CN203102411U - 一种光电密码锁 - Google Patents

Abstract

一种光电密码锁，它由密码设置器、变位输码器、换位传码器、存码复位器、开门系统五部分组成；本锁不限制密码位数也不限制每位上的密码数量，可根据需要制造任意多位每位上任意多码的高安全性密码锁；本锁采用光电互控，集成印刷电路，机电有机结合，尺寸大小适度，成本高低易控；本锁设码简单方便、密码短易记忆、易操作开锁快、关锁性能稳定、纯数字化锁、安全性能较之现代任何密码锁有跨越式的提高，适合各种安装环境和一切人群使用，可广泛用于保险门、保险柜、银行金库、国安军机部门、车船及一切相对固定的门柜上，让人们彻底抛开携带钥匙的累赘，轻松感受科技创新带来的便利生活。该产品一旦投入市场，必将产生巨大的经济和社会效益。

Description

一种光电密码锁

技术领域

本实用新型涉及一种锁，具体涉及一种光电密码锁。

背景技术

目前市场上普遍使用的密码锁，主要以电子密码锁为主，纯机械密码锁无论是多拨式、单一转盘式还是拨码盘式，都处于即将被淘汰的边沿；最近，一种光控密码锁面世并在局部地区上市，主要安装在保险门上，但它需要发光体作“钥匙”，实际上不能算是真正的密码锁。电子密码锁的优点是设密、开锁比较方便、时髦流行，但也存在诸多弱点，不可跳位输码，密码位数及每位上的码数不够多，组成的密码量有限，安全性不够高，需要伴之以鈅匙锁进行双保险；密码中没有默认值，0也作为一码必须输入，致使全码输入后密码长难于记忆，这些难以克服的弱点，使得电子密码锁只能用于保险柜上，而难于推广到普通房门上特别是家庭防盗门上广泛使用；除此之外，电子密码锁大都使用了单片机和大量电子线路以及汇编语言程序，不仅造成结构复杂而且容易被专业高手破解密码。新出现的光控密码锁，虽然克服了电子密码锁的一些弱点，使用的便利性和安全性得到了一定的提高，已被推广应用到了家庭防盗门上，但是，其密码不是使用者随时随意就能设置显得很不方便，其次，开锁时需要携带特制的发光体，不是鈅匙但实质是发挥了鈅匙的作用，对使用者来说佩带发光体与佩带鈅匙无异，失去了使用密码锁的真实意义。

世界上现在已经面世的和处于专利状态可查知的电子密码锁大约有几百种，光电密码锁和机械密码锁各有十几种，除一种光电密码锁号称可达12位之外，其余都在5至8位之间，每个码位上的位码，一律都是0到9十个值或十个码，还没有发现超过10码的，不限位不限码的纯机械密码弹子锁专利201120182346.X除外。由此可见，所组成的密码量是很有限的，确切地说，现今的密码锁，密码量都是千万级以下的，为了提高锁的安全性，一般都增配钥匙锁作辅助进行双保险，为什么没有增加密码位数或增加每位上的位码来提高密码量从而提高安全性呢？这不仅仅是因为增加二者在技术上的困难，更在于增加位、码后密码的记忆更加困难、开锁需要时间更长难以得到满意地解决，直接影响到密码锁的实用性。必须解决密码记忆和开锁时间问题，才能突破位、码限制，制造安全性更高的密码锁才有它更大更多的实用意义。

仔细研究各种密码锁的结构特点及人们对密码锁的使用诉求，有以下几点共识：

1、无论何种锁，安全性始终是第一位的要求，密码锁当然也一样。所谓安全性，就是指锁的三防效果，不仅要能防范技术性开锁，还要能有效防止强力、暴力开锁。

2、既然是密码锁，就要用纯数字化的方式去解决锁定问题并达到很高的安全性，而不用增加鈅匙锁去辅助作双保险。

3、使用要方便，开锁时间要短。传统的机械密码锁就是因为转盘上的刻度细小难读、操作需精细而被淘汰；拨码盘式密码锁因为每次拨码后需等待回码，导致开锁时间较长而被淘汰；现在通用的电子密码锁，因为不可跳位输码，在一定的安全性要求下密码数位长难于记忆，以及附加开锁鈅匙不便携带而被认为是极大的弱点，以致其难以推广到家用防盗门或普通门上使用。

4、设密要方便，密码位数要少才便于记忆，但安全性能却不能降低。传统的各种机械密码锁设密都比较麻烦，电子密码锁似乎要简单些，但也只能逐位设码，由于最高只有八位，每位上最多只有10个数字，这使得密码位设少了安全性差，设多了密码难于记忆，二者难以两全其美。

5、锁的形体大小要适当、制造成本要低，也就是售价不可太高。

一把好锁的标准是什么呢？那就是要能广适各种安装环境，且不限制使用人群，谁都可以方便操作，开锁快捷又方便，但对于盗贼却具有很高的三防效果。密码锁并不是一种十分频繁操作使用的器具，而是一种半静态物品，适当采用机械方式会更实用一些；密码量要足够大，人们主观感觉才会安全一些。

实用新型内容

针对目前各种密码锁存在的不足，本实用新型提供一种光电密码锁，将光、电与机械几种方式有机结合，基本上能满足使用者的各种要求，而又不给盗贼留下任何现今技术开锁的条件，让盗贼至少在一个较长的时期内也无计可施。且在锁的形状大小、制造成本等各个方面，与目前市售密码锁基本一样。

本实用新型是通过这样的技术方案实现的：

一种光电密码锁，该锁包括门体外的变位输码器(2)和门内锁腹中的密码设置器(1)、换位传码器(3)、存码复位器(4)及开门系统(5)五个部分。

该锁的工作原理是：将一组与输码按键关联的电键、发光元件与电池组组成电路一，将一组光敏电阻、二极管、三极管、定值电阻、继电器线圈接线端与电池组组成电路二，将一组继电器继电端、电磁锁的电磁铁与电池组组成电路三；通过光通道块将电路一和电路二联系起来，组成密码锁中的一位密码；设置密码就是手动改变某号码光通道的通断状态；输入密码就是通过输码按键改变某号码发光元件电路一中电键的通断状态；当某号码光通道贯通、发光元件又正好发光，光敏元件因受光照电阻骤降，电路二导通，该位上的继电器继电端就闭合；如果每个码位上的继电器的继电端都闭合的话，电路三就导通，电磁锁的电磁铁工作，吸起电磁锁头，转动开门手柄即可打开门锁。倘若某号光通道中的发光元件通电发光，但光通道被遮断，显然光敏元件不受光照电路二也就不通，这是“灯亮光路不通”；或者某号光通道中的发光元件不通电发光，而光通道却贯通，显然光敏元件也不受光照，电路二也不会导通，这是“灯不亮光路通”；两者都是因为设码与输码值不相同所导致，如果设码值与输码值恰好相同的话，就会自然解码，使继电器的继电端闭合，即“灯光亮，光路通，电导通”。密码锁有多少位就有多少个继电器，这些继电器的继电端以串联的方式连接，只有每个继电器的继电端都处于闭合状态时，电路三才导通，电磁锁中的电磁铁才能工作，进而转动开门手柄才能打开门锁。

具体设计制造中各个部分的组成和功能是：

所述密码设置器1由设码面板、光敏电阻集成电路板暨光敏电阻基座板、光通道块、发光元件集成电路板暨发光元件基座板、遮光片、设码手柄、复位归零杆及光敏电阻、二极管、三极管、定值电阻、继电器组成；光敏元件使用普通光敏电阻，数量为位码数量的3/4，如实例9位19码锁使用15个光敏电阻排成一列构成密码锁的一位，九位密码锁就有九个这样的元件列，光敏电路印制在光敏元件集成电路板上；设码其实就是上下搬动设码柄，通过设码柄下段拨动遮光片使光通道块中某号码的遮光片打开光通道，与此同时，通过复位归零杆的作用，带动0码柄拨动遮光片使光通道块中0码的遮光片遮断光通道；搬动任何一码的设码柄设码时都会使0码光通道被遮断，而搬动0码复位柄归0时因复位杆的作用，会使所有非0码手柄一同倒向同一边，但不同的是，0码遮光片与非0码遮光片对光通道的打开与遮断恰好相反。所述密码设置器1居于锁腹内，在锁壳上仅在设码器位置开一道小门，安装一把小锁，供设码时使用，同时该小锁钥匙也是救急开锁的钥匙，平时由锁的主要负责人掌管，只在所有人都忘记所设密码的特殊情况下才作开锁之用；所述三极管在电路中起到放大流经光敏电阻电流的作用，有它才能顺利启动继电器线圈工作。

所述变位输码器2是安装在门外的部分，它由面板上的一组输码按键、变位旋钮、变位指针、复位键组成；实例19码锁就有18个输码按键，0码为默认码，也是复位后的常通码，所以它不安排在输码按键的系列位置而安装在其旁的适当位置上；所有输码按键通过细钢丝套上套管与换位传码器3上对应位推杆相连接；变位旋钮通过细钢丝绳套上套管与换位传码器相连接，码位指针铆接在面板局部玻璃窗下经过定滑轮绕过的一段细钢丝绳上，且指针向下指向输码按键的1至9号码，但它此时的意义是码位而不是位码，这里采用了数字共用的方式；变位输码器2面板的适当位置上，还安装有按键到位指示灯、救急开锁钥匙孔、缺电电源插座及开门手柄。

所述救急开锁的原理是：从存码器里引出的四组电线，实际上是提取四条带输密按键的开关电路连接线；从前4个继电器线圈引出四组电线，是抽出4组线圈连接线；从继电器继电端引出四组电线，也是抽出4组连接线；排式开关是各条电路所需的中继联系者，但还需钥匙去转动90°才能真正接通；也就是说，只要开锁者正确输入了4个救急密码，就闭合了四个电键，但是电路并不能导通，只有待钥匙插入并旋转90°时，继电器线圈才构成电源回路而导通工作，显然它跳过了发光元件和光敏电阻，同时另一条电路的四个继电器继电端与电磁锁的电磁铁构成串联电路使电磁铁工作，所以，在钥匙扭转到90°时旋转开门手柄即可打开门锁；显而易见，有救急钥匙不知救急密码打不开门锁，知道救急密码没有钥匙也打不开门锁；救急密码每把锁不同，制造锁时随机设定，专用密码纸记录并随存于锁的包装盒中。

所述缺电电源插座，是为防止因内部电源缺电时打不开门锁而设置在面板上的外部插孔，平常是没有用的，可用不干胶商标遮住，它是由内部电源并联引出的两根导线接上两芯插座而构成，需要时才撕下遮挡商标，接上9V直流电源即可使用；外接电源不影响锁的安全性，因为不是有了电就可以打开锁，正确输入密码是唯一可以开锁的手段。

19码锁除0码为默认码外，还有18个非0码，依次分配给面板上的十八个按键，称为非0码输码按键，在变位输码器的面板上设置为上排从1至9，下排从A至I；0码专设为复位键，安置在非0码序列旁边适当位置上；9位19码锁的面板上共19个键码，显然，比密码设置器里的15个码多出了4个密码，我们把这4个密码叫做误导码，它是在1-I的18个非0码中随机选出的；误导码的设置，可减少一些元件数量和制造工作量，也能减小各部件的尺寸大小，而其安全性能完全不受影响。

所述换位传码器3是运行在存码复位器4之上的一个装置，它由一组推杆、推杆导管排成一列，再由连接片与支架连接后跨装在存码复位器4上层两端的导轨上，推杆的尾部通过细钢丝与输码按键对号连接；所述传码，就是按下输码按键时，通过尾部细钢丝将力传递给推杆，由推杆推动存码柄倒向另一边；所述换位，就是转动变位旋钮时，通过细钢丝绳带动传码器在存码复位器4上层两边的导轨上左右运动，并可以随时随意停留在任何一个码位上等待输码。

所述存码复位器4，由组成，存码柄在受到传码器推杆作用时倒向另一边，就把该位码电键的闭合状态存储起来，因受复位杆的关联作用，只要有任何一个非0码电键闭合，0码的电键就会立即处于断开状态；当受到复位力推动时，在复位杆的作用下，所有0码和非0码柄虽然都一同倒向同一边，不同的是，此时0码电路的电键将处于闭合状态，而非0码电路的电键则通通处于断开状态，原因是0码和非0码存码柄下存码电路的电键动、静片安装方向相反；存码器的电路板即为密码设置器1中发光元件印刷电路板的延伸部分；存码器存码只是存储了某个位码电路的电键闭合状态，并不是就立即通电，必须将所设非0密码输入完成后，转动开门手柄，闭合总电源开关后各条电路才会真正通电，每开一次锁，各电路中实际上只有大约1秒钟的通电时间，这一方面是为了节约电能，另一方面也是为了防止盗贼技术开锁。

所述开门系统5，它包括门外变位输码器2面板上的开门手柄、门内锁腹内的电源总开关、两把电磁锁、锁头控制钢片、固定钢板、内转盘及其上的开锁拨叉具支、自动锁头、自动锁头拨杆、开门手柄定位助动弹簧、主锁头、门框锁头孔钢片。所述电磁锁由电磁铁、电磁锁头、推力弹簧、定位杆组成；所述内转盘，它包括其上的开锁拨叉具支、盘上的电磁锁孔、电源总开关驱动具支；所述电源总开关，居于锁腹内与开锁拨叉具支关于内转盘轴心大致对称位置，受开门手柄顺时针旋转而驱动，开门手柄旋转5°-20°时，以滑动方式闭合电键，之后电键断开；开门手柄顺时针旋转10°-85°过程中，开锁拨叉拨动锁头控制钢片向右运动打开门锁；反时针旋转则锁上门锁；所述电磁锁头，只在锁上门锁时落入锁头控制钢片上和内转盘上的锁孔中，其余时间它只进入固定钢板上的锁孔而不进入锁头控制钢片和内转盘上的锁孔中，锁头控制钢片向左右运动时，它便在控制钢片和内转盘上滑动；自动锁头与自动锁头开锁拨杆，仅在本锁作为防盗门锁时需要，作为保险柜类锁时，无需安装此装置。

本锁的操作使用要领为：

设码：在未锁门状态下，打开设码器小门，按照预先想好的一组密码，依次找到各码位，将位码手柄搬向另一方，如果该位原来已进行过设码，则应首先将0码柄搬向另一方，即先进行复位归零再设置新码；如想预设两位密码，进行两次上述动作，如想设置三位密码，要进行三次上述动作；一般不需要设置四位密码；之后一定要记住检查自己没有设码的码位上是否已经复位归零；最后，以假锁门的方式锁上锁、打开锁，以检查密码设置是否正确，然后记下所设置的密码。记录密码以位加码的方式为最佳，假如设置的密码为：0050H0070，就可记录为355H87。

开锁：第一步，按下复位归零键，主要是防止有人在之前胡乱按下过输码键；第二步，旋转拨位旋钮，将指针指向所设密码的第一个非0码所在的码位，如上设码355H87，即第3位是5、第5位是H、第8位是7，那么，码位指针就指向3，然后按下输码键5，再旋转拨位旋钮使指针指向5，按下输码按键H，再将指针指向8，按下输码按键7，即完成输码工作，最后一步是旋转开门手柄打开门锁。本锁可以从后面开始往前面输码甚至从中间开始输码，只要满足输入对应位上输入对应码就行。如上例先在第8位输入7，然后在第5位输入H，最后在第3位输入5，转动手柄开门效果是一样的。

从理论上说，本锁是不限位不限码的，即可以制造任意多个码位、每个码位上可以设置任意多码的密码锁，但在实际应用中，以制造20位35码以下任意组合锁为宜，兼顾安全性与输码按键操作便捷性和排列美观性，以制作6位19码，6位25码，7位15码，7位22码，8位17码，8位25码，9位19码，10位21码，12位25码锁较为适宜；特别是9位19码锁，输码键组上排设置1-9号按键，下排设置A-I号按键，上排键既表示码位，又表示位码，一键两用，0为默认码，不把它设置为一般的输码按键而是在输码按键的旁位专门设置为复位键，不管是低、中、高端锁均可采用这一设计，区别仅在于制锁使用的材质不同而已。

本实用新型的有益效果如下：

1、安全性高，使用简单方便，适用范围广。安全性高体现在：6位19码锁组成的密码量达到47015881个，9位19码锁可组成的密码量达到322687697779，三千多亿，如此大的密码量，任何人都不可能靠推算或凭运气在短时间内找出其中一个随机设置的密码的，加之本锁不存在电脑程序可以帮忙，只能手动试验开锁，不知密码者试验一辈子也不可能找出正确的密码来。使用简单方便体现在：按照设定密码，拨位、输码，拨位、输码，然后转动手柄即可开门；密码可设置成两位，也可以设置成三位、四位，不过以设置为三位最适宜，完全不需要全码设置，记录或记忆密码可采用位加码的组合方式，设置两码可记录成一个四位数，设置三码可记录成一个6位数，如0G0000008记录为2G98，又如005000BH0记录为357B8H，很容易记住也非常安全；如果确实把密码忘了，可输入每把锁特给的救急码，加上钥匙，即可把锁打开；按键数字大，谁都看得清；常规操作，一说谁都懂；因此，它适合一切人群使用，不管老人、小学生、甚至盲人，均无障碍。适用范围广体现在：由于它的安全性高、又适合任何人群使用，所以，无论是家用防盗门、保险柜，还是银行、金库、国安、军机等各种部门都可安装使用，显然它根据制造时使用材质不同也能适应较恶劣的安装环境使用。

2、三防效果十分明显。无论盗贼采用技术性开锁还是破坏性开锁，都是不可能轻易打开门锁的。因为门外的拨位输码器与门内的主锁体是依靠钢丝或细钢丝绳加导管来连接的，当然也可以直接用轴连接，钢丝或钢绳短可用几厘米，长可达10米左右，门的内外部分通常不用硬性连接，各部分元件之间以浅接触、非连接的间接关联，所以即使采用大锤砸门也没法打开，若采用氧焰割锯法截取一块门体后开锁，也不可能一步奏效，因为门内的主锁体并不一定安装在拨位输码器的正背面。

3、制造简单，成本较低。本实用新型中使用较多的发光元件是发光二极管或LED灯泡、普通三极管、普通电阻和光敏电阻，它们只是几分或一角多钱一颗，继电器、电磁锁中的电磁铁也只是一两元钱一个，这些都有专门厂家生产，价廉物美，如果批量定制生产，成本还可以进一步降低，其余零件需要自己生产，无需特殊机器和特殊材料，如果不是用在特殊环境使用的锁，光通道块、遮光片等只需黑色硬塑料制作即可，所以它的制造很简单，成本较低廉。

4、节能、节约、环保。本光电密码锁的电源总开关设置在开门手柄转动5-20°时，也就是说，未转动开门手柄前是不会打开总电源开关的，输码时仅仅是让存码器改变了电键的闭合断开状态，存入了一个输码信息，并没有真正通电，因此锁的本身没有待机耗电。如果需要显示诸如日期时间、输码所在码位指示、输码按键到位指示等，可另加一低压直流电源即可。本锁除作为保险柜、家用防盗门安装使用外，作为单位、库房门锁特别实用，不仅可以减少管理人员携带诸多钥匙的累赘和麻烦，更重要的是便于控制，一旦发现锁密码被超范围的人知晓，立即重设密码，大大减少因钥匙扩散而更换锁芯的浪费。

附图说明

图1为光电密码锁的框架结构示意图，旨在显示五个组成部分及其相互关系。

图2为光电密码锁之设码器A-A截面图，即沿位码轴向截面图，旨在说明位码之间排列关系及层结构。实例为9位19码锁，除去4位误导码，设码器实际只需要15码。设码器左边安排7位非0码，第8位即中间一位为默认码0码，右边7位也安排非0码，误导码是从18个非0码中在制造锁时随机选出的4码，不能进行设置。

图3为图2取其一段的放大图。

图4为光电密码锁之设码器B-B截面图，即沿码位排布方向的截面图，A-A截面与B-B截面互相垂直。实例9位19码锁在图中为什么是十位呢？实际上，前九位是真正的设码位，第10位只有一码，即0码，它的遮光片不需要设置，光通道是常通的，是误导码的光路专用码位。

图5为图4取其一段的放大图。

图6为实例中非0码光通道中的遮光片，通光孔在拨杆孔的另一端。

图7为实例中0码光通道中的遮光片，通光孔在拨杆孔的同一端。

图8为实例中设码器的非0码设码手柄侧视图，复位杆在靠近手柄转轴左上边，并不与之连接。当设码手柄向左搬动时，复位杆一定随之向左运动，手柄向右搬动时，复位杆却不随之向右运动；搬动0码柄向右转动，与之连接的复位杆必定向右运动，会使无论哪个码位上的非0码手柄一起倒向右边。

图9为实例中0码柄与复位杆侧视图，0码柄上多一凸起将复位杆包住，复位杆与0码柄联动；0码柄向左或向右转动，复位杆也就跟随向左或向右运动。

图10为实例设码器中的0码柄结构图。0码柄与复位杆固定在一起，0码柄不是放在左边第一位，而是放在中间位，且两端多了一段助转柄71，它们共同绕设码柄转轴73而转动，助转柄是为了使受力平衡而设置。

图11为实例中设码器的发光元件和存码器的印刷电路图，印制在发光元件的基座板上，图中前9位为存码电路，第10位为误导码电路。

图12为实例中光敏元件及继电器的印刷电路图。

图13为实例中设码器在一个码位上的电路图。

图14为光电密码锁门外的变位输码器各元件布局示意图。

图15为光电密码锁锁腹内存码复位器上方的换位传码器侧视图。

图16为光电密码锁锁腹内存码复位器上方的换位传码器正视图。

图17为光电密码锁锁腹内存码复位器的非0码存码柄侧视图。图示存码柄处于复位状态即电键断开状态。

图18为光电密码锁锁腹内存码复位器的非0码存码柄侧视图。图示存码柄处于存码状态即电键闭合状态。

图19为光电密码锁锁腹内存码复位器的0码存码柄侧视图。图示存码柄处于复位状态即电键闭合状态。

图20为光电密码锁锁腹内存码复位器的0码存码柄侧视图。图示存码柄处于存码状态即电键断开状态。只要有任何一个非0码处于存码状态，在复位杆的作用下，0码柄就一定让断开电键，因为脚下的电键安装方向相反，导致0码与非0码关联的电路电键的闭合与断开状态刚好相反。

图21为光电密码锁存码复位器侧视图。由图可见各位上存码柄的排列情况，第一至第九位存储输码信息，第十位专门存储误导码的输入信息。

图22为实例存码复位器中的0码柄结构图。0码柄与复位杆固定在一起，且它不是放在左边第一位或右边第一位，而是放在中间位，且两端多了一段助转柄81，它们共同绕存码柄转轴42而转动，助转柄是为了使受力平衡而设置。复位杆两端的钢片48为复位拉片。

图23为开门系统正视图。

具体实施方式

为了更加清楚地阐释本实用新型的发明目的、技术方案及有益效果，下面结合附图对本实用新型做进一步的说明，但并不将本实用新型的保护范围限定在实施例中。

本实用新型为一种光电密码锁，它以“松散式关联结构，用浅接触非连接的方式传递密码信息”作为理论指导，通过对光线在光通道中的通断状态来设置密码，通过输码按键关联电键实现电路的通断来输入和存储密码，通过光照与光敏电阻受光照阻值骤减使电路导通来实现自然解码，通过手动旋转开门手柄来打开门锁，整个设码、锁定、开锁过程，是电子与机械的有机结合，没有任何先进的现代设备或技术手段可以辅助开门，造就了本锁的高度安全性能。

本实用新型的目的是提供一种有足够密码量、具特高安全性、而密码易记、开锁时间短、开锁操作简单、安装环境广泛、适用各类人群、纯数字化的密码锁，让人们彻底抛开钥匙带来的累赘和烦恼，轻松地走向未来的幸福生活。

如图1所示是光电密码锁五个组成部分框架结构示意图，(1)为设码器，在密码锁开启时可进行密码的预设置；(2)为变位输码器，开锁前，通过旋转变位旋钮变换码位、按下输码按键输入密码，最后旋转开门手柄即可实现门锁的开启与关闭；(3)为换位传码器，它通过导管钢丝绳与变位旋钮连接并可变换自身所在码位，它接受输码按键尾绳传来的力通过变码推杆改变存码器中存码柄的状态，以实现存码电路的通断来保存密码信息；(4)为存码复位器，它一方面记录保存传码器传来的输密信息，另一方面在受到复位力时将所有已输入的密码信息复位归零；(5)为开门系统，它通过设置在变位输码器上的开门手柄与电磁锁配合来实现门锁的开启与关闭。

图2是设码器沿任意码位A-A轴向截面图，图3是其中一段的放大图，由图可见，设码器最上层为设码器面板11，第二层为光敏电阻基座暨印刷电路版13，下面一层是光通道块14，底层是发光元件基座暨印刷电路板18，设码手柄12贯穿一二层之间并插入遮光片一端的小孔中，光通道块中间插入可左右运动一的遮光片16，15为发光元件，17为光敏电阻，19为设码柄转轴，20为复位杆要在另一个截面图中才可见。

图4是设码器沿码位B-B方向的截面图，A-A截面与B-B截面互相垂直。图5是其中一段的放大图，由图可见，设码的本质就是手动搬动设码柄倒向另一边，通过设码柄下段挑动遮光片向右运动，打开光通道，与此同时，在复位杆的作用下，必然立即遮断0码光通道，这是因为0码遮光片与非0码遮光片上的通光孔不在同一端之故，从图6和图7的比较可见。

结合图5、图6、图7、图8、图9和图10可知，向右搬动0码柄，所有的设码柄都会被赶往右边，这就是复位归零，由于遮光片上的通光孔位置不一样，归零时，唯有0码的光通道导通，所有非零码光通道都将被遮断；设码时，预设某码的设码柄倒向左边，旁边的码柄不会随动，只有0码柄会随之一起倒向左边，此时遮光片打开了预设码的光通道，却恰好遮断了0码光通道。

图11为发光元件及存码器的印刷电路图。实例9位19码锁从左至右，位码从1到7码按顺序排列，第8码为默认的0码，第9到15码为后7码，还有4码是从除0外的18个位码中随机产生出来的，它们不安排在一至九位上的设码值中，而是统一接到第十位的0号位码上。这就是说，设置密码，实际上只能从除0码、误导码之外的14个码值中选择，但这已经足够了，如果不用误导码当然也可以，但码位会变得更长，锁的外观尺寸也会随之增大，而安全性能却是一样的，这就是使用误导码之妙处所在。电路板的左端是发光元件印刷电路，右端是存码器的印刷电路，其上位码的排布呈镜像关系，这样设计以免线路交叉。

图12为光敏电阻印刷电路图，继电器也安装在该电路板上，各码位之间电路呈并联关系，每个码位使用一个继电器，实例9位19码锁加上误导码码位共有十位，使用了10个继电器，继电器的继电端之间呈串连关系。不难看出，开锁电路三导通的条件是每个继电器的继电端都要闭合；在设码器中，默认的0码光通道是常通的，存码器中默认的0码电路复位归零后也是常闭合的，所以只要不输入非0码，继电器的继电端就肯定闭合；如果设码器中在某码位上设置了非0码，那该码就打开了光通道同时立即遮断了0码的光通道，欲使该位继电器的继电端闭合，就只有从输码器输入该位上的该码，即闭合该码在存码器中的电键，让发光元件发光，否则，该位上的继电器就不会闭合，整条开锁电路三就是断开的；设码器中的第十位只有一位0码，它的光通道是常通的，存码器中的第十位也只有一个0码，所有误导码的按键尾绳都指向它，输入密码时没有输入误导码，该位继电器是闭合的，一旦输入任何一个误导码，第十位上的继电器就断开了，整个开锁电路三也就不通了，再输入任何密码都对开锁是无用的；如果输错了密码打不开门锁，可按下复位键后重新输入正确密码，即可打开锁了；万一确实完全忘记了密码，那就只能输入买锁时包装盒中所给的救急码，然后插入设码器小门的钥匙转动90°不放手，另一只手转动开门手柄即可打开门锁。图中的541和542表示开门系统的电磁锁中的电磁铁。在密码设置器和存码复位器中都设有第10位即误导码位，在密码设置器中第10位就只有一个0码，不能设置也不能复位，是完全的常通码，在存码复位器中，虽然也只有一个0码，完全有可能被别人按下误导码而使之电键关闭，可见它的电键并不一定是常闭的，因此，它总是随前面九位同步复位归零。

图13为一个码位上的电路图。图中15个光敏电阻并联后接入电路中，无论是复位状态还是设码状态，总是只有一个光通道没被遮断，所以也只有一个光敏电阻接受光照，除光敏电阻外，电路中还有二极管、三极管、定值电阻及继电器启动线圈。

图14为门外的变位输码器面板。21为变位旋钮、22为拨位指针玻璃窗、23为拨位指针、24为非0码输码按键组，由18个按键组成、25为复位键，按下它相当于在每个码位上都输入了0码、26为输码按键到位指示灯，灯亮表示输码成功、27为救急开锁钥匙孔、28为外接电源插座孔。所述变位旋钮21用带套管的细钢丝绳与锁腹内的换位传码器相连接，转动旋钮将通过钢丝绳带动传码器在导轨上左右移动以达到改变输码码位的目的。所述拨位指针，铆接在钢丝绳通过定滑轮绕过玻璃窗下的一段上，指针与传码器同步移动，通过传码器下带凹陷的钢片可准确定位在任意码位上。所述输码按键24，通过尾部带导管的细钢丝与传码器对应位码的变码推杆相连接，按下输码按键，通过尾绳钢丝传力使推杆向前运动，推动存码器中的存码柄绕轴旋转倒向左边并将输码信息存储起来。所述救急开锁，是指在存码器中的存码电键里随机选择四个，并联引出四组电线，再从第1至第4个继电器线圈端并联引出四组电线，继电器的继电端也引出四组电线，这些电线组按照一定的规则连接到排式开关上，通过救急开锁钥匙孔27插入设码器小门钥匙，一只手将钥匙旋转90°不放手时，另一只手旋转开门手柄即可打开门锁；钥匙受内部弹簧的作用，一旦放手即转回原位，断开排式开关；救急开锁的原理是：从存码器里引出的四组电线，实际上是提取四条电路的开关，从前4个继电器线圈引出四组电线，是抽出4组连接线，继电器继电端引出四组电线，也是抽出4组连接线，排式开关作为各条电路所需要的中继联系者，钥匙是排式开关的驱动；也就是说，只要开锁者正确输入了4个救急密码，就闭合了四个电键，但是电路还不能导通，只有待钥匙插入并旋转90°时，继电器线圈才构成电源回路而导通工作，显然它跳过了发光元件和光敏电阻，另一条电路是使继电器的继电端与电磁锁的电磁铁构成串联电路而使电磁铁工作，所以，在钥匙扭转到90°时旋转开门手柄即可打开门锁。显而易见，有救急钥匙不知救急密码打不开门锁，知道救急密码没有钥匙也打不开门锁。救急密码每把锁不同，制造锁时随机设定，专用密码纸记录并随存于锁的包装盒中。

图15为换位传码器侧视放大图。图中31为跨装在存码复位器两边的传码器导轨、32为换位传码器支架、33为安装在支架上的一组导管、34为插入导管中的一组推杆、35为推杆连接输码按键的套管细钢丝绳、36为安装在支架上的传码器定位钉簧、37为传码器下带凹陷的定位钢片、38为定位钉、39为换位传码器与变位旋钮之间的连接绳、40为钢绳变向定滑轮。很显然，钢丝绳一旦受力，必先拉起定位钉38而后作左右运动，一旦失去绳子拉力，则在弹簧作用下落向凹陷处，这就保证了传码器停驻码位的准确性。

图16为换位传码器正视放大图。从实例图中可见位码的排布顺序，同时还可看出，实例9位19码锁的误导码是4、7、A、E，默认值是0，居中，可设置非0码是1、2、3、5、6、8、9和B、C、D、F、G、H、I。

图17和图18是存码复位器中的存码柄侧视图。41为存码柄、42为存码柄转轴、43为发光元件电路中电键动簧片，其上的弯曲对存码柄起定位作用，所有各码位上的动簧片在其基座部分连接在一起并与电路正极相接；44为发光元件电路中电键静簧片，各片独立并与设码器中发光元件的正极相接。图17为复位状态，电键断开；图18为存码状态，电键闭合。

图19和图20是存码复位器中默认0码存码柄的侧视图。它与非0码柄的区别在于，它在存码柄上多一个凸起，将复位杆包住形成一个整体，无论何时与复位杆一起联动；除此之外，其下方的电键安装方向相反，这使得它的电键的闭合与断开状态与非0码存码柄恰好相反。

图21为存码复位器侧视图。由于实例第一至第九位皆有15码，0码居于中间，所以只能看到非0码存码柄，而在第十位上，只有一个0码，所以直接就看到了0码柄。图中45为复位杆、46为复位拉片、47为复位拉片自动回位拉簧、48为复位拉力绳、49为复位拉片上的复位杆让位孔。图中所示，在第三位、第七位、第八位上已输入了非0码，所以把复位杆推到了让位孔的左下角，没有输入密码的码位复位杆保持在复位状态。很显然，当受到复位拉力绳拉力作用时，复位钢片通过让位孔左沿挂动复位杆向右运动，所有的存码柄会一同倒向右边，即显示在右上角，这即是复位归零。复位按键通过角形杠杆钢片将按压力力转化为拉力。

图22为存码复位器中的0码柄正视图。41为0码存码柄、42为存码器所有存码柄的共同转轴、45为复位轴、48为复位钢片、81是为平衡受力而设置的助转柄、82是转轴42的支撑柱。

图23为开门系统正视图。图中51是开门手柄，它属于开门系统，但它安装在门外的变位输码器面板上，顺时针转动它通过内转盘52上的具支动触头59与静触头60相对运动接触就能闭合总电源电路，还能通过另一具支拨叉拨动锁头控制钢片57向右运动而打开门锁；53为锁腹内的固定钢板，开门系统中除开门手柄外的其它部件大都夹在固定钢板53与锁壳之间，541为锁定锁头控制钢片57的电磁锁，542为锁定内转盘的电磁锁，两把电磁锁同时串联在电路三中；551和552为电磁锁孔，56为锁头控制钢片限向条，57位锁头控制钢片，58为电磁锁头，61为固定钢板定位螺钉。如果本锁作为防盗门锁时，还应设置自动锁头与自动锁头开锁拨杆，为了图形简洁图中把它省略。为了保证开门系统电磁铁有足够的工作效率，本锁使用9V直流电源，发光元件和继电器所需3V直流电源，可通过串联一个定值电阻而获得。为了防止内部电源缺电时打不开门锁，在变位输码器面板上设置电源插孔28，正负极与内部电源并联，正常情况下用商标封住插孔，缺电时揭开它再接上外部电源即可开门，它不会影响锁的安全性，因为不正确输入密码，外接电源是根本没用的。

本密码锁可使用一般市售的电子元件制造，电子元件的质量决定锁的使用安装环境，通常在-20°至60°范围内。如果要求在特殊环境中安装使用，需要特制的电子元件。当然，作为工业化批量生产密码锁时，电子元件也是需要与专业厂家批量定制生产的，这样可以让电子元件的尺寸更小、质量更好，以使生产出来的密码锁体积更小，性能更可靠。

本实用新型光电密码锁实现了用巨量密码保障锁的特高安全性；用手动变换输码码位为输码提供了高度的灵活性，使得跳位输码、任意设码成为可能，并在保证高安全性的前提下实现了快速开锁；扬弃了传统密码锁的精细拨码盘和回位拨号盘而采用大字码数字键盘按键操作，适合一切人群使用，快捷又方便；相比当今时髦的电子密码锁，安全性能更高、开锁更快捷、防技术开锁性能更优越。实例9位19码锁，仅是为了方便对锁的结构、工作原理的阐释，在实际制造中，为了适应不同层次、不同环境的需要，任意位、任意码的组合锁都是可以制造的。实施例尽可能详细地说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域技术人员应当理解，完全可以对本实用新型的技术方案进行修改或作等同替换，而不脱离本实用新型的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种光电密码锁，其特征在于：该光电密码锁包括密码设置器(1)、变位输码器(2)、换位传码器(3)、存码复位器(4)、开门系统(5)五个部分；其中 

密码设置器(1)用于在密码锁开启时进行密码的预设置； 

变位输码器(2)用于在开锁前，通过旋转变位旋钮变换码位、按下输码按键输入密码； 

换位传码器(3)通过导管钢丝绳与变位旋钮连接并可变换自身所在码位，还负责接受输码按键尾绳传来的力，通过变码推杆的作用改变存码器中存码柄的状态来保存密码信息； 

存码复位器(4)一方面记录保存传码器传来的输码信息，另一方面在受到复位力时将所有已输入的密码信息复位归零； 

开门系统(5)通过设置在变位输码器面板上的开门手柄与电磁锁配合来实现门锁的开启与关闭。 

2.如权利要求1所述的光电密码锁，其特征在于：所述密码设置器(1)由最上层设码器面板(11)、第二层集成印刷电路版同时也作为光敏电阻的基座板(13)、下一层光通道块(14)、底层集成印刷电路板同时也是发光元件基座板(18)、设码手柄(12)、发光元件(15)、遮光片(16)、光敏电阻(17)、设码柄转轴(19)、设码复位杆(20)组成；所述设码手柄贯穿于一二层之间并插入遮光片一端的小孔中，上下搬动它时进行设码或复位，密码设置的实质就是通过设码手柄的下段拨动遮光片，打开光通道块中非0码光通道而遮断0码光通道，设码复位杆在这里起重要的辅助作用；所述光敏电阻基座其上安装光敏电阻，光敏电阻的安装数量为设计码数的3/4，另1/4为误导码不安装光敏电阻；所述光通道块中的光通道与光敏电阻的安装位置、数量一一对应；所述设码器手柄，分0码柄和非0码柄两种，0码柄比非0码柄多一个凸起将复位杆包住，以使复位杆与之联动；所述遮光片，也分0码和非0码两种，区别在于其上的通光孔不在同一端，以使它们工作状态时对于光通道的通断作用恰好相反。 

3.如权利要求2所述的光电密码锁，其特征在于：所述变位输码器(2) 由变位旋钮(21)、拨位指针玻璃窗(22)、拨位指针(23)、非0码输码按键组(24)、复位键(25)、输码按键到位指示灯(26)、救急开锁钥匙孔(27)、外接电源插座孔(28)组成；所述变位旋钮用带套管的细钢丝绳与锁腹内的换位传码器相连接，转动变位旋钮将通过钢丝绳带动传码器在导轨上左右移动以达到改变输码码位的目的；所述拨位指针铆接在钢丝绳通过定滑轮绕过玻璃窗下的一段绳上，与传码器同步移动，利用传码器导轨下带凹陷的钢片准确定位在任意码位上，指针通过玻璃窗口显示出传码器的停驻码位来；所述输码按键组(24)，通过尾部带导管的细钢丝与传码器对应位码的变码推杆相连接，按下输码按键，通过尾部钢丝传力使推杆向前运动，推动存码器中的存码柄绕轴旋转倒向左边并将输码信息存储起来；所述救急开锁，是指在存码器中的存码电键组里随机选择四个，并联引出四组电线，再从第1至第4个继电器线圈端并联引出四组电线，继电器的继电端也引出四组电线，这些电线组按照一定的规则连接到一个排式开关上，通过救急开锁钥匙孔(27)插入设码器小门钥匙，一只手将钥匙旋90°，用钥匙去闭合排式开关，另一只手旋转开门手柄即可打开门锁，钥匙受内部弹簧的作用，一旦放手即转回原位，断开排式开关。 

4.如权利要求3所述的光电密码锁，其特征在于：所述换位传码器(3)由跨装在存码复位器两边的传码器导轨(31)、换位传码器支架(32)、安装在支架上的一组导管(33)、插入导管中的一组推杆(34)、推杆连接输码按键的套管细钢丝(35)、安装在支架上的传码器定位钉簧(36)、传码器下带凹陷的定位钢片(37)、定位钉(38)、换位传码器与变位旋钮之间的连接绳(39)、钢丝绳变向定滑轮(40)组成；所述传码器导轨用于约束传码器的空间位置和运动方向，通过连接绳(39)与变位旋钮配合来完成换位传码器的换位功能，连接绳受到拉力时，先拉起定位钉(38)而后作左右运动，绳子失去拉力时，则在弹簧作用下落向凹陷处，以保证传码器在导轨上停驻码位的准确性；所述传码，就是支架上导管中的推杆通过尾绳钢丝与输码按键连接，按下输码按键就对推杆产生一个向前运动的力，使推杆伸出导管，从而推动所指向的存码器中的变码柄改变位置状态。 

5.如权利要求4所述的光电密码锁，其特征在于：所述存码复位器(4)由存码柄(41)、存码柄的共转轴(42)、电键动簧片(43)、电键静簧片(44)、复位杆(45)、复位拉片(46)、复位拉片自动回位拉簧(47)、复位拉力绳(48)、复位拉片上的复位杆让位孔(49)、存码柄隔片(50)、助转柄(81)、支撑柱(82)组成；存码复位器的功能是保存输入的密码和对已输入密码进行复位归零；所述存码通过变码柄与电键动簧片上的凹凸来实现，存码的实质是保存电键的闭合状态；所述复位是通过复位杆、复位拉片及其上的让位孔、复位拉力绳配合，把所有的变码柄不管是0码柄还是非0码柄一同推倒向另一方；所述变码柄，分0码柄和非0码柄两种，0码柄比非0码柄多了一个凸起将复位杆包住，0码柄始终与复位杆处于联动状态；所述电键动簧片(43)与电键静簧片(44)在所有非0码柄下的安装方向一致，而在0码柄下的安装方向单独相反，这是造成0码和非0码电键的闭合与断开状态恰好相反的根本原因；所述0码柄，不是安装在一串位码的开头或结尾，而是为了力的平衡把它安装在位码的中间位置上，并在两端增加一段助转柄(83)；所述复位拉力，是将按键按压力通过角形杠杆钢片转化而来，复位键与复位拉片之间用带导管的复位拉力绳连接。 

6.如权利要求5所述的光电密码锁，其特征在于：所述开门系统(5)由开门手柄(51)、内转盘(52)、锁腹内的固定钢板(53)、电磁锁(541)和(542)、电磁锁孔(551)和(552)、锁头控制钢片限向条(56)、锁头控制钢片(57)、电磁锁头(58)、总电源动触头(59)、总电源静触头(60)、固定钢板定位螺钉(61)、门锁开关助动定位钉簧(62)、自动复位按键(63)、角形力转换杠杆(64)组成；所述开门手柄属于开门系统，但它安装在门外的变位输码器面板上，与锁腹内的内转盘通过轴连接或钢丝绳绕轴来连接；所述电源总开关要在完成拨位输码工作后，开门手柄顺时针转动5°--20°时，内转盘上的具支总电源动触头(59)与静触头(60)相对运动接触才动态闭合，开锁和上锁后都处于断开状态；所述电磁锁只有在闭合总电源后，电路一、电路二、电路三都导通的情况下才能工作，电磁锁头受电磁吸力时退出内转盘和锁头控制钢片上的电磁锁孔中，开门手柄才能通过内转盘上的另一具支拨叉拨动锁头控制钢片向右运动 从而打开门锁；在开锁和关锁的过程中，电磁锁头插入固定钢板的锁孔中并在内转盘和锁头控制钢片上滑动；所述电磁锁的电源，为了保证开门系统电磁铁有足够的工作效率，使用9V直流电源，发光元件和继电器所需3V直流电源，通过串联一个定值电阻而获得；为了防止内部电源缺电时打不开门锁，在变位输码器面板上设置电源插孔(28)，电磁锁不缺电时不启用。 

7.如权利要求6所述的光电密码锁，其特征在于：所述存码复位器(4)中存码柄(41)的复位归零，是通过复位拉片受复位力拉动而实现，复位力来自两个地方：一是手动复位，即按下变位输码器面板上的复位键而产生；二是自动复位，即开锁时锁头控制钢片向右运动即将结束时挤压自动复位键而产生；自动复位键除了产生自动复位力外，还关联一个电键，这个电键再与一个手动电键、警鸣发声器、电池组构成串连电路，打开门锁时，与自动电键关联的电键自动闭合电路，警鸣喇叭鸣叫报警，手动电键安装在设码器面板上平时锁住，如不想在开门时出现报警声，可以断开手动电键。 

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