RU238881U1

RU238881U1 - ELECTRONIC LOCK

Info

Publication number: RU238881U1
Application number: RU2025116062U
Authority: RU
Inventors: Мартын Сергеевич Нунупаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Кьюту"
Filing date: 2025-06-10
Publication date: 2025-11-17

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к электронным замкам и предназначена для использования в системах контроля доступа. Электронный замок состоит из корпуса с размещенными в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения ригелем. Замок содержит последовательно установленные за ригелем линейный актюатор и пружину с упором. К ригелю закреплена пластина, выполненная с возможностью активации надавливанием двух датчиков-переключателей, установленных внутри корпуса. При этом линейный актюатор и датчики-переключатели подключены к установленному в корпусе контроллеру. Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности электронного замка, а именно продления срока его службы. 4 ил. The claimed utility model relates to electronic locks and is intended for use in access control systems. The electronic lock consists of a housing containing a reciprocating bolt. The lock contains a linear actuator and a spring with a stop, mounted in series behind the bolt. A plate is attached to the bolt and can be activated by pressing two sensor switches installed inside the housing. The linear actuator and sensor switches are connected to a controller installed in the housing. The technical result of the utility model is to increase the efficiency of the electronic lock, namely, to extend its service life. 4 fig.

Description

Заявляемая полезная модель относится к электронным замкам и предназначена для использования в системах контроля доступа.The claimed utility model relates to electronic locks and is intended for use in access control systems.

Из уровня техники известен электромеханический замок (патент РФ № 170823, опубл. 11.05.2017), содержащий корпус с размещенными в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения для открывания-закрывания по меньшей мере одним ригелем и связанным с ним механизмом секрета. Замок снабжен установленным в корпусе между механизмом секрета и ригелем и соединенным с ними электроприводом, выполненным с возможностью управления возвратно-поступательным перемещением ригеля от электрического сигнала, поступающего на электропривод, или за счет механизма секрета от ключа.A prior art electromechanical lock (RU Patent No. 170823, published May 11, 2017) comprises a housing containing at least one bolt and a key mechanism, each capable of reciprocating movement for opening and closing. The lock is equipped with an electric drive, mounted in the housing between the key mechanism and the bolt and connected to them, capable of controlling the reciprocating movement of the bolt via an electrical signal sent to the electric drive or via the key mechanism.

Также известен электромеханический замок (патент РФ № 194963, опубл. 09.01.2020), содержащем корпус, внутри которого установлен ригель, имеющий рабочую часть, входящую при закрывании в отверстие ответной планки, соединенный с электродвигателем. В замке применен реверсивный электродвигатель постоянного тока, содержащий статор с обмоткой возбуждения и ротор, вал которого соединен через устройство преобразования с ригелем, обмотка возбуждения соединена электрическими проводами с блоком управления, к которому низковольтными проводами присоединен блок электропитания, а рабочий участок ригеля выполнен с внешней резьбой, на ответной планке коаксиально отверстию установлен пустотелый цилиндр с внутренней резьбой, соответствующей внешней резьбе рабочего участка ригеля. Also known is an electromechanical lock (RU Patent No. 194963, published January 9, 2020), comprising a housing containing a deadbolt, the bolt having a working portion that engages a strike plate opening during closing, and is connected to an electric motor. The lock utilizes a reversible DC electric motor comprising a stator with an excitation winding and a rotor, the shaft of which is connected to the deadbolt via a conversion device. The excitation winding is connected via electrical wires to a control unit, to which a power supply is connected via low-voltage wires. The working portion of the deadbolt is provided with an external thread. A hollow cylinder with an internal thread corresponding to the external thread of the deadbolt's working portion is mounted coaxially to the strike plate opening.

Недостатком известных технических решений является тот факт, что если при движении из корпуса ригель остановится в промежуточном положении, встретив внешнее препятствие, то двигатель тоже остановится, потребление электрического питания значительно возрастет, что в свою очередь может привести к перегоранию обмоток двигателя или ускоренному расходу емкости автономного источника электричества (батарей или аккумуляторов). Соответственно известные решения не являются достаточно надежными, и замки могут преждевременно выйти из строя.A drawback of existing technical solutions is that if the deadbolt stops in an intermediate position when moving from the housing due to an external obstacle, the motor will also stop, significantly increasing power consumption. This, in turn, can lead to burnout of the motor windings or accelerated depletion of the independent power source (batteries or accumulators). Consequently, existing solutions are not sufficiently reliable, and the locks may fail prematurely.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, заключается в разработке конструкции электронного замка, в которой минимизирован вредный эффект долговременного повышения тока потребления двигателем электромеханического средства, а также обеспечена возможность пассивного выдвижения ригеля из корпуса при снятии внешней нагрузки на ригель.The objective of the proposed solution is to develop an electronic lock design that minimizes the harmful effects of a long-term increase in current consumption by the motor of an electromechanical device, and also ensures the ability to passively extend the bolt from the housing when the external load on the bolt is removed.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности электронного замка, а именно продления срока его службы. The technical result of the utility model is to increase the efficiency of the electronic lock, namely to extend its service life.

Технический результат достигается использование электронного замка, состоящего из корпуса с размещенными в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения ригелем. Замок содержит последовательно установленные за ригелем линейный актюатор и пружину с упором. К ригелю закреплена пластина, выполненная с возможностью активации надавливанием двух датчиков-переключателей, установленных внутри корпуса. При этом линейный актюатор и датчики-переключатели подключены к контроллеру, установленному в корпусе замка.The technical result is achieved by using an electronic lock consisting of a housing containing a reciprocating deadbolt. The lock contains a linear actuator and a spring with a stop, mounted in series behind the deadbolt. A plate is attached to the deadbolt and can be activated by pressing two sensor switches installed inside the housing. The linear actuator and sensor switches are connected to a controller installed in the lock housing.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами, на которых изображено: на Фиг. 1 - накладной вариант исполнения замка с выдвинутым ригелем, на Фиг. 2 - замок с вынесенными из него ключевыми элементами, на Фиг. 3 – замок в исходном состоянии с задвинутым ригелем, на Фиг. 4 – замок с ригелем, остановленным в промежуточном состоянии препятствующей силой F.The essence of the claimed utility model is explained by the figures, which depict: Fig. 1 - an overhead version of the lock with an extended bolt, Fig. 2 - a lock with key elements removed from it, Fig. 3 - a lock in its initial state with a retracted bolt, Fig. 4 - a lock with a bolt stopped in an intermediate state by an obstructing force F.

Цифрами обозначено следующее:The numbers indicate the following:

1 – корпус,1 – body,

2 – ригель,2 – crossbar,

3 – актюатор,3 – actuator,

4 – корпус актюатора,4 – actuator housing,

5 – подвижный элемент актюатора,5 – movable element of the actuator,

6 – пружина,6 – spring,

7 – упор,7 – stop,

8 – контроллер,8 – controller,

9, 10 – датчики-переключатели,9, 10 – sensor switches,

11 – подвижный флажок,11 – movable flag,

12 – стойка.12 – stand.

Заявляемый электронный замок предназначен для использования в системах контроля доступа в качестве силового запорного устройства (замка). Он может быть выполнен как в накладном, так и во врезном варианте, конструктивные отличия которых заключаются только в используемых креплениях, что не влияет на сущность технического решения. The proposed electronic lock is designed for use in access control systems as a power locking device. It is available in both surface-mounted and mortise versions, the design differences being limited to the fasteners used, which do not affect the essence of the technical solution.

Электронный замок состоит из корпуса 1, в котором смонтирован подвижный ригель 2, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения из корпуса 1 и обратно и связанный с электромеханическим средством управления ригелем, выполненным в виде линейного актюатора 3, установленного в корпусе 1 после ригеля 2 и датчиками-переключателями 9 и 10, контролирующими крайние положения ригеля 2. The electronic lock consists of a housing 1, in which a movable bolt 2 is mounted, made with the possibility of reciprocating movement from the housing 1 and back and connected with an electromechanical means for controlling the bolt, made in the form of a linear actuator 3, installed in the housing 1 after the bolt 2 and sensors-switches 9 and 10, monitoring the extreme positions of the bolt 2.

Линейный актюатор 3 имеет известную конструкцию, состоящую из корпуса актюатора 4, двигателя, редуктора, продольно выдвигающегося подвижного элемента актюатора 5, а также двух внутренних концевых выключателей, позволяющих отключать питание двигателя актюатора в крайних положениях подвижного элемента. Существенным элементом замка, необходимым для осуществления технического решения, является пружина 6 c упором 7, которые установлены последовательно за актюатором 3. Размеры пружины 6 не имеют значения, однако, усилие пружины 6 должно быть больше, чем усилие, которое оказывает актюатор 3 при воздействии на ригель 2. Linear actuator 3 has a well-known design, consisting of actuator housing 4, a motor, a gearbox, a longitudinally extending actuator element 5, and two internal limit switches that allow power to the actuator motor to be disconnected at the extreme positions of the element. A key element of the lock, necessary for implementing the technical solution, is spring 6 with stop 7, which are installed in series behind actuator 3. The dimensions of spring 6 are not critical; however, the force exerted by spring 6 must be greater than the force exerted by actuator 3 when acting on deadbolt 2.

Датчики-переключатели 9 и 10 представляют собой микровыключатели (микрики) и обеспечивают электрическое детектирование крайних положений ригеля 2. Они последовательно зафиксированы винтовыми соединениями в корпусе 1 вдоль подвижного флажка 11, представляющего собой фигурную пластинку с выступом и жестко закрепленного к подвижному ригелю 2. Датчики-переключатели 9 и 10 содержат планки, надавливание на которые активирует датчики-переключатели 9 и 10. Флажок 11, жестко связанный с ригелем 2 надавливает выступом на планки датчиков-переключателей 9 и 10 поочередно в крайних положениях ригеля 2. При выдвинутом ригеле 2 активируется датчик-переключатель 10, при задвинутом в корпус ригеле 2 активируется датчик-переключатель 9. The switches-sensors 9 and 10 are microswitches (microswitches) and provide electrical detection of the extreme positions of the bolt 2. They are sequentially fixed by screw connections in the housing 1 along the movable flag 11, which is a shaped plate with a protrusion and rigidly fixed to the movable bolt 2. The switches-sensors 9 and 10 contain strips, pressing on which activates the switches-sensors 9 and 10. The flag 11, rigidly connected to the bolt 2, presses with its protrusion on the strips of the switches-sensors 9 and 10 alternately in the extreme positions of the bolt 2. When the bolt 2 is extended, the switch-sensor 10 is activated, when the bolt 2 is retracted into the housing, the switch-sensor 9 is activated.

Управление электронным замком происходит посредством электронного контроллера 8, установленного в корпусе 1 и подключенного по кабельному каналу связи к двигателю актюатора 3 и датчикам-переключателям 9 и 10. The electronic lock is controlled by an electronic controller 8, installed in housing 1 and connected via a cable communication channel to the actuator motor 3 and sensor switches 9 and 10.

В состоянии, когда ригель 2 задвинут в корпус 1, подвижный элемент актюатора 5 втянут в корпус актюатора 4, а пружина 6 поджимает корпус актюатора 4 к стойке 12 корпуса 1 замка, выполненной в виде стопорной рамки и расположенной перед корпусом актюатора 4, который поджимается к ней пружиной 6.In the state when the bolt 2 is pushed into the housing 1, the movable element of the actuator 5 is drawn into the housing of the actuator 4, and the spring 6 presses the housing of the actuator 4 to the post 12 of the housing 1 of the lock, made in the form of a locking frame and located in front of the housing of the actuator 4, which is pressed to it by the spring 6.

Важным свойством линейного актюатора, используемого в полезной модели, является то, что в крайних положениях его подвижного элемента 5 актюатор 3 не потребляет электроэнергии при приложении напряжения определенной полярности, что связано со специфической для линейных актюаторов внутренней электрической цепью его концевых выключателей.An important property of the linear actuator used in the utility model is that in the extreme positions of its movable element 5, the actuator 3 does not consume electrical energy when a voltage of a certain polarity is applied, which is associated with the internal electrical circuit of its limit switches, which is specific to linear actuators.

Работа электронного замка осуществляется следующим образом. В состоянии, когда замок открыт, ригель 2 задвинут в корпус 1 замка, подвижный элемент актюатора 5 также задвинут в корпус актюатора 4. В состоянии, когда замок закрыт, ригель 2 полностью выдвинут из корпуса замка 1, а подвижный элемент актюатора 5 выдвинут из корпуса актюатора 4. The electronic lock operates as follows. When the lock is open, deadbolt 2 is retracted into lock housing 1, and actuator 5 is also retracted into actuator housing 4. When the lock is closed, deadbolt 2 is fully extended from lock housing 1, and actuator 5 is extended from actuator housing 4.

Для того, чтобы открыть или закрыть электронный замок, на его контроллер 8 подают сигнал известным способом от идентификатора пользователя (например, код, RFID-метка, отпечаток пальцев и т.п.). При открытии замка контроллер 8 подает сигнал определенной полярности на двигатель линейного актюатора 3, который приводит в движение подвижный элемент актюатора 5 в корпус актюатора 4, при этом ригель 2 тоже задвигается в корпус 1 замка, а флажок 11 надавливает на один из датчиков-переключателей (в частности, 9) в момент крайнего положения ригеля 2, и этот датчик-переключатель подает сигнал на контроллер 8 о том, что замок открыт. При закрытии замка производятся те же действия, но движение элементов замка идет в другую сторону, и в крайнем (выдвинутом) положении ригеля 2 уже срабатывает другой датчик-переключатель (в частности, 10). To open or close an electronic lock, a signal from a user identifier (e.g., a code, RFID tag, fingerprint, etc.) is sent to its controller 8 in a known manner. When the lock is opened, controller 8 sends a signal of a specific polarity to the motor of linear actuator 3, which drives the movable element of actuator 5 into the housing of actuator 4. At the same time, deadbolt 2 also retracts into the housing 1 of the lock, and flag 11 presses one of the sensor switches (in particular, 9) at the moment of the extreme position of deadbolt 2, and this sensor switch sends a signal to controller 8 that the lock is open. When closing the lock, the same actions occur, but the movement of the lock elements is in the opposite direction, and in the extreme (extended) position of deadbolt 2, another sensor switch (in particular, 10) is triggered.

И в том, и в другом крайних состояниях линейный актюатор 3 не потребляет электрической энергии, даже если на него подано напряжение соответствующей полярности, поскольку в этих крайних положениях срабатывают его внутренние концевые выключатели, отключая его от внешней электрической цепи определенной полярности. Однако, когда происходит движение подвижного элемента актюатора 5 из одного крайнего состояния в другое актюатор 3 потребляет электрический ток, величина которого зависит от нагрузки, которую преодолевает ригель 2 при движении. При свободном движении ригеля 2 величина этого тока невелика и допустима при периодическом открывании/закрывании замка. In either extreme state, linear actuator 3 does not consume electrical energy, even if voltage of the appropriate polarity is applied to it, since its internal limit switches are triggered in these extreme positions, disconnecting it from the external electrical circuit of the specified polarity. However, when the movable element of actuator 5 moves from one extreme state to the other, actuator 3 consumes electrical current, the magnitude of which depends on the load overcome by deadbolt 2 during movement. When deadbolt 2 moves freely, this current is small and acceptable for periodic opening and closing of the lock.

В случае, если при выдвижении из корпуса 1 замка ригель 2 встречает препятствие и останавливается в промежуточном состоянии, то энергопотребление актюатора 3 многократно возрастает и не заканчивается, поскольку подвижный элемент актюатора 5 не может дойти до конечного выдвинутого состояния и внутренние концевые выключатели актюатора 3 не позволяют прекратиться энергопотреблению. Если бы корпус актюатора 4 оставался неподвижным, то актюатор 3 никогда бы не отключил внутренние цепи потребления электроэнергии. Однако благодаря пружине 6, установленной в устройстве, при остановке подвижного элемента актюатора 5 начинается ретроградное движение корпуса актюатора 4, так что, когда взаимное положение корпуса актюатора 4 и подвижного элемента 5 достигнет необходимого крайнего состояния (подвижный элемент актюатора 5 выдвинут), внутренняя цепь питания актюатора 3 отключится и актюатор 3 перестанет потреблять электроэнергию. При этом датчик-переключатель не срабатывает, поскольку флажок 11 до него не дошел. На контроллер 8 поступает об этом соответствующий сигнал. Во время сжатия пружины 6 энергопотребление актюатора 3 выше, чем при свободном движении ригеля 2, но все же меньше, чем при полной промежуточной остановке подвижного элемента актюатора 4. При этом, если внешнюю механическую нагрузку на ригель 2 впоследствии удается снять, то благодаря сжатой пружине 6 актюатор 3 переместится в исходное положение, а связанный с ним ригель 2 - в положение полностью выдвинутого из корпуса 1 замка. Это состояние, как и другое крайнее состояние ригеля 2, когда он задвинут в корпус 1 замка, фиксируется переключателями 9 и 10 посредством надавливания флажка 11 на их планки и передается в контроллер управления 8. If, while extending from the lock housing 1, the deadbolt 2 encounters an obstacle and stops in an intermediate position, the power consumption of the actuator 3 increases many times over and does not stop, since the movable element of the actuator 5 cannot reach the final extended position, and the internal limit switches of the actuator 3 do not allow the power consumption to cease. If the actuator housing 4 remained stationary, the actuator 3 would never disconnect the internal power consumption circuits. However, thanks to the spring 6 installed in the device, when the movable element of the actuator 5 stops, the retrograde movement of the actuator housing 4 begins, so that when the relative position of the actuator housing 4 and the movable element 5 reaches the required extreme state (the movable element of the actuator 5 is extended), the internal power supply circuit of the actuator 3 is disconnected and the actuator 3 stops consuming power. In this case, the sensor-switch does not operate, since the flag 11 has not reached it. A corresponding signal is sent to controller 8. During compression of spring 6, the energy consumption of actuator 3 is higher than during free movement of deadbolt 2, but still less than during a complete intermediate stop of the moving element of actuator 4. Moreover, if the external mechanical load on deadbolt 2 is subsequently relieved, then, thanks to the compressed spring 6, actuator 3 will move to its initial position, and the deadbolt 2 connected to it will move to the position of being fully extended from lock housing 1. This state, like the other extreme state of deadbolt 2, when it is retracted into lock housing 1, is recorded by switches 9 and 10 by pressing flag 11 on their bars and is transmitted to control controller 8.

Таким образом, предлагаемое техническое решение не только позволяет избежать проблемы с долговременным паразитным потреблением электроэнергии, но и позволяет в ряде случаев восстановить необходимое положение ригеля при закрывании замка. Thus, the proposed technical solution not only avoids the problem of long-term parasitic power consumption, but also allows, in some cases, to restore the required position of the deadbolt when closing the lock.

Claims

An electronic lock consisting of a housing with a bolt placed therein capable of reciprocating movement, characterized in that it contains a linear actuator and a spring with a stop installed in series behind the bolt, a plate is fixed to the bolt, which is configured to activate by pressing two sensor switches installed inside the housing, wherein the linear actuator and the sensor switches are connected to a controller installed in the housing.