CN205063576U - 非接触式将军不下马电子锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种非接触式将军不下马电子锁。其在于活动链接于锁体外壳内固定柱上的拨叉组件，其上固连有锁芯，拨叉组件径向的一端设有拨叉、另一端的轴向设有凹槽，与该凹槽对称设有电磁铁外壳，电磁铁外壳与拨叉组件相邻一面的形状相匹配，电磁铁外壳内横向设有铜柱管道，铜柱管道的开口正对凹槽，铜柱管道内从拨叉组件方向依次设有长磁铁、挡板及短磁铁；长、短磁铁为同磁极相邻设置，铜柱管道外部套装有电磁铁，拨叉下端设有锁舌组件，锁舌组件一端为柱状锁舌，另一端为片状锁舌，其长度方向设有滑道；与滑道平行的适配位置设有两个短立柱；滑道内设有固定于锁体外壳上的导柱，面板外壳内设有控制板，通过电连接与锁体外壳内的电池盒相连。

Description

非接触式将军不下马电子锁

技术领域

本实用新型涉及一种电子锁，尤其是涉及一种集电磁铁和机械结构为一体的非接触式将军不下马电子锁。

背景技术

市场上现有的普通电子柜门锁大多采用片状卡或接触式纽扣状卡。使用时在面板上刷卡，读卡距离难以掌握，读卡稳定性差，它是通过电路识别后，使电机正反转带动齿轮，齿轮带动锁舌上的齿状结构实现锁舌收放。有些产品采用斜舌结构，靠关门时的撞击和弹簧锁门，电机长期使用易使锁内部齿轮结构损坏，故障率高，由于电机转矩有限，无法彻底将锁舌卡死，可用工具翘起锁舌，强行开门，存在安全隐患。非接触式读卡电路通过单片机（核心控制芯片）定时唤醒识别是否有卡在读卡面板附近，整体功耗和读卡灵敏度由定时长短决定，读卡灵敏度越高功耗越大，要么功耗高要么反应慢，难以两全。

市场上现有的将军不下马机械锁，采用机械钥匙锁芯，与早期挂锁原理相似。虽然也具有将军不下马的特点，但是不具有电子锁功能，不能实现一卡通，管理不方便。难以与现代洗浴场所使用的电梯、轧机、包房、自动售货机配套使用。

现有的TM卡接触式将军不下马锁，读卡时需要使用者做出辅助动作确保卡与读卡设备可靠接触，读卡过程易受使用者手抖动等因素干扰，使用者必须在完全插入卡后用力向孔内推钥匙，确保卡与读卡设备可靠接触才能读卡，接触部位容易磨损损坏，读卡稳定性差。读卡成功后，使用者需要等待电机转动，然后才能开始扭动钥匙，现有TM卡不具备硬件密码功能，数据安全性差，已经不能适应现代人的需要。

发明内容

本实用新型就是针对上述存在的问题，提供一种改变传统电机齿轮传动结构，既有电子锁一卡通的功能，又有机械锁的手感和流畅度，采用插入式非接触读卡方式，既能防止使用者将钥匙落在柜内，又能防止接触部位磨损，同时达到反应速度快、故障率低的非接触式将军不下马电子锁。

为了实现上述目的本实用新型解决技术问题的技术方案是：非接触式将军不下马电子锁，包括锁体外壳、与锁体外壳相配的外壳盖、面板外壳以及与锁芯匹配的钥匙，其在于活动链接于锁体外壳内固定柱上的拨叉组件，其上固连有锁芯，拨叉组件径向适配位置的一端设有拨叉、另一端的轴向设有凹槽，与该凹槽对称位置设有电磁铁外壳，该电磁铁外壳与拨叉组件相邻一面的形状相匹配，电磁铁外壳内横向设有铜柱管道，铜柱管道的开口正对凹槽，该铜柱管道内从拨叉组件方向依次设有长磁铁、挡板及短磁铁；且长、短磁铁为同磁极相邻设置，铜柱管道外部套装有电磁铁，拨叉下端设有锁舌组件，锁舌组件一端为柱状锁舌，另一端为片状锁舌，且其长度方向设有滑道；与滑道平行的适配位置设有两个短立柱；滑道内设有固定于锁体外壳上的导柱，面板外壳内设有控制板，其通过电连接与锁体外壳内的电池盒相连。

所述的拨叉上设有固定弹簧的立柱，弹簧的另一端由连接件固定在面板外壳内部。

所述的锁舌组件，其片状锁舌一端底部的适配位置还设有与锁体外壳上的轨道相匹配的轨道槽。

所述的钥匙由插入端和手柄端组成的钥匙外壳、插入端的钥匙外壳内依次设有的强磁性磁铁、M1卡以及与插入端钥匙外壳相配的钥匙冒构成。

所述的控制板，其磁阻式传感器和外部供电电路的输出端均与单片机的输入端相连，FM1701读卡电路分别与单片机和励磁线圈电路相互通信，单片机的输出端分别与电磁铁和声光提示电路相连。

所述的单片机为STM8S105K单片机。

所述的电池盒内至少装有3节7号电池用于给控制板供电。

所述的锁体外壳，其位于柱状锁舌处设有柱状锁舌进出锁体外壳的内收槽，该内收槽一端还设有与柱状锁舌相配的固定槽。

所述的电磁铁外壳通过连接件固定于锁体外壳上。

由于采用上述结构，使得本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、采用插孔、旋转结构，使用者开门时无法将钥匙拔出，锁门后才能拔出钥匙，防止客人将钥匙落在柜内。

2、采用电磁铁和机械结构组合的方式锁门，创新、独特，电磁铁反应及动作速度快，锁舌机构被磁铁卡死，外部无法翘起锁舌，避免了齿轮结构被敲坏，使得锁芯内部的结构抗破坏性强，不易损坏，防盗效果佳。

3、采用磁感应检测技术，靠外部磁铁感应唤醒单片机，功耗低、反应快、灵敏度高，钥匙接近钥匙孔时就已经唤醒并开始读卡了。

4、M1卡具备密码保护功能，实现非接触读卡，数据安全性强钥匙在线圈附近或内部时就已经进入稳定读卡范围，不需要用户做辅助读卡动作，读卡稳定性高，更换锁内钥匙数据（重新配钥匙）方便，更改数据规则严密、安全，且M1卡在钥匙壳体内部，不易磨损。

5、可实现一卡通式管理，更大限度地方便使用者，具有广泛的社会效益。

附图说明

图1是本实用新型的外观结构示意图；

图2是本实用新型图1的C-C剖视结构示意图；

图3是本实用新型图1的J-J剖视结构示意图；

图4是本实用新型H-H的剖视结构示意图；

图5是本实用新型的钥匙结构示意图；

图6是本实用新型控制板的结构示意图；

图7是本实用新型的磁阻式传感器电路结构示意图；

图8是本实用新型的外部供电电路结构示意图；

图9是本实用新型的励磁线圈电路结构示意图；

图10是本实用新型的FM1701读卡电路结构示意图；

图11是本实用新型的单片机控制单元结构示意图；

图12是本实用新型的电磁铁电路结构示意图；

图13是本实用新型的声光提示电路结构示意图。

图中：锁体外壳1，面板外壳2，钥匙3，拨叉组件4，轨道5，导柱6，弹簧7，拨叉8，滑道9，锁舌组件10，片状锁舌11，柱状锁舌12，电池盒13，电磁铁外壳14，固定柱15，锁芯16，外壳盖17，M1卡18，强磁性磁铁19，钥匙冒20，短立柱21，短磁铁22，铜柱管道23，电磁铁24，挡板25，长磁铁26，固定槽27，控制板28。

具体实施方式

参照附图，下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步的详细说明，但本实用新型的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准，另外，以不违背本实用新型技术方案的前提下，对本实用新型所做的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都能落入本实用新型的权利要求范围之内。

实施例1

如图1-13所示，包括锁体外壳1，面板外壳2，钥匙3，拨叉组件4，轨道5，导柱6，弹簧7，拨叉8，滑道9，锁舌组件10，片状锁舌11，柱状锁舌12，电池盒13，电磁铁外壳14，固定柱15，锁芯16，外壳盖17，M1卡18，强磁性磁铁19，钥匙冒20，短立柱21，短磁铁22，铜柱管道23，电磁铁24，挡板25，长磁铁26，固定槽27，控制板28。锁体外壳1、与锁体外壳1相配的外壳盖17、面板外壳2以及与锁芯16匹配的钥匙3，活动链接于锁体外壳1内圆柱形固定柱15上的圆柱形拨叉组件4，拨叉组件4可以自由转动，拨叉组件4上固连有锁芯16，拨叉组件4径向适配位置的一端设有拨叉8，另一端的轴向设有凹槽，与该凹槽对称位置设有电磁铁外壳14，该电磁铁外壳14与拨叉组件4相邻一面形状相匹配的圆弧面，电磁铁外壳14内横向设有铜柱管道23，铜柱管道23的开口正对凹槽，该铜柱管道23内从拨叉组件4方向依次设有长磁铁26、挡板25及短磁铁22；且长、短磁铁26、22为同磁极相邻设置，铜柱管道23外部套装有电磁铁24，拨叉8下端设有锁舌组件10，锁舌组件10一端为柱状锁舌12，另一端为片状锁舌11，且其长度方向设有滑道9；与滑道9平行的适配位置设有两个短立柱21；滑道9内设有固定于锁体外壳1上的导柱6，面板外壳2内设有控制板28，其通过电连接与锁体外壳1内的电池盒13相连。

上述的拨叉8上设有固定弹簧7的立柱，弹簧7的另一端由螺丝固定在面板外壳2内部。

上述的锁舌组件10，其片状锁舌11一端底部的适配位置还设有与锁体外壳1上的轨道5相匹配的轨道槽。

上述的钥匙3由插入端和手柄端组成的钥匙外壳、插入端的钥匙外壳内依次设有的强磁性磁铁19、柱状M1卡18以及与插入端钥匙外壳相配的钥匙冒20构成。

上述的控制板28，其磁阻式传感器和外部供电电路的输出端均与单片机的输入端相连，FM1701读卡电路分别与单片机和励磁线圈电路相互通信，单片机的输出端分别与电磁铁和声光提示电路相连。

STM8S105K单片机通过SPI协议与FM1701通信，单片机PC3、PC4、PC5、PC6、PC7，分别连接在FM101的：RST、CS、SCLK、MOSI、MISO引脚上。单片机PD0、PD7分别连接LED红和LED蓝阳极。单片机PD2连接焊盘孔用于出厂测试，单片机PC2连接焊盘孔用于初始化，单片机PB3连接磁阻霍尔输出引脚，单片机PD4连接三极管B极用于控制蜂鸣器。单片机PD5、PD6连接串口调试焊盘孔，单片机PC1连接三极管B极用于控制电磁铁。FM1701的TX、RX脚分别连接励磁线圈电路的L1和R4用于读写柱状M1卡。

上述的电池盒13内至少装有3节7号电池用于给控制板供电。

上述的锁体外壳1，其位于柱状锁舌12处设有柱状锁舌12进出锁体外壳1的内收槽，该内收槽一端还设有与柱状锁舌12相配的固定槽27。

上述的电磁铁外壳14通过螺钉固定于锁体外壳1上。

实施例2

活动链接于锁体外壳1内圆柱形固定柱15上的多边形拨叉组件4，拨叉组件4可以自由转动，拨叉组件4上固连有锁芯16，拨叉组件4径向适配位置的一端设有拨叉8，另一端的轴向设有凹槽，与该凹槽对称位置设有电磁铁外壳14，该电磁铁外壳14与拨叉组件4相邻一面形状相匹配的多边形，其它同实施例1，不再赘述。

本实用新型的工作原理

电磁铁和机械结构部分：将钥匙插入孔中，当使用者的电子钥匙正确时电磁铁24得电，将长磁铁26吸入铜柱管道23内，电磁铁吸力远大于短磁铁斥力。顺时针旋转钥匙3，带动锁芯16转动，锁芯16带动下方的拨叉组件4旋转，拨叉8旋转时带动片状锁舌11上的两个短立柱21，将柱状锁舌12收回。在旋转过程中，靠弹簧7确保柱状锁舌12收放到位，柱状锁舌12收回后靠弹簧顶住拨叉组件4上的立柱防止柱状锁舌12由于重力原因下落。当使用者的电子钥匙错了，则电磁铁24失电，长磁铁26受到铜柱管道23另一端的短磁铁22斥力弹出铜柱管道23，卡在铜柱管道23和拨叉组件4的凹槽之间，使拨叉组件4无法转动。正确开门后钥匙3已经顺时针旋转90度，前部凸起部分卡在面板外壳2和锁芯16中，若不将钥匙旋转回去则无法拔出钥匙。若旋转回钥匙则会带动锁芯16、拨叉组件4和柱状锁舌12，使柱状锁舌12移动出锁体外壳1的内收槽一端的固定槽27而上锁，此时才可拔出钥匙。

电路控制部分：钥匙3内含有柱状M1卡18和方形强磁性磁铁19，强磁性磁铁19在前端，柱状M1卡18卡其后。在钥匙3插入锁体瞬间，控制板28磁阻式传感器识别到磁铁插入唤醒STM8S105K单片机。STM8S105K单片机通过SPI协议控制FM1701读卡，将卡内数据与STM8S105K单片机内部EEPROM数据比对，若比对成功则控制电磁铁得电并通过蜂鸣器发声提示，若比对不成功则发出报警声音提示。单片机通过ADC检测电池电压，实现低电提示。在未有卡插入时和不需要读卡操作时，控制板28上所有芯片完全进入低功耗静息状态，不需要定时唤醒，实现超低功耗。面板外壳2下方留有外接电源孔，可外接6V电池盒13，采用全桥整流电路，外接电源不分正负极。控制板28上设有初始化焊盘，短接可恢复出厂设置。控制板28上设有灌卡接口，在出厂前可由工厂提前将电子钥匙数据写入锁体。控制板28通过3根导线与锁体相连，锁体内含电池盒13，电池盒13内可装3节7号电池用于给控制板28供电，锁体内也有一块小电路板，用于转接导线。

读卡设计方案和软件程序设计部分：当钥匙3接近钥匙孔时即可通过磁阻式传感器识唤醒STM8S105K单片机，此时M1卡18早已进入稳定读卡范围（在唤醒前M1卡就已经在读卡距离内了），单片机唤醒后立即读卡。M1卡读卡速度极快，可确保钥匙3尚未完全运动到钥匙孔底部时已经读卡并且验证完成，此时立即给电磁铁24通电，电磁铁24吸引长磁铁收回。长磁铁26运动距离仅3毫米，速度同样很快，可确保钥匙3到达钥匙孔底端时长磁铁26已经被完全吸入管道，即此时已经可以扭动钥匙3，长磁铁26被吸回铜柱管道23后才会发出提示音。

Claims (9)

1.非接触式将军不下马电子锁，包括锁体外壳（1）、与锁体外壳（1）相配的外壳盖（17）、面板外壳（2）以及与锁芯（16）匹配的钥匙（3），其特征在于：活动链接于锁体外壳（1）内固定柱（15）上的拨叉组件（4），其上固连有锁芯（16），拨叉组件（4）径向适配位置的一端设有拨叉（8）、另一端的轴向设有凹槽，与该凹槽对称位置设有电磁铁外壳（14），该电磁铁外壳（14）与拨叉组件（4）相邻一面的形状相匹配，电磁铁外壳（14）内横向设有铜柱管道（23），铜柱管道（23）的开口正对凹槽，该铜柱管道（23）内从拨叉组件（4）方向依次设有长磁铁（26）、挡板（25）及短磁铁（22）；且长、短磁铁（26、22）为同磁极相邻设置，铜柱管道（23）外部套装有电磁铁（24），拨叉（8）下端设有锁舌组件（10），锁舌组件（10）一端为柱状锁舌（12），另一端为片状锁舌（11），且其长度方向设有滑道（9）；与滑道（9）平行的适配位置设有两个短立柱（21）；滑道（9）内设有固定于锁体外壳（1）上的导柱（6），面板外壳（2）内设有控制板（28），其通过电连接与锁体外壳（1）内的电池盒（13）相连。

2.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的拨叉（8）上设有固定弹簧（7）的立柱，弹簧（7）的另一端由连接件固定在面板外壳（2）内部。

3.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的锁舌组件（10），其片状锁舌（11）一端底部的适配位置还设有与锁体外壳（1）上的轨道（5）相匹配的轨道槽。

4.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的钥匙（3）由插入端和手柄端组成的钥匙外壳、插入端的钥匙外壳内依次设有的强磁性磁铁（19）、M1卡（18）以及与插入端钥匙外壳相配的钥匙冒（20）构成。

5.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的控制板（28），其磁阻式传感器和外部供电电路的输出端均与单片机的输入端相连，FM1701读卡电路分别与单片机和励磁线圈电路相互通信，单片机的输出端分别与电磁铁和声光提示电路相连。

6.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的单片机为STM8S105K单片机。

7.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的电池盒（13）内至少装有3节7号电池用于给控制板供电。

8.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的锁体外壳（1），其位于柱状锁舌（12）处设有柱状锁舌（12）进出锁体外壳（1）的内收槽，该内收槽一端还设有与柱状锁舌（12）相配的固定槽（27）。

9.根据权利要求1所述的非接触式将军不下马电子锁，其特征在于所述的电磁铁外壳（14）通过连接件固定于锁体外壳（1）上。