Замок электромеханический

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к электромеханическому устройству, в частности к электромеханическому замку, предназначенному для предотвращения доступа или несанкционированного использования. Электромеханический замок содержит корпус (1, 2) с размещенными в нем ригелем (4) и электродвигателем (3) для перемещения ригеля (4) посредством соединяющей их тяги (5), схему управления электродвигателем (6), размещенную в корпусе (1, 2), причем в качестве электродвигателя (3) используется шаговый линейный электродвигатель. Дополнительно устройство может содержать средство контроля (7, 8) положения ригеля (4). Еще одним объектом защиты является устройство для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства, содержащее указанный электромеханический замок. Устройства позволяют обеспечить защиту от несанкционированного доступа с повышенной надежностью работы без увеличения массогабаритных показателей.

Заявляемая полезная модель относится к электромеханическому устройству, в частности к электромеханическому замку, предназначенному для предотвращения доступа или несанкционированного использования объекта защиты.

Электромеханические замки для предотвращения доступа или несанкционированного использования применяются в различных устройствах, таких как сейфовые ячейки, дверные замки, автомобильные блокираторы (устройства для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства) и др.

Например, из патента РФ на полезную модель 97310 (опубликован 10.09.2010; МПК B60R 25/06) известно устройство для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства, размещаемое за декоративными накладками внутри кузова транспортного средства и установленное на штатных крепежных элементах кулисы механизма переключения передач или на кузове транспортного средства в непосредственной близости от кулисы механизма переключения передач. Устройство содержит замок с механизмом секретности, связанный с запирающим ригелем посредством механизма, размещенного в защитном кожухе. Запирающий ригель установлен с возможностью взаимодействия с петлевой проушиной, закрепленной при помощи зажимного механизма на тяге, связывающей рычаг переключения передач с коробкой передач.

Недостатком данного устройства и аналогичных ему устройств является то, что, будучи полностью механическими, они не могут управляться дистанционно и, как в данном случае, не могут интегрироваться в бортовую систему защиты транспортного средства.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является электромеханическое устройство блокировки рычага коробки передач согласно заявке на патент США 2009/0007611 (опубликована 08.01.2009; МПК B60R 25/06, E05B 65/12), включающее запирающий ригель, который через гибкую тягу соединен с электродвигателем постоянного тока. Устройство блокировки размещается в защитном кожухе поблизости с рычагом коробки передач. Выдвигаясь из устройства, ригель входит в отверстие петлевой проушины на тяге рычага коробки передач, тем самым блокируя возможность переключения передачи. Активация устройства происходит автоматически при выключении двигателя и установке рычага коробки передач в положение «паркинг» или «задний ход». Деактивация также может осуществляться автоматически, например, в ответ на сигнал устройства дистанционного запирания/отпирания автомобиля.

Недостатки ближайшего аналога вытекают из его конструкции. Во-первых, использование обычного электродвигателя постоянного тока для управления перемещением ригеля требует наличия редуктора, что усложняет конструкцию устройства и увеличивает его массу. Во-вторых, при неточном совмещении ригеля с отверстием петлевой проушины, например при не полностью переведенном в положение «паркинг» или «задний ход» рычаге коробки передач, ригель упрется в проушину, на вале электродвигателя возникает большой момент, а в его обмотке -большой ток, что может привести к выходу из строя электродвигателя. Учитывая скрытую установку устройства, его ремонт может вылиться для пользователя в большие временные и денежные затраты.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является устранение недостатков известных устройств, предназначенных для предотвращения несанкционированного доступа и использования, а именно обеспечение надежной и безотказной работы устройства без ухудшения массогабаритных показателей и усложнения его конструкции.

Поставленная задача решается тем, что электромеханический замок содержит корпус с размещенными в нем ригелем и электродвигателем для перемещения ригеля посредством соединяющей их тяги, а также схему управления электродвигателем, причем в качестве электродвигателя используется шаговый линейный электродвигатель.

Использование шагового линейного электродвигателя вместо обычного электродвигателя постоянного тока дает возможность более точного регулирования положения ригеля и быстрого реагирования на нештатные ситуации, например когда ригель при запирании устройства не попадает в отверстие проушины. Кроме того, шаговый электродвигатель позволяет отказаться от редуктора, необходимого для обычных электродвигателей. А поскольку шаговый электродвигатель требует для своей работы определенной системы электропитания, для обеспечения компактности схема управления электродвигателем размещается непосредственно в корпусе устройства. Таким образом, использование шагового линейного электродвигателя в целом обеспечивает повышение надежности работы устройства.

Электромеханический замок может дополнительно содержать средство контроля положения ригеля. При этом появляется дополнительная возможность контроля положения ригеля и, следовательно, обеспечения надежности работы устройства даже в тех случаях, когда ригель либо вообще не дошел до проушины, либо только частично вошел в отверстие проушины.

Указанное средство контроля положения ригеля может размещаться как снаружи корпуса, так и внутри него, причем последний вариант является наиболее предпочтительным, т.к. при этом замок более компактен.

В предпочтительном варианте размещенного внутри корпуса средства контроля положения ригеля последнее включает по меньшей мере один датчик Холла, расположенный, например, на схеме управления, и ползун с магнитом, расположенный на тяге с возможностью продольного перемещения относительно датчика Холла.

Другим предпочтительным вариантом исполнения средства контроля положения ригеля, размещенного внутри корпуса, является средство, включающее по меньшей мере один датчик Холла, расположенный в радиальном направлении от продольной оси тяги, и ползун с магнитом, расположенный на тяге с возможностью вращения вокруг продольной оси тяги и перемещения относительно датчика Холла.

Далее работа заявляемого электромеханического замка более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые фигуры.

На фиг. 1 представлен вариант исполнения заявляемого устройства.

На фиг. 2 представлен вариант использования заявляемого устройства в частном случае, а именно в качестве электромеханического замка для блокировки транспортного средства.

Электромеханический замок содержит корпус, состоящий из основной части 1 корпуса и профилированной части 2 корпуса, в первой из которой размещен электродвигатель 3, а во второй - ригель 4. Основная часть 1 и профилированная часть 2 корпуса могут быть выполнены единой деталью или являться отдельными деталями, соединенными вместе посредством резьбового соединения, сварки или другого подходящего способа, обеспечивающего надежность и прочность соединения.

Основная часть 1 корпуса обычно имеет цилиндрическую форму, хотя при необходимости может быть выполнена любой другой формы, например, в виде параллелепипеда. Профилированная часть 2 корпуса может иметь прямую цилиндрическую форму (как показано на фиг. 1), Г-образную форму (как показано на фиг. 2), U-образную форму и вообще любую другую форму, обеспечивающую свободное перемещение в ней ригеля 4.

Перемещение ригеля 4, являющегося запорным элементом электромеханического замка, осуществляется посредством тяги 5, которая одним своим концом связана с электродвигателем 3, а другим - с ригелем 4.

В электродвигателе 3 вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное любым известным в технике способом. Далее возвратно-поступательное движение передается тяге 5, а от нее - ригелю 4.

Тяга 5 может быть выполнена жесткой или гибкой. Вариант исполнения тяги 5 гибкой позволяет передавать возвратно-поступательное движение даже если профилированная часть корпуса 2 не является прямой, как было указано выше.

Альтернативно, если в электродвигателе 3 не происходит преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, тяга 5 осуществляет вращательные движения в соответствии с вращением вала шагового электродвигателя 3. При этом тяга 5 по крайней мере на участке, размещенном поблизости к ригелю 4, выполняется с винтовой поверхностью (как показано на фиг. 1), а сам ригель 4 выполняется с ответной внутренней винтовой поверхностью. Таким образом, вращательное движение тяги 5 преобразуется в возвратно-поступательное движение ригеля 4. Как и в предыдущем варианте, выполнение тяги 5 гибкой позволит передавать вращательное движение от электродвигателя 3 с преобразованием его в поступательное движение ригеля 4 даже если профилированная часть корпуса 2 не является прямой.

В качестве электродвигателя 3 согласно настоящей полезной модели предлагается использовать шаговый электродвигатель. Использование именно шагового электродвигателя вместо известного из уровня техники использования в подобных устройствах обычного электродвигателя постоянного тока дает определенные преимущества. Во-первых, шаговый электродвигатель 3 позволяет намного более точно регулировать перемещение тяги 5, а значит и ригеля 4, и при возникновении нештатной ситуации быстрее остановить перемещение ригеля 4, избежав его повреждения, повреждения самого электродвигателя или повреждения ответной части. Такой нештатной ситуацией может быть, например, непопадание ригеля 4 в отверстие ответной части.

Во-вторых, шаговый электродвигатель 3 позволяет отказаться от редуктора, необходимого при использовании обычного электродвигателя, что ведет к упрощению механической части конструкции, облегчению общей массы и размеров электромеханического замка.

Как известно, шаговый электродвигатель 3 требует для своей работы определенной системы электропитания, которая в заявляемом устройстве реализована в виде схемы 6 управления электродвигателем.

Схема 6 управления электродвигателем размещается в корпусе 1 для обеспечения компактности устройства, а ее питание осуществляется по проводам, выходящим из корпуса 1 (не показаны). Например, при использовании электромеханического замка в составе устройства для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства, схема 6 управления может питаться от бортовой сети транспортного средства или от собственной аккумуляторной батареи. Управление самой схемой 6 может осуществляться как по проводам, так и беспроводным способом; в последнем случае для этого может быть предусмотрена как внутренняя по отношению к корпусу 1 антенна, так и внешняя антенна (не показаны).

Таким образом, исполнение электромеханического замка с шаговым двигателем 3 и схемой управления 6, размещенной в корпусе 1, обеспечивает надежную и безотказную работу устройства без ухудшения массогабаритных показателей и усложнения его конструкции в сравнении с известными аналогами.

Дальнейшее повышение надежности работы устройства может быть обеспечено применением средства контроля положения ригеля 4. Таким средством может являться кнопка и ответный ей рычажок, который при нахождении напротив кнопки нажимает ее и замыкает электрический контакт; оптический датчик с соответствующей ответной частью - источником света, например, светодиодом; магнитный датчик, работающий на основе эффекта Холла; геркон и магнит; любое другое средство аналогичного назначения.

Средство контроля положения ригеля 4 может размещаться в любой части устройства, т.е. как снаружи корпуса 1, так и, предпочтительно, внутри корпуса 1. Последнее обеспечивает компактность устройства и защиту средства контроля положения ригеля 4 от внешних воздействий.

Частным случаем исполнения средства контроля положения ригеля 4, размещенного внутри корпуса 1, приведенном на фиг. 1, является использование ползуна 7 с магнитом и по меньшей мере одного датчика Холла 8 (на фиг. 1 показаны два датчика 8 Холла). Датчики Холла 8 неподвижно закреплены, например, на схеме управления 6. Ползун 7 с магнитом установлен на тяге 5 таким образом, что при ее вращении или продольном перемещении ползун 7 с магнитом осуществляет продольные перемещения относительно датчиков Холла 8. Если конструкцией устройства предусмотрены вращательные движения тяги 5, на ее поверхности в нужном участке выполняется резьба (как показано на фиг. 1), а на внутреннем отверстии ползуна 7 выполняется ответная резьба. Если же конструкция устройства такова, что тяга 5 осуществляет возвратно-поступательные перемещения, ползун 7 с магнитом просто жестко крепится на тяге 5. Так обеспечивается продольное относительное перемещение магнита и датчиков Холла 8.

Другим частным случаем исполнения средства контроля положения ригеля 4, размещенного внутри корпуса 1, является использование ползуна 7 с магнитом и по меньшей мере одного датчика Холла 8, при котором датчики Холла 8 размещаются в радиальных от оси тяги 5 направлениях, а ползун 7 с магнитом жестко закреплен на тяге 5. В этом случае контролируется не продольное относительное перемещение ползуна 7 с магнитом, а его угловое перемещение, отвечающее углу поворота тяги 5, что позволяет контролировать положение ригеля 4 с высокой точностью.

Схема 6 управления электродвигателем, получая сигналы от датчиков Холла 8, реагирующих на перемещающийся магнит, позволяет определить положение ригеля 4, а значит, более точно распознает возникновение нештатной ситуации, например, неполное вхождение ригеля 4 в отверстие ответной части. Другой нештатной ситуацией является отсутствие вращательного или возвратно-поступательного движения тяги 5, при которой контроль по потребляемому току шагового электродвигателя 3 может не дать информации о неверном функционировании устройства, и появляется необходимость контроля именно вращения или перемещения тяги 5.

Вариант установки заявляемого электромеханического замка Г-образной формы для использования с целью блокировки транспортного средства, например в составе устройства для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства, приведен на фиг. 2.

Поскольку форма профилированной части 2 корпуса не является прямой, следует использовать гибкую тягу 5.

Основная часть 1 и профилированная часть 2 корпуса содержат кронштейны 9 для крепления устройства к корпусу транспортного средства, например с помощью винтов 10 в антивандальном исполнении.

С рычагом 11 переключения передач связана тяга 12, на которой посредством, например, антивандальных винтов 13 неподвижно установлена проушина 14 с отверстием. При перемещении рычага 11 переключения передач в положение «задний ход» или «паркинг» отверстие проушины 14 располагается точно напротив ригеля 4, который при приведении устройства в действие выдвигается из профилированной части 2 корпуса, входит в отверстие проушины 14 (как показано на фиг. 2) и таким образом через тягу 12 фиксирует положение рычага 11 переключения передач.

Для затруднения доступа к электромеханическому замку в составе устройства для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства может быть предусмотрен кожух 15, закрывающий доступ к электромеханическому замку.

Перемещение ригеля 4 в отверстие проушины 14 и обратно осуществляется при подаче соответствующего сигнала на устройство, при котором схема 6 управления электродвигателем вырабатывает соответствующее напряжение для шагового электродвигателя 3. При этом может контролироваться величина перемещения ригеля 4 в обоих направлениях посредством снятия сигнала от магнита датчиками Холла 8. В случае возникновения нештатной ситуации схема 6 управления электродвигателем обрабатывает эту ситуацию и, например, останавливает движение ригеля 4 и отводит его обратно.

Таким образом, конструкция заявляемого устройства позволяет обеспечить надежную защиту от несанкционированного доступа и использования с повышением надежности работы, но без увеличения массогабаритных показателей устройства.

Специалисту будет понятно, что описанные выше частные варианты исполнения устройства не ограничивают возможности его осуществления и использования только автомобильным блокиратором, а также только в составе устройства для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства. Могут быть реализованы и другие варианты исполнения электромеханического замка в объеме представленной совокупности существенных признаков.

1. Электромеханический замок, содержащий корпус с размещенными в нем ригелем и электродвигателем для перемещения ригеля посредством соединяющей их тяги, отличающийся тем, что в корпусе также размещена схема управления электродвигателем, а в качестве электродвигателя используется шаговый линейный электродвигатель.

2. Электромеханический замок по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство контроля положения ригеля.

3. Электромеханический замок по п.2, отличающийся тем, что средство контроля положения ригеля размещено внутри корпуса.

4. Электромеханический замок по п.3, отличающийся тем, что средство контроля положения ригеля включает по меньшей мере один датчик Холла и ползун с магнитом, размещенный на тяге с возможностью продольного перемещения относительно датчика Холла.

5. Электромеханический замок по п.3, отличающийся тем, что средство контроля положения ригеля включает по меньшей мере один датчик Холла, размещенный в радиальном направлении от продольной оси тяги, и ползун с магнитом, размещенный на тяге с возможностью вращения вокруг продольной оси тяги и перемещения относительно датчика Холла.

6. Устройство для предотвращения несанкционированного использования транспортного средства, содержащее электромеханический замок по любому из пп.1-5.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх