БЛОКИРУЮЩИЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ МЕХАНИЗМ С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ
MOTION-BLOCKING MECHANISM WITH PIEZOELECTRIC DRIVE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к запирающему или блокирующему механизмам, и более точно, механизмам, которые используются для фиксирования или блокирования перемещение со скольжением, например такого, которое имеет место в выдвижном ящике.
Уровень техники
Довольно часто возникает необходимость заблокировать выдвижной ящик в закрытом положении, чтобы предотвратить доступ в его внутреннее пространство. Например, медикаменты, медицинские устройства или важные документы могут храниться в выдвижном ящике.
Для этой цели было разработано множество запирающих или блокирующих механизмов. Например, известны механические замки, которые используют ключ для вращения блокирующего элемента из втянутого положения в выдвинутое положение, в котором этот элемент препятствует перемещению выдвижного ящика. Некоторые запирающие механизмы являются электромеханическими, например такими, которые используют двигатель для перемещения блокирующего элемента.
В целом существующие запирающие механизмы для выдвижного ящика имеют один или более недостатков. В некоторых случаях механизмы являются большими и тяжелыми и не подходят для использования во многих вариантах условий эксплуатации, где применяются такие выдвижные ящики. Механические устройства также должны использоваться непосредственно пользователем, при этом исключается их взаимодействие с системами управления, такими как система охранной сигнализации или другими системами. Разнообразные электромеханические системы являются сложными и требуют, чтобы постоянно подавалось питание, чтобы гарантировать, что выдвижной ящик остается закрытым. Кроме того, все разнообразие этих замков может быть относительно легко разрушено, например, с помощью применения силы, подборки замков или подобными способами.
В общем, изобретение относится к запирающим или блокирующим механизмам. Запирающий механизм имеет практические преимущества в запирающем скользящем механизме, имеющем направляющую скольжения, используемую для облегчения перемещения выдвижного ящика и имеющая внешнюю и внутреннюю направляющие. Здесь также детально описано, что изобретение может использоваться и для многих других применений, таких как управление доступом к двери.
В одном варианте осуществления изобретения запирающий механизм включает в себя задвижку, содержащую рычаг для перемещения между, по меньшей мере, первым и вторым положением, язычок для выборочного зацепления со вторым концом рычага задвижки и пьезоэлектрический управляемый приводной механизм. Пьезоэлектрический управляемый приводной механизм имеет шток, выполненный таким образом, чтобы управлять перемещением рычага задвижки между первым и вторым положением, при этом шток имеет возможность перемещаться между выдвинутым положением, соответствующим первому заблокированному положению рычага задвижки, и втянутым положением, соответствующим второму, разблокированному положению рычага задвижки. При отсутствии питания на пьезоэлектрическом управляемом приводном механизме он предотвращает перемещение штока из выдвинутого положения во втянутое положение, а когда на пьезоэлектрический управляемый приводной механизм подается питание, перемещение штока из выдвинутого положения в убранное положение разрешается. В заблокированном положении второй конец рычага задвижки предотвращает перемещение язычка задвижки в первом направлении мимо рычага задвижки. В разблокированном положении язычку задвижки разрешается перемещение мимо второго конца рычага задвижки.
В одном варианте осуществления изобретения рычагу задвижки также разрешается перемещаться в третье положение, при этом перемещение является противоположным перемещению в заблокированное положение из разблокированного положения. В этом положении второй конец рычага задвижки разрешает язычку задвижки перемещаться мимо него во втором направлении.
Задвижка может содержать скобу, удерживающую с возможностью вращения рычаг и поддерживающую с возможностью скольжения направляющую задвижки. Первый конец рычага задвижки проходит через направляющую задвижки, а шток выполнен таким образом, чтобы входить в зацепление с концом направляющей задвижки. Смещающее средство может смещать первый конец рычага задвижки по направлению к его разблокированному положению.
В одном варианте осуществления изобретения задвижка и пьезоэлектрический управляемый приводной механизм закреплены к первой направляющей механизма скольжения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения первая направляющая механизма скольжения является фиксированной или неподвижной за счет крепления к стационарной опоре. Язычок задвижки закрепляется ко второй направляющей механизма скольжения. Когда первая направляющая неподвижна, вторая направляющая является подвижным скользящим элементом. Второй конец рычага задвижки проходит в направлении второй направляющей, а язычок задвижки выступает наружу в направлении рычага задвижки.
В способе использования изобретения перемещение второй направляющей относительно первой направляющей может быть управляемым. Этот способ может использоваться, например, для управления перемещением выдвижного ящика внутрь опоры и из нее.
Перемещение наружу второй направляющей предотвращается за счет зацепления язычка задвижки со вторым концом рычага задвижки. В частности, в заблокированном положении предотвращается вращение рычага задвижки в разблокированное положение с помощью штока.
Когда на пьезоэлектрический управляемый приводной механизм подается питание, усилие, прикладываемое с помощью язычка задвижки к рычагу задвижки, вынуждает рычаг задвижки перемещать шток в направлении наружу, позволяя рычагу задвижки вращаться. При вращении язычку задвижки разрешается проходить мимо рычага задвижки, тем самым позволяя второй направляющей выдвигаться относительно первой направляющей.
Рычаг задвижки затем возвращается в заблокированное положение и контроллер может быть снова обесточен. Вторая направляющая может быть снова вдвинута назад, в первую направляющую. В частности, язычок задвижки вынуждает рычаг задвижки при вращении переходить в освобожденное или третье положение. Переход в это положение противоположен переходу к заблокированному положению из разблокированного положения. Таким образом, при вращении язычку задвижки разрешается проходить мимо рычага задвижки, таким образом позволяя второй направляющей быть вдвинутой в первую направляющую. Рычаг задвижки затем возвращается в заблокированное положение.
Различные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения по сравнению с существующим уровнем техники станут очевидными из нижеследующего детального описания чертежей, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе запирающего механизма, когда он связан с внутренней и внешней направляющими механизма скольжения;
Фиг.2 - вид сбоку запирающего механизма, изображенного на фиг.1, показывающий направляющие и запирающий механизм в запертом положении;
Фиг.3 - вид сбоку запирающего механизма, изображенного на фиг.1, показывающий запирающий механизм в разблокированном положении и внутреннюю направляющую, перемещенную в направлении выдвинутого положения;
Фиг.4 - вид сбоку запирающего механизма, изображенного на фиг.1, показывающий запирающий механизм в заблокированном положении после того, как внутренняя направляющая была выдвинута из внешней направляющей;
Фиг.5 - вид сбоку запирающего механизма, изображенного на фиг.1, показывающий запирающий механизм в освобожденном положении, когда внутренняя направляющая задвигается назад, во внешнюю направляющую;
Фиг.6 - вид сбоку запирающего механизма, изображенного на фиг.1, показывающий направляющие и запирающий механизм, когда они возвратились назад, в их запирающие положения; и
Фиг.7 иллюстрирует запирающий механизм изобретения, соединенный со скользящим механизмом, вставленным в выдвижной ящик.
В последующем описании излагаются многочисленные специфические детали для того, чтобы обеспечить исчерпывающее разъяснение настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без этих специфических деталей. В других примерах хорошо известные признаки не были детально описаны, чтобы не затруднять понимание изобретения.
Одним из вариантов осуществления изобретения является запирающий механизм. Запирающий механизм имеет особую применимость в случае скольжения, например, для перемещения выдвижного ящика. Обычно запирающий механизм содержит первый запирающий элемент для введения в зацепление со вторым запирающим элементом и исполнительный механизм, который управляет первым запирающим элементом.
Первый запирающий элемент может содержать задвижку, соединенную с внешним элементом направляющей. Второй запирающий элемент может содержать язычок, соединенный с внутренним элементом направляющей. Управляемый приводной механизм, предпочтительно, содержит пьезоэлектрический элемент. В процессе использования пьезоэлектрический управляемый приводной механизм управляет положением задвижки, которая, в свою очередь, входит в зацепление с язычком. В зависимости от положения или состояния пьезоэлектрического управляемого приводного механизма и задвижки язычку разрешается перемещение относительно задвижки, таким образом определяя протяженность перемещения внутренней направляющей относительно внешней направляющей.
Изобретение далее будет описано более детально со ссылками на фиг.1-6. На фиг.1 запорный механизм 20 содержит управляемый приводной механизм 22, первый запорный элемент в виде задвижки 24 и второй запорный элемент в виде язычка 26 (см. фиг.2). В одном варианте осуществления изобретения, как описано ниже более детально, запорный механизм 20 может быть соединен с механизмом скольжения, содержащим первый или внешний элемент направляющей и второй или внутренний элемент направляющей, при этом внутренняя и внешняя направляющие выполнены с возможностью относительного перемещения. Обычно одна из направляющих является фиксированной или неподвижной, например, с помощью закрепления к стационарной опоре. Другая направляющая выполнена с возможностью перемещения. Например, как описано более детально ниже, применительно к фиг.7, первый элемент направляющей может быть присоединен к шкафу или подобной опоре. Второй элемент направляющей может быть присоединен к подвижной детали, такой как выдвижной ящик, таким образом, второй элемент направляющей может перемещаться относительно первого элемента направляющей. Также следует принять во внимание, что механизм скольжения может иметь множество других компонентов, например, таких как промежуточный элемент направляющей. Как показано на фиг.1, в предпочтительном варианте осуществления изобретения задвижка 24 и управляемый приводной механизм 22 соединены с фиксированной внешней направляющей OS, а язычок 26 задвижки соединен с подвижной внутренней направляющей IS.
Снова обратимся к фиг.1, задвижка 24 содержит рычаг 27, который может перемещаться между, по меньшей мере, первым и вторым положением. В одном варианте осуществления изобретения рычаг 27 задвижки устанавливается с возможностью вращения на валу 28. Первый или верхний участок или конец 30 рычага 27 задвижки выступает наружу от вала 28 в первом направлении. Второй или нижний участок или конец 32 рычага 27 задвижки выступает наружу от вала 28 во втором направлении (см. фиг.2).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения вал 28 устанавливается с возможностью вращения на монтажной скобе 34. В этом варианте осуществления изобретения монтажная скоба 34 имеет пару ножек 36, 38 и приподнятый центральный участок 40 между ними. Как показано на фигуре, каждая ножка 36, 38 предпочтительно имеет практически плоский установочный участок. Эти участки монтажной скобы 34 могут быть использованы для крепления ее на опоре. Например, резьбовые крепления или им подобные могут проходить через отверстия 41 в ножках 36, 38 и фиксироваться в опоре, например, такой как показанная внешняя направляющая OS. Конечно, монтажная скоба 34 может быть установлена другими способами, такими как сварка, приклеивание или использование других типов крепления.
Как указывалось, центральный участок 40 скобы 34, предпочтительно, содержит, по меньшей мере, один участок, который выдвинут или приподнят относительно ножек 36, 38. Как проиллюстрировано на фиг.1, центральный участок 40, в общем, имеет С-образную форму с поддерживающими участками 42, 44, которые направлены от ножек 36, 38 практически перпендикулярно наружу к плоскому участку, находящемуся между ними.
В одном варианте осуществления изобретения вал 28 удерживается с помощью поддерживающих участков 42, 44, вследствие чего вал 28 проходит параллельно плоской лицевой поверхности внешней направляющей OS, на которой устанавливается задвижка 24. Вал 28 может быть установлен на подшипнике для облегчения его вращения относительно монтажной скобы 34.
В этом варианте осуществления изобретения в центральном участке 40 монтажной скобы 34 имеется прорезь 46. Верхний конец 30 рычага 27 задвижки направлен наружу из монтажной скобы 34 и расположен в прорези 46 с возможностью многократного перемещения.
С другой стороны, внешняя направляющая OS имеет подобную прорезь 48, расположенную ниже вала 28. Нижний конец 32 рычага 27 направлен наружу относительно задней стороны внешней направляющей OS и расположен в прорези 48 с возможностью многократного перемещения.
Для перемещения рычага 27 предназначено соответствующее средство. В одном варианте осуществления изобретения это средство выполнено в виде блокирующего ползуна 50. Как показано на фигуре, блокирующий ползун 50 является плоской пластиной, которая расположена на верхней или внешней стороне (например, на лицевой стороне относительно внешней направляющей OS) центрального участка 40 скобы 34. В одном варианте осуществления изобретения блокирующий ползун 50 имеет первый конец 52 и противоположный ему второй конец 54 и отверстие 56. Как детально описано ниже, блокирующий ползун 50 установлен на монтажной скобе 34 с возможностью линейного относительного перемещения назад и вперед.
Как показано на фиг.1, блокирующий ползун 50 выполнен таким образом, чтобы входить в зацепление с верхним концом 30 рычага 27. В этом варианте осуществления изобретения верхний конец 30 рычага 27 расположен в отверстие 56, выполненном в блокирующем ползуне 50.
Задвижка 24 содержит средство смещения рычага 27 в направлении к положению, показанному на фиг.1 (ниже это описывается более детально).
В варианте осуществления изобретения, как показано на фиг.2, это средство смещения содержит пружину 58. Пружина 58 может быть витой цилиндрической пружиной, которая установлена между верхним участком 30 рычага 27 и опорным участком блокирующего ползуна 50. При рассмотрении положения, показанного на фиг.2, можно увидеть, что пружина 58, предпочтительно, установлена таким образом, чтобы смещать рычаг 27 по направлению часовой стрелки (т.е. смещать рычаг 27 вправо). Для смещения рычага 27 может быть использовано другое средство. Например, может быть использовано несколько пружин или других известных упругих элементов для создания усилия перемещения.
В одном варианте осуществления изобретения на валу 28 установлена рукоятка 60 разблокирования. Как показано на фигуре, один конец вала 28 выступает наружу из монтажной скобы 34. Рукоятка 60 разблокирования устанавливается на конце вала 28. Рукоятка 60 разблокирования может иметь множество различных конфигураций. Как показано на фигуре, рукоятка 60 разблокирования имеет установочный участок, который включает в себя отверстие для размещения вала 28 и выступающий наружу участок для зацепления. Операция разблокирования, выполняемая с помощью рукоятки 60, будет описана ниже более детально.
Управляемый приводной механизм 22 предназначен для управления работой задвижки 24. В предпочтительном варианте осуществления изобретения пьезоэлектрический управляемый приводной механизм 22 управляет перемещением или позиционированием рычага 27 задвижки 24.
В одном варианте осуществления изобретения пьезоэлектрический управляемый приводной механизм 22 содержит пьезоэлектрический элемент 62. В предпочтительном варианте осуществления изобретения пьезоэлектрический элемент 62 содержит пьезокристаллический исполнительный механизм 64, имеющий шток или плунжер 66. Питание подается к пьезоэлектрическому элементу 62 с помощью пары электрических проводов 68. Как описано более детально далее, в предпочтительном варианте осуществления изобретения шток 66 пьезоэлектрического элемента 62 заблокирован, когда пьезокристаллический исполнительный механизм 64 обесточен, и имеет возможность перемещаться, когда к нему подается питание. Такой пьезоэлектрический элемент 62 может быть куплен, т.е. изготовлен заранее. Как показано на фигуре, элемент 62 может иметь внешний кожух, который закрывает его компоненты, при этом шток 66 выступает за пределы этого кожуха.
В одном варианте осуществления изобретения пьезоэлектрический элемент 62 имеет питание менее чем 200 мА при напряжении 200 V. В одном варианте осуществления изобретения мощность при этом напряжении может быть создана непосредственно. В другом варианте осуществления изобретения мощность при напряжении 12В DC может быть преобразована в 200В DC с помощью повышающего трансформатора.
В одном варианте осуществления изобретения, когда на пьезоэлектрический элемент 62 не подается питание, шток 66 фиксируется в выдвинутом положении и может выдерживать осевую нагрузку приблизительно 1200 Н или больше. Когда на пьезоэлектрический элемент 62 подается питание, шток 66 перемещается по направлению внутрь во втянутое положение (т.е. направо на фиг.2). В варианте осуществления изобретения шток 66 может перемещаться приблизительно на 3,7 мм. Дополнительные детали, относящиеся к способу работы пьезоэлектрического элемента 62, раскрыты ниже.
Одним из вариантов осуществления изобретения пьезоэлектрическим управляемым приводным механизмом, использующим пьезоэлектрический элемент 62 и отвечающим этим характеристикам, является модель AL2, которая может быть приобретена в фирме Servocell, Ltd. Essex, U.K. Великобритания (распространяемой в США через АРС International, Ltd. of Mackeyville, PA).
Как показано на фигуре, пьезоэлектрический элемент 62, предпочтительно, расположен рядом с задвижкой 24 таким образом, что свободный конец штока 66 входит в зацепление с блокирующим ползуном 50. В варианте осуществления изобретения, в котором запорный механизм 20 соединен с направляющей, пьезоэлектрический элемент 62 устанавливается на внешней направляющей OS. Как показано на фигуре, монтажная скоба 70, подобная монтажной скобе 34, может быть использована для установки пьезоэлектрического элемента 62. В одном варианте осуществления изобретения монтажная скоба 70 имеет пару ножек 72, 74, которые могут быть присоединены к внешней направляющей OS, например, с помощью креплений. Основной участок пьезоэлектрического элемента 62 устанавливается ниже приподнятого центрального участка 76 монтажной скобы 70. С помощью такого способа пьезоэлектрический элемент 62 прижимается и фиксируется ниже монтажной скобы 70 напротив внешней направляющей OS. Конечно, пьезоэлектрический элемент 62 может быть установлен и другими способами, например, с помощью установочных кронштейнов, соединенных непосредственно с кожухом элемента.
На фиг.2 язычок 26 задвижки выполнен таким образом, чтобы входить в зацепление с рычагом 27. Когда запорный механизм 20 используется с направляющей, язычок 26 устанавливается на внутренней направляющей IS.
Как показано на фигурах, язычок 26 содержит выступающий участок. Язычок 26 задвижки может быть, например, металлическим и выступать наружу из пластины или основания, установленного на внутренней направляющей IS. Язычок 26 выполнен таким образом, чтобы его высота определенным образом соотносилась с размером рычага 27, т.е. высоты язычка 26 и рычага 27 задвижки должны перекрываться, когда рычаг 27 задвижки находится в положении, показанном на фиг.2. С этой целью язычок 26 также устанавливается в линейном направлении по отношению к рычагу 27 задвижки, вследствие чего язычок 26 задвижки периодически входит в зацепление с рычагом 27.
Работа запорного механизма изобретения будет описана со ссылками на фиг.2-6. Как указывалось, запорный механизм может иметь различные конфигурации. Что касается фиг.2-6, способ работы будет описан по отношению к варианту осуществления изобретения, который описан и проиллюстрирован на фиг.1.
Фиг.2 показывает запорный механизм 20 в заблокированном состоянии. В этом состоянии на пьезоэлектрический элемент 62 питание не подается. Шток 66 выступает наружу и входит в зацепление с блокирующим ползуном 50. Поскольку на пьезоэлектрический элемент 62 питание не подается, предотвращается перемещение штока 66 по направлению внутрь.
Как показано на фиг.2, в этом наружном положении штока 66 блокирующий ползун 50 перемещен к ее левому положению (как показано на фиг.2). В этом положении блокирующий ползун 50 нажимает на рычаг 27, который занимает вертикальное положение. Это положение может рассматриваться как «запертое» или «заблокированное» положение. Как показано на фиг.2, в этом положении нижний или второй конец 32 рычага 27 направлен вниз, в то место, где проходит траектория язычка 26. Таким образом, перемещение внутренней направляющей IS в направлении наружу относительно внешней направляющей OS (например, при открывании выдвижного ящика, присоединенного к внутренней направляющей IS) ограничивается контактом язычка 26 задвижки с нижним концом 32 рычага 27, как показано на фиг.2. Поскольку вращение рычага 27 задвижки по часовой стрелке предотвращено (вследствие его зацепления с блокирующим ползуном 50, перемещение которого, в свою очередь, зафиксировано с помощью штока 66), язычок 26 не может перемещаться мимо рычага 27. В том случае, если выдвижной ящик закреплен к внутренней направляющей IS, это предотвращает открывание выдвижного ящика.
Обратимся к фиг.3. Когда на пьезоэлектрический элемент 62 подается питание, шток 66 перемещается внутрь. В это время, если внутренняя направляющая IS перемещается наружу относительно внешней направляющей OS, язычок 26 будет контактировать с рычагом 27 задвижки. Приложение достаточного усилия вызовет вращение рычага 27 по часовой стрелке, перемещая блокирующий ползун 50 вправо и шток 66 из его выдвинутого положения во втянутое положение в пьезоэлектрический элемент 62. Это может рассматриваться как «разблокированное» положение. После того как рычаг 27 задвижки повернулся в достаточной степени, язычок 26 проходит под ним. Это позволяет переместить внутреннюю направляющую IS в первом направлении в ее полностью выдвинутое положение относительно внешней направляющей OS.
Как показано на фиг.4, как только язычок 26 задвижки перемещается мимо рычага 27, рычаг 27 возвращается в его заблокированное положение. В это время на пьезоэлектрический элемент 62 не подается питание. Таким образом, шток 66 перемещается в его внешнее и заблокированное положение, приводя к тому, что блокирующий ползун 50 перемещается назад, по направлению влево, таким образом, вызывая вращение рычага 27 задвижки против часовой стрелки и перемещая его назад, в заблокированное положение.
На фиг.5 внутренняя направляющая IS может быть перемещена назад, во внешнюю направляющую OS. Например, если выдвижной ящик, прикрепленный к внутренней направляющей IS, закрывается, то выдвижной ящик и, соответственно, прикрепленная к нему внутренняя направляющая IS перемещаются по направлению внутрь относительно внешней направляющей OS.
Как показано на фигуре, язычок 26 перемещается вправо и входит в зацепление с нижним концом 32 рычага 27. Приложение достаточного усилия вызовет вращение рычага 27 против часовой стрелки из заблокированного положения и перехода в освобожденное положение. Как показано на фиг.1, отверстие 56 в блокирующем ползуне 50 является достаточно большим для поворота рычага 27. Ранее отмечалось, что это вращение рычага 27 не блокируется пьезоэлектрическим элементом 62, и таким образом на пьезоэлектрический элемент 62 не нужно подавать питание для того, чтобы позволить внутренней направляющей IS перемещаться назад к «заново запертому» положению.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения вращение рычага 27 из заблокированного в освобожденное положение предотвращается пружиной 58, которая расположена между рычагом 27 и блокирующим ползуном 50. Эта пружина 58 сжимается до упора в ограничитель. Как только рычаг 27 повернулся в достаточной степени, язычку 26 можно пройти под его нижним концом 32. Это позволяет переместить внутреннюю направляющую IS во втором направлении назад, в ее полностью выдвинутое положение (относительно внешней направляющей OS).
Как показано на фиг.6, как только язычок 26 перемещается мимо рычага 27, рычаг 27 возвращается в свое заблокированное положение пружиной 58. Как указывалось по отношению к фиг.2, в это время перемещение внутренней направляющей IS наружу относительно внешней направляющей OS ограничивается с помощью контакта язычка 26 задвижки с рычагом 27, если на пьезоэлектрический элемент 62 не подается питание. Другими словами, в это время внутренняя направляющая IS возвращается в ее «запертое» или «заблокированное» положение.
Рукоятка 60 разблокирования может быть использована для ручного разблокирования запорного механизма 20. На фиг.2 для ручного разблокирования запорного механизма 20 пользователь может потянуть вверх рукоятку 60 (т.е. на фиг 2. против часовой стрелки), таким образом, вызывая перемещение рычага 27 против часовой стрелки в положение, изображенное на фиг.5. Пока пользователь удерживает рычаг 27 задвижки в этом положении, он может перемещать внутреннюю направляющую IS наружу, чтобы затем позволить язычку 26 задвижки проходить под рычагом 27. Такая процедура может быть необходима, например, в том случае, когда произошел сбой электропитания, который не позволяет произвести активизацию пьезоэлектрического элемента 62.
Фиг.7 показывает запорный механизм 20, соединенный с выдвижным ящиком D. Обычно внешнюю направляющую OS следует устанавливать на опоре, например, такой как внутренняя стенка шкафа (не показана). Внутренняя направляющая IS устанавливается на внешней стороне одной из боковых сторон S выдвижного ящика D. Конечно, выдвижной ящик D, предпочтительно, поддерживается соответствующей парой направляющих на его противоположных сторонах. Однако запорный механизм 20 необходимо соединить только с одной направляющей из этой пары, для того чтобы заблокировать или запереть выдвижной ящик D таким способом, который был детально описан выше. Например, 24 задвижки и контроллер могут быть установлены на внутренней стенке шкафа, например можно использовать противоположную установку сборочной единицы 24 задвижки, что обеспечит рычагу вход в зацепление с направляющей (такая установка может потребовать обеспечение отверстия для доступа).
Запорный механизм по изобретению имеет особые преимущества при использовании с направляющими скольжения, например, такими которые используются с выдвижными ящиками. Однако запорный механизм может быть использован во множестве других случаев. Например, запорный механизм по изобретению может быть использован для контроля доступа к шкафу, запираемому дверью. В одной конфигурации дверь устанавливается таким образом, чтобы шарнирный элемент связывал точку, находящуюся вне оси вращения двери, с точкой, находящейся на механизме направляющей скольжения. Доступ к двери может управляться с помощью применения запорного механизма, включающего в себя различные признаки и варианты осуществления изобретения, описанные здесь, чтобы контролировать ее перемещение. Плечо рычага запорного механизма может также использоваться как запорная деталь для дверного крючка или для обеспечения контроля запорного кулачка, используемого для захвата дверного крючка. Например, плечо рычага запорного механизма могло бы быть выполнено, чтобы прямо соединяться с поворотным элементом, который является частью такого дверного крючка или соединен с ним (т.е. «язычок задвижки» может быть соединен с дверным крючком или содержать участок его и может иметь форму, которая отличается от той, которая была детально описана выше). Запорный механизм может быть выполнен, чтобы управлять перемещением рычага задвижки вышеописанным способом, таким образом управляя перемещением поворотного элемента, например, через стопорную деталь на этом элементе.
Далее будут описаны дополнительные признаки и преимущества изобретения.
Следует заметить, что различные компоненты запорного механизма могут иметь множество конфигураций и могут быть выполнены разнообразными способами. Например, различные компоненты могут быть выполнены из металла или других материалов. Детали могут быть выполнены с помощью механической обработки на станках, прессованием или другими способами. Различные детали могут комбинироваться. Например, как указывалось выше, пьезоэлектрический элемент может быть снабжен встроенными установочными ножками в отличие от установки с помощью отдельной скобы.
Компоненты запорного механизма могут быть установлены другим образом, отличным от показанного на фигурах. Например, задвижка и контроллер могут быть установлены на стенке шкафа в отличие от крепления на внешней направляющей. В такой конфигурации кронштейны могли бы быть выполнены иначе, чтобы обеспечить такое крепление, или детали могут быть установлены таким образом, чтобы рычаг задвижки выступал через отверстие в стенке шкафа и внешней направляющей, установленной там, а также в ту точку, где проходит траектория язычка задвижки.
Как указывалось выше, шток пьезоэлектрического элемента может выдерживать очень высокую осевую нагрузку. В одном варианте осуществления изобретения детали запорного механизма способны выдерживать усилие открывания в 1000 Н или более, не открываясь при этом (т.е. усилие открывания в 1000 Н приложено к выдвижному ящику, вытягивающему язычок задвижки против рычага задвижки, не позволяя язычку задвижки проходить мимо рычага).
В одном варианте осуществления изобретения шток пьезоэлектрического элемента сдвигается по направлению наружу. Например, внутренняя пружина может быть использована для сдвига штока наружу при усилии около 5 Н.
Питание может быть выборочно выполнено для пьезоэлектрического элемента (чтобы позволить рычагу задвижки перемещаться из заблокированного в разблокированное положение) различными способами. Например, может быть установлен кнопочный выключатель, который позволяет электропитанию проходить от источника к элементу. В одном варианте осуществления изобретения переключатель может быть ключом, который активизируется, чтобы предотвратить поступление питания к элементу без разрешения со стороны пользователя.
Поскольку запорный механизм требует для работы очень небольшую мощность, то возможно использование обычных батареек для работы механизма, например одной или более батареек типа АА. Такие батарейки могут быть использованы как источник резервного электропитания, если запорный механизм нормально запитывается через шину питания, с которой он соединен. Способность механизма функционировать, используя такие низкие требования по мощности, является уникальной для конфигурации запорного механизма, включая пьезоэлектрический контроллер, описанный здесь. В связи с этим возможна работа запорного механизма с другими типами контроллеров. Например, могли бы быть использованы двигатель постоянного тока, соленоид или другой управляемый исполнительный механизм, устройство или привод (или комбинация элементов), которые способны управлять перемещением штока вышеописанным способом. Однако, как здесь указывалось, использование пьезоэлектрического контроллера имеет большое количество особых выгод и преимуществ.
Запорный механизм может также иметь другие конфигурации. Например, направляющая задвижки могла бы иметь другие конфигурации, отличные от пластины. В одном варианте осуществления изобретения направляющая задвижки может быть полностью удалена, таким образом шток пьезоэлектрического элемента напрямую входит в зацепление с рычагом задвижки, которая необязательно должна включать в себя рычаг ручного разблокирования, или могла бы иметь более чем один такой рычаг разблокирования (например, на обоих концах вала).
В одном варианте осуществления изобретения запорный механизм может включать в себя или использоваться с одним или более датчиков. Датчики могут быть связаны с выдвижным ящиком, при этом направляющая и/или запорный механизм должны обеспечить обратную связь с системным контроллером для мониторинга и управления запорным механизмом. Например, состояние запорного механизма может управляться и контролироваться системой управления. В этой конфигурации один или более датчиков могли бы использоваться для контроля за положением выдвижного ящика. Выходные сигналы датчиков могли бы поступать в систему управления, например для подтверждения, что выдвижной ящик находится в закрытом положении, или для подтверждения, что запорный механизм находится в заблокированном состоянии. Такие датчики могли бы также использоваться для определения перемещения выдвижного ящика, например, когда выдвижной ящик должен поддерживаться в заблокированном состоянии.
Запорный механизм имеет многочисленные преимущества. Как указывалось выше, запорный механизм может противостоять высоким нагрузкам без расцепления. Запорный механизм также является безопасным. Предпочтительно, чтобы запорный механизм удерживался в заблокированном или закрытом положении, когда на устройство не подается питание. Таким образом, в случае неисправности электропитания или в подобном случае запорный механизм остается заблокированным. Кроме того, запорный механизм использует очень маленькую мощность, поскольку необходимо обеспечить мощность только для того, чтобы «разблокировать» механизм.
Другим преимуществом является то, что запорный механизм может быть объединен с направляющей, а не только с выдвижным ящиком. Это позволяет запорному механизму располагаться в более закрытом и защищенном положении. Кроме того, это позволяет запорному механизму более эффективно предотвращать перемещение выдвижного ящика или другого объекта.
Должно быть понятно, что вышеописанные компоновки устройства и способ его действия являются только иллюстративными примерами применения принципов этого изобретения, и многие другие варианты осуществления изобретения и его модификации могут быть сделаны, оставаясь в рамках сущности и объема изобретения, как определено в формуле изобретения.