一种低功耗安全电子锁

暂无

一种低功耗安全电子锁\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电子锁，具体涉及一种低功耗安全电子锁。\n背景技术\n[0002] 电子锁已经在众多领域获得广泛应用，相比传统机械锁更具有防技术开锁的优势。然而电子锁发展到如今，往往面临如下问题：\n[0003] （1）很多场合门禁供电系统往往无法提供有效持续供电，造成一旦断电后电子门禁失效的问题；\n[0004] （2）在无法保障有效供电的场所，电子锁往往会采用断电锁死方案，但会造成供电故障后无法正常开锁的问题；\n[0005] （3）为解决上述问题，电子锁增加利用备用机械钥匙孔作为备用开锁方案，避免供电故障时无法开锁；但又会造成利用备用机械钥匙孔非法开门的隐患；\n[0006] 以上几个问题，造成在实际电子锁的运用中都存在种种安全隐患及管理上的不便性，急需有待解决电子锁的问题。\n发明内容\n[0007] 本发明针对现有技术方案及问题，提供一种低功耗安全电子锁，可以较好的解决电子锁的低功耗问题、可靠性及便利性的问题。\n[0008] 本发明实施例提供的一种低功耗安全电子锁，包括：\n[0009] 机械开锁装置，用于通过钥匙插入机械锁芯旋转或按下开锁按键带动机械锁舌或电子锁的主电子驱动部件进行逆向开锁动作，开启电子锁；\n[0010] 感应装置，用于负责监测机械开锁装置是否被触发、或者是否有机械开锁动作、还或者主电子驱动部件是否被机械开锁装置带动的位置监测信息；\n[0011] 主电子驱动部件，用于在电子锁处于锁住时，在断电情况下主电子驱动部件保持为关闭状态；而在通电情况下主电子驱动部件进行逆向开锁运动，由关闭状态转换为为开启状态，开启电子锁体；\n[0012] 辅电子驱动部件，用于负责在通电情况下阻止机械开锁装置或主电子驱动部件进行逆向开锁动作；\n[0013] 供电及控制线路部件，用于接收感应装置的位置监测信息，并负责分别控制给主电子驱动部件、辅电子驱动部件进行供电线路接通/断开。\n[0014] 与现有技术相比，本发明的一种低功耗安全电子锁，其有益效果在于，在实际使用中，达到了在日常电子锁关闭时电子锁处于“零功耗”状态，而需要开启时，只需对主电子驱动部件通电工作即可自动开启电子锁；一旦发生故障时，则可通过机械开锁装置进行开锁；\n而在电子锁处于正常时又无法通过机械开锁装置开启电子锁体。即达到了电子锁整体低功耗的特性，又提高了电子锁日常开启/关闭的便捷化水平，而其安全性也完全能达到并超越现有电子锁的各类技术方案。\n附图说明\n[0015] 图1 一种低功耗安全电子锁的结构原理示意图；\n[0016] 图2 一种断电后依靠弹簧自动恢复的电磁铁剖面图；\n[0017] 图3 另一种断电后依靠弹簧自动恢复的电磁铁剖面图；\n[0018] 图4 一种由贯通式拉式电磁铁构成的主电子驱动部件；\n[0019] 图5 另一种由贯通式推式电磁铁构成的主电子驱动部件；\n[0020] 图6 一种含有主、辅电子驱动部件的电子锁爆炸结构示意图；\n[0021] 图7 拥有主、辅电子驱动部件的电子锁关闭状态剖面示意图；\n[0022] 图8 图7中主电子驱动部件解除对电子锁的锁定时剖面示意图；\n[0023] 图9主电子驱动部件解除对电子锁的锁定后示意图；\n[0024] 图10 图7中辅电磁铁阻止利用备用机械方式开启主电磁铁时剖面图；\n[0025] 图11图7中电子锁被通过备用机械方式开启时剖面图；\n[0026] 图12 一种含有机械锁舌的低功耗安全电子锁结构示意图；\n[0027] 图13图12中电子锁主电磁铁通电时使得机械锁舌开启后把手打开时的剖面图；\n[0028] 图14 图12中电子锁开锁按键被触发受辅电磁铁阻挡时剖面图；\n[0029] 图15 图12中电子锁当开锁按键被按下使得机械锁舌开启时剖面图；\n[0030] 图16一种带挂钩作用的辅电子驱动部件的结构示意图。\n具体实施方式\n[0031] 以下将结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。\n[0032] 实施例一：一种低功耗安全电子锁，包括：机械开锁装置，主电子驱动部件、辅电子驱动部件、感应装置，供电及控制线路部件；如图1所示为该电子锁的结构原理示意图。其中：\n[0033] 机械开锁装置，用于通过钥匙（6）插入机械锁芯（1）旋转或按下开锁按键（1-4）带动机械锁舌（1-3）或电子锁的主电子驱动部件（2）进行逆向开锁动作，开启电子锁；\n[0034] 感应装置（4），用于负责监测机械开锁装置是否被触发、或者是否有机械开锁动作、还或者主电子驱动部件是否被机械开锁装置带动的位置监测信息；\n[0035] 主电子驱动部件，用于在电子锁处于锁住时，在断电情况下主电子驱动部件保持为关闭状态；而在通电情况下主电子驱动部件进行逆向开锁运动，由关闭状态转换为为开启状态，开启电子锁体；\n[0036] 辅电子驱动部件（3），用于负责在通电情况下阻止机械开锁装置或主电子驱动部件进行逆向开锁动作；\n[0037] 供电及控制线路部件（5），包含供电及控制模块，以及供电线路1、供电线路2；其中供电及控制模块用于为电子锁内电子器件提供电能、接收接受开锁授权指令， 以及接收感应装置的位置监测信息，并负责分别控制供电线路1、供电线路2给主电子驱动部件、辅电子驱动部件进行供电线路接通/断开。\n[0038] 本实施例中，所述感应装置为微型轻触开关，或者为磁感应开关，或者为光电感应开关。根据不同的应用环境、应用场合不同，开锁按键触发方式不同，具体的触发装置不应构成对本发明的限制。\n[0039] 本实施例中，所述机械开锁装置为机械锁芯或者开锁按键，还或者包含机械锁舌，用于通过钥匙插入机械锁芯旋转或按下开锁按键带动机械锁舌或电子锁的主电子驱动部件进行逆向开锁动作，开启电子锁；如图6中即为一种带有机械锁芯以及锁舌的机械开锁装置，图13中即为一种带有开锁按键以及锁舌的机械开锁装置。\n[0040] 本实施例中，所述机械开锁装置还包括锁孔挡板（1-2），该锁孔挡板负责盖住机械锁芯外表面，需要打开该锁孔挡板才能将钥匙插入机械锁芯。\n[0041] 本实施例中，所述感应装置负责监测机械锁芯是否被触发以及是否有机械方式开锁动作，为感应装置感应到钥匙插入锁芯的动作、或感应到锁孔挡板被打开的动作、还或者感应到开锁按键被触发。在实际运用中，该感应装置感应上述动作的方式较多，本发明在此不做限制。\n[0042] 本实施例中，所述辅电子驱动部件包括：\n[0043] 辅轴承（3-2），用于在辅电子驱动部件通电时伸出/缩回，阻止所述主电子驱动部件的主轴承或者所述机械开锁装置的开锁动作；\n[0044] 第二弹簧（3-4），用于在所述辅电子驱动部件处于断电状态下时使得辅轴承恢复到原有断电时缩回/伸出状态；\n[0045] 辅电磁铁线圈（3-1），用于在通电时产生电磁力，使得所述辅轴承伸出/缩回。\n[0046] 本实施例中，所述辅电子驱动部件为一种断电后能自动恢复原有状态的电磁铁，或电吸铁，或者是电磁铁/电吸铁和相关机械构件组成的组合体。如图2所示为一种带有弹簧的微型电磁铁的剖面图，当位于电磁铁壳体（3-3）内电磁铁线圈（3-1）通电时产生吸力，轴承（3-2）铁质体被吸回，弹簧（3-4）被压缩；当断电后，弹簧推动轴承向外运动，恢复到初始状态。如图3所示为另一种带有弹簧的微型电磁铁的剖面图，当电磁铁线圈通电时产生吸力，轴承B端（3-2B）铁质体被吸回，弹簧被压缩，轴承A端（3-2A）被推出；当断电后，弹簧推动轴承B端向外运动，轴承A端缩回恢复到初始状态。以上为几种不同类型的微型电磁铁，本领域普通技术人员可以理解具有该特征的电磁铁的构造方式可以根据不同场合不同电磁铁特性有多种形式，具体的辅电子驱动部件的构造不应构成对本发明的限制。\n[0047] 本实施例中，所述辅电子驱动部件在通电时为关闭状态，关闭状态下可阻止电子锁被由关闭转换为开启，指的是辅电子驱动部件在通电时阻止主电子驱动部件、或机械锁芯、或开锁按键、还或者是锁孔挡板的进一步运动，从而达到最终使得电子锁体无法通过机械方式开启。本领域普通技术人员可以理解由于辅电子驱动部件的构造形式可以有多种，该辅电子驱动部件所阻挡住电子锁体中某一部位而造成电子锁无法开启还可以有其他形式，具体的辅电子驱动部件在电子锁内的具体构造不应构成对本发明的限制。\n[0048] 本实施例中，所述主电子驱动部件包括：\n[0049] 主轴承（2-2），用于对所述电子锁体进行控制，主轴承伸出时卡住电子锁体，使得电子锁关闭，主轴承缩回时电子锁即被开启；\n[0050] 第一弹簧（2-4），用于对所述主轴承施加压力/推力，使得所述主轴承在主电子驱动部件处于断电状态下被第一弹簧推出恢复到伸出状态；\n[0051] 主电磁铁线圈（2-1），用于在通电时产生电磁力，使得所述主轴承对所述第一弹簧施加压力并缩回。\n[0052] 其中，所述主电子驱动部件为单向自保持电磁铁、或者双向自保持电磁铁、或者步进式电机，还或者电吸铁及其他机械构件组成的组合体。如图4、图5所示为一种带有弹簧的贯通式电磁铁，分为线圈（2-1）、电子盒（2-3）、轴承A端（2-2A）、铁质轴承B端（2-2B）、弹簧（2-4），该电磁铁构成及使用方式类似于图3中电磁铁，在此不再复述。本领域普通技术人员可以理解具有该特征的主电子驱动部件构造方式还可以根据不同场合运用不同电磁铁、电吸铁、步进式电机各自特性构成，具体的主电子驱动部件的构造不应构成对本发明的限制。\n[0053] 本实施例一采用一种低功耗安全电子锁，包括：机械锁芯，主电子驱动部件、辅电子驱动部件、感应装置，以及供电及控制线路部件。其中主电子驱动部件负责完成电子锁的锁体开启/关闭进行控制，辅电子驱动部件则仅仅对备用机械开锁方式进行控制。从而达到了日常电子锁关闭时仍然处于“零功耗”状态；而需要开启时，只需主电子驱动部件通电工作即可自动开启电子锁；一旦发生故障时，则可通过备用机械方式进行开锁；而在电子锁正常时无法通过备用机械方式开启锁体。即达到了整体低功耗的特性，又提高了电子锁日常开启/关闭的便捷化水平，而其安全性也完全能达到并超越现有电子锁各类技术方案。\n[0054] 以下将结合一个具体的柜体电子锁实例对上述实施例中所描述的内容进行更进一步详细说明。\n[0055] 如图6所示，为一种拥有主、辅电子驱动部件的电子锁爆炸结构示意图；其中含有机械锁芯（1）、主电子驱动部件（2）、辅电子驱动部件（3）、感应装置（4）、供电及控制线路部件（5）、钥匙（6）、锁体基座（8）、把手（7），其中把手上端与锁体基座通过转轴（7-2）活动连接，机械锁芯安装于把手下端锁芯孔（7-3）中，平常由锁芯挡板（1-2）负责盖住锁芯孔，机械锁芯后端与锁芯卡板（1-3）相配合，转动锁芯可使得锁芯卡板上下运动；把手锁芯孔后端有与锁芯孔相通的卡孔（7-4），把手关闭于锁体基座中时，由图（4）中的主电磁铁构成的主电子驱动部件的B端（2-2B）卡在卡孔内，B端的固定卡钩（2-5）负责在电子锁关闭状态下钩住卡孔上壁。\n[0056] 如图7所示为拥有主、辅电子驱动部件的电子锁关闭状态剖面示意图。主电磁铁平常处于断电状态，由图3中的辅电磁铁构成的辅电子驱动部件位于主电磁铁A 端（2-2A）上部，该辅电磁铁断电状态下A端（3-2A）正好位于主电磁铁A端（2-2A）边缘，而通电时则辅电磁铁A端（3-2A）伸出，正好位于主电磁铁A端（2-2A）上方阻挡住主电磁铁轴承向上运动。该主、辅电磁铁位于电子仓（2-3）中，电子仓内还可以包含有电路板（5）以及电路板上的LED灯（5-2）以及感应开关（4）以及把手到位开关（5-3）。\n[0057] 如图8所示，为按下把手，使得卡孔（7-4）与主电磁铁的固定卡钩（2-5）脱离，若此时电子锁获得相应开锁授权，则主电磁铁线圈通电使得其B端向上运动并脱离卡孔，把手即可开启。如图9所示，为电子锁开启后，主电磁铁线圈断电，被压缩的弹簧（2-4）将推动主电磁铁B端向下运动；此时若电子锁需要重新关闭时，只需向锁体基座中按下，把手末端推动主电磁铁B端自动卡进把手卡孔中即可锁住锁体。\n[0058] 如图10所示，为辅电子驱动部件阻止采用钥匙开锁的电子锁剖面图；图中可以看到，锁芯挡板（1-2）被拆开，钥匙（6）插入机械锁芯（1）中，把手被按下，主电磁铁卡钩（2-5）与把手上的卡孔（7-4）分离；而此时辅电磁铁线圈通电，其A端（3-2A）伸出阻挡在主电磁铁A端（2-2A）上端，使得钥匙无法带动机械锁芯旋转使得锁芯卡（1-3）板向上运动，从而无法开启电子锁。\n[0059] 如图11所示，为电子锁发生故障后利用钥匙开锁的电子锁剖面图；图中可以看到，钥匙插入机械锁芯中，把手被按下，主电磁铁卡钩与把手上的卡孔分离；因电子锁故障辅电磁铁不能工作，通过钥匙带动机械锁芯旋转使得锁芯卡板向上运动，将主电磁铁卡钩向上顶起并推出至卡孔中，把手即可开启，电子锁开启。\n[0060] 实施例二：一种低功耗安全电子锁，本实施例与实施例一的区别在于：\n[0061] 所述电子锁还包括与机械锁芯相配套的机械锁舌（9），机械锁舌由机械锁芯或主电子驱动部件带动运动，机械锁舌运动后可开启/关闭电子锁具。\n[0062] 本实施例中，所述感应开关负责监测机械锁芯是否被触发以及是否有需要开锁动作，为感应开关感应到钥匙插入锁芯的动作，或者感应到锁孔挡板被打开的动作，还或者感应到开锁按键被触发开锁动作。\n[0063] 本实施例中，所述辅电子驱动部件在通电时为关闭状态，关闭状态下可阻止电子锁被由关闭转换为开启，指的是辅电子驱动部件在通电时阻止主电子驱动部件、或机械锁芯、或机械锁舌、或开锁按键、还或者是锁孔挡板的进一步运动，从而达到最终使得电子锁体无法通过备用机械方式开启。\n[0064] 本实施例中，所述主电子驱动部件包括：\n[0065] 主轴承，用于对所述电子锁体进行控制，主轴承伸出时推动机械锁舌运动解除对电子锁体的控制，使得电子锁开启；\n[0066] 第一弹簧，用于对所述主轴承施加压力/推力，使得所述主轴承在主电子驱动部件处于断电状态下被第一弹簧拉回恢复到缩回状态；\n[0067] 主电磁铁线圈，用于在通电时产生电磁力，使得所述主轴承对所述第一弹簧施加压力并伸出。\n[0068] 本实施例中，所述电子锁在关闭时主电子驱动部件为断电关闭状态，在需要开启电子锁时，主电子驱动部件通电由关闭转换为开启，使得电子锁被开启；指的是电子锁在关闭时由主电子驱动部件锁死，或者由机械锁舌负责锁死，而在需要开启时，通过主电子驱动部件通电由关闭转换为开启，或者主电子驱动部件驱动机械锁舌由关闭转换为开启，使得电子锁开启。\n[0069] 以下将结合另一个具体的柜体电子锁实例对上述实施例中所描述的内容进行更进一步详细说明。\n[0070] 如图12所示，为一种包含有机械锁舌的电子锁爆炸结构示意图；其中含有开锁按键（1-4）、主电子驱动部件（2）、辅电子驱动部件（3）、感应开关（4）、电路板（5）、锁体基座（8）、把手（7）、机械锁舌（9）、锁芯套（8-2）；其中把手上端与锁体基座通过转轴（7-2）活动连接，把手下端有卡孔（7-4）；由图2中的辅电磁铁（3）构成辅电子驱动部件；开锁按键、感应开关、辅电磁铁、电路板、机械锁舌等都安装于锁芯套中，锁芯挡板（1-2）安装于锁芯套上，并盖住开锁按键；感应开关上端有一与开锁按键相配合使用的开关触板（4-2），旋转开锁按键时将使得开关触板向下/向上运动，从而使得感应开关感应；平常由机械锁舌负责锁住把手的卡孔，其后端有与开锁按键相配合的滑槽（9-2），开锁按键向后运动时将推动滑槽向下运动。由图5中的主电磁铁构成主电子驱动部件，其A端（2-2A）位于机械锁舌上端；开锁按键按键中部与辅电磁铁对应位置有一可自由活动的销钉（1-5），当开锁按键顺时针旋转90度时，该销钉正好位于辅电磁铁轴承（3-2）上端。\n[0071] 当需要开启电子锁时，只需要主电磁铁线圈（2-1）通电，吸引其轴承B端（2-2B）向下运动，其轴承A端（2-2A）将推动机械锁舌共同向下运动，使得 机械锁舌从把手上的卡孔（7-4）中脱离，把手即可开启，电子锁开启，如图13所示即为图12中电子锁此时的剖面结构图。\n[0072] 而当非法开启锁芯挡板并顺时针旋转开锁按键时，将使开关触板向下运动并触动感应开关，此时辅电磁铁线圈（2-1）通电，其轴承（2-2）被吸引向下运动；而当开锁按键旋转至90度时，销钉（1-5）受重力或受辅电磁铁线圈吸引力而向下落入锁芯套中并卡住开锁按键，使得开锁按键无法向后推动，从而阻止非法开启电子锁，如图14所示即为该电子锁此时的剖面结构图。\n[0073] 如图15所示，为该电子锁发生故障后按下开锁按键的电子锁剖面图；图中可以看到，旋转开锁按键后，因电子锁故障辅电磁铁不能工作，可继续推动开锁按键向后运动，使得机械锁舌上的滑槽（9-2）向下运动，机械锁舌从把手上的卡孔中脱离，把手即可开启，电子锁开启。\n[0074] 与实施例一相比，本实施例中采用机械锁舌与主电子驱动部件相配合使用，能够更方便的运用于不同的电子锁设计中，使得即保留了实施例一中电子锁的特色，又增加了电子锁设计的方便性、灵活性，同时也使得在发生撬锁等恶意破坏时，主电子驱动部件不容易被损毁。\n[0075] 实施例三：一种低功耗安全电子锁，本实施例与实施例一、实施例二的区别在于，[0076] 所述辅电子驱动部件还可以在断电时通过卡钩（3-5）与主电子驱动部件、或机械锁芯、或机械锁舌、还或者锁孔挡板连接，使得辅电子驱动部件在断电状态下仍然能保持关闭状态，只有当主电子驱动部件、或机械锁芯、或机械锁舌、还或者锁孔挡板发生与卡钩脱离活动后，才能使辅电子驱动部件自动恢复为开启状态。\n[0077] 如图16即为一种含有该卡钩作用的辅电子驱动部件结构示意图；图中，辅电子驱动部件轴承利用卡钩卡在按键中，当按键被被向后按动时，辅电子驱动部件通电时轴承伸出会继续阻挡住按键，使得按键无法继续被按下；只有辅电子驱动部件无电的情况下，才会退出按键，按键才能被继续向后按下。\n[0078] 实施例四：一种低功耗安全电子锁的开启方法，包括：\n[0079] 电子锁在日常关闭时，主电子驱动部件为断电关闭状态，辅电子驱动部件为断电开启状态；由主电子驱动部件或机械锁舌负责锁住电子锁锁体；\n[0080] 当供电及控制线路部件收到相应开锁授权指令需要开锁时，供电及控制线路部件将对主电子驱动部件进行通电，主电子驱动部件由关闭状态转换为开启状态，或者由主电子驱动部件驱动机械锁舌由关闭转换为开启，电子锁被开启；\n[0081] 当电子锁中的感应装置感应到钥匙插入锁芯的动作、或感应到锁孔挡板被打开的动作、或者感应到开锁按键被触发时，或者感应到主电子驱动部件被机械开锁装置带动进行逆向开锁动作，感应装置向供电及控制线路部件发送位置监测信息；供电及控制线路部件判断是否为非法开锁；若为非法开锁，则对辅电子驱动部件进行供电，辅电子驱动部件阻止机械开锁装置或主电子驱动部件进行进一步的逆向开锁动作；若为合法开锁，则对辅电子驱动部件保持或进行断电，辅电子驱动部件不阻止或恢复为原有状态不阻止进一步的逆向开锁动作；\n[0082] 若电子锁出现电子系统失效，当发生机械开锁动作时，辅电子驱动部件因电子系统失效而保持或恢复为开启状态，继续进行下一步机械开锁动作即可将主电子驱动部件或机械锁舌由关闭状态转换为开启状态，解除对电子锁锁体的控制，电子锁被开启。\n[0083] 以上对本发明专利实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明专利实施例的原理以及实施方法进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实时方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明专利的限制。