ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАМОК
ELECTROMECHANICAL LOCK

Электромеханический замок относится к тросовым запирающим устройствам, управляемым средствами электронной техники, и может быть использован для запирания транспортных средств (например, велосипедов, самокатов), цепочек дверей, подкапотных автомобильных замков с тросовой тягой, с целью исключения возможности несанкционированного доступа.
В результате патентных исследований не было выявлено электромеханических замков для тросовых запирающих устройств, а также механических замков для тросовых запирающих устройств, конструктивные решения элементов которых были бы близки к предлагаемому устройству.
Целью изобретения является создание электромеханического замка для фиксации конца тросового запирающего устройства с установленным на нем ригелем.
Поставленная цель достигается тем, что электромеханический замок содержит магнитопровод, выполненный в виде короба квадратного с равновысокими сторонами, причем одна сторона является опорной, в углах сторон короба магнитопровода сделаны высечки прямоугольные, создающие на дне короба четыре площадки треугольные, на каждой из которых выполнено отверстие короба, в которые установлены втулки резьбовые со стороны внутренней поверхности дна короба магнитопровода, в отверстие дна короба, расположенное в центра дна, винтовым соединением установлен магнитопровод цилиндрический, выполненный в виде стакана с резьбовым отверстием в центре дна стакана, причем наружная поверхность дна стакана расположена на внутренней поверхности дна короба магнитопровода, на магнитопроводе цилиндрическом установлена катушка электромагнита, высотой не более высоты магнитопровода цилиндрического, выводы которой являются входами управления замком, на стороне опорной короба магнитопровода, на ее краях верхней торцевой поверхности выполнены выступы опорной стороны короба, якорь замка выполнен в виде прямоугольной пластины якоря с прямоугольными высечками якоря в углах пластины, которые образуют по сторонам пластины выступы якоря, один из которых является выступом опорным якоря, причем стороны высечек параллельны сторонам пластины, на краю выступа опорного якоря, с боковых сторон выступа опорного, сделаны высечки боковые якоря, размеры которых соответствуют размерам выступов опорной стороны короба, якорь установлен с возможностью вращательного перемещения на стороне опорной короба магнитопровода, а высечки боковые якоря выступа опорного якоря располагаются в выступах короба, причем нижняя поверхность выступов якоря располагается над торцевыми поверхностями сторон короба магнитопровода, а ширина выступов якоря и соответствующих сторон магнитопровода одинаковы, на выступе якоря, противоположенного выступу опорному с высечками боковыми якоря, сформирован зацеп в виде прямоугольного внутреннего отгиба пластины якоря в сторону верхней поверхности пластины якоря и перпендикулярно ей, причем поверхность отгиба параллельна торцевой поверхности выступа пластины, на которой сформирован отгиб, пластина якоря зафиксирована в вертикальном направлении накладкой прямоугольной с просечкой накладки прямоугольной, размеры которой соответствуют размерам торцевой поверхности выступа опорного пластины якоря, причем накладка установлена на внешней поверхности стороны опорной магнитопровода винтовым соединением накладки таким образом, что торцевой край выступа опорного якоря располагается в просечке прямоугольной, на втулки резьбовые установлена платформа прямоугольная, размеры которой не менее размеров пластины якоря, с четырьмя отверстиями платформы, совпадающими с отверстиями втулок резьбовых, напротив торца зацепа в платформе выполнена прямоугольная просечка платформы, длина и ширина которой создают возможность перемещения зацепа в просечке платформы, причем торец стороны платформы, противоположенный стороне с просечкой платформы, примыкает к накладке, в стакане магнитопровода цилиндрического установлена пружина сжатия цилиндрическая, один конец которой упирается в дно стакана, а другой -в нижнюю поверхность пластины якоря, высота втулок резьбовых такова, что между пластиной якоря и платформой образован зазор, причем в открытом состоянии замка, при подаче напряжения на катушку электромагнита, силами электромагнитного тяжения пластина якоря притянута нижней поверхностью к торцевым поверхностям сторон магнитопровода, а верхняя торцевая поверхность зацепа находится на уровне верхней поверхности платформы, в закрытом состоянии замка, при обесточенной катушке электромагнита, под действием пружины сжатия цилиндрической, пластина якоря упирается в нижнюю поверхность платформы, а верхняя торцевая поверхность зацепа выступает над уровнем верхней поверхности платформы, на верхней поверхности платформы установлена пластина канальная, отформованная в виде профиля корытного равнополочного, корытом в сторону верхней поверхности платформы, образуя корытом канал прямоугольный, расположение которого перпендикулярно торцу выступа якоря с зацепом, причем размеры пластины канальной совпадают с размерами платформы, а на полках профиля корытного выполнены четыре отверстия пластины канальной, совпадающие с отверстиями платформы, пластина канальная совместно с платформой соединена с втулками резьбовыми винтами соединительными, проходящими через отверстия платформы и отверстия пластины канальной, ширина канала больше ширины зацепа, и в закрытом состоянии замка зацеп располагается в канале, симметрично его сторонам, а высота канала не менее высоты зацепа над уровнем верхней поверхности платформы в закрытом состоянии замка, в пластине канальной с одной стороны канала, между отверстиями пластины канальной выполнена высечка канальная, высекающая полку и боковую стенку корыта профиля корытного равнополочного, в канале пластины канальной расположен с возможностью перемещения толкатель, выполненный в виде П-образной пластины, высота которой соответствует высоте канала, ширина - ширине канала, а на боковой поверхности толкателя выполнен выступ толкателя, располагающийся в высечке канальной, размеры накладки таковы, закрывают заднюю часть канала, причем в накладке выполнена пукля в сторону канала и расположенная напротив центра канала, в П-образной полости толкателя расположена пружина сжатия цилиндрическая толкателя, один конец которой упирается в дно П-образной полости толкателя, а второй - в пуклю накладки.
В электромеханический замок введен ригель в виде прямоугольной пластины, высота которой соответствует высоте канала, ширина - ширине канала, с одного края ригеля выполнена прямоугольная просечка ригеля, расположенная параллельно краю, длина которой и ширина которой соответствует длине и ширине просечки платформы, а с другого края - отверстие тросового крепления, выходящее за пределы платформы в закрытом состоянии замка.
В исходном состоянии замка толкатель под действием пружины сжатия цилиндрической толкателя занимает крайнее левое положение, определенное примыканием левой боковой поверхностью выступа толкателя к левой торцевой поверхности высечки канальной, при этом верхняя торцевая поверхность зацепа упирается в нижнюю поверхность толкателя, в закрытом состоянии замка толкатель, под действием торцевой поверхности ригеля на торцевую поверхность толкателя, занимает положение, при котором просечка ригеля располагается напротив верхней торцевой поверхности зацепа, который под действием пружины сжатия цилиндрической располагается в полости просечки ригеля, замок закрыт.
Магнитопровод, магнитопровод цилиндрический и якорь замка выполнены из магнитопроводящего материала.
На платформе замка установлен концевой выключатель, на который, в закрытом состоянии замка, воздействует торцевая поверхность выступа толкателя.
На фиг. 1 представлена деталировка замка, на фиг. 2 - замок в открытом состоянии, на фиг. 3 -замок в закрытом состоянии, на фиг. 4а - состояние концевого выключателя открытого замка, на фиг. 4б - состояние концевого выключателя закрытого замка.
Электромеханический замок содержит магнитопровод 1, выполненный в виде короба квадратного с равновысокими сторонами 2-5, причем сторона 2 является опорной. В углах сторон короба магнитопровода 1 сделаны высечки прямоугольные, создающие на дне короба четыре площадки треугольные 6 - 9, на каждой из которых выполнено отверстие короба 10 - 13, в которые установлены втулки резьбовые 14 - 17 со стороны внутренней поверхности дна короба магнитопровода 1. В отверстие 18 дна короба, расположенное в центра дна, винтом 19 винтового соединения установлен магнитопровод цилиндрический 20, выполненный в виде стакана с резьбовым отверстием 21 в центре дна стакана, причем наружная поверхность дна стакана расположена на внутренней поверхности дна короба магнитопровода 1. На магнитопроводе цилиндрическом 20 установлена катушка электромагнита 22, высотой не более высоты магнитопровода цилиндрического 20, выводы 23, 24 которой являются входами управления замком. На стороне опорной 2 короба электромагнита 1, на ее краях верхней торцевой поверхности выполнены выступы опорной стороны 25, 26 короба. Якорь 27 замка выполнен в виде прямоугольной пластины якоря 27 с прямоугольными высечками якоря 27 в углах пластины, которые образуют по сторонам пластины выступы якоря 28 -31, причем выступ 28 является выступом опорным якоря, а стороны высечек якоря 27 параллельны сторонам пластины. На краю выступа опорного якоря 28, с боковых сторон выступа опорного якоря 28, сделаны высечки боковые якоря 32, 33, размеры которых соответствуют размерам выступов опорной стороны 25, 26 короба. Якорь 27 установлен с возможностью вращательного перемещения на стороне опорной 2 короба магнитопровода 1, а высечки боковые якоря 32, 33 выступа опорного якоря 28 располагаются в выступах опорной стороны 25 - 26 короба магнитопровода 1, причем нижняя поверхность выступов якоря 27 располагается над торцевыми поверхностями сторон 25 - 26 магнитопровода 1, а ширина выступов якоря 28 - 31 и соответствующих сторон 2-5 магнитопровода 1 одинаковы. На выступе якоря 30, противоположенного выступу опорному якоря 28 с высечками боковыми якоря 32, 33, сформирован зацеп 34 в виде прямоугольного внутреннего отгиба пластины якоря 27 в сторону верхней поверхности пластины якоря 27 и перпендикулярно ей, причем поверхность отгиба параллельна торцевой поверхности выступа 30, на которой сформирован отгиб. Пластина якоря 27 зафиксирована в вертикальном направлении накладкой 35 прямоугольной с просечкой накладки 36, размеры которой соответствуют размерам торцевой поверхности выступа опорного 28 якоря 27. Накладка 35 установлена на внешней поверхности стороны опорной 2 магнитопровода 1 винтом 37 винтового соединения накладки 35 таким образом, что торцевой край выступа опорного 28 якоря 27 располагается в просечке накладки 36. На втулки резьбовые 14 - 17 установлена платформа 38 прямоугольная, размеры которой не менее размеров пластины якоря 27, с четырьмя отверстиями платформы 39 - 42, совпадающими с отверстиями втулок резьбовых 14 - 17. Напротив торца зацепа 34 в платформе 38 выполнена прямоугольная просечка платформы 43, длина и ширина которой создают возможность перемещения зацепа 34 в просечке платформы 43, причем торец стороны платформы 38, противоположенный стороне с просечкой платформы 43, примыкает к накладке 35. В стакане магнитопровода цилиндрического 20 установлена пружина сжатия цилиндрическая 44, один конец которой упирается в дно стакана магнитопровода цилиндрического 20, а другой - в нижнюю поверхность пластины якоря 27. Высота втулок резьбовых 13 - 17 такова, что между пластиной якоря 27 и платформой 38 образован зазор, причем в открытом состоянии замка (фиг. 2), при подаче напряжения на катушку 22 электромагнита, силами электромагнитного тяжения пластина якоря 27 притянута нижней поверхностью к торцевым поверхностям сторон 2-5 магнитопровода 1, а верхняя торцевая поверхность зацепа 34 находится на уровне верхней поверхности платформы 38. В закрытом состоянии замка, при обесточенной катушке электромагнита 22, под действием пружины сжатия цилиндрической 44, пластина якоря 27 упирается в нижнюю поверхность платформы 38, а верхняя торцевая поверхность зацепа 34 выступает над уровнем верхней поверхности платформы 38 (фиг. 3). На верхней поверхности платформы 38 установлена пластина канальная 45, отформованная в виде профиля корытного равнополочного, корытом в сторону верхней поверхности платформы 38, образуя корытом канал 46 прямоугольный, расположение которого перпендикулярно торцу выступа якоря 30 с зацепом 34. Размеры пластины канальной 45 совпадают с размерами платформы 38, а на полках профиля корытного выполнены четыре отверстия пластины канальной 47 - 50, совпадающие с отверстиями платформы 39 - 42. Пластина канальная 45 совместно с платформой 38 соединена с втулками резьбовыми 14 - 17 винтами соединительными 51 - 54, проходящими через отверстия платформы 39 - 42 и отверстия пластины канальной 47 - 50. Ширина канала 46 больше ширины зацепа 34, и в закрытом состоянии замка зацеп 34 располагается в канале 46 симметрично его сторонам, при этом высота канала 46 не менее высоты зацепа 34 над уровнем верхней поверхности платформы 38 в закрытом состоянии замка. В пластине канальной 45 с одной стороны канала 46, между отверстиями пластины канальной 47, 48 выполнена высечка канальная 55, высекающая полку и боковую стенку корыта профиля корытного равнополочного. В канале 46 пластины канальной 45 расположен с возможностью перемещения толкатель 56, выполненный в виде П-образной пластины, высота которой соответствует высоте канала 46, ширина - ширине канала 46, а на боковой поверхности толкателя 56 выполнен выступ толкателя 57, располагающийся в высечке канальной 55. Размеры накладки 35 таковы, закрывают заднюю часть канала 46, причем в накладке 35 выполнена пукля 58 в сторону канала 46 и расположенная напротив центра канала 46. В П-образной полости толкателя 56 расположена пружина сжатия цилиндрическая толкателя 59, один конец которой упирается в дно П-образной полости толкателя 56, а второй - в пуклю накладки 58. Ригель 60 замка выполнен в виде прямоугольной пластины, высота которой соответствует высоте канала 46, ширина - ширине канала 46. С одного края ригеля 60 выполнена прямоугольная просечка ригеля 61, расположенная параллельно краю ригеля 60, длина и ширина которой соответствует длине и ширине просечки платформы 43, а с другого края - отверстие тросового крепления 62. В исходном состоянии замка толкатель 56 под действием пружины сжатия цилиндрической толкателя 59 занимает крайнее левое положение, определенное примыканием левой боковой поверхностью выступа толкателя 57 к левой торцевой поверхности высечки канальной 55, при этом верхняя торцевая поверхность зацепа 34 упирается в нижнюю поверхность толкателя 60 под действием пружины сжатия цилиндрической 44. В закрытом состоянии замка толкатель 56, под действием торцевой поверхности ригеля 60 на торцевую поверхность толкателя 56, занимает положение, при котором просечка ригеля 61 располагается напротив верхней торцевой поверхности зацепа 34, который под действием пружины сжатия цилиндрической 44 располагается в полости просечки ригеля 61, замок закрыт.Материалы, из которых изготовлены магнитопровод 1, магнитопровод цилиндрический 20, якорь 27 должны быть магнитопроводящими. На платформе 38, напротив высечки канальной 55, установлен концевой выключатель 63 таким образом (фиг. 4а,б), что в открытом состоянии замка торцевая поверхность выступа толкателя 57 не воздействует на концевой выключатель 63, а в закрытом состоянии замка торцевая поверхность выступа толкателя 57 воздействует на концевой выключатель 63. Выводы концевого выключателя 63 являются выводами, определяющими состояние замка.
Замок работает следующим образом.
В исходном состоянии замка катушка 22 электромагнита обесточена, толкатель 56 находится в крайнем левом положении, определяемым примыканием левой боковой поверхностью выступа толкателя 57 к левой торцевой поверхности высечки канальной 55. При этом верхняя торцевая поверхность зацепа 34 упирается в нижнюю поверхность толкателя 60 под действием пружины сжатия цилиндрической 44. Для запирания ригеля 60 с тросом в замке (фиг. 2) необходимо ригель 60 краем с просечкой ригеля 61 ввести в канал 46 и передвигать внутрь канала 46, преодолевая усилие пружины сжатия цилиндрической толкателя 59 до тех пор, пока просечка ригеля 61 не совместится с просечкой платформы 43. При движении ригеля 60 верхняя торцевая поверхность зацепа 34 будет скользить вначале по нижней поверхности толкателя 56, затем по нижней поверхности ригеля 60, пока не окажется в просечке ригеля 61. В этом случае якорь 27 под действием пружины сжатия цилиндрической 44 повернется до соприкосновения левого края верхней поверхности якоря 27 с нижней поверхностью платформы 38 (фиг. 3). При этом зацеп 34 перемещается в полость просечки ригеля 61, замок закрыт (фиг. 3). Для открывания замка необходимо подать напряжение на катушку 22. Под действием электромагнитных сил тяжения, создаваемых электромагнитом, якорь 27 оказывается притянутым нижней поверхностью к торцевым поверхностям сторон 2-5 магнитопровода 1, и зацеп 34 выходит из полости просечки ригеля 61. При этом толкатель 56 под действием пружины сжатия цилиндрической толкателя 59 выталкивает ригель 60 из канала 46 и останавливается при примыкании левой боковой поверхности выступа толкателя 57 к левой торцевой поверхности высечки канальной 55. Замок открыт. В случаях иного исходного состояния замка, когда по причинам стороннего внешнего воздействия на толкатель 60, толкатель 60 занимает положение за задней поверхностью зацепа 34, необходимо восстановить исходное состояние замка, подав напряжение на катушку 22 электромагнита, или сделав фаску на передней торцевой поверхности ригеля 60, утапливающую зацеп 34 при введении ригеля 60 в канал 46. В исходном состоянии замка торцевая поверхность выступа толкателя 57 не воздействует на концевой выключатель 63. При запирании замка выступ 57 совместно с толкателем 56 перемещается к правой стороне высечки канальной 55, воздействуя крайне правой торцевой поверхностью выступа толкателя 57 на концевой выключатель 63.