WO2023144433A1 - Sistema de control de accesos - Google Patents

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WO2023144433A1
WO2023144433A1 PCT/ES2023/070035 ES2023070035W WO2023144433A1 WO 2023144433 A1 WO2023144433 A1 WO 2023144433A1 ES 2023070035 W ES2023070035 W ES 2023070035W WO 2023144433 A1 WO2023144433 A1 WO 2023144433A1
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WO
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button
tab
control circuit
access
tongue
Prior art date
Application number
PCT/ES2023/070035
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jon Zabala Zabaleta
Jokin Aguirrezabala Olasagasti
Mikel Solozabal Ibarra
Original Assignee
Ojmar, S.A.
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the present invention refers to an access control system whose configuration and design allows its operation without the need to use batteries.
  • the invention is applicable to any access system whose opening/closing is performed manually by a user and through the simultaneous use of an access identification element ("key"), such as the access to ticket offices
  • non-wired mechatronic access control systems comprise a manually operated lock, which also requires the simultaneous use of an access identification element to open/close a lock.
  • These systems need battery power for their electronics and lock actuators (motor/solenoid) to work.
  • the invention like the access control systems of the state of the art, comprises a push button that can be moved from a distal position to a proximal position, which is assisted by an elastic element, for example a push button spring, to keep it in the distal position.
  • an elastic element for example a push button spring
  • the system is equipped with a tab, configured to be moved by means of the button, in such a way that it allows establishing the closure of the access system.
  • Another component of the system is a device for blocking the closed position of the flap, and an access identification element that communicates with a control circuit to lock/unlock the closed position of the flap when the circuit control validates the accessor element.
  • the access control system of the present invention comprises a power generating system that is provided with a turning element, a clutch mechanism and a power generating motor, so that The turning element is connected to the power-generating motor through the clutch mechanism, which is configured to transmit the turning movement of the turning element, to the power-generating motor, when the turning element is driven. push button from the distal position to the proximal position, feeding the power generating system, during this movement, to the control circuit.
  • the described configuration has the great advantage that it does not require the use of batteries to power the control circuit, so that all the problems described in the previous section on the background of the invention are avoided.
  • the locking of the tab in the closed position is carried out by means of a locking pin, provided in the locking device, which is inserted into a housing provided in the tab, when the button has been pressed. and the access identification element has been validated.
  • the flap is not locked in the closed position and returns to its initial open position.
  • the button is provided with ramp-guides that are arranged on some axes of the tongue, in such a way that the guided movement of the tongue is made possible when actuating the button.
  • the return of the push button to the distal position is produced by the action of the push button spring, when the push button is stopped, so whenever the push button is not being pressed, it remains in its distal position regardless of whether the push button access is closed or open.
  • the button must be pressed again, generating again the energy that feeds the control circuit so that the access element is validated.
  • the locking shaft is withdrawn, releasing the tongue, so that the access is opened.
  • the tab remains locked in the closed position, so that the access remains closed. This configuration determines that whenever the button is pressed, the motor generates energy, either to open or close the access.
  • the tongue is assisted by a tongue return spring that keeps it in the open position and opposes its movement to the closed position, so that when pressing the button to close the access, the force must be overcome action of the tongue return spring. This structure determines that the tongue moves to the open position once it has been unlocked.
  • the clutch mechanism comprises a body, which is integral with the turning element, and in which at least one ratchet arm is articulatedly retained, which supports, by the action of a thrust element, on ratchet teeth provided in the dintorno of a ratchet disc that is coupled to the motor shaft to allow rotation of the motor when actuating the push button from its distal position to its proximal position and prevent its rotation when returning the push button to the distal position .
  • the clutch mechanism is simplified in which the body is also integral with the turning element, but in this case it has been configured to retain a thrust element equipped with at least one flexible arm that rests on the teeth. of the ratchet disk ratchet, which is coupled to the shaft of the power-generating motor to, as in the previous case, allow the rotation of the motor by actuating the push button from its distal position to its proximal position and prevent its rotation by returning the push button to the distal position.
  • the body of the previous embodiments is eliminated, for which the push element, provided with at least one flexible arm, is arranged directly attached to the turning element, so that said flexible arm also rests on the teeth.
  • the ratchet disk ratchet to carry out the mentioned functionality consisting of allowing the rotation of the motor when actuating the push button from its distal position to its proximal position and avoiding its rotation when returning the push button to the distal position.
  • the turning element is a pinion that engages in a rack provided in the pusher, which facilitates its angular movement when the pusher is pressed.
  • the electric power generator produces more energy than the control circuit consumes, both to close and open the access system, which allows the control circuit to be configured to perform other types of actions, such as saving in a memory of the events produced, together with the status of the closed or open access; activate a sound device; and/or activate a light device.
  • the sound and light devices are activated to signal the user the different actions that are carried out in the system.
  • this mechanism is equipped with a lever whose activation causes the displacement of the locking axis provided in the locking device, coming out of the housing of the tongue, which determines that the tongue moves to the opening position by the action of its return spring.
  • the emergency manual opening mechanism is arranged inside the push button, so it has been configured to be able to break it at the top, and allow access to said emergency manual opening mechanism, producing the movement of the lever that it contacts a stop provided on the locking shaft when performing the emergency opening.
  • maintenance tasks can be carried out in the system, such as updating its firmware, reading all the events produced, etc., which are functions that require more energy than the one produced by the electric power generator, for which reason It has provided the control circuit with an external power supply device by means of contacts. With the external power connected, a maintenance device can be used to carry out the tasks of reading events, configuration and firmware updates and that also allows power to be supplied to the control circuit in the event that an emergency opening is required.
  • Figure 1 shows an exploded view of an embodiment of the access system of the invention.
  • Figure 2 shows a view of the arrangement of the elements of the system with all the elements assembled and without the cover.
  • Figure 3 shows an exploded view of the configuration of the clutch mechanism and its connection to the power-generating motor.
  • Figure 4 shows a view of the system in the open position, in which the button is in its highest, distal position, and the tab hidden in the casing.
  • Figure 5 shows a view of the system in the position in which the button is pressed, when exerting a force "F", position in which said button is in its proximal, lowest position, and the tab is protruding from the Case.
  • Figure 6 shows a view of the system in the closed position, in which the button is in its highest position and the tongue is protruding from the casing and is locked by the locking shaft.
  • Figure 7 shows a top perspective in which the clutch of Figure 3, the power generating motor, the tongue and the push button have been represented.
  • Figure 8 shows a perspective of the detail of the arrangement of the pinion of the clutch of Figure 3 in the rack of the push button.
  • Figure 9 shows a detail of the arrangement of the ratchet arms of the clutch mechanism in Figure 3, when the push button is lowered, a position in which said arms engage with the ratchet teeth to rotate the torque generator. energy.
  • Figure 10 shows a detail of the arrangement of the ratchet arms of the clutch mechanism of figure 3, when the push button rises, a position in which the ratchet arms do not engage with the ratchet teeth, which prevents the rotation of the power generator.
  • Figures 11 and 12 show the relative position of the tab in relation to the control circuit, in the open and closed positions respectively, positions that are detected by said control circuit through a sensor.
  • FIGS 13 to 15 show the sequence of operation of the emergency manual opening mechanism.
  • Figure 16 shows different views of a second embodiment of the configuration of the clutch mechanism.
  • Figure 17 shows different views of a third embodiment of the configuration of the clutch mechanism.
  • the system of the invention comprises the following elements:
  • the configuration and design of the access control system of the invention allow its operation without the need to use power batteries for the control circuit that the system includes, thus solving the existing problems of the state of the art.
  • the necessary energy required to feed the control circuit is obtained by transforming mechanical energy, which must be applied by the user when acting on the system, into electrical energy, since to open or close the system, the user has to apply a movement to it.
  • the energy produced is not stored, as is done in other energy generation systems, but is used instantly from the start of its production, applying the method described in patent application P202131190.
  • a force F is applied to the button (4), which causes its rectilinear movement from a distal position to a proximal position, which, in turn, establishes the movement of the tab (3) by the action of the push carried out by some guides.
  • - ramp (4.a) located on both sides of the body of the button (4), on some tongue axes (3.b). This configuration keeps the reed (3) attached to the button (4) during pressing, while at the same time allowing the reed (3) to move transversely in relation to the pressing movement carried out on the button (4).
  • a turning element which is made up of a pinion (6.C.4.1) that forms part of the energy generator (6) and that engages in a rack (4.b) that is part of the push button (4).
  • the pinion (6.C.4.1) is attached to a body (6.C.4) (figures 3), which means that when the pinion (6.C.4.1) rotates, said body (6.C. 4).
  • the generator motor (6.a) is equipped with a multiplier gearbox, as is known in the state of the art to provide a greater production of electrical energy.
  • the generator motor (6.a) is connected to a control circuit (7) to provide it with power when it rotates.
  • the ratchet arms (6.C.3) only mesh with the ratchet teeth (6.C.1.1) during the pressing movement of the push button (4), for which said teeth (6.C.1.1) present a sawtooth configuration.
  • Figure 9 shows how the ratchet arms (6.C.3) engage with the ratchet teeth (6.C.1.1), thus achieving the rotation of the disc (6.C.1).
  • the pushbutton (4) is provided with a guide (4.e) on which it is arranged and is assisted by an elastic element (4d), for example a pushbutton spring that causes the movement opposite to that of pressing to recover its initial position.
  • Figure 10 shows how the ratchet arms (6.C.3) do not engage with the ratchet teeth (6.C.1.1), and therefore do not exert any thrust on them, so the disc
  • the ratchet (6.C.1) does not rotate (the rotation arrow refers to the rotation of the body (6.C.4) and therefore of the ratchet arms (6.C.3), but the disk ( 6.C.1) does not move).
  • the operation of the motor (6.a) is not the usual operation of a motor, that is, an electric current is applied to the motors so that the output shaft rotates at certain revolutions, in this case, the operation is caused reverse, that is to say, the motor shaft (6.b) is rotated mechanically at certain revolutions in order to obtain a quantity of electrical output sufficient to feed the control electronics.
  • an access identification element (not shown) must be used that performs key functions, which must be located close to the system, for which the button (4) is equipped with an antenna (4.c) through which it communicates with the control circuit (7).
  • the mechatronics is responsible for blocking/unblocking the movement of the tongue (3), which makes it possible to considerably reduce the energy required by the system.
  • the control circuit (7) detects that power is being generated and begins the key authentication process.
  • the tongue (3) is assisted by a tongue return spring (3.c), arranged on a tongue return spring guide (3.d), which keeps it in the open position, that is to say inside of the casing (1), so if the access control system is initially in the open position (that is, the system is open, as as shown in figure 4) when the button (4) is pressed, the tongue (3) comes out of the casing (1) and if the authentication is correct, the tongue (3) is locked in the closed position, outside the casing (1), and if the authentication is not correct, the tongue (3) is not blocked, reintroducing it inside the casing (1), by the action of the spring (3.c) when it stops pressing the button (4).
  • the control circuit (7) When the access control system is initially in the closed position (that is, the system is closed and the tab (3) located outside the casing (1) and locked, as shown in figure 5) and the button (4) is pressed, the control circuit (7) is powered and if the authentication is correct, the tongue (3) is unlocked and by action of the tongue return spring (3.c) returns to its open position . On the other hand, if the authentication is not correct, the tab (3) remains locked in its closed position.
  • the system comprises a blocking device (5) that is provided with an axis for blocking (5.a) the position of the tongue (3) in the closed position.
  • the locking device (5) is governed by the control circuit (7), so that to lock the tongue (3), said shaft (5.a) is actuated to enter a housing (3.a ) provided on the tab (3).
  • the locking shaft (5.a) is retracted, so that it comes out of the housing (3.a) of the tab (3).
  • the tongue (3) moves back until it is inserted inside the casing (1).
  • the tongue (3) includes a tongue stop (3.e) at whose end of travel it acts on a sensor (7.a ) of the control circuit (7), detecting when the tab (3) has reached the end of its travel (figures 11 and 12). In this way, the control circuit (7) knows when the tab (3) is in the closed or open position, indicating that the closing or opening has been carried out correctly, and detecting whether the blocking or unlocking has occurred correctly.
  • the generator motor (6.a) produces a greater amount of energy than that required to carry out the closing/opening operations, so that the remaining energy produced, It is used by the control circuit (7) to carry out other actions such as: Saving the last events and the closed or open status in its memory. Provide an audible and/or luminous feedback signal to indicate the different actions carried out in the system.
  • the button (4) is configured in such a way that it can be cut, and after removing the antenna (4.c) it is possible to insert a screwdriver through which the emergency manual operating mechanism (8) is accessed, which is positioned inside of the push button guide (4.e), and in correspondence with the blocking device (5), so that by means of the screwdriver the lever (8.a) is rotated, which activates a stop (5.b) provided on the locking shaft (5.a) causing it to move back, thus releasing the tab (3).
  • the tongue (3) automatically returns to its open position, entering the casing (1).
  • the access control system comprises an external power system by means of contacts (2.a).
  • a maintenance device can be used to perform the tasks of reading events, configuration and firmware updates, and provide power to the control circuit (7) to perform an emergency opening.
  • the described configuration provides a mechatronic design that ensures a user-acceptable pulsation force and, in turn, a particularly fast operating time both mechanically and electronically.
  • the design of the system of the invention described provides a very low consumption and a very fast operating time (experimentally it has been verified that it is less than 0.5s).
  • the pinion (6.C.4.1) of the mechanism in figure 16 is also attached to a body (6.C.4), but in this case said body (6.C.4) has been configured to retain a thrust element (6.C.2) that is equipped with flexible arms (6.C.2.2), which rest directly on the ratchet teeth (6.C.1.1) of the ratchet disk dintorno (6. C.1), so that the ends of the flexible arms engage with the ratchet teeth (6.C.1.1) when the button (4) is pressed, which determines that the pinion (6.C.4.1) transmits the circular movement to the generator motor (6.a).
  • a thrust element (6.C.2) that is equipped with flexible arms (6.C.2.2), which rest directly on the ratchet teeth (6.C.1.1) of the ratchet disk dintorno (6. C.1), so that the ends of the flexible arms engage with the ratchet teeth (6.C.1.1) when the button (4) is pressed, which determines that the pinion (6.C
  • the body (6.C.4) rotates in the opposite direction to that of the push, a situation in which the flexible arms (6.C.2.2 ) slide on the ratchet teeth (6.C.1.1) without hooking on them, due to their sawtooth configuration, causing the ratchet disk (6.C.1) not to rotate, therefore no energy is generated during this movement.
  • Figure 17 shows another embodiment of the clutch mechanism in which the body (6.C.4) has been eliminated, so that the thrust element (6.C.2) with the flexible arms (6.C. 2.2), is fixed directly to the pinion (6.C.4.1), providing the same operation as that described for figure 16.

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Abstract

SISTEMA DE CONTROL DE ACCESOSSistema de control de accesos, que comprende un circuito de control (7), un pulsador (4)desplazable desde una posición distal hasta una posición proximal, asistido por un elemento elástico (4.d) para mantenerlo en la posición distal de apertura, una lengüeta(3), configurada para ser desplazada mediante el pulsador (4), y establecer el cierre del acceso, un dispositivo de bloqueo (5) de la posición de cierre de la lengüeta (3), un elemento de identificación de acceso que comunica con el circuito de control (7) que bloquea la posición de cierre de la lengüeta (3) cuando el circuito de control (7) identifica al elemento de acceso, caracterizado por comprender un elemento de giro que gira al accionar el pulsador (4), un mecanismo de embrague (6.c) que transmite el movimiento de giro del elemento de giro a un motor generador de energía (6.a) para alimentar al circuito de control (7) al accionar el pulsador (4), evitando el uso de baterías.

Description

DESCRIPCIÓN
SISTEMA DE CONTROL DE ACCESOS
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un sistema de control de accesos cuya configuración y diseño permite su funcionamiento sin necesidad de emplear baterías.
La invención es aplicable a cualquier sistema de acceso cuya apertura/cierre se realiza mediante el accionamiento manual por parte de un usuario y mediante el empleo simultáneo de un elemento de identificación de acceso (“llave”), como por ejemplo es el caso de acceso a taquillas.
Antecedentes de la invención
Actualmente, los sistemas de control de acceso mecatrónicos no cableados comprenden una cerradura de accionamiento manual, que además requiere el empleo simultaneo de un elemento de identificación de acceso para realizar la apertura/cierre de una cerradura. Estos sistemas necesitan de la energía de baterías para que su electrónica y actuadores (motor/solenoide) de la cerradura funcionen.
Este hecho provoca los siguientes problemas:
- Es necesario realizar el cambio de las baterías cuando se agotan, incurriendo en un coste derivado del tiempo que requiere la realización del cambio de las baterías de cada cerradura, así como, el coste añadido que representa el empleo de las nuevas baterías.
- Producen un impacto medioambiental, ya que los componentes usados en la fabricación de las baterías son tóxicos (Mercurio, Zinc, Cadmio, Níquel, Plomo, etc.), tanto para el medioambiente como para la salud.
- Las baterías desechadas deben de ser recicladas y tratadas en instalaciones dedicadas expresamente a ello, lo que también supone un coste adicional.
El antecedente más próximo a la invención lo constituye el documento de patente española con número de solicitud P200702794, en la que se describe una cerradura de cierre electrónico programable, gobernada por un circuito de control y que está dotada de un pomo de accionamiento manual, desplazable venciendo la acción de un resorte, de forma que su desplazamiento provoca el avance de una lengüeta para establecer el cierre de la cerradura, cuya posición de cierre se mantiene mediante un dispositivo de bloqueo del pulsador en la posición de cierre, todo ello siempre que se realice la verificación de un elemento de identificación de acceso (llave), mediante el circuito de control, al aproximar dicho elemento de identificación al pomo, de forma que cuando el elemento de identificación no ha sido validado, el circuito de control no activa el dispositivo de bloqueo, volviendo el pomo a su posición inicial por la acción del resorte. Para realizar la apertura de la cerradura se debe validar el elemento de identificación de acceso, lo que provoca el desbloqueo de la posición de cierre del pomo, produciéndose la apertura de la cerradura por la acción de dicho resorte que asiste al pomo. Ahora bien, esta cerradura presenta el problema que fue anteriormente indicado, es decir, la necesidad de una batería para poder activar los diferentes elementos electrónicos y mecánicos de la cerradura.
Descripción de la invención
Para conseguir los objetivos y resolver los problemas anteriormente comentados, la invención, al igual que los sistemas de control de acceso del estado de la técnica, comprende un pulsador desplazadle desde una posición distal hasta una posición proximal, que está asistido por un elemento elástico, por ejemplo un muelle de pulsador, para mantenerlo en la posición distal.
Además el sistema, está dotado de una lengüeta, configurada para ser desplazada mediante el pulsador, de forma que permite establecer el cierre del sistema de acceso.
Otro de los componentes del sistema lo constituye un dispositivo de bloqueo de la posición de cierre de la lengüeta, y un elemento de identificación de acceso que comunica con un circuito de control para bloquear/desbloquear la posición de cierre de la lengüeta cuando el circuito de control valida el elemento de acceso.
La principal novedad de la invención consiste en que el sistema de control de accesos de la presente invención comprende un sistema generador de energía que está dotado de un elemento de giro, de un mecanismo de embrague y de un motor generador de energía, de forma que el elemento de giro se conecta con el motor generador de energía a través del mecanismo de embrague, que está configurado para transmitir el movimiento de giro del elemento de giro, al motor generador de energía, cuando se acciona el pulsador desde la posición distal hasta la posición proximal, alimentando el sistema generador de energía, durante este desplazamiento, al circuito de control.
La configuración descrita presenta la gran ventaja de que no requiere el empleo de baterías para realizar la alimentación del circuito de control, de forma que se evitan todos los problemas que fueron descritos en el apartado anterior de antecedentes de la invención.
En la realización preferente de la invención, el bloqueo de la lengüeta en la posición de cierre se realiza mediante un eje de bloqueo, previsto en el dispositivo de bloqueo, que se introduce en un alojamiento previsto en la lengüeta, cuando se ha pulsado el pulsador y se ha validado el elemento de identificación de acceso.
Si el elemento de identificación de acceso no es validado, la lengüeta no se bloquea en la posición de cierre y retorna a su posición inicial de apertura.
Se ha previsto que el pulsador esté dotado de unas guías-rampa que están dispuestas sobre unos ejes de la lengüeta, de manera que se posibilita el desplazamiento guiado de la lengüeta al accionar el pulsador.
El retorno del pulsador a la posición distal, se produce por la acción del muelle del pulsador, al dejar de accionar el pulsador, por lo que siempre que no se esté pulsando el pulsador, éste se mantiene en su posición distal con independencia de que el acceso esté cerrado o abierto.
Una vez bloqueada la lengüeta en la posición de cierre, para realizar la apertura, se ha de volver a pulsar el pulsador generándose de nuevo la energía que alimenta al circuito de control de forma que se valide el elemento de acceso.
Si el elemento de identificación de acceso es válido se produce el retroceso del eje de bloqueo liberando la lengüeta, de forma que se produce la apertura del acceso.
Si el elemento de identificación de acceso no es válido, la lengüeta permanece bloqueada en la posición de cierre, de forma que el acceso permanece cerrado. Esta configuración determina que siempre que se pulsa el pulsador, el motor genera energía, ya sea para realizar la apertura o el cierre del acceso.
La lengüeta está asistida por un muelle de retorno de lengüeta que la mantiene en la posición de apertura y se opone a su desplazamiento a la posición de cierre, de forma que al pulsar el pulsador para realizar el cierre del acceso se ha de vencer la fuerza de acción del muelle de retorno de lengüeta. Esta estructura determina que la lengüeta se desplace a la posición de apertura una vez ha sido desbloqueada.
En una realización de la invención, el mecanismo de embrague comprende un cuerpo, que es solidario con el elemento de giro, y en el que se retiene articuladamente al menos un brazo de trinquete que apoya, por la acción de un elemento de empuje, sobre unos dientes de trinquete previstos en el dintorno de un disco de trinquete que está acoplado al eje del motor para permitir el giro del motor al actuar el pulsador desde su posición distal hasta su posición proximal y evitar su giro al retornar el pulsador a la posición distal.
En otra realización de la invención se simplifica el mecanismo de embrague en el que el cuerpo también es solidario al elemento de giro, pero en este caso ha sido configurado para retener un elemento de empuje dotado de al menos un brazo flexible que apoya sobre los dientes de trinquete del dintorno del disco de trinquete, que está acoplado al eje del motor generador de energía para, al igual que en el caso anterior, permitir el giro del motor al actuar el pulsador desde su posición distal hasta su posición proximal y evitar su giro al retornar el pulsador a la posición distal.
En otra realización simplificada, se elimina el cuerpo de las realizaciones anteriores, para lo que el elemento de empuje, dotado del al menos un brazo flexible, se dispone directamente solidario al elemento de giro, de forma que dicho brazo flexible también apoya sobre los dientes de trinquete del dintorno del disco de trinquete para realizar la funcionalidad comentada consistente en permitir el giro del motor al actuar el pulsador desde su posición distal hasta su posición proximal y evitar su giro al retornar el pulsador a la posición distal.
El elemento de giro es un piñón que engrana en una cremallera prevista en el pulsador, lo que facilita su desplazamiento angular al pulsar el pulsador. El generador de energía eléctrica produce más energía de la que consume el circuito de control, tanto para realizar el cierre como la apertura del sistema de acceso, lo que permite configurar al circuito de control para realizar otro tipo de acciones, como puede ser guardar en una memoria los eventos producidos, junto con el estado del acceso cerrado o abierto; activar un dispositivo sonoro; y/o activar un dispositivo luminoso. Los dispositivos sonoro y luminoso se activan para señalizar al usuario las distintas acciones que se realizan en el sistema.
Para el caso en el que pudiera producirse un fallo en el sistema, se ha previsto que pueda incluir un mecanismo de apertura manual de emergencia de la posición de la lengüeta bloqueada. Para ello este mecanismo está dotado de una palanca cuyo accionamiento provoca el desplazamiento del eje de bloqueo previsto en el dispositivo de bloqueo, saliendo del alojamiento de la lengüeta, lo que determina que la lengüeta se desplace a la posición de apertura por la acción de su muelle de retorno.
El mecanismo de apertura manual de emergencia está dispuesto en el interior del pulsador, por lo que éste ha sido configurado para poder romperlo por su parte superior, y permitir el acceso a dicho mecanismo de apertura manual de emergencia, produciendo el desplazamiento de la palanca que contacta con un tope previsto en el el eje de bloqueo al realizar la apertura de emergencia.
Se ha previsto que en el sistema se puedan realizar tareas de mantenimiento, tales como actualizar su firmware, leer todos los eventos producidos, etc., que son funciones que requieren más energía de la que produce el generador de energía eléctrica, por lo que se ha dotado al circuito de control de un dispositivo de alimentación externa por medio de contactos. Con la alimentación externa conectada se puede utilizar un dispositivo de mantenimiento para realizar las tareas de lectura de eventos, actualizaciones de configuración y de firmware y que además permite proporcionar alimentación al circuito de control en el caso en el que requiera realizar una apertura de emergencia.
Descripción de las figuras
Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a esta memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un conjunto de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: La figura 1 muestra una vista en explosión de un ejemplo de realización del sistema de acceso de la invención.
La figura 2 muestra una vista, de la disposición de los elementos del sistema con todos los elementos montados y sin la tapa.
La figura 3 muestra una vista en explosión de la configuración del mecanismo de embrague y de su conexión con el motor generador de energía.
La figura 4 muestra una vista del sistema en la posición abierta, en la que el pulsador se encuentra en su posición distal, más alta, y la lengüeta escondida en la carcasa.
La figura 5 muestra una vista del sistema en la posición en la que el pulsador está pulsado, al ejercer una fuerza “F”, posición en la que dicho pulsador se encuentra en su posición proximal, más baja, y la lengüeta está sobresaliendo de la carcasa.
La figura 6 muestra una vista del sistema en la posición cerrada, en la que el pulsador se encuentra en su posición más alta y la lengüeta está sobresaliendo de la carcasa y se encuentra bloqueada por el eje de bloqueo.
La figura 7 muestra una perspectiva superior en la que se ha representado el embrague de la figura 3, el motor generador de energía, la lengüeta y el pulsador.
La figura 8 muestra una perspectiva del detalle de la disposición del piñón del embrague de la figura 3 en la cremallera del pulsador.
La figura 9 muestra un detalle de la disposición de los brazos de trinquete del mecanismo de embrague de la figura 3, cuando se produce la bajada del pulsador, posición en la que dichos brazos enganchan con los dientes de trinquete para realizar el giro del generador de energía.
La figura 10 muestra un detalle de la disposición de los brazos de trinquete del mecanismo de embrague de la figura 3, cuando se produce la subida del pulsador, posición en la que los brazos de trinquete no enganchan con los dientes de trinquete, lo que impide el giro del generador de energía. Las figuras 11 y 12 muestran la posición relativa de la lengüeta en relación con el circuito de control, en las posiciones abierta y cerrada respectivamente, posiciones que son detectadas por dicho circuito de control a través de un sensor.
Las figuras 13 a 15 muestran la secuencia de actuación del mecanismo de apertura manual de emergencia.
La figura 16 muestra diferentes vistas de una segunda realización de la configuración del mecanismo de embrague.
La figura 17 muestra diferentes vistas de una tercera realización de la configuración del mecanismo de embrague.
Realización preferente de la invención
El sistema de la invención comprende los siguientes elementos:
1.Carcasa
2. Tapa
2.a. Contactos
3. Lengüeta
3.a. Alojamiento
3.b. Ejes de Lengüeta
3.c. Muelle de retorno de lengüeta
3.d. Guía de muelle de retorno de lengüeta
3.e. Tope de lengüeta
4. Pulsador
4.a. Guías-Rampa
4.b. Cremallera
4.c. Antena
4.d. Elemento elástico (muelle de pulsador)
4.e. Guía de pulsador
5. Dispositivo de bloqueo
5.a. Eje de bloqueo
5.b. Tope
6. Generador de energía eléctrica 6.a. Motor generador de energía
6.b. Eje del motor
6.c. Mecanismo de embrague
6.C.1. Disco de trinquete
6.C.1.1. Dientes de trinquete
6.C.2. Elemento de empuje
6.C.2.2. brazos flexibles del elemento de empuje
6.C.3. Brazos de trinquete
6.C.4. Cuerpo
6.C.4.1. Piñón (elemento de giro)
7. Circuito de control
7.a. Sensor (Switch)
7.b. Conexión generador de energía
7.c. Conexión bloqueo mecánico
7.d. Conexión antena
8. Mecanismo de accionamiento manual de emergencia
8.a. Palanca
La configuración y diseño del sistema de control de accesos de la invención permiten su funcionamiento sin necesidad de emplear baterías de alimentación del circuito de control que incluye el sistema, solventando de este modo los problemas existentes del estado de la técnica.
Para ello, la energía necesaria requerida para alimentar al circuito de control se obtiene mediante la transformación de la energía mecánica, que ha de aplicar el usuario al actuar sobre el sistema, en energía eléctrica, ya que para realizar la apertura o cierre del sistema, el usuario ha de aplicar un movimiento al mismo.
La transformación de la energía mecánica en energía eléctrica se consigue gracias a la utilización de un generador de energía eléctrica (6), que comprende un motor generador de energía (6.a) que no se describe en mayor detalle por no ser objeto de la invención.
La energía producida no se almacena, tal y como se realiza en otros sistemas de generación de energía, sino que se utiliza instantáneamente desde que empieza su producción, aplicando el método descrito en la solicitud de patente P202131190. Sobre el pulsador (4) se aplica una fuerza F, que provoca su desplazamiento rectilíneo desde una posición distal hasta una posición proximal, que, a su vez, establece el desplazamiento de la lengüeta (3) por la acción del empuje que realizan unas guías- rampa (4.a), situadas a ambos lados del cuerpo del pulsador (4), sobre unos ejes de lengüeta (3.b). Esta configuración mantiene, durante la pulsación, a la lengüeta (3) unida al pulsador (4) al mismo tiempo que permite que la lengüeta (3) se desplace transversalmente en relación al movimiento de pulsación realizado sobre el pulsador (4).
Al presionarse el pulsador (4), el movimiento rectilíneo que realiza se transforma en un movimiento circular mediante un elemento de giro, que está constituido por un piñón (6.C.4.1) que forma parte del generador de energía (6) y que engrana en una cremallera (4.b) que forma parte del pulsador (4). El piñón (6.C.4.1) es solidario a un cuerpo (6.C.4) (figuras 3), lo que provoca que al girar el piñón (6.C.4.1) también gire dicho cuerpo (6.C.4). A su vez, en el cuerpo (6.C.4) se retienen, con posibilidad de giro, unos brazos de trinquete (6.C.3), que, por la acción de un elemento de empuje (6.C.2), apoyan sobre unos dientes de trinquete (6.C.1.1), previstos en el dintorno de un disco de trinquete (6.c.1 ), que está acoplado al eje (6.b) del motor generador (6.a), formando este conjunto un mecanismo de embrague (6.c) del generador de energía eléctrica (6) que transmite el movimiento circular al motor generador (6.a) cuando se presiona el pulsador (4).
El motor generador (6.a) está dotado de una caja de engranajes multiplicadores, tal y como es conocido en el estado de la técnica para proporcionar una mayor producción de energía eléctrica.
Además, el motor generador (6.a) está conectado a un circuito de control (7) para proporcionarle alimentación eléctrica cuando gira.
Los brazos de trinquete (6.C.3) sólo engranan con los dientes de trinquete (6.C.1.1) durante el movimiento de pulsación del pulsador (4), para lo que dichos dientes (6.C.1.1) presentan una configuración en diente de sierra.
En la figura 9 se aprecia como los brazos de trinquete (6.C.3) enganchan con los dientes de trinquete (6.C.1.1), consiguiendo de este modo el giro del disco (6.C.1). El pulsador (4) está dotado de una guía (4.e) sobre la que está dispuesto y es asistido por un elemento elástico (4d), por ejemplo un muelle de pulsador que provoca el movimiento contrario al de pulsación para recuperar su posición inicial cuando se deja de pulsar, lo que determina que la cremallera (4.b) haga girar el cuerpo (6.C.4) en sentido contrario al de pulsación, situación en la que los brazos (6.C.3) no enganchan con los dientes de trinquete (6.C.1.1) por su configuración en diente de sierra, haciendo que el disco de trinquete (6.C.1) no gire, por lo que no se genera energía durante este movimiento.
En la figura 10 se aprecia como los brazos de trinquete (6.C.3) no enganchan con los dientes de trinquete (6.C.1.1), y por lo tanto no realizan ningún empuje sobre los mismos, por lo que el disco de trinquete (6.C.1) no gira (la flecha de giro hace referencia al giro del cuerpo (6.C.4) y por lo tanto de los brazos de trinquete (6.C.3), pero el disco (6.C.1) no se mueve).
El funcionamiento del motor (6.a) no es el funcionamiento habitual de un motor, es decir, a los motores se les aplica una corriente eléctrica para que el eje de salida gire a unas determinadas revoluciones, en este caso, se provoca el funcionamiento inverso, es decir, se hace girar el eje del motor (6.b) mecánicamente a unas determinadas revoluciones con el fin de obtener una cantidad de energía eléctrica de salida suficiente para que alimente la electrónica de control.
Además, para realizar la apertura o cierre del sistema, se ha de emplear un elemento de identificación de acceso (no representado) que realiza funciones de llave, que se ha de ubicar en proximidad al sistema, para lo que el pulsador (4) está dotado de una antena (4.c) a través de la que comunica con el circuito de control (7). En caso de lectura no válida/válida de la llave, la mecatrónica se encarga de bloquear/desbloquear el desplazamiento de la lengüeta (3), lo que permite disminuir considerablemente la energía requerida por el sistema.
En el momento en que el usuario pulsa el pulsador (4), el circuito de control (7) detecta que se está generando energía y comienza con el proceso de autentificación de la llave.
La lengüeta (3) está asistida por un muelle de retorno de lengüeta (3.c), dispuesto sobre una guía de muelle de retorno de lengüeta (3.d), que la mantiene en la posición de apertura, es decir en el interior de la carcasa (1), por lo que si el sistema de control de accesos está de inicio en posición de apertura (es decir, el sistema está abierto, tal y como se muestra en la figura 4) al realizarse la pulsación del pulsador (4) sale la lengüeta (3) fuera de la carcasa (1) y si la autentificación es correcta, se bloquea la lengüeta (3) en la posición de cierre, fuera de la carcasa (1), y si la autentificación no es correcta la lengüeta (3) no es bloqueada volviéndose a introducir en el interior de la carcasa (1), por la acción del muelle (3.c) al dejar de pulsar el pulsador (4).
Cuando el sistema de control de accesos está de inicio en posición de cierre (es decir, el sistema está cerrado y la lengüeta (3) situada fuera de la carcasa (1) y bloqueada, tal y como se muestra en la figura 5) y se pulsa el pulsador(4) se alimenta el circuito de control (7) y si la autentificación es correcta, la lengüeta (3) se desbloquea y por acción del muelle de retorno de lengüeta (3.c) vuelve a su posición de apertura. En cambio, si la autentificación no es correcta, la lengüeta (3) permanece bloqueada en su posición de cierre.
El sistema comprende un dispositivo de bloqueo (5) que está dotado de un eje de bloqueo (5.a) de la posición de la lengüeta (3) en la posición de cierre. El dispositivo de bloqueo (5) es gobernado por el circuito de control (7), de forma que para realizar el bloqueo de la lengüeta (3), dicho eje (5.a) es accionado para introducirse en un alojamiento (3.a) previsto en la lengüeta (3).
Para realizar el desbloqueo de la lengüeta (3) se retrae el eje de bloqueo (5.a), de forma que sale del alojamiento (3.a) de la lengüeta (3). En ese instante, por la acción del muelle de retorno de lengüeta (3.c), la lengüeta (3) retrocede hasta introducirse en el interior de la carcasa (1).
El bloqueo y desbloqueo se producen únicamente cuando el pulsador (4) llega al final de su recorrido, para ello la lengüeta (3) comprende un tope de lengüeta (3.e) en cuyo final de recorrido actúa sobre un sensor (7.a) del circuito de control (7), detectando cuando la lengüeta (3) ha llegado al final de su recorrido (figuras 11 y 12). De esta forma el circuito de control (7) conoce cuándo la lengüeta (3) está en posición de cierre o apertura, indicando que el cierre o apertura se ha realizado correctamente, y detectando si el bloqueo o desbloqueo se ha producido correctamente.
El motor generador (6.a) produce una mayor cantidad de energía que la requerida para realizar las operaciones de cierre/apertura, de forma que la energía restante producida, es empleada por el circuito de control (7) para realizar otras acciones de tales como: Guardar en su memoria los últimos eventos y el estado de cerrado o abierto. Proporcionar una señal sonora y/o luminosa de realimentación para señalizar las distintas acciones que se realizan en el sistema.
Además, en caso de que ocurra algún fallo en el sistema de control de accesos, se ha previsto la posibilidad de realizar una apertura de emergencia mediante un mecanismo de accionamiento manual de emergencia (8), previsto en el interior del pulsador (4) y que comprende una palanca (8.a).
Para ello el pulsador (4), está configurado de forma que puede cortarse, y tras retirar la antena (4.c) se permite introducir un destornillador mediante el que se accede al mecanismo de accionamiento manual de emergencia (8) que está posicionado dentro de la guía del pulsador (4.e), y en correspondencia con el dispositivo de bloqueo (5), de modo que mediante el destornillador se hace girar la palanca (8.a), que acciona un tope (5.b) previsto en el eje de bloqueo (5.a) provocando que retroceda liberando así la lengüeta (3). Por medio de la acción del muelle (3.c), la lengüeta (3) retrocede automáticamente a su posición de apertura, introduciéndose en la carcasa (1).
Para tareas de mantenimiento tales como actualizar el firmware del sistema de control de accesos, leer todos los eventos del sistema de control de accesos, etc., se requiere más energía que la que se produce al pulsar el pulsador (4) para realizar las operaciones de apertura y cierre.
Por ello, el sistema de control de accesos comprende un sistema de alimentación externa por medio de contactos (2.a). Con la alimentación externa conectada se puede utilizar un dispositivo de mantenimiento para realizar las tareas de lectura de eventos, actualizaciones de configuración y de firmware y proporcionar alimentación al circuito de control (7) para realizar una apertura de emergencia.
La configuración descrita proporciona un diseño mecatrónico que asegura una fuerza de pulsación aceptable para el usuario y, a su vez, un tiempo de operación especialmente rápido a nivel tanto mecánico como electrónico.
Dado que la energía mecánica que genera cada usuario depende de su propia fuerza y cambia dependiendo del usuario, es esencial diseñar la parte mecatrónica para que funcione con la mínima velocidad de movimiento posible para usuarios con poca fuerza.
También hay que tener en cuenta el tiempo mínimo de movimiento mecánico necesario para completar la operación, ya que los usuarios con mayor fuerza realizaran la acción en menos tiempo.
El diseño del sistema de la invención descrito proporciona un muy bajo consumo y un tiempo de operación muy rápido (expeñmentalmente se ha comprobado que es menos de 0,5s).
En las figuras 16 y 17 se muestran dos posibles realizaciones simplificadas del mecanismo de embrague, que evitan el uso de los brazos de trinquete (6.C.3), descritos anteriormente.
Para ello, el piñón (6.C.4.1) del mecanismo de la figura 16 también es solidario de un cuerpo (6.C.4), pero en este caso dicho cuerpo (6.C.4) ha sido configurado para retener un elemento de empuje (6.C.2) que está dotado de unos brazos flexibles (6.C.2.2), que apoyan directamente sobre los dientes de trinquete (6.C.1.1) del dintorno del disco de trinquete (6.C.1), de forma que los extremos de los brazos flexibles enganchan con los dientes de trinquete (6.C.1.1) cuando se presiona el pulsador (4), lo que determina que el piñón (6.C.4.1) transmita el movimiento circular al motor generador (6.a). Por el contrario, durante el movimiento en el que el pulsador (4) recupera su posición distal, el cuerpo (6.C.4) gira en sentido contrario al de pulsación, situación en la que los brazos flexibles (6.C.2.2) deslizan sobre los dientes de trinquete (6.C.1.1) sin enganchar sobre ellos, por su configuración en diente de sierra, haciendo que el disco de trinquete (6.C.1) no gire, por lo que no se genera energía durante este movimiento.
En la figura 17 se aprecia otra realización del mecanismo de embrague en la se ha eliminado el cuerpo (6.C.4), de manera que el elemento de empuje (6.C.2) con los brazos flexibles (6.C.2.2), se fija directamente al piñón (6.C.4.1), proporcionando el mismo funcionamiento que el descrito para la figura 16.

Claims

REIVINDICACIONES
1 Sistema de control de accesos, que comprende: un circuito de control (7), un pulsador (4) desplazadle desde una posición distal hasta una posición proximal, que está asistido por un elemento elástico (4.d) para mantenerlo en la posición distal de apertura del sistema, una lengüeta (3), configurada para ser desplazada mediante el pulsador (4), y establecer el cierre del acceso, un dispositivo de bloqueo (5) de la posición de cierre de la lengüeta (3), un elemento de identificación de acceso que comunica con el circuito de control
(7) para bloquear/desbloquear la posición de cierre de la lengüeta (3) cuando el circuito de control (7) identifica el elemento de acceso, caracterizado por que además comprende un generador de energía (6), que está dotado de: un elemento de giro configurado para girar al accionar el pulsador (4), un mecanismo de embrague (6.c) configurado para transmitir el movimiento de giro del elemento de giro a un motor generador de energía (6.a) para alimentar al circuito de control (7) al accionar el pulsador (4) desde la posición distal hasta la posición proximal.
2.- Sistema, según la reivindicación 1 , donde la lengüeta (3) comprende un alojamiento (3.a) de un eje de bloqueo (5.a) previsto en el dispositivo de bloqueo (5) para bloquear la lengüeta (3) en la posición de cierre.
3.- Sistema, según la reivindicación 2, donde la lengüeta (3) está asistida por un muelle de retorno de lengüeta (3.c) que mantiene la lengüeta (3) en la posición de apertura y se opone a su desplazamiento a la posición de cierre.
4.- Sistema, según la reivindicación 1, donde el pulsador (4) comprende unas guías- rampa (4.a) dispuestas sobre unos ejes de lengüeta (3. b) para permitir el desplazamiento guiado de la lengüeta (3).
5.- Sistema, según la reivindicación 1 , donde el mecanismo de embrague (6.c) comprende un cuerpo (6.C.4), que es solidario al elemento de giro, y en el que se retiene articuladamente al menos un brazo de trinquete (6.C.3) que apoya, por la acción de un elemento de empuje (6.C.2), sobre unos dientes de trinquete (6.C.1.1) previstos en el dintorno de un disco de trinquete (6.C.1) que está acoplado a un eje (6.b) del motor generador de energía (6.a) para permitir el giro del motor (6.a) al actuar el pulsador (4) desde su posición distal hasta su posición proximal y evitar su giro al retornar el pulsador (4) a la posición distal.
6.- Sistema, según la reivindicación 1 , donde el mecanismo de embrague (6.c) comprende un cuerpo (6.C.4), que es solidario al elemento de giro, y en el que se retiene un elemento de empuje (6.C.2) dotado de al menos un brazo flexible (6.C.2.2) que apoya sobre unos dientes de trinquete (6.C.1.1) previstos en el dintorno de un disco de trinquete (6.C.1) que está acoplado a un eje (6.b) del motor generador de energía (6.a) para permitir el giro del motor (6.a) al actuar el pulsador (4) desde su posición distal hasta su posición proximal y evitar su giro al retornar el pulsador (4) a la posición distal.
7.- Sistema, según la reivindicación 1 , donde el mecanismo de embrague (6.c) comprende un elemento de empuje (6.C.2), que es solidario del elemento de giro, y que está dotado de al menos un brazo flexible (6.C.2.2) que apoya sobre unos dientes de trinquete (6.C.1.1) previstos en el dintorno de un disco de trinquete (6.C.1) que está acoplado a un eje (6.b) del motor generador de energía (6.a) para permitir el giro del motor (6.a) al actuar el pulsador (4) desde su posición distal hasta su posición proximal y evitar su giro al retornar el pulsador (4) a la posición distal.
8.- Sistema, según las reivindicaciones 1 o 5, donde el elemento de giro es un piñón (6.C.4.1) que engrana en una cremallera (4.b) prevista en el pulsador (4).
9.- Sistema, según la reivindicación 1, donde el circuito de control (7) está configurado para realizar acciones seleccionadas entre guardar en una memoria los eventos producidos, junto con el estado del acceso cerrado o abierto; activar un dispositivo sonoro; activar un dispositivo luminoso y combinación de las mismas.
10.- Sistema, según la reivindicación 2, que comprende un mecanismo de accionamiento manual de emergencia (8) de la posición cerrada bloqueada de la lengüeta (3), que está dotado de una palanca (8.a) cuyo accionamiento provoca el desplazamiento del eje de bloqueo (5.a) del dispositivo de bloqueo (5).
11.- Sistema, según la reivindicación 8, donde el pulsador (4) está configurado para permitir su rotura por su parte superior, permitiendo el acceso a la palanca (8.a) del mecanismo de accionamiento manual de emergencia (8), y donde dicha palanca (8.a) contacta con un tope (5.b) previsto en el eje de bloqueo (5.a) al realizar la apertura de emergencia.
12.- Sistema, según la reivindicación 1 , donde el circuito de control (7) comprende un dispositivo de alimentación externa por medio de contactos (2.a), para que con la alimentación externa conectada se pueda utilizar un dispositivo de mantenimiento para realizar tareas de lectura de eventos, actualizaciones de configuración y de firmware, y proporcionar alimentación al circuito de control (7) para realizar una apertura de emergencia.
PCT/ES2023/070035 2022-01-28 2023-01-24 Sistema de control de accesos WO2023144433A1 (es)

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