一種光控式鎖具的控制電路的製作方法
2023-05-01 00:39:41 2
一種光控式鎖具的控制電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光控式鎖具的控制電路，包括電源、電磁鐵、光敏電路和繼電器控制電路：繼電器控制電路包括感應裝置、蜂鳴器、中間繼電器KA、中間繼電器KA1、中間繼電器KA2、延時繼電器KT1、延時繼電器KT2；其中KA和KA2的觸點為常開觸點，KA1的觸點為常閉觸點，KT1的觸點為常閉觸點，KT2的觸點為常開觸點；光敏電路包括光敏電阻R1、可調電阻R2、固定電阻R3、固定電阻R4、三極體Q1和三極體Q2，本實用新型以現有的機械鎖具為基本結構，能將本電路中的電磁鐵方便地加裝在鎖具上，構成獨立於原鎖具之外的一套鎖閉機構，增加了鎖具使用的方便性和安全性。
【專利說明】一種光控式鎖具的控制電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種控制電路，具體涉及一種光控式鎖具的控制電路，能根據光線強弱控制鎖具的閉合。
【背景技術】
[0002]鎖具是一種常用的機械裝置，通過鎖舌和鎖舌槽的配合構成鎖閉機構，將門相對於門框固定。
[0003]為了使鎖具的使用更加方便，現有技術中提出了各類自動鎖具，如感應式鎖具、電磁鎖具等。對於鎖具的鎖閉過程，如能通過自動的方式進行控制，利用一個信號來觸發該鎖閉過程，無疑將很大地方便用戶的使用；尤其是在學校宿舍、公司宿舍等場合，進出門頻率比較高的時候，相互之間有時疏於確定鎖具是否處於了鎖定狀態，而可能造成看似門處於閉合狀態，但其實並未上鎖的情況，帶來安全隱患。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術中提出的問題，本實用新型的目的在於，提供一種光控式鎖具的控制電路，能方便地與電磁鐵配合，對門鎖改造，以提高門鎖的方便性能和安全性能。
[0005]為了實現上述任務，本實用新型採用以下技術方案:
[0006]一種光控式鎖具的控制電路，包括電源、電磁鐵、光敏電路和繼電器控制電路:
[0007]繼電器控制電路包括感應裝置、蜂鳴器、中間繼電器KA、中間繼電器KAl、中間繼電器KA2、延時繼電器KT1、延時繼電器KT2 ;其中KA和KA2的觸點為常開觸點，KAl的觸點為常閉觸點，KTl的觸點為常閉觸點，KT2的觸點為常開觸點；KA1的線圈下端、KA2的線圈下端和KTl的線圈下端接地，KAl的線圈上端、KA2的線圈上端和KTl的線圈上端均連接至感應裝置的下端；KA2觸點的上端與KT2的線圈上端、KT2的觸點上端、感應裝置的上端以及KA的觸點下端連接，KA2觸點的下端與KTI的觸點上端連接，所述的電磁鐵串聯在KTI的觸點下端和KTI的線圈下端之間；KT2線圈的下端和KT2觸點的下端分別連接KAI觸點的上端和蜂鳴器的上端，KAl觸點的下端與蜂鳴器的下端共同接地；KA的線圈上端、KA線圈下端、KA的觸點上端連接光敏電路；
[0008]光敏電路包括光敏電阻R1、可調電阻R2、固定電阻R3、固定電阻R4、三極體Ql和三極體Q2，其中Ql的基極與R4的下端連接，Ql的集電極與R3的下端以及Q2的基極連接，Ql的發射極接地；Q2的發射極接地，Q2的集電極與繼電器控制電路中的KA的線圈下端連接；R4的上端連接Rl的下端和R2的上端，R2的下端接地，Rl的上端、R3的上端和KA的線圈上端、KA的觸點上端、電源連接。
[0009]本實用新型與現有技術相比具有以下技術特點:
[0010]1.以現有的機械鎖具為基本結構，能將本電路中的電磁鐵方便地加裝在鎖具上，構成獨立於原鎖具之外的一套鎖閉機構，增加了鎖具使用的方便性和安全性；
[0011]2.除了利用在鎖具結構上，還能方便地移植在各種需要鎖閉的場合，複雜度低，能效好；
[0012]3.電路結構簡單，不採用單片機等處理器件，僅通過電晶體、電阻和繼電器的配合即能完成根據環境亮度強弱控制鎖閉，並且具有報警功能，這種結構便於集成，具有良好的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型控制電路的電路圖；
[0014]圖2是本實用新型應用在鎖具上的結構示意圖；
[0015]圖3為電磁鐵部分的結構示意圖；
[0016]圖4為卡板的安裝示意圖；
[0017]圖5為拉杆部分的結構示意圖；
[0018]圖中的各個標號的含義為:
[0019]I—鎖殼，2—復位彈費，3—旋鈕，4—保險片，5—鎖頭傳動片，6—執手，7—拉杆，8—鎖舌，9 一鎖舌槽，10—鐵銷，11 一電磁鐵，12—光敏控制電路，13—感應裝置，14 一卡件，15—感應裝置，16—行程彈簧，17—卡板，18—卡槽，19一光敏電阻；
【具體實施方式】
[0020]遵從上述技術方案，如圖1所示，一種光控式鎖具的控制電路，包括電源VCC、電磁鐵、光敏電路和繼電器控制電路:
[0021]繼電器控制電路包括感應裝置、蜂鳴器、中間繼電器KA、中間繼電器KA1、中間繼電器KA2、延時繼電器KT1、延時繼電器KT2 ;其中KA和KA2的觸點為常開觸點，KAl的觸點為常閉觸點，KTl的觸點為常閉觸點，KT2的觸點為常開觸點；KA1的線圈下端、KA2的線圈下端和KTl的線圈下端接地，KAl的線圈上端、KA2的線圈上端和KTl的線圈上端均連接至感應裝置的下端；KA2觸點的上端與KT2的線圈上端、KT2的觸點上端、感應裝置的上端以及KA的觸點下端連接，KA2觸點的下端與KTI的觸點上端連接，所述的電磁鐵串聯在KTI的觸點下端和KTI的線圈下端之間；KT2線圈的下端和KT2觸點的下端分別連接KAI觸點的上端和蜂鳴器的上端，KAl觸點的下端與蜂鳴器的下端共同接地；KA的線圈上端、KA線圈下端、KA的觸點上端連接光敏電路；
[0022]光敏電路包括光敏電阻R1、可調電阻R2、固定電阻R3、固定電阻R4、三極體Ql和三極體Q2，其中Ql的基極與R4的下端連接，Ql的集電極與R3的下端以及Q2的基極連接，Ql的發射極接地；Q2的發射極接地，Q2的集電極與繼電器控制電路中的KA的線圈下端連接；R4的上端連接Rl的下端和R2的上端，R2的下端接地，Rl的上端、R3的上端和KA的線圈上端、KA的觸點上端、電源連接；電源採用5V電源。
[0023]由於電路結構難以表述清楚，因此本方案中在描述電路元器件時，對於繼電器、電阻、感應裝置和蜂鳴器的描述中採用了上端和下端的表述方式。其中，對於電阻、感應裝置和蜂鳴器來講，其均只有兩個連接端，那麼這兩個連接端分別為上端和下端；而對於中間繼電器和延時繼電器來講，其連接時，分別要考慮繼電器中線圈(圖中用K加外圓圈來表示)的兩端和觸點(圖中用=或#來表示)的兩端，則分別用上端和下端來表示線圈和觸點的兩端；上端是指從電源流出的電流先到達該元器件的一端；元器件的阻值見圖中所示。
[0024]本方案中，所採用的感應裝置為兩個相互配合的傳感器，如霍爾傳感器；其中一個傳感器設置在鎖具下端，為發射端，另一個傳感器設置在鎖舌槽的下端，為接收端。當兩個傳感器位於同一條直線上時能相互配對，即接收端能收到發射端的信息時，為正常狀態；否則向電路中發出報警信號。
[0025]控制電路的工作原理如下:
[0026]光敏電路主要由NPN三極體的共發射極電路組成，三極體有3種工作區域:截止區、線性區、飽和區。三極體是以B極電流IB作為輸入，操控整個三極體的工作狀態。若三極體是在截止區，IB趨近於O (VBE亦趨近於O)，C極與E極間約呈斷路狀態，IC = 0，VCE =VCCo若三極體是在線性區，B-E接面為順向偏壓，B-C接面為逆向偏壓，IB的值適中(VBE=0.7V)，IC = hFE，IB 呈比例放大，Vce = Vcc - Re，Ic = Vcc - Re，hFE、IB 可被 IB 操控。若三極體在飽和區，IB很大，VBE = 0.8V，VCE = 0.2V，VBC = 0.6V，B-C與B-E兩接面均為正向偏壓，C-E間等同於一個帶有0.2V電位落差的通路，可得IC = (Vcc-0.2)/RC，IC與IB無關了，因此時的IB大過線性放大區的IB值，IC〈hFE是必然的。三極體在截止態時C-E間如同斷路，在飽和態時C-E間如同通路(帶有0.2V電位降)，因此可以作為開關。控制此開關的是IB，也可以用VBB作為控制的輸入訊號。
[0027]由以上上分析可以知道，當工作電路處在白天有光環境時，光敏電阻阻值小，故Ql基極電壓高，Ql飽和導通，此時Q2基極電壓低，Q2截止斷開，繼電器KA不工作；同理，當工作電路處在夜晚無光環境時，Q2截止斷開，Ql飽和導通，繼電器KA正常工作。
[0028]本方案中的電磁鐵採用直線電磁鐵，而電磁鐵得電運動後，可以採用兩種與鎖具配合的利用方式:
[0029]第一種，通過電磁鐵的運動來控制卡止機構，如電磁鐵運動控制一個帶彈簧的伸縮杆，使伸縮杆在彈簧的作用下能伸入到固定於門框上鎖舌槽下端或鎖舌槽中與伸縮杆配合的緊固槽中，這樣就利用電磁鐵實現了間接的鎖止，此時伸縮杆的作用相當於鎖具的鎖舌；
[0030]第二種，直接將電磁鐵充當上述的伸縮杆，伸入到緊固槽中，將門相對於門框緊固。
[0031]如圖3所示，為本方案第一種利用方式的一個實施例，即在現有的鎖具結構上進行了改進，加入了上述電路結構，並利用拉杆7來充當伸縮杆。這種鎖具包括鎖殼1、可伸出鎖殼I的鎖舌8以及鎖舌槽9，鎖殼I中沿平行於鎖舌8運動的方向設置有復位彈簧2，穿過復位彈簧2設置有拉杆7，拉杆7靠近鎖舌槽9的一端設置有可穿出鎖殼I並伸入鎖舌槽9中的卡件14，拉杆14上還設置有控制拉杆7運動的限制裝置13，15，限制裝置13，15通過控制電路作動。
[0032]在這個實施例中採用了一種普通的鎖具作為原型，原有鎖具當中的結構，例如保險片4、旋鈕3、鎖芯、執手6、鎖頭傳動片5、鎖舌8和鎖舌槽9均保持原有結構，當鎖芯轉動時，通過鎖芯帶動鎖頭傳動片5，繼而使鎖舌8朝鎖殼內運動而打開鎖；而執手6則位於鎖殼I外部用於手動打開鎖具，保險片4與鎖頭傳動片5連接，防止鎖舌8被拔出或撬動，旋鈕3則用於卡住鎖舌8，使鎖舌8不能自行復位，鎖具保持常開狀態。
[0033]本方案的鎖具中，在原有鎖具結構的基礎上，添加了拉杆7及其附屬結構。拉杆7一端的卡件相當於另一個鎖舌8，卡件伸入到鎖舌槽9中時，與鎖舌8起到相同的作用，即卡柱鎖體和鎖舌槽9，保持鎖具的鎖定狀態。即卡件和鎖舌8能單獨或共同鎖定鎖具。
[0034]復位彈簧2套裝在拉杆7上，復位彈簧2 —端固結拉杆7，另一端固結鎖殼1，在復位彈簧2自然狀況下，卡件位於鎖殼I外部，處於鎖定位置，而復位彈簧2壓縮時，卡件在拉杆7的帶動下縮回到鎖殼I中。
[0035]控制拉杆7伸縮的限制裝置，可在拉杆7上的復位彈簧2壓縮狀態時，對拉杆7進行暫時的固定，即使卡件保持在鎖殼I內部，而這個控制可通過本方案中的控制電路12實現，控制電路12根據環境的亮度，向限制裝置發出信號使其控制拉杆7運動，使卡件伸縮，保持鎖具的鎖定或打開狀態。
[0036]限制裝置包括鐵銷10，如圖3、圖4所示，鐵銷10由電磁鐵11控制其軸向上的運動，並在鐵銷10上套裝有行程彈簧16 ;鐵銷10設置於鎖殼I下部，鐵銷10的上端可伸入鎖殼I中，在鐵銷10上端安裝有卡板17，卡板17與設置在拉杆7上的卡槽18配合。
[0037]限制裝置整體實現的作用是，能使限制裝置中的卡板17沿鐵銷10的軸向運動，以伸入到拉杆7上的卡槽18中，起到限制卡槽18的作用。鐵銷10上套裝的行程彈簧16，在電磁鐵11不工作時使鐵銷10回位，即電磁鐵11工作時行程彈簧16處於壓縮狀態。電磁鐵11的電路通斷只需要兩個激勵，一個控制其通，一個控制其斷，而這些可以通過控制電路12來實現。
[0038]卡槽18為軸向設置在卡板17上方拉杆7上的卡槽18，卡槽18至少設置兩段且相鄰的兩段卡槽18之間平滑過渡，每一段卡槽18的深度不相同且沿靠近鎖舌槽9方向深度逐漸增大。
[0039]卡槽18分為多段，如圖4所示，可以使拉杆7在不同的位置被卡板17固定，以限定卡件的位置。如本實施例中，卡槽18設置兩段，開始時復位彈簧2處於壓縮狀態，此時卡板17位於較深的卡槽18中，即靠近鎖舌槽9的卡槽18中(圖中B處卡槽18)，而卡件這時候位於鎖殼I中，如不考慮鎖具原有的鎖舌8結構，此時鎖具處於打開狀態。當通過光敏控制電路12給出的信號，根據環境亮度，如此時需要改變鎖具狀態，則電磁鐵11的電路導通，電磁鐵11工作，拉動鐵銷10，行程彈簧16壓縮，與鐵銷10連接的卡板17從較深的卡槽18中脫出，在拉杆7上復位彈簧2的作用下，拉杆7向靠近鎖舌槽9方向運動，則卡件從鎖殼I中伸出，鎖具處於鎖定狀態；與此同時，卡板17從較深的卡槽18中被拉出而進入到較淺的卡槽18 (圖中A處卡槽18)中，則完成了鎖具狀態的切換過程。
[0040]上述的通過電磁鐵11切換過程，適用於如學生宿舍等場合，看到門處於閉合狀態，以為門已經鎖住時的情況；而這套裝置可根據環境亮度，當處於夜晚時，能通過上述的拉杆7及其附屬機構通過另一套鎖定裝置，即卡件對鎖具進行自動的鎖定，保證了宿舍的安全。
[0041]復位彈簧2靠近鎖舌槽9的一端固結在拉杆7上，另一端固結在鎖殼I上。
[0042]這種復位彈簧2的設置方式，使其能與拉杆7配合完成鎖具的鎖止，復位彈簧2的限制被解除時，在彈力的作用下，拉杆7帶動卡件伸出鎖殼1，進入到鎖舌槽9中。
[0043]上述方式進行門鎖的鎖止後，如果需要打開鎖具，則需要向下拉動鐵銷10，然後通過拉動拉杆7，使復位彈簧2壓縮，卡件從鎖舌槽9中抽出，同時使卡板17再次卡入到較深的卡槽18中。為了便於操作，拉杆7遠離鎖舌槽9的一端伸出鎖殼11，便於拉動拉杆7。
[0044]控制電路中還設置有報警裝置，即蜂鳴器；當感應裝置13，15沒有配對時，通過蜂鳴器發出報警信號。另外，本裝置中對原有鎖具添加的結構和原有的鎖具結構是相互獨立的，不影響原有結構的正常工作。感應裝置13，15在圖2中通過兩個配合的傳感器來表示。
[0045]當工作電路處在白天有光環境時，Q2飽和導通，Ql截止斷開，繼電器KA不得電，觸點斷開，主電路不工作。當工作電路處在夜晚無光環境時，Q2截止斷開，Ql飽和導通，繼電器KA通電吸合，其常開觸點閉合，主電路通電。當感應裝置(圖1中感應裝置即圖2中的13，15)斷開時，KAl的觸點是常閉觸點，時間繼電器KT2通電吸合，其常開觸點延時閉合，蜂鳴器得電工作，實現了當感應裝置斷開(即門沒有鎖好)時，蜂鳴器延時工作的功能。當感應裝置閉合時，繼電器KAl得電，其常閉觸點斷開，時間繼電器KTl失電，其觸點斷開，蜂鳴器不工作，繼電器KA2得電，其常開觸點閉合，時間繼電器KTl通電，其常閉觸點延時斷開，實現了當感應裝置閉合時電磁鐵工作一段時間自動斷開的功能(自動鎖門)。
【權利要求】
1.一種光控式鎖具的控制電路，其特徵在於，包括電源、電磁鐵、光敏電路和繼電器控制電路: 繼電器控制電路包括感應裝置、蜂鳴器、中間繼電器KA、中間繼電器KA1、中間繼電器KA2、延時繼電器KT1、延時繼電器KT2 ;其中KA和KA2的觸點為常開觸點，KAl的觸點為常閉觸點，KTl的觸點為常閉觸點，KT2的觸點為常開觸點；KA1的線圈下端、KA2的線圈下端和KTl的線圈下端接地，KAl的線圈上端、KA2的線圈上端和KTl的線圈上端均連接至感應裝置的下端；KA2的觸點上端與KT2的線圈上端、KT2的觸點上端、感應裝置的上端以及KA的觸點下端連接，KA2觸點的下端與KTl的觸點上端連接，所述的電磁鐵串聯在KTl的觸點下端和KTI的線圈下端之間；KT2線圈的下端和KT2觸點的下端分別連接KAI觸點的上端和蜂鳴器的上端，KAl觸點的下端與蜂鳴器的下端共同接地；KA的線圈上端、KA的線圈下端、KA的觸點上端連接光敏電路； 光敏電路包括光敏電阻Rl、可調電阻R2、固定電阻R3、固定電阻R4、三極體Ql和三極體Q2，其中Ql的基極與R4的下端連接，Ql的集電極與R3的下端以及Q2的基極連接，Ql的發射極接地；Q2的發射極接地，Q2的集電極與繼電器控制電路中的KA的線圈下端連接；R4的上端連接Rl的下端和R2的上端，R2的下端接地，Rl的上端、R3的上端和KA的線圈上端、KA的觸點上端、電源連接。
【文檔編號】E05B45/06GK204252668SQ201420697395
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】張軍, 曹學鵬, 趙津漢, 趙熙, 李兆慧, 呂文帥, 李哲 申請人:長安大學