УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИРАНИЯ ДВЕРЕЙ Российский патент 2002 года по МПК E05B47/00 

Изобретение относится к электромагнитным запирающим устройствам и может быть использовано для запирания дверей различных помещений.

Известны устройства для запирания дверей, содержащие ключ и замок, содержащий средство для кодирования, схему управления и исполнительный орган [а. с. СССР 777190, Е 05 В 47/00, 1978 г.; патент Великобритании 1459185, Е 05 В 47/00 (Е2А), 1976 г.], не обладающие достаточной секретностью.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для запирания дверей [а.с. СССР 1044759, Е 05 В 47/00, 1981 г.], содержащее ключ из немагнитного материала с расположенными в нем ферромагнитными перемычками в соответствии с заданным кодом и замок, состоящий из блока включения, блока декодирования с катушками индуктивности, блока установки кода замка и исполнительного блока.

К недостаткам известного устройства следует отнести малое количество набора кода, что снижает его секретность, а также наличие отверстия в наружной части панели замка для погружения ключа, что способствует дискредитации замка.

Техническим результатом является повышение секретности.

Этот результат достигается тем, что в устройстве для запирания дверей, содержащем ключ из немагнитного материала с расположенными в нем ферромагнитными перемычками в соответствии с заданным кодом и замок, состоящий из блока декодирования с катушками индуктивности, блока установки кода замка, исполнительного блока и блока включения, катушки индуктивности блока декодирования установлены на стержнях общего ферромагнитного сердечника, попарно соединены встречно и подключены к входам соответствующих компараторов.

Возбуждающая катушка индуктивности установлена на стержне, равноудаленном от всех остальных стержней общего ферромагнитного сердечника, и соединена с выходом генератора переменного тока, выход "сигнал синхронизации" которого подключен к первым входам преобразователей, вторые входы которых соединены с выходами компараторов. Три выхода каждого преобразователя через блок установки кода замка и логическую схему совпадения соединены с исполнительным блоком. Ферромагнитные перемычки ключа и сердечник выполнены из магнитомягкого материала.

Блок включения замка выполнен на датчике Холла, установленном в центре постоянного магнита, на полюсных концах которого и сверху датчика Холла закреплены ферромагнитные стержни из магнитомягкого материала, причем свободные торцы стержней расположены на одном уровне, выходы блока включения соединены со входами блока установки кода замка.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами: на фиг.1 приведена функциональная схема устройства для запирания дверей, на фиг.2 - магнитоэлектрическая схема соединений катушек индуктивности одного элемента, на фиг.3 - вид спереди, а на фиг.4 - вид сверху варианта выполнения ферромагнитного сердечника на три элемента, на фиг.5 - блок включения замка.

Устройство для запирания дверей (фиг.1) содержит ключ 1 из немагнитного материала с расположенными в нем в соответствии с заданным кодом ферромагнитными перемычками 2 из магнитомягкого материала, например феррита. Замок, состоящий из блока 3 декодирования, катушки индуктивности 4 которого установлены на своих стержнях общего ферромагнитного сердечника 5, попарно соединены встречно и подключены к входам соответствующих компараторов 6. Возбуждающая катушка индуктивности 7 установлена на своем стержне общего ферромагнитного сердечника 5 и соединена с выходом генератора 8 переменного тока.

Выход "сигнал синхронизации" генератора 8 подключен к первым входам преобразователей 9, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих компараторов 6. Три выхода каждого преобразователя 9 соединены с блоком 10 установки кода замка. Для установки кода замка служат перемычки 11. Выходы блока 10 через логическую схему совпадения 12 соединены с исполнительным блоком 13. Выходы блока включения 14 подключены к входам блока 10 установки кода замка.

Стержни 15 и 16 (см. фиг.2) общего ферромагнитного сердечника 5 служат для установки на них катушек индуктивности 4, а стержень 17, равноудаленный от всех стержней 15 и 16, служит для установки возбуждающей катушки индуктивности 7. Ферромагнитная перемычка 2 ключа 1 перекрывает стержни 15 и 17 (либо 16 и 17) общего ферромагнитного сердечника 5.

На варианте выполнения общего ферромагнитного сердечника (см. фиг.3 и 4) видно, что сердечник 5 выполнен в виде чашки, края которой разрезаны в виде стержней 15, 16, на которых крепятся катушки 4 индуктивности. В центре сердечника 5 выполнен стержень 17, на котором установлена возбуждающая катушка 7 большего диаметра, чем катушки 4. Каждая пара стержней 15, 16 с катушками 4 расположена симметрично относительно центра и образует один элемент. Ферромагнитные перемычки 2 ключа 1 перекрывают торцы стержней 15 и 17 или 16 и 17 разных элементов, причем торцы стержней 15, 16 и 17 расположены на одном уровне.

Блок включения замка 14 (см. фиг.5) выполнен на датчике Холла 18, установленном в центре постоянного магнита 19. На полюсных концах постоянного магнита 19 установлены стержени 20 и 21, а сверху датчика Холла 18 стержень 22, причем свободные торцы стержней 20, 22, 21 расположены на одном уровне.

В конкретной конструкции устройства в качестве стержней 20-22 могут использоваться стержни 15-17 общего ферромагнитного сердечника 5.

Устройство для запирания дверей работает следующим образом. При наложении ключа 1 на панель замка одна из ферромагнитных перемычек 2 ключа 1 перекрывает стержни 20, 22 блока включения 14, замыкается магнитная цепь по элементам 2-20-19-18-22 или 2-21-19-18-22, что приводит к возникновению магнитного потока через датчик Холла 18 и появлению на его выходе ЭДС Холла соответствующего знака. В результате чего срабатывает блок включения и на электронную схему замка подается питающее напряжение (на чертежах не показано). Одновременно другие ферромагнитные перемычки 2 ключа 1 перекрывают стержни 15-17 или 16-17 (фиг.2, 3, 4) общего ферромагнитного сердечника 5, при этом на выходах соответствующих встречно включенных пар катушек индуктивности 4, образующих дифференциальные элементы, появляется сигнал, равный одному из трех устойчивых значений:
I - при положении перемычки 2 между стержнями 15 и 17 - высокий уровень (выше порога компаратора 6) с фазой ϕ;
II - при положении перемычки между стержнями 16 и 17 - высокий уровень с фазой ϕ+180;
III - при отсутствии перемычки нулевое значение (уровень ниже порога компаратора 6). Компараторы 6 усиливают и ограничивают сигналы с катушек индуктивности 4 и передают их на входы соответствующих преобразователей 9.

На другие входы всех преобразователей 9 поступает "сигнал синхронизации" с генератора 8 с фазой ϕ+90 (сигнал считывания). Преобразователь 9 выполняет две функции: амплитудно-фазового синхронного детектора и собственно преобразования аналогового сигнала в двоичный код.

На трех выходах каждого преобразователя 9 может присутствовать один из трех сигналов, записанных в двоичном коде, в зависимости от положения соответствующей перемычки 2 или ее отсутствия, как указывалось выше (см.таблицу 1).

В блоке 10 установки кода замка, представляющим собой контактное поле, проводящие перемычки 11 установлены в тех местах, где на выходах преобразователей 9 должен быть сигнал, соответствующий "логической" 1. В блок 10 кроме выходов преобразователей 9 для увеличения числа кодовых комбинаций введены два выхода блока 14 включения. Сигнал "логической" 1 присутствует на одном из выходов блока 14 в зависимости от того, находится ли соответствующая ферромагнитная перемычка 2 ключа 1 в положении между стержнями 20-22 или 21-22 (фиг.5). Включение питания схемы осуществляется в обоих положениях этой перемычки.

Выходы блока 10 подключены к входам логической схемы совпадения 12, на выходе которой появляется выходной сигнал только при наличии сигналов "логической" 1 на всех ее входах.

Этот сигнал поступает на исполнительный блок 13, который и отпирает дверь.

Код ключа 1 определяется количеством и местом расположения ферромагнитных перемычек 2 (см. фиг.3, 4). Общее максимальное число кодовых комбинаций Р определяется выражением
P=3^N-1,
где N - число магнитных элементов (пар катушек индуктивности 4). Число кодовых комбинаций P при различных N приведено в таблице 2.

Необходимое количество индуктивных элементов N в конструкции замка и максимальное количество ферромагнитных перемычек 2 в ключе 1 определяется заданным количеством кодовых комбинаций.

Выполнение блока включения замка 14 на датчике Холла по схеме, приведенной на фиг.5, и установка дополнительной перемычки 2 в ключе 1 увеличивает число кодовых комбинаций вдвое
P^I=2P-2(3^N-1)
Число кодовых комбинаций P^I при различных N приведено в таблице 3.

В системе ключ-замок предлагаемого устройства используется бесконтактная связь через магнитный зазор при наложении ключа. Отсутствие прорезей на наружной стороне панели замка повышает его надежность. При одном и том же количестве перемычек в ключе по сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет большее количество кодовых комбинаций благодаря трем устойчивым состояниям каждого элемента, что повышает его секретность.

При заданном числе кодовых комбинаций в предлагаемом устройстве необходимое количество перемычек в ключе получается значительно меньше, что приводит к упрощению конструкции ключа. Это качество особенно ценно в тех случаях, когда требуется большое число ключей на один замок, например, при установке замка в дверях подъезда многоквартирного дома совместно с домофоном.

Устройство относится к электромагнитным запирающим устройствам и может быть использовано для запирания различных помещений, в т.ч. дверей подъездов многоквартирных домов. Устройство содержит ключ из немагнитного материала с расположенными в нем в кодовой последовательности ферромагнитными перемычками и замок. Замок содержит блок включения и последовательно соединенные блоки декодирования и установки кода замка, логическую схему совпадения и исполнительный блок. Блок декодирования содержит N элементов, состоящих из пары катушек индуктивности и возбуждающую катушку индуктивности. Установленные на общем ферромагнитном сердечнике катушки индуктивности включены встречно. Каждый элемент имеет три устойчивых состояния в зависимости от наличия и положения перемычки, перекрывающей стержни общего магнитопровода, на которых установлены катушки индуктивности. Блок включения выполнен на датчике Холла, установленном в центре постоянного магнита, на полюсных концах которого и сверху датчика Холла закреплены ферромагнитные стержни. Данное устройство для запирания дверей позволяет повысить секретность замка. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

1. Устройство для запирания дверей, содержащее ключ из немагнитного материала с расположенными в нем ферромагнитными перемычками в соответствии с заданным кодом и замок, состоящий из блока декодирования с катушками индуктивности, блока установки кода замка, исполнительного блока и блока включения, отличающееся тем, что катушки индуктивности блока декодирования установлены на стержнях общего ферромагнитного сердечника, попарно соединены встречно и подключены к входам соответствующих компараторов, возбуждающая катушка индуктивности установлена на стержне, равноудаленном от всех остальных стержней общего ферромагнитного сердечника, и соединена с выходом генератора переменного тока, выход "сигнал синхронизации" которого подключен к первым входам преобразователей, вторые входы которых соединены с выходами компараторов, а три выхода каждого преобразователя через блок установки кода замка и логическую схему совпадения соединены с исполнительным блоком, ферромагнитные перемычки ключа и сердечник выполнены из магнитомягкого материала. 2. Устройство для запирания дверей по п. 1, отличающееся тем, что блок включения выполнен на датчике Холла, установленном в центре постоянного магнита, на полюсных концах которого и сверху датчика Холла закреплены ферромагнитные стержни из магнитомягкого материала, причем свободные торцы стержней расположены на одном уровне, выходы блока включения соединены с входами блока установки кода замка.