ЗАМОК-ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ ВСТРАИВАНИЯ В ДВУЖУЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАМКА-ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
LOCKING SWITCH FOR EMBEDDING INTO MOVING DEVICE AND METHOD OF OPERATING LOCKING SWITCH

Изобретение относится к замку-выключателю, который предназначен, например, для встраивания в кабину лифта, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, а также к способу для запуска движущегося устройства с помощью такого замка-выключателя согласно ограничительной части п.14 формулы изобретения.
В патенте DE 2708701 описано противоугонное устройство для транспортных средств, которое благодаря размещению размыкателей и замыкателей обеспечивает срабатывание стартера или бензонасоса только при закрытом положении комбинации включенных друг за другом размыкателей и замыкателей.
В патенте US 4176782 раскрыт бесконтактный цифровой замок-выключатель с множеством коммутируемых схем, содержащих заданное количество магнитных датчиков. При этом магнитные датчики расположены в замке-выключателе продольно друг за другом.
В патенте DE 3308487 A1 описан цилиндрический замок. Во время вставки ключа в канал цилиндрического замка зажимающие штифты перемещаются вверх и вниз в соответствии с зубцами ключа до тех пор, пока при полностью вставленном ключе не будет достигнуто открытое положение зажимающих стержней. Сумму движений, по меньшей мере, одного зажимающего штифта во время вставки измеряют механически или электронно и сравнивают с заданным значением, после чего при совпадении отменяют блокировку ядра цилиндра и/или приводят в действие реле для включения или выключения аварийной сигнализации. Между углублениями для размещения зажимающих штифтов ключ имеет зубцы, высота которых варьирует для образования ключевого кода.
В WO 87/02736 описана ключевая система, которая преобразует механическое вращательное движение ключа в замочной скважине в электрические сигналы.
Движущиеся устройства, такие как лифты, пассажирские конвейеры и эскалаторы часто оснащаются замками-выключателями.
В некоторых странах существуют правила, устанавливающие, что кабина лифта в аварийной ситуации, например при возгорании, должна позволять обслуживание пожарной командой с помощью специального ключа. Например, с помощью такого ключа систему управления лифтом можно переключить в специальный режим (аварийный режим).
Другие движущиеся устройства, в свою очередь, имеют замки-выключатели, управляемые обслуживающим персоналом, чтобы обеспечить их переключение из нормального режима в режим обслуживания.
Также известны движущиеся устройства, регулируемые с помощью замка-выключателя. Так, например, на лифте можно попасть в пентхаус, если соответствующим ключом предварительно привести в действие замок-выключатель.
Замки-выключатели часто дороги, к тому же часто требуется, чтобы лифт обслуживался тем же ключом, что и входная дверь. Если нескольким лицам требуется один ключ, необходимо соответствующим образом планировать и рассчитывать схему запирания устройства, приводимого в действие ключом.
Другим недостатком существующих замков-выключателей такого типа является то, что из-за использования идентичных замков-выключателей во многих местах стоимость лифта повышается. Также когда требуется переоборудование лифта, например, из-за потери ключа, все замки-выключатели должны заменяться идентичными новыми.
Если с помощью замка-выключателя необходимо управлять большим количеством функций, для каждой функции требуется по одному замку-выключателю, что требует много места. Наряду со стоимостью, важен также другой момент. Как правило, замки-выключатели содержат цилиндр, который из-за электромагнитных элементов имеет определенную габаритную глубину. Анализ существующих замков-выключателей показал, что она составляет от 50 до 60 мм (отчасти до 90 мм). Однако в движущихся устройствах имеется только небольшая габаритная глубина. Также для решений, которые должны удовлетворять эстетическим требованиям, большая габаритная глубина скорее создает помехи.
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы предложить замок-включатель, более дешевый в изготовлении и гибкий в использовании, габаритная глубина которого меньше, чем в традиционных решениях.
Несмотря на это должен обеспечиваться уровень безопасности, по меньшей мере, равноценный существующим устройствам. Кроме того, устройство должно удовлетворять требованиям соответствующих локальных правил и положений.
Изобретение также позволяет обеспечить временное ограничение на разрешение функции. Например, доступ для уборщиков может быть разрешен только с 16:00 до 22:00 часов.
Задача решается благодаря признакам п.1 и п.14.
Предпочтительные и улучшенные варианты осуществления изобретения описаны с помощью зависимых пунктов формулы изобретения.
Замок-выключатель в соответствии с изобретением отличается тем, что он содержит средства распознавания ключа с бородкой ключа и отверстие для вставки, направления и позиционирования бородки ключа. Средства распознавания ключа функционируют бесконтактно и сканируют, по меньшей мере, часть бородки ключа, вставленной в отверстие для ключа. Соответствующие средства сканирования передают фактические значения ключа, находящегося в данный момент в отверстии для ключа. Имеются средства памяти для сохранения опорных значений ключа во время фазы инициализации. Имеется электронный компаратор, сравнивающий фактические и опорные значения и при их совпадении выдающий разрешение.
Способ в соответствии с изобретением отличается тем, что для инициализации движущегося устройства с помощью замка-выключателя со средствами распознавания ключа с бородкой ключа и отверстием для вставки бородки ключа выполняют следующие этапы:
- вставка бородки ключа в отверстие для ключа,
- бесконтактное сканирование, по меньшей мере, части бородки ключа и получение фактического значения ключа, находящегося в данный момент в отверстии для ключа,
- сравнение фактического значения с одним или несколькими опорными значениями, сохраненными в памяти,
- выдача разрешения.
Благодаря новому изобретению при переоборудовании лифта в кабине не нужно устанавливать дополнительного замка-выключателя, так как новое изобретение позволяет сохранять только один новый ключ.
Если с помощью замка-выключателя можно выполнять несколько функций, в соответствии с изобретением требуется только одно центральное устройства для всех функций.
Другим преимуществом является то, что используемые сегодня механические инструменты для открывания замков, в т.ч. инструменты взлома, не действуют, так как их механическая форма, исполнение и принцип работы надежно распознаются средствами распознавания ключа в соответствии с изобретением и не выдают разрешение.
Другие подробности и преимущества изобретения описываются далее с помощью примеров осуществления со ссылками на чертежи.
Показаны:
на фиг.1 - часть панели управления с замком-выключателем в соответствии с изобретением в упрощенном схематическом виде;
на фиг.2 - механический ключ с бородкой;
на фиг.3A - вид сверху традиционного цилиндра ключа;
на фиг.3B - вид сбоку традиционного цилиндра ключа из фиг.3A;
на фиг.4A - вид сзади замка-выключателя в соответствии с изобретением;
на фиг.4B - вид сбоку замка-включателя в соответствии с изобретением из фиг.4A;
на фиг.4C - схематический вид разреза замка-выключателя в соответствии с изобретением из фиг.4A;
на фиг.5 - схема осуществления способа в соответствии с изобретением.
Как было упомянуто в начале, в рамках настоящей патентной заявки речь идет о замках-выключателях, применяемых в лифтах, эскалаторах, пассажирских конвейерах. Замком-выключателем называется система или устройство, позволяющая определенному кругу лиц, например сотрудникам пожарной команды, полиции, арендаторам и т.п., переводить движущееся устройство в требующийся режим, например аварийный режим, или инициировать специальную поездку. Для этого применяют механический ключ, называемый здесь ключом. Изобретение также можно применять в случае интеллектуальных ключей, если у них имеется бородка ключа, обладающая узнаваемыми признаками, отличающими ее от других ключей.
На фиг.2 в упрощенном виде изображен такой ключ 13. В соответствии с изобретением речь идет о механическом ключе 13 или интеллектуальном ключе, например, со встроенным чипом, имеющем бородку ключа, выполненную так, что она вступает в механическое взаимодействие с встречными элементами цилиндра ключа, когда бородка 13.1 ключа 13 вставлена в отверстие 16.2 цилиндра 16.3 ключа. Действие может выполняться, только когда вставлен «правильный» ключ 13. Инициирование действия в общем случае называется здесь разрешением, так как разрешение выдается только тогда, когда распознан разрешенный ключ 13. Без правильного ключа разрешение не выдается.
На бородке ключа 13.1 могут быть предусмотрены механические признаки, например, небольшие впадины 13.2 и/или желобки 13.3. Бородка ключа 13.1 может также, как это часто имеет место, иметь один или два гребенчатых ребра.
Детали изобретения описаны с помощью примера осуществления, изображенного на фиг.1, 4A-4C.
На фиг.1 изображен замок-выключатель в соответствии с изобретением как часть панели 1 управления. Замок-выключатель 15 расположен, как правило, позади защитной крышки панели 1 управления. Панель 1 управления может иметь ряд элементов 2 управления и быть оборудованной индикатором 3.
Замок-выключатель 15 может также быть расположен в другом месте и/или вне кабины лифта, например, рядом с дверьми шахты.
В соответствии с изобретением в кабине лифта устанавливается замок-выключатель 15, который имеет средства распознавания ключа 13 с бородкой 13.1. Замок-выключатель 15 содержит отверстие 16.2 для вставки бородки 13.1 ключа. В соответствии с изобретением средства 30 распознавания ключа функционируют бесконтактно и по этой причине имеют соответствующие средства 32 сканирования для сканирования, по меньшей мере, части вставленной в отверстие 16.2 бородки 13.1 ключа. Средства сканирования 32 передают фактические значения ключа 13, находящегося в данный момент в отверстии 16.2 для ключа. Соответствующее состояние показано на фиг.4A и 4B. Имеются средства 31 памяти для сохранения опорных значений ключа 13 во время фазы инициализации. Далее имеется электронный компаратор 33, сравнивающий фактические и опорные значения и при их совпадении выдающий разрешение.
На фиг.4A, 4B, 4C изображен первый вариант осуществления изобретения. Приведено упрощенное изображение для разъяснения принципа изобретения.
Чертежи 4A и 4B расположены таким образом, чтобы их можно было сравнить с чертежами 3A и 3B традиционного замка-выключателя. Сравнение позволяет заметить, что изображенный на фиг.4B замок-выключатель 15 имеет существенно меньшую габаритную глубину В, чем замок-выключатель на фиг.3B. На фиг.4A, 4B, 4C выбрана компоновка элементов замка-выключателя 15, габаритная глубина которой даже меньше, чем длина бородки 13.1 ключа. На фиг.4B видно, что бородка 13.1 ключа проникает сквозь замок-выключатель 15, и конец бородки 13.1 ключа выступает наружу.
Далее подробно описываются элементы замка-выключателя 15 в соответствии с изобретением. На фиг.4B видно, что ключ 13 вставлен справа в замок-выключатель 15 сквозь защитную панель 16.1. Также как и в традиционных замках-выключателях, новый замок-выключатель имеет цилиндр 16.3 ключа определенного типа или установочный корпус, далее для простоты называемый цилиндром ключа. В отличие от традиционного замка-выключателя данный включает этот цилиндр 16.3 ключа, но не включает никакие собственные механические средства запирания. Так как изобретение функционирует бесконтактно, ключ 13 просто вставляется, и его принудительный поворот не требуется. Однако ключ может иметь возможность вращения, и с помощью поворота ключа можно сканировать несколько сторон ключа, не увеличивая затраты на распознавание и таким образом повышая безопасность (фотокопирование ключа невозможно). Здесь следует отметить, что для предпочтительного варианта осуществления изобретения наряду с бесконтактным распознаванием ключа 13 можно также предусмотреть механическое распознавание для обеспечения допуска только определенных типов ключей.
Цилиндр 16.3 ключа имеет «окно» 16.4, показанное на фиг.4C. Термин «окно» здесь показывает, что между средством 32 сканирования и сканируемой частью бородки 13.1 ключа существует зрительная связь или связь по действию. В случае оптического сканирования речь идет о (прозрачном) окне с заданными оптическими свойствами или об отверстии. Если производится другая форма или комбинация различных форм бесконтактного сканирования, окно соответственно выполняется иначе. При емкостном или индуктивном сканировании окно может, например, включать соответствующий материал, например диэлектрический материал.
На фиг.4A-4C видно, как могут быть расположены отдельные элементы. Например, может использоваться плата 34 или другой несущий материал для размещения электронных компонентов средств 30 распознавания ключа. На фиг.4A и 4B показано, что плата 34 расположена рядом с цилиндром 16.3 ключа. Посередине находятся собственно средства 32 сканирования для сканирования, по меньшей мере, части вставленной в отверстие 16.2 для ключа бородки 13.1 ключа. Средства 32 сканирования жестко связаны с цилиндром 16.3 ключа и через окно 16.4 имеют доступ к сканируемой области бородки 13.1 ключа. На плате 34 могут также находиться другие компоненты, например чип памяти, служащий средством 31 памяти, и электронный компаратор 33. На фиг.4A и 4B эти компоненты показаны в форме интегральных микросхем (ИМС). Также возможны отдельные или полностью интегрированные в ИМС решения.
На фиг.4A видно, что цилиндр 16.3 ключа слева имеет уплощение (секущая по периметру цилиндра 16.3 ключа). В области этого уплощения закреплено или размещено средство 32 сканирования. На фиг.4C показано, что окно 16.4 с уплощенной стороны цилиндра 16.3 ключа пролегает к области, где находится бородка 13.1 ключа.
На фиг.4C проиллюстрировано, что внутри средства 32 сканирования может располагаться, например, камера 32.1 (элемент оптического распознавания), например, ПЗС-чип. Такая камера 32.1 создает изображение или снимок сканируемой области бородки 13.1 ключа. Соответствующие сигналы или цифровые значения, передаваемые камерой 32.1, здесь в общем называются фактическими значениями. Эти фактические значения могут передаваться по кабелю или другому соединению на электронный компаратор 33, который сравнивает это фактическое значение с одним или несколькими опорными значениями, сохраненными в памяти 31. При совпадении фактического значения с одним из опорных значений средства 30 распознавания ключа выдают разрешение. Благодаря такому разрешению может инициализироваться, например, специальная поездка (например, в охраняемую зону офиса) или аварийный режим.
Чтобы подготовить средства 30 распознавания ключа к использованию, в так называемой фазе инициализации задается и сохраняется, по меньшей мере, опорное значение одного ключа 13. Теперь, когда после фазы инициализации применяется тот же ключ 13 или копия этого ключа 13, после сканирования и сравнения выдается разрешение.
Принцип бесконтактного сканирования (распознавания) в соответствии с изобретением ключа 13 на фиг.5 описывается с помощью примера осуществления, функционирующего с ПЗС-чипом в качестве камеры 32.1. На этапе A показан ключ и пиксельное поле камеры 32.1 с большим количеством расположенных в рядах и столбцах пикселей. Камера 32.1 принимает электронное (цифровое) изображение 32.2 бородки 13.1 ключа. Это изображение показано на фиг.5 как этап В. На изображении видны три закрашенных черным цветом области, соответствующие положению и размеру углу впадин 13.2 бородки 13.1 ключа. Внизу справа на фиг.5 схематически показано средство 31 памяти. В показанном примере в фазе инициализации задают изображения (опорные значения VW1 - VW3) трех ключей. На этапе С осуществляется сравнение изображения 32.3 с сохраненными значениями VW1 - VW3. Так как VW1 соответствует текущему фактическому значению (изображение 32.3), выдается разрешение, что обозначено стрелкой 31.1.
Изобретение также функционирует со средствами сканирования, генерирующими изображение (фактическое значение) точка за точкой или пошагово. Например, может применяться светодиод или лазер, который направляет свет на бородку 13.1 ключа, который затем после отражения принимается детектором. Принцип функционирования остается тем же.
В особенно предпочтительных вариантах осуществления работают с алгоритмом сравнения с изображением или с образцом.
Разрешение инициализируется средствами 30 распознавания ключа посредством электрического импульса или, например, цифровыми сигналами «1» или «0». Такой импульс или такое цифровое значение может, например, распознаваться и обрабатываться другим конструктивным элементом системы управления лифтом.
Средства 130 распознавания ключа могут инициализироваться. Инициализация может производиться на заводе или непосредственно на месте. На фазе инициализации сохраняются опорные значения VW1 - VW3 одного или нескольких ключей 13. Эти опорные значения VW1 - VW3 сохраняются в памяти 31.
Предпочтительна возможность удаления или редактирования опорных значений или добавления новых опорных значений. Чтобы обеспечить защиту таких изменений, можно предусмотреть специальную аутентификацию. При аутентификации (на фазе аутентификации), например, после вставки эталонного ключа в отверстие 16.2 для ключа его сканируют. Соответствующее опорное значение VW∗ эталонного ключа может быть сохранено в защищенной (на которую можно произвести запись только один раз) области памяти. Только после того, как изображение эталонного ключа распознано, можно переключиться в режим изменений (режим управления). Вход в режим изменения (режим управления) может также осуществляться с помощью ручного ввода кода с панели 10 управления. Альтернативно или дополнительно для аутентификации можно предусмотреть считывание чип-карты.
Если опорные значения в определенной области допуска отличаются от изображения, с помощью адаптивной правки опорных значений можно компенсировать эффект естественного износа или старения сканируемой бородки ключа, не снижая при этом надежности и безопасности системы.
Изобретение дает многочисленные преимущества, понятные из описания. Особо следует упомянуть тот факт, что конструктивная глубина может быть значительно меньше, чем в традиционных замках-выключателях. Кроме того, изобретение предлагает многочисленные возможности адаптации к соответствующей ситуации на месте. Легко можно сканировать дополнительные ключи и таким образом допускать их к использованию. Данные утерянных ключей можно легко стереть из памяти.
Также в средстве 30 распознавания ключа можно без проблем регистрировать ключи различных производителей и конструкций и тем самым разрешать эксплуатацию средств 30 распознавания ключа с этими ключами. Так, например, арендатор здания может зарегистрировать собственный ключ от гаража, чтобы впоследствии управлять лифтом с помощью ключа от гаража. Другой житель того же дома может, например, зарегистрировать и использовать собственный ключ от входной двери.
Показанное решение значительно выгоднее и гибче, чем известные на сегодняшний день решения, так как можно применять только одно устройство для нескольких средств закрывания/функций, а не использовать по одному цилиндру замка для каждой функции. Можно регистрировать даже самостоятельно изготовленные ключи и сохранять данные о них.
Уровень безопасности можно повышать как угодно, когда, например, для инициирования какой-либо функции необходимо считать несколько ключей в заданном (или произвольном) порядке. Например, для допуска на проход в пентхаус: 1. ключ от автомобиля = разрешение, 2. ключ от квартиры = вызов и т.п.