数字密码锁芯
所属技术领域
本发明数字密码锁芯是用于安全防盗系统及锁类产品的装置。该装置用于防盗系统及锁类产品时不需要钥匙开锁，开锁时只需要把密码调至正确的位置就能把锁打开。
背景技术
锁是最贴近人们日常的生活。目前，公认的一把钥匙开一把锁，无论钥匙和锁体的几何图形如何变化，开锁时都要把钥匙插入锁体，钥匙的有效部分把锁体里面的原子接口挤压到推、拉、转体的接口部位才能把锁打开。而两把不同钥匙的有效部分重合机率较高容易造成误开。钥匙随身带又不方便且有丢失而不复性。而装配了数字密码锁芯的防盗设备或锁就不同，只要记下密码就能开锁，且密码重合机率特别低。一个5位数的密码超过十万个锁芯才有可能重合，一个6位数的密码超过百万个锁芯才有可能重合，并且可根据需要选择自己的密码位数，可避免密码的重合。
发明内容
本发明数字密码锁芯有以下新命名的零部件装配而成。分别为：数字轮、数字轮轴、拨数轮分为机械拨数轮和电磁拨数轮、拨数轮轴、拨数键、拨数线圈、拨数开关、十星锯齿轮、十星永磁轮、桃型偏心轮、回位刀。新述语一个“有效利用点”。
本发明采用以下技术方案：在每个数字轮上距轴心等距处确定一有效点，有效点分两种利用方法；1.有效点钻成圆孔直接利用，2.孔内装入金属圆珠及金属弹簧等导电体利用。先给每个数字轮套装上外圆表面错位标有0-9十个数字的数字膜，然后把两个以上大小相等体型一样的圆柱体型数字轮，以截面对截面安装在带有定位坑的同一数字轮轴上。当分别转动每一个数字轮时，可以使多个数字轮有效点重合在同一条直线上。，此时有效点的重合以及数字的指示组成了数字密码锁芯的核心，使用中是看数字指示找出重合点。再给锁芯配装拨数装置的机械拨数轮、拨数键、电磁拨数轮、拨数线圈，定位装置的圆珠及弹簧，密封圈及零位回位刀。利用这种锁芯有效点的重合与错位控制液体、气体、电路的通断达到控制锁闩开关的目的。
密码锁芯的定位是由数字轮和数字轮轴共同决定，在数字轮轴圆周上均等钻上十个坑以对应数字轮的十个数字，坑的排数和数字轮的装配排数相同。在数字轮的柱表面到轴心垂直钻一圆孔，孔内装入圆珠和弹簧封口，弹簧给圆珠一定的压力使圆珠落入定位坑中一定深度，另一部分留在数字轮体中，这样每个数字轮都能在0-9十个数字的任意位置停留。
为方便设定密码，0-9十个数字标在数字膜上，数字膜套装在数字轮体上，之间设置V型弹簧和V型槽定位。
当数字密码锁芯有效点为孔型时，用于液体、气体的通断控制，有效孔道需要密封，其方法是：在数字轮的端的面上加工密封槽放置o型橡胶圈，橡胶圈粗度略大于槽深，槽在大于有效孔与小于轮齿的两个圆之间，这道密封用于数字轮与数字轮之间的密封。在数字轮轴上，延轴周长加工密封槽放置o型橡胶圈，橡胶圈粗度略高于轴径，这道密封用于数字轮与数字轮轴之间的密封，密封槽的排数与定位坑排数及数字轮装配排数相同，以确保每排数字轮的独立控制性及每个数字的独立控制性。
机械拨数轮由桃型偏心轮、十星锯齿轮和齿轮三个不同机械形状的轮组合而成，也可以把它看成是在一定的圆柱体上加工有桃型偏心轮、十星锯齿轮和齿轮三种形状的轮，偏心轮和十星锯齿轮所占的圆径比齿轮小，使得齿轮的齿能够插入数字轮的齿轮进行齿合传动，两齿轮的规格形状大小数据完全一样。机械拨数轮的转动靠手动按压拨数键推动，拨数键的一端装置有可以摆动的舌片，舌片的舌尖部对准锯齿轮的齿根部，按压时拨数键的直线运动经舌片转化为十星锯齿轮的转动进而带动数字轮转动，按压一次跳动一个数字。
电磁拨数轮由桃型偏心轮、十星永磁轮和齿轮三轮组合而成，偏心轮和十星永磁轮所占的圆径比齿轮小，使得齿轮的齿能够插入数字轮的齿轮进行齿合传动，两齿轮的规格形状大小数据完全一样。十星永磁轮如图7-4所示，是在一个固定的圆上按十等份N、S极间隔分布十个条形永磁场或五个u形永磁场，在圆的旁边固定一个带爪弧形铁芯，铁芯所占弧度为圆周的十分之一，铁芯的磁极中心和十星永磁轮磁极中心略微错开适当角度安装，铁芯上绕制极性反向使用的两个电磁线圈，当一个线圈通电时铁芯选择十星永磁轮上的一对N、S极，当另一个线圈通电时铁芯选择上一个S极与相邻的下一个N极，当第一个线圈重新通电时铁芯又选择其上的N与相邻的下一个S，两线圈的交替通电使十星永磁轮转动，两线圈的交替通电由拨数开关来控制，如此连续下去带动数字轮转动完成拨数任务。
数字回复零位装置，为一次性打乱开锁后的密码，设置如图9所示的回位刀装置在刀架上，刀的数目和桃形偏心轮的数目相等，回位刀和偏心轮安装在同一平面上，刀尖垂直对准轴心，无论偏心轮的桃尖处在刀尖两边的任何位置，按压回位刀柄时刀尖都能沿桃尖的任意一边滑动至桃尾而停止，滑动迫使偏心轮转动，经齿轮带动数字轮转动。实际应用中，锁芯装配门锁或保险柜时可借用关门动作代替手动按压动作，一次性完成打乱密码工作。
在数字轮有效利用点为孔形组成的重合线一端连接装有活塞的主动钢桶，另一端连接装有活塞的从动钢桶，主钢桶的活塞用于手动按压，从动钢桶的活塞连动锁闩，当用手按压主钢桶活塞时能量经过液体或气体传递到从钢桶，带动锁闩动作完成开锁工作。
在数字轮有效利用点为导电体组成的重合线的一端依次串接电源、开关、带有吸合体的线圈而后连接到重合点的另一端，吸合体连动锁闩，当按动开关时电流由电源经过开关、线圈、有效导电体重合线到电源的另一端形成回路，线圈吸合体动作带动锁闩动作完成开锁功能。
本发明的有益效果是，采用控制液体、气体及电流的方法生产的密码锁芯有以下优势：1.可做到密码容量大而重合率低；2.液体、气体及电流动作快易于控制，可提高锁的灵敏度及准确性；3.液体、气体管道及导线的可弯曲性，锁芯适用安装范围广，并且能实现锁芯与控制对象长距分体控制；4.锁芯控制液体、气体并配装机械拔数时不需要电源；5.在保证自身安全的情况下，在液气连接管上可加装玻璃或陶瓷管，玻璃或陶瓷管安装在轮轴两端橇动和破坏时容易受力的地方，使其遇到破坏时失去开锁功能，同样电控型连接导线上可加装石墨导电防破坏装置；6.数字轮的多少决定密码位数，当单排数字轮的数目较多时可根据锁体结构分多排安装，排与排之间采用串通连接方法；7.数字轮与拨数轮之间可增加一排或多排传动齿轮，中间用钢板隔离只留齿轮齿合部位连通以提高防破坏性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是数字轮的主视图，图1-1是数字轮体左视图，图1-2是数字膜左斜视图，图1-3是图1右斜视图，图1-4是图1左斜视图，图1-5是图1纵剖左斜视构造图，图1到图1-5为2∶1放大图。
图2是数字轮端盖主视图，图2-1是图1右斜视图，图2-2是图1左视图，图2到图2-2为2∶1放大图。
图3是数字轮轴的主视构造图，图3-1是图3的纵剖图，图3、图3-1为2∶1放大图。
图4是数字轮轴密封圈的左视图，图4为2∶1放大图。
图5是数字轮密封圈的左视图，图5为2∶1放大图。
图6是机械拔数轮的主视构造图，图6-1是图6的左视图，图6-2是图6的右斜视图，图6-3是图6的左斜视图，图6-4是桃型偏心轮的左视图，图6-5十星锯齿轮的左视图，图6-6是齿轮的左视图，图6到图6-6为2∶1放大图。
图7是电磁拔数轮的主视构造图，图7-1是图7的左斜视图，图7-2是拨数线圈的左视图，图7-3是桃型偏心轮左视图，图7-4是十星永磁轮的左视图，图7-5是齿轮的左视图，图7-6、图7-7、图7-8是电磁拨数轮的工作原理图，图7到图7-5为2∶1放大图，图7-6到图7-8为4∶1放大图。
图8是拔数键的主视图，图8-1是图8的纵剖面构造图，图8-2、图8-3是拨数键和十星锯齿轮的工作原理图，图8到图8-3为4∶1放大图。
图9是回位刀的构造图，图9-1是图9的左斜视图，图9、图9-1为2∶1放大图。
图10是拨数轮轴的主视图，图9为2∶1放大图。
图11是电磁拔数十一位数字密码锁芯第一个实施例的不完整纵剖面构造图，图11-1是锁芯第一实施例的不完整左视图，图11-2是锁芯第一实施例的不完整右视图，图11到图11-2为2∶1放大图。
图12是机械拔数十一位数字密码锁芯第二个实施例的不完整纵剖面构造图，图12-1是锁芯第二实施例的不完整左视图，图12-2是锁芯第二实施例的不完整右视图，图12到图12-2为2∶1放大图。
具体实施方法
图中1.数字轮，2.有效孔，3.数字轮体，4.定位孔，5.数字轮定位弹簧，6.定位圆珠，7.轴孔，8.齿轮，9.数字轮端盖，10.数字膜，11.V型弹簧槽，12.V型弹簧，13.数字轮轴，14.密封槽，15.定位坑，16.机械拨数轮，17.十星锯齿轮，18.电磁拨数轮，19.桃型偏心轮，20.十星永磁轮，21、22.电磁线圈，23、24、25.开关，26.拨数键，27.弹簧，28.卡簧，29.弹簧，30.舌片控制轴，31.舌片推动轴，32.弹簧，33.舌片，34.回位刀，35.按压柄，36.压紧弹簧，37.连接导线，38.吸合体，39.回位弹簧，40.吸合线圈，41.电源，42.锁闩开关，43.可充电池，44.锁闩连动杆，45.拨数轮轴，46.液气管道，47.从动钢桶，48.从动活塞，49.回位弹簧，50.锁闩连动杆，51.主动活塞，52.主动钢桶，53.回位弹簧，54.数字轮轴密封圈，55.数字轮密封圈，56.皮碗，57.皮碗，58.锁体。
在图1中，数字轮膜(10)套装在数字轮体(3)上及数字轮体上加工的齿轮(8)组成数字轮(1)，定位孔(4)中先装入定位圆珠(6)再装入定位弹簧(5)，有效孔(2)、轴孔(7)、V型弹簧槽(11)、密封槽(14)分别加工在数字轮体(3)上，V型弹簧(12)安装在V型弹簧槽(11)中。数字轮为圆柱体形，有数字膜、轮体、齿轮三大部件及内装的圆珠、弹簧、V型弹簧组成。齿轮(8)加工在占轮体(3)五分之一宽度的外圆上。定位孔(4)垂直于轮体(3)的轴心加工在轮体套装数字膜(10)部分的中心。有效孔(2)平行于轮体(3)的轴心直通轮体两端面，并处在大于轴孔(7)小于密封槽(14)的范围内，有效点分两种利用方法：1.有效点钻成圆孔直接利用，孔内导通液体、气体，2.有效点钻成圆孔，孔内装入金属圆珠及金属弹簧导电体利用，用于导通电流。密封槽(14)加工在轮体(3)有齿轮的端面上，并且槽的两边在齿根圆与有效孔(2)的中间，槽所在的圆心为轴心。轮体(3)的外圆对称加工两个如图1-5-11所示的V型弹簧槽，槽内放置V型弹簧(12)用于数字膜(10)的定位。数字膜(10)为桶型宽度占轮体(3)的五分之四，数字膜外圆周均等标有0-9十个数字，数字膜(10)内圆周均等加工十个的V型槽，每个V型槽对应一个数字。数字膜(10)的内径套装在轮体(3)的外径上，设在轮体(3)上的V型弹簧(12)落入数字膜(10)的V型槽中一部分，轮体(3)停留一部分起定位作用。当数字膜(10)与轮体(3)相对转动时其有效孔(2)对应的数字即被改变，转动一个定位调整一个数字，利用这种调整可自行设定密码。
在图2中，有效孔(2)、轴孔(7)、密封槽(14)分别加工在数字轮端盖(9)上。
在图3中，在数字轮轴(13)的轴面上分别加工密封槽(14)和定位坑(15)，定位坑(15)加工在数字轮轴(13)的圆周上，每排定位坑在圆轴的圆周上加工10个，以对应数字轮(1)上的10个数字，排数等于所装数字轮(1)的数目，装在数字轮体(3)内的圆珠(6)在弹簧(5)的弹力作用下落入定位坑(15)一部分，轮体(3)中停留一部分起定位作用，密封槽(14)的排数等于数字轮(1)的数目加1个数字轮端盖的数目之和。
在图4中，数字轮轴密封圈(54)为圆环型橡胶圈，当有效孔(2)导通液体、气体时套装在数字轮轴密封槽(14)的位置，其圆环管径略大于槽的宽与深起到轴与轮之间的密封作用。
在图5中，数字轮密封圈(55)为圆环型橡胶圈，当有效孔(2)导通液体、气体时安放在数字轮密封槽(14)的位置，其圆环管径略大于槽的宽与深起到轮与轮之间的密封作用。
在图6中，机械拨数轮(16)由桃型偏心轮(19)十星锯齿轮(17)和齿轮(8)组合而成，也可视为在实体上加工了三种不同形状的轮而成。桃型偏心轮(19)如图6-4所示形状，十星锯齿轮(17)如图6-5所示形状，齿轮(8)如图6-6所示形状。十星锯齿轮的锯状齿可单向装置也可正反双向装置，当十星锯齿轮的锯状齿为双向设置时，正反各配装1个拨数键(26)，图6为双向装置十星锯齿轮的机械拨数轮。当回位刀(34)的压力作用桃型偏心轮(19)时产生偏转，经齿轮(8)连动数字轮转动，转动至桃尾而停止使数字轮回复零位。十星锯齿轮的齿根部受拨数键舌片推动而转动，两者的工作关糸在图8中做详细说明，齿轮(8)的轮齿插入数字轮的齿轮连动拨数轮。
在图7中，电磁拨数轮(18)由桃型偏心轮(19)十星永磁轮(20)和齿轮(8)组合而成，十星永磁轮(20)的型状如图7-4所示，在圆上装置的十个条形永磁场或五个u形永磁场制成，十星永磁轮(20)圆周表面均等分布十条凸出线，中间隔1条数1条，数5条分一组，共分两组，两组凸出线分布在两个不同的平面上，分别用于控制开关(24)、(25)的通断。(21)、(22)为极性反向使用绕制在一个带爪弧型铁芯上的两个电磁线圈，电磁线圈固定安装在十星永磁轮同一平面的旁边，弧型铁芯产生的磁场磁极中心和十星永磁轮的磁极中心略微偏离安装，以利于发生电磁作用时首选最近的邻磁场，以确定运动方向。电磁拨数轮(18)的转动由拨数线圈(21)、(22)组成的电磁铁推动，电磁线圈(21)、(22)通断由拨数开关(23)、(24)、(25)来控制。图7-6、图7-7、图7-8为电磁拨数的电路工作原理图，在图7-6中开关(23)断开，十星永磁轮(20)静止，在图7-7中按动开关(23)使其导通，此时位于十星永磁轮(20)上一条凸出线把开关(24)压通，线圈(21)通电产生N、S磁场，十星永磁轮转动至图7-7所示S1、N2位置，此时开关(24)断开，另一组凸出线中的其中一条把开关(25)压通，线圈(22)通电产生S、N磁场，十星永磁轮转动至图7-8所示N2、S2位置。电磁拨数的另外控制方法：把开关(23)、(24)、(25)制作成一个整体开关，开关(23)以弧片按压接触形装置在(24)、(25)的按头上。当按动时弧片开关(23)首先动作导通，继续按压后(24)导通，线圈(21)通电产生N、S磁场，十星永磁轮转动至图7-7所示S1、N2位置，等按压回位重新按动时开关导通顺序为(23)、(25)，此时线圈(22)通电产生S、N的磁场，十星永磁轮转动至图7-8所示N2、S2位置。等按压回位后重新按动时重复上叙动作，按动一次带动数字轮跳动一个数字。桃型偏心轮(19)、和齿轮(8)的动作在图6中已作介绍。
在图8中，拨数键(26)，舌片控制轴(30)和舌片推动轴(31)为两个同心轴，舌片控制轴(30)安装在舌片推动轴(31)的空腔中心。舌片控制轴回位弹簧(27)安装在控制轴(30)与推动轴(31)一端两者之间的空腔内，上顶控制轴(30)下顶推动轴(31)。卡簧(28)卡装在舌片推动轴(31)的卡簧槽内。推动轴回位弹簧(29)套装在舌片推动轴(31)的外表面上顶卡簧(28)下顶锁体，按压推动轴(31)后使其自身回位。舌片(33)安装在与推动轴(31)一端连体的平面上。舌片回位弹簧(32)使舌片(33)摆动后回位，也可将舌片回位弹簧(32)设置为游离弹簧。图8-2、图8-3为拨数键(26)与十星锯齿轮(17)的工作关系图，从图8-2、图8-3可以看出十星锯齿轮(17)的转动由拨数键(26)推动，没有按压动作时，推动舌片(33)离十星锯齿轮(17)保持适当距离，十星锯齿轮(17)可以自由转动，以利于回位刀(34)的工作。当按压拨数键(26)时舌片控制轴(30)首先移动，使舌片(33)摆动对准十星锯齿轮(17)的齿根部，继续按压推动轴(31)移动时十星锯齿轮(17)转动，从而带动数字轮(1)转动，按压一次跳动一个数字。为利于舌片(33)的垂直移动转化为十星锯齿轮(17)的转动，舌片(33)与舌片控制轴(30)之间增加适当弹力的弹簧加以调整，舌片(33)的摆动用游离弹簧和限位钉加以控制。
在图9中，十一把回位刀(34)安装在回位刀架上，刀架上有一按压柄(35)，回位刀(34)和桃型偏心轮(19)的工作关系在图11中、图12中均做了祥细介绍。
在图11所示实施例中，有11个电磁拨数轮(18)共同安装在拨数轮轴(45)上，有11个数字轮(1)和1个数字轮端盖(9)共同安装在数字轮轴(13)上，在保证两轴线平行及一个数字轮(1)对应一个电磁拨数轮(18)的情况下将拨数轮轴(45)和数字轮轴(13)的两端固定在锁体(58)上，每个电磁拨数轮(18)对应安装一个拨数线圈(21)、(22)。从图11中可以看出装在有效孔内的有效导体(2)重合在一条直线上，数字轮(1)排续出01234567890的密码。压紧弹簧(36)将数字轮端盖(9)及数数字轮(1)压紧，确保其紧密接触。导线(37)将吸合线圈(40)、锁闩开关(42)、可充电池(43)、电源(41)有效导体(2)连接成回路，当开关(42)导通后，吸合线圈(40)通电产生磁场吸合铁质活塞(38)动作，由连动杆(44)带动锁闩一起动作，开锁完毕后弹簧(40)迫使活塞(39)回复原位。定位圆珠(6)在弹簧(5)的弹力作用下落入数字轮定位坑(15)中一部分，轮体中停留一部分起定位作用。回位刀架在锁体(58)上的安装位置如图11-1所示，应使回位刀(34)和桃型偏心轮(19)保持在同一平面上，刀尖垂直对准桃型偏心轮的轴心安装。当按动按压柄时(35)，无论桃型偏心轮的桃尖处在刀尖两边的任意位置，刀尖都会沿桃尖两个边的任意一边滑动到桃尾而停止，滑动的位移转换为偏心轮的转动，从而带动数字轮转动使数字指示回复零位，完成打乱密码工作。从图11-1中可以看出拨数线圈(21)、(22)安装在十星永磁轮(20)的旁边，由导线将其与拨数开关(23)、(24)、(25)及电源(43)接通，其工作原理在零部件实施图7中作了祥细说明。在图11-2中，数字轮(1)的齿轮与电磁拨数轮(18)的齿轮齿合在一起。
在图12所示实施例中，有11个机械拨数轮(16)共同安装在拨数轮轴(45)上，有11个数字轮(1)和1个数字轮端盖(9)共同安装在数字轮轴(13)上，在保证两轴线平行及一个数字轮(1)对应一个机械拨数轮(18)的情况下将拨数轮轴(45)和数字轮轴(13)的两端固定在锁体(58)上。此时有效孔(2)重合在一条直线上，数字轮(1)排续出01234567890的密码。皮碗(56)套装在从动活塞(48)上，皮碗(57)套装在主动活塞(51)上。压紧弹簧(36)将数字轮端盖(9)及数数字轮(1)压紧，确保其紧密接触。液、气管道(46)将从动钢桶(47)、主动钢桶(52)及有效孔(2)组成的重合管道连通，当按动主动活塞(51)时，主动钢桶(52)中的压缩液体或气体经过液、气管道(46)、有效孔(2)到达从动钢桶(47)推动从动活塞(48)动作，由连动杆(50)带动锁闩一起动作，开锁完毕后弹簧(49)、(53)分别迫使从动活塞(48)、主动活塞(51)回复原位。密封圈(54)起到数字轮轴(13)与数字轮(1)、数字轮端盖(9)之间的密封作用，以免液、气渗漏，密封圈(55)起到数字轮(1)与数字轮(1)之间的密封作用，以免液、气渗漏。定位圆珠(6)在弹簧(5)的弹力作用下落入数字轮轴定位坑(15)中一部分，轮体中停留一部分起定位作用。回位刀架在锁体(58)上的安装位置如图12-1所示，应使回位刀(34)和桃型偏心轮(19)保持在同一平面上，刀尖垂直对准桃型偏心轮的轴心安装。当按动按压柄(35)时，无论桃型偏心轮的桃尖处在刀尖两边的任意位置，刀尖都会沿桃尖两个边的任意一边滑动到桃尾而停止，滑动的位移转换为偏心轮的转动，从而带动数字轮转动使数字指示回复零位，完成打乱密码工作。从图12-1中可以看出每个机械拨数轮(16)对应安装1个拨数键(26)，使舌片(33)对应在十星锯齿轮(17)的旁边，角度视锁体结构而定，当十星锯齿轮的锯状齿为双向设置时，每个机械拨数轮(16)配装2个拨数键(26)，机械拨数轮(16)与十星锯齿轮的工作关系在零部件实施图8中作了祥细说明。在图12-2中数字轮(1)的齿轮与械拨拨数轮(16)的齿轮齿合在一起。