автономное электронно-управляемое устройство запирания

Формула изобретения

1. АВТОНОМНОЕ ЭЛЕКТРОННО-УПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО ЗАПИРАНИЯ, содержащее ключ с обмотками индуктивностей на разомкнутых сердечниках и замок с обмотками индуктивностей на разомкнутых сердечниках, исполнительный механизм, причем разомкнутые сердечники установлены с возможностью попарного совмещения при сочленении ключа с замком, отличающееся тем, что в ключ дополнительно введены передатчик, двоичный счетчик, постоянное запоминающее устройство, мультиплексор, однополупериодный выпрямитель, умножитель напряжения, выпрямитель с фильтром, причем входы однополупериодного выпрямителя, умножителя и выпрямителя с фильтром подключены параллельно первой обмотке индуктивности, выход однополупериодного выпрямителя подключен к счетному входу двоичного счетчика, m-1 старшими разрядами соединенного с адресными входами постоянного запоминающего устройства и n-1 младшими разрядами - с адресными входами мультиплексора , входы данных которого подключены к одноименным выходам постоянного запоминающего устройства, входом питания подключенного к однополупериодному выпрямителю, выход умножителя подключен к входам питания двоичного счетчика и мультиплексора, подключенного выходом к первому входу передатчика, вход питания которого подключен к выходу выпрямителя с фильтром, а выход - к второй обмотке индуктивности, при этом в замок дополнительно введены генератор постоянного тока с ручным приводом и накопителем энергии, стабилизатор, узел управления, коммутатор, исполнительный блок, приемник, преобразователь напряжения, узел начальной установки, компаратор кодов, схема подавления помех, аналоговый ключ, двоичный счетчик, постоянное запоминающее устройство, мультиплексор, триггеры, при этого первые два триггера счетными входами подключены к выходам приемника и мультиплексора, соответственно, а входы установки в нулевое состояние первого и второго триггеров подключены к выходу младшего разряда двоичного счетчика, выходы первого и второго триггеров соединены с входами компаратора кодов, подключенного через схему подавления помех с входом установки в нулевое состояние третьего триггера, счетным входом подключенного к счетному входу четвертого триггера и выходу старшего разряда двоичного счетчика, входы установки в единичное состояние третьего триггера и в нулевое состояние четвертого триггера подключены к выходу узла начальной установки, входом соединенного с выходом стабилизатора напряжения и входом аналогового ключа, вход управления которого подключен к счетному входу двоичного счетчика и первому выходу преобразователя напряжения, выход - к входу питания постоянного запоминающего устройства, соединенного адресными входами с m - 1 старшими разрядами двоичного счетчика, n - 1 младшие разряды которого соединены с адресными входами мультиплексора, подключенного входами данных к одноименным выходам постоянного запоминающего устройства, при этом выход третьего триггера подключен к входу управления преобразователя напряжения, а выход четвертого триггера - к входу управления исполнительного блока, вторым входом соединенного с выходом генератора постоянного тока, входом коммутатора и через узел управления - с входом управления коммутатора, выходом подключенного к входу стабилизатора напряжения, причем второй выход преобразователя напряжения и вход приемника соединены с первой и второй обмотками индуктивностей замка, выход исполнительного блока подключен к исполнительному механизму, а ручной привод выполнен в виде мультиплектора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор постоянного тока выполнен в виде электрической машины с подключенным к ее выходу через выпрямитель конденсатором.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопитель энергии выполнен в виде ручного пружинно-приводного механизма.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что ручной пружино-приводной механизм выполнен в виде мультипликатора, кинематически связанного входом с выходом преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное, снабженного пружиной с узлом ее автоматического спуска и установленного в замке по направлению введения ключа, а выходом - с механизмом свободного входа.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что ручной пружино-приводной механизм выполнен в виде мультипликатора, кинематически связанного входом с пружиной, снабженной узлом ее автоматического спуска и поводком запирающего механизма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для защиты различных объектов от посторонних лиц.

Известны устройства для запирания дверей, содержащие ключ, разъем и замок с исполнительным механизмом.

Общим недостатком этих устройств является возможность снятия оттиска с ключа по его физико-топологическим параметрам, в частности по изменению сопротивления электрических цепей между контактами, выходящими на поверхность ключа, по изменению магнитной проницаемости поверхности ключа или по его внешним магнитным полям, что облегчает подбор отмычки для несанкционированного отпирания замка.

Техническим результатам изобретения является повышение защищенности ключа от снятия оттиска и несанкционированного отпирания замка.

На чертеже представлена функциональная схема автономного электронно-управляемого устройства запирания.

Автономное электронно-управляемое устройство запирания содержит ключ 1, замок 2, ручной привод 3 генератора постоянного тока 4, подключенного выходом к входам исполнительного блока 5, коммутатор 6 и узла управления 7, соединенного выходом с входом управления коммутатора, подключенного через стабилизатор напряжения 8 к входам питания (для облегчения чтения рисунка цепь питания не приведена) преобразователя напряжения 9, приемника 10, компаратора кодов 11, второго двоичного счетчика 12, второго мультиплексора 13, первого 14 четвертого 17 триггеров, а также к входам узла начальной установки 18 и аналогового ключа 19, соединенного выходом с входом питания второго запоминающего устройства 20, а входом управления с дополнительным выходом преобразователя напряжения и тактовым входом второго счетчика, соединенного n-1 младшими разрядами с адресными входами мультиплексора, а m-1 старшими разрядами с адресными входами второго постоянного запоминающего устройства, выходы данных которого подключены к одноименным входам второго мультиплексора, выход младшего разряда второго счетчика подключен к входам установки в нулевое состояние первого и второго триггеров, соединенных счетными входами с выходами приемника и второго мультиплексора, а выходами с первым и вторым входами компаратора кодов, выход которого подключен через схему подавления помех 21 к входу установки в нулевое состояние третьего триггера, соединенного счетным входом с одноименным входом четвертого триггера и выходом старшего разряда второго счетчика, входы установки в единичное состояние третьего и в нулевое состояние четвертого триггеров подключены к выходу узла начальной установки, соединенного входом с выходом коммутатора, выходы третьего и четвертого триггеров подключены соответственно к входам управления преобразователя напряжения и исполнительного блока, соединенного выходом с исполнительным механизмом 22, вход приемника и выход преобразователя напряжения подключены к обмоткам индуктивности с разомкнутыми сердечниками 23 и 24 соответственно, последние установлены в корпусе замка на расстоянии одна от другой симметрично обмоткам индуктивности с разомкнутыми сердечниками 25 и 26, установленными в корпусе ключа и подключенными соответственно к выходу передатчика 27 и входам выпрямителя с фильтром 28, однополупериодного выпрямителя 29 и умножителя напряжения 30, соединенного с входами питания первого двоичного счетчика 31 и первого мультиплексора 32, подключенного выходом к входу передатчика, выходы n-1 младших разрядов и m-1 старших разрядов первого двоичного счетчика подключены к адресным входам первого мультиплексора и первого постоянного запоминающего устройства 33 соответственно, вход питания последнего соединен с выходом однополупериодного выпрямителя, а вход питания передатчика с выходом выпрямителя с фильтром низких частот.

Автономное электронно-управляемое устройство запирания функционирует следующим образом.

Для открывания замка 2 в него вводят ключ 1, воздействуя тем самым на вход ручного привода 3, например на вход преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное винт винтовой пары, снабженной пружиной с автоматическим спуском и кинематически связанной через мультипликатор и храповой механизм свободного хода с валом генератора постоянного тока 4. При этом пружина со спусковым механизмом и храповой механизм выполнены таким образом, чтобы при заводе пружины вал генератора постоянного тока был в неподвижном состоянии. В результате под действием поступательного движения винта гайка начинает вращаться, производя завод связанной с ней пружины до состояния, при котором происходит срабатывание спускового механизма. Последний освобождает пружину, и она возвращается в исходное состояние, вращая через мультипликатор храповой механизм свободного хода в противоположном направлении, что вызывает вращение связанного с ним вала генератора постоянного тока динамоэлектрической машины с подключенным к ее выходу через выпрямитель переменного тока накопительным конденсатором. Конденсатор заряжается до уровня напряжения, необходимого для поддержания режима стабилизации выходного напряжения стабилизатора 8 в течение времени инициализации устройства, верификации кодов, срабатывания исполнительного блока 5 и исполнительного механизма 22.

Инициализация устройства осуществляется посредством коммутатора 6 с узлом управления 7, который либо автоматически (при использовании формирователя сигнала начальной установки), либо после набора заданного кода (при использовании устройства управления кодового замка) вырабатывает сигнал включения коммутатора. Последний подключает цель электропитания замка входы питания преобразователя напряжения 9, приемника 10, компаратора кодов 11, второго двоичного счетчика 12, второго мультиплексора 13 и четырех 14-17 триггеров к выходу стабилизатора напряжения 8. С поступлением напряжения питания на вход питания второго счетчика, служащий одновременно и входом установки его в исходное состояние, на выходе младшего разряда устанавливается сигнал "лог. 1", под действием которого первый и второй триггеры также устанавливаются в исходное состояние, соответствующее сигналу "лог. 0" на их выходах. Одновременно с этим посредством узла начальной установки 18 осуществляется установка в исходное состояние третьего 16 и четвертого 17 триггеров и на их выходах устанавливаются сигналы "лог. 1" и "лог. 0" соответственно. Благодаря этому исполнительный блок устанавливается в режим, при котором исполнительный механизм (электромагнит) обесточен, а преобразователь напряжения 9 запускается. В результате запуска преобразователя, например управляемого транзисторного блокинг-генератора с дополнительным выходом с коллектора транзистора, он начинает генерировать короткие импульсы напряжения, которые поступают с дополнительного выхода на тактовый вход второго двоичного счетчика и на вход управления аналогового ключа 19, коммутирующего вход питания второго запоминающего устройства 20, а также короткие импульсы тока, которые синхронно с импульсами напряжения протекают через обмотку индуктивности с разомкнутым сердечником 24.

Под действием импульсов тока на обмотке индуктивности с разомкнутым сердечником 26 наводятся импульсы напряжения, которые поступают на вход питания первого постоянного запоминающего устройства 33 и на тактовый вход первого двоичного счетчика 31 через однополупериодный выпрямитель 29, на входы питания первого двоичного счетчика и мультиплексора 32 через умножитель (удвоитель) напряжения 30, на вход питания передатчика 27 через выпрямитель с фильтром низкой частоты 28. Учитывая, что первый двоичный счетчик устанавливается в исходное состояние по переднему фронту импульса, а счет осуществляется по заднему фронту, счетчик с поступлением напряжения питания всегда предварительно устанавливается в исходное состояние, а затем производит счет. Поэтому, а также с учетом синхронности, вплоть до фазы, следования импульсов первого и второго двоичных счетчиков, управляющих выходами m-1 старших разрядов адресными входами соответствующих запоминающих устройств, а выходами n-1 младших разрядов адресными входами мультиплексоров, и синхронности поступления импульсов питания на постоянные запоминающие устройства, управляющие входами данных соответствующих мультиплексоров, на выходах последних имеют место синхронные закодированные последовательности коротких импульсов, характер которых определяется информацией, записанной в постоянных запоминающих устройствах.

Последовательность, сформированная на выходе первого мультиплексора, поступает на вход передатчика, подключенного к обмотке индуктивности с разомкнутым сердечником 25. Передатчик, выполненный в виде импульсного усилителя тока, возбуждает короткими импульсами указанную обмотку, в результате чего на выходе обмотки индуктивности с разомкнутым сердечником 23 также наводятся короткие импульсы напряжения, которые воспринимаются приемником кодовых последовательностей, выполненным в виде апериодического усилителя.

С выхода приемника и второго мультиплексора закодированные последовательности поступают на счетные входы первого 14 и второго 15 триггеров, преобразующих короткие закодированные последовательности импульсов в последовательности идентично закодированных импульсов длительностью, равной периоду следования импульсов младшего разряда двоичных счетчиков, ввиду того, что последние управляют этими триггерами по входу их установки в нулевое состояние. Полученные кодовые последовательности верифицируются (сравниваются) компаратором кодов 11 и затем поступают на схему подавления помех 21, предназначенную для "очистки" результата сравнения от кратковременных импульсов, которые могут возникнуть из-за неидеального совпадения входных сигналов компаратора кодов, вызванного, например, задержками распространения и передачи сигналов.

В дальнейшем работа устройства определяется тем, какой ключ введен в замок.

При введении в замок своего ключа, характеризующегося идентичностью информации, записанной в первом и втором постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ ключа и замка), на выходах компаратора кодов и схемы подавления помех имеет место сигнал "лог. 0" в течение времени генерации полной кодированной последовательности. Счетчик досчитывает до старшего разряда и на его выходе формируется сигнал "лог. 1". Этот сигнал со второго двоичного счетчика поступает на счетные входы третьего и четвертого триггеров. В результате на выходе третьего триггера устанавливается сигнал "лог. 0", приводящий к прекращению работы преобразователя напряжения и прекращению генерации кодированных последовательностей, а на выходе четвертого триггера устанавливается сигнал "лог. 1", под действием которого происходит срабатывание исполнительного блока. Последний подключает исполнительный механизм (электромагнит) к выходу генератора постоянного тока, что, в свою очередь, приводит к срабатыванию электромагнита и разблокировке механического замка, осуществляемой следующим образом.

В момент времени срабатывания электромагнита его сердечник выводится из глухого канала, выполненного в задвижке замка соосно сердечнику электромагнита, закрепленного на стенке замка. Под действием остаточной намагниченности сердечник поддерживается в таком состоянии до первого полного оборота механизма замка при его открывании вставным ключом. В результате вибрации, имеющей место в этом случае, сердечник электромагнита опускается на задвижку замка и скользит по ней, а при полном закрывании замка вновь опускается в глухой паз задвижки, блокируя ее.

Под действием импульса тока, протекающего через электромагнит, накопительный конденсатор, подключенный к выходу генератора постоянного тока, разряжается, устройство обесточивается, подготавливаясь к повторной работе.

При введении в замок чужого ключа, характеризующегося тем, что в первом постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ ключа) записана информация, отличная от информации, записанной во втором запоминающем устройстве (ПЗУ замка), при первом же несовпадении кодированных последовательностей на выходе компаратора кодов вырабатывается сигнал "лог. 1", который через схему подавления помех поступает на вход установки третьего триггера в нулевое состояние и на его выходе формируется сигнал "лог. 0", прерывающий работу преобразователя напряжения. Счетчики прекращают дальнейший счет, прекращается также дальнейшая генерация кодированных последовательностей и замок переходит в режим ожидания разряда накопительного конденсатора, не разблокировав задвижку замка, в связи с чем открывание замка невозможно. После полного разряда накопительного конденсатора устройство готово к работе.

При выполнении ручного пружинно-приводного механизма в виде мультипликатора, кинематически связанного входом с пружиной, узлом ее автоматического спуска и поводком запирающего механизма замка, а выходом через храповой механизм свободного хода с валом генератора постоянного тока, устройство функционирует следующим образом.

Для открывания замка 2 в него вводят ключ 1, совмещая его обмотки индуктивности с обмотками индуктивности замка. Затем ключом механического замка проворачивают его запирающий механизм, например, в направлении, противоположном открыванию замка, на угол холостого хода, осуществляя тем самым завод пружины кинематически связанным с ней поводком запирающего механизма до состояния, при котором срабатывает узел ее спуска. Пружина освобождается и возвращается в исходное состояние, вращая через мультипликатор в направлении, противоположном заводу пружины, храповой механизм свободного хода и связанный с ним вал генератора постоянного тока.

В дальнейшем работа устройства осуществляется аналогичным образом.