一种智能门锁   0    0

本发明公开了一种智能门锁，该门锁是由直线电机提供门栓驱动力的电子门锁，由于直线电机的运动为直线形式可直接用于驱动门栓，不需要设置用于运动形式转换的复杂机械传动装置。采用直线电机可以降低锁定或解锁的噪音。为了使得在市电故障或停止时，门锁依旧可以正常工作，采用可充电蓄电池作为电子门锁的后备电源；市电电源线与门锁之间过门轴连接容易导致线路折断，本申请提出采用无线供电技术为门锁及其蓄电池提供电力，克服了开关门之间导致电源线容易折断为门锁带来的安全隐患。

1.一种智能门锁，其特征在于，包括主控制器、用户操作系统、直线电机、直线电机驱动器、无线充电装置和蓄电池，主控制器通过用户操作系统接受用户输入的指令，主控制器根据将用户的指令转换为直线电机驱动器驱动信号从而驱动直线电机按用户的指令进行锁定或开锁动作，无线充电装置为蓄电池充电，用于锁定或解锁的直线电机为多个，当用户进行开锁或解锁的操作时，多个直流电机相继执行开锁或解锁操作，电机间隔启动控制包括如下元件：直线电机启动开关SB(31)、断路器QF1的合闸线圈KM1(32)、合闸线圈KM1的常开触点开关(33)、断路器QF1的合闸指示灯(34)、第一时间继电器KT1(35)、第一时间继电器KT1的常开触点开关(36)、断路器QF2的合闸线圈KM2(37)、合闸线圈KM2的常开触点开关(38)、第二时间继电器KT2(39)、断路器QF2的合闸指示灯(40)、第二时间继电器KT2的常开触点开关(41)、断路器QF3的合闸线圈KM3(42)、合闸线圈KM3的常开触点开关(43)、第三时间继电器的常开触点开关(44)、断路器QF3的合闸指示灯(45)、第三时间继电器KT3(46)、断路器QF4的合闸线圈KM4(47)、合闸线圈KM4的常开触点开关(48)、第四时间继电器的常开触点开关、断路器QF4的合闸指示灯(50)、第四时间继电器KT4(51)、断路器QF5的合闸线圈KM5(52)、合闸线圈KM5的常开触点开关(53)、断路器QF5的合闸指示灯(54)，当用户进行锁定或解锁操作时，SB由主控制器控制闭合KM1得电，线圈KM1所属断路器QF1合闸为第一直线电机通电，KM1的常开触点开关闭合，第一时间继电器KT1（35）得电、第一时间继电器KT1计时开始，当第一时间继电器KT1定时设置为T1秒时，T1秒后 KT1的常开触点开关闭合，KM2线圈得电，线圈KM2所属断路器QF2合闸为第二直线电机通电，KM2的常开触点开关闭合，第二时间继电器KT2（39）得电、第二时间继电器KT2计时开始，当第二时间继电器KT2定时设置为T2秒时，T2秒后 KT2的常开触点开关闭合，KM3线圈得电，线圈KM3所属断路器QF3合闸为第三直线电机通电，KM3的常开触点开关闭合，第三时间继电器KT3（46）得电、第三时间继电器KT3计时开始，当第三时间继电器KT3定时设置为T3秒时，T3秒后 KT3的常开触点开关闭合，KM4线圈得电，线圈KM4所属断路器QF4合闸为第四直线电机通电，KM4的常开触点开关闭合，第四时间继电器KT4（51）得电、第四时间继电器KT4计时开始，当第四时间继电器KT4定时设置为T4秒时，T4秒后 KT4的常开触点开关闭合，KM5线圈得电，线圈KM5所属断路器QF5合闸为第五直线电机通电，电机间隔启动控制程序及主要元件设置在直线电机驱动器中，为电机间隔启动控制电路提供控制回路电源，为直线电机提供驱动电源，直线电机的驱动控制方式为PID控制或自适应控制，当直线电机的驱动控制方式为PID控制时，控制方式具体设计为速度和电流双闭环控制，其中，外环为速度闭环控制，内环为电流闭环控制，通过电流传感器、CLARK变换器和PARK变换器得到直线电机实际运行状态下的直轴电流驱动值Id和交轴电流驱动值Iq，通过光栅尺采集电机位移信号s并将其转换为直线电机实际运动速度V*和直线电机相位角φ，将直线电机相位角φ输入到PARK 变换器，设定直线电机运动参考速度为Vref，直线电机实际运动速度为V*，将Vref与V*差值信号输入至第一比例积分调节器得到直线电机交轴电流驱动调制参考值Iqref，将Iqref与Iq差值信号输入至第二比例节分调节器得到直线电机交轴电压驱动参考值Uqref，设定直线电机直轴电流调制参考值为Idref，将Idref与Id差值信号输入至第三比例节分调节器得到直线电机直轴电压驱动调制参考值Udref，Uqref和Udref经PARK 逆变换后输入至SVPWM控制器，SVPWM控制器根据Uqref和Udref相应的输出电压逆变器开关的驱动控制信号，通过实时调节直线电机输入的电压来实现调节直线电机运动状态，当直线电机的驱动控制方式为自适应控制时，控制方式具体设计为速度和电流双闭环控制，其中，外环为速度闭环控制，内环为电流闭环控制，通过电流传感器、CLARK变换器和PARK变换器得到直线电机实际运行状态下的直轴电流驱动值Id和交轴电流驱动值Iq，通过光栅尺采集电机位移信号s并将其转换为直线电机实际运动速度V*和直线电机相位角φ，将直线电机相位角φ输入到PARK 变换器，设定直线电机运动参考速度为Vref，计算得到Vref与V*差值△V，并将该差值信号输入至微分器得到d(△V)/dt，将微分器输出的d(△V)/dt乘以常数c后得到c×d(△V)/dt，将△V与c×d(△V)/dt的差值输入到自适应控制器，通过自适应律式计算得到基函数矢量估计值ψ及其对应的权矢量估计值w，将△V与c×d(△V)/dt的差值、基函数矢量估计值ψ及其对应的权矢量估计值w输入到控制律式，通过控制律式计算得到直线电机交轴电压驱动调制值Uqref，设定直线电机直轴电流参考值为Idref，将Idref与Id差值信号输入至比例节分调节器得到直线电机直轴电压驱动调制值Udref，Uqref和Udref经PARK 逆变换后输入至SVPWM控制器，SVPWM控制器根据Uqref和Udref相应的输出电压逆变器开关的驱动控制信号，通过实时调节直线电机输入的电压来实现调节直线电机运动状态。

2.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于：直线电机为交流直线电机或直流直线电机、当直线电机为直流直线电机时，蓄电池通过DC/DC变换器提供给直流直线电机工作所需的额定直流电压，当直线电机为交流直线电机时，蓄电池通过DC/AC变换器提供交流直线电机工作所需的交流电压。

3.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于：无线充电装置包括电源控制模块、无线电力发送端和无线电力接受端，其中无线电力发送端包括无线电力发送线圈，无线电力接收端包括无线电力接收线圈和整流电路，整流电路将无线电力接收线圈接受到的交流电整流成蓄电池充电所需的直流电。

4.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于：电源控制模块内部设定蓄电池剩余电量阈值并采集蓄电池的剩余电量，当电池的剩余电量大于所述蓄电池剩余电量阈值时，停止充电，当电池的剩余电量小于所述蓄电池剩余电量阈值时，电源控制模块控制无线电力发送端向无线电力接受端传输电力为蓄电池充电。

5.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于：无线充电装置由市电供电，当市电正常时，由无线充电装置的无线电力接收端提供交流电为交流直线电机提供交流驱动电力或无线电力接收端提供交流电经整流器转换为直流电为直流直线电机提供直流驱动电力。

6.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于：主控制器连接存储器，存储器内设置数据库，用于记录并更新锁定或开锁的操作信息，当用户执行锁定指令时，主控制器结合数据库中的锁定或开锁的操作信息历史信息，执行相应的解锁或开锁的操作。

7.根据权利要求6所述的智能门锁，其特征在于：用于锁定或解锁的直线电机为多个，主控制器内部设置时间阈值，当用户执行锁定指令时，主控制器结合数据库中的锁定或开锁的操作信息历史信息，判断出用户下次解锁的时间，当用户离开的时间小于所述时间阈值时，仅部分直线电机被驱动用于执行锁定任务，当用户离开的时间大于所述时间阈值时，全部直线电机被驱动用于执行锁定任务。