Механический замок с электромагнитной блокировкой и контролем доступа "крепость"

Техническое решение относится к области строительства, а именно, к замкам, ключам, запиранию и отпиранию замков и других запирающих устройств с помощью электрических или магнитных средств.

Назначением данного технического решения является повышение надежности механического замка от несанкционированного вскрытия за счет введения в его состав электромагнитной системы блокировки, а также сигнализационного модуля для интеграции с системой мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы.

Механический замок с электромагнитной блокировкой и контролем доступа содержит корпус с размещенным в нем ригелем с сувальдным механизмом, соленоид, геркон, электрическую схему управления электромагнитной блокировкой замка, разъемы питания и сигнала, расположенный на штоке соленоида стопорный механизм (язычок), взаимодействующий с пластинами секрета замка, с Г-образным контактом. Ключ специального исполнения со встроенными постоянными магнитами.

Преимущества заявляемого технического решения:

- невозможность вскрытия замка посторонними техническими средствами (отмычками);

- невозможность вскрытия замка дубликатом ключа;

- оригинальный ключ защищен от подделки;

- наличие сигнализационного модуля для интеграции с системой мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы, позволяющего подать сигнал о попытке несанкционированного вскрытия отмычками или дубликатом ключа на диспетчерский пункт;

- возможность работы как от стационарного, так и от автономного источника питания малой мощности.

Область техники

Данное техническое решение относится к области строительства, а именно, к замкам, ключам, запиранию и отпиранию замков и других запирающих устройств с помощью электрических или магнитных средств.

Уровень техники

Аналогами данного технического решения являются сувальдный замок (свидетельство на полезную модель RU 28162 U1, заявка 2002130917/20 от 21.12.2002, МПК Е05В 55/06, опубликовано 10.03.2003, патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «ЧИЗА-ЭЛЬБОР»):

1. Сувальдный замок, содержащий корпус с размещенными в нем ригелем с сувальдным механизмом и подпружиненную цилиндрическую защелку, причем ригель выполнен с засовами цилиндрической формы, отличающийся тем, что диаметр защелки больше диаметра каждого из засовов ригеля.

2. Сульвадный замок по п.1, отличающийся тем, что рабочая оверхность защелки выполнена по дуге с радиусом кривизны 20-34 мм.

3. Сульвадный замок по п.1, отличающийся тем, что рабочая поверхность защелки выполнена с плоским участком на конце, сопряженным по дуге со скосом.

4. Сувальдный замок по п.1, отличающийся тем, что диаметр защелки превышает диаметр каждого из засовов на 2-17%.

5. Сувальдный замок по п.1, отличающийся тем, что ширина плоского участка равна 0,5-5,3 мм.,

и ключ для сувального замка (свидетельство на полезную модель RU 29324 U1, заявка 2003103533/20 от 12.02.2003, МПК Е05В 55/06, опубликовано 10.05.2003, патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «ЧИЗА-ЭЛЬБОР», авторы Калашников В.Г., Компанец И.Н.):

1. Ключ для сувальдного замка, выполненный в виде стержня с плоской рукояткой на конце и лопаткой для кодовых выступов на другом конце, причем стержень имеет цилиндрическую форму, а плоская рукоятка - окантовку, отличающийся тем, что он выполнен из латуни методом горячей штамповки, плоская рукоятка имеет две боковые параллельные стороны, верхнюю сторону, выполненную выпуклой, и нижнюю сторону, соединенную со стержнем, при этом нижняя сторона состоит из двух участков, каждый из которых выполнен в виде вогнутой дуги, сопряженной в зоне соединения со стержнем.

2. Ключ по п.1, отличающийся тем, что плоская рукоятка выполнена с дугообразным отверстием с окантовкой, при этом дугообразные стороны отверстия параллельны.

3. Ключ по п.1, отличающийся тем, что верхняя сторона рукоятки выполнена по радиусу, определяемому из диапазона 24 ммR35 мм, а вогнутые дуги участков нижней стороны - по радиусу, выбираемому из интервала 7 ммr15 мм.

4. Ключ по п.1, отличающийся тем, что на плоской рукоятке ниже отверстия выполнен плоский выступ прямоугольной формы с надписью.

Недостатками вышеуказанных аналогов являются отсутствие защиты от несанкционированного вскрытия замка механическими инструментами (отмычками) или дубликатом оригинального ключа; отсутствие возможности включения в систему мониторинга диспетчерской службы и подачи сигнала о попытке вскрытия не оригинальным ключом.

Другим аналогом данного технического решения является электромагнитный замок (варианты) (патент RU 2409733 С1 на изобретение от 16.06.2009, заявка 2009122869/21, МПК Е05В 47/00, опубликован 20.01.2011, патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «АТОС-ПРО», автор Юдин Александр Георгиевич).

1. Электромагнитный замок, включающий установленные в корпусе замка электромагнит с сердечником, фиксатор, выполненный с возможностью продольного перемещения и стопорный механизм, взаимодействующий с ригелем, отличающийся тем, что замок дополнен постоянным магнитом и двумя неподвижными упорами, при этом постоянный магнит установлен в корпусе фиксатора с возможностью взаимодействия с головкой ригеля, неподвижные упоры расположены на внутренних противоположных стенках корпуса, фиксатор имеет форму скобы с пазами в верхней и нижней частях ее сторон, а стопорный механизм выполнен в виде двух роликов с возможностью их перемещения в пазах фиксатора.

2. Электромагнитный замок, включающий установленные в корпусе замка электромагнит с сердечником, фиксатор, выполненный с возможностью продольного перемещения и стопорный механизм, взаимодействующий с ригелем, отличающийся тем, что замок дополнен постоянным магнитом и двумя фиксирующими пластинами, фиксирующие пластины расположены на внутренних противоположных стенках корпуса и выполнены с овальными отверстиями, а фиксатор имеет прямоугольную форму с выступом на заднем торце, служащим сердечником электромагнита, и выполнен с продольным пазом, имеющим поперечную проточку, на дне продольного паза установлен постоянный магнит с возможностью взаимодействия с головкой ригеля, а стопорный механизм выполнен в виде двух роликов с возможностью их перемещения в поперечной проточке продольного паза фиксатора и овальных отверстиях фиксирующих пластин.

Недостатком данного аналога является невозможность включения замка в систему мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы; отсутствие возможности подачи сигнала о попытке вскрытия не оригинальным ключом; невозможность работы от автономного источника питания малой мощности.

Следующим аналогом заявляемого технического решения является магнитный замок (патент RU 2017008 С1 на изобретение от 08.08.1990, заявка 4857997/12, МПК⁵ Е05В 47/00, опубликовано 30.07.1994, патентообладатель Научно-исследовательский институт тепловых процессов им. М.В. Келдыша, авторы Горностаев И.А., Мусатов В.К., Пестриков И.В.), содержащий корпус, размещенные в нем подпружиненную матрицу, установленную с возможностью продольного перемещения и имеющую отверстия, пластину с отверстиями, соосными отверстиям матрицы, запирающие стержни, установленные в отверстиях пластины с возможностью качания и размещения в отверстиях матрицы, по меньшей мере один из которых выполнен изогнутым в зоне установки его в пластине, средство для обеспечения перемещения матрицы, образованное направляющими пазами, выполненными на внутренней поверхности корпуса в виде продольных канавок, и размещенными в них штифтами, закрепленными на матрице, торцевой ключ, несущий установленные в гнездах ориентирующие магниты для управления запирающими стержнями, выполненных с возможностью обеспечения перестановки каждого из магнитов в соответствии с формой запирающего стержня, и взаимодействующие между собой силовые магниты, один из которых закреплен на матрице, а другой - на ключе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и улучшения условий эксплуатации, он снабжен размещенным в корпусе с возможностью перемещения подпружиненным засовом, имеющим гнездо и выемку, образующую выступ, средство управления, содержащее ручки управления и жестко связанные с ними кулачки для взаимодействия с выступами засова при его перемещении, и средство фиксации засова, включающее расположенные соосно между собой и матрицей подпружиненные стержень и взаимодействующую с ним кнопку, причем стержень установлен с возможностью продольного перемещения и размещения в гнезде засова в закрытом положении замка, матрица имеет осевой канал для размещения стержня, в лицевой стенке корпуса с внутренней стороны выполнены глухие отверстия, соосные отверстиям пластины, при этом пластина закреплена в корпусе с возможностью размещения стержней в отверстиях корпуса, а ключ и матрица имеют экранирующие гнезда для размещения силовых магнитов

Недостатками этого аналога являются невозможность мониторинга его состояния в диспетчерской службе или иной охранной системе; отсутствие возможности подачи сигнала о попытке вскрытия не оригинальным ключом.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является магнитный замок (патент RU 2042027 С1 на изобретение от 19.12.1991, заявка 5017917/12, МПК6 Е05В 47/00, опубликовано 20.08.1995, патентообладатель и автор Горностаев Игорь Анатольевич), содержащий корпус с соосно размещенной в нем поворотной обоймой, имеющей глухие продольные отверстия и запирающие стержни, установленные в отверстиях с возможностью качания на опорном элементе и размещения из рабочих концов в отверстиях, находящихся напротив отверстий обоймы, и торцевой ключ, несущий установленные в гнездах ориентирующие магниты для управления запирающими стержнями, отличающийся тем, что корпус имеет торцевую стенку, а отверстия для размещения рабочих концов запирающих стержней выполнены в торцевой стенке корпуса и представляют собой кольцевую и радиальные канавки, последние из которых выполнены с шагом, соответствующим шагу расстановки запирающих стержней, при этом опорный элемент выполнен в виде кольца, размещенного в кольцевой канавке обоймы, а запирающие стержни имеют поперечные отверстия для установки на кольце, причем по меньшей мере один из запирающих стержней выполнен изогнутым в его опорной части.

Недостатком прототипа является невозможность автоматического мониторинга его состояния диспетчерской службой или иной охранной системой; отсутствие возможности подачи сигнала о попытке вскрытия не оригинальным ключом; отсутствие дополнительной электромеханической защиты от вскрытия.

Сущность технического решения

Известный замок содержит корпус со скошенными углами, пять ригелей на едином блоке, направляющие для блока ригелей, пластины секрета замка, блок возврата пластин секрета замка, термообработанный защитный шарик для защиты от силового взлома замка методом «высверливания», вращающаяся термообработанная вставка в стержне ригеля для защиты от силового взлома замка методом «перепиливания», блокирующие зубцы и П-образный фиксатор.

Целью создания технического решения является разработка замка со специальным защитным модулем, позволяющего создать электромагнитный замок повышенной надежности, встраиваемый в систему диспетчерского управления за счет контура обратной связи, который передает в диспетчерский пункт сигнал о попытке несанкционированного вскрытия.

Заявляемый механический замок с электромагнитной блокировкой и контролем доступа отличается тем, что он дополнительно имеет в своем составе толкающий соленоид с возвратной пружиной, язычок стопорного механизма, взаимодействующий с пластинами секрета замка (сувальдами), крепящийся на штоке соленоида с возможностью продольного перемещения, специальное устройство с возможностью поперечного перемещения и возвратной пружиной (карман с перемещаемой полкой), имеющее в своем составе геркон, срабатывающий при подаче напряжения и вставлении в скважину замка специального ключа, специальный ключ имеет в своем составе два постоянных магнита для управления герконом, а стопорный механизм выполнен фигурной формы и имеет в своем составе Г-образную пластину, служащую контактом для срабатывания схемы управления электромагнитной блокировкой (сигнализационный модуль для интеграции с системой мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы) и подачи напряжения на выходной разъем в случае попытки несанкционированного вскрытия.

Специальный ключ выполнен в виде стержня цилиндрической формы с плоской рукояткой на одном конце и лопатками для кодовых выступов на другом конце и наличием между лопатками ключа врезанных в стержень двух магнитов размером 5х5х3 мм прямоугольной формы в основании и с цилиндрической поверхностью, совпадающей с профилем стержня ключа, и ориентированных длинной стороной вдоль оси ключа.

Схема управления электромагнитной блокировкой состоит из двух подсистем, первая подсистема представляет собой управляемый транзисторный ключ, который выполняет функции электромеханического разблокирования замка, вторая подсистема представляет собой механический контакт, который выполняет функции сигнализации - выдает сигнал «свой-чужой» при попытке несанкционированного открытия.

Перечень рисунков, чертежей

На фиг.1 приведен общий вид механического замка с электромагнитной блокировкой и контролем доступа (вид спереди со снятой крышкой).

На фиг.2 приведена принципиальная электрическая схема управления электромагнитной блокировкой замка.

На фиг.3 приведен электромонтажный чертеж замка.

На фиг.4 приведен общий вид ключа.

На фиг.5 приведен сборочный чертеж кармана.

На фиг.6 приведен чертеж соленоида.

Пример реализации технического решения

На фиг.1 обозначены: 1 - Г-образный контакт, 2 - язычок, 3 - соленоид, 4 - сувальды, 5 - ригели, 6 - корпус, 7 - разъем питания, 8 - разъем сигнала, 9 - плата с электрической схемой управления электромагнитной блокировкой замка, 10 - геркон, 11 - постоянные магниты, 12 - ключ.

На фиг.2 дополнительно обозначены: L1 - соленоид ZHO0520S (SMO1521, SMO1520) (3), R1 - резистор 100 Ом 0.25 Вт, R2 - резистор 1К 0.25 Вт, R3 - резистор 1К 0.25 Вт, С1 - конденсатор 1000 мкФ 16В, D1 - диод 1N4148, S1 - геркон МКА-10110 (10), S1 - фигурный Г-образный контакт (1), VT1 - транзистор КТ815Г, HL1 - индикатор, G1 - источник электропитания.

На фиг.3 дополнительно обозначено: 13 - карман,

На фиг.5 дополнительно обозначены: 14 - пружины растяжения, 15 - направляющая, 16 - держатель.

Техническое решение относится к области охранной техники повышенной надежности. Основным назначением изделия является существенное повышение надежности механического замка от несанкционированного вскрытия за счет введения в его состав электромагнитной системы блокировки, а также сигнализационного модуля для интеграции с системой мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы.

Изделие позволяет:

- осуществить дополнительную защиту замка от вскрытия посторонними техническими средствами (отмычками);

- защитить замок от вскрытия дубликатом ключа;

- защитить ключ от подделки;

- подать сигнал о попытке несанкционированного вскрытия отмычками или дубликатом ключа на диспетчерский пункт;

- работать от автономного источника питания малой мощности.

Таким образом, при использовании этого изделия замок можно открыть только оригинальным ключом. При попытке открыть дверь даже точной копией ключа запорный механизм замка автоматически заблокируется. Кроме того, при попытке открыть замок не оригинальным ключом или отмычкой сразу же будет выработан сигнал о несанкционированном доступе. Сигнал может быть передан на систему мониторинга диспетчерской службы или на какую-либо другую охранную систему. Это позволит интегрировать замок в уже существующие системы диспетчерского контроля и управления инженерным оборудованием зданий.

Краткие технические характеристики

Электромагнитное блокирующее устройство, обеспечивающее защиту от вскрытия замка отмычками и ключами-дубликатами Характеристики электромагнитного модуля блокировки.

Электрические параметры:

напряжение электропитания - 9 В,

потребляемая мощность:

не более 8 Вт в режиме разблокированного замка,

в режиме заблокированного замка потребления нет.

Параметры сигнальной линии:

длительность - менее 0.1 с,

напряжение - 9 В,

ток - 500 мА.

Сигнализационный модуль для интеграции с системой мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы:

напряжение - 9 В.

Ключ специального исполнения со встроенными постоянными магнитами. Материал и сила магнитного поля используемых магнитов, а также их полярность является коммерческой тайной, имеющей целью затруднить изготовление полной копии ключа.

«Блокирующие зубцы и П-образный фиксатор» - многоуровневая защита от вскрытия замка отмычками.

«Пятый зуб» - защита от взлома замка методом «проворота».

«Косой скос» - защита от силового взлома замка методом «выбивания».

«Термообработанный защитный шарик» - защита от силового взлома замка методом «высверливания».

«Вращающаяся термообработанная вставка в стержне» - защита от силового взлома замка методом «перепиливания».

«Вылет стержня 40 мм» - защита от силового взлома замка методом «отжима».

Механический замок с электромагнитной блокировкой и контролем доступа «Крепость» представлен на фиг.1.

Замок содержит корпус с размещенным в нем ригелем с сувальдным механизмом, соленоид, геркон, электрическую схему управления, разъемы питания и сигнала, расположенный на штоке соленоида язычок (стопорный механизм, взаимодействующий с пластинами (сувальдами) секрета замка) с Г-образным контактом.

Для штатной работы замка требуется два условия:

- наличие электропитания (от стационарного или автономного источника);

- оригинальный (легитимный) ключ.

Отсутствие любого из этих условий приводит к блокировке замка.

При отсутствии электропитания язычок (стопорный механизм, взаимодействующий с пластинами секрета замка), входящий в состав электромагнитного блокирующего устройства, блокирует секрет замка, не позволяя открыть его никакими техническими средствами, включая оригинальный ключ.

То же самое происходит при попытке открытия замка отмычками или дубликатом ключа.

При наличии электропитания работа происходит следующим образом: при вставлении оригинального ключа в замочную скважину постоянный магнит, расположенный на ключе, взаимодействует с герконом, при этом происходит соединение времязадающей цепи с источником питания через токозадающий резистор, который необходим для ограничения тока, проходящего через геркон.

При подключении времязадающей цепи к источнику питания происходит быстрая зарядка конденсатора. Транзистор открывается при наличии положительного потенциала на его базе. При этом происходит включение соленоида, который разблокирует секрет замка и позволяет осуществить его открытие или закрытие.

При удалении из замочной скважины оригинального ключа геркон размыкает цепь, за счет чего происходит отключение времязадающей цепи от источника питания и отключение соленоида, который заблокирует секрет замка.

При попытке открыть замок не оригинальным ключом или отмычкой происходит соединение специального подвижного контакта с корпусом замка, за счет чего происходит выдача сигнала о попытке несанкционированного доступа.

Электрическая схема управления электромагнитной блокировкой (фиг.2) условно состоит из двух подсистем.

Первая подсистема системы электромагнитной блокировки работает следующим образом: при подаче питания на схему (9 В), геркон S1 срабатывает при поднесении к нему оригинального магнитного ключа, при этом происходит соединение времязадающей цепи (R2, С1) с источником питания через токозадающий резистор R1, который необходим для ограничения тока, проходящего через геркон.

При подключении времязадающей цепи к источнику питания происходит быстрая зарядка конденсатора С1. Его разрядка при отключении питания от времязадающей цепи обеспечивается резистором R2. Соотношение емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R1 задает время задержки.

Токоограничивающий резистор R3 необходим для ограничения тока базы транзистора VT1.

Транзистор VT1 открывается при наличии положительного потенциала на его базе. При этом происходит включение соленоида L1, который разблокирует секрет замка. Диод VD1 необходим для защиты транзистора VT1 от обратных токов, возникающих за счет самоиндукции в соленоиде L1 во время переключения.

Геркон S1 размыкает цепь при удалении от него оригинального магнитного ключа, за счет чего происходит отключение времязадающей цепи от источника питания. Положительный потенциал на базе транзистора VT1 будет присутствовать до тех пор, пока полностью не разрядится конденсатор С1. На протяжении этого времени транзистор VT1 будет открыт и соленоид L1 будет включен.

Вторая подсистема работает следующим образом: при попытке открыть замок не магнитным ключом происходит соединение подвижного контакта с корпусом замка, за счет чего происходи выдача сигнала «свой-чужой».

Преимущества изделия

Невозможность вскрытия замка посторонними техническими средствами (отмычками).

Невозможность вскрытия замка дубликатом ключа.

Оригинальный ключ защищен от подделки.

Наличие сигнализационного модуля для интеграции с системой мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы, позволяющего подать сигнал о попытке несанкционированного вскрытия отмычками или дубликатом ключа на диспетчерский пункт;

Возможность работы как от стационарного, так и от автономного источника питания малой мощности.

Промышленная применимость

Данное техническое решение промышленно реализуемо, выполнено на современных комплектующих электрорадиоэлементах, обладает большими функциональными возможностями защиты от несанкционированного вскрытия и мониторингом таких действий.

1. Механический замок с электромагнитной блокировкой и контролем доступа, содержащий корпус со скошенными углами, пять ригелей на едином блоке, направляющие для блока ригелей, пластины секрета замка, блок возврата пластин секрета замка, термообработанный защитный шарик для защиты от силового взлома замка методом «высверливания», вращающуюся термообработанную вставку в стержне ригеля для защиты от силового взлома замка методом «перепиливания», блокирующие зубцы и П-образный фиксатор, отличающийся тем, что замок дополнительно имеет в своем составе толкающий соленоид с возвратной пружиной, язычок стопорного механизма, взаимодействующий с пластинами секрета замка - сувальдами, крепящийся на штоке соленоида с возможностью продольного перемещения, устройство с возможностью поперечного перемещения и возвратной пружиной - карман с перемещаемой полкой, имеющее в своем составе геркон, срабатывающий при подаче напряжения и вставлении в скважину замка ключа, ключ имеет в своем составе два постоянных магнита для управления герконом, а стопорный механизм выполнен фигурной формы и имеет в своем составе Г-образную пластину, служащую контактом для срабатывания схемы управления электромагнитной блокировкой - сигнализационный модуль для интеграции с системой мониторинга диспетчерской службы или иной охранной системы и подачи напряжения на выходной разъем в случае попытки несанкционированного вскрытия.

2. Механический замок с электромагнитной блокировкой и контролем доступа по п.1, отличающийся тем, что ключ выполнен в виде стержня цилиндрической формы с плоской рукояткой на одном конце и лопатками для кодовых выступов на другом конце и наличием между лопатками ключа врезанных в стержень двух магнитов размером 5×5×3 мм прямоугольной формы в основании и с цилиндрической поверхностью, совпадающей с профилем стержня ключа, и ориентированных длинной стороной вдоль оси ключа.

3. Механический замок с электромагнитной блокировкой и контролем доступа по п.1, отличающийся тем, что схема управления электромагнитной блокировкой состоит из двух подсистем, первая подсистема представляет собой управляемый транзисторный ключ, который выполняет функции электромеханического разблокирования замка, вторая подсистема представляет собой механический контакт, который выполняет функции сигнализации - выдает сигнал «свой-чужой» при попытке несанкционированного открытия.