CN106522682A - 一种可智能升级与个性化定制的简易安装机械锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可智能升级与个性化定制的简易安装机械锁，该机械锁分为机械装置部分和单片机控制部分；机械装置部分包括驱动电机、减速转轴、连接齿轮、减速齿轮、驱动齿轮、锁舌；单片机控制部分包括单片机、交流供电线路、直流供电线路。驱动电机分别与交流供电线路和直流供电线路连接。单片机的IO口通过继电器控制机械锁连接交流供电线路或直流供电线路。最少的单片机资源利用，预留出很多接口用来实现用户的定制，功能的扩展。低能耗，使用单片机为低功耗单片机，同时若使用机械结构驱动电路电压为常见电压。结构简单，安装方便，通过芯片更换甚至实时烧写即可完成改良升级。电路简单，最大程度上减少电路自身的不稳定性，提高使用寿命。

Description

一种可智能升级与个性化定制的简易安装机械锁
技术领域
本发明属于单片机应用技术领域，具体而言是一种单片机对电路控制完成门锁进行开关的功能。本发明可用于简单快速的安装，特别是在需要不断更新，简易安装的情况之下完成模块化开发和更新。
背景技术
在平时的生活当中，常见的门锁有很多种，从结构上主要分为两大类，一类是纯机械装置，例如宾馆的刷卡自动锁，宿舍使用的弹簧锁，防盗门使用的机械锁，另一类是涉及电路***的电子密码锁。
对于纯机械装置锁，简单来说是一种没有电子器件的参与的靠机械结构或可靠密钥的门锁。这类门锁的优点是做工简单，操作简单，但其由于纯机械的局限性，在功能上不够灵活多样，达不到现代社会生活中所需要的种种要求。比如密码，指纹，报警集中控制等功能。而且对于传统机械锁来讲，门锁机械结构开发相对较慢，多种撬锁甚至***已经十分成熟，逐渐走向淘汰。
对于涉及电路***的电子密码锁，它们虽然可以实现更多性能，但是其运行***在开发生产时就已固定，无法契合技术的更新而进行***更新，也无法大批量进行再开发。
随着科学技术的不断开发和用户要求的多元化，门锁的功能也衍生出了更加个性化的需求，而现有的两类门锁不能做到在已有条件的基础上进行智能更新，此外，若是拆卸改换门锁一方面易产生电子垃圾造成电子污染，另一方面浪费原材料，且大面积更换工程浩大。
发明内容
本发明是为了解决生活当中门锁功能单一化，性能更新难的问题。它通过将门锁模块化并结合中央控制编程的方法，通过更换芯片模块甚至实时烧写快速完成门锁的智能升级，达到根据个人需求定制化开发。同时减少电子垃圾的产生。适应当今科技发展节奏，是经济绿色的智能家庭解决方案。
本发明采用C语言对单片机进行编程，方便维护，安全可靠，在开发个性化的功能时，能够简单的实现。同时采用力求简单的电路搭建，减少后续开发造成不便，减少成本。对于外部组件，采用模块化独立结构，若在安装后需要发展个性化功能，只需要增加相关部件，下载相关驱动，烧写后运行即可。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种用单片机进行控制的机械锁，该机械锁分为机械装置部分和单片机控制部分；机械装置部分包括驱动电机1、减速转轴2、连接齿轮3、减速齿轮4、驱动齿轮5、锁舌6；单片机控制部分包括单片机、交流供电线路、直流供电线路。
单片机的驱动端口与驱动电机1连接，驱动电机1的输出轴通过减速斜齿轮与减速转轴2相配合，驱动电机1与减速转轴2的配合组成第一级减速；减速转轴2通过连接齿轮3与减速齿轮4配合，连接齿轮3与减速齿轮4的配合组成第二级减速；减速齿轮4与驱动齿轮5配合，减速齿轮4与驱动齿轮5的配合组成第三级减速；锁舌6为齿条结构，驱动齿轮5与锁舌6相配合。
驱动电机1分别与交流供电线路和直流供电线路连接。
单片机的IO口通过继电器控制机械锁连接交流供电线路或直流供电线路。
在功能扩展方面，电路中会从单片机的各个IO口中引出导线，以排针插接形式设置扩展口。扩展口能够与密码模块、红外感应模块、射频IC卡模块键盘模块、LCD模块或遥控模块等进行扩展。将各个导线与引出的扩展口相接。通过模块信号的控制输出输入信息，对单片机进行编程，达到随意扩展的目的。
单片机控制该机械锁包括以下步骤：
S1继电器判断是否有交流电，若有切到交流供电线路，若没有则用电池供电。
S2单片机检查由IO口收集并在程序当中改变变量电路状态；
S3单片机由IO口控制电路中的LED显示当前运行状态；
S4通过IO口检查/等待控制信号；
S5一旦接收并且验证信号改变变量数值，并控制门锁运行；
S6由IO口发出控制信号，通过电机驱动芯片驱动电机；
S7检查运行状态，显示运行状态信号；
S8检查运行终止信号，控制机械锁运行。
S9检查显示当前的***状态并显示。
S10返回S1如此循环.
上述的电路状态为单片机采样回来的，外部结构返回的电信号。
上述的检查信号/***状态为单片机内，由程序设计的算法进行检查分析。
与现有技术相比具有的优点：
1、智能个性化，安装后可以通过后续简单开发，完成产品升级，性能优化等工作。
2、算法简单，利于进行后续扩展以及***维护修复。
3、最少的单片机资源利用，预留出很多接口用来实现用户的定制，功能的扩展。
4、低能耗，使用单片机为低功耗单片机，同时若使用机械结构驱动电路电压为常见电压。
5、结构简单，安装方便，通过芯片更换甚至实时烧写即可完成改良升级。
6、电路简单，最大程度上减少电路自身的不稳定性，提高使用寿命。
7、使用3D打印外观技术，利用3D打印灵活性，可以根据产品的外形，产品的特殊需求，适用条件制作出合适的样式。
8、使用机械锁则会有机械装置进行减速，由三级减速器构成。与门闩搭配。
附图说明
图1为单片机与门锁连接的结构图。
图2为单片机控制机械锁的步骤流程图。
具体实施方式
实施例
如1-2所示，在需要上锁的地方由外壳制定固定地点固定，接上电池以及插销。
当交流电源关闭时，由于电磁继电器不工作，跳回电池供电线路，当交流电源有电时，经过降压整流稳压为需要的工作电压并给继电器供电，继电器跳转至交流供电线路，由交流电供电工作。
一旦门锁处于工作状态，那么工作灯常亮。
按下开关键，单片机检测工作灯由红灯(关)跳转为黄灯(工作)。
单片机发出持续的电信号给电机驱动芯片，驱动芯片具有很强大的驱动能力，控制电机旋转。电机一端有齿轮，带动侧方与其垂直的大齿轮，大齿轮带动蜗轮蜗杆转动，在之后接入三级减速器，三级减速器为逐渐变大的三级齿轮结构，由小齿轮带动大齿轮达成减速的目的。最后带动与门闩相连的齿条，控制门锁的打开。绿灯亮起，表示门为打开状态。
再次尝试按键，绿灯灭，单片机控制电机输出相反信号控制反向旋转，黄灯亮，当门锁好时，控制电机停止工作，红灯亮。如此反复。在使用一段时间后，需要在锁上增加红外及密码。使用定制后的两个模块固定在门锁的旁边，把感应键盘等固定于需要放置的位置。将连接线接入到控制电路板所预留的接口上。最后将单片机取下，烧录新的配套程序再从新安装上即可使用。

Claims (2)

1.一种可智能升级与个性化定制的简易安装机械锁，其特征在于：该机械锁分为机械装置部分和单片机控制部分；机械装置部分包括驱动电机(1)、减速转轴(2)、连接齿轮(3)、减速齿轮(4)、驱动齿轮(5)、锁舌(6)；单片机控制部分包括单片机、交流供电线路、直流供电线路；
单片机的驱动端口与驱动电机(1)连接，驱动电机(1)的输出轴通过减速斜齿轮与减速转轴(2)相配合，驱动电机(1)与减速转轴(2)的配合组成第一级减速；减速转轴(2)通过连接齿轮(3)与减速齿轮(4)配合，连接齿轮(3)与减速齿轮(4)的配合组成第二级减速；减速齿轮(4)与驱动齿轮(5)配合，减速齿轮(4)与驱动齿轮(5)的配合组成第三级减速；锁舌(6)为齿条结构，驱动齿轮(5)与锁舌(6)相配合；
驱动电机(1)分别与交流供电线路和直流供电线路连接；
单片机的IO口通过继电器控制机械锁连接交流供电线路或直流供电线路；
在功能扩展方面，电路中会从单片机的各个IO口中引出导线，以排针插接形式设置扩展口；扩展口能够与密码模块、红外感应模块、射频IC卡模块键盘模块、LCD模块或遥控模块等进行扩展；将各个导线与引出的扩展口相接；通过模块信号的控制输出输入信息，对单片机进行编程，达到随意扩展的目的。
2.根据权利要求1所述的一种可智能升级与个性化定制的简易安装机械锁，其特征在于：单片机控制该机械锁包括以下步骤：
S1继电器判断是否有交流电，若有切到交流供电线路，若没有则用电池供电；
S2单片机检查由IO口收集并在程序当中改变变量电路状态；
S3单片机由IO口控制电路中的led显示当前运行状态；
S4通过IO口检查/等待控制信号；
S5一旦接收并且验证信号改变变量数值，并控制门锁运行；
S6由IO口发出控制信号，通过电机驱动芯片驱动电机；
S7检查运行状态，显示运行状态信号；
S8检查运行终止信号，控制机械锁运行；
S9检查显示当前的***状态并显示；
S10返回S1如此循环。
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