電動門鎖,電動門鎖,電動門鎖原理詳細圖解

電動門鎖,電動門鎖,電動門鎖原理詳細圖解

電子門鎖　　

它是歐洲一流的制鎖商利普斯公司開發(fā)的電子鎖，使用了可編程存儲器和數(shù)據(jù)讀取裝置，其鑰匙是難以復制的。鑰匙中有一個3．5×3．5mm的專用電子芯片，存有特定的密碼。當鑰匙插入鎖孔后，密碼被送入鎖中的存儲器，同時產(chǎn)生磁場，并在芯片上的線圈中產(chǎn)生電壓，作為開鎖電源使用，如果鑰匙中的密碼與這把鎖匹配，鎖即被打開。鎖密碼可有10的13次方以上的組合，故在今后幾十年中可放心使用。其電路部分的電源是電池，放置在門把手里或門上的一個小盒中，壽命為2年。

　　電子鎖的種類繁多，從大的方面講可能有數(shù)十種，例如數(shù)碼鎖，指紋鎖、卡片鎖，磁卡鎖。生物鎖等等。但能談的上實用一些或者大眾化一些的還是按鍵式電子密碼鎖。這是一種操作方式類似于按鍵電話機的電子鎖，通過鍵盤上的數(shù)碼按鍵依次輸入一組密碼，如果密碼與內(nèi)部已約定的密碼相同，則輸出一個電信號，以驅(qū)動電磁鐵或者小馬達將門閂打開，完成一個開鎖過程。據(jù)有關資料介紹，這種鎖的研究從30年代就開始了，在某些特殊場所早就有所應用。研究這種鎖的初衷，是提高鎖具的安全性，因為電子鎖的密鑰量(密碼量)極大，可以和機械鎖配合，避免因鑰匙被仿制而出現(xiàn)的問題。在安全性極高的前題下，它的另一個特點——無需鑰匙卻被越來越多的人所欣賞。因為人們攜帶的鑰匙很多已成累贅，而電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們的煩惱。這也是眾多的發(fā)明家研究大眾化電子鎖的動力所在。進入80年代后隨著電子鎖專用集成電路的出現(xiàn)，電子鎖的體積縮小．可靠性提高，廉價產(chǎn)品開始出現(xiàn)。實用性已經(jīng)具備，可以說已經(jīng)有了沖擊機械鎖市場的條件。但事與愿違，市場上還是彈子式機械鎖的天下，機械鎖的地位非但沒有動搖，還有所發(fā)展。人們攜帶的鑰匙也沒有減少。而智能電子鎖的使用還局限在一定范圍，沒有明顯進展，更難以大眾化。電子鎖不能對機械鎖形成威脅的原因。一是復雜化，因為鎖具本身是一種機械卡阻機構(gòu)，最終還要靠機械動作來完成。而電子鎖必須完成機械動作(操作)—電子轉(zhuǎn)換和電子控制—機械執(zhí)行這一系列過程。顯然是復雜一些。二是故障概率相對較高，電子器件一多，一復雜化。必然增加故障機率，加上電子器件怕潮濕，怕強磁電，怕強震動，使它對使用環(huán)境有一定要求。而機械鎖可以通過一些措施，輕而易舉避免這些弱點。一臺電視機壞了可以暫時不用先送去修理，而電子鎖壞了卻要拒人于門外，修也無法修，讓人束手無策。不少電子鎖都增加了備用開鎖手段或稱應急接口，無疑又降低了安全性。三是電子鎖必須用電，早期的電子鎖耗電較多，一般用市電?，F(xiàn)在的集成電路電子鎖耗電少，一節(jié)鈕扣電池就可以維持控制部分的工作，但驅(qū)動電磁鐵或馬達卻需要大一些的電池或者用市電。有人設想增加一套手動發(fā)電裝置自行解決用電問題，又使鎖具更復雜了。相比之下，機械鎖就不用考慮這個問題。盡管電子鎖有以上問題，但它的大密鑰量和不用鑰匙的優(yōu)點卻有極大的誘感力，吸引眾多的發(fā)明家為此而努力。

　　通過以上所述，我們可以設想：如果有一種全機械鎖具，具有智能電子鎖的密鑰量和不用鑰匙的優(yōu)點，又具有相類似的功能，就會具有比電子鎖更大的誘惑力，就有可能迎合人們追求輕松蕭灑，不愿攜帶大量鑰匙的愿望，吸引眾多的消費者，占領鎖具市場的一片領域。
　　這種全機械按鍵密碼鎖應具有以下特點。
　　1．操作必須簡便。采用按鍵電話機的操作方式，一鍵又一鍵順序按幾個鍵就可以開鎖。如果采用六位密碼只需按六次鍵。有些機械式按鍵數(shù)碼鎖是用按動鍵的次數(shù)來代表數(shù)碼，例如999這個密碼，就需要按動三個九次共27次鍵，如果數(shù)碼位再多一些操作就更不便。
　　2．改變密碼對主人來說必須簡便易行。為了能選擇自己容易記憶的一組密碼，可選密碼組的排列必須是連續(xù)的。以四位碼為例，從0000到9999的一萬組密碼中可以任意選擇一組，中間不能有無用或不可選的一組。
　　3，開鎖密碼必須是全部密碼組中唯一的，這樣才能具有最大的密鑰量。據(jù)一些公開的專利資料介紹，一些機械密碼鎖采用幾個按鍵(數(shù)碼鍵)同時下按的方法輸入開鎖密碼，碼的排序無關緊要，例如821可以開鎖，而812，128，182，218，281都可以開鎖，這種不必排序的組合碼是沒有多少密鑰量的。而順序輸入方式有數(shù)碼排列順序的要求，密鑰量最大．如果采用0—9這十個數(shù)碼鍵，取六位密碼，則順序輸入方式就可以有一百萬組密碼，密鑰量是足夠大了。
　　4。結(jié)構(gòu)要相對簡單，雖然不能像彈子鎖那樣簡練，起碼像錄音機芯那樣合理簡潔。
　　5。可靠性要高。
　　6．在防止試探開鎖方面可以附加簡單的接口，用報警方式防止試探。
　　如果具備了以上基本特點，這種全機械按鍵密碼鎖在許多方面都優(yōu)于電子式按鍵密碼鎖，實用性更強，更易于大眾化。以主觀推斷。除了向電子鎖挑戰(zhàn)外，還可以迎合人們免帶鑰匙的愿望，向彈子式機械門鎖挑戰(zhàn)。
　　這種全機械按鍵密碼鎖能否從奇想變?yōu)楝F(xiàn)實呢?以我之見，完全可能，理由如下：
　　1．電子按鍵密碼鎖經(jīng)過幾代人的努力，其工作原理巳十分簡練，可以用全機械的方式摸仿。
　　2．除了模仿電子鎖外，機械方式有自己獨特的優(yōu)點，發(fā)揮這些特點會使結(jié)構(gòu)更簡練，甚至脫胎于電子鎖。
　　3．經(jīng)過不少人的努力，按鍵式機械密碼鎖已經(jīng)有了許多可借鑒的方案。而且有人在原理上或草圖上已做過實用性探索，優(yōu)選出一些可行方案。如果創(chuàng)造條件使電子技術人員與機械技術人員相結(jié)合，轉(zhuǎn)化會更快些。
　　4，鎖具及錄音機芯等五金制造工藝已經(jīng)相當成熟，為生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。
　　當然，一項發(fā)明從構(gòu)思到形成有影響的產(chǎn)品是一個很大的系統(tǒng)工程，單靠幾個散兵游勇是辦不到，需要有遠見的組織者來設計完成這個系統(tǒng)工程。
　　我們并不是想否定電子鎖，只是說明按鍵式密碼鎖的設計方案采用機械方式比電子方式優(yōu)越．電子鎖有它固有的不可替代的優(yōu)點，象指紋鎖、聲控鎖、生物鎖等用全機械的方式就很難辦到。但這一類電子鎖屬于高檔或特殊性的鎖，就像機械鎖中的時鐘鎖、銀庫鎖一樣，難以大眾化，只能用在一些特殊場合。而按鍵密碼鎖由于結(jié)構(gòu)相對簡單，又便于操作使用，很可能成為大眾化產(chǎn)品。中國是個鎖具生產(chǎn)大國，但產(chǎn)品還是以模仿為主，走創(chuàng)新之路，提高附加值，是早晚之事，愿有志之士攜手共進，大展鴻圖。

門鎖機構(gòu)的控制已經(jīng)實現(xiàn)較高程度的電子化。如圖1所示為門鎖及相關部件；

典型電動門鎖電路如圖2所示。電路中有4個電路門鎖執(zhí)行器（控制電機）、兩個繼電器、左右車門的開鎖和上鎖開關、電控單元以及熔斷器等。電動門鎖執(zhí)行器一般采用直流電機或電磁鐵，門鎖控制器根據(jù)不同的開關信號，實現(xiàn)對4個門鎖電機的控制。開鎖與上鎖的動作是靠門鎖控制器改變門鎖直流電機線圈通電方向?qū)崿F(xiàn)的。

當上鎖按鈕開關被按下時，電壓信號送到控制器中，通過上鎖繼電器觸點的動作使門鎖電機完成鎖門動作。當開鎖按鈕開關被按下時，電壓信號送到控制器中，通過開鎖繼電器觸點的動作使門鎖電機完全開鎖動作。

遙控門鎖

現(xiàn)在，在國外大約有三分之一車輛已經(jīng)將遙控門鎖（RKE-Remote Keyless Entry）作為標準配置。遙控門鎖即是在電動門鎖的基礎上增加遙控裝置（遙控器），取代傳統(tǒng)的車鑰匙，并在車內(nèi)安裝有接收模塊，以實現(xiàn)上鎖、開鎖的遠距離控制和行車自動鎖門控制。遙控門鎖不使用鑰匙就能操縱門鎖，避免了在黑暗處尋找鎖眼，遠距離操控縮短了駕駛員在車外的時間，尤其是在雨雪天氣時尤為重要；此外，行車自動鎖門控制減少了由于行車時忘記鎖門帶來的事故。

如圖3所示典刑遙控門鎖電路包括：遙控ECU、門鎖ECU、上鎖和開鎖開關、門鎖執(zhí)行器（電機）以及門鎖狀態(tài)指示器。

遙控門鎖電路中，遙控器是實現(xiàn)遙控動作的核心器件。遙控器是一手持式無線電發(fā)射器，遙控操作時，遙控器將上鎖和開鎖等信號以微弱電波（法規(guī)規(guī)定的頻率小于322M赫茲、電場強度小于500μV/dB、發(fā)射距離在3m以內(nèi)無需作業(yè)許可的電波）的形式發(fā)送到汽車門鎖電控單元的遙控接收模塊（遙控ECU），車內(nèi)接收模塊識別發(fā)射代碼并驅(qū)動門鎖執(zhí)行器。行李箱的上鎖和開鎖也可用遙控器實現(xiàn)。

每一輛車的發(fā)射器都有各自的密碼，密碼存儲在相關的集成電路模塊中，車內(nèi)接收模塊在收到發(fā)射代碼后，首先要識別密碼是否正確，然后才能確定是否驅(qū)動執(zhí)行器動作。因此，遙控門鎖還具有一定的防盜功能。有關遙控門鎖的防盜功能將在汽車防盜系統(tǒng)中專門說明。

此外，遙控裝置上還帶有表示駕駛員的唯一的ID號，當汽車接收到遙控裝置發(fā)出的信息后，就可以判別出駕駛員的ID號，從而可以根據(jù)這個駕駛員的習慣自動地對相關機構(gòu)進行調(diào)整，例如座椅的位置、后視鏡的角度等。

電動車窗

現(xiàn)代人越來越追求方便和快捷，過去的汽車靠手搖曲柄驅(qū)動車窗上下移動，很不方便。目前，電動車窗已被現(xiàn)代汽車廣泛采用，也受到了消費者的普遍歡迎。

電動車窗亦稱自動車窗，這種車窗僅僅需要按鈕操作，即可由電動機驅(qū)動車窗上下移動，使車窗開啟或關閉十分方便。在一般電動車窗控制電路中，都設有駕駛員操作的主控開關和每一個車窗的獨立操作開關，每個車窗的操作開關可由乘客自己操作，駕駛員可以控制四個車窗。有些汽車的主控開關還備有只能由駕駛員一人控制的安全開關，以切斷其他各車窗的電源，此時，只能由駕駛員控制車窗的操作，每個車窗的獨立操作開關不再起作用，如圖4所示的電動車窗控制電路主要由四個車窗升降驅(qū)動執(zhí)行器（電機）、車窗升降控制開關、電源和保險器等構(gòu)成，工作原理比較簡單。

不同汽車采用的自動車窗控制電路不同，其電動機有搭鐵和大搭鐵之分，電動機不搭鐵的控制電路通過改變電動機的電流方向改變電動機的轉(zhuǎn)向，從而實現(xiàn)車窗的升降。電機搭鐵的控制電路中，電機有兩個繞組，兩繞組與蓄電池電壓的連接方式不同，電機的轉(zhuǎn)向不同，同樣可實現(xiàn)車窗的升降。

電動車窗的升降機構(gòu)（車窗換向器）有兩種形式，一種是用齒扇實現(xiàn)換向作用，如圖5所示，齒扇換向器的齒扇上連接有螺旋彈簧，車窗上升時，彈簧伸展釋放能量，輔助電機驅(qū)動車窗上升；車窗下降時，彈簧壓縮吸收能量，從而使車窗無論是上升還是下降，電機的負荷基本相同。

另一種車窗換向器是使用柔性齒條和小齒輪，車窗連在齒條的一端，電機帶動軸端小齒輪轉(zhuǎn)動，使齒條移動，以帶動車窗升降，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖7是基于LIN總線的電動車窗控制系統(tǒng)，按動車門上的車窗開關，發(fā)出車窗升降請求信號后，通過開關輸入接口芯片（MC33993）送入車窗控制單片機（MC68HC908GP32），通過LIN驅(qū)動芯片（MC33399）將信號送到車窗電機控制模塊（MM908E624模塊），驅(qū)動電機實現(xiàn)車窗升降。這種LIN總線結(jié)構(gòu)車窗電控系統(tǒng)可以方便地嫁接新模塊，可靠性高，使電控系統(tǒng)能夠滿足越來越高的性能要求，代表了汽車車窗電控系統(tǒng)的發(fā)展方向，圖8是基于LIN總線的電動車窗。

電動后視鏡

汽車后視鏡的位置和調(diào)節(jié)直接影響車后情況的觀察，與行車的安全性有著密切關系，而手動調(diào)整后視鏡，一般來說比較麻煩。采用電動后視鏡，操作起來十分方便。

電動后視鏡的背后裝有兩套電動機和驅(qū)動器，可操縱后視鏡上下及左右轉(zhuǎn)動。通常上下方向的轉(zhuǎn)動用一個電機控制，左右方向的轉(zhuǎn)動由另一個電機控制。通過改變電機的電流方向，即可完成后視鏡的上下及左右調(diào)整，有的電動后視鏡還帶有伸縮功能，由伸縮開關控制伸縮電機工作，使整個后視鏡回轉(zhuǎn)、伸出或縮回。

圖9為可伸縮式電動后視鏡控制系統(tǒng)原理，如圖所示，在進行后視鏡調(diào)整時，首先通過左/右調(diào)整開關選擇要調(diào)的后視鏡，如調(diào)整左鏡時，將左/右調(diào)整開關打向左側(cè)，此時與7、8觸點接通，再通過控制開關即可進行該鏡的上下或左右調(diào)整。例如，需要向上調(diào)整，將控制開關推至“上”側(cè)，控制開關分別與“向上”和“左上”接點結(jié)合。此時電流通路為：從蓄電池正極經(jīng)過熔斷器和點火開關后，到達控制開關“向上”接點，經(jīng)左/右調(diào)整開關和左接點7接入左側(cè)鏡上下調(diào)整電機的一端，左側(cè)鏡上下調(diào)整電機的另一端連到電動鏡開關的觸點2，經(jīng)過控制開關的“左上”接點和電動鏡開關3接點連接，最后連到蓄電池負極，左側(cè)鏡的上下調(diào)整電機帶動左側(cè)鏡向上轉(zhuǎn)動，其他的調(diào)整過程類似。

電動后視鏡的伸縮是通過伸縮開關控制的，該開關控制繼電器動作，使左右兩鏡伸縮電機工作，完成伸縮功能。