專利名稱：電腦鑰匙及編碼鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種鑰匙及鎖，特別涉及一種電力系統(tǒng)中適用于刀閘、開關(guān)的電腦鑰匙及編碼鎖。
目前，電力系統(tǒng)中防誤閉鎖裝置中采用電腦鑰匙及機(jī)械編碼鎖及電子編碼鎖來控制電力系統(tǒng)中刀閘及電子開關(guān)，其中電腦鑰匙中與機(jī)械鎖對應(yīng)的檢碼機(jī)構(gòu)采用機(jī)械觸頭，其操作嚴(yán)格，有誤差且壽命短，與電子編碼鎖對應(yīng)的檢碼機(jī)構(gòu)采用先電管，其耗電量大、塵土多，也使其誤差大；此外，電腦鑰匙中對應(yīng)機(jī)械鎖的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械結(jié)構(gòu)，開鎖方式為手柄壓觸，其存在的問題是壽命短、動量大，易使檢碼不準(zhǔn)確，且機(jī)殼本身承受壓力大，易導(dǎo)致?lián)p壞，而對應(yīng)電子編碼鎖的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為繼電器，在動作時，產(chǎn)生弧先，火花，并使設(shè)備受到干擾，且觸點(diǎn)易燒而粘連，因此，其壽命短；另外，現(xiàn)有的機(jī)械編碼鎖為單梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)將鎖打開后，沒有進(jìn)行把刀閘開合的操作，就可進(jìn)行下一步操作，從而造成設(shè)備走空程，而電子編碼鎖也沒有設(shè)備狀態(tài)檢測元件，即機(jī)械鎖和電子編碼鎖都無法檢測設(shè)備狀態(tài)，也就無法防走空程，而且，還不具備五防功能；此外，現(xiàn)有的電腦鑰匙中顯示器為數(shù)字顯示，顯示不直觀，不利于人機(jī)對話。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種可檢測設(shè)備狀態(tài)且檢測速度快，功耗低、動量小，誤差小、壽命長、功能強(qiáng)并可漢字顯示且人機(jī)界面好的電腦鑰匙及編碼鎖。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它由電腦鑰匙和編碼鎖構(gòu)成，其中編碼鎖由機(jī)械編碼鎖和電子編碼鎖組成，所述的電腦鑰匙由單片機(jī)及接口以及鍵盤、通過串并轉(zhuǎn)換接口及功率驅(qū)動器與單片機(jī)相連且用于檢測鎖號及刀閘或開關(guān)所處狀態(tài)的霍爾矩陣探頭及紅外接收管，與單片機(jī)相連的用于存貯信息的RAM、ROM及用于顯示鎖號及刀閘或開關(guān)所處狀態(tài)和人機(jī)對話語言的點(diǎn)陣式液晶顯示器，與單片機(jī)相連的由可編程邏輯器件構(gòu)成的系統(tǒng)邏輯控制電路，用來控制機(jī)械編碼鎖、電子編碼鎖的解鎖操作，與系統(tǒng)邏輯控制電路相連的由功率驅(qū)動器和蜂嗚器構(gòu)成的報警提示電路，由功率驅(qū)動器、微特電機(jī)、與微特電機(jī)相連的觸頭(鑰匙軸)及用來使鑰匙軸復(fù)位的位置檢測電路構(gòu)成的機(jī)械鎖解鎖機(jī)構(gòu)及由隔離驅(qū)動電路、大功率晶閘管、電極和用來檢測開關(guān)狀態(tài)的電流檢測電路構(gòu)成的電子編碼鎖解鎖電路構(gòu)成；所說的機(jī)械鎖包括鎖體、鎖軸、滑塊及復(fù)位彈簧，在鎖體上有三個鎖孔，分別用來安裝合閘鎖梁和分閘鎖梁，在左側(cè)的二個鎖孔內(nèi)安裝有狀態(tài)桿及復(fù)位彈簧，在鎖體底部安裝有表面有12個孔洞的碼片，在狀態(tài)桿底端粘接有磁柱，用來檢測刀閘狀態(tài)，且對應(yīng)狀態(tài)桿的碼片孔洞為通孔，作為狀態(tài)桿的導(dǎo)引腔，在另一個孔洞內(nèi)放置有定位磁柱，其余的孔洞內(nèi)放置與鎖號對應(yīng)的磁柱；所說的電子編碼鎖包括鎖體、安裝在鎖孔內(nèi)的導(dǎo)柱及安裝有與所述紅外接收管相對應(yīng)的紅外發(fā)射管的開、關(guān)發(fā)光指示線路板，在鎖體底部安裝有與機(jī)構(gòu)鎖碼片結(jié)構(gòu)相同且內(nèi)裝與鎖號對應(yīng)的磁柱的碼片，用來確定鎖號編碼。
根據(jù)上述的電腦鑰匙及編碼鎖，在電腦鑰匙中還有一個復(fù)位、掉電保護(hù)及電池電壓檢測模塊與單片機(jī)相連，用來使系統(tǒng)在上電時自動復(fù)位、掉電時自動保護(hù)RAM內(nèi)容不至丟失及電壓不足時向用戶提示及時更換電池。
根據(jù)上述的電腦鑰匙及編碼鎖，在電腦鑰匙中還有一個DC-DC變換穩(wěn)壓器與單片機(jī)相連，用于在電池電壓降到3V時仍能保證系統(tǒng)可靠地工作。
本實(shí)用新型中電腦鑰匙采用電磁檢碼、微特電機(jī)解機(jī)械鎖機(jī)構(gòu)及無觸點(diǎn)開關(guān)開啟電編碼鎖，而機(jī)械鎖具有一鎖兩梁分體式結(jié)構(gòu)及電編碼鎖能輸出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，因此，可快速檢測設(shè)備狀態(tài)且功耗低、誤差小、動量小、壽命長，綜合指標(biāo)功能強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)緊揍并具有防走空程功能，特別是可輸入有關(guān)軟件使該裝置具有“誤拉合開關(guān)”、“帶負(fù)荷拉合刀閘”、“帶電掛地線或合接地刀閘”、“帶地線或接地刀閘合閘送電”、“誤入帶電間隔”等五防功能；此外，該裝置中采用點(diǎn)陣式液晶顯示器，進(jìn)行漢字顯示，人機(jī)對話好，具有使用方便、直觀，易學(xué)等特點(diǎn)。
圖面說明


圖1是本實(shí)用新型中電腦鑰匙的電路方框圖；圖2是
圖1中位置檢測及電流檢測電路電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型中電腦鑰匙的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型中機(jī)械編碼鎖結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型中機(jī)械編碼鎖的俯視圖；圖6是圖4中A-A剖視圖；圖7是本實(shí)用新型中電子編碼鎖結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7中B-B剖視圖；圖9是電子編碼鎖電路原理圖。
以下結(jié)合附圖提供本實(shí)用新型的實(shí)施例本實(shí)用新型由電腦鑰匙及編碼鎖構(gòu)成，所說的電腦鑰匙如
圖1～圖3所示，它有一個單片機(jī)6(8031)、單片機(jī)6通過串并轉(zhuǎn)換擴(kuò)展I/O接口(74LS164)及驅(qū)動電路(ULN2803)5接有霍爾矩陣探頭4，其中探頭4是由12只霍爾器件組成矩陣掃描電路，在對應(yīng)該探頭4第三個霍爾器件位置還安裝有紅外接收管4′，通過單片機(jī)控制行、列掃描，可同時檢測12個磁體的存在與否，即對磁體的位置檢測，另外，該矩陣采用復(fù)用技術(shù)使對應(yīng)接收管4′的一路不但具有磁體檢測又有紅外光電檢測的雙重功能，在單片機(jī)6的數(shù)據(jù)線上接有RAM、ROM及點(diǎn)陣式液晶顯示器7，分別用來存貯信息及通過漢字顯示有關(guān)信息并進(jìn)行人機(jī)對話，在單片機(jī)6的相應(yīng)接口接有由可編程邏輯器件GAL(可采用GAL16V8)構(gòu)成的系統(tǒng)邏輯控制電路8，(還可進(jìn)行系統(tǒng)譯碼、接口譯碼)，在系統(tǒng)邏輯控制電路8的輸出端分別接有由功率驅(qū)動器9和蜂嗚器10構(gòu)成的蜂嗚提示電路，由功率驅(qū)動器11、微特電機(jī)12、觸頭15、用來使電機(jī)12反轉(zhuǎn)并使觸頭15復(fù)位的位置檢測電路17構(gòu)成的機(jī)械編碼鎖解鎖機(jī)構(gòu)，由隔離功率驅(qū)動電路13、大功率可控晶閘管IGBT(14)、電極15及電流檢測電路16構(gòu)成的電子編碼鎖解鎖電路，其中功率驅(qū)動器11采用MOSFBT低導(dǎo)通驅(qū)動器，使電機(jī)12恒力矩、恒轉(zhuǎn)速，正反轉(zhuǎn)控制靈活，隔離驅(qū)動電路13和大功率可控晶閘管IGBT(14)，可開啟、關(guān)斷20A的大電流，構(gòu)成大功率無觸點(diǎn)開關(guān)，所述的位置檢測電路17由接在電源VCC和地之間的霍爾器件23及鑲裝在電機(jī)12軸套上的磁鋼22和分壓電阻R2構(gòu)成，所述的電流檢測電路16由接在電極15之間的用于恒壓降的串接二極管D1～D3及接在其間的限流電阻R1和光電隔離管T及接在電源VCC和光電隔離管T之間的電阻R2構(gòu)成，輸出端的高低電平轉(zhuǎn)換信號經(jīng)INT1口送給單片機(jī)6檢測，在單片機(jī)6的接口還接有由復(fù)位及掉電保護(hù)、電池電壓檢測模塊1(可采用MAX693)，使系統(tǒng)在上電時自動復(fù)位、掉電時自動保護(hù)RAM的內(nèi)容不至丟失及電壓不足時向用戶提示及時更換電池，在單片機(jī)6上還接有DC-DC變換穩(wěn)壓器3及鍵盤2，其中DC-DC變換器3保證在電池電壓隆到3V以下，系統(tǒng)仍能可靠工作，而鍵盤2具有電源開關(guān)、系統(tǒng)功能選擇及確定功能，在單片機(jī)6上還有一個用來與系統(tǒng)中主機(jī)通信的接口18(可采用RS232)，上述電路單元焊接在主線路板上且通過螺釘固定在殼體24上，電機(jī)12通過固定架19及螺釘固定，顯示器7通過固定柱20固定，鑰匙軸15通過軸套21與電機(jī)軸12A聯(lián)接，左邊的觸頭15通過螺母24固定在殼體24上，磁鋼22鑲裝在軸套21上，霍爾器件23焊接在主線路板上與其對應(yīng)位置，在線路板26上還焊接有霍爾矩陣探頭4及紅外接收管4′。
如圖4～圖6所示，所說的機(jī)械編碼鎖有一個鎖體31，在鎖體31中部有一個安裝孔31A，在右側(cè)的鎖孔內(nèi)通過銷32連接有鎖軸33，在鎖體31的上部孔內(nèi)通過擋塊30安裝有滑塊29及復(fù)位彈簧28，在鎖體31的底部通過螺絲38安裝有碼片34，碼片34上有12個孔洞并分成二排，在鎖體31上左側(cè)的二個鎖孔31B內(nèi)分別安裝有底端粘接有磁柱35的狀態(tài)桿10及復(fù)位彈簧11，碼片34上與狀態(tài)桿36對應(yīng)的二個孔為通孔，作為狀態(tài)桿36的導(dǎo)引腔，該孔內(nèi)的磁柱35用來檢測刀閘的開、合狀態(tài)，在碼片34的第二位孔洞內(nèi)放置有定位磁柱，其余的9個孔洞內(nèi)根據(jù)鎖號放置磁柱，用于鎖的編碼，在鎖孔內(nèi)可分別插裝大鎖梁及小鎖梁27，分別用來檢測刀閘的合、分狀態(tài)。
如圖7～圖9所示，所說的電子編碼鎖有一個由塑料制成的鎖體41，在鎖體41的頂部通過螺桿及螺母39安裝有線路板46，線路板46上焊接有由三極管D4～D6、電阻R3和紅外發(fā)射管D7構(gòu)成的開關(guān)指示電路，在鎖體41左、右側(cè)鎖孔內(nèi)分別安裝有導(dǎo)柱45、40，在鎖體41內(nèi)通過螺絲47安裝有與機(jī)械鎖碼片34結(jié)構(gòu)相同的碼片43，碼片43上對應(yīng)紅外發(fā)射管D7的孔洞為通孔，第一位通孔閑置，第二位孔洞放置定位磁柱44，另外的9個孔洞內(nèi)裝有與鎖號對應(yīng)的磁柱44，構(gòu)成鎖號識別碼，在鎖體41的左、右兩側(cè)還安裝有二個銅鋃件42，用采將電子編碼鎖定位。
在實(shí)際安裝時，機(jī)械編碼鎖固定在刀閘把手上，大梁及小梁27分別安裝在鎖梁支架上，且與電力刀閘設(shè)備的開和關(guān)狀態(tài)位置相對應(yīng)，電子編碼鎖安裝在控制盤上，且與開關(guān)串接。
正常操作以模擬盤主機(jī)為核心，其主機(jī)內(nèi)預(yù)先存儲了所有設(shè)備的操作規(guī)則，當(dāng)模擬盤預(yù)演操作，主機(jī)就根據(jù)預(yù)先存儲好的操作規(guī)則進(jìn)行審核。若操作錯誤，則此項(xiàng)操作主機(jī)不記憶，若操作正確，則發(fā)出一聲短音，表示主機(jī)已將此項(xiàng)操作記憶和存貯起來，預(yù)演操作完畢，主機(jī)將正確的操作按照順序通過接口18(RS232)傳到電腦鑰匙中，通過顯示器7顯示要開關(guān)的鎖號及類型，操作人員手持電腦鑰匙到現(xiàn)場找到與之對應(yīng)鎖號的鎖時，依據(jù)電腦鑰匙顯示的設(shè)備編號，將電腦鑰匙上的觸頭(電極)15插入相應(yīng)的編碼鎖的鎖腔內(nèi)，通過霍爾矩陣探頭4檢測鎖號及類型的正確性，這時由蜂嗚器10發(fā)出一聲短嗚，表示操作正確，可以打開鎖對設(shè)備進(jìn)行操作；若走錯間隔，插入不對應(yīng)的編碼鎖內(nèi)，則不開鎖，強(qiáng)行閉鎖操作，同時蜂嗚器10報警長嗚，直到電腦鑰匙從鎖體中拔出為止；若正確，進(jìn)行解鎖操作，其中解鎖操作有兩種方式，一種為機(jī)械方式解鎖，這時，由單片機(jī)6發(fā)出指令，通過系統(tǒng)邏輯控制電路8(GAL)輸出信號并經(jīng)功率驅(qū)動器11控制電機(jī)12順時針旋轉(zhuǎn)90度，將機(jī)械鎖打開并通過位置檢測電路17使其逆時針旋轉(zhuǎn)90度復(fù)位，操作人員打開鎖后操作刀閘，將該位置的鎖梁27鎖入鎖體31，再將鑰匙插入鎖孔以檢測操作的正確性；另外一種為電子編碼鎖的解鎖方式，這時單片機(jī)6發(fā)出指令，由系統(tǒng)邏輯控制模塊8(GAL)輸出信號至功率模塊13并驅(qū)動晶閘管14(IGBT)使鎖體41兩側(cè)導(dǎo)電電極15短路，同時電腦鑰匙內(nèi)部電流檢測電路16檢測是否有電流流過，借此信號判斷正常及故障狀態(tài)，若故障則報警；霍爾矩陣探頭4實(shí)時檢測鎖體41內(nèi)的紅外管D7發(fā)光狀態(tài)，以此狀態(tài)判斷開關(guān)是合還是開狀態(tài)，直到操作人員操作開關(guān)到操作后狀態(tài)。當(dāng)解鎖完畢后，鑰匙內(nèi)部操作指令減1并指向下一操作指令，操作人員進(jìn)行下一項(xiàng)操作，直至指針減到0，即全部操作完畢，之后電腦鑰匙將操作的所有信息回轉(zhuǎn)給摸擬盤以判斷操作的正確性，至此系統(tǒng)便完成了該次操作的所有操作項(xiàng)目。
將“開關(guān)跳閘處理操作”、“母線故障處理操作”、“緊急限電操作”、“緊急送電操作”、“接地選擇操作”和“開關(guān)傳動試驗(yàn)操作”六種事故處理的高級軟件預(yù)先輸入至電腦鑰匙中，可使該裝置具有五防功能，在工作時，將電腦鑰匙選擇相應(yīng)工作方式，即可。
權(quán)利要求1.一種適用于電力系統(tǒng)中刀閘及開關(guān)的電腦鑰匙及編碼鎖，由電腦鑰匙和編碼鎖構(gòu)成，其中編碼鎖由機(jī)械編碼鎖和電子編碼鎖組成，其特征是，所述的電腦鑰匙由單片機(jī)(6)、接口以及鍵盤(2)、通過串并轉(zhuǎn)換接口及功率驅(qū)動器(5)與單片機(jī)(6)相連且用于檢測鎖號及刀閘或開關(guān)所處狀態(tài)的霍爾矩陣探頭(4)及紅外接收管(4′)，與單片機(jī)(6)相連的用于存貯信息的(RAM)、(ROM)及用于顯示鎖號及刀閘或開關(guān)所處狀態(tài)和人機(jī)對話語言的點(diǎn)陣式液晶顯示器(7)，與單片機(jī)(6)相連的由可編程邏輯器件構(gòu)成的系統(tǒng)邏輯控制電路(8)，用來控制機(jī)械編碼鎖，電子編碼鎖的解鎖操作，與系統(tǒng)邏輯控制電路(8)相連的由功率驅(qū)動器(9)和蜂鳴器(10)構(gòu)成的報警提示電路，由功率驅(qū)動器(11)、微特電機(jī)(12)、與微特電機(jī)(12)相連的觸頭(15)及用來使觸頭(15)中鑰匙軸復(fù)位的位置檢測電路(17)構(gòu)成的機(jī)械鎖解鎖機(jī)構(gòu)及由隔離驅(qū)動電路(13)、大功率晶閘管(14)、電極(15)和用來檢測開關(guān)狀態(tài)的電流檢測電路(16)構(gòu)成的電子編碼鎖解鎖電路構(gòu)成；所說的機(jī)械鎖包括鎖體(31)、鎖軸(33)、滑塊(29)及復(fù)位彈簧(28)，在鎖體(31)上有三個分別用來安裝合閘鎖梁和分閘鎖梁(27)的鎖孔，在左側(cè)的二個鎖孔(31B)內(nèi)安裝有狀態(tài)桿(36)及復(fù)位彈簧(37)，在鎖體(31)底部安裝有表面有12個孔洞的碼片(34)，在狀態(tài)桿(36)底端粘接有磁柱(35)，且對應(yīng)狀態(tài)桿(36)的碼片(34)上孔洞為通孔，在另一個孔洞內(nèi)放置有定位磁柱(35)，其余的孔洞內(nèi)放置有與鎖號對應(yīng)的磁柱(35)；所說的電子編碼鎖包括鎖體(41)，安裝在鎖孔內(nèi)的導(dǎo)柱(40、45)及安裝有與紅外接收管(4′)對應(yīng)的紅外發(fā)射管(D7)的開、關(guān)發(fā)先指示線路板(46)，在鎖體(41)底部安裝有與機(jī)構(gòu)鎖碼片(34)結(jié)構(gòu)相同且內(nèi)裝與鎖號對應(yīng)的磁柱(44)的碼片(43)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦鑰匙及編碼鎖，其特征是，在電腦鑰匙中還有一個復(fù)位、掉電保護(hù)及電池電壓檢測模塊(1)與單片機(jī)(6)相連，用來使系統(tǒng)在上電時自動復(fù)位、掉電時自動保護(hù)RAM內(nèi)容不至丟失及電壓不足時向用戶提示及時更換電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電腦鑰匙及編碼鎖，其特征是，在電腦鑰匙中還有一個DC-DC變換穩(wěn)壓器(3)與單片機(jī)(6)相連，用于在電池電壓降到3V時仍能保證系統(tǒng)可靠地工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電腦鑰匙及編碼鎖，其特征是，所述的位置檢測電路(17)由接在電源(VCC)和地之間的霍爾器件(23)及鑲裝在電機(jī)(12)軸套(21)上的磁鋼(22)和分壓電阻(R2)構(gòu)成，所述的電流檢測電路(16)由接在電極(15)之間的用于恒壓降的串接二極管(D1～D3)及接在其間的限流電阻(R1)和光電隔離管(T)及接在電源(VCC)和先電隔離管(T)之間的電阻(R2)構(gòu)成，且電流及位置檢測電路(16、17)的輸出端經(jīng)(INT1)口與單片機(jī)(6)相連。
專利摘要一種電腦鑰匙及編碼鎖，其中電腦鑰匙由單片機(jī)、霍爾矩陣探頭及紅外接收管，點(diǎn)陣式液晶顯示器、系統(tǒng)邏輯控制電路及報警提示電路、機(jī)械鎖解鎖機(jī)構(gòu)和電子鎖解鎖電路構(gòu)成，在機(jī)械鎖左側(cè)的二個鎖孔內(nèi)安裝有狀態(tài)桿及復(fù)位彈簧，在鎖體底部安裝有內(nèi)裝磁柱的碼片，在電子鎖上安裝有具有紅外發(fā)射管的開、關(guān)指示線路板，在鎖體底部安裝有碼片，其優(yōu)點(diǎn)是可快速檢測設(shè)備狀態(tài)且顯示直觀而功耗低、誤差小、動量小、體積小、壽命長，綜合指標(biāo)功能強(qiáng)。
文檔編號E05B49/00GK2256159SQ9523867
公開日1997年6月11日 申請日期1995年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月27日
發(fā)明者郭世明, 楊云龍, 張文會 申請人:錦州三二二研究所