技术领域：

本发明涉及五金机械技术领域， 具体涉及一种电子输入式机械密码锁头。 背景技术：

机械密码锁安全但不方便， 电子密码锁方便但不够安全可靠， 目前市场 缺少一种兼具机械密码锁和电子密码锁两者优 点的方便、 安全、 可靠锁具。 发明内容：

本发明所要解决的技术问题是： 解决上述现有技术存在的问题， 而提供 一种兼具机械密码锁和电子密码锁两者优点、 方便安全可靠的电子输入式机 械密码锁头。

本发明采用的技术方案是： 这种电子输入式机械密码锁头由电子密码系 统和机械密码系统两部分连接构成， 电子密码系统包括依次连接的电子输入 装置、 控制电路、 驱动电路、 电机和电源， 机械密码系统包括电机轴齿轮、 传动齿轮、 密码件、 限位连接件、 旋扭、 旋扭轴、 开锁装置； 电子输入装置 输出连接控制电路， 控制电路输出连接驱动电路， 驱动电路输出连接电机， 电机轴端固定有电机轴齿轮； 电机轴齿轮通过传动齿轮连接传动密码件， 或 者电机轴上直接安装密码件； 限位连接件一端活动连接开锁装置， 限位连接 件另一端与密码件间隙配合， 旋扭轴、 旋扭、 开锁装置为连接固定组件。

上述技术方案中， 所述的电子输入装置包括密码输入键、 复位键及其连 接线， 或者包括密码输入键、 复位键、 键盘电路及其连接线。

上述技术方案中， 所述的控制电路包括可编程处理芯片及其外围 电路。 上述技术方案中， 所述的驱动电路包括功率放大芯片及其外围电 路， 或 者电机专用驱动芯片及其外围电路。

上述技术方案中， 所述的密码件采用带密码槽的密码盘， 或者带密码孔 的密码柱， 或者带密码点的异型结构件。

上述技术方案中， 所述的限位连接件采用滑动片或者活动销， 或者限位 传动机械结构件。

上述技术方案中， 所述的电机为步进电机或伺服电机。

上述技术方案中， 所述的传动齿轮与电机轴齿轮能够分离或啮合 ， 分离 时调节改变设定密码。

上述技术方案中， 所述的电子输入装置为按键输入装置或者语音 输入装 置、 遥控输入装置、 指紋信息输入装置， 或 IC卡输入装置； 或者上述装置的 选择结合。

上述技术方案中， 在机械密码系统中加装一个手动驱动装置； 有选择时， 与密码件连接， 手动驱动装置连接驱动密码件； 手动驱动装置采用手动齿轮， 密码件采用密码盘。

优点效果：

1、 采用电子输入装置输入密码， 使开锁和电子密码锁同样简便；

2、 采用机械结构组成密码系统， 使密码具有高度安全性；

3、 加装手动密码操作系统， 使断电时锁具依然可以打开且安全性能毫不 降低；

4、 手动密码操作系统采用独立的密码， 忘记按键密码依然能通过手动打 开锁具；

5、 按键密码量和手动密码量可以按照需要设计制 作， 上不封顶； 6、 按键密码和手动密码可以独立修改。

7、 可多锁头并用， 此时密码是每个锁头总密码数相乘， 密码量极大， 防 盗级别高。

技术特点：

1、 全锁头包含至少两个或两个以上按键、 一片或一片以上可编程处理芯 片， 一片或一片以上驱动芯片， 或者一套或一套以上电机驱动组件， 一台或 一台以上能根据程序完成精确运动的电机， 电源， 一套或一套以上密码系统， 每组密码系统包括至少一件或一件以上能转动 、 线性运动或者旋转前进式运 动的密码构件， 密码构件由电机驱动， 密码构件上开有槽、 或缺口、 或孔、 或异型结构， 用于构成密码信息。 还有一件或一件以上直接或间接与开锁机 构或开锁驱动机构动态连接、 对开锁机构或者开锁驱动机构的运动能形成限 制或者允许运动选择的密码插件， 位置准确时， 它能配合进入密码构件的槽、 或缺口、 或孔中， 或异型构件对密码插件运动允许。 密码构件所处位置不对 时， 密码构件的槽、 或缺口、 或孔、 或异型构件将阻止密码插件的运动， 将 阻止开锁机构动作。

2、 在密码构件上连接齿轮， 该齿轮和电机轴上的齿轮或由电机轴驱动的 齿轮可以分合， 并通过两个齿轮的分合， 实现密码的修改。

3、 加装一组手动齿轮， 保证电子系统失效或忘记电子按键密码时手动 机 械操作， 手动时的密码可为另一组密码， 且都为机械密码。

4、 手动齿轮和密码构件上的齿轮可以分合， 通过分合修改手动机械操作 的密码。

5、 使用程序设置让控制系统记下电机前进的数据 ， 以该数据作为复位根 据， 按下复位键， 控制系统控制电机回走同样的数值使系统复位 。

6、 设置机械阻挡确定复位点。

7、 用霍尔元件检测复位点形成复位位置信号。

8、 用光电元件检测复位点形成复位位置信号。

附图说明：

图 1为本发明实施例 1结构原理框图；

图 2为本发明实施例 2结构原理框图；

图 3为本发明整体结构示意图；

图 4为本发明机械密码系统结构示意图；

图 5为本发明机械密码系统使用状态俯视图 （一）；

图 6为本发明机械密码系统使用状态俯视图 （二）；

图 7为本发明机械密码系统实施例 1结构示意图；

图 8为图 7中密码柱结构示意图；

图 9为本发明机械密码可调结构实施例 1俯视图；

图 10为图 9的使用状态图；

图 11为本发明机械密码可调结构实施例 2俯视图；

图 12为图 11的使用状态图；

图 13为本发明电机的机械阻挡复位机构示意图；

图 14为本发明电机的电磁控制复位机构示意图；

图 15为本发明电机的光电控制复位机构示意图。

具体实施方式：

参见图 1、 图 2， 本锁头由电子密码系统的电子输入装置、 控制电路、 驱 动电路、 电机、 电源和机械密码系统组成， 电子输入装置采用按键装置时， 至少包括一个密码输入键、 一个复位健和连接按键的连接线， 连接线直接或 者间接连在控制电路的输入端口上， 控制电路至少包括一块可编程处理芯片 以及芯片正常工作所需基本组件， 处理电子输入装置电路和其它系统输入的 信号， 并形成控制信号输送给驱动电路， 控制电路直接或间接与电源连接， 其输出端口与驱动电路的输入端相连， 驱动电路至少包括一片可输出功率信 号的芯片或一套组件， 将控制系统输出的信号转换成电机的驱动信号 ， 输出 端连接电机， 电机连接机械密码系统， 电机是能精确控制运动的电机， 如步 进电机或者伺服电机， 至少包括一台电机， 电机运动将带动机械密码系统动 作。

图 2与图 1的区别在于： 图 2具有检测系统， 机械密码系统的检测信号 连接至控制电路。

参见图 3、 图 4、 图 5、 图 6， 1和 2组成按键系统， 按键装置由 3x4排列 的按键和 7根输出连接线组成，连到可编程处理芯片 3上， 0-9为密码输入键， #为复位键， 可编程处理芯片 3组成控制系统 B的核心， 连接外接电源 5， 其 输出端部分连接到驱动芯片 4的输入端上， 驱动芯片 4还连接电源 5， 驱动芯 片 4组成驱动系统， 其输出端连接到电机 6上， 电机 6为步进电机， 连接在 底板 7上， 电机输出轴 9上连接电机轴齿轮 8， 齿轮 8为密码系统的一部分； 图 3、 4、 5、 6中的 8、 10-20组成机械密码系统， 包括齿轮 8、 密码盘 10、 轴 11、 齿轮 12、 固定架 13、 滑动片 14、 开锁装置 15、 凸轮 16、 旋钮 17、 轴 20 等， 为全机械结构。 传统齿轮 12和电机轴齿轮 8为啮合关系， 密码盘 10和 传动齿轮 12连接， 且同时转动， 都套在轴 11上， 密码盘 10和传动齿轮 12 可合为一个带密码信息的齿轮， 如图 5、 6。 如不需调节密码， 齿轮 8、 齿轮 12和密码盘 10可合为一个， 轴 9和轴 11也合为一个。滑动片 14可在固定架 13上滑动， 开锁头 15与轴 20连接， 同时旋钮 17也与轴 20连接， 旋钮 17转 动时将通过轴 20带动开锁头 15转动， 开锁头 15将外接锁执行机构， 凸轮 16 与轴 20连接， 密码盘 10上开有密码槽 18， 固定架 13上开有孔 19， 滑动片 14可在孔 19中滑动。 8、 10-20都直接或者间接连接在固定板 7上。上述可编 程处理芯片 3型号为 STC89C53 , 驱动芯片 4型号为 ULN2003或者 A3977. 开锁：通过按键 0-9输入密码，可编程处理芯片 3按照程序将按键输入信 号处理为含密码信息的驱动信号， 使密码值与最终步进电机运动步数对应， 处理后的信号传给驱动芯片 4， 驱动芯片 4输出驱动信号给电机 6， 电机 6运 转对应角度， 并通过电机轴 9带动齿轮 8转动对应角度， 齿轮 8带动密码盘 10转动， 如输入密码正确， 密码盘转动后将处于图 6所示位置， 转动旋钮 17， 凸轮 16跟着转动， 并推动滑动片 14移动， 插入密码盘中的密码槽 18中， 如 图 6， 旋钮 17转动将带动开锁头 15转动， 完成开锁动作。 如果密码不正确， 密码槽 18将会处于其他位置，滑动片 14的运动受限，导致旋钮 17无法转动， 开锁装置 15不能转动， 锁不能打开。

复位： 输入开锁密码时， 控制芯片 3会根据程序记下电机运转步数或角 度， 按复位键， 控制芯片 3会输出信号通过驱动芯片 4使步进电机回转同样 步数或角度， 系统完成复位。

参见图 7、 图 8， 电机采用线性步进电机， 密码柱 22连接在电机轴 21上， 并随电机轴 21运动， 密码柱 22上开有密码孔 24， 活动销 23外接开锁执行机 构， 活动销 23在不受限制时将能向密码柱 22运动。 开锁： 输入密码， 通过控制电路、 驱动电路， 线性步进电机 6得到信号 并运动相应的距离， 如果输入密码正确， 密码柱将刚好移动到密码孔 24对准 活动销 23的位置， 转动开锁旋钮， 活动销 23将不受阻挡插入密码柱 22的密 码孔 24中， 锁被打开。 如果密码不正确， 密码柱移动到其他位置， 活动销 23 将被密码柱 22阻挡不能动， 导致开锁旋钮不能动， 锁不能打开。

步进电机轴 21旋转式前后移动， 密码柱 22旋转式纵向移动， 其它和前 述一致。

电机采用伺服电机， 控制电路输出信号控制电机转动的角度或者移 动距 离， 其他和前述一致。

参见图 9、 图 10的本发明密码可调结构。 如图 9， 图中将密码盘 10和齿 轮 12合二为一， 从 12-20可绕轴 20转动。输入正确密码， 电机 6将通过齿轮 8带动齿轮 12和密码盘转到开启位置， 转动旋钮 17半圈， 此时滑动片 14插 入密码齿轮 12的密码槽 18中，再拨动密码齿轮 12，使齿轮 12和齿轮 8分离， 如图 10， 再按复位健 #， 使系统复位， 然后输入新的密码， 并记下该密码， 拨 动齿轮 12使其与齿轮 8重新啮合。 转动旋钮 17半圈， 完成密码修改。

参见图 11、 图 12， 加装手动密码操作齿轮 25， 齿轮 25将通过轴 26与带 刻度旋钮 27连接， 密码齿轮 12、 齿轮 25、 轴 26和刻度旋钮 27组成一套手 动机械密码系统， 转动旋钮 27， 齿轮 25转动并带动密码齿轮 12转动， 如转 动数正确， 密码齿轮 12将转到正确的开锁位置， 此时转动开锁旋钮 17， 锁被 打开。 如此时只将旋钮 17转半圈， 然后推开齿轮 12等至如图 9位置， 转动 刻度旋钮 27， 然后推回密码齿轮 12使密码齿轮 12重新和齿轮 8啮合， 此时 齿轮 25也和齿轮 8重新啮合， 记下此时刻度旋钮 27的读数， 该读数就是新 的手动密码操作系统的新密码。 如果在推回密码齿轮 12前也对按键系统的密 码进行修改， 则两套密码都得到修改， 变成新密码。

参见图 13， 采用机械障碍阻挡确定复位位置， 如图所示， 在密码机构转 动部分设置障碍物 26， 在非转动部分设置阻挡杆 27， 确定电机回转到 26碰 到 27 时为复位位置， 此时电机停止转动。 按下复位键 #， 密码系统回复到该 位置。 此时控制系统 B可通过增大的堵转电流作为信号停止电机堵� �。

参见图 14， 采用霍尔元件检测位置， 如图 14所示， 固定在密码机构转动 件上的磁条 28， 以及不动的霍尔元件 29， 29的监测信号送入控制系统 B。 按 下复位键， 控制系统 B给出信号使电机回转， 如磁条 28转到对应霍尔元件 29， 霍尔元件 29将产生的信号输送到控制系统 B , 根据程序设置， 控制系统 最终将控制全系统回复复位位置。

参见图 15， 采用光电器件检测复位位置。如图 15所示， 在转动的齿轮上 有一个孔， 光电元件 30负责监测孔的位置， 光电元件 30的信号将输入控制 系统 B。 按下复位键， 控制系统 B给出信号使电机回转， 如齿轮转到孔对准 光电元件 30中的光电管处， 光电元件 30将产生信号并输送到控制系统 B , 根据程序设置， 控制系统最终将控制全系统回复复位位置。

控制系统 B通过记下电机前进的数据确定回走的距离并� �此复位、 设置 机械阻挡复位、 使用霍尔元件确定复位位置、 使用光电元件确定复位位置， 这四种确定复位位置的方式可以组合使用。