关于机械锁实现一把锁头配多把不同钥匙的实证研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇关于机械锁实现一把锁头配多把不同钥匙的实证研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要： 在大学生自行车盗窃案频发的背景下，受到现代电子锁公共使用的影响，发明一种无需电能供应，即可实现一把锁头配多把不同钥匙的锁具，成为本次课题的核心。本文介绍一种可以一把锁头配不同钥匙的机械锁设计情况，用户用自己钥匙对锁具上锁，只有上锁的钥匙可以打开锁具，此时其他钥匙不能使用锁具。当其打开锁具后，其他钥匙照样可以对锁具上锁，开锁。通过高校采购相关高强度锁具配置在学生自行车停放位置，学生只需花几块钱购买钥匙则可较好地减少学生自行车被盗现象，具有较高实际应用价值。

Abstract： Under the background of frequent occurrence of bicycle theft in colleges， and with the influence of modern electronic lock， it is the core of the subject to invent a kind of mechanical lock to achieve a lock with different keys without electricity supply. This paper introduces the design situation of a mechanical lock with different keys. Users use their key lock the lock， and only locked keys can open the lock， and other key cannot be used at this time. When the lock is opened， other key could lock the lock and open the lock. Through buying the bicycle lock with high strength and setting it in position of bicycle， the students only need to spend a few money to buy key， their bicycle can be safe. So this kind of lock has high actual application value.

关键词： 自行车；机械锁；盗窃；大学

Key words： bicycles；mechanical locks；theft；university

中图分类号：U463.85+4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0271-02

1 研制背景及意义

1.1 研制背景 有研究表示，我们是自行车王国，近些年来全国每年被盗自行车近400万辆，经济损失超20亿元[1]。据调查，90%以上大学生都曾拥有过一辆以上的自行车[2]。随着大学生群体的不断上升，自行车盗窃数量必定急速上升。自行车被盗事件，既造成学生经济损失，也影响了学生对学校管理的否定。当前，在庞大的大学生群体中，自行车被盗事件成为困扰大学生一大重要问题。究其原因，由于现在市面上自行车锁具价格不菲，大学生购买的锁具都比较普通，盗窃者可以轻易间断自行车锁具，盗走自行车。大学生所购买自行车锁具质量差是校园自行车被盗的一大重要原因。如果能为学生提供高强度自行车锁具，可在一定程度上减少大学生自行车被盗率。

1.2 研制意义 本文介绍一种可以一把锁头配不同钥匙的机械锁设计情况，其设计灵感来自电子锁在商场的公共储物柜锁。如果能设计一款机械式公共锁具，用户只需购买一把钥匙即刻对公共锁头上锁。这样由公共部门购买、配置的锁具必定牢固、安全，而用户花费少量费用即可达到保护自身物品安全的目的。如将其运用于自行车场所成为公共锁，既可减少大学生自行车被盗现象，又达到节约能源问题。

2 设计方案

2.1 设计说明 由于锁具只要锁芯可以转动，就可带动锁舌转动，锁闭和开启锁具。而其样式可设计为不同样式，故本文仅介绍锁芯制作。模具凡是遇到需要嵌合部分，包围部分均稍大，便于内部部件转动、移动等。

2.2 材料及相关名词 本次设计主要材料为高强度钢材，防锈铜件，特制弹簧。本次设计名词包括：特制钥匙，内锁芯，外锁芯，普通弹子，特制铜芯。后文会依次介绍各部位设计参数。

2.3 设计参数 普通弹子：一种直径3mm，长2mm，两端平头，于内锁芯前4孔每孔放置2颗，最后一孔放置1颗。一种直径3mm，长5mm，一端平头，一端圆头，放置于外锁芯最后一孔，两边各一。

特制铜芯：高4mm，靠钥匙面为弧形斜面，便于钥匙滑动。为一梯形状立体铜芯。

特制弹簧：一种为较好弹力、3mm直径弹簧，可用于最初顶住普通弹子，并可在钥匙对锁具上锁是被压缩，使弹子停留在外锁芯。而当锁具被打开，弹子可再次被顶回内锁芯。一种为不可压缩弹簧，长度为1cm，只能弹起变为最长超过1.4cm，不能被压缩低于1cm。

特制钥匙：本次设计的钥匙形状似古代锁具的的钥匙，每把钥匙齿为各自分离，采用高强度钢材。钥匙长3.2cm。包括1cm把柄，2.2cm插入锁芯部分。钥匙中心柱为3mm直径圆柱形，齿前4个各长4mm，宽2mm，高2mm。最后一个长5mm，近柱部分宽2mm，高2mm，远柱部分宽1mm，高2mm。全身做抛光处理，转动面做斜面打磨，保持长度不变。

内锁芯：总长2.3cm，直径1.9cm，锁孔与钥匙大小基本一致。内锁芯正面观：锁孔高8mm，包括3mm直径的圆形中心孔，4mm高、2mm宽长方形供钥匙齿进去孔，1mm正方形防止无钥匙转动内锁芯孔，三孔相连刚好能让一把钥匙平滑进入。侧面观：由前至后，首先是2mm长、2mm深圆环缺口，用于防内锁芯脱出外锁芯。往后1mm，做一个2mm宽切口，从正面看，切口形状是内锁芯1/4面积扇形，一边垂直于钥匙孔，一边平行于钥匙孔，切口在钥匙转动侧。再在垂直于钥匙孔扇形边往内钻6mm深、直径3mm的孔径。用于放置普通弹子、特制铜芯。往后每隔1mm，按相同方案继续做4个切口，共5个切口。前4个为设计不同钥匙的切口，最后一个为防止无钥匙转动内锁芯的切口。至此共2.2cm。内锁芯前端做一个与切口一致的扇形切口，用于钥匙把柄辅助用力转动内锁芯。

外锁芯：总长2.3cm，宽3.9cm，高3cm。从外锁芯后面中心，用直径1.9cm钻头钻2.1cm深孔，再改为1.8cm直径钻头钻穿外锁芯。在外锁芯长、高面，以高中点向后划一直线，在距前面3mm处，钻一个直径3mm孔，钻穿整个外锁芯。继续往后每隔1mm再做4个相同圆孔。外锁芯共10个小孔，每边5孔，全部各自垂直对齐。外锁芯用于放置特制弹簧。小孔一边前4孔放较好弹力弹簧，一边前4孔放不可压缩弹簧。两边小孔最后一孔放置好弹力弹簧和一颗5mm弹子，圆头在靠内锁芯端。

3 物件组装

将各物件放置到相应位置，内锁芯从外锁芯后面插入，内锁芯孔槽面对着外锁芯弹力好孔槽面。封闭外锁芯两侧，在内锁芯后可加装锁舌，然后封闭。

4 使用方法

任何一把钥匙使用方法同下。

①上锁。将钥匙插入钥匙孔，顺时针旋转270度，感觉到有阻滞感，再将钥匙逆时针旋转90度，拔出钥匙，既完成上锁。②开锁。将钥匙插入钥匙孔，顺时针旋转270度，感觉到有阻滞感，再时将钥匙逆时针旋转90度，拔出钥匙，既完成开锁。

5 功能实现

①本设计为钥匙先对锁具进行上锁，让内锁芯的弹子在每个齿上的数量改变，再转动至外锁芯不可压缩弹簧面。这样整个锁芯就记住了此把钥匙的各个弹子数，只有全部弹子数吻合，才可以转动钥匙，打开锁具。②因为弹簧不可压缩，弹子不能进入外锁芯内，如果钥匙不吻合，就有以下情况出现。钥匙不能转动或微动型：所以如不同钥匙某些齿过长，则钥匙不能转动或可转动少于某孔总弹子数减钥匙长度的距离。钥匙可转动90度：当钥匙某些齿长度小于当前上锁钥匙，则钥匙可以转动90度，但不可将弹起的特制弹簧压缩，所以一样无法开启锁具。

参考文献：

[1]布鹏.盗窃自行车违法犯罪活动的特点、原因及对策[J].河北公安警察职业学院学报，2008，（3）：26.

[2]赵桁.浅谈高校自行车安全管理问题[J].世纪桥，2009，（9）：144.

[3]余达红.当前自行车盗窃活动的现状与治理[J].江西公安专科学校学报，2008，（02）.