Запирающий механизм
LOCKING MECHANISM

Заявляемое техническое решение относится к запирающим механизмам и может быть использовано в качестве составной части электромеханических замков, предназначенных для использования в служебных, складских, производственных помещениях.
Из уровня техники известен электромеханический замок (патент на изобретение РФ № 2615712, дата приоритета 16.10.2015, опубликован 07.04.2017), содержащий установленный в корпусе запорный ригель, шток из немагнитного материала, на одном конце которого закреплена втулка с постоянным электромагнитом, в полости между штоком и отверстием катушки установлена пружина возвратная цилиндрическая, фиксатор, выполненный в виде прямоугольной пластины, в верхней части которой расположено отверстие осевое, в нижней части – фиксирующее, а на боковой поверхности сформирован крюк.
Недостатком данного изобретения является повышенное энергопотребление вследствие того, что в исходном, закрытом состоянии замка катушка электромагнита находится под напряжением. Для открывания замка необходимо обесточить катушку электромагнита.
Также из уровня техники известен электромеханический замок (патент на изобретение РФ № 2114972, дата приоритета 04.09.1996, опубликован 10.07.1998), содержащий установленные в корпусе запорный ригель, связанный с цилиндровым механизмом и/или с ручкой, конечный выключатель и электромагнит, якорь которого расположен с возможностью препятствовать движению ригеля в сторону отпирания, согласно изобретению ригель снабжен фиксатором, причем фиксатор расположен непосредственно на ригеле с возможностью механического удержания якоря электромагнита в закрытом положении, конечный выключатель связан кинематически с ригелем с возможностью срабатывания при движении ригеля в сторону запирания на расстояние, недостаточное для выхода якоря электромагнита из контакта с фиксатором, при этом ригель снабжен толкателем с возможностью механического взаимодействия с якорем электромагнита для возврата его в закрытое положение при движении ригеля в сторону запирания на расстояние, достаточное для выхода якоря электромагнита из контакта с фиксатором.
Недостатком данного изобретения является повышенное энергопотребление вследствие того, что электромагнит срабатывает не только при несанкционированном воздействии на запирающий механизм, но и случае запирании замка, т.к. при запирании происходит срабатывание конечного выключателя и как следствие – срабатывание электромагнита. Кроме того, в запертом состоянии якорь электромагнита удерживается фиксатором ригеля в прижатом состоянии к упору электромагнита, а при перемещении ригеля якорь выходит из такого контакта с фиксатором ригеля. Как следствие – якорь приводится в движение каждый раз, когда происходит перемещение ригеля, как при санкционированном, так и несанкционированном воздействии на запирающий механизм, что может приводить к снижению надежности замка.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является электромеханический замок (патент на изобретение РФ № 2424409, дата приоритета 13.04.2010, опубликован 20.07.2011), содержащий установленные в корпусе запорный ригель, кинематически связанный с механизмом передвижения, и средство блокировки, в который согласно изобретению введен кинематически связанный с механизмом передвижения затвор с силовыми и блокирующими упорами, установленный в направляющих корпуса, при этом средства блокировки установлено напротив блокирующих упоров затвора с возможностью препятствовать перемещению затвора, а силовые упоры затвора установлены напротив запорного ригеля с возможностью блокировать его перемещение.
Недостатком данного изобретения также является повышенное энергопотребление. Для того чтобы открыть замок необходимо подать напряжение по крайней мере на один электромагнит. Подача напряжения на электромагнит также необходима при закрывании замка.
Техническая задача заключается в создании запирающего механизма, обладающего сниженным энергопотреблением и повышенной надежностью при единовременном обеспечении высокого уровня секретности.
Технический результат заключается в снижении энергопотребления и повышении надежности при единовременном обеспечении высокого уровня секретности запирающего механизма.
В целом термины, используемые в описании, должны быть истолкованы, как известные для специалиста в данной области техники. Некоторые термины определены ниже, для того, чтобы обеспечить дополнительную ясность. В случае конфликта между известным значением и представленным определением, должно быть использовано представленное определение.
Под термином «несанкционированное воздействие» понимается такое воздействие на запирающий механизм, при котором перемещают ригель без осуществления ввода электронного идентификатора и/или с осуществлением ввода электронного идентификатора, не соответствующего эталонному значению такого идентификатора, хранящегося в регистре памяти электронного контроллера.
Под термином «санкционированное воздействие» понимается такое воздействие на запирающий механизм, при котором перемещают ригель с осуществлением ввода электронного идентификатора, соответствующего эталонному значению такого идентификатора, хранящегося в регистре памяти электронного контроллера.
Технический результат достигается за счет того, что запирающий механизм, содержащий ригель, средство привода ригеля, соединенное с ригелем, средство блокировки, снабженное фиксатором ригеля и установленное напротив ригеля, согласно изобретению дополнительно содержит средство ввода идентификатора, электронный контроллер, соединенный с средством ввода идентификатора, источник питания, соединенный с электронным контроллером и средством блокировки, причем ригель снабжен датчиком его перемещения, соединенным с электронным контроллером, и узлом фиксации, выполненным с возможностью удержания фиксатора ригеля, а фиксатор ригеля установлен с возможностью препятствовать движению ригеля в направлении отпирания при несанкционированном воздействии на запирающий механизм.
Узел фиксации выполнен в виде паза в поверхности ригеля. Первая стенка такого паза ограничена плоскостью, параллельной оси движения фиксатора ригеля, что позволяет блокировать перемещение ригеля в направлении отпирания. Вторая стенка паза выполнена скошенной, что позволяет перемещать фиксатор ригеля в разблокирующее положение при перемещении ригеля в направлении запирания.
Средство блокировки выполнено в виде катушки электромагнита с якорем. Якорь электромагнита установлен с возможностью соприкасаться с верхней частью фиксатора ригеля, то есть такой частью, которая является противоположной той части фиксатора, которая может попасть в паз, выполненный в поверхности ригеля, при несанкционированном воздействии на запирающий механизм.
Фиксатор ригеля расположен внутри направляющих, которые за счет силы трения препятствуют его свободному перемещению под воздействием собственного веса. Фиксатор ригеля перемещается соосно направляющим, размещенным под таким углом к плоскости, в которой перемещают запорный ригель, что становится возможным попадание фиксатора ригеля в паз, выполненный в поверхности запорного ригеля, предпочтительно перпендикулярно. Для перемещения фиксатора ригеля якорь электромагнита нажимает на верхнюю часть фиксатора, с которой якорь соприкасается.
Средство привода ригеля может быть выполнено в виде рычага, зубчатой передачи, актуатора и др.
Средство ввода идентификатора может быть выполнено в виде считывателя цифробуквенного кода, ключей Touch Memory, Proxy-карт, биометрических данных и других подобных средств индивидуального открывания двери.
Достоинством заявляемого технического решения является то, что в исходном (запертом) состоянии запирающего механизма фиксация запорного ригеля не осуществляется, и при санкционированном воздействии на запирающий механизм запорный ригель может быть перемещен свободно. Ригель фиксируется только в случае несанкционированного воздействия на запирающий механизм.
Указанный технический результат также может достигаться в том случае, если блокируемым элементом в случае несанкционированного воздействия на запирающий механизм выступает не ригель, а, к примеру, средство привода ригеля или иной элемент, который может быть соединен с ригелем и оказывать влияние на его перемещение.
Сущность технического решения поясняется чертежами, которые поясняют, но не ограничивают заявляемое техническое решение, где:
Фиг.1 – схема запирающего механизма в исходном (запертом) состоянии;
Фиг.2 – схема запирающего механизма при несанкционированном воздействии;
Фиг.3 – схема запирающего механизма в открытом состоянии.
Запирающий механизм содержит ригель 1, средство привода ригеля (на чертежах не указано), соединенное с запорным ригелем, катушку электромагнита 2, якорь электромагнита 3, соединенный с катушкой электромагнита 2, фиксатор ригеля 4, расположенный в направляющих 5. В поверхности ригеля выполнен паз 6, предназначенный для механического удержания ригеля 1 фиксатором ригеля 4. Первая стенка 7 паза 6 ограничена плоскостью, параллельной плоскости оси движения фиксатора ригеля. Вторая стенка 8 паза 6 выполнена скошенной. Фиксатор ригеля 4, верхняя часть которого соприкасается с якорем электромагнита 3, установлен с возможностью препятствовать перемещению запорного ригеля 1 в сторону отпирания при несанкционированном воздействии на запирающий механизм при подаче напряжения на катушку электромагнита 2. Электронный контроллер 9 соединен со средством ввода электронного идентификатора 10, датчик перемещения ригеля 11 соединен с электронным контроллером 9, источник питания 12 соединен с электронным контроллером 9 и катушкой электромагнита 2.
Следующее подробное описание технического решения представлено для его более ясной иллюстрации. Однако специалистам будет понятно, что изобретательский замысел настоящего изобретения не ограничен этими конкретными подробностями.
Заявляемый запирающий механизм работает следующим образом.
В исходном (запертом) состоянии запирающего механизма ригель 1 перемещен до предела в направлении запирания, электрическая цепь находится в разомкнутом состоянии, катушка электромагнита 2 обесточена. Для отпирания запирающего механизма осуществляют ввод (электронного) идентификатора при помощи средства ввода (электронного) идентификатора 10. После этого ригель 1 приводят в движение, перемещая его в направлении отпирания при помощи средства привода ригеля или непосредственно вручную. Средство привода ригеля может быть выполнено в виде рычага, зубчатой передачи, актуатора и т.д. Средство ввода идентификатора 10 в заявляемом техническом решении может быть выполнено, например, в виде считывателя цифробуквенного кода, считывателя ключей Touch Memory, Proxy-карт, биометрических данных и других подобных средств индивидуального открывания двери.
Датчик перемещения ригеля 11 регистрирует перемещение ригеля 1, передавая сигнал управления электронному контроллеру 9. Электронный контроллер 9 проводит проверку введенного электронного идентификатора с эталонным значением такого идентификатора, хранящимся в регистре памяти контроллера.
В случае если ввод идентификатора не был осуществлен или был осуществлен неверно, и одновременно с этим перемещают ригель 1 (несанкционированное воздействие), то контроллер 9 замыкает ключ электрической цепи. Источник питания 12 подает напряжение на катушку электромагнита 2, в которой возникает магнитное поле. Под действием магнитного поля катушка 2 притягивает якорь 3, который нажимает на фиксатор ригеля 4, тем самым оказывая на него давление и выводя из разблокирующего положения.
Фиксатор ригеля 4 перемещается под воздействием якоря электромагнита 3 соосно направляющим 5, которые за счет силы трения препятствуют свободному перемещению фиксатора ригеля 4 под воздействием собственного веса.
Фиксатор ригеля 4 попадает в паз 6, выполненный в ригеле, упираясь в первую стенку 7 паза 6, ограниченную плоскостью, параллельной оси движения фиксатора ригеля 4. Таким образом, дальнейшее перемещение ригеля 1 в направлении отпирания оказывается невозможным.
Срабатывание датчика перемещения 11, проверка идентификатора и замыкание электрической цепи контроллером 9 происходит за промежуток времени, достаточный для того, чтобы перемещение ригеля 1 в направлении отпирания до предела не было произведено.
Замыкание электрической цепи контроллером 9 происходит за минимально необходимый промежуток времени для того, чтобы фиксатор 4 успел опуститься в паз 6. После этого подача напряжения на катушку электромагнита 2 прекращается. Фиксатор 4 остается в блокирующем положении.
При обратном перемещении ригеля в исходное состояние (в направлении запирания) фиксатор ригеля 4 перемещается в разблокирующее положение за счет того, что вторая стенка 8 паза 6 выполнена скошенной и не препятствует перемещению ригеля.
В случае если ввод электронного идентификатора был осуществлен верно, то контроллер 9 не замыкает ключ электрической цепи. Подача напряжения от источника 12 питания на катушку электромагнита 2 не производится, фиксатор ригеля 4 не блокирует перемещение ригеля 1.
Для того чтобы перевести запирающий механизм в исходное (запертое) состояние, достаточно переместить ригель 1 в направлении запирания до предела при помощи средства привода ригеля или вручную.
Длину ригеля 1 выбирают такой, что в исходном состоянии запирающий механизм при его использовании в замке обеспечивает запирание двери. Расположение паза 6 на поверхности ригеля выбирают таким, что при несанкционированном воздействии запирающий механизм при его использовании в замке также обеспечивает запирание двери.
Емкость и тип (автономный или питание от сети) источника питания 12 выбирают согласно условиям эксплуатации запирающего механизма.
Следует отметить, что вышеупомянутый вариант иллюстрирует, а не ограничивает техническое решение.
Таким образом, заявляемый запирающий механизм единовременно позволяет:
- обеспечить повышенную секретность замка за счет использования электронного идентификатора, который обычно является индивидуальным;
- снизить энергопотребление за счет подачи напряжения на электромагнит исключительно в случае несанкционированного воздействия на запирающий механизм;
- повысить надежность конструкции за счет меньшего числа срабатываний электромагнита и, соответственно, приведения в движение подвижных элементов.