專利名稱：無鑰匙機械按鍵式密碼門鎖的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械密碼門鎖，特別涉及不用鑰匙的機械銨鍵式密碼門鎖。
背景技術：
目前廣泛使用的機械密碼門鎖均要用鑰匙，這有時不方便也不太安全。剪切原理廣泛被應用，被剪切物未被切斷以前，剪切機械的兩片“剪刀”不能作相對運動，被剪切物一旦被剪斷，兩片“剪刀”就可自由地作相對運動，剪切原理和技術也用于密碼門鎖。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是利用剪切原理，提供一種不用鑰匙便可鎖住和開啟的密碼門鎖，即無鑰匙機械按鍵式密碼門鎖。
實現(xiàn)本實用新型目的的原理(參見圖1、2)，用相當于碼芯12A、12B的兩根短小圓柱來模擬一根被剪切的圓柱的“未斷”和“已斷”的兩種狀態(tài)(圖1)，圖中(a)相當于“未斷”的狀態(tài)。此時，兩片“剪刀”11和30不能相對運動，就是說，兩圓柱12A、12B把11與30的相對運動“鎖住”了。若把兩圓柱交換位置，成圖(b)，則(b)相當于“已斷”的狀態(tài)，11和30可以相對運動了，就是說，11與30的相對運動沒有被“鎖住”。使11和30的厚度分別為l和l+d，而圓柱的長度也為l和l+d，則若從右側把圖(a)中的圓柱向左推移距離d，成(c)圖，則圓柱從“未斷”狀態(tài)變到“已斷”狀態(tài)，于是11與30的相對運動從“被鎖住”變到了“被啟開”的狀態(tài)。
現(xiàn)在，把11和30安上一根共同的轉軸o(圖2)，并把11固定而不能轉動。在圖2(a)的情況，因相對運動被“鎖住”，故30不可能繞軸轉動，而在(b)和(c)的情況，30可自由地繞軸轉動。于是我們可用各種方法來利用此種轉動作為某種驅動力，包括作為門鎖中用來推動鎖舌的那種驅動力。如上所說，可以按照一對圓柱的不同安放方式來模擬30的“鎖住”和“啟開”的狀態(tài)，從而把門鎖鎖住或開開。
設11和30呈圓盤，在中央安一公共轉軸，而在某一圓周上配鉆了n個圓形通孔，沿圓周均布并且圓盤厚度分別為l、l+d，制成兩塊“碼板”。用n對與通孔同直徑長分別為l、l+d的圓柱插入各孔中，此時，圓柱的安置方式對應于圖1(b)和(c)時，圓柱對碼板30的轉動無妨礙。若安置方式對應于圖1(a)，則30的轉動被“鎖住”，若從右側把柱推移d，則轉動從“鎖住”變?yōu)椤皢㈤_”，或曰“解開”。如此說來，我們可以把各對圓柱稱為“碼芯”，來充當碼板上的密碼芯子。碼芯可分為“開碼”和“鎖碼”兩種，對應圖1(b)的碼芯是“開碼”，對應圖1(a)的是“鎖碼”，圖1(c)對應于鎖碼被左推而變成“解開”的情況，反之，若誤推“開碼”，則開碼立即變成“鎖住”的狀態(tài)，鎖碼與開碼可相互轉變。
根據(jù)上述原理設計本無鑰匙機械按鍵式密碼門鎖(參見圖3)，該鎖包括由鎖腹4，與鎖腹固聯(lián)的鎖頭19、安裝用螺母3組成的安裝用部件，鎖舌驅動部件，鎖舌1，裝于鎖腹內的密碼發(fā)生器和解碼用部件及密碼恢復用部件，其特征在于密碼發(fā)生器包括前碼扳11、后碼扳30、碼芯12、連接套18和止竄片5，連接套18將前碼扳11、后碼扳30、碼芯12連結成一個整體，止竄片5固聯(lián)在密碼發(fā)生器尾端，解碼用部件包括限角定角樁13、按鍵桿25、銨鍵23，密碼恢復用部件包括復位扳6、手柄21及復位扳與手柄相連的銷子7，鎖舌驅動部件包括鎖舌2、舌垂15、撥舌桿14、手柄21、復位板6，前碼扳11和后碼板30上有n個均布的插碼芯12的孔，n/2個按健桿25均布裝于鎖頭19外端面圓周上，n/2個按鍵桿25對準n對碼芯中n/2對來推動碼芯12、彈簧17和鋼珠16組成定位器固定和選擇前、后碼板11、30的準確的相對位置，密碼發(fā)生器位于鎖頭19和復位板6之間，鎖頭19與密碼發(fā)生器同以手柄21為軸，鎖頭19內端面上裝著限角定角樁13，限角定角樁13插入后碼板30端面上弧形淺槽中，以限制后碼板的轉動范圍，手柄21、前碼板11、后碼板30和復位板6藉鋼珠28和彈簧29組成的定位器一同固定于所欲的轉角處，復位板6為一塊圓形板，它位于鎖腹4的尾端，復位板6與手柄21藉銷子7相連，拉動手柄時復位板壓住密碼發(fā)生器的尾端，全體碼芯12立即同時復位，撥舌桿14安裝在復位板6外端面上，復位板6藉方鍵8與手柄聯(lián)動，手柄21又藉方鍵10與前碼板11聯(lián)動，當前碼板可自由轉動時，扭轉手柄21則復位板6隨之轉動，使撥舌桿14推動鎖舌前后移動。
本密碼門鎖所述的前、后碼板上各有20個均布的插碼芯的孔。
本鎖簡單，方便，可以省去其它方案的一批部件。


圖1中a、b、c是用兩根圓柱模擬一根被剪切的圓柱的未斷和已斷兩種狀況圖。
圖2中a、b、c是把兩片刀裝一根公共的轉軸，而用一對圓柱來模擬未斷和已斷兩種狀態(tài)圖。
圖3中a、b分別是本實用新型門鎖的主視圖和俯視圖。
圖4為本實用新型實施例的前、后碼板的結構圖。
圖5為本實用新型實施例的鎖頭19的結構圖。
圖中標號含義1舌架，2鎖舌，3安裝用螺母，4鎖腹，5止竄片，6復位板，7銷子，8方鍵，9彈簧，10方鍵，11前碼板，12，12A、12B碼芯，13限角定角樁，14撥舌桿，15舌垂，16定位用鋼珠，17定位用彈簧，18連結套，19鎖頭，20緊定螺栓，21手柄，22手把，23按鍵頭，24裝飾用環(huán)，25按鍵桿，26彈簧，27止脫片，28定位用鋼珠，29定位用彈簧，30后碼板。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本無鑰匙機械按鍵式密碼門鎖的結構和操作。
本實用新型的實例結構如圖3所示，該鎖包括由鎖腹4，與鎖腹固聯(lián)的鎖頭19，固定用螺母3、裝飾 24組成的安裝用部件，舌架1、由鎖舌2、舌垂15、撥舌桿14、手柄21和復位板6組成的鎖舌驅動部件，裝于鎖腹內的密碼發(fā)生器和解碼用部件及密碼恢復用部件，密碼發(fā)生器由前碼板11、后碼板30、碼芯12、連接套18和止竄片5組成，連接套18將前、后碼板、碼芯連接成一個整體，為了防止被操作后的碼芯竄動，在發(fā)生器的尾端固聯(lián)了一塊用薄彈簧鋼片制成的止竄片，解碼用部件包括按鍵桿25、按鍵23、限角定角樁13，密碼恢復用部件由復位板6、手柄21及將復位板與手柄相連的銷子7組成，前、后碼板上各有20個均布的插碼芯12的孔，10根按鍵桿25均布裝于鎖頭19外端面圓周上，10根按鍵桿25對準碼芯12的10根來推動碼芯12，密碼發(fā)生器位于鎖頭19和復位板6之間，鎖頭19與密碼發(fā)生器同以手柄21為軸，鎖頭19內端面上裝著限角定角樁13，限角定角樁13插入后碼板30端面上弧形淺槽中，以限制后碼板的轉動范圍，手把22與手柄21用緊定螺栓20連接，手柄21，前碼板11、后碼板30和復位板6藉鋼珠28和彈簧29組成的定位器同定位于所欲的轉角處，復位板6為一塊圓形板，它位于鎖腹4的尾端，復位板6與手柄21藉銷子7相連，拉動手柄時復位板壓住密碼發(fā)生器的尾端，全體碼芯同時復位，撥舌桿14安裝在復位板6外端面上，復位板6藉方鍵8與手柄聯(lián)動，手柄21又藉方鍵10與前碼板11聯(lián)動，當密碼全解開后，前碼板便可自由轉動，扭轉手柄21則復位板6隨之轉動，使撥舌桿14推動鎖舌2前后移動。
本實例中，碼板11和30與碼芯12組成“密碼發(fā)生器”，碼芯在碼板孔中的布置方式不同，發(fā)生器的即時密碼也不同。因此，密碼發(fā)生器可變化出許多組密碼，為了方便裝、卸，用一個連結套18把兩碼板連結成一個整體，進一步為了防止被操作后的碼芯竄動，我們在密碼發(fā)生器的尾端固聯(lián)了一塊用薄彈簧鋼片制成的止竄片5。
本鎖密碼變換操作改變10對碼芯的放置和布置方式，也就改變了密碼發(fā)生器的即時密碼，改變碼芯而把欲改變的那一對碼芯從碼板上取出，并相互交換它們的安放位置，欲取出碼芯，可有多種方法，本鎖則采用把發(fā)生器整個卸下的方法，但這使鎖舌驅動機構設計難化。
本鎖解碼的操作本鎖用裝在鎖頭19上的10根按鍵25來推動碼芯12，10根按鍵在鎖外端面上沿圓周均布，鎖頭與密碼發(fā)生器共以手柄21為軸，在鎖頭的內端面上裝有一根“限角定角樁”13，后者插入后碼板30端面上的弧形淺槽中，以限制后碼板的轉動范圍，使它只能在0°～18°的角度范圍內轉動，扭轉手把22、手柄21把后碼板轉到0°處，10根按鍵便對準碼板上20對碼芯中的10對碼芯。當轉到18°處時，按鍵則改而對準另外10對碼芯，這10根按鍵就可分別對準20對碼芯作“解開”操作，把全部鎖碼解開。另一方面，竊者操作錯誤會把開碼誤操作成鎖碼，得到懲罰。
即時密碼的恢復操作在解開密碼中，按鍵觸及鎖碼，鎖碼被解開而變成開碼，按鍵誤觸及開碼，開碼反而被鎖住，變成鎖碼，為了把被解開的鎖碼重新恢復成鎖碼，或把被誤操作成鎖碼的開碼重新恢復成開碼，本鎖安裝了一塊圓形的“復位板”6，它位于鎖體的尾端，復位板與手柄相連，藉銷子7，當拉動手柄時，復位板壓住發(fā)生器的尾端，全體碼芯立即同時復位。
本鎖鎖舌的驅動機械由于為了密碼發(fā)生器的裝、卸方便，本鎖不直接利用前碼板11的轉動來驅動鎖舌2，而把驅動鎖舌用的撥舌桿14安裝在復位板外端面上，復位板藉方鍵8與手柄聯(lián)轉，手柄又藉方鍵10與前碼板聯(lián)轉，當密碼全解開后，前碼板便可自由轉動，于是扭轉手柄復位板隨之也轉動，從而撥舌桿把鎖舌2推動，門鎖可啟開，鎖舌上有兩個舌垂15，撥舌桿的推力就作用在舌垂上，當手把轉角超過18°，鎖舌就開始移動。
本鎖的密碼數(shù)N(n)和破解率P(n)設某鎖有n對碼芯，這時密碼發(fā)生器可變化出N(n)組可能的密碼。因每一對碼芯可有開碼和鎖碼兩種狀態(tài)，根據(jù)代數(shù)學中排列組合的組合理論，立即可得出N(n)＝2n現(xiàn)不妨用數(shù)學歸納法予以證明。
當n＝1時，密碼數(shù)N(1)顯然為2，N(1)＝2，那就是“開”和“鎖”兩種密碼。故n＝1時，公式N(n)＝2n成立。再假設n＝n時，公式也成立，即N(n)＝2n成立。當n變到n+1時，可先把第n+1對碼芯置于開碼的狀態(tài)，然后改變前面n對碼芯的狀態(tài)。顯然，按假設可得到2n組密碼，然后把第n+1對碼芯置于鎖碼的狀態(tài)，同理按假設也可得到2n組密碼。結果共得到2×2n組密碼，亦即2n+1密碼。換言之，公式N(n+1)＝2n+1也成立。由N(1)＝21和N(N+1)＝2n+1成立的結論，N(n)＝2n成立。
本鎖n＝20，故密碼發(fā)生器可變化出220＞106組(即百萬以上)密碼數(shù)目。
現(xiàn)設操作者不知本鎖的即時密碼為何，于是隨機猜定一組密碼來進行解碼，顯然，根據(jù)概率的概念，其解密碼的可能性為1/2n，即2-n。
把破解率定義為P(n)＝2-n，當n＝20時，破解率P(20)小于百萬分之一。
本鎖的使用和操作1、鎖向門上安裝密碼發(fā)生器和復位板全裝在圓筒狀的鎖腹4之內，鎖腹與鎖頭固聯(lián)，便于安裝到門上，門板位于裝飾環(huán)24和舌架1之間，用“安裝用螺母”3夾緊。
2、在門外開鎖把手柄順時針轉，再按捺密碼中規(guī)定的那幾個按鍵，再把手柄逆時針轉，然后按捺密碼中規(guī)定的那幾個按鍵。于是密碼被解開，最后轉動手柄，鎖舌就移動，門啟開。
3、在門外上鎖把手柄轉到零位(此時可聽到并手感到鋼珠入位的信息)，并拉回手柄，密碼即復位鎖住。
4、在門內開鎖和上鎖手握舌尾，順時針轉動大約90°，再拉回，鎖即開(不需要事先解密碼)，反之，把鎖舌向前推，然后放手，鎖舌即栓住。
鎖舌栓上后，如果先轉動約90°再銷銷后退一下，放手，則鎖舌不僅還栓著，而且門外的人都無法開鎖，不管他能否解開密碼。
權利要求1.一種機械按鍵式密碼門鎖，該鎖包括由鎖腹(4)、與鎖腹固聯(lián)的鎖頭(19)、安裝用螺母(3)組成的安裝用部件，鎖舌驅動部件，鎖舌(1)裝于鎖腹內的密碼發(fā)生器和解碼用部件及密碼恢復用部件，其特征在于密碼發(fā)生器包括前碼扳(11)、后碼扳(30)、碼芯(12)、連接套(18)和止竄片(5)，連接套(18)將前碼扳(11)、后碼扳(30)、碼芯(12)連結成一個整體，止竄片(5)固聯(lián)在密碼發(fā)生器尾端，解碼用部件包括限角定角樁(13)、按鍵桿(25)、銨鍵(23)，密碼復位用部件包括復位扳(6)、手柄(21)及復位扳與手柄相連的銷子(7)，鎖舌驅動部件包括鎖舌(2)、舌垂(15)、撥舌桿(14)、手柄(21)、復位板(6)，前碼扳(11)和后碼板(30)上有n個均布的插碼芯(12)的孔，n/2個按健桿(25)均布裝于鎖頭(19)外端面圓周上，n/2個按鍵桿(25)對準n對碼芯中n/2對來推動碼芯(12)、彈簧(17)和鋼珠(16)組成定位器固定和選擇前、后碼板(11)、(30)的準確的相對位置，密碼發(fā)生器位于鎖頭(19)和復位板(6)之間，鎖頭(19)與密碼發(fā)生器同以手柄(21)為軸，鎖頭(19)內端面上裝著限角定角樁(13)，限角定角樁(13)插入后碼板(30)端面上弧形淺槽中，以限制后碼板的轉動范圍，手柄(21)、前碼板(11)、后碼板(30)和復位板(6)藉鋼珠(28)和彈簧(29)組成的定位器一同固定于所欲的轉角處，復位板(6)為一塊圓形板，它位于鎖腹(4)的尾端，復位板(6)與手柄(21)藉銷子(7)相連，拉動手柄時復位板壓住密碼發(fā)生器的尾端，全體碼芯(12)立即同時復位，撥舌桿(14)安裝在復位板(6)外端面上，復位板(6)藉方鍵(8)與手柄聯(lián)動，手柄(21)又藉方鍵(10)與前碼板(11)聯(lián)動，當前碼板可自由轉動時，扭轉手柄(21)則復位板(6)隨之轉動，使撥舌桿(14)推動鎖舌前后移動。
2.如權利要求1所述的密碼門鎖，其特征在于所述的前、后碼板(11)、(30)上各有20個均布的插碼芯(12)的孔。
專利摘要一種機械按鍵式密碼門鎖，該鎖利用剪切原理和技術設計。它包括安裝用部件、鎖舌驅動部件、密碼發(fā)生器、解碼部件和密碼復位用部件。密碼發(fā)生器由前、后碼扳11、30、碼芯12、連接套18和止竄片5組成，前、后碼扳上有20個均布的插碼芯12的孔，鎖頭19外端面一圓周上均布裝著10根按鍵桿25、10根按鍵桿25對準20對碼芯中的10對，改變10對碼芯的放置和布置方式就改變了發(fā)生器的即時碼。本鎖的密碼數(shù)和破解率為百萬分之一，設計方案簡單，制作方便價廉。
文檔編號E05B37/20GK2603834SQ0323539
公開日2004年2月18日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權日2003年1月28日
發(fā)明者王德喜, 盧全昌 申請人:武漢理工大學