螺线管操纵的闩锁扣及其控制系统.pdf

一种门禁系统，包括门锁的闩锁扣组件和控制闩锁扣组件的控制电路。所述组件包括：本体，装配于门侧壁，限定凹槽以容纳碰簧销；闩锁扣，安装于本体，可移动于将碰簧销保持在凹槽内的关闭锁定位置与从凹槽松开碰簧销的打开解锁位置之间；第一螺线管，配置成当给其通电时使闩锁扣从锁定位置移动至解锁位置；和第二螺线管，配置成当给其通电时使闩锁扣从解锁位置移动至锁定位置。所述控制电路配置成检测第一预定周期的第一控制信号的前沿和后沿，并且响应所述前沿而输出第二控制信号并响应所述后沿而输出第三控制信号，所述第二和第三控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。

1.  一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
第一螺线管，配置成当给所述第一螺线管通电时使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；以及
第二螺线管，配置成当给所述第二螺线管通电时使所述闩锁扣从所述解锁位置移动至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成检测第一预定周期的第一控制信号的前沿和后沿，并且响应所述前沿而输出第二控制信号并响应所述后沿而输出第三控制信号，所述第二和第三控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。

2.  根据权利要求1所述的门禁系统，其中所述第二和第三控制信号至少之一具有小于所述第一预定周期的第二预定周期。

3.  根据权利要求1或2中的任一项所述的门禁系统，其中根据需要当所述定位装置在所述锁定和解锁位置之间移位时不给所述第一螺线管通电。

4.  根据权利要求1至3中的任一项所述的门禁系统，其中根据需要当所述定位装置在所述锁定和解锁位置之间移位时不给所述第二螺线管通电。

5.  根据权利要求1至4中的任一项所述的门禁系统，其中所述控制电路基本上安装在所述闩锁扣组件的所述本体内。

6.  根据权利要求1至4中的任一项所述的门禁系统，其中所述控制电路远离于所述闩锁扣组件的所述本体而安装。

7.  根据权利要求1至6中的任一项所述的门禁系统，其中所述第二预定周期小于所述第一预定周期。

8.  根据权利要求1至7中的任一项所述的门禁系统，其中所述第一控制信号是正向DC脉冲。

9.  根据权利要求1至7中的任一项所述的门禁系统，其中所述第一控制信号是负向DC脉冲。

10.  根据权利要求8或9中的任一项所述的门禁系统，其中在所述第一控制信号的前沿或后沿输出所述一个或多个另外控制信号。

11.  根据权利要求1至10中的任一项所述的门禁系统，其中所述第一控制信号由安全卡读取器产生。

12.  根据权利要求1至11中的任一项所述的门禁系统，其中所述第一控制信号由生物信息读取器产生。

13.  根据权利要求1至12中的任一项所述的门禁系统，其中所述第一控制信号响应射频(RF)信号而产生。

14.  根据权利要求13所述的门禁系统，其中所述RF信号由钥匙盘产生。

15.  一种控制门锁的闩锁扣组件的方法，所述方法包括以下步骤：
检测第一预定周期的第一控制信号的前沿和后沿；以及
响应所述前沿而输出第二控制信号并响应所述后沿而输出第三控制信号，所述第二和第三控制信号配置成根据需要给所述闩锁扣组件的第一和第二螺线管短暂通电，使得在锁定和解锁位置之间移动所述组件的闩锁扣。

16.  一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
一个或多个螺线管，配置成当给所述螺线管至少之一通电时根据需要使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；以及控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号，并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。

17.  一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
第一螺线管，配置成当给所述第一螺线管通电时使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；以及
第二螺线管，配置成当给所述第二螺线管通电时使所述闩锁扣从所述解锁位置移动至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。

18.  一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
第一螺线管，配置成当给所述第一螺线管通电时使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；以及
第二螺线管，配置成当给所述第二螺线管通电时使所述闩锁扣从所述解锁位置移动至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。

19.  一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体并且限定所述凹槽的边界，所述闩锁扣可转动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开位置之间；
双稳态定位装置，可移位于稳定锁定位置与稳定解锁位置之间，其中在稳定锁定位置所述定位装置啮合所述闩锁扣以将所述闩锁扣锁定于所述关闭位置，而在稳定解锁位置所述定位装置不与所述闩锁扣啮合，从而使所述闩锁扣能够通过所述碰簧销偏转至所述打开位置；
第一螺线管，适配成使所述定位装置从所述锁定位置移位至所述解锁位置；以及
第二螺线管，适配成使所述定位装置从所述解锁位置移位至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管中的一个或两者短暂通电，以在所述锁定和解锁位置之间移动所述定位装置。

20.  一种门锁的闩锁扣组件，包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体并且限定所述凹槽的边界，所述闩锁扣可转动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开位置之间；
双稳态定位装置，可移位于稳定锁定位置与稳定解锁位置之间，其中在稳定锁定位置所述定位装置啮合所述闩锁扣以将所述闩锁扣锁定于所述关闭位置，而在稳定解锁位置所述定位装置不与所述闩锁扣啮合，从而使所述闩锁扣能够通过所述碰簧销偏转至所述打开位置；
第一螺线管，适配成使所述定位装置从所述锁定位置移位至所述解锁位置；
第二螺线管，适配成使所述定位装置从所述解锁位置移位至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成检测第一预定周期的第一控制信号的前沿和后沿，并且响应所述前沿而输出第二控制信号并响应所述后沿而输出第三控制信号，所述第二和第三控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。

螺线管操纵的闩锁扣及其控制系统
技术领域
本发明涉及锁，特别涉及用于远程操纵门锁的螺线管操纵闩锁扣(latching strike)及其控制系统。
背景技术
远程操纵的门锁经常用来提供对办公室、家庭单元、银行和需要门禁控制的其他建筑物的安全控制进入。
该门锁典型地包括装配于门边缘的可伸缩弹簧加载碰簧销(latch bolt)以及装配于门侧壁的闩锁扣组件(latching strike assembly)。位于限定在闩锁扣组件本体中的凹槽的边缘处的闩锁扣可转动于将碰簧销保持在凹槽内的关闭位置和从凹槽松开碰簧销的打开位置之间。当关闭门时，碰簧销缩回，并且越过闩锁扣边缘而进入凹槽。典型地采用销、销组或杠杆系统的形式的锁定装置借助于螺线管工作，以将闩锁扣锁定于关闭位置，从而将碰簧销锁定在凹槽内，并且将门保持在锁住状态下。
如上所述的目前可用的门锁利用单个螺线管在锁定和解锁位置之间移动锁定装置。门锁以两种配置之一来提供。在第一种‘断电时不锁住门(fail safe)’锁配置类型中，当螺线管通电时锁定装置保持在锁定位置，而当螺线管不通电时保持在解锁位置，从而提供门锁的‘断电时不锁住门’操作，确保在停电而不给螺线管通电时门不被锁住。在第二种‘断电时锁住门(fail secure)’锁配置类型中，当螺线管通电时锁定装置保持在解锁位置，而当螺线管不通电时保持在锁定位置，从而提供门锁的‘断电时锁住门’操作，确保停电时门被锁住。在这两种配置中，锁定和解锁位置只有其中之一处于稳定状态。
这些门锁需要不断的电源供应和螺线管的通电来保持锁定装置处于锁定或解锁位置中的任一位置(根据是需要“断电时不锁住门”还是需要“断电时锁住门”配置)，从而导致严重的功率耗用。由于通常由备用电池电源供电以确保持续工作的该功率要求，这些系统通常使用需要大量布线和基础设施的集中电子控制系统。从而，这些系统不特别适于小型到中型建筑物如住宅、小型商业机构、旧式寓所以及通过电缆回连到中央系统是困难或昂贵的很多建筑物。
发明内容
本发明的目地是克服或者充分改进上述缺点，或者至少提供有用的可选方案。
根据本发明的一方面，提供了一种门禁系统(access system)，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
第一螺线管，配置成当给所述第一螺线管通电时使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；和
第二螺线管，配置成当给所述第二螺线管通电时使所述闩锁扣从所述解锁位置移动至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成检测第一预定周期的第一控制信号的前沿和后沿，并且响应所述前沿而输出第二控制信号并响应所述后沿而输出第三控制信号，所述第二和第三控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制门锁的闩锁扣组件的方法，所述方法包括以下步骤：
检测第一预定周期的第一控制信号的前沿和后沿；以及
响应所述前沿而输出第二控制信号并响应所述后沿而输出第三控制信号，所述第二和第三控制信号配置成根据需要给所述闩锁扣组件的第一和第二螺线管短暂通电，使得在锁定和解锁位置之间移动所述组件的闩锁扣。
根据本发明的另一方面，提供了一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
一个或多个螺线管，配置成当给所述螺线管至少之一通电时根据需要使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号，并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。
根据本发明的另一方面，提供了一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
第一螺线管，配置成当给所述第一螺线管通电时使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；和
第二螺线管，配置成当给所述第二螺线管通电时使所述闩锁扣从所述解锁位置移动至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。
根据本发明的另一方面，提供了一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体，所述闩锁扣可移动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭锁定位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开解锁位置之间；
第一螺线管，配置成当给所述第一螺线管通电时使所述闩锁扣从所述锁定位置移动至所述解锁位置；和
第二螺线管，配置成当给所述第二螺线管通电时使所述闩锁扣从所述解锁位置移动至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。
根据本发明的另一方面，提供了一种门禁系统，包括：
门锁的闩锁扣组件，所述组件包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体并且限定所述凹槽的边界，所述闩锁扣可转动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开位置之间；
双稳态定位装置(detent means)，可移位于稳定锁定位置与稳定解锁位置之间，其中在稳定锁定位置所述定位装置啮合所述闩锁扣以将所述闩锁扣锁定于所述关闭位置，而在稳定解锁位置所述定位装置不与所述闩锁扣啮合，从而使所述闩锁扣能够通过所述碰簧销偏转至所述打开位置；
第一螺线管，适配成使所述定位装置从所述锁定位置移位至所述解锁位置；和
第二螺线管，适配成使所述定位装置从所述解锁位置移位至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成接受第一预定周期的第一控制信号并且将所述第一控制信号转换成第二预定周期的一个或多个另外控制信号，所述另外控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管中的一个或两者短暂通电，以在所述锁定和解锁位置之间移动所述定位装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种门锁的闩锁扣组件，包括：
本体，适配成装配于门侧壁，所述本体限定凹槽以容纳碰簧销；
闩锁扣，安装于所述本体并且限定所述凹槽的边界，所述闩锁扣可转动于将所述碰簧销保持在所述凹槽内的关闭位置与从所述凹槽松开所述碰簧销的打开位置之间；
双稳态定位装置，可移位于稳定锁定位置与稳定解锁位置之间，其中在稳定锁定位置所述定位装置啮合所述闩锁扣以将所述闩锁扣锁定于所述关闭位置，而在稳定解锁位置所述定位装置不与所述闩锁扣啮合，从而使所述闩锁扣能够通过所述碰簧销偏转至所述打开位置；
第一螺线管，适配成使所述定位装置从所述锁定位置移位至所述解锁位置；和
第二螺线管，适配成使所述定位装置从所述解锁位置移位至所述锁定位置；以及
控制电路，用于控制所述闩锁扣组件，所述控制电路配置成检测第一预定周期的第一控制信号的前沿和后沿，并且响应所述前沿而输出第二控制信号并响应所述后沿而输出第三控制信号，所述第二和第三控制信号配置成根据需要给所述第一和第二螺线管短暂通电，使得在所述锁定和解锁位置之间移动所述闩锁扣。
附图说明
现在将参照附图作为示例描述本发明的优选形式，其中：
图1是门锁的第一闩锁扣组件的透视图。
图2是示出图1的闩锁扣组件的闩锁扣的操作的示意俯视图(planview)。
图3是处于锁定状态的图1的闩锁扣组件的示意侧视图。
图4是处于锁定状态的图1的闩锁扣组件的示意俯视图。
图5是处于锁定状态的图1的闩锁扣组件的示意前视图。
图6是处于解锁和打开状态的图1的闩锁扣组件的示意侧视图。
图7是处于解锁和打开状态的图1的闩锁扣组件的示意俯视图。
图8A示出正直流(DC)控制脉冲。
图8B示出适于给图1的闩锁扣组件的螺线管通电的正(DC)脉冲。
图8C示出负DC控制脉冲。
图9是示出门禁控制系统(access control system)的示意图。
图10是在其上可执行验证处理等的计算机系统的示意方框图。
图11是示出用于将图8A和8C的DC脉冲转换成图8B的DC脉冲的电路的示意图。
图12是示出电源电路的示意图。
图13A是示出微控制器的示意图。
图13B是示出与图13A的微控制器一起使用的输入电路的示意图。
图13C是示出与图13A的微控制器一起使用的输出电路的示意图。
图13D是示出与图13A的微控制器一起使用的电压调节器的示意图。
图13E是示出电压比较器的示意图。
图14A是示出与图13A的微控制器一起使用的电容器充电电路的示意图。
图14B是示出与微控制器一起使用的输出电路的示意图。
图15是门锁的第二闩锁扣组件的透视图。
图16是示出图15的闩锁扣组件的闩锁扣的操作的示意俯视图。
图17是处于锁定状态的图8的闩锁扣组件的示意侧视图。
图18是处于锁定状态的图15的闩锁扣组件的示意俯视图。
图19是处于锁定状态的图15的闩锁扣组件的示意前视图。
图20是处于解锁和打开状态的图15的闩锁扣组件的示意侧视图。
图21是处于解锁和打开状态的图15的闩锁扣组件的示意俯视图。
图22是门锁的第三闩锁扣组件的透视图。
图23是示出图22的闩锁扣组件的闩锁扣的操作的示意俯视图。
图24是处于锁定状态的图22的闩锁扣组件的示意侧视图。
图25是处于锁定状态的图15的闩锁扣组件的示意俯视图。
图26是处于锁定状态的图22的闩锁扣组件的示意前视图。
图27是处于解锁和打开状态的图22的闩锁扣组件的示意侧视图。
图28是处于解锁和打开状态的图22的闩锁扣组件的示意俯视图。
具体实施方式
参照附图中的图1，门锁的第一闩锁扣组件具有本体1，其适配成借助于穿过在本体1的前表面上形成的孔2的紧固件装配于门侧壁。该本体限定凹槽3以容纳碰簧销100，如图2所示。碰簧销100装配于安装在由门侧壁限定的门口的门的边缘面，并且装有弹簧以使其能够以通常方式伸出和缩回。
闩锁扣4安装于本体1，并且限定凹槽3的边界。闩锁扣4可在如图2中的实线所示的关闭位置与如图2中的虚线所示的打开位置之间围绕安装在本体1内的枢销5转动。在关闭位置，闩锁扣4将碰簧销100保持在凹槽3内，而在打开位置，闩锁扣4从凹槽3松开碰簧销100。闩锁扣4借助于环绕枢销5的扭簧(未示出)以通常方式通过弹簧偏置至关闭位置。在关闭门的动作期间，碰簧销100的斜切端面101在关闭位置啮合闩锁扣4的倾斜正面6。该啮合使碰簧销100缩回，并且越过闩锁扣4进入凹槽3，从而将门保持在关闭位置。
闩锁扣4借助于肘节(toggle)7形式的双稳态定位装置锁定于图3到5所示的关闭位置。肘节7可移位于图3到5所示的稳定锁定位置与图6和7所示的稳定解锁位置之间，其中在稳定锁定位置肘节7啮合闩锁扣4以将闩锁扣4锁定于关闭位置，而在稳定解锁位置，肘节7不与闩锁扣4啮合，从而使闩锁扣4通过碰簧销100偏转至打开位置。
肘节7是双稳态的，因为肘节7稳定保持于锁定和解锁位置的任一位置。该稳定性借助于过中心弹簧(over center spring)8形式的弹簧偏动装置(spring biasing means)来提供。当肘节7处于如图3所示的锁定位置时，过中心弹簧8产生趋向于将肘节7保持在锁定位置的逆时针力矩(如图3所示)。当肘节7处于如图6所示的解锁位置时，过中心弹簧8相对于肘节枢销9的位置导致产生将肘节7保持在解锁位置的顺时针力矩(如图6所示)。过中心弹簧8在一端固定于组件本体1，而在另一端固定于在肘节7上形成的接头(tab)10。
当肘节7处于图3到5所示的锁定位置时，肘节7的啮合端面11啮合闩锁扣4的臂12。从图4可以最佳看出，肘节啮合面11与闩锁扣臂12之间的啮合将闩锁扣4锁定于关闭位置，从而防止其向打开位置逆时针旋转(如图4所示)。
当肘节7围绕枢销9转动至图6和7所示的解锁位置时，肘节啮合面11不啮合闩锁扣臂12，从而当闩锁扣4移动至打开位置(当打开门时通过碰簧销100的啮合)时，使闩锁扣12转过肘节的上表面13。
肘节7借助于第一和第二螺线管14、15在锁定和解锁位置之间移位。第一螺线管14的激活驱动第一螺线管14的柱塞(plunger)16靠向在肘节上表面13上形成的凸起块(raised pad)，从而转动肘节7至解锁位置。相反地，第二螺线管15的激活驱动第二螺线管的柱塞18靠向肘节7的下表面19，从而将肘节7移动至锁定位置。不是让肘节7配置成通过螺线管可转动地移位于锁定和解锁位置之间，可以考虑替换利用可直线移位的定位装置。
如下面详细所述，在锁定和解锁位置之间移动肘节7只需任一个螺线管的单脉冲激活。与其中螺线管必须保持激活以保持定位装置(detent)处于两个位置之一(一个位置是稳定的，而另一个是不稳定的，并且需要通过螺线管柱塞施加持续力)的上述现有技术系统相比，一旦肘节7移位至可选稳定位置，则激活的螺线管可立即被去激活(deactivate)。
在无需持续激活任一个螺线管的情况下，可对所述闩锁扣组件进行供电和控制的方式是相当灵活的。由于所需功率极少，因此闩锁扣组件可由电池供电而无需广泛布线回到中央电源和控制器。闩锁扣组件可由各种简单编码安全控制系统中的任一系统控制。例如，该组件可通过由用户操纵的标准RF钥匙盘(key fob)(如同与机动车钥匙一起广泛使用的那样)来操纵。由钥匙盘传达的初始信号将触发单个电压脉冲到第一螺线管的以将门解锁，并且来自钥匙盘的第二信号将激活第二螺线管15以将门锁住。可选地，第二螺线管15在一段时延或者门准备被重新锁住的某其他指示之后自动工作。特定设施内的各个门上的一系列闩锁扣组件可被编程成接受相同钥匙盘编码信号。
所述闩锁扣组件类似于标准钥匙和锁，因为钥匙盘或其他激活设备将锁的状态从锁住状态变至解锁状态(以及相反)，然后锁保持在新状态中而无需持续功率输入。
如上所述，在锁定和解锁位置之间移动肘节7只需螺线管14和15的任一个的单脉冲激活。例如，为了将肘节7转动至解锁位置，将如图8B所示的正DC脉冲801(例如，12伏)施加于第一螺线管14，从而驱动第一螺线管14的柱塞16靠向凸起块17。相反地，为了将肘节7移回至锁定位置，将也如图8B所示的正DC脉冲803施加于第二螺线管15，从而驱动第二螺线管的柱塞18靠向肘节7的下表面19。
根据一个实施例，响应由下面将要描述的电路1100检测的控制信号，可由电路1100产生正或负DC脉冲801和803，如图11所示。控制信号最好是预定持续时间的正DC脉冲805的形式，如图8A所示。该脉冲由大多数传统门禁安全控制系统产生，以在如上面背景技术部分所述的传统门闩锁的“断电时锁住门”配置类型中给单个螺线管通电。可选地，控制信号可以是预定持续时间的负DC脉冲807的形式，如图8C所示。正DC脉冲805或负DC脉冲807最好如上所述响应来自标准RF钥匙盘的信号而产生。在这种情况下，由钥匙盘发射的初始RF信号触发脉冲805或807中的任一个以由电路1100检测。
图9示出包括上面所述且图1所示的类型的闩锁扣组件902的门禁控制系统900的例子。在图9的例子中，闩锁扣组件902以“断电时锁住门”配置被定位和配置成使肘节7处于锁定位置，从而在稳定状态下锁住出入门904的碰簧销(未示出)。闩锁扣组件902通过电缆905硬连线至控制面板901。电路1100最好被实现为在印刷电路板(未示出)上配置的一个或多个集成电路和相关电子元器件，其中印刷电路板安装在闩锁扣组件902的本体(例如，如图1所示的本体1)的空腔内。如图12所示，电源电路1200也可配置在相同印刷电路板上，并且用来供电给电路1100以及螺线管14和15。可选地，该印刷电路板可安装在控制面板901或者任何其他适合外壳(housing)内，其中传输线/电缆将端子1101、1102、1105和1106连接到闩锁扣组件902的螺线管(安装在本体1内的螺线管14和15)。
门禁控制系统900还包括RF钥匙盘903，其配置成当选择钥匙盘903上的按钮915时发射滚动码。响应该选择，所发射的滚动码由安装在控制面板901内的接收器913接收。可选地，门禁控制系统900的RF钥匙盘903可由硬连线或者通过无线信道或类似传输介质连接到控制面板901的安全卡和/或生物信息读取器替代。在这种情况下，安全卡和/或生物信息读取器典型地位于出入门904的附近。
根据图9的例子，一个人试图通过按钥匙盘903上的按钮915来通过出入门904进入。钥匙盘903以传统方式将滚动码发射到控制面板901的接收器913。控制面板901最好包括如图10所示的传统计算机系统1000，其用于对滚动码执行验证处理。该处理可被实现为软件，例如在计算机系统1000内执行的应用程序。计算机系统1000例如由计算机模块1001、输入设备如键盘1002和输出设备包括显示设备1014形成。还可包括调制解调器(Modem)收发器设备1016，其用于与例如可通过电话线路1021或其他功能介质连接的通信网络1020进行通信。调制解调器1016可用来获得对因特网和其他网络系统如局域网(LAN)或广域网(WAN)的访问，并且在一些实现中可包括在计算机模块1001中。
计算机模块1001典型地包括至少一个处理器单元1005和例如由半导体随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)形成的存储器单元1006。模块1001还包括多个输入/输出(I/O)接口包括耦合于视频显示器1014的音频-视频接口1007、键盘1002的I/O接口1013以及调制解调器1016的接口1008。在一些实现中，调制解调器1016可包括在计算机模块1001内，例如接口1008内。提供了存储设备1009，并且它典型地包括硬盘驱动器1010和软盘驱动器1011。存储设备1009可用来存储用于与由钥匙盘903发射的滚动码匹配的多个代码。在使用安全卡和/或生物信息读取器来代替钥匙盘903的情况下，存储设备1009还可用来存储有关允许通过出入门904进入的人的注册数据包括生物信息。计算机模块1001的部件1005到1013典型地通过互连总线1004且以导致为相关领域的技术人员所知的计算机系统1000的传统操作模式的方式通信。可实现所述配置的计算机的例子包括IBM-PC及其兼容机、SunSparcstations或从其演化的类似计算机系统。
典型地，应用程序驻留在硬盘驱动器1010上，并且由处理器1005读取并且在其执行中控制。从网络1020提取的程序和任何数据的中间存储可使用可能与硬盘驱动器1010协作的半导体存储器1006来完成。在某些情况下，应用程序可采用编码在CD-ROM或软盘上并且通过相应驱动器1012或1011读取的方式提供给用户，或者可选地可通过调制解调器设备1016由用户从网络1020读取。此外，该软件也可从其他计算机可读介质装载到计算机系统1000中。在此所用的术语“计算机可读介质”是指参与提供指令和/或数据给计算机系统1000以执行和/或处理的任何存储或传输介质。存储介质的例子包括软盘、磁带、CD-ROM、硬盘驱动器、ROM或集成电路、磁光盘或者计算机可读卡如PCMCIA卡等，而不管该设备是居于计算机模块1001的内部还是其外部。传输介质的例子包括无线或红外线传输信道以及与另一个计算机或连网设备的网络连接以及因特网或内部网包括电子邮件传输和记录在网站上的信息等。
滚动码验证处理可以可选地在专用硬件如一个或多个集成电路中实现。该专用硬件可包括图形处理器、数字信号处理器或者一个或多个微处理器和关联存储器。
在计算机系统1000验证由钥匙盘903发射的代码的情况下，安装在控制面板901内或其他处的控制电路(未示出)或计算机系统1000可用来产生图8A的正DC脉冲805或图8C的负DC脉冲807。
对于响应验证处理而产生正DC脉冲805的情况，通过控制端子1119将脉冲805发送到电路1100。电路1100响应在电路1100的控制端子1119上检测的脉冲805的前沿809而输出脉冲801。脉冲801通过电路1100的端子1101和1102施加于闩锁组件的第一螺线管14。驱动第一螺线管14的柱塞16靠向第一螺线管的凸起块17，从而转动肘节7至解锁位置并且允许经过验证的人通过出入门904进入。
由电路1100(如下所述)规定的预定周期之后，响应在电路1100的控制端子1119上检测的脉冲805的后沿811而输出脉冲803。脉冲803通过电路1100的端子1105和1106施加于闩锁组件的第二螺线管15。驱动第二螺线管15的柱塞18靠向肘节7的下表面19，从而移动肘节7回到锁定位置并且一旦门904被再次关闭则锁住门904。
类似地，对于控制面板901响应验证处理而产生负DC脉冲807的情况，电路1100响应在电路1100的端子1119上检测的脉冲807的前沿813而输出脉冲801。此外，电路1100响应在电路1100的端子1119上检测的脉冲807的后沿815而输出脉冲803。
下面将更详细地说明电路1100。电路1100的配置和各元器件(例如，电阻器、电容器、晶体管等)的值纯粹是示例性的，并且相关领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以对其进行修改和/或变化，图11的实施例是示例性而非限制性的。
如图12所示，电源电路1200包括两个电解电容器C3(4700微法拉)、C4(4700微法拉)。当在电源电路1200的端子1103施加12伏外部供应电压(+12V远程)时，电容器C3和C4通过限流电阻器R20和隔离二极管D3被完全充电。电路1200的端子1103对应于电路1100的端子1103。内部电源干线(rail)(+12V本地)在端子1103保持在外部供应电压的0.6伏(即二极管D3两端的电压降)内。12伏外部供应电压(+12V远程)可例如通过电缆905从配置在控制面板901内的12伏电源(未示出)施加于电源电路1200。
电路1100通过控制端子1119(CNTRL)控制。在稳定状态(或正常工作状态)下，控制端子1119由电阻器R1(10千欧姆)保持在近似12伏。如上所述，正12伏DC脉冲(如脉冲805)可施加于端子1119。端子由上述控制电路或计算机系统1000驱动至低状态(即，小于10伏，如下所述)，从而消耗(sinking)端子1119与地(0V)之间的电流。
控制端子1119的电压通过由电阻器R2(100千欧姆)和R3(33千欧姆)构成的分压电路来分压，从而导致在点1107见到近似2.5伏。点1107的电压施加于电压比较器COM1(例如，Texus Instruments，电压比较器，TL-431))的输入(即点1107)。比较器COM1配置成每当比较器输入端(即点1107)的电压大于2.5伏时接通(即导通)。在图11所示的实现中，电阻器R2和R3之比配置比较器COM1以每当控制端子1119的电压为10伏或更大时导通。
当比较器COM1关断(即处于非导通状态)时，晶体管T1由通过电阻器R4(47千欧姆)提供的基极电流导通，从而通过电阻器R5(100千欧姆)和电阻器R6(15千欧姆)流至地(0V)。然而，当比较器COM1导通时，比较器COM1分流(shunt away)通过电阻器R4(100千欧姆)提供的电流的大部分，从而关断晶体管T1。通过电阻器R5(100千欧姆)和R6(15千欧姆)的作用使晶体管T1不敏感(desensitised)，使得当电路1100的点1109的电压约为5伏时晶体管T1导通。
电路1100配置成当晶体管T1关断时，电流通过电阻器R12(10千欧姆)流入电容器C1(1微法拉)、电阻器R7(1兆欧姆)和R8(100千欧姆)。在这种情况下，点1107(即比较器COM1的输入端)的电压略微升高。然而，当晶体管T1导通时(即当电路1100的点1109的电压降至5伏之下时)，电流从电阻器R7和C1流动。在这种情况下，点1107(即比较器COM1的输入端)的电压略微升高。因此，电路1100配置成在电路1100的点1107提供“正反馈”或“滞后”，这确保将控制端子1119上接近于阈值电平10伏的电压解析(resolve)成确定状态。
当控制端子1119的电压大于10伏时，电路1100的点1113的电压接近于内部电源干线(+12V本地)的电压。当控制端子1119的电压小于10伏时，点1113的电压接近于0伏。
当晶体管T1关断(即不导通)时，电流通过晶体管R12流入晶体管T2的基极1115。一些电流通过电阻器R9(15千欧姆)从基极1115分流使得降低晶体管T2的敏感性。因此，电路1100配置成每当点1113高于近似5伏时晶体管T2将导通。当晶体管T2关断时，电流通过电阻器R13(10千欧姆)流入电容器C2(1微法拉)。当晶体管T2导通时，电流从电容器C2流至地(即0伏)。
响应肯定验证处理(例如，从钥匙盘903发射滚动码，并且由安装在控制面板901内的计算机系统1000验证)，例如将正12伏DC脉冲(如脉冲805)施加于端子1119。当正DC脉冲的前沿(例如，前沿809)产生高于10伏的上升跃迁时，比较器COM1开始导通并且晶体管T1关断，从而导致点1113的电压从近似0伏升至近似12伏。结果，场效应晶体管PMOS 01的栅极1121升至近似2伏的阈值电压之上，直到电容器C1可通过电阻器R12和R10(100千欧姆)充电。在电容器C1可充电之前，栅极1121的电压花费近似200毫秒升至阈值电压之上。在此周期内，晶体管PMOS 1导通，从而给第一螺线管14通电。因此驱动第一螺线管14的柱塞16靠向凸起块17，从而转动肘节7至解锁位置并且允许发起钥匙盘903的初始按下操作的用户通过门904进入。当PMOS01停止导通时，二极管D1消耗存储在螺线管14中的任何电感能量。
继续本例，在控制端子1119上检测到正12伏DC脉冲的前沿之后的一段短时间(例如，10秒)，在端子1119上检测后沿(例如，后沿811)。当控制端子1119的电压产生下降跃迁时，点1113产生从近似12伏到0伏的下降跃迁，并且晶体管T2关断。当晶体管T2关断时，场效应晶体管PMOS 02的栅极1123的电压升至近似2伏的阈值电压之上直到电容器C2可通过电阻器R13(10千欧姆)和R11(100千欧姆)充电。在电容器C2可充电之前，栅极1123的电压花费近似200毫秒升至阈值电压之上。在此周期内，晶体管PMOS 2导通，从而给第二螺线管15通电。因此，驱动第二螺线管15的柱塞18靠向肘节7的下表面19，从而移动肘节7回到锁定位置，并且一旦门904再次关闭，则锁住门904。同样，当PMOS 02停止导通时，二极管D2消耗存储在螺线管15中的任何电感能量。
如果外部供应电压(+12远程)出故障，则电路1100可通过二极管D7从电容器C3和C4供电。当控制端子1119的电压降至10伏之下时，在近似200毫秒内，比较器COM1关断，晶体管T1导通，晶体管T2关断并且晶体管PMOS 2导通，从而给第二螺线管15通电。因此，门904在断电的情况下被锁住。
在门禁控制系统900的可选配置中，电路1100可由如图13A所示的微控制器1300以及电压调节器1314(参见图13D)、电压比较器1317、输入电路1307(参见图13B)、输出电路1311(参见图13C)、1403(参见图14B)以及电容器电荷“泵”电路1400替代，下面将对此进行详细描述。微控制器1300在体积小且成本低的同时提供了作出控制决策以控制螺线管14和15的的能力。微控制器1300可用来产生操作下面将要详细描述的电容器电荷泵电路1400所需的2kHz信号。
同样，微控制器1300、电压调节器1314、电压比较器1317、输入电路1307、输出电路1311、1403以及电容器电荷“泵”电路1400的配置以及各个元器件(例如，电阻器、电容器、晶体管等)的值纯粹是示例性的，并且相关领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以对其进行修改和/或变化，图13到14B的实施例是示例性而非限制性的。
如图13D和14A所示，当在电路1400的电源干线(例如，1413)施加12伏外部供应电压(+12V)时，电容器C6(4,700微法拉)开始通过二极管D4和D3充电。一旦电容器电压(+Vp)充分升高，则电压调节器1314开始产生微控制器1300的供应电压，如图13A所示。电压调节器1314确保施加于微控制器1300的供应电压不超过5伏。
当微控制器供应电压超过微控制器1300的最小工作阈值时，由电阻器R20、R21、R23和晶体管T8形成的电压比较器1317允许复位引脚(“RESET”)变高(例如，近似5伏)。当RESET引脚变高时，微控制器1300开始工作。
一旦工作，微控制器1300周期性地测量微控制器1300的泵引脚(“PUMP”)上的电压。由于PUMP电压由电阻器R15(6.6千欧姆)和R4(33千欧姆)分压，因此PUMP上的电压与电容器C6上的电压成正比。
每当电容器C6上的电压低于电容器C6的最大工作电压时，微控制器1300改变PUMP引脚为输出，并且输送高和低脉冲(即近似0V)，每一个均为近似250毫秒持续时间。
驱动PUMP引脚变高使晶体管T9导通，从而通过二极管D4和晶体管T5对电容器C5充电，这将电容器C5充电至近似10.8伏。
驱动PUMP引脚变低使晶体管T9关断，从而导通晶体管T4。结果，电容器C5的负极端子充电至近似11.4伏。
电容器C5上的电荷通过二极管D3流入电容器C6，从而使电容器C6上的电压逐渐升至近似23.6伏的最大值。
微控制器1300通过输入电路1301监视控制线1303，如图13B所示。控制线1303由电阻器R25(6.6千欧姆)正常保持在+12伏。类似于电路1100，由控制电路或计算机系统1000驱动控制线1303至低状态，从而消耗控制线1303与地(0V)之间的电流。控制线1303的电压通过电阻器R27(100千欧姆)的作用而减弱，以产生要施加于微控制器1300的/LCKCTL引脚的/LCKCTL信号。
一旦微控制器1300检测到电容器C6被充电至近似17.5伏，则微控制器1300按照通过链路LK1(未示出)和控制线1303的预选择，驱动肘节至所需状态。如果链路LK1是预设的，则如图13A所示，微控制器1300的/EN-LOCK引脚将为低。否则，如果链路LK1被切断，则微控制器1300的/EN-LOCK引脚将为高。控制线1303和/EN-LOCK引脚的逻辑表即表1如下所示：
                   表1