杆内部设置有转杆，转杆的顶部与驱动装置连接，转杆的底部连接有转头，转头上设置有磁铁；驱动装置通过转杆改变磁铁在钥匙杆内的相对位置。本方案中通过改变钥匙中的磁体位置进而实现解锁不同的锁具，在管理片区的时候，只需要使用一把电子钥匙就可以实现解锁不同的锁具，不仅方便携带，而且不需要在大量的钥匙中找出与锁具对应的钥匙进行开锁，省时省力，极大的方便了管理者的使用。

Description

一种动态可控磁阵列加密电子钥匙

技术领域

本发明涉及电子锁具技术领域，特别是涉及一种动态可控磁阵列加密电子钥匙。

背景技术

锁具是指起封闭作用的器具，它包括锁、钥匙及其附件，一般解释为“必须用钥匙方能开脱的封缄器”，锁具除用钥匙开启外，还可以用光、电、磁、声及指纹等指令开启。

随着信息科技的不断发展，原有的机械式锁匙结构开始逐渐的智能化应用，智能锁区别于传统机械锁的基础上改进，在安全性、识别、管理性方面更加智能化简便化，更加的安全以及便利。

传统的机械式锁匙结构中，存在如下问题：1、一把锁只能使用相匹配的钥匙才能打开，但是将传统的机械式锁匙结构运用在设施设备应急安全管理方面，如在同一片区存在着大量需要上锁具的设备，若每把锁具均匹配有一把对应的钥匙，那么此片区的管理者在巡检时需要携带大量的钥匙，而且在对相应的锁具进行开锁时，需要在大量的钥匙中找出与锁具对应的钥匙进行开锁，费时费力，给综合管理带来了极大的不便。

2、在管理不同的片区时，如果使用型号相同的锁具，机械钥匙存在可以同时打开不同片区中锁具的风险，进而达不到安全管理的目的。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种动态可控磁阵列加密电子钥匙，可以通过改变钥匙中的磁体位置进而实现解锁不同的锁具，采用授权加密电子钥匙，实现一把钥匙对不同片区相同锁具的管理，即加密电子钥匙必须授权才能开锁，否则不能开锁，解决了现有机械式锁匙结构中因一把钥匙只能解开与之匹配的锁具而导致片区管理者会随身携带大量钥匙、携带不便、开锁时间长和钥匙互用的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供了一种动态可控磁阵列加密电子钥匙，其包括钥匙头和与钥匙头连接的钥匙杆；钥匙头呈中空结构，钥匙头内设置有驱动装置、电源装置、通讯装置和控制装置。

驱动装置、通讯装置和控制装置均与电源装置电性连接；所述钥匙头上设置有与控制装置电性连接的控制面板，所示控制面板上设置有电源开关按钮和指示灯。

钥匙杆呈中空柱状结构，钥匙杆的圆周外壁上设置有用于转动锁芯的侧定位轴，钥匙杆内部设置有转杆，转杆的顶部与驱动装置连接，转杆的底部连接有转头，转头上设置有钥匙磁铁；驱动装置通过转杆改变钥匙磁铁在钥匙杆内的相对位置。

进一步地，钥匙头包括相互密封连接的钥匙上盖和钥匙下盖，钥匙杆与钥匙下盖密封连接。

进一步地，驱动装置包括设置在钥匙下盖端面上的马达，马达与电源装置电性连接；

马达的输出轴上设置有一根蜗杆，蜗杆上设置有涡轮，涡轮内部设置有涡轮芯，转杆顶部与涡轮芯固定连接；

转杆底部端面上凸起设置有连接部，转头的顶部端面设置有与连接部匹配的连接槽；转头的外壁上设置有外螺纹，转头与钥匙杆的底部内壁螺纹连接。

进一步地，连接部的长度大于转头在钥匙杆内的最大行程量。

进一步地，钥匙下盖上设置有用于安装蜗杆的蜗杆支架，蜗杆与蜗杆支架转动连接；蜗杆的顶部设置有蜗杆盖；钥匙下盖内还设置有用于固定和保护涡轮的涡轮盖。

进一步地，钥匙下盖上设置有定位传感器，定位传感器用于采集转杆的启停零点位置信息以及转杆的转动圈数信息，并将采集到的信息传递给控制装置。

进一步地，钥匙头上设置有与控制装置电性连接的控制面板，所示控制面板上设置有电源开关按钮和指示灯。

本发明的有益效果为：本方案的涡轮和涡轮芯是电子钥匙的核心部件，马达的转动带动蜗杆转动，转动的蜗杆带动带动涡轮和涡轮芯转动，转动的涡轮芯同时带动转杆和转头转动，转动的转头与钥匙杆的底部内壁螺纹连接，实现了转头在钥匙杆内部的旋转运动和上下运动，进而实现了钥匙磁铁在在钥匙杆内部的旋转运动和上下运动；通过改变钥匙中的磁体位置进而实现解锁不同的锁具，在管理片区的时候，只需要使用一把电子钥匙就可以实现解锁不同的锁具，不仅方便携带，而且不需要在大量的钥匙中找出与锁具对应的钥匙进行开锁，省时省力，极大的方便了管理者的使用；加密电子钥匙必须授权才能开锁，否则不能开锁，可以实现一把钥匙对不同片区相同锁具的管理。

附图说明

图1为一种动态可控磁阵列加密电子钥匙的结构示意图。

图2为钥匙头的内部结构示意图。

图3为与电子钥匙匹配的锁具的结构示意图。

其中，1、钥匙头；101、钥匙上盖；102、钥匙下盖；2、钥匙杆；3、侧定位轴；5、转杆；6、转头；7、钥匙磁铁；8、马达；9、蜗杆；10、涡轮；11、涡轮芯；12、连接部；13、蜗杆支架；14、蜗杆盖；15、涡轮盖；16、定位传感器；17、控制面板；18、锁具，19、锁体；20、锁芯套；21、锁芯杆；22、三叉连板；23、条形槽；24、第一锁芯磁铁；25、活动销；26、第二锁芯磁铁。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1～图3所示，本发明提供了一种动态可控磁阵列加密电子钥匙，其包括钥匙头1和与钥匙头连接的钥匙杆2；钥匙头1呈中空结构，钥匙头1内设置有驱动装置、电源装置、通讯装置和控制装置。驱动装置、通讯装置和控制装置均与电源装置电性连接。通讯装置可以为蓝牙模块，控制装置可以为微型PLC模块，电源装置可以为纽扣电池。

钥匙头1上设置有与控制装置电性连接的控制面板17，所示控制面板17上设置有电源开关按钮和指示灯。常按按动电源开关按钮几秒后，钥匙电源启动，指示灯绿灯亮；而后，钥匙通过蓝牙模块与智能手机连接，钥匙的使用需要与智能手机配合。

钥匙杆2呈中空柱状结构，钥匙杆2的圆周外壁上设置有用于转动锁芯的侧定位轴3，钥匙杆2内部设置有转杆5，转杆5的顶部与驱动装置连接，转杆5的底部连接有转头6，转头6上设置有磁铁；驱动装置通过转杆5改变磁铁在钥匙杆2内的相对位置；实现使用一把电子钥匙就可以解锁不同的锁具18。

作为钥匙头的一种优选的实施方式，钥匙头包括相互密封连接的钥匙上盖101和钥匙下盖102，钥匙杆2与钥匙下盖102密封连接。钥匙上盖101、钥匙下盖102和钥匙杆2构成整个电子钥匙的密封空间，起到防水防尘的作用，延长使用寿命。

作为驱动装置的一种具体的实施方式，驱动装置包括设置在钥匙下盖102端面上的马达8，马达8与电源装置电性连接；马达8的输出轴上设置有一根蜗杆9，蜗杆9上设置有涡轮10，涡轮10内部设置有涡轮芯11，转杆5顶部与涡轮芯11固定连接；转杆5底部端面上凸起设置有连接部12，转头6的顶部端面设置有与连接部12匹配的连接槽；转头6的外壁上设置有外螺纹，转头6与钥匙杆2的底部内壁螺纹连接。马达8的转动带动蜗杆9转动，转动的蜗杆9带动带动涡轮10和涡轮芯11转动，转动的涡轮芯11同时带动转杆5和转头6转动，转动的转头6与钥匙杆2的底部内壁螺纹连接，实现了转头6在钥匙杆2内部的旋转运动和上下运动，进而实现了钥匙磁铁7在在钥匙杆2内部的旋转运动和上下运动。

连接部12的长度大于转头6在钥匙杆2内的最大行程量，这样设置的目的是为了防止连接部12与连接槽脱离，避免转头6转动的失效，提高电子钥匙使用的稳定性。

优选地，作为涡轮10和蜗杆9安装在钥匙头内的一种具体安装方式，钥匙下盖102上设置有用于安装蜗杆9的蜗杆支架13，蜗杆9与蜗杆支架13转动连接；蜗杆9的顶部设置有蜗杆盖14；钥匙下盖102内还设置有用于固定和保护涡轮10的涡轮盖15。

钥匙下盖102上设置有定位传感器16，定位传感器16用于采集转杆5的启停零点位置信息以及转杆5的转动圈数信息，并将采集到的信息传递给控制装置。定位传感器16是转杆5的起停零点位，通过电性连接的控制装置来实现转杆5的精准位置控制，进而实现转杆5上钥匙磁铁7位置的精确控制，实现解开锁具18的目的。

本方案的涡轮10和涡轮芯11是电子钥匙的核心部件，马达8的转动带动蜗杆9转动，转动的蜗杆9带动带动涡轮10和涡轮芯11转动，转动的涡轮芯11同时带动转杆5和转头6转动，转动的转头6与钥匙杆2的底部内壁螺纹连接，实现了转头6在钥匙杆2内部的旋转运动和上下运动，进而实现了钥匙磁铁7在在钥匙杆2内部的旋转运动和上下运动；通过改变钥匙中的磁体位置进而实现解锁不同的锁具18，在管理片区的时候，只需要使用一把电子钥匙就可以实现解锁不同的锁具18，不仅方便携带，而且不需要在大量的钥匙中找出与锁具18对应的钥匙进行开锁，省时省力，极大的方便了管理者的使用，加密电子钥匙必须授权才能开锁，否则不能开锁，可以实现一把钥匙对不同片区相同锁具的管理。

作为本电子钥匙所要解锁的锁具18的一种具体结构，锁具18包括带有锁芯的锁体19；锁体19外部粘贴有标识锁具18型号的智能标签，智能标签可以设置为二维码；锁芯包括固定设置在锁体19内的锁芯套20和设置在锁芯套20内的锁芯杆21，锁芯杆21与锁芯套20之间可相对转动；锁芯杆21内部设置有供钥匙杆2穿过的通道；锁芯杆21顶部设置有与侧定位轴3配合的卡槽；锁芯杆21底部贯穿锁体19位于外部且其上设置有三叉连板22；三叉连板22的下方设置有尾板盖；锁芯套20上对称设置有条形槽23，每个条形槽23的底部设置有第一锁芯磁铁24，每个条形槽23的开口处设置有活动销25，活动销25上设置有第二锁芯磁铁26，第一锁芯磁铁24与第二锁芯磁铁26相互排斥；锁芯杆21的外壁上设置有用于与活动销25配合的限位孔；钥匙磁铁7与第二锁芯磁铁26之间的排斥力大于第一锁芯磁铁24与第二锁芯磁铁26之间的排斥力。

在锁具18处于锁止状态时，第一锁芯磁铁24与第二锁芯磁铁26之间有排斥力，活动销25在排斥力的作用下，活动销25与限位孔配合，实现锁芯套20与锁芯杆21之间的锁止；当需要将钥匙杆2插入锁芯时，需要将侧定位轴3与卡槽对齐，在钥匙杆2正常插入锁芯杆21内部时，通过马达8带动转头6转动，使得钥匙磁铁7正好与第二锁芯磁铁26处于平齐位置，且钥匙磁铁7与第二锁芯磁铁26之间的排斥力大于第一锁芯磁铁24与第二锁芯磁铁26之间的排斥力，卡合在限位孔内的活动销25被排斥力推进到条形槽23内，活动销25解除锁芯套20与锁芯杆21之间的锁止关系，然后拧动锁钥匙，带动锁芯杆21旋转运动，锁芯杆21的旋转运动带动转盘进行旋转运动，转盘同时拉动三叉连板22向内收缩，实现开锁动作。

本方案中动态可控磁阵列加密电子钥匙的使用方法：包括如下步骤：

步骤1：管理者通过智能手机或者其他终端设备扫描与锁具18配套的智能标签，获得当前锁具18的型号，即锁具18中锁芯磁铁的深度信息；

步骤2：智能手机或者其他终端设备与电子钥匙中的通讯装置(蓝牙模块)电性连接，并通过通讯装置将步骤1中的锁芯磁铁的深度信息传递给控制模块；

步骤3：控制模块根据锁芯磁铁的深度信息计算钥匙磁铁7移动的距离，并根据计算出的钥匙磁铁7移动的距离计算转杆5所需要转动的圈数，控制马达8带动蜗杆9转动，使得转杆5和转头6同时转动，定位传感器16采集转杆5转动的圈数信息，并将圈数信息反馈给控制模块；

步骤4：马达8带动转杆5转动至预设圈数后，停止转动；将电子钥匙插入锁具18内，钥匙磁铁7与与第二锁芯磁铁26处于平齐位置，转动电子钥匙，实现解锁；

步骤5：解锁完成后，马达8驱动转杆5回到启停零点位置。

Claims (3)

1.一种动态可控磁阵列加密电子钥匙，其特征在于，包括钥匙头和与所述钥匙头连接的钥匙杆；所述钥匙头呈中空结构，钥匙头内设置有驱动装置、电源装置、通讯装置和控制装置；

驱动装置、通讯装置和控制装置均与电源装置电性连接；

所述钥匙杆呈中空柱状结构，钥匙杆的圆周外壁上设置有用于转动锁芯的侧定位轴，钥匙杆内部设置有转杆，所述转杆的顶部与驱动装置连接，转杆的底部连接有转头，所述转头上设置有钥匙磁铁；驱动装置通过转杆改变所述钥匙磁铁在钥匙杆内的相对位置；所述钥匙头包括相互密封连接的钥匙上盖和钥匙下盖，所述钥匙杆与所述钥匙下盖密封连接；

驱动装置包括设置在所述钥匙下盖端面上的马达，所述马达与电源装置电性连接；

马达的输出轴上设置有一根蜗杆，所述蜗杆上设置有涡轮，所述涡轮内部设置有涡轮芯，所述转杆顶部与所述涡轮芯固定连接；

转杆底部端面上凸起设置有连接部，所述转头的顶部端面设置有与所述连接部匹配的连接槽；转头的外壁上设置有外螺纹，转头与钥匙杆的底部内壁螺纹连接；

所述连接部的长度大于所述转头在所述钥匙杆内的最大行程量；

所述钥匙下盖上设置有定位传感器，定位传感器用于采集所述转杆的启停零点位置信息以及转杆的转动圈数信息，并将采集到的信息传递给控制装置。

2.根据权利要求1所述的动态可控磁阵列加密电子钥匙，其特征在于，所述钥匙下盖上设置有用于安装所述蜗杆的蜗杆支架，蜗杆与所述蜗杆支架转动连接；蜗杆的顶部设置有蜗杆盖；钥匙下盖内还设置有用于固定和保护涡轮的涡轮盖。

3.根据权利要求2所述的动态可控磁阵列加密电子钥匙，其特征在于，所述钥匙头上设置有与控制装置电性连接的控制面板，所示控制面板上设置有电源开关按钮和指示灯。

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