一种锁具的机电信号转换方法及机构.pdf

本发明公开一种锁具的机电信号转换方法及机构，在锁体上对应锁芯中钥匙齿的方向安装传感装置，通过钥匙在锁孔中的位移，带动弹子、弹簧驱动传感装置产生脉冲电信号，该电信号受钥匙齿的几何形状而变化，由信号存储处理装置对信号进行采集、处理、存储、识别和对比，并按预先设置的程序要求输出执行命令，实现锁的开启与闭合。本发明采用机械信号输入并有效转换成电子信号的技术设计，实现输入信号的机电转换，并将输入的电子信号、识别过程与外界有效隔离，形成对电子编码识别过程的屏蔽隐藏保护。本发明将机械锁与电子锁及工业自动化控制技术进行有机的结合，最大限度的降低了技术性对锁开启的可能性，提高了锁的安全防范性。

1.  一种锁具的机电数码转换方法，其特征在于：在锁体上对应锁芯中钥匙齿的方向安装传感装置，通过钥匙在锁孔中的位移，带动弹子孔内的弹子产生移动，使弹子弹簧压力产生变化，驱动传感装置产生脉冲电信号，钥匙齿不同的几何形状产生不同电脉冲信号，并由导线输送给信号存储处理装置，再由信号存储处理装置对信号进行采集、处理、存储、识别和对比，按预先设置的程序要求输出执行命令，分别控制开闭锁执行装置、工作状态显示装置和防盗报警装置，实现对锁的开闭与控制。

2.  权利要求1所述的机电数码转换方法，其特征在于：所述的传感装置选自压力传感器、位移传感器、电磁传感器、光电传感器中的任意一种。

3.  一种锁具的机电数码转换机构，包括钥匙、锁体、锁芯、下弹子、上弹子、弹子弹簧，锁体与锁芯通过下弹子、上弹子、弹子弹簧构成相对配合连接，其特征在于：还有传感装置、信号存储处理装置、开闭锁控制装置、开闭锁控制销、信号存储控制装置、工作状态显示装置、防盗报警装置和电源组成，传感器设在锁体的弹子孔的底部，其上压装有弹子弹簧，传感装置的输出端连接信号存储处理装置的输入端，信号存储处理装置的输出端连接开闭锁控制装置，控制开闭锁控制销动作；开闭锁控制销通过锁体插在锁芯上；
信号存储处理装置的输入端还连接有信号存储控制装置，信号存储处理装置的输出端连接有工作状态显示装置、防盗报警装置，其电力能源由电源提供，实现对信号的正常传输与控制。

4.  权利要求3所述的机电数码转换机构，其特征在于：在锁体上开有钥匙孔和弹子孔，弹子孔内有下弹子和弹子弹簧，在锁体上位于弹子孔的底部安装有传感装置。

5.  权利要求3所述的机电数码转换机构，其特征在于：所述的传感装置选自压力传感器、位移传感器、电磁传感器、光电传感器中的任意一种。

一种锁具的机电信号转换方法及机构
技术领域
本发明是对现有锁具控制与开启方法的改进，主要是在锁具的控制与开启过程中发明了一种锁具的机电信号转换方法，同时还公开了适应于该方法的转换机构，属于锁具技术领域。
背景技术
现阶段，国内、外市场上销售和使用的锁具不论是机械类还是电子类，基本上难以防范技术性开启，其主要原因是锁的技术结构问题。主要表现在：机械类的：金属弹子的标准码外露，并可用工具逐个读取、破解标准码；电子类的：识别码输入接口外露，可通过专业读码器读出电子标准码，实现技术性开启。从技术角度上讲存在的主要技术问题：一是标准码的信息外露，不具有屏蔽和隐藏性。无论是机械类还是电子类，其锁设定的标准码均可通过专业工具或仪器直接探寻得到；二是编码的识别、对比过程形式简单。钥匙上输出的识别码与锁上的标准码都是采用直接输出与直接接收的方式，识别过程也基本上是直接对比的方式，使钥匙的识别码及锁的标准码难以进行加密处理。这决定了非法入侵者对现有锁具的技术性开启成为可能。
发明内容
本发明公开一种锁具的机电信号转换方法，采用金属钥匙齿形的几何形状变化输入并有效转换成电子信号的技术设计，实现输入信号的机电转换，并将转换成为电子信号信号与外界进行有效隔离，形成对电子信号进行采集、处理、存储、识别和对比过程的隐藏保护。
本发明还提供了一种锁具的机电数码转换机构，将机械锁、电子锁及工业自动化控制技术进行巧妙而有机的结合，最大限度的降低了技术性开启锁的可能性，大大提高了锁的安全防范性。
本发明采用以下的技术解决方案：
在锁体上对应锁芯中钥匙齿的方向位于弹子孔的底部位置，安装压力传感装置，通过钥匙在锁孔中的位移，带动弹子孔内的弹子产生移动，使弹子弹簧压力产生变化，驱动与弹子或弹子弹簧相连接的传感装置产生一组连续的脉冲电信号，该电信号受钥匙齿的几何形状影响而产生变化，并输送给信号存储处理装置，由信号存储处理装置对电子信号进行采集、处理、存储、识别和对比，并按预先设置的程序要求输出执行命令，分别控制开闭锁执行装置、工作状态显示装置和防盗报警装置，实现对锁具的开闭与控制。
本发明可以采用以下形式实现机械信号与电子信号的有效转换：
1、通过钥匙在锁芯中的插入，将钥匙的齿形(编码)信号通过下弹子、上弹子及弹子弹簧的移动及变化，将(编码)信号传递给安装于锁体上的传感装置上；
2、通过传感装置将机械编码信号转换成一组连续的电子脉冲信号，并由信号存储处理装置进行信号的采集、处理、存储、识别和对比；
3、将下弹子作为唯一输入编码的接触点，并由锁芯对(编码)信号的机电转换、电子信号的识别对比形成隐藏保护；
4、通过下弹子与钥匙的接触过程，对金属钥匙齿形的(编码)信号进行读取，组成输入(编码)信号。钥匙的齿形在不影响插入和拨出的情况下可随意设定，不受现在钥匙编码组数及形式的限制，可随机制作成非规律性的齿形，下弹子均可对其读取；
5、通过下弹子对钥匙读取的(编码)信号，经过传感装置转换成一组连续的电子脉冲信号，并经信号存储处理装置将这一信号放大，可通过增加电子信号的采集点数量，大大提高识别码的数量；
6、信号存储处理装置对读取的信号在信号存储控制装置的控制下，可存储为标准码信号，与被识别码进行对比，所以本发明对金属机械钥匙具有智能化识别的能力。
具体的锁具的机电(数码)信号转换机构包括以下部件组成：
钥匙、锁体、锁芯、下弹子、上弹子、弹子弹簧、传感装置、信号存储处理装置、开闭锁控制装置、开闭锁控制销、信号存储控制装置、工作状态显示装置、防盗报警装置和电源组成。锁体与锁芯通过下弹子、上弹子、弹子弹簧构成相对配合连接，其特征在于：传感装置设在锁体的弹子孔的底部，其上压装有弹子弹簧，传感装置的输出端连接信号存储处理装置的输入端，信号存储处理装置的输出端连接开闭锁控制装置，并由其控制开闭锁控制销的动作；开闭锁控制销通过锁体插在锁芯上，用于控制锁的开、闭。
传感装置包括：压力传感器、位移传感器、电磁传感器、光电传感器中的任意一种，传感装置通过上弹子的位置移动或弹子弹簧的压力变化，这一规律性运动或变化的信号，经上弹子或弹子弹簧传递给上述中的一种传感器，通过该传感器，将运动信号转换成一组脉冲电信号或一组编码电信号，并将输出的电子信号输送给信号存储处理装置进行处理。
信号存储处理装置的输入端连接有信号存储控制装置和电源；输出端还连接有工作状态显示装置、防盗报警装置，实现对信号的正常传输与控制。
本发明的工作过程如下：当钥匙插入锁芯的钥匙孔时，钥匙齿的几何形状，使下弹子、上弹子在锁芯、锁体的弹子孔内移动，而上弹子的移动使弹子弹簧的压力产生变化，上弹子的移动变化或弹子弹簧的压力变化传递给安装于锁体上的传感装置上，传感装置在受到位移运动或外力压强的变化时产生一组连续的脉冲电信号，并将这组电信号传输给信号存储处理装置。信号存储控制装置控制该信号是否存储为存储处理装置内的标准码信号或成为被识别信号。信号存储处理装置内预先设置了信号处理程序与执行命令，按信号对比符合结果确定执行命令，由信号处理装置分别向开闭锁控制装置、工作状态显示装置和防盗报警装置输出命令信号。信号处理装置、开闭锁控制装置、信号存储控制装置、工作状态显示装置和防盗报警装置由电源提供电力能源使其工作。
为提高锁的安全防范性，可通过在增加钥匙齿的(N组)数，并在相应钥匙齿的方向上增加(N组)相应的下弹子、上弹子、弹子弹簧和传感装置，并将(N组)的传感装置输出的(N组)电子信号，传输给一个信号存储处理装置；还可在锁芯的轴向方向上按上述工作原理增加更多的信号输入机构，实现增加输入信号的编码量，更大程度的提高锁的安全性和防范技术性开启的可能性。
本发明一是实现了输入的机械(编码)信号与电子(编码)信号的有效转换，从根本上改变了输入码与标准码的对比方式，提高了锁具的安全性；二是采用识别码与标准码识别、对比过程与外界进行有效隐藏隔离的技术设计，使直接读取标准码的技术性开启成为不可能，大大提高了防范技术性开锁的可能性；三是将机械码转换为连续的电子信号编码，其结构使钥匙齿形不受机械编码的限制，可随机制成非规律性的齿形，并将电子信号编码数量放大，大大提高了编码量，使锁的互开性及技术性开启成为不可能；四是实现了对金属钥匙的智能化识别，仅对下弹子处于停止运动状态时钥匙齿的位置有要求外，钥匙齿的前端几何形状可随机制成非规律性的齿形，并可通过下弹子对其进行读取，而且信号存储处理装置对电子信号具有采集、处理、存储、识别和对比的能力，可实现对多把金属钥匙的授权和识别，将一把钥匙开多把锁或多把钥匙开一把锁变成了现实，所以该发明使锁具有智能化；五是融合机械锁的牢固性和电子锁的精确性及工业自动化控制技术于一体的优点，使锁的开启、控制更方便快捷，提高了锁具的安全使用性和运行的可靠性。
本发明的积极效果在于：巧妙融合机械锁与电子锁及先进工业自动化控制技术的优点于一体，操作简便，外形与使用机械锁无异，具有高度的隐藏性，使锁的功能得到进一步提高和完善；本发明的应用，将提升防盗门、保险柜等产品的安全性能，有效防范技术性开启，提高重点机关、重要部门、部队及银行门禁系统的安全性。
附图说明
图1为本发明结构原理图；
1、钥匙；2、锁体；3、锁芯；4、下弹子；5、上弹子；6、弹子弹簧；7、传感装置；8、信号存储处理装置；9、开闭锁控制装置；10、开闭锁控制销；11、信号存储控制装置；12、工作状态显示装置；13、防盗报警装置；14、电源。
图2为本发明信号工作流程图。
具体实施方式
通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
根据图1所示，由钥匙(1)、锁体(2)、锁芯(3)、下弹子(4)、上弹子(5)、弹子弹簧(6)、传感装置(7)、信号存储处理装置(8)、开闭锁控制装置(9)、开闭锁控制销(10)、信号存储控制装置(11)、工作状态显示装置(12)、防盗报警装置(13)和电源(14)组成锁具的机电数码转换机构，锁体(2)与锁芯(3)通过下弹子(4)、上弹子(5)、弹子弹簧(6)构成相对配合连接，其特征在于：传感装置(7)设在锁体(2)的弹子孔的底部，其上压装有弹子弹簧(6)，传感装置(7)的输出端连接信号存储处理装置(8)的输入端，信号存储处理装置(8)的输出端通过开闭锁控制装置(9)控制开闭锁控制销(10)动作；开闭锁控制销(10)通过锁体(2)插在锁芯(3)上。
信号存储处理装置(8)的输入端还连接有信号存储控制装置(11)和电源(14)，输出端还连接有工作状态显示装置(12)、防盗报警装置(13)，实现对信号的正常传输与控制。
实施例2
在实施例1的基础上，将机械编码信号通过传感装置(7)转变成电子编码信号，并由信号存储处理装置(8)对信号进行采集、处理、存储、识别和对比。
实施例3
在实施例1的基础上，将下弹子(4)作为唯一输入编码的接触点，并由锁芯(3)对电子编码的识别形成金属的屏蔽隐藏保护。
实施例4
在实施例1的基础上，通过下弹子(4)与钥匙的接触过程组成输入信号的编码，所以钥匙(1)齿的形状可不受现在机械编码组数的限制，可随机制作成非规律性的齿形，并经电子信号采集点数量的放大，使编码量大大提高。
实施例5
在实施例1的基础上，仅对下弹子(4)处于停止运动状态时钥匙(1)齿的位置有要求外，钥匙(1)齿的前端几何形状可随机制成非规律性的齿形，并可通过下弹子(4)对其进行读取，而且信号存储处理装置(8)对电子信号具有采集、处理、存储、识别和对比的能力，可实现对多把金属钥匙(1)的授权和识别，将一把钥匙开多把锁或多把钥匙开一把锁变成了现实，实现了对金属钥匙的智能化识别，
实施例6
信号存储处理装置(控制器)的工作原理
其原始信号是由设置在前端的压电传感器、位移传感器、电磁传感器或光电传感器产生一组脉冲电信号，经导线传递到信号存储处理装置(8)，信号存储处理装置(8)在接收到信号后先进行信号的调理，并按图2(本发明信号工作流程图)的处理流程分别控制开闭锁控制装置(9)、工作状态显示装置(12)和防盗报警装置(13)。其电力能源由电源(14)提供，信号存储控制装置(11)对信号进行存储的控制。
实施例7
根据图2，信号工作流程原理为：信号存储处理装置(8)先进行信号采集，经信号处理后视信号存储控制装置(11)的存储键是否按下来决定形成哪种信号，一种是在存储键按下(Y)状态下(对锁与钥匙进行初始状态设置时)将采集的信号存储为标准信号(识别码)；另一种是存储键没按下(N)状态下，采集的信号变为被识别信号(被识别码)，并与存储的标准信号(识别码)进行对比，当符合(Y)状态下，信号进入执行操作程序；当不符合(N)状态下，信号进入报警程序。
实施例8
根据前述工作原理，可将锁体(2)、锁芯(3)合二为一制成一个锁体(2)，在锁体(2)上开有钥匙孔和弹子孔，弹子孔内仅有下弹子(4)和弹子弹簧(6)，在锁体(2)上位于弹子孔的底部安装有传感装置(7)。对钥匙(1)齿的前后齿形也可不限定要求。而开闭锁控制装置(9)直接用于控制门的开闭。此结构仅限于电动开启锁具，而不适用于通过钥匙的旋转开启锁具。