電子鎖改進方案

摘 要：隨著安全越來越得到重視，電子鎖的使用也越來越頻繁，文章提出了一種新的電子鎖改進方案，提高了鎖具強度和安裝便捷性，從很大程度上提高了鎖具的安全性。

關鍵詞：電子鎖；供電；電子鑰匙

1 概述

在傳統的防盜領域，機械鎖具已經獲得廣泛應用，從日常生活中的抽屜鎖、防盜門鎖，到保險柜、保險箱所用到的機械密碼鎖，再到工業場的機房、機柜所用到的工業柜鎖，內部常安裝有工業核心設備，故其對門禁控制有一定要求。隨著科技的發展，傳統的機械鎖不再滿足某些特殊行業的要求，其必將被具有防盜報警功能的電子鎖所代替。如今，市場上工業機柜使用的電子鎖種類較多，如中國專利申請號200820228536.9《光纜交接箱電控鎖》，提到一種通過在箱體門扇和門框上分別安裝門鎖本體及門鎖鎖扣槽的一種電控鎖，通過門鎖本體內設有彈簧復位的活動卡塊和電磁鐵，來實現對電控鎖的控制。但此種方式中，因需要對門鎖本體及門鎖鎖扣槽分別安裝，具體實施時兩者較難以達到所需要的匹配尺寸，強度及安裝的簡易性也存在問題，從而并未能得到較好的應用。為克服上述不足，文章旨在向本領域提供一種電子鎖，使其解決現有電子鎖中所存在的上述技術問題。

2 電子鎖結構

2.1 電子鎖基本結構

如圖1所示，該電子鎖包括鎖體基座、手柄、電路板、鎖舌裝置及電子控制盒。手柄上端與鎖體基座活動連接，手柄下端的鎖孔中安裝有按鈕、按鈕彈簧、卡板和卡板彈簧，按鈕連接按鈕彈簧，位于按鈕后端安裝有滾軸，卡板下端為斜面結構并與滾軸滑動配合，按動按鈕能推動卡板向上運動，卡板連接有卡板彈簧；該電子鎖的電路板、鎖舌裝置安裝于電子控制盒中，電子控制盒安裝于鎖體基座背面；該電路板上包含有電控件及輕觸開關，該電控件包含有電磁線圈和位于電磁線圈內的軸承，軸承后端連接有軸承彈簧，輕觸開關上端有觸簧；該電路板上有用于顯示電子鎖自身狀態的顯示燈，鎖體基座和手柄上與顯示燈配合處分別安裝有由透光材料制成的導光片，便于從鎖體外表觀測顯示燈的狀態；該電路板上還安裝有干簧管，手柄上與該干簧管配合的位置安裝有由永磁體物質制成的磁柱，手柄閉合/打開于鎖體基座上時磁柱能夠影響干簧管的閉合/開路，從而能檢測到手柄閉合/打開；該鎖舌裝置包括鎖舌、復位舌、鎖舌彈簧和復位彈簧，鎖舌上有與軸承配合的卡孔，鎖舌連接鎖舌彈簧，復位舌連接復位彈簧，鎖舌裝置下端與卡板相扣并能隨卡板上下運動而上下運動，復位舌下端與鎖孔外壁相抵；鎖舌上升到高點時，軸承能夠落入卡孔中卡住鎖舌使其不能被鎖舌彈簧推動向下運動，鎖舌與觸簧滑動配合，鎖舌向上運動時觸發觸簧，輕觸開關即被觸發；復位舌上有與軸承頂面配合的復位頂針，復位舌位于鎖舌下方，復位頂針位于鎖舌上的滑槽中可自由運動，復位舌位于高位時，復位頂針脫離軸承頂面，不影響軸承的運動，復位舌位于低位時，復位頂針推動軸承頂面，軸承縮回。

2.2 電子鎖的改進

2.2.1 電子鎖物理結構改進

通過在電子鎖手柄中安裝有按鈕，還包括與按鈕連接的按鈕彈簧、以及與卡板連接的卡板彈簧，卡板下端為斜面結構，該斜面結構與按鈕后端滑動配合并能上下運動；所述斜面結構與按鈕后端滑動配合能上下運動，還包括按鈕后端安裝有滾軸或滾珠，所述斜面結構與滾軸或滾珠滑動配合能上下運動；所述手柄中安裝有鎖芯，鎖芯后端有凸起，該凸起與卡板上的凹槽配合帶動卡板上下運動，也可采用按鈕后端采用斜面構造與卡板的斜面構造配合，按動按鈕推動卡板向上運動，同樣也可采用按下按鈕使得卡板下降，鎖舌被鎖舌彈簧推動向下運動，從而觸發輕觸開關上的簧片，電控件的電磁線圈導電使得軸承縮回，鎖舌繼續下降仍然卡住卡板使得手柄無法開啟。該按鈕及鎖舌的機械結構及其開閉控制方式類似于上述電子鎖中的機械結構及其開閉控制方式。

2.2.2 電子鎖增加外接供電通信觸點

在電子鎖手柄處增加外接供電通信觸點，如圖2所示，該外接供電通信觸點為兩個金屬觸點或三個金屬觸點、還或者四個金屬觸點，位于鎖體基座表面并與所述電路板連接，通過一種自帶電源的電子鑰匙上的供電觸點負責與該外接供電通信觸點連接并對電路板進行供電及通信。

3 電子鎖工作原理

3.1 電子鎖閉鎖原理

如圖4所示，閉鎖時，手柄閉合在鎖體基座上，卡板與鎖舌相扣，復位舌下端與鎖孔外壁相抵，復位舌壓縮復位彈簧，復位頂針位于高位并與軸承頂面脫離，軸承位于鎖舌表面并壓縮軸承彈簧，鎖舌不觸發輕觸開關的觸簧。

如圖5所示，按下按鈕后，按鈕壓縮按鈕彈簧，安裝于按鈕后端的滾軸推動卡板的斜面結構，使得卡板向上運動并壓縮卡板彈簧，卡板帶動鎖舌向上運動，壓縮鎖舌彈簧，鎖舌觸發輕觸開關的觸簧。

此時電子鎖若未獲得開鎖授權，則電控件的電磁線圈被接通電源，產生磁力，使得軸承壓縮軸承彈簧縮回至電磁線圈中，軸承無法落入鎖舌上的卡孔中；松開按鈕時，卡板在卡板彈簧的推動下向下運動，而此時鎖舌也在鎖舌彈簧的推動下向下運動，繼續卡住卡板，解除對輕觸開關的觸發，手柄無法開啟。

3.2 電子鎖開鎖原理

如圖7所示，當軸承落入卡孔后，此時松開按鈕，軸承阻止鎖舌向下運動，鎖舌無法繼續卡住卡板，手柄即可開啟。

如圖8所示，手柄開啟后，復位舌下端失去支撐，復位彈簧推動復位舌向下運動，復位頂針推動軸承縮回并退出卡孔，鎖舌被鎖舌彈簧推動向下運動，解除對輕觸開關的觸發。

4 方案優點及創新性

此方案中的電子鎖結構原理簡單，采用此種方式的電子鎖，鎖體整體性好，安裝簡便，位于手柄上的按鈕和卡板相互獨立，鎖具在被外力暴力破壞時，不容易造成對卡板的破壞，控制方法靈活、可靠，從而保證了電子鎖自身的機械結構的穩定性，能有效的對電子鎖進行控制管理。此改進方案中的電子鎖，還可取消復位舌和復位彈簧的存在；當需要開鎖時，向電磁線圈導通正向供電，磁性軸承落入鎖孔中，阻止鎖舌隨卡板向下運動，鎖舌與卡板脫離即可開鎖；而電磁線圈導通反向供電時，磁性軸承退出鎖孔，鎖舌即可落下，同時可通過藍牙控制芯片或單片機控制芯片控制電控件的供電及電子鎖的對外通信。

5 結束語

文章提出了一種信號箱電子鎖的實用型的改進方案，改變了傳統電子鎖的設計觀點，方案合理，使電子鎖具的安裝便捷性和安全性得到了較大的提高，給消費者帶來了更加安全的保障和更加方便的體驗。

參考文獻

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作者簡介：黃一峰，男，湖北孝感，重慶郵電大學光電工程學院微電子本科三年級學生，微電子科學與工程。

王琰，女，山西晉中，重慶郵電大學光電工程學院微電子本科三年級學生，微電子科學與工程。

周建楠，女，浙江金華，重慶郵電大學光電工程學院微電子本科三年級學生，微電子科學與工程。