專利名稱：遙控自備電子鎖防護系統組件的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及鎖，更具體地說涉及一種可光學地或通過無線電傳輸進行遙控且依尺寸配備和構造其應用于常規門閂鎖定機構的電子鎖。
由于現代半導體電路、特別是微處理器的出現，人們已為設計一種提供結合有微處理器的優點的安全的“防撬”電子門鎖作出不少努力。在美國專利4573046、4964023，及4031434中描述了設計電子鎖的若干償試。前述專利描述的每種結構存在共同缺點;它們不能直接用在現有常規門閂鎖的結構中。這種現有技術的電子鎖結構一般需要待安裝的新鎖定構件和要鉆穿過門進入門側柱本身的附加孔。例如授予Pinnow的美國專利4573046一般公開了一種電子發送/接收器鎖定系統，其中發送器最好是設置在用戶手腕上所帶的手表中。該參考文獻并未以不同于概念性方式來描述響應位于門中的信號接收器的裝置，該裝置物理上啟動該鎖機構。但是，該文獻清楚地建議修改常規門閂鎖構件，以便實現鎖定功能。除了缺乏與現有門鎖的兼容性，這種現有技術電子鎖設計還存在其它缺點。
授予Niskizawa等人的美國專利4964023一般公開了一種光照鍵，其中可調制發射的光以實現額外鍵控功能。大概利用了頻移鍵控調制(即，FSK調制)，這易于被復制因而顯著降低了這種鎖定機構提供的防護性。FSK調制“鍵”的復制可通過例如利用具有“學習”功能的“萬能”TV/VCR遙控來實現。通過簡單地靠近“萬能”控制器來放置原始“鍵”并將該鍵的光信息直接傳送到控制器的傳感器即可達到復制。
授權給Perron等人的美國專利4031434一般公開了一種利用二進制編碼信號的感應耦合的電子鎖。鑰匙通過磁感應將以預編程代碼編碼的FSK信號傳送到鎖單元。鎖單元處理來自該鑰匙的信號并啟動移動死閂的馬達。鑰匙以及鎖單元的電源均包含在鑰匙中。這種類型的鎖定裝置對噪聲極敏感并要求“發送器”與“接收器”之間有相當近的操作距離。
授權給Johansson等人的美國專利4770012和授權給Gorder等人的4802353公開了由內設電池作部分供電的相當復雜組合類型的電子門鎖。這些鎖的外部手柄用于接收用戶以類似于機械組合鎖的方式發出的入門代碼并使用相當基本的編程方案。這種鎖結構不使用傳統風格的門閂鎖結構，而是借助于內部電磁螺線管在鎖定和非鎖定狀態之間切換，該電磁螺線管用來撤回允許外部手柄旋轉并打開門的內部銷。4802353的鎖還提供一機械鑰匙超控電子鎖結構并可用于以紅外通信鏈路啟動位于遠處的美國專利4854143中所描述類型的死閂鎖。在這些專利所描述的每種鎖中，實際相對于門碰板移動鎖閂的能量是由用戶提供的。
利用以上三專利中公開的這類電磁鎖定裝置的概念存在許多缺點。首先，這種裝置需要實際電源，因為螺線管電磁體必須保持被激勵以便將鎖保持在其未鎖狀態。因此，電池替換頻繁。例如，專利4770012公開了持續大約9000次鎖定操作的鎖電池，其在一天通常30次操作的門使用率下，壽命不到一年。專利4，802，353公開了在相同條件下持續180天的電池。第二，這種電磁裝置還極為慢。專利4854143中公開的死閂電磁體切換為未鎖和鎖住狀態分別需要8秒和4秒。專利4802353中公開的門電磁體需要四秒切換為未鎖狀態。第三，為該應用選擇的電磁裝置指定以低電流操作，而且不能阻止沿它們的軸向運動的強力。這意味著它們不能用剛性彈簧加載并易于通過施加適度的外部磁場而加以干預。第四，除了操作螺線管所花的時間，還需要額外的時間(至少8秒)輸入正確組合代碼，使得打開門耗費的總時間在16秒數量級。這遠長于用常規鑰匙操作的鎖機構打開門所需的時間。
上述電子組合鎖系統的另外一些缺點是入門代碼可由其它人可見地檢測，殘疾人(例如盲人)一般不能使用這種鎖，并且那些且有機械補償特征的通常可被撬開。此外與常規門鎖構造比較，上述組合鎖一般需要新的制造和加工過程(與常規門閂鎖所要求的那些相比較)，并且在電磁裝置附近必須部分地由非鐵材料構成，這限制了產品選擇。
現有技術中已知的電子鎖結構所明顯缺乏的是一種與廣泛應用于常規鑰匙操作的門閂鎖的內部機械鎖定機構相兼容的簡單、“防撬”低功率鎖結構。這種電子門鎖設計可兼容地應用于和由鎖制造商容易地設計為具有最小工程或產品加工工作或成本的現有門閂鎖結構。實際上所有現有常規機械鎖結構利用機械鑰匙相對鑰匙受體的軸的旋轉運動來移動鎖定構件。鑰匙的旋轉運動或直接用于旋轉鎖定構件或立即轉換為通常沿鑰匙受體的軸移動的鎖定構件的線性運動。常規機械門閂鎖的這種簡單性和有效性至今仍未被復雜的、高功率損耗或非有效的現有技術的電子鎖結構所復制。
本發明利用成熟的低功率電子元件直接代替常規機械門閂鎖的機械鑰匙和接納鑰匙的鎖柱體部分，同時保持用于實現實際的門鎖定功能的這種鎖的內部機構，來解決現有技術電子鎖定結構的缺點。這種設計得與現有常規門閂鎖兼容的電子鎖構件允許當前門鎖制造廠中制造商的投資得以保持，并利用現代化的基于微處理器的電子線路來控制包括復雜入門代碼、授權進入的記錄保存等的純鎖功能。
本發明提供一種簡單、相當便宜且可靠的裝置和方法用來啟動在門或類似物中所使用的鎖定機構。設計該裝置最好使其大小和構造利用到現有常規門閂鎖構件。例如，該裝置的機械“鎖定”部分以及光學或射頻傳感器最好構造成便于安裝在常規門把手的外部手柄內，同時內部手柄配備電池和電子控制裝置。除了鑰匙接納柱體和對門把手按鈕的改進，以前已知常規門閂鎖的所有其余部件、包括門閂、位于門孔內的機械鎖定部件及碰板可以現有技術已知的同樣方法加以利用。
通常，本發明的鎖定裝置包含包括一微型光學或射頻發射器的手持遙控器(HHC);包括光學或射頻傳感器的電子門鎖(EDL)，所述光學或射頻傳感器置于由EDL緊固的區域之外;一個連接到該傳感器的處理器控制電路和一個用于啟動EDL的機械鎖定部件的機電裝置。本發明裝置還可包括一個用于EDL和HHC的電子編程器(EDLP)，用來輸入所需入門碼和控制HHC和EDL的其它功能。HHC與EDL之間(及EDLP與HHC或EDL之間)的通信最好是雙向的，不過，如下所述，HHC和EDL間的單向通信也是可能的。
通常，一旦操作員啟動，發射器便產生一個由傳感器接收的信號。該信號經由處理器處理，處理器將該信號與預定存儲的信號相比較，以判定所接收信號是否構成一個有效鎖啟動序列。在該序列被判定為有效的情況下，處理器啟動一個機電裝置(比如一個直流電動機等)，以使常規門閂鎖的鎖桿旋轉。此后，使用者就能以一般方式扭轉門把手。如領域技術人員所知，打開門的主要能量由使用者提供。因此，機電裝置只需產生足以將鎖桿或鎖閂(本領域已知的術語)擰轉幾分之一圈的力矩，而其尺寸可小到足以放入門閂的手柄部分之內。在所接收信號序列判定為無效信號的情況下，處理器復位，以接收第二個信號并重復該過程。在接收了預定數目的無效信號之后，該系統禁止其自身一預定時間周期，以拋棄序順償試每種可能代碼組合(例如，利用計算機)的有關企圖。
本發明最好還為EDL和HHC之間的高度保密的雙向通信提供一個基于“主”和“次主”鍵概念的有限存取過程和借助于一個只需極小電功率的微型機電裝置的執行過程。
本發明的另一特征在于該鎖不能被“撬開”(picked)因為沒有機械鎖柱體，也因為采用了擴展頻譜通信(SSC)技術。
由于本發明的種種優點和特征，實際上對當前市場上可買到的任何傳統機械式門閂鎖的生產過程作微小變動便能容易地實現根據本發明原理構成的電子鎖裝置。
因此，根據本發明的一個方面，提供有一種電子鎖裝置，它包括(a)碰板;(b)可與所述碰板相互嚙合并可在嚙合與非嚙合兩位置之間移動的一個鎖閂;(c)機械鎖定裝置，可操作地同所述鎖閂連接，以便有選擇地防止所述鎖閂在所述嚙合和非嚙合位置之間移動，所述鎖定裝置需要沿一鎖定軸或圍繞其動作的一個原動力;(d)機電裝置，可操作地連到所述機械鎖定裝置，以向所述鎖定裝置提供原動力;和(e)電子控制裝置，該裝置響應編碼的接收信號以便選擇性地激勵所述機電裝置，其中所述機電裝置僅提供沿鎖定軸或圍繞鎖定軸的力。
根據本發明另一方面，在所提供的上述裝置中，所述編碼的接收信號包括第一組編碼信號和第二組編碼信號，其中所述第一和第二組編碼信號均必需經所述電子控制裝置判定其為有效之后才能激勵所述機電裝置。
根據本發明又一方面，提供包括下述部分的電子鎖系統(a)用以產生信號的鍵裝置;(b)用于接收所述信號的接收器裝置;(c)協同地連接到所述接收器裝置的處理器裝置，用以將所述接收信號與所述存儲基準信號作比較并在所述接收信號被判定為等于所述基準信號時，產生一啟動信號;(d)原動裝置，有效連接到所述處理器裝置，其中所述原動裝置包括共同連到鎖定機構的軸，該鎖定機構通過圍繞鎖桿的縱軸旋轉所述桿而處于嚙合和非嚙合狀態，所述軸用于響應所述啟動信號旋轉所述桿，借引僅利用所述桿的旋轉來鎖住該鎖定機構和松開該鎖定機構。
根據本發明另一方面，提供一種以下形式的電子鎖裝置信號從一遙遠單元發射至鎖單元，以啟動機電裝置改變鎖閂的狀態，該電子鎖包括(a)用于產生第一編碼信號和第二編碼信號的裝置，其中所述第一和第二編碼信號是以彼此交錯的段發射的，其中所述第二編碼信號的諸段包含與將要發射的所述第一和第二編碼信號的下一接續段的頻率有關的信息;(b)用于接收所述第一和第二編碼信號的處理裝置，該裝置包括(ⅰ)用于存儲預定有效信號與頻率的存儲裝置;(ⅱ)用于將所述接收的第一和第二編碼信號同所述預定有效信號進行比較的判定裝置;和(ⅲ)將啟動信號提供給機電裝置以改變鎖閂的狀態的輸出裝置。
表征本發明的這些和其他優點及特征已具體在構成本文另一部分的所述附權利要求書中具體地指出。但為了更好地理解本發明，通過其使用獲得的優點及目的，可參照構成本發明另一部分的附圖及描述本發明最佳實施例的相應文字說明。
參照附圖，其中貫穿所有視圖的相同部件用相同標號標出

圖1是表示安裝在門中的一種傳統型門閂的視圖，該門閂裝有根據本發明原理構成的電子鎖;
圖2是圖1電門閂鎖的分解透視圖;
圖3是通過圖4的線3-3截取的圖2所示門閂鎖的開關觸點和耦合件(連同直流電動機21和以部分剖視圖所示的齒輪式云臺22)的放大的橫截面圖;
圖4是沿圖1線4-4截取的圖1門閂鎖的外部門手柄部分的橫截面視圖;
圖5是表示圖2門閂鎖的機械鎖定機構部分的放大的分解透視圖;
圖6是表示圖2門閂鎖的手持控制器部分(HHC)的功能方塊圖;
圖7是表示圖2門閂鎖的電子門鎖(EDL)部分的功能方塊圖;
圖8是表示圖2門閂鎖的電子編程器部分(EDLP)的功能方塊圖;
圖9是對圖7的一組EDL的入門編碼方案的原理圖解說明;
圖10是圖6和圖7的HHC和EDL所用的最佳通信時序圖的圖解說明;
圖11是圖6和7的方塊409和509的功能方塊圖;
圖12是表示圖7方塊505的計算機程序操作的邏輯方塊圖;和圖13是表示圖8方塊605的計算機程序操作的邏輯方塊圖。
本發明的原理特別適合于應用在將門安全固定在其關閉位置的那種鎖中。本發明的一種最佳應用便是將傳統型機械(即物理鑰匙操作的)門閂鎖改裝成電子的無鑰匙鎖。然而這種最佳應用只不過是可運用本發明原理的無數種應用中的一種典型應用。例如，本發明原理還適于各種死閂(deadbolt)鎖，窗鎖，文件柜鎖等等。
本發明與電有關部分的一個最佳實施例包括用于裝在一個門閂結構的門把手的中空凹槽部分中的電子門鎖電路，其結構在此后詳述。為便于說明起見，以下將該電路簡稱為“EDL”。通常EDL包括裝在外面的門把手中的光學或射頻傳感器，一個為接收來自該傳感器的信號而連接的微處理器控制器，和一個由微處理器控制器作運作控制并為物理啟動門閂鎖桿而連接的機電裝置(如直流電動機之類)。在本發明的電氣相關部分內還包括一個對EDL電路供電的高效電池。
EDL電路同采用低功率雙向光學或射頻發射器/接收器的手持遙控器(即，手持遙控鑰匙)通信。為易于說明起見，此后稱此手持控制器為“HHC”。因此，已不需要專用的物理鑰匙，而且正如縱觀本文公開內容會變得更清楚的是鎖的可靠性顯著改善。如以上指出的，本發明最好被安裝/設置在現有鎖構件中(或仿照/配合現有鎖構件來構造)，因此，不必要變動現有鎖構件的尺寸。這樣，根據本發明的產品的實現過程所要求對生產和安裝門鎖的現行程序的變動是極其微小的。
本發明還可選擇地包括一個電子編程器(此后簡稱為“EDLP”)，用于為EDL和HHC編制所需入門碼并控制HHC和EDL的其它功能。
現參照附圖，圖1中總的以20表示出可操作地安裝在門19內的一個閂鎖裝置。本文將涉及的門鎖20是以本領域所周知的“常規”構型構成，該鎖分別具有內部手柄25和外部手柄30，這兩把手通過聯動裝置共同連接在門19內，以便有效地移動和鎖定鎖閂構件31。鎖閂構件31在一組合門框(未示出)內與一碰板33(最好見圖2)嚙合，以便以眾所周知的先有技術方式在門框內作樞軸轉動而緊閉或松開門19。雖然在此將描述其一個實施例，但連接手柄25和30的門鎖20的內部聯動裝置可為本領域普通技術人員所了解的各種構型。由于對傳統門鎖機構的各種構型的結構和操作的細節與對本發明原理的理解無關，故除了提供對其機械鎖定部分的一定程度上的理解可能必要的概述以外不在此贅述。這種門鎖結構可在大量專利中、市場上及多數門上普遍找到，如果需要更詳細的資料可直接查找。
圖2示出了已結合本發明原理經改裝的一種傳統門閂鎖定裝置的一個實施例的聯動機構一例。為便于描述本發明，存在于門鎖20中的遙控HHC電路和EDL部件將總稱之為“電子鎖”。參照圖2，包括EDL的那些電氣部件(功能性地示于圖7中)的電子模塊500，其大小與構型使其適于裝在門鎖20的內手柄25中。門鎖20的內手柄部分包括一安裝架50，為防止其通過門19內的一孔相對于門19移動，該架50被固定到外手柄部分一相應安裝架30a。一個中空圓柱形軸26可旋轉地安裝于架50，以便在彈簧52的彈力作用下繞軸18旋轉。當門鎖20裝到門19上時，軸26伸出蓋板53。內部門手柄25以現有技術眾所周知的方式可拆卸地固定到軸26，以便在相對軸18扭動手柄25時該軸能克服彈簧52的偏轉而旋轉。
包括電路，內部連接器，電路板等、構成圖7的EDL功能的電子模塊500被適當地封裝在內柱形安裝管27a和外柱形安裝管27b之間。內安裝管27a的尺寸要使其同軸放在軸26上并摩擦性地或相反固定到軸26，如圖2所示。一個高效圓柱形電池單元28之尺寸使其能安裝在柱形軸26內并具有用于激勵EDL電氣部件用的適宜電壓。電池各端被適當連接(未示出)，以為放置于門鎖20內的EDL的所有電氣部件供電。在最佳實施例中，手柄25的端蓋54是可拆卸的，以形成接觸裝在手柄25內的電池28和電子模塊500的入口。最好，端蓋54還包括一個中心定位開關，以29a表示，和一或兩個發光二極管指示器29b(適當地連到電子模塊500)以便從門19的內部手柄25那側可起到手動鎖定作用。指示器29b提供任何時間點的電子鎖鎖定狀態的可見指示。另一方面，鎖定狀態指示器可為機械的，以便延長電池壽命，如本領域技術人員所了解的還可由直流電動機啟動該指示器從一種狀態變到另一種狀態。
門閂鎖面對門“外”的那部分示于圖2和4中。參照這兩圖，靜止的外部安裝架30a裝有一中空的圓筒形軸30b，以便以類似于架50和軸26的方式繞軸18旋轉。當裝至門19時，軸30b穿過外部蓋板28延伸。外部門手柄30被固定到軸30b以使軸30b隨著手柄30的轉動而旋轉并當門關閉使手柄30不能從門外側卸離軸30b，這些都是本領域技術人員所共知的。軸30b連接到隨軸30b旋轉的外部夾持構件30c。一個內部罩夾持部件30d被操作地連接以便隨該外部罩夾持構件30c而旋轉。正如此后將更詳細說明的，門閂鎖組件的機械鎖定構件被安放在罩夾持板構件30c和30d之間。內部罩夾持構件30d的延伸部30f沿軸線15縱向地伸向內部手柄組件并在軸26和30b和它們各自手柄25和30之間形成一耦合桿。軸26在夾板(未示出)內端處終止，但被定位成可鄰近安裝架50的內表面旋轉。夾板具有一個軸向對齊的穿孔，當門鎖20裝到門19時，夾板通過該孔可滑動地嚙合耦合桿30f，以使軸26和30b圍繞軸線18一起轉動并受耦合桿30f的約束。耦合桿30f還通過總的以36表示的門閂啟動組件中的一個鑰匙孔。鎖閂啟動組件36以現有技術已知方式操作，以響應鎖閂啟動組件36的鑰匙孔內耦合桿30f的旋轉運動，頂住試圖將鎖閂31保持在伸展部位的彈簧偏力，相對安裝板32縱向移動鎖閂構件31。
參見圖2，總的指定為21的直流電動機組件裝在柱形軸30b內。該電動機組件包括將組件固定到軸30b的電動機安裝殼21a、直流電動機21，齒輪減速器22、開關連接盤57、形成與開關連接盤57滑動接觸的片簧觸點58(最好見圖3)和耦合件24。該耦合件24借助于定位螺絲60固定到電動機21/齒輪式云臺22的軸59上使固定到耦合件24上的片簧觸點58定位成與開關連接盤57成所需要旋轉角度。連接盤57有一對以一定角度隔開的觸點57′，它們在電動機軸旋轉耦合件24時可有選擇地被片簧觸點58所嚙合。觸點57′和片簧觸點58組合形成單極開關用以給直流電動機21加電。電動機外殼連接到地電位。耦合件24不面向直流電動機21的表面限定了一個可配合地固定鎖桿23一末端的槽。鎖定桿23從耦合件24通過位于夾板30c和30d限定鎖定機構腔內的凸輪223軸向延伸。使用導線以已知方式實現電池28對電動機21的電激勵(如圖7所圖示)。
參考圖5，軸件30b通過外殼30a的楔形環狀突肩延伸。軸30b有一對與突肩225的一對楔形槽222對齊的縱向延展槽224。凸輪223有一對凸輪表面，可配合地選擇對齊的槽以及在鎖定桿23旋轉凸輪223時將一對鋼球221移入和移出所對齊槽，更多細節將在下文說明。
外手柄30最好加有工通孔，其大小和裝配可容納傳感器510，該傳感器可接收來自HHC的射頻或光信號。傳感器510工作時被連接到電子模塊500，并且在外手柄30內正確連接以接收進入手柄孔的信號。傳感器510或是光學(例如紅外線(IR))或是射頻(RF)傳感器，最好如圖2所示。
如本領域技術人員能夠理解的那樣，當鎖定機構處于松開狀態時，通過內把手25和外把手30的旋轉來驅動該鎖，使每一把手的旋轉分別旋轉軸26和30b，將門鎖閂31縮回到板32內的位置。該動作使門鎖閂31與碰板33脫開使門19可被打開。
如上所述，鎖定機構通常是先有技術已知的，因此其它細節在此不再贅述。希望對這類裝置有更透徹了解的人可參考美國專利號2669474;4672829或5004278。在最佳實施例中，使用指定型號為131的由Wisconsin，Milwaukee的MasterLock制造的鎖機構。簡言之，當該鎖的兩個鋼球通過凸輪223定位安放在環形通道222內時，如圖5所示，由兩個鋼球221使該鎖物理地從開狀態切換到鎖定狀態。當鋼球221位于通道222內，它們通過套筒30b的槽224定位以防套筒30b的旋轉動作。當鋼球被凸輪223移出通道222時，該鎖從鎖定狀態切換到松開狀態。凸輪223工作時由鎖定桿23旋轉。只要鎖定桿23和凸輪223或者順時鐘或者逆時鐘方向旋轉大約1/4周，該鎖便從鎖定狀態轉換為松開狀態。在鎖定狀態，避免套筒30b相對于外殼30a旋轉。因此避免把手30轉動，防止門鎖閂31縮回。
大多數鎖機構有一旋轉軸，該軸定義為沿其施加使門閂開門(即，相對鑰匙接納柱的軸的運動)的扭矩的軸。在最佳鎖套件中阻止該旋轉的機構安放在繞該軸旋轉的凸輪上，而另一些非常典型地利用基于繞該軸或沿該軸的旋轉的其它阻止機構。因此本領域技術人員會理解，由常規機械門閂鎖的物理鑰匙提供的機械運動也作用于鎖軸。最佳實施例的直流電動機構造為相對與鑰匙接納裝置或其代替的柱體同樣的鎖軸進行作用。該電動機的軸未帶來不繞鎖軸的任何活動。而且，通過本方法直流電機組件21(即旋轉鎖定桿23的機電裝置)的啟動需很小扭矩或能量鎖上或打開該門。可以理解，其它鎖機構(例如，型號為S.O.3211×3ADJ.B.S的由威斯康新、Milwaukee的MaterLock公司制造的鎖)利用沿鎖軸的運動。本領域技術人員會理解，機電裝置可以提供沿軸而不是繞軸的運動。最佳實施例中的鎖軸在圖2中以標注為18的直線指出。
下面，為更好理解EDL和HHC及其間發信方法，將在電子鎖操作的一般討論之后再進行電氣元件的討論。
下面參考圖2、6和7，示出了最佳手持(最好電池供電的)控制器電路400(HHC400)的功能框圖，該控制器能與鎖雙向通信而無需機械接觸。該雙向通信最好使用紅外(IR)光或無線電波(RF)完成。此外，廉價的單向光通信的另一裝置可用模式識別(例如“條碼”技術)實現，并將在下文討論。HHC400包含一按命令(通過按下HHC上的“鎖”或“開”按鈕，分別如402和403指出)將一可編程入門代碼發送給最好位于外把手30內的傳感器的電路。本領域技術人員會認識到該電路可以是專用集成電路(IC)或用如下文討論的分離元件實現。如前所述，當前典型門鎖中的標準鑰匙柱體在EDL中被傳感器510和置于外把手30內的機電裝置21所取代。電封裝組件500放在內把手25內。
EDL500(圖7示出)的微處理器505通過傳感器510與HHC400通信。對入門代碼進行驗證，并且如果與存儲在本機非易失存儲器中預偏程代碼相匹配的話，啟動機電裝置21將EDL切換到開(或鎖)狀態。在最佳實施例中，該機電裝置21是帶有256∶1齒輪減速器22的微型直流電動機。該機電裝置將鎖定桿23以順時針或逆時針方向旋轉大約1/4周以分別將鎖切換為鎖或開狀態。在最佳實施例中，切換操作在1秒內完成，盡管本領域技術人員立即會理解齒輪、電動機軸速率、加到電動機上電壓及鎖類型都會影響鎖定操作的時間。齒輪減速器22通過其上有兩端觸點57′的單極開關連接到非導通盤57上(圖1和圖3)。當EDL切換到鎖或開狀態，盤57與片簧觸點58相互作用以停止電動機21。當每一種切換被接合，則發送一信號回HHC以確認該EDL為鎖或開。HHC包含雙色LED(412)，根據接收到的EDL確認信號發不同的光(例如，當開時為綠，鎖時為紅)。本領域技術人員立即會意識到還可結合其它信號，例如聲音確認信號。
門鎖的機械驅動(即，從外面用把手30或從里面用把手25將門打開)，是在EDL在內部切換為開(或鎖)狀態之后由用戶提供的。這樣，用戶給出扭矩施偏壓于彈簧加載旋轉軸30f以縮回門閂31。這樣，由于直流電動機21只需旋轉鎖定桿23和凸輪223，可用很小的低扭矩電動機，無須大弧度旋轉。在最佳實施例中，齒輪減速器22的軸可繞僅10°左右的弧旋轉以成功地將EDL從鎖位置切換到開位置(或反之)。但是，如本領域技術人員所理解，旋轉量涉及利用EDL的鎖定機構的設計選擇及類型。用于切斷電動機21電源的置于齒輪減速器22上的開關也可用于在短延遲后切斷EDL電子封裝盒500其余部分的電源以節省電源。本領域技術人員也會認識到，由于使用處理器，在某些場合下監視由直流電動機21吸取的電流以確定何時已完成對鎖或開該鎖定機構所需旋轉(即假定旋轉過一定弧度后由鎖定機構本身停止軸旋轉，如同在最佳實施例和其它典型鎖中，由此停住該電動機，此后通過該電動機吸取更大電流)而不是使用本文所討論最佳機械開關。
如上所述，EDL的內把手25配有中央按鈕29a以手動將EDL從鎖狀態轉換為開狀態或反之。內設的LED29b用于提供門19是鎖是開的可見指示。電子封裝500件和電池28插入EDL的內把手25。盡管未作測試，初步計算表明最好為鋰電池的EDL的電池28應提供足夠能量以對EDL供電至少10年。電池28最好只能從門19內部通過內把手25的電池艙板54加以替換。當電池28耗去其容量的近90%時，每次啟動EDL時最好由EDL發送一告警信號給HHC，并激活EDL內的蜂鳴器。因此，每次啟動EDL時，當EDL電池28電壓變低，HHC便產生一簡短可聽見的告警信號給用戶。當HHC本身電池(未示出)電壓變低時產生一個不同音頻信號。萬一EDL電池28沒有及時更換，可人為地給EDL的外部配備一個專有的微型端口(未示出)用于給EDL電路供電。該端口可由授權的維護人員接觸并最好電氣上防止過電壓和短路(例如，用二極管)。此外，也可將阻擋層光電池(未示出)安裝在EDL中，以在有直射光射到該電池時可對EDL的電池28充電。
對EDL微處理器505編程以在HHC丟失時接收緊急代碼(若無HHC最好不能從外面將EDL鎖定)。該代碼最好包含兩段。緊急代碼的第一段為標準工廠編碼，該編碼也可編制到由授權維護人員所帶的緊急HHC中。第二段為個人緊急編碼，該編碼或者在工廠中編制到EDL中或在安裝后由擁有者人為地編程在EDL中。緊急HHC配備有可從擁有者處接受緊急碼的個人段的字母數字鍵盤。為增加額外安全性，緊急代碼的個人段可排列和構造成在門被授權維護人員打開后加以改變。如果使用射頻通信，緊急代碼可從授權維護中心和/或保安服務處遠距離發送。
下面，參考圖9，給出EDL最佳編碼方案的討論。EDL最好能存貯64個入門代碼。每個入門代碼含64位。因此存在2種可能替在的組合(作為對比，2大約為4.3千兆)。64個入門代碼中的第一個代碼是專用鎖定編碼(“SLC”)。其余63個入門代碼最好為“主”和“次主”HHC所用(即，允許單個HHC訪問任何數量的指定EDL)。個人HHC只能發送一個入門代碼。然而，任何個數的EDL可將其64個入門代碼之一作為該代碼輸入。
當將HHC的入門代碼編程與SLC匹配時，HHC只能鎖或開特定EDL(假設SLC代碼在其它鎖中未重復)。如果HHC編程為發送其它63個代碼之一(即，作為入門代碼編制在EDL中的代碼之一)則該HHC可以“主”或“次主”方式工作。該代碼可指定一個“優先級”使“優先級1”代碼可鎖和開給定區域中任何EDL，而優選級2、3、4等的代碼可鎖或開較少個數的EDL。圖9示出該入門代碼優先級方案的實例。
這樣，該優選系統除了主要的“主”代碼還有“次主”的62級代碼。本領域技術人員會認識到不同的優先級不能有相同代碼以避免較低優先級的HHC鎖或開限定到較高優先級HHC的EDL。該優先級方法考慮到限定對敏感區域訪問的有效增強。本領域技術人員也認識到，給定的EDL和若干匹配的HHC可由制造商或使用EDLP600(下文說明)的用戶編程而具有相同SLC。
HHC和EDL之間的通信基于擴展頻譜通信(SSC)。該技術考慮到按照預置的時間變化的頻率程序隨時連續變化的給定載波信號的頻率。不同于載頻變化小百分比的標準頻率調制(FM)，SSC中載波信號的頻率變化實際上是無限的。因此SSC載波的帶寬可變得非常寬并允許傳輸大量較低頻率數字信息例如本電子鎖系統各種入門代碼。
下面參考圖10，示出的傳輸載波的幅度是由入門代碼的數字信息鍵控(即轉換為開和關)。然而為接收所發送信號，接收器必須能調諧為發射器頻率程序的同步復制。然后由標準AM解調獲得該數字信息。發送所要求信息的最小帶寬稱為信息帶寬。
使用SSC與使用其它信息傳輸的普通方法(例如AM或FM)相比的好處可用處理增益(Gρ)量化，該增益為總載波帶寬和信息帶寬間的比率。如本領域技術人員所認識到的，SSC技術的主要優點在于通信系統的信噪比可用等于Gp的因子予以改善。因為SSC的Gp通常大于其它通信技術的Gp，所以SSC系統信噪比遠優于那些系統。此外，與其它傳傳輸系統相比，SSC有較好的抗無線電干擾能力。
載頻隨時間變化序列的變化通常稱為頻率跳躍，并通常用稱為頻率合成器(下面討論)的電子電路加以實現。為對一組給定信息成功地譯碼，發射器和接收器必須使用相同的時間同步的頻率程序。這種同步協議相當復雜。然而本發明使用無需同步協議的通信方法。在本系統中，頻率程序作為發射信息的一部分發射到接收器。因此，接收器必須調到SSC信號的初始缺省頻率以開始通信過程。
HHC和EDL間的通信過程因此可歸納如下。還是參考圖10，第一，當啟動HHC時，將初始化脈沖發送到EDL，接通其電子封裝組件500的電源(EDL通常休眠以節省電池28電源)。然后發送第二脈沖(控制位)給EDL，指出用戶是否要鎖或開該EDL。如果EDL已處于所要求狀態，由EDL發送確認信號給HHC，在HHC內的適當的“鎖”或“開”LED412會閃亮。
入門代碼最好以8位的段來發送，該8位可為下一載頻代碼的8位所中斷，但也可用其它數目的位。對8位的段，使用256個離散載頻(IR通信為1到40KHz，對RF通信為4到100MHz)。本領域技術人員會認識到對于較大數量的頻率，發射看上去更象噪聲并更難以成功地對該代碼譯碼。每個載頻可用一個8位代碼標識。在HHC與EDL通信的間隔期間，在入門代碼每8位段發送之后由HHC隨機地選擇一新的頻率代碼。(僅將初始載頻固定以便建立HHC和EDL間的通信)。通過選擇一個8位代碼并查閱存儲在EPROM中使8位代碼與頻率相關聯的查找表來選擇該隨機代碼。然后將該新頻率傳送到HHC的頻率合成器408。然后HHC將8位的入門代碼，接著是標識下一載頻的8位，發送給EDL。在發送入門代碼的下一個8位和下一載頻之前，HHC的載頻發生改變。當發送了8組，每組含8位入門代碼和8位下一載頻時，該發送便結束。
EDL對利用編碼載頻的發送信息譯碼并將之變換為數字代碼。EDL必須有相同的使8位代碼的載波頻率與HHC中查找表相關聯的查找表，否則信息不能用EDL正確譯碼。因此，EDL不但受64位入門代碼保護，而且也被其上可發送入門代碼的載波頻率的隨機組合所保護。
假定該代碼接收完畢，然后將該代碼與存儲在EDL非易失存儲器中的代碼相比較，如果存在匹配，則啟動直流電動機21將EDL轉換為鎖(或開)狀態。當直流電動機21停止以及端開關57閉合時，如果需要則發送一確認代碼給HHC。
本領域技術人員會認識到，由于可隨機使用256種載波頻率中任一頻率，為在給定HHC和EDL間成功通信，有必要使為HHC所用的全部256種載波頻率也必須為EDL所用，即使每次啟動HHC時只使用8個載波頻率的最大值。因此，該SSC發送方案能大大減少能與給定EDL通信的HHC個數，因為有可能產生有在工廠預設置的載波頻率的不同匹配設置的HHC和EDL組。顯然，不同組的HHC和EDL不能通信，因為它們的編程載波頻率不匹配(除了由于極為遙遠的意外出現)。這樣，除了進入代碼本身提供的安全性，實際能建立與EDL通信的HHC個數也受廠商限制。額外的HHC能通過規定EDL“類型”(例如串行號)與給定EDL相匹配。大量EDL的用戶可由工廠安排而具有專門分配給他們的256載波頻率中特定組。本領域技術人員還會認識到，可使用任何個數的頻率，以及，頻率數(以及用于頻率相關的8位)是設計選擇的事，在其它因素中成本及發送方法是相關因素。
SSC的一個重要優點在于它實際上消除了HHC的被復制或譯碼。出現HHC與給定EDL不匹配時，由EDL接收附加代碼，并在預定次數的未成功的嘗試之后最好禁止該電子電路工作三分鐘。該過程的目的是防止未授權用戶有方法掃描通過所有可能代碼。
當微處理器感測到硬件中故障時，它切換到可選輔電子系統(未示出)。該輔系統最好和主系統一樣。盡管該輔系統提供重要鎖定應用的允余，但其額外成本和體積并不是對本發明所有實施例都實用。當輔系統在工作時，EDL也發送一告警信號給HHC，產生對HHC用戶的聲音/視覺警告。
下面給出HHC電子模塊400的說明。
在最佳實施例中，HHC電子模塊400和EDL電子模塊500包含類似的功能塊/元件。因此，EDL電子模塊500類似元件的說明(即MPU405和505)不再重復給出。
參考圖6，在正常情況下HHC為休眠狀態。這是由監視計時器401完成的。HHC有兩個分別提供“開”和“鎖”功能的開關402、403。當兩個開關402、403之一被按下時，PIO(并行輸入/輸出)404將產生MPU(微處理器單元)405的中斷請求，有效接通HHC硬件電源。當EDL轉換到鎖或開狀態時，由來自EDL的確認信號關掉HHC電源。如果未接收到確認信號，則監視計時器401關掉電子模塊400的電源。載波頻率程序和EDLP存取代碼常駐于非易失性RAM(隨機存取存儲器)406。由合成器408以給定缺省頻率(例如IR為40KHz或RF為4MHz)發射初始化脈沖。
MPU405最好是型號MC6805的由Motorola制造的控制器。然而，任何為輸入/輸出配備的處理器/控制器能對輸入信號譯碼、從存儲器提取和存儲所用信息，如本領域技術人員會認識到的。
載波的前述編程是通過受MPU405控制的頻率合成器408完成的。執行該控制的程序駐留于ROM407中。該程序產生8個16位字的序列，每個字由SLC的8位和載波頻率代碼的8位組成(載波頻率在發送下一個8位的SLC之前改變)。然后按照每個16位字的數字內容順序接通或斷開合成器408的輸出。在最佳實施例中，合成器508實際為發射器。IR或RF傳感器410(該器件為與一IR檢測器結合的IR源或者是寬帶天線)通常為接收方式但如果頻率合成器408的輸出為非零則由接收器409切換為發射方式。該信息傳輸之前是后接控制位的初始化位，所述控制位告知EDL它是否切換為鎖或開狀態。
在最佳實施例中，傳感器410由IR檢測器(型號L14F2、由通用電氣公司制造)和IR發射管(型號LED56、由通用電氣公司制造)組成。頻率合成器408產生與由MPU405提供給其輸入端的二進制“字”成正比的頻率載波。此外還有另一個輸入為MPU405用來禁止頻率合成器408輸出。在最佳實施例中，所用頻率合成器由Motorola制造，型號為MC4046。
接收器409(最好見圖11)，用于接收來自EDL500的信號，被連接到傳感器410和頻率合成器408，并在混合器框409a中將信號混合。混合器409a的輸出是來自傳感器410的輸入頻率減去頻率合成器408頻率。該輸出供給中頻放大器框409b，將供給檢測器框409c的信號放大。檢測器框409c除去高頻(載波)分量。本領域技術人員會認識到，通過改變合成器408的頻率，接收器能調諧到不同頻率。然后將經譯碼的信號提供給MPU405。在最佳實施例中，接收器409由國家半導體公司制造，型號為LM1872N。
由接收器409接收來自EDL的確認信號。MPU405識別EDL是鎖還是開，LED412中之一接通3秒。如果試圖將EDL切換到其已轉換到的狀態，則適當的LED閃爍3秒鐘。
當EDL的MPU505感測到阻礙該EDL完成給定功能的故障時，將一告警信號發送給HHC。該信號由HHC的MPU405識別，MPU使LED412明滅并用蜂鳴器420啟動聲音告警。HHC本身的故障用蜂鳴器420以不同的(聲音)信號指示。例如，HHC可配置第二可選后備電路，當監視器411感測到HHC主硬件故障時便轉換到該后備電路發出這種信號。此外，HHC電池也由MPU405監視，當電池電壓下降到其標稱值的90%以下，當啟動HHC時蜂鳴器420發聲。
在最佳實施例中，HHC電子封裝組件尺寸為12mm×8mm。該封裝組件最好做成環繞專用集成電路以使功率耗損保持為最小。HHC最好設在小封裝盒內，其典型尺寸為2.5cm×1.5cm×0.5cm。
可用EDLP600對HHC編程。用SSC通過IR或RF發射建立HHC和EDLP間的通信。初始化代碼告知MPU405入門代碼有待重新編碼。然后EDLP發送存取代碼到HHC，MPU405將之與駐留在RAM406中的存取代碼相比較。如果代碼匹配，可對HHC的SLC和存取代碼編程。注意到要成功地進行通信，編程者須有和HHC相同的頻率程序。
下面是EDL電子模塊500的說明。如前所述，功能元件類似于HHC因此將針對在EDL中的功能來加以討論。參考圖7，在正常條件下EDL為休眠狀態的。當感測到HHC發出的初始化脈沖時，EDL接通，并且接收器509調諧為40KHz(IR)或4MHz(RF)的缺省頻率。傳感器510是IR檢測器/源的組合或者是寬帶天線。然后將傳感器接收到的信號饋給接收器509。該信號(最好見圖10)包含指出EDL是否為鎖或開狀態的1位(控制位)信息，并后接有8個16位字，每個字含8位入門代碼和8位載頻代碼。MPU505識別該控制位并確定直流電動機旋轉的方向。每個16位字的前8位用于構造入門代碼而后8位是標識下一個頻率以使接收器能調諧為下一次發射(含另一個16位字)的載波頻率的代碼。在發射端，MPU505將接收器509調諧為缺省頻率。
64位SLC代碼一旦被MPU505所接收，將接收到的入門代碼與RAM506中存儲的代碼相比較，RAM506可包含多達64個代碼(最好見圖11)。如果發現匹配，MPU505發送一信號到PIO504啟動直流電動機21。電動機21根據控制位的狀態，或者順時針或者逆時針旋轉。電動機持續轉動直至端開關(圖1A)的兩個端觸點之一接合并且PIO504發送一確認信號到MPU505。傳感器510可選地轉換到發射方式，并且頻率合成器508發送確認信號給HHC。直流電動機21如果由于企圖切換EDL到現有狀態而未轉動，則發送不同的確認信號給HHC。
如果發送到MPU505的代碼與RAM506存儲的任何代碼都不匹配，MPU505將一內部計數器遞增1，該計數器每當EDL休眠時復位為0。當該計數器的輸出為3，MPU505將EDL轉換為在3分鐘內不能被中斷的休眠方式。在3分鐘末，EDL保持休眠方式直至再次被喚醒。
圖12示出可駐于MPU505、RAM506或ROM507中的程序邏輯實施例的邏輯流圖。在圖12中，邏輯圖總的示為700。邏輯流圖700示出分析從HHC所接收入門代碼的邏輯狀態所采取的步驟。
盡管MPU505表征為從邏輯框“進到”邏輯框，但在說明程序邏輯的操作的同時，本領域技術人員會認識到編程步驟正由MPU505執行。
運行時，MPU505在框701處開始。然后MPU505進至框702將兩變量初始化為0，這兩變量將用于邏輯流程700中的控制環路。在框703，從接收器509接收入門代碼的前8位，并將該8位存儲在RAM506中。如上所討論，將第一次所接收字的后8位用來改變載波頻率。MPU505必須判定所接收代碼是否為有效代碼。因此，MPU505進到框705并將接收到的載波代碼與非易失RAM506中查找表相比較，以找出正確的字交付給頻率合成器508，為下一個從HHC發射來的字對接收器509進行調諧。此外，在框705，MPU505判定是否有正確的載波頻率。如果在查找表中找到該載波頻率，MPU505進至框706，遞增第一控制環路變量。然后MPU505進至框707，判定全部8組的入門代碼和載波頻率碼是否都已收到。如果還有些代碼待接收，MPU505返回到框703以接收下一組。
當在框705未在查找表中找到載波頻率時，MPU505進至框709，判定是否正產生有效代碼。如果有效代碼尚未產生，在框710處遞增第二控制環路，并在框711判斷是否已將不合適代碼控制環路遞增三次。如果已達到3個無效代碼，則在框712禁止EDL。如果第二控制環路變量尚未達到3，則在框713將第一控制環路變量初始化為0，而MPU505進至框703并開始從HHC接收新的傳輸。
一旦在框707接收到完整入門代碼，MPU505進到框708，MPU505從RAM506檢索該完整的64位入門代碼。然后MPU505進到框709將64位代碼與非易失RAM506中存儲的64個代碼相比較。如果代碼匹配，MPU505進到框710發送確認信號給HHC。如果該代碼無效，則MPU505通過第二控制環路進到框710。一旦確認信號發送到HHC，MPU505監視計時器(未示出)使系統計時結束，EDL電子模塊500進入休眠狀態。邏輯流程700終止于框715。
MPU505的一個重要可選協能是對直流電動機的電壓編程。在電動機21工作期間通過對電動機21的電壓的快速變換可節省大量電池功率。該方案在電動機21電源切斷時利用了電動機21永久磁鐵(即轉子)的慣性。MPU505還監視通過電動機的電流。當電動機電流高于標稱工作電流27%。MPU505將電源與電動機21斷開以免永久性損壞，發送一告警信號給HHC400并啟動蜂鳴器520。當EDL電池電壓降到其標稱值90%以下，發送告警信號給HHC，每次啟動EDL時便激活蜂鳴器520。MPU505執行的程序代碼駐留于ROM507中。監視器511定期檢查EDL的硬件。當感測到故障時，監視器511切換到緊急輔系統，發射告警信號到HHC，并啟動蜂鳴器520。為節省電源，只在EDL被激活時檢查EDL硬件。在確認信號發送到HCC后，由監視計時器(未示出)將EDL轉換為休眠狀態。
EDL的電子封裝組件500最好基于專用集成電路因此具有大致和HHC電子封裝組件400相同的物理尺寸。當EDL處于休眠方式時，其電池的漏電流極小。
可用EDLP600對EDL編程。用SSC通過IR或RF發射建立通信。初始化代碼告知MPU505，入門代碼有待重新編程。然后EDLP發送一存取代碼到HHC，MPU505將之與存在RAM506中的存取代碼相比較。如果代碼匹配，可改變EDL64個入門代碼中的任何個數，以及緊急代碼及EDLP存取代碼。然而注意到在最佳實施例中，EDLP必須具與EDL相同的頻率程序以保證成功地進行通信。
本系統的另一部分是手持微計算機的EDL/HHC編程器(ED1P)600，在圖8總的以800示出其功能框圖。將EDLP構造并封裝如手持計算器，并具有用于指示用戶如何進行EDL或HHC的編程(利用菜單驅動軟件)的LCD顯示器。
EDLP可用于將任何64位字母數字代碼編程到HHC中，以及將64個字母數入門代碼(每個64位)序列編程到EDL中。EDLP由執行ROM/RAM605中存儲的程序的MPU604組成。這是一個用戶友善的菜單驅動程序，可通過其各個級對用戶指導并具有聯機求助設備。通過顯示器608和鍵盤607提供交互輸入和輸出。通用I/OPIO606將來自鍵盤607的輸入格式化為數字信息，并將MPU604的輸出變換為可在顯示器608上呈現的字母數字字符。傳感器601、接收器602和頻率合成器603的操作類似于HHC和EDL中相應元件的操作。
HHC或EDL的編程只有在用與EDL或HHC中存取代碼匹配的個人存取代碼來初始化時才能完成。該存取代碼由廠家編程到HHC或EDL中，并可在安裝后由用戶加以修改。用SSC通過IR或RF發射來執行EDL和HHC的編程。EDLP發送一初始化代碼告知本機MPU(405或505)入門代碼有待重新編程。然后EDLP發送一存取代碼給HHC或EDL，將之與本機RAM(406或506)中的存取代碼相比較。如果代碼匹配，HHC或EDL可被編程。注意到EDLP必須有與HHC和EDL相同的頻率程序和初始缺省頻率以成功地進行通信。編程結束時，將編程代碼發送回EDLP以進行驗證。圖14示出可為EDLP600使用的程序的邏輯流程圖。
另外HHC可被相當便宜的器件的取代，該器件包含編碼的二維背光圖形模式，其尺寸大約為1cm×1cm，當然其它尺寸也可使用。該EDL配有光窗，用于將HHC模式映象到含256個單元的方形二維光二極管陣列(也可用有更多單元的陣列)。該陣列可在EDL內由掃描器512電掃描(最好見圖7)，該模式被譯碼并與駐留在存儲器中的其它代碼相比較。經濟有效的HHC不使用雙向通信，并且不包括電池，因為該模式的背后光照可用磷光材料實現。此外，可擴展該方法在EDL中包括復雜光學模式識別，以及用指紋的肯定識別來取代HHC。
其它改進，如本領域技術人員將會認識到的可包括有(1)EDL和HHC的本機時鐘，以允許或防止預編程的時刻的存取;(2)用于從EDL檢索關于HHC持有者的識別和進入次數的信息的雙向通信(因此，可以用戶ID碼對HHC編程，用戶ID碼由EDL記錄);以及(3)用其它裝置例如電致伸縮作動器給機電裝置供電。
本文所述的電路結構、雙向通信、鎖閂機構類型作為結合和實踐本發明原理的實施例中的例子給出。其它修改和變型正好在本領域技術人員知識范圍內并將被包含在所附權利要求書的范圍之內。
權利要求
1.一種電子鎖裝置，包含(a)碰板；(b)與所述碰板相配合地嚙合并在嚙合與脫開位置間可移動的鎖閂；(c)機械鎖定裝置，工作時可與所述鎖閂連接，用于有選擇地防止所述鎖閂在所述嚙合和脫開位置間的活動，所述鎖定裝置需要沿鎖軸或環繞鎖軸作用的原動力；(d)機電裝置，工作時與所述機械鎖定裝置相連，用于給所述鎖定裝置提供原動力，以及(e)電子控制裝置，響應編碼的接收信號，以有選擇地激勵所述機電裝置，其中所述機電裝置只提供沿鎖軸或環繞鎖軸的力。
2.如權利要求1所述鎖裝置，其特征在于所述編碼的接收信號包括第一組編碼信號和第二組編碼信號;所述第一和第二組編碼信號均必須在激勵所述機電裝置之前由所述電子控制裝置確定為有效。
3.如權利要求2所述鎖裝置，其特征在于所述電子控制裝置包括將所述第一和第二組編碼信號與存儲在存儲器單元中的預定的參考信號組相比較的裝置。
4.如權利要求3所述鎖裝置，其特征在于所述第一和第二組編碼信號各包括預定個數的子集，所述第一組編碼信號的所述子集由所述電子控制裝置以與所述第二組編碼信號的所述子集交替的方式加以接收，因此所述第一和第二組編碼信號的所述子集彼此交錯。
5.如權利要求4所述鎖裝置，其特征在于所述電子控制裝置包括用于接收所述編碼信號的接收器裝置和微處理器裝置，所述接收器裝置可由微處理器裝置調諧以接收多個頻率調制信號;所述第二組編碼信號所述每子集包括與后續所述子集將調制到的頻率相關的信息，從而使在接到所述第二組編碼信息的每個所述子集之后所述微處理器裝置調諧所述接收器裝置。
6.如權利要求1所述鎖裝置，其特征在于所述機電裝置為直流電動機。
7.如權利要求1所述鎖裝置，其特征在于還包括至少一個按鈕，所述按鈕被安排并構造成可使所述鎖閂在所述嚙合和松開位置間動作，用戶提供使所述鎖閂動作的力。
8.如權利要求7所述鎖裝置，其特征在于所述把手設置并構造成包括一個傳感器，所述傳感器工作時與所述電子控制裝置相連接以檢測所述編碼的接收信號。
9.如權利要求1所述鎖裝置，其特征在于還包括用于在用戶啟動后產生所述編碼的接收信號的信號發生裝置。
10.如權利要求9所述鎖裝置，其特征在于所述信號發生器與所述電子控制裝置無關。
11.一種電子鎖系統，包含有(a)用于產生一信號的鍵裝置;(b)用于接收所述信號的接收裝置;(c)處理器裝置，相配合地連接到所述接收裝置，用于將所述接收信號與存儲的參考信號相比較以及當判定所述接收信號等效于所述參考信號時產生一啟動信號;(d)原動力裝置，工作時連接到所述處理器裝置，所述原動力裝置包括配合連接到一鎖機構的軸，該鎖機構由鎖定桿繞所述桿縱軸的旋轉控制嚙合還是松開，并用于在響應所述啟動信號時旋轉所述桿，因此只要利用所述桿的旋轉便能鎖或開所述鎖機構。
12.如權利要求11所述電子鎖系統，其特征在于所述原動力裝置的所述軸響應所述啟動信號作幾分之一周旋轉。
13.如權利要求12所述電子鎖系統，其特征在于所述電動機裝置響應所述啟動信號旋轉90度或更少。
14.如權利要求12所述電子鎖系統，其特征在于還包含用于強制地限制所述軸旋轉的旋轉停止裝置，所述停止裝置產生為所述處理器裝置接收的釋放信號，所述處理器一接收到所述釋放信號便終止所述啟動信號。
15.如權利要求12所述電子鎖系統，其特征在于所述鍵裝置產生的所述信號為頻率調制信號。
16.如權利要求12所述電子鎖系統，其特征在于還包含(a)可縮回的鎖閂;(b)用于嚙合所述鎖閂的碰板;(c)至少一個有一旋轉軸的把手，所述把手可配合地連接到所述鎖閂，繞所述軸旋轉所述把手可將所述鎖閂相對于所述碰板縮回。
17.如權利要求16所述電子鎖系統，其特征在于還包含(a)偏轉殼構件，安排并構造在所述把手內，連接所述把手和所述鎖閂，所述殼構件可繞所述把手的所述軸轉動所述把手到一預定位置;(b)凸輪構件，配合地與所述殼構件嚙合，并加工有穿過其的通道，所述通道接納所述桿，其中，所述桿的旋轉使所述凸輪構件在所述殼構件內旋轉，所述凸輪構件還包括在其外部形成的楔形通道，以及(c)凸輪嚙合裝置，配合地置于所述楔形通道內，用于在所述桿旋轉到鎖定位置時防止所述殼構件的旋轉，由所述楔形通道迫使所述凸輪嚙合裝置進入嚙合槽口。
18.一種用于入口門的鎖閂嚙合碰板型的鎖裝置，其特征在于包含有(a)用于嚙合或松開凸輪的鎖條，凸輪用于防止鎖機構在與碰板嚙合的位置到與碰板松開位置之間移動鎖閂，所述鎖條繞其縱軸旋轉;(b)用于產生編碼信號的遙控部件裝置，以及(c)駐留部件裝置，用于接收所述編碼信號，將所述編碼信號與存儲的預定參考信號進行比較，如果所述編碼信號與所述存儲的預定信號匹配則產生啟動信號，以及用于旋轉所述鎖條，其中所述駐留部件裝置只引入繞所述條的所述縱軸的物理旋轉以鎖定所述鎖定機構。
19.如權利要求18所述的鎖裝置，其特征在于所述編碼信號是用光或無線電發射來傳輸的。
20.如權利要求19所述的鎖裝置，其特征在于所述編碼信號是用數字頻率調制發送的。
21.一種其鎖定裝置可繞鎖定軸或沿鎖定軸操作以允許或禁止閂構件的鎖裝置，所述鎖定裝置與機械鑰匙啟動兼容，該裝置包含用于機械地啟動鎖定裝置的電子鎖裝置，所述電子鎖裝置設置并構造成直接提供同樣繞或沿所述鎖定軸的機械動力給所述鎖定裝置，所述機械動力由所述機械鑰匙啟動產生。
22.如權利要求21所述的鎖裝置，其特征在于還包含彼此相對設置繞所述鎖定軸旋轉的兩個可旋轉把手，所述把手在所述把手內部形成一孔隙，所述電子鎖布局并構造為接納于所述把手孔隙內。
23.如權利要求22所述的鎖裝置，其特征在于所述鎖裝置包含(a)偏傳殼構件，安排并構造在所述把手之內并連接在所述把手和所述鎖閂之間，所述殼構件使所述把手繞所述把手的所述軸旋轉到預定位置;(b)凸輪構件，配合地嚙合在所述殼件內，并加工有穿過其的通道，所述通道接納所述桿，所述桿的旋轉使所述凸輪構件在所述殼構件內旋轉，所述凸輪構件還包括其外部形成的楔形通道，以及(c)凸輪嚙合裝置，相配合地置于所述楔形通道內，用于在所述桿旋轉到鎖定位置時防止所述殼構件的旋轉，其中由所述楔形通道迫使所述凸輪嚙合裝置進入嚙合槽口;所述電子鎖包括用于旋轉所述桿的原動力。
24.一種形成鎖閂電子鎖定的方法，包含(a)通過機械鎖定件的活動有選擇地禁止鎖閂的打開動作;(b)用機電方法沿或繞鎖軸移動所述機械鎖定構件。
25.一種電子鎖裝置，包含有(a)碰板;(b)配合地與所述碰板嚙合并可在所述嚙合與松開位置間移動的鎖閂;(c)機械鎖定裝置，工作時與所述鎖閂相連接，用于有選擇地防止所述鎖閂在所述嚙合和松開位置間的活動，所述鎖定裝置需要原動力;(d)機電裝置，工作時連接到所述機械鎖定裝置，用于將原動力提供給所述鎖定裝置，以及(e)電子控制裝置，用于響應編碼的接收信號有選擇地激活所述機電裝置，其中所述編碼的接收信號包括第一組編碼信號和第二組編碼信號，其中所述第一和第二組編碼信號在激活所述機電裝置之前必須由所述電子控制裝置判定為有效。
26.如權利要求25所述的鎖裝置，其特征在于所述電子控制裝置包括將所述第一和第二組編碼信號與存儲器單元中存儲的預定組的參考信號相比較的裝置。
27.如權利要求26所述的鎖裝置，其特征在于所述第一和第二組編碼信號各包括預定個數的子集，所述第一組編碼信號的所述子集由所述電子控制裝置以與所述第二組偏碼信號的所述子集交替的方式加以接收，使得所述第一和第二組偏碼信號的所述子集彼此錯開。
28.如權利要求27所述的鎖裝置，其特征在于所述電子控制裝置包括用于接收所述編碼信號的接收器裝置和微處理器裝置，所述接收器裝置可由微處理器裝置調諧以接收多個頻率調制的信號，所述第二組編碼信號的每個所述子集包括和后繼所述子集將調制到的頻率相關的信息，由此使所述微處理器裝置在接收到所述第二組編碼信息的每個所述子集之后調諧所述接收器裝置。
29.信號從遠處單元發送到鎖單元以使機電裝置動作來改變鎖閂狀態的電子鎖裝置，其特征在于包含(a)用于產生第一編碼信號和第二編碼信號的裝置，其中以段的方式發送所述第一和第二編碼信號，各段彼此錯開，所述第二偏碼信號的段包含與將發送所述第一和第二編碼信號的下一個后繼段的頻率相關的信息;(b)用于接收所述第一和第二編碼信號的處理裝置，其包括(1)用于存儲預定的有效信號和頻率的存儲器裝置;(2)用于將所述接到的第一和第二編碼信號與所述預定有效信號相比較的判定裝置，以及(3)提供啟動信號給機電裝置以改變鎖閂狀態的輸出裝置。
30.如權利要求29所述的裝置，其特征在于所述處理裝置還包括用于接收所述第一和第二編碼信號的可調諧接收器，所述可調諧接收器在接收到所述第二編碼信號的每一段之后被調諧到發射下一后續信號的頻率上。
全文摘要
本發明提供為門等所用的鎖機構。手持遙控器發送編碼信號給電子門鎖。傳感器/接收器接收該信號并提供給處理器，由處理器將該編碼信號與預定存儲信號相比較。如果接收到的編碼信號與預定信號匹配，則處理器產生控制信號啟動機電裝置，其只沿或繞鎖軸作用，以允許或禁止鎖定閂。然后用戶可以用一般方式轉動門把手。編碼信號包含以段形式彼此交錯的兩個獨立信號。第一信號包含入門代碼，而第二信號提供涉及發送后續段的頻率的信息。處理器使用第二信號信息調諧接收器。
文檔編號G07C9/00GK1070714SQ92110900
公開日1993年4月7日 申請日期1992年9月19日 優先權日1991年9月19日
發明者D·安德里歐, A·格里澤 申請人:克里迪技術公司