электронно-механический замок

Формула изобретения

Электронно-механический замок, содержащий механизм разблокировки, запорный механизм, исполнительный механизм, индикатор, распределитель импульсов, блок сравнения, блок эталонного кода и генератор, отличающийся тем, что введены блок-преобразователь, элемент включения питания, элемент набора кода и блок памяти, вход которого соединен с выходом элемента набора кода и входом распределителя импульсов, группа выходов которого соединена со второй группой входов блока памяти, первая группа входов которого соединена с группой входов индикатора и группой выходов генератора, вход которого соединен с выходом элемента включения питания, группа выходов блока памяти соединена с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с группой выходов блока эталонного кода, стробирующий вход соединен с соответствующим выходом распределителя импульсов, а выход - с исполнительным механизмом, установленным с возможностью воздействия на блок-преобразователь путем блокировки его вращения вокруг оси, блок-преобразователь выполнен в виде цилиндра, установленного с возможностью воздействия на элемент включения питания и элемент набора кода, при этом блок-преобразователь установлен на ось кинематической связи между механизмом разблокировки и запорным механизмом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электронным системам управления и может быть использовано в кодовых замках.

Известен электронно-механический замок (см. патент РФ 2021453 от 03.06.91, МПК: Е 05 В 47/00, "Электронно-блокирующее устройство", В.П.Воробьев, опубл. 15.10.94, бюл. 19), содержащий ключ и замок, имеющий генератор импульсов, выходом подключенный к первому счетчику. Выходы первого счетчика подключены к входам первого дешифратора, выходы которого, кроме одного, подключены через первые коммутирующие ключи к входам первого дифференцирующего звена и накопителя зарядов, выходом подключенного через первую логическую схему НЕ к первому входу первой логической схемы И, второй вход которой соединен с выходом первого дифференцирующего звена, а выход через первый одновибратор подключен к первому входу второй логической схемы И, второй вход которой подключен через устройство задержки к выходу генератора импульсов. Третий вход второй логической схемы И соединен с выходом третьей логической схемы И через последовательно подключенные второй одновибратор и вторую логическую схему НЕ. Первый вход третьей логической схемы И подключен к выходу первого дешифратора, а ее второй вход соединен с первым входом второй логической схемы И, выходом через оптопару с усилителями подключенной к входам третьего одновибратора и первым входам четвертой и пятой логических схем И, причем последняя выходом подключена к первым входам блоков сравнения, выходы которых через шестую логическую схему И подключены к исполнительному блоку. Выход третьего одновибратора через второе дифференцирующее звено подключен к установочному входу второго счетчика и через последовательно соединенные четвертый одновибратор, третью логическую схему НЕ и третье дифференцирующее звено к первому входу седьмой логической схемы И, выходом подключенной к установочному входу третьего счетчика, выходами через второй дешифратор подключенного к вторым входам блоков сравнения. Выход четвертой логической схемы И через второе устройство задержки подключен к счетному входу второго счетчика, выход которого через четвертую логическую схему НЕ подключен к второму входу седьмой логической схемы И, через четвертое дифференцирующее звено к счетному входу третьего счетчика и второму входу пятой логической схемы И. Второй вход четвертой логической схемы И через пятые логическую схему НЕ и одновибратор подключен к счетному входу третьего счетчика. Блок сравнения выполнен в виде второго блока коммутирующих ключей, шифратора, четвертого счетчика импульсов, третьего устройства задержки, пятого дифференцирующего звена, восьмой и девятой логических схем И и шестой НЕ. Первый вход восьмой логической схемы И является первым, а вход третьего устройства задержки вторым входами блока сравнения, выходом которого является выход девятой логической схемы И. Второй блок коммутирующих ключей через шифратор, счетчик и шестую логическую схему НЕ подключен к входам девятой логической схемы И. Выход третьего устройства задержки через восьмую логическую схему И соединен со счетным входом четвертого счетчика, вход предварительной записи которого подключен к выходу пятого дифференцирующего звена.

Недостатком известного электронно-механического замка является сложность его эксплуатации, обусловленная отсутствием возможности его открывания обычным ключом, которым открывается механический замок.

Известен электронно-механический замок (см. патент РФ 2051266 от 10.08.93, МПК: Е 05 В 47/00, "Электронно-механический замок", В.В.Голофастов, В.Ф.Лопашов, С.В.Панкратов, В.Н.Фомченко, P.P.Ярулин, опубл. 27.12.95, бюл. 36), выбранный в качестве прототипа и содержащий генератор, 1,...С (где С= 4) выходы которого соединены с блоком индикации, блок памяти (блок эталонного кода), 1,...С (где С=4) выходы которого соединены с первой группой входов блока совпадения (сравнения), триггер ошибки, выход которого соединен с первым входом элемента И, последовательно соединенные механизм разблокировки, запорный механизм и блок-преобразователь. Первый выход блока-преобразователя подключен к входу генератора, первому входу триггера ошибки, третьему входу триггера разблокировки и первому входу счетчика, второй вход которого подключен ко второму выходу блока-преобразователя. Выходы (1,...L) счетчика соединены с входами переключателя номера цикла, выходы (1,...М) которого подключены к входам блока памяти. Выходы (1,...С) генератора соединены со второй группой входов блока совпадения, выходом подключенного ко второму входу триггера ошибки, третий вход которого соединен с третьим выходом блока-преобразователя. (М+1)-ый выход переключателя номера цикла соединен со вторым входом элемента И, выходом подключенного к первому входу триггера разблокировки, второй вход которого подключен к С-входу генератора, а выход к исполнительному механизму, кинематически связанному с запорным механизмом. Необходимо отметить, что счетчик и переключатель номера цикла выполняют функцию распределителя импульсов.

Одним из недостатков известного электронно-механического замка является его сложность, обусловленная необходимостью доработки стандартного запорного механизма обычного механического замка для передачи механических воздействий в блок-преобразователь и засова запорного механизма для реализации его блокировки исполнительным механизмом.

Другим недостатком известного электронно-механического замка является низкая надежность, обусловленная возможностью его открывания перебором кодов в случае переключения триггера ошибки в исходное состояние после набора кода под действием, например, внешних помех при неисправностях источника питания.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание электронно-механического замка, обладающего простотой и надежностью.

Технический результат, заключающийся в упрощении и повышении надежности электронно-механического замка достигается тем, что в электронно-механический замок, содержащий механизм разблокировки, запорный механизм, исполнительный механизм, индикатор, распределитель импульсов, блок сравнения, блок эталонного кода и генератор, введены блок-преобразователь, элемент включения питания, элемент набора кода и блок памяти, вход которого соединен с выходом элемента набора кода и входом распределителя импульсов, группа выходов которого соединена со второй группой входов блока памяти, первая группа входов которого соединена с группой входов индикатора и группой выходов генератора, вход которого соединен с выходом элемента включения питания, группа выходов блока памяти соединена с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с группой выходов блока эталонного кода, стробирующий вход соединен с соответствующим выходом распределителя импульсов, а выход с исполнительным механизмом, установленным с возможностью воздействия на блок-преобразователь путем блокировки его вращения вокруг оси, блок-преобразователь выполнен в виде цилиндра, установленного с возможностью воздействия на элемент включения питания и элемент набора кода, при этом блок-преобразователь установлен на ось кинематической связи между механизмом разблокировки и запорным механизмом.

Указанная совокупность признаков позволяет упростить электронно-механический замок за счет использования стандартного запорного механизма и повысить надежность электронно-механического замка за счет уменьшения вероятности его открывания любым неверным кодом в условиях воздействия внешних помех.

На фиг.1 представлена функциональная схема электронно-механического замка.

На фиг.2 представлена электрическая схема генератора.

На фиг.3 представлена схема блока-преобразователя и его взаимодействие с элементами включения питания и набора кода.

Электронно-механический замок (фиг.1) содержит механизм 1 разблокировки, запорный механизм 2, блок-преобразователь 3, элемент 4 включения питания, элемент 5 набора кода, генератор 6, индикатор 7, блок 8 памяти, распределитель 9 импульсов, блок 10 сравнения, блок 11 эталонного кода, исполнительный механизм 12. Механизм 1 разблокировки связан с запорным механизмом 2 через блок-преобразователь 3. Первый выход блока-преобразователя 3 соединен с входом элемента 4 включения питания, а второй выход соединен с входом элемента 5 набора кода. Выход элемента 4 включения питания соединен с входом генератора 6, выходы 1. ..С которого соединены с соответствующими входами индикатора 7 и с соответствующими первыми входами блока 8 памяти. Выход элемента 5 набора кода соединен с входом индикатора 7, входом блока 8 памяти и входом распределителя 9 импульсов. Выходы 1...М распределителя 9 импульсов соединены с вторыми входами блока 8 памяти, а выход М распределителя 9 импульсов соединен со стробирующим входом блока 10 сравнения. Выходы 1...L блока 8 памяти соединены с соответствующими первыми входами блока 10 сравнения, а выходы 1...L блока 11 эталонного кода соединены с соответствующими вторыми входами блока 10 сравнения. Выход блока 10 сравнения соединен с входом исполнительного механизма 12, выход которого соединен с входом блока-преобразователя 3.

Генератор 6 (фиг. 2) содержит триггер Шмитта - инвертор 13, инверсный выход которого соединен с входом инвертора 14 и через резистор 15 с собственным входом. Выход инвертора 14 соединен второй обратной связью через резистор 16 и конденсатор 17 с входом триггера Шмитта - инвертора 13 и с входом счетчика 18.

Блок-преобразователь 3 схемно показан на фиг.3. Несущей конструкцией блока-преобразователя 3 является цилиндр 19 на оси кинематической связи между механизмом 1 разблокировки и запорным механизмом 2. На наружной поверхности цилиндра 19 выполнены два углубления, в которых в исходном состоянии располагаются элемент 4 включения питания и элемент 5 набора кода. Размеры углублений выполнены таким образом, чтобы при небольшом повороте цилиндра 19 элемент 4 включения питания попадал на наружную поверхность цилиндра 19 и включал питание, а при еще большем повороте элемент 5 набора попадал на наружную поверхность цилиндра 19 кода и выбирал требуемую цифру кода. Дальнейший поворот цилиндра 19 вокруг своей оси для разблокировки запорного механизма 2 ограничен исполнительным механизмом 12.

Механизм 1 разблокировки и запорный механизм 2 могут быть реализованы на базе любого механического замка отечественного или зарубежного производства. Элемент 4 включения питания и элемент 5 набора кода могут быть выполнены в виде кнопок. Индикатор 7 может быть выполнен в виде семисегментного светодиодного индикатора АЛС324А со схемой преобразования двоичного кода в код семисегментного индикатора, реализованной на микросхеме К514ИД2. Блок 8 памяти может быть выполнен в виде четырех регистров памяти с тремя устойчивыми состояниями на выходе, реализованных на микросхемах К533ИР15. Распределитель 9 импульсов может быть выполнен в виде двоичного счетчика, реализованного на микросхеме К533ИЕ5, и дешифратора, реализованного на микросхеме 533ИД4. Блок 10 сравнения может быть выполнен в виде четырех элементов сравнения и трех элементов И, реализованных на микросхемах КР1533СП1 и 533ЛИ1. Блок 11 эталонного кода может быть выполнен в виде переключателей ВДМ 1-8. Исполнительный блок 12 представляет собой электромагнитный механизм, управляемый составным транзистором.

Электронно-механический замок (фиг.1) работает следующим образом.

Механизм 1 разблокировки электронно-механического замка может находится в четырех положениях: исходное состояние, первая позиция (включение питания), вторая позиция (набор кода замка), третья позиция (открывание замка).

Если механизм 1 разблокировки находится в исходном состоянии, элемент 4 включения питания, элемент 5 набора кода, генератор 6, индикатор 7, блок 8 памяти, распределитель 9 импульсов, блок 10 сравнения, блок 11 эталонного кода, исполнительный механизм 12 находятся в обесточенном состоянии, блок-преобразователь 3 заблокирован исполнительным механизмом 12, запорный механизм 2 находится в исходном состоянии.

При переводе механизма 1 разблокировки в первую позицию происходит поворот цилиндра 19, что вызывает срабатывание элемента 4 включения питания, запускается генератор 6. Формирование импульсов происходит на триггере Шмитта - инверторе 13, инверторе 14, резисторах 15, 16 и конденсаторе 17. Импульсы поступают на счетчик 18 и начинается счет от ноля до девяти, который визуально можно видеть на индикаторе 7, а распределитель 9 импульсов устанавливает адрес первой ячейки памяти блока 8 памяти в режим готовности к записи. Когда на индикаторе 7 появляется цифра, соответствующая первой цифре кода замка, необходимо перевести механизм 1 разблокировки во вторую позицию. При этом с блока-преобразователя 3 поступает импульс, разрешающий запись посылки с выходов генератора 6 в первую ячейку памяти блока 8 памяти, а при возврате механизма 1 разблокировки в первую позицию распределитель 9 импульсов устанавливает вторую ячейку памяти блока 8 памяти в режим ожидания записи. Эта операция повторяется до тех пор, пока весь код не будет набран. Как только весь код будет набран, с распределителя 9 импульсов поступает импульс на блок 8 памяти, который отправляет записанный код в блок 10 сравнения, где он сравнивается с содержимым блока 11 эталонного кода. Если код совпал, то сигнал с блока 10 сравнения производит срабатывание исполнительного механизма 12, который, в свою очередь, снимает блокировку с механизма 1 разблокировки и позволяет ему открыть запорный механизм 2. Если код не совпал, исполнительный 12 механизм не срабатывает. Чтобы повторить попытку открытия замка необходимо вернуть механизм 1 разблокировки в исходное состояние и начать все сначала.

Таким образом, указанная совокупность признаков позволяет упростить электронно-механический замок за счет использования стандартного запорного механизма и повысить надежность электронно-механического замка за счет уменьшения вероятности его открывания любым неверным кодом в условиях воздействия внешних помех.

Изготовлен лабораторный макет электронно-механического замка, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта.