RU2190074C2

RU2190074C2 - Device for door locking

Info

Publication number: RU2190074C2
Application number: RU2000110019A
Authority: RU
Inventors: Д.П. Евдокимов; Н.Н. Голдобин; С.А. Гордон; С.А. Чувилькин; Л.Г. Борисов; С.К. Матвеев; Г.Г. Морданов; Ю.Д. Максимов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Фирма СЕЙФ-СЕРВИС"
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2002-09-27

Abstract

FIELD: electromagnetic locking devices, applicable for locking of various rooms, the doors of entrances of tenement houses inclusive. SUBSTANCE: the device has a key of non-magnetic material with ferromagnetic cross-pieces and a lock located in it in a code sequence. The lock has a switching unit and series-connected decoding and lock code setting units, logic coincidence circuit and an actuating unit. The decoding unit has N elements consisting of a pair of inductance coils and an exciting inductance coils and an exciting inductance coil. The inductance coils installed on a common ferromagnetic core are connected in opposition. Each element has three stable states depending on the availability and position of the cross-piece overlapping the cores of the common magnetic circuit carrying the inductance coils. The switching unit uses a Hall generator installed in the center of a permanent magnet, fastened on whose pole ends and on top the Hall generator are the ferromagnetic cores. EFFECT: enhanced lock security. 2 cl, 5 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к электромагнитным запирающим устройствам и может быть использовано для запирания дверей различных помещений. The invention relates to electromagnetic locking devices and can be used to lock doors in various rooms.

Известны устройства для запирания дверей, содержащие ключ и замок, содержащий средство для кодирования, схему управления и исполнительный орган [а. с. СССР 777190, Е 05 В 47/00, 1978 г.; патент Великобритании 1459185, Е 05 В 47/00 (Е2А), 1976 г.], не обладающие достаточной секретностью. Known devices for locking doors containing a key and a lock containing means for encoding, a control circuit and an executive body [a. from. USSR 777190, E 05 B 47/00, 1978; UK patent 1459185, E 05 B 47/00 (E2A), 1976], not having sufficient secrecy.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для запирания дверей [а.с. СССР 1044759, Е 05 В 47/00, 1981 г.], содержащее ключ из немагнитного материала с расположенными в нем ферромагнитными перемычками в соответствии с заданным кодом и замок, состоящий из блока включения, блока декодирования с катушками индуктивности, блока установки кода замка и исполнительного блока. The closest technical solution adopted for the prototype is a device for locking doors [and.with. USSR 1044759, Е 05 В 47/00, 1981], containing a key of non-magnetic material with ferromagnetic jumpers located in it in accordance with a given code and a lock, consisting of an enable unit, a decoding unit with inductors, an installation code lock unit and executive unit.

К недостаткам известного устройства следует отнести малое количество набора кода, что снижает его секретность, а также наличие отверстия в наружной части панели замка для погружения ключа, что способствует дискредитации замка. The disadvantages of the known device include a small amount of code dialing, which reduces its secrecy, as well as the presence of holes in the outer part of the lock panel for diving the key, which contributes to the discrediting of the lock.

Техническим результатом является повышение секретности. The technical result is to increase privacy.

Этот результат достигается тем, что в устройстве для запирания дверей, содержащем ключ из немагнитного материала с расположенными в нем ферромагнитными перемычками в соответствии с заданным кодом и замок, состоящий из блока декодирования с катушками индуктивности, блока установки кода замка, исполнительного блока и блока включения, катушки индуктивности блока декодирования установлены на стержнях общего ферромагнитного сердечника, попарно соединены встречно и подключены к входам соответствующих компараторов. This result is achieved by the fact that in a device for locking doors containing a key of non-magnetic material with ferromagnetic jumpers located in it in accordance with a given code and a lock consisting of a decoding unit with inductors, an installation unit for setting a lock code, an actuating unit and a switching unit, the inductance coils of the decoding unit are mounted on the rods of a common ferromagnetic core, are paired in the opposite direction and connected to the inputs of the respective comparators.

Возбуждающая катушка индуктивности установлена на стержне, равноудаленном от всех остальных стержней общего ферромагнитного сердечника, и соединена с выходом генератора переменного тока, выход "сигнал синхронизации" которого подключен к первым входам преобразователей, вторые входы которых соединены с выходами компараторов. Три выхода каждого преобразователя через блок установки кода замка и логическую схему совпадения соединены с исполнительным блоком. Ферромагнитные перемычки ключа и сердечник выполнены из магнитомягкого материала. The exciting inductor is mounted on a rod equidistant from all other rods of the common ferromagnetic core and connected to the output of the alternator, the output of the "synchronization signal" of which is connected to the first inputs of the converters, the second inputs of which are connected to the outputs of the comparators. Three outputs of each converter through the lock code setting unit and the matching logic are connected to the executive unit. The ferromagnetic jumpers of the key and core are made of soft magnetic material.

Блок включения замка выполнен на датчике Холла, установленном в центре постоянного магнита, на полюсных концах которого и сверху датчика Холла закреплены ферромагнитные стержни из магнитомягкого материала, причем свободные торцы стержней расположены на одном уровне, выходы блока включения соединены со входами блока установки кода замка. The lock-on unit is made on a Hall sensor installed in the center of a permanent magnet, on the pole ends of which and on top of the Hall sensor ferromagnetic rods of magnetically soft material are fixed, the free ends of the rods being located at the same level, the outputs of the switching unit are connected to the inputs of the lock code setting unit.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами: на фиг.1 приведена функциональная схема устройства для запирания дверей, на фиг.2 - магнитоэлектрическая схема соединений катушек индуктивности одного элемента, на фиг.3 - вид спереди, а на фиг.4 - вид сверху варианта выполнения ферромагнитного сердечника на три элемента, на фиг.5 - блок включения замка. The proposed device is illustrated by drawings: in Fig. 1 is a functional diagram of a device for locking doors, in Fig. 2 is a magnetoelectric diagram of the connections of inductors of one element, in Fig. 3 is a front view, and in Fig. 4 is a top view of an embodiment of a ferromagnetic core three elements, in Fig.5 - block switch lock.

Устройство для запирания дверей (фиг.1) содержит ключ 1 из немагнитного материала с расположенными в нем в соответствии с заданным кодом ферромагнитными перемычками 2 из магнитомягкого материала, например феррита. Замок, состоящий из блока 3 декодирования, катушки индуктивности 4 которого установлены на своих стержнях общего ферромагнитного сердечника 5, попарно соединены встречно и подключены к входам соответствующих компараторов 6. Возбуждающая катушка индуктивности 7 установлена на своем стержне общего ферромагнитного сердечника 5 и соединена с выходом генератора 8 переменного тока. A device for locking doors (Fig. 1) contains a key 1 of non-magnetic material with ferromagnetic jumpers 2 made of magnetically soft material, such as ferrite, located in it in accordance with a given code. The lock, consisting of a decoding unit 3, the inductors 4 of which are mounted on their rods of a common ferromagnetic core 5, are paired in the opposite direction and connected to the inputs of the respective comparators 6. An exciting inductor 7 is mounted on its core of a common ferromagnetic core 5 and connected to the output of the generator 8 alternating current.

Выход "сигнал синхронизации" генератора 8 подключен к первым входам преобразователей 9, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих компараторов 6. Три выхода каждого преобразователя 9 соединены с блоком 10 установки кода замка. Для установки кода замка служат перемычки 11. Выходы блока 10 через логическую схему совпадения 12 соединены с исполнительным блоком 13. Выходы блока включения 14 подключены к входам блока 10 установки кода замка. The output "synchronization signal" of the generator 8 is connected to the first inputs of the converters 9, the second inputs of which are connected to the outputs of the respective comparators 6. The three outputs of each converter 9 are connected to the lock code setting unit 10. Jumpers 11 are used to set the lock code. The outputs of block 10 are connected to the executive block 13 through the matching logic circuit 12. The outputs of the switching unit 14 are connected to the inputs of the lock code setting block 10.

Стержни 15 и 16 (см. фиг.2) общего ферромагнитного сердечника 5 служат для установки на них катушек индуктивности 4, а стержень 17, равноудаленный от всех стержней 15 и 16, служит для установки возбуждающей катушки индуктивности 7. Ферромагнитная перемычка 2 ключа 1 перекрывает стержни 15 и 17 (либо 16 и 17) общего ферромагнитного сердечника 5. The rods 15 and 16 (see figure 2) of the common ferromagnetic core 5 are used to install inductors 4, and the rod 17, equidistant from all rods 15 and 16, is used to install the exciting inductor 7. The ferromagnetic jumper 2 of the key 1 overlaps rods 15 and 17 (or 16 and 17) of the common ferromagnetic core 5.

На варианте выполнения общего ферромагнитного сердечника (см. фиг.3 и 4) видно, что сердечник 5 выполнен в виде чашки, края которой разрезаны в виде стержней 15, 16, на которых крепятся катушки 4 индуктивности. В центре сердечника 5 выполнен стержень 17, на котором установлена возбуждающая катушка 7 большего диаметра, чем катушки 4. Каждая пара стержней 15, 16 с катушками 4 расположена симметрично относительно центра и образует один элемент. Ферромагнитные перемычки 2 ключа 1 перекрывают торцы стержней 15 и 17 или 16 и 17 разных элементов, причем торцы стержней 15, 16 и 17 расположены на одном уровне. In an embodiment of the common ferromagnetic core (see FIGS. 3 and 4) it can be seen that the core 5 is made in the form of a cup, the edges of which are cut in the form of rods 15, 16, on which the inductance coils 4 are attached. A rod 17 is made in the center of the core 5, on which an exciting coil 7 of a larger diameter than the coils 4 is mounted. Each pair of rods 15, 16 with coils 4 is located symmetrically with respect to the center and forms one element. The ferromagnetic jumpers 2 of the key 1 overlap the ends of the rods 15 and 17 or 16 and 17 of different elements, and the ends of the rods 15, 16 and 17 are located at the same level.

Блок включения замка 14 (см. фиг.5) выполнен на датчике Холла 18, установленном в центре постоянного магнита 19. На полюсных концах постоянного магнита 19 установлены стержени 20 и 21, а сверху датчика Холла 18 стержень 22, причем свободные торцы стержней 20, 22, 21 расположены на одном уровне. The lock-on block 14 (see FIG. 5) is made on a Hall sensor 18 mounted in the center of the permanent magnet 19. At the pole ends of the permanent magnet 19 rods 20 and 21 are installed, and on the top of the Hall sensor 18, rod 22, the free ends of the rods 20, 22, 21 are located on the same level.

В конкретной конструкции устройства в качестве стержней 20-22 могут использоваться стержни 15-17 общего ферромагнитного сердечника 5. In a particular design of the device, rods 15-17 of the common ferromagnetic core 5 can be used as rods 20-22.

Устройство для запирания дверей работает следующим образом. При наложении ключа 1 на панель замка одна из ферромагнитных перемычек 2 ключа 1 перекрывает стержни 20, 22 блока включения 14, замыкается магнитная цепь по элементам 2-20-19-18-22 или 2-21-19-18-22, что приводит к возникновению магнитного потока через датчик Холла 18 и появлению на его выходе ЭДС Холла соответствующего знака. В результате чего срабатывает блок включения и на электронную схему замка подается питающее напряжение (на чертежах не показано). Одновременно другие ферромагнитные перемычки 2 ключа 1 перекрывают стержни 15-17 или 16-17 (фиг.2, 3, 4) общего ферромагнитного сердечника 5, при этом на выходах соответствующих встречно включенных пар катушек индуктивности 4, образующих дифференциальные элементы, появляется сигнал, равный одному из трех устойчивых значений:
I - при положении перемычки 2 между стержнями 15 и 17 - высокий уровень (выше порога компаратора 6) с фазой φ;
II - при положении перемычки между стержнями 16 и 17 - высокий уровень с фазой φ+180;
III - при отсутствии перемычки нулевое значение (уровень ниже порога компаратора 6). Компараторы 6 усиливают и ограничивают сигналы с катушек индуктивности 4 и передают их на входы соответствующих преобразователей 9.A device for locking doors operates as follows. When the key 1 is applied to the lock panel, one of the ferromagnetic jumpers 2 of the key 1 overlaps the rods 20, 22 of the switching unit 14, the magnetic circuit is closed according to the elements 2-20-19-18-22 or 2-21-19-18-22, which leads to the occurrence of magnetic flux through the Hall sensor 18 and the appearance on its output of the Hall EMF of the corresponding sign. As a result, the switching unit is triggered and a supply voltage is supplied to the electronic circuit of the lock (not shown in the drawings). At the same time, other ferromagnetic jumpers 2 of the key 1 overlap the rods 15-17 or 16-17 (Figs. 2, 3, 4) of the common ferromagnetic core 5, while a signal equal to the output of the corresponding counter-connected pairs of inductors 4 forming the differential elements appears one of three stable values:
I - with the position of the jumper 2 between the rods 15 and 17 - a high level (above the threshold of the comparator 6) with phase φ;
II - with the jumper between the rods 16 and 17 - a high level with phase φ + 180;
III - in the absence of a jumper, a zero value (level below the threshold of comparator 6). Comparators 6 amplify and limit the signals from the inductors 4 and transmit them to the inputs of the respective converters 9.

На другие входы всех преобразователей 9 поступает "сигнал синхронизации" с генератора 8 с фазой φ+90 (сигнал считывания). Преобразователь 9 выполняет две функции: амплитудно-фазового синхронного детектора и собственно преобразования аналогового сигнала в двоичный код. The other inputs of all converters 9 receives a "synchronization signal" from the generator 8 with the phase φ + 90 (read signal). Converter 9 performs two functions: amplitude-phase synchronous detector and actually converting the analog signal to binary code.

На трех выходах каждого преобразователя 9 может присутствовать один из трех сигналов, записанных в двоичном коде, в зависимости от положения соответствующей перемычки 2 или ее отсутствия, как указывалось выше (см.таблицу 1). At the three outputs of each converter 9, one of three signals recorded in binary code may be present, depending on the position of the corresponding jumper 2 or its absence, as indicated above (see table 1).

В блоке 10 установки кода замка, представляющим собой контактное поле, проводящие перемычки 11 установлены в тех местах, где на выходах преобразователей 9 должен быть сигнал, соответствующий "логической" 1. В блок 10 кроме выходов преобразователей 9 для увеличения числа кодовых комбинаций введены два выхода блока 14 включения. Сигнал "логической" 1 присутствует на одном из выходов блока 14 в зависимости от того, находится ли соответствующая ферромагнитная перемычка 2 ключа 1 в положении между стержнями 20-22 или 21-22 (фиг.5). Включение питания схемы осуществляется в обоих положениях этой перемычки. In the block 10 for setting the lock code, which is a contact field, the conductive jumpers 11 are installed in those places where the outputs of the converters 9 should have a signal corresponding to the "logical" 1. In block 10, in addition to the outputs of the converters 9, two outputs are introduced to increase the number of code combinations block 14 inclusion. The signal "logical" 1 is present at one of the outputs of block 14, depending on whether the corresponding ferromagnetic jumper 2 of key 1 is in the position between the rods 20-22 or 21-22 (Fig. 5). Power on the circuit is carried out in both positions of this jumper.

Выходы блока 10 подключены к входам логической схемы совпадения 12, на выходе которой появляется выходной сигнал только при наличии сигналов "логической" 1 на всех ее входах. The outputs of block 10 are connected to the inputs of the logic matching circuit 12, the output of which appears as an output signal only if there are signals of "logical" 1 at all its inputs.

Этот сигнал поступает на исполнительный блок 13, который и отпирает дверь. This signal is supplied to the Executive unit 13, which unlocks the door.

Код ключа 1 определяется количеством и местом расположения ферромагнитных перемычек 2 (см. фиг.3, 4). Общее максимальное число кодовых комбинаций Р определяется выражением
P=3^N-1,
где N - число магнитных элементов (пар катушек индуктивности 4). Число кодовых комбинаций P при различных N приведено в таблице 2.The key code 1 is determined by the number and location of the ferromagnetic jumpers 2 (see figure 3, 4). The total maximum number of code combinations P is determined by the expression
P = 3 ^N -1,
where N is the number of magnetic elements (pairs of inductors 4). The number of code combinations P for various N are given in table 2.

Необходимое количество индуктивных элементов N в конструкции замка и максимальное количество ферромагнитных перемычек 2 в ключе 1 определяется заданным количеством кодовых комбинаций. The required number of inductive elements N in the design of the lock and the maximum number of ferromagnetic jumpers 2 in the key 1 is determined by the specified number of code combinations.

Выполнение блока включения замка 14 на датчике Холла по схеме, приведенной на фиг.5, и установка дополнительной перемычки 2 в ключе 1 увеличивает число кодовых комбинаций вдвое
P^I=2P-2(3^N-1)
Число кодовых комбинаций P^I при различных N приведено в таблице 3.The execution of the lock switch 14 on the Hall sensor according to the scheme shown in Fig. 5, and the installation of an additional jumper 2 in the key 1 doubles the number of code combinations
P ^I = 2P-2 (3 ^N -1)
The number of code combinations P ^I for various N are given in table 3.

В системе ключ-замок предлагаемого устройства используется бесконтактная связь через магнитный зазор при наложении ключа. Отсутствие прорезей на наружной стороне панели замка повышает его надежность. При одном и том же количестве перемычек в ключе по сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет большее количество кодовых комбинаций благодаря трем устойчивым состояниям каждого элемента, что повышает его секретность. The key-lock system of the proposed device uses contactless communication through a magnetic gap when the key is applied. The absence of slots on the outside of the lock panel increases its reliability. With the same number of jumpers in the key compared to the prototype, the proposed device has a larger number of code combinations due to three stable states of each element, which increases its secrecy.

При заданном числе кодовых комбинаций в предлагаемом устройстве необходимое количество перемычек в ключе получается значительно меньше, что приводит к упрощению конструкции ключа. Это качество особенно ценно в тех случаях, когда требуется большое число ключей на один замок, например, при установке замка в дверях подъезда многоквартирного дома совместно с домофоном. For a given number of code combinations in the proposed device, the required number of jumpers in the key is significantly less, which leads to a simplification of the key design. This quality is especially valuable in cases where a large number of keys are required for one lock, for example, when installing a lock in the doorway of an apartment building together with an intercom.

Claims

1. A device for locking doors, containing a key of non-magnetic material with ferromagnetic jumpers located in it in accordance with a given code and a lock consisting of a decoding unit with inductors, an installation unit for setting a lock code, an actuator unit and an enable unit, characterized in that the coil the inductances of the decoding unit are mounted on the rods of a common ferromagnetic core, are paired in the opposite direction and connected to the inputs of the respective comparators, the exciting inductor mounted on a rod equidistant from all other rods of the common ferromagnetic core, and connected to the output of the alternator, the output of the "synchronization signal" of which is connected to the first inputs of the converters, the second inputs of which are connected to the outputs of the comparators, and three outputs of each converter through the code setting unit the lock and the matching logic are connected to the executive unit, the ferromagnetic jumpers of the key and the core are made of soft magnetic material.

2. A device for locking doors according to claim 1, characterized in that the switching unit is made on a Hall sensor mounted in the center of a permanent magnet, ferromagnetic rods of magnetically soft material are fixed on the pole ends of which and on top of the Hall sensor, and the free ends of the rods are located on one level, the outputs of the switching unit are connected to the inputs of the lock code setting unit.