一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构及工作方法

摘要

本发明公开并提供了一种安全性好、可靠性高、数字化管理简便、结构和制造工艺简弹、生产成本低的磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构,同时还提供了磁控结构的工作方法。本发明包括解锁轴外壳，解锁轴外壳的前段和后段分别设有前腔和后腔；前腔内设置有至少一个磁组合单元，后腔内设置有与磁组合单元相适配的状态转换永磁体；磁组合单元包括两个双极永磁磁体和一个位于前腔中心的磁轭；双极永磁磁体的其中一个磁极靠近磁轭，另一个磁极则远离磁轭，两个双极永磁磁体并列排放，两个双极永磁磁体同一侧的极性相反；磁轭用作两个双极永磁磁体朝向轴心磁极的导磁通路，主磁路通过磁轭。本发明应用于磁编码电子钥匙解的技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构及工作方法。

背景技术

在工业领域(如：电力、石化、交通、冶金、煤炭等行业)使用锁具闭锁设备门和手动操作机构、使用钥匙操作锁具是一种普遍采用的设备管理方法，是防范事故风险不可或缺的安全措施。目前，闭锁用锁具主要使用市面上容易购买的普通锁具，该类锁具主要以“弹子-弹簧”或“叶片”结构锁芯居多,针对工业应用时有较大缺陷，主要体现在可靠性方面：a、由于防雨结构不完善，锁芯部件容易生锈，特别是在海洋性气候、酸雨气候或可产生电化学反应的环境下这种现象更加明显；b、由于解锁孔未采用防尘结构，强沙尘环境下，尘土很容易通过解锁孔进入锁芯内部，从而造成无法开锁。

针对这一问题，人们尝试开发新的锁具结构来解决上述问题，例如本申请人在前申请的申请号为ZL201410107543.3，名称为“一种磁编码自由弹子式锁芯结构”的发明专利(如图1所示)和与之配套的申请号为ZL201410218163.7，名称为“磁编码钥匙的磁解锁装置及磁解锁结构”的发明专利(如图2所示)。

一种磁编码自由弹子式锁芯结构包括锁芯外壳、可转动设置在所述锁芯外壳内腔中的锁钮、分别位于所述锁芯外壳两端的锁芯前端盖和锁芯后端盖，所述锁芯外壳的内壁上设置有至少一条的弹子纵向移动槽和至少一条弹子横向回转槽，所述锁钮上沿轴线与所述锁芯前端盖对应的一端设置有磁编码钥匙的解锁孔，所述锁钮的外壁上设置有多个弹子纵向滑槽，至少其中一个所述多个弹子纵向滑槽中设置有自由弹子，所述自由弹子为大弹子/和小弹子，所述弹子纵向滑槽与所述弹子纵向移动槽相对应组成弹子移动腔体。

磁编码钥匙的磁解锁装置及磁解锁结构包括钥匙外壳，其特征在于：所述磁解锁装置还包括位于所述钥匙外壳内的至少一组磁组合单元和填充体，所述磁组合单元包括多个双极永磁磁体和磁轭，多个所述双极永磁磁体的表面磁通沿排列方向依次递增或依次递减，相邻两个所述双极永磁磁体同一侧的极性相反，所述磁轭用作多个所述双极永磁磁体朝向轴心各磁极的导磁通路，主磁路通过其中，在所述磁组合单元的外部主磁路上产生一个沿磁体排布方向由弱到强或由强到弱的磁场分布。

解锁时，所述磁编码钥匙的磁解锁装置插入所述磁编码锁芯后与其相适配，所述磁组合单元与每个所述自由弹子移动腔体在位置上相对应，所述磁组合单元的主磁场向外定向分布且方向正对所述自由弹子移动腔体，所述磁组合单元中磁场排布方向与所述自由弹子移动腔体中的所述自由弹子移动方向相同，所述磁组合单元可将一个或多个位于所述磁组合单元弱磁场侧的所述自由弹子吸引到距所述磁组合单元磁场最强、磁路最短的位置。

利用上述专利设计的磁编码锁芯(锁具)和磁编码钥匙具有安全性好、可靠性高、数字化管理简便、结构和制造工艺简弹、生产成本低等优点，已具备在工业领域使用的条件。

而现有的磁编码钥匙只能对相同牙花的锁芯(锁具)进行开启操作，无法进行开锁或闭锁的控制性操作，无法实现智能化控制。

为此，我们提出了“一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构及工作方法”的设计方案，用以解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种安全性好、可靠性高、数字化管理简便、结构和制造工艺简弹、生产成本低的磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构,同时还提供了所述磁控结构的工作方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括解锁轴外壳，所述解锁轴外壳的前段和后段分别设有前腔和后腔；所述前腔内设置有至少一个磁组合单元，所述后腔内设置有与所述磁组合单元相适配的状态转换永磁体；所述磁组合单元包括两个双极永磁磁体和一个位于所述前腔中心的磁轭；所述双极永磁磁体的其中一个磁极靠近所述磁轭，另一个磁极则远离所述磁轭，两个所述双极永磁磁体并列排放，两个所述双极永磁磁体同一侧的极性相反；所述磁轭用作两个所述双极永磁磁体朝向轴心磁极的导磁通路，主磁路通过所述磁轭；所述磁组合单元的外部主磁路在所述解锁轴外壳外部为半圆弧形。

进一步，两个所述双极永磁磁体的表面磁通量相同或相近。

进一步，两个所述双极永磁磁体的表面磁通量不相同；所述状态转换永磁体为柱形，所述状态转换永磁体可在控制装置的控制下进行左右移动,达到远离或靠近磁组合单元的目的。

进一步，所述磁控结构设置有多组所述磁组合单元，多组所述磁组合单元共用同一个所述磁轭。

进一步，所述磁轭为软铁或磁钢或软磁合金或铁氧体或非导磁材料中的一种。

进一步，所述状态转换永磁体为双极永磁磁体,所述状态转换永磁体内部磁路的轴心线与所述磁轭的轴心线为同一轴线。

进一步，所述状态转换永磁体为球形，所述状态转换永磁体可在控制装置的控制下进行磁体的左右翻转,达到极性朝向变换的目的。

所述的一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构的其中一个工作方法，所述工作方法为：

当所述状态转换永磁体朝向所述磁组合单元一侧的极性与所述磁组合单元最靠近状态转换永磁体的双极永磁磁体朝向磁轭侧的极性为异性时，因磁场方向相同，产生叠加效应，使该双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度增加；同时，因磁场方向相反，产生抵减效应，使远离所述状态转换永磁体的另一所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度降低，这样就在所述磁组合单元的外部主磁路上产生一个沿磁体排布方向自右向左，由强到弱的磁场分布；

当所述状态转换永磁体朝向所述磁组合单元一侧的极性与磁组合单元最靠近状态转换永磁体的所述双极永磁磁体朝向磁轭侧的极性为同性时，因磁场方向相反，产生抵减效应，使该所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度降低；同时，因磁场方向相同，产生叠加效应，使远离状态转换永磁体的另一所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度增加，这样就在所述磁组合单元的外部主磁路上产生一个沿磁体排布方向自右向左，由弱到强的磁场分布；

所述状态转换永磁体与所述磁组合单元靠近的距离和永磁体自身的表面磁通量决定了主磁路上由弱到强或强到弱的磁场强度分布；

所述一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构插入磁编码锁芯后，其中所述的磁组合单元与所述锁芯的自由弹子移动腔体在位置上相对应，所述磁组合单元的主磁场向外定向分布且方向正对所述自由弹子移动腔体，所述磁组合单元中磁场排布方向与所述自由弹子移动腔体中的所述自由弹子移动方向相同，所述磁组合单元可将一个位于所述磁组合单元弱磁场侧的所述自由弹子吸引到所述磁组合单元磁场最强的位置；从而，可通过改变状态转换永磁体朝向控制位于自由弹子移动腔体中自由弹子的位置；

解锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于解锁位；闭锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于闭锁位。

所述的一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构的另一工作方法，所述工作方法为：

所述状态转换永磁体朝向所述磁组合单元一侧的极性与所述磁组合单元中表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向磁轭侧的极性为异性；

当所述状态转换永磁体靠近磁组合单元到一定距离时,因磁场方向相同，产生叠加效应，使表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度明显增加；同时，因磁场方向相反，产生抵减效应，使表面磁通量较大的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度明显降低，结果使表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度明显大于表面磁通量较大的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度；

当所述状态转换永磁体远离磁组合单元时, 因状态转换永磁体磁场对所述磁组合单元的磁感应强度的影响较小，表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度明显小于表面磁通量较大的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳一侧的表面磁通量或磁感应强度,这样就在所述磁组合单元的外部主磁路上产生沿磁体排布方向的磁感应强度发生逆转的现象；

所述状态转换永磁体与所述磁组合单元靠近的距离和永磁体自身的表面磁通量决定了主磁路上由弱到强或强到弱的磁场强度分布；

所述一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构插入磁编码锁芯后，其中所述磁组合单元与所述锁芯的自由弹子移动腔体在位置上相对应，所述磁组合单元的主磁场向外定向分布且方向正对所述自由弹子移动腔体，所述磁组合单元中磁场排布方向与所述自由弹子移动腔体中的所述自由弹子移动方向相同，所述磁组合单元可将一个位于所述磁组合单元弱磁场侧的所述自由弹子吸引到所述磁组合单元磁场最强的位置；从而，通过改变状态转换永磁体靠近磁组合单元的距离控制位于自由弹子移动腔体中自由弹子的位置；

解锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于解锁位；闭锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于闭锁位。

本发明的有益效果是：

1、采用本发明的磁控结构的磁编码电子钥匙解闭锁装置可实现在磁组合单元的机械结构不产生任何变化（或位移）的情况下，通过改变状态转换永磁体的状态,对磁组合单元外部主磁路上的磁感应强度进行人工控制。与通过改变磁组合单元相应部件位置实现磁组合单元的外部主磁路上磁感应强度改变的控制方案相比，具有可靠性高，不容易出现卡滞现象；控制结构简单；容易实现整体密封等优点。

2．磁组合单元采用模块化结构设计，且种类较少，磁组合单元设置位置相对固定，这样，组装钥匙前可预先生产磁组合单元，组装钥匙时按不同锁码在相应位置设置相应种类的磁组合单元即可，从而使钥匙的生产效率大大提高，也进一步使依据本发明设计和生产的磁编码钥匙具有数字化管理简便、结构和制造工艺简弹、生产成本低等优点。

附图说明

图1是现有磁编码锁芯结构示意图；

图2是现有磁编码钥匙的磁解锁装置的结构示意图；

图3是实施例一本发明的磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构的结构示意图；

图4是实施例一的磁控结构解闭锁工作方法的原理示意图；

图5是实施例一的磁控结构解闭锁工作方法的另一状态的原理示意图；

图6是实施例二本发明的磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构的结构示意图；

图7是实施例二的磁控结构解闭锁工作方法的原理示意图；

图8是实施例二的磁控结构解闭锁工作方法的另一状态的原理示意图。

具体实施方式

实施例一

如图3至图5所示，在本实施例中，本发明包括解锁轴外壳1，所述解锁轴外壳1的前段和后段分别设有前腔2和后腔3；所述前腔2内设置有至少一个磁组合单元，所述后腔3内设置有与所述磁组合单元相适配的状态转换永磁体4；所述磁组合单元包括两个双极永磁磁体5、6和一个位于所述前腔2中心的磁轭7；所述双极永磁磁体5、6的其中一个磁极靠近所述磁轭7，另一个磁极则远离所述磁轭7，两个所述双极永磁磁体5、6并列排放，两个所述双极永磁磁体5、6同一侧的极性相反；所述磁轭1用作两个所述双极永磁磁体5、6朝向轴心磁极的导磁通路，主磁路通过所述磁轭1；所述磁组合单元的外部主磁路在所述解锁轴外壳1外部为半圆弧形。

在本实施例中，两个所述双极永磁磁体5、6的表面磁通量相同或相近。

在本实施例中，所述磁控结构设置有多组所述磁组合单元，多组所述磁组合单元共用同一个所述磁轭7。

在本实施例中，所述磁轭7为软铁或磁钢或软磁合金或铁氧体或非导磁材料中的一种。

在本实施例中，所述状态转换永磁体4为双极永磁磁体,所述状态转换永磁体4内部磁路的轴心线与所述磁轭7的轴心线为同一轴线。

在本实施例中，所述状态转换永磁体4为球形，所述状态转换永磁体4可在控制装置的控制下进行磁体的左右翻转,达到极性朝向变换的目的。

所述一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构的工作方法，所述工作方法为：

当所述状态转换永磁体4朝向所述磁组合单元一侧的极性与所述磁组合单元最靠近状态转换永磁体4的双极永磁磁体朝向磁轭侧的极性为异性时，因磁场方向相同，产生叠加效应，使该双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度增加；同时，因磁场方向相反，产生抵减效应，使远离所述状态转换永磁体4的另一所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度降低，这样就在所述磁组合单元的外部主磁路上产生一个沿磁体排布方向自右向左，由强到弱的磁场分布；

当所述状态转换永磁体4朝向所述磁组合单元一侧的极性与磁组合单元最靠近状态转换永磁体4的所述双极永磁磁体朝向磁轭侧的极性为同性时，因磁场方向相反，产生抵减效应，使该所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度降低；同时，因磁场方向相同，产生叠加效应，使远离状态转换永磁体4的另一所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度增加，这样就在所述磁组合单元的外部主磁路上产生一个沿磁体排布方向自右向左，由弱到强的磁场分布；

所述状态转换永磁体4与所述磁组合单元靠近的距离和永磁体自身的表面磁通量决定了主磁路上由弱到强或强到弱的磁场强度分布；

所述一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构插入磁编码锁芯后，其中所述的磁组合单元与所述锁芯的自由弹子移动腔体在位置上相对应，所述磁组合单元的主磁场向外定向分布且方向正对所述自由弹子移动腔体，所述磁组合单元中磁场排布方向与所述自由弹子移动腔体中的所述自由弹子移动方向相同，所述磁组合单元可将一个位于所述磁组合单元弱磁场侧的所述自由弹子吸引到所述磁组合单元磁场最强的位置；从而，可通过改变状态转换永磁体4朝向控制位于自由弹子移动腔体中自由弹子的位置；

解锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于解锁位；闭锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于闭锁位。

实施例二

如图6至图8所示，在本实施例中，本实施例二与实施例一的不同之处在于：两个所述双极永磁磁体5、6的表面磁通量不相同，且一个所述双极永磁磁体的表面磁通量明显大于另一个所述双极永磁磁体的表面磁通量。

在本实施例中，所述状态转换永磁体5为柱形，所述状态转换永磁体5可在控制装置的控制下进行左右移动,达到远离或靠近磁组合单元的目的

所述一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构的工作方法，所述工作方法为：

所述状态转换永磁体4朝向所述磁组合单元一侧的极性与所述磁组合单元中表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向磁轭侧的极性为异性；

当所述状态转换永磁体4靠近磁组合单元到一定距离时,因磁场方向相同，产生叠加效应，使表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度明显增加；同时，因磁场方向相反，产生抵减效应，使表面磁通量较大的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度明显降低，结果使表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度明显大于表面磁通量较大的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度；

当所述状态转换永磁体4远离磁组合单元时, 因状态转换永磁体4磁场对所述磁组合单元的磁感应强度的影响较小，表面磁通量较小的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度明显小于表面磁通量较大的所述双极永磁磁体朝向解锁轴外壳1一侧的表面磁通量或磁感应强度,这样就在所述磁组合单元的外部主磁路上产生沿磁体排布方向的磁感应强度发生逆转的现象；

所述状态转换永磁体4与所述磁组合单元靠近的距离和永磁体自身的表面磁通量决定了主磁路上由弱到强或强到弱的磁场强度分布；

所述一种磁编码电子钥匙解闭锁装置的磁控结构插入磁编码锁芯后，其中所述磁组合单元与所述锁芯的自由弹子移动腔体在位置上相对应，所述磁组合单元的主磁场向外定向分布且方向正对所述自由弹子移动腔体，所述磁组合单元中磁场排布方向与所述自由弹子移动腔体中的所述自由弹子移动方向相同，所述磁组合单元可将一个位于所述磁组合单元弱磁场侧的所述自由弹子吸引到所述磁组合单元磁场最强的位置；从而，通过改变状态转换永磁体4靠近磁组合单元的距离控制位于自由弹子移动腔体中自由弹子的位置；

解锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于解锁位；闭锁时，自由弹子移动腔体中自由弹子被控于闭锁位。

本发明应用于磁编码电子钥匙解的技术领域。

虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。