一种机械锁和钥匙编码的实现方法以及相应的锁和钥匙.pdf

本发明公开了一种机械锁和钥匙编码的实现方法，其特征在于：将钥匙的编码面设置在其两侧边缘之间的平面上，以矩阵的形式划分编码面，矩阵的列数大于或等于2，将标识点离散的分布在矩阵内的单元中；锁内与标识点对应的位置上设置识别元件，当钥匙插入锁孔时，识别元件与相应的标识点接触，当标识点所含的识别信息符合开锁信息时识别元件移动至开锁位置，解除对启闭元件的限制，开锁。本发明锁机对识别元件位置的选择自由度很大，可以在二维平面内任意排列组合，避免了常规锁机线形排列的弹子用改变识别元件位置做编码的限制。使得锁在维持相对小的体积条件下，获得较高的变化和广泛的适应性；钥匙轻薄美观。

1.  一种机械锁和钥匙编码的实现方法，其特征在于：将钥匙的编码面设置在其两侧边缘之间的平面上，以矩阵的形式划分编码面，矩阵的列数大于或等于2，将标识点离散的分布在矩阵内的单元中；锁内与标识点对应的位置上设置识别元件，当钥匙插入锁孔时，识别元件与相应的标识点接触，当标识点所含的识别信息符合开锁信息时识别元件移动至开锁位置，解除对启闭元件的限制，开锁。

2.  根据权利要求1所述的一种机械锁和钥匙编码的实现方法，其特征在于，在识别元件上设缺口，当识别元件移动至开锁位置时，锁的启闭元件可以向缺口内移动，解除对锁的限制。

3.  根据权利要求1或2所述的一种机械锁和钥匙编码的实现方法，其特征在于，所述标识点所含的识别信息包括标识点的形状、判读深度，标识点的位置和标识点的数量。

4.  根据权利要求1所述的一种机械锁和钥匙编码的实现方法，其特征在于，所述矩阵是一个大于4×4行列的矩阵。

5.  一种采用权利要求1所述方法的机械锁和钥匙，包括锁体；位于锁体内，并具有钥匙槽的可旋转的锁芯；锁芯内，位于钥匙槽上方的识别元件，每个识别元件上均有一个确定锁的开锁位置的缺口；启闭元件，接受识别元件的指令，在锁定位置阻止锁芯相对锁体旋转；扁平的钥匙，其特征在于：在钥匙两侧边缘之间的平面上分布有不少于2列的凹坑或孔；当钥匙插入钥匙孔中时，识别元件位于这些凹坑或孔的正上方，识别元件的另一端安装有复位弹簧，压紧识别元件与凹坑或孔接触，当所有凹坑或孔的形状、判读深度符合时，所有识别元件均移动至开锁位置，使得启闭元件可以在缺口中移动，解除对锁芯与锁体之间旋转的阻止。

6.  根据权利要求5所述的机械锁和钥匙，其特征在于，启闭元件为一个整体集成元件，识别元件处于开锁位置时所有的缺口处于同一平面内，整体启闭元件在缺口中同时移动。

7、  根据权利要求，与所述的机械锁和钥匙，其特征在于分散的独立与识别元件一对一配置的启闭元件，与识别元件对应的啮合点为缺口，当识别元件处于开锁位置时所有启闭元件在缺口中同时移动。

8.  根据权利要求5所述的机械锁和钥匙，其特征在于，在钥匙两侧边缘之间的平面上的凹坑或孔的分布位置为：沿钥匙长度方向每隔固定的长度单位设置凹坑或孔在随机的列中。

9.  根据权利要求5所述的机械锁和钥匙，其特征在于，所述锁芯由独立的启闭功能模块构成，启闭模块内含有识别元件，所有启闭模块沿钥匙长度方向叠加在一起即构成锁芯。

10.  根据权利要求5至9之一所述的机械锁和钥匙，其特征在于，所述的弹子的横截面为“十”形，弹子与钥匙接触端的外表面为斜面。

一种机械锁和钥匙编码的实现方法以及相应的锁和钥匙
技术领域
本发明涉及一种锁具和钥匙之间编码的实现方法，以及采用该方法的锁和钥匙，更具体的说，是涉及通过改进钥匙和锁具之间的编码方法以获得更安全的锁具的技术。
背景技术
弹子锁是一种常见的锁具，通常的弹子锁锁头是通过弹子来锁定锁芯转动的，锁中的各弹子组均由两颗组成，开锁时，两颗弹子的接触面与锁芯和锁体的接触面重合，锁芯相对锁体可以转动，锁闭时，两颗弹子的接触面与锁芯和锁体的接触面不重合，由于弹子的阻挡作用，锁芯不可以转动。弹子锁的钥匙通常是在钥匙的侧边上进行编码，通过钥匙侧边高低不平的锯齿形凸起推动锁具中弹子的移动，当符合解码条件时锁具打开。以一个弹子锁和钥匙为例子，对钥匙进行编码，沿钥匙的侧边设置7个标识位置和5个判读深度，因此理论上该套锁和钥匙的互开率最低为1/5⁷，即0.001％。同时容易用非配套钥匙的开锁工具开启，锁的体积也无法小型化。
在中国实用新型专利02266660.5中描述了一种车锁和钥匙，其锁芯内弹子孔与钥匙槽平面在结构配置上相互间呈垂直状态，在钥匙坯的正、反二个面上根据锁芯弹子长短编码后分别加工弹子坑，弹子坑的个数、直径、二个相邻弹子坑之间的间距、弹子坑在钥匙坯面上的布局均与锁芯弹子孔在锁芯上的布置相对应。该专利的锁具结构增加了牙花编码的可能性，使开锁钥匙插入锁芯不分正、反面均可使用，但仍然是在一维的直线上对钥匙进行编码，对于解决降低互开率的问题没有达到满意的效果。
美国专利US20060236733A1中公开了一种具有较高安全性的扁平钥匙及锁具，在钥匙的侧面上有2个底端具有开口的槽，槽之间基本平行，并沿钥匙的长度方向延伸，槽的延伸是非直线的，在弯折点位置设置有标识点。靠近开口端的槽宽度大于内部槽的宽度。在钥匙的一侧面上还设有一个沿钥匙长度方向延伸、弯曲的、具有开口的、较深的槽。在锁内具有3种滑块，各滑块的底部具有不同的立柱，当钥匙插入时，立柱在对应的槽中滑动并推动滑块移动，当所有滑块移动到正确位置时，即可将锁打开。该种结构的钥匙和锁提高了锁的安全性能，降低了互开率，并改进了传统的弹子结构。但该种结构的钥匙和锁要求凹槽具有一定的长度和宽度，因此导致钥匙的体积不能小型化。当凹槽较短时，会导致弯折点即控制点较少，同样会增加互开率。
因此现有的机械锁具存在着在体积小型化的情况下无法维持合格的互开率的问题，例如门锁、汽车锁、橱柜锁、抽屉锁、箱包锁、各种挂锁，以至装饰锁(项链、手脚链)等。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种机械锁和钥匙编码的实现方法，可以使锁具在相对小的条件下，具有较高的变化率，即较低的互开率和可控的成本。
本发明的技术方案是：
一种机械锁和钥匙编码的实现方法，其特征在于：将钥匙的编码面设置在其两侧边缘之间的平面上，以矩阵的形式划分编码面，将标识点离散的分布在矩阵内的单元中；锁内与标识点对应的位置上设置识别元件(相当于常规弹子锁的弹子)，当钥匙插入锁孔时，识别元件与相应的标识点接触，当标识点所含的识别信息符合开锁信息时识别元件移动至开锁位置，解除对启闭元件的限制，开锁。
其中，优选在识别元件上设缺口，当识别元件移动至开锁位置时，锁的启闭元件可以向缺口内移动，解除对锁的限制；所述标识点所含的识别信息可以是标识点的形状、判读深度等；矩阵优选为一个大于4×4行列的矩阵；优选地，标识点的形状采用“十”形。
本发明还提出了一种采用上述方法的机械锁和钥匙，包括锁体；位于锁体内，并具有钥匙槽的可旋转的锁芯；锁芯内，位于钥匙槽上方的识别元件即弹子，每个弹子上均有一个确定锁的开锁位置的缺口；启闭元件，在锁定位置阻止锁芯相对锁体旋转；扁平的钥匙，其特征在于：在钥匙两侧边缘之间的平面上分布有不少于2列的凹坑或孔；当钥匙插入钥匙孔中时，识别元件位于这些凹坑或孔的正上方，弹子的另一端安装有复位弹簧，压紧弹子与凹坑或孔接触，当所有凹坑或孔的形状、判读深度符合时，所有识别元件，即弹子均移动至开锁位置，使得启闭元件可以在缺口中移动，解除对锁芯与锁体之间旋转的阻止。
上述机械锁和钥匙的附加技术方案如下：
优选地，所有的启闭元件为一个整体元件，弹子处于开锁位置时所有的缺口处于同一平面内，所有的启闭元件在缺口中同时移动。
优选地，在钥匙两侧边缘之间的平面上的凹坑或孔的分布位置为：沿钥匙长度方向每隔固定的长度单位设置凹坑或孔在随机的列中。
优选地，所述锁芯由独立的启闭功能模块构成，启闭模块内含有识别元件即弹子，所有启闭单元沿钥匙长度方向叠加在一起即构成锁芯。
优选地，所述的识别的横截面为“十”形，识别元件与钥匙接触端的外表面为斜面。
本发明的有益效果是：本发明锁机对识别元件位置的选择自由度很大，可以在二维平面内任意排列组合，避免了常规锁机线形排列的弹子用改变识别元件位置做编码的限制。使得锁在维持相对小的体积条件下，获得较高的变化率。同时由于取消了同轴弹子和同轴复位弹簧，锁机内部空间利用从容，锁机的体积相对缩小。与常规锁机变化率完全依赖于弹子长短规格、个数不同，新结构锁机编码将主要凭借于识别元件坐标位置的变化。同时彻底杜绝所谓特制工具智能开锁的可能性。这样，新结构锁机钥匙的轻簿，不仅仅是意味着轻巧便携，不伤衣物，更是达成高安全性的保证因素。并且由于结构上的优化，可以提高锁和钥匙的生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的钥匙的示意图。
图2是本发明锁内识别元件和钥匙啮合的示意图。
图3是本发明锁和钥匙的截面图。
图4是图3所示实施例中筛板的正视图。
其中，附图标记：1为钥匙，2为凹坑，3为识别元件，301为缺口，4为筛板，401为啮合孔，6为复位弹簧片，7为锁芯，8为锁体，9为碰块，101为编码面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的具体实施例1
一种机械锁和钥匙编码的实现方法，将钥匙1的编码面101设置在其两侧边缘之间的平面上，以矩阵的形式划分编码面101，矩阵为4×4，如图1所示，将标识点离散的分布在矩阵内的单元中；锁内与标识点对应的位置上设置识别元件，当钥匙1插入锁孔时，识别元件与相应的标识点接触，当标识点所含的识别信息符合开锁信息时识别元件移动至开锁位置，解除对各个独立的、分置的与识别元件一对一匹配的启闭元件的限制，开锁。钥匙1面上标识点的坐标位置、判读深度、形状和标识点的数量均作为编码变化的基本元；识别元件与标识点啮合，并直接受控于标识点；判别钥匙1与锁的一致性，一般可以采用锁中的弹子3作为识别元件。其啮合部分的原理示意图如图2所示。
在本发明所述整体结构中，只以位置坐标为变量来计算，设定识别元件元件的尺寸为2.4×2.4mm，数量为9，识别元件之间的位置差为0.4mm，在φ16×28mm的锁机中可以组合出10¹²以上的变化，每把锁无一重复，也绰绰有余。做到完全意义的抗智能开锁。在不破锁机的条件下，非钥匙无法开锁。
本发明的锁通过综合识别的方法，使锁机在维持相对小的体积条件下，获得较高的变化率，以满足当今世界大的人口量和流通量下，锁机互开率高不能满足要求的需要，以及用最少的标准规格覆盖各种用途锁具的场合，例如门锁、汽车锁、橱柜锁、抽屉锁、箱包锁、各种挂锁，以至装饰锁(项链、手脚链)等。
本发明的具体实施例2
一种机械锁和钥匙，其截面图如图3所示，包括锁体8；位于锁体8内，并具有钥匙1槽的可旋转的锁芯7；锁芯7内，位于钥匙1槽上方的弹子3，每个弹子3上均有一个确定锁的开锁位置的缺口301；启闭元件，在锁定位置阻止锁芯7相对锁体8旋转；扁平的钥匙1，在钥匙1两侧边缘之间的平面上分布有不少于2列的凹坑2作为标识点，本例划分为4行4列，如图1所示；当钥匙1插入钥匙槽中时，弹子3位于这些凹坑2的正上方，弹子3的另一端安装有复位弹簧，压紧弹子3与凹坑2接触，当所有凹坑2的形状、判读深度符合时，所有弹子3均移动至开锁位置，使得启闭元件可以在缺口301中移动，解除对锁芯7与锁体8之间旋转的阻止。
本实施例中主要部件的详细描述如下：
锁体8
簿壁筒形构造，内圆面上有一个锥形截面凹槽，与筛板4的碰块啮合。
锁芯7
圆柱体结构，可旋转的安装在筒形外壳之中。在锁芯7的中心位置开有扁矩形截面的钥匙槽，自端开始贯通整个芯体，接受钥匙1的插入和引导钥匙1。平行于钥匙槽另开有两条矩形截面通道，内安装有上下两片集成分散的启闭元件的筛板4。
启闭元件
集成式的启闭元件由上下2块筛板4和碰块9构成，可沿横向运动，筛板4上分布有啮合孔401，筛板4形状如图2、图4所示。筛板4的两端约束在芯体两端之间。筛板4横向的两个边缘一边为复位弹簧，另一边通筛板夹与碰块9连在一起，锥截面碰块9啮合在外壳1内圆的锥形凹槽内。筛板4上的啮合孔401与钥匙1上标识点分布的位置相对应。
识别元件，即弹子3
十字截面棒状体，中部开有啮合缺口301，头部为锥形判读头，垂直穿过筛板4上的啮合孔401安装在锁芯7内。
复位弹簧片6
安装在弹子3尾部，压紧弹子3与钥匙1接触。
钥匙1
扁平的长方片，在平面上刻有标识点，为了美观标识点还可以分布在装饰图案或浮雕中。
本实施例的工作方式如下：
当钥匙1插入后，弹子3穿过筛板4上的啮合孔401直达钥匙1上的凹坑2。弹子3可在筛板4的啮合孔401内上下滑动，同时限制筛板4的横向运动。弹子3的十字筋上，对应于筛板4啮合孔401位置开有缺口301。当弹子3上的缺口301与筛板4上的啮合孔401处于同一水平位置时，弹子3解除对筛板4的锁闭。弹子3接触钥匙1的一端做成锥形，用以判读钥匙1平面上的识别记号，并接受识别记号凹坑2和孔的边缘的顶推，转变为弹子3的起落运动。弹子3的另一端受复位弹簧片6的顶推，保证弹子3在判读过程中与钥匙1的可靠接触和在未插入钥匙1和拔出钥匙1后，让弹子3恢复到起始位置，即钥匙槽下的凹坑2底部。弹子3抵在钥匙槽下的凹坑2底部时，弹子3十字筋上的啮合缺口301低于筛板4啮合孔401的水平。筛板4受弹子3的制约不能横向运动，同时通过啮合在静止固定的外壳上的锥槽内的两端的筛板4夹的锥形碰块9限制芯子的转动。锁机呈闭锁状态。当插入的钥匙1与锁机不匹配时，部分弹子3的啮合口到达筛板4的啮合水平，部分弹子3的缺口301高于或低于筛板4啮合水平，整个筛板4仍然处于闭锁状态。只有当每一个弹子3的缺口301都与筛板4啮合水平一致，也就是每一弹子3与钥匙1上的对应识别记号在位置、形状、深浅、数量完全一致时，筛板4才处于自由位置。此时转动钥匙1，芯部旋转驱动筛板4和筛板4夹抵触外壳的锥槽，推动筛板4横向滑移和压迫筛板4复位弹簧，锁被开启。筛板4横向滑动后，啮合孔401的边缘嵌入弹子3的缺口301，限定弹子3的跳动，钥匙1被锁定在芯内拔不出来。只有当钥匙1转回到起始位置，筛板4复位弹簧把筛板4顶回到筛板4两端的夹板的碰块9重新啮合在外壳锥形槽内，筛板4才解除对弹子3的咬合，弹子3可以自由跳动，钥匙1得以拔出，同时锁机恢复到闭锁状态。
本发明的具体实施例3
结构与实施例2类似，不同之处在于为简化制造和在各一个锁机上实施不同的编码，本发明采用模块方案，将综述中的结构分切，把整体结构改变成由不同的标准元件拼成的独立的启闭单元功能模块的组合。每个启闭模块含有弹子3，将每个启模块沿长度方向组合在一起即可构成一个锁芯7。通过不同启闭模块之间的排列组合，很容易实现了锁和钥匙1编码的多样性。
本发明的锁不限于上述实施例，利用上述实施例的还可以产生多种衍变，例如，可以采用不同截面形状的弹子3，如H形、矩形、Y形进行编码组合；根据实施例1的方法，还可以把标识点设置为一副阴刻图案中的特定点。
本发明的锁和钥匙可以做到把生活日用品工艺化、个性化，是提高生活品味、丰富日常生活的重要方面。作为日不离身的钥匙的美化、多用途化对提升自己的商品价值和品位有重要意义。本发明的钥匙边缘光滑、平整，不伤衣物，识别记号转移到平面上，离散地、相对自由地分布在钥匙的两面是造就把识别记号溶入艺术图形、浮雕中的基础。利用数字制版技术，把图形跟识别记号结合，不仅美化提升产品的价值，也是把记号隐蔽在图像中进一步提高安全性的手段。优秀的艺术图形的钥匙不仅是好的锁具，同时也是可供品玩的装饰挂件。