1.一种智能钥匙柜,其特征在于,包括主框架(4)以及在主框架(4)中内置的取钥匙部件(1)、主体部件(2)、存钥匙部件(3)和外置于主框架(4)的控制部件,在主框架(4)的前面板(8)上设置有触摸屏(5)、数字键盘(6)和指纹识别仪(7);
所述的取钥匙部件(1)包括水平移动组件、垂直移动组件、前后移动组件和气动手爪(24),其中所述的垂直移动组件固定连接在所述的水平移动组件上,所述的前后移动组件固定连接在所述的垂直移动组件上,所述的气动手爪(24)固定连接在所述的前后移动组件上;
所述的主体部件(2)包括设置有多个层板的本体焊接架(30)和每层板上并列设置有多个锁体(31),所述的锁体(31)包括锁体拉杆(311)、锁体导向轴(312)、伸缩弹簧(313)、锁体外框(314)和锁体滑块(315),所述的锁体外框(314)包括上边框(3141)、左边框(3143)和下边框(3144),所述的左边框(3143)中设置有两个导向孔(3142),所述的锁体滑块(315)上固定安装有两根所述的锁体导向轴(312),所述的锁体滑块(315)可移动地安置在所述的锁体外框(314)的上边框(3141)和下边框(3144)之间,两根所述的锁体导向轴(312)贯穿左边框(3143)中的两个导向孔(3142),所述的伸缩弹簧(313)一端与左边框(3143)连接,另一端与所述的锁体滑块(315)相连接,锁体拉杆(311)和锁体导向轴(312)之间通过销连接;所述锁体(31)的下边框(3144)与所述本体焊接架(30)的层板固定连接;
所述的存钥匙部件(3)包括钥匙挂钩安装板(41)、钥匙挂钩连接杆(42)、支撑座(43)、钥匙挂钩(44)、弹簧挡圈(45)、销钉(46)和扭转弹簧(47),其中所述的钥匙挂钩安装板(41)与所述的主体部件(2)相对应,自上而下通过支撑座(43)设置有多个所述的钥匙挂钩连接杆(42),在所述钥匙挂钩连接杆(42)上利用销钉(46)和扭转弹簧(47)套装有多个钥匙挂钩(44),钥匙挂钩(44)两侧所述钥匙挂钩连接杆(42)上分别套装有弹簧挡圈(45)进行轴向定位;
所述控制部件包括工控机(91)、运动控制卡(92)、数字量输入输出卡(93),所述运动控制卡(92)、所述数字量输入输出卡(93)分别与所述工控机(91)信号连接,所述触摸屏(5)、所述数字键盘(6)、所述指纹识别仪(7)分别与所述工控机(91)的对应接口信号连接,所述水平移动组件、所述垂直移动组件分别与所述运动控制卡(92)的输出端口信号连接,所述前后移动组件、所述气动手爪(24)分别与所述数字量输入输出卡(93)的输出口信号连接。
2.如权利要求1所述的一种智能钥匙柜,其特征在于,所述的水平移动组件包括水平安装板(11)、水平电机(12)、水平带座轴承(13)、水平丝杠(14)、水平导轨(15)、水平连接板(16)、水平螺母(26)、水平直线轴承(27),所述的水平安装板(11)由型材焊接而成,所述的水平电机(12)通过电机支撑板安装在所述的水平安装板(11)的一端中间部位,所述水平电机(12)上的水平电机驱动器(121)与所述运动控制卡(92)的输出端口信号连接,所述的水平丝杠(14)通过两只所述的水平带座轴承(13)安装在所述的水平安装板(11)的中间部位,所述的水平螺母(26)可转动地安装在所述的水平丝杠(14)上,所述的水平螺母(26)与所述的水平丝杠(14)形成丝杠螺母副,所述的水平电机(12)的输出轴与所述的水平丝杠(14)同轴,所述的水平电机(12)的输出轴通过联轴器与所述的水平丝杠(14)相连,两根所述的水平导轨(15)通过支撑座平行安装在所述的水平丝杠(14)的两侧,每根所述的水平导轨(15)上安装有两只所述的水平直线轴承(27),所述的水平连接板(16)与四个所述的水平直线轴承(27)、一个所述的水平螺母(26)固定连接,当所述的水平电机(12)转动时,通过所述的水平螺母(26)与所述的水平丝杠(14)构成的丝杠螺母副带动所述的水平连接板(16)沿着所述的水平导轨(15)水平直线移动。
3.如权利要求1所述的一种智能钥匙柜,其特征在于,所述的垂直移动组件包括垂直安装板(17)、垂直导轨(18)、垂直丝杠(19)、垂直连接板(21)、垂直带座轴承(23)、垂直电机(25)、垂直螺母(28),所述的垂直安装板(17)由型材焊接而成,所述的垂直电机(25)通过电机支撑板安装在所述的垂直安装板(17)的一端中间部位,所述的垂直丝杠(18)通过两只所述的垂直带座轴承(23)安装在所述的垂直安装板(17)的中间部位,所述的垂直螺母(28)可转动地安装在所述的垂直丝杠(19)上,所述的垂直螺母(28)与所述的垂直丝杠(19)形成丝杠螺母副,所述的垂直电机(25)的输出轴与所述的垂直丝杠(19)同轴,所述的垂直电机(25)的输出轴通过联轴器与所述的垂直丝杠(19)相连,所述的垂直电机(25)上的垂直电机驱动器(251)与所述运动控制卡(92)的输出端口信号连接,两根所述的垂直导轨(18)通过支撑座平行安装在所述的垂直丝杠(19)的两侧,每根所述的垂直导轨(18)上安装有一只直线轴承,所述的垂直连接板(21)与直线轴承、所述的垂直螺母(26)固定连接,当所述的垂直电机(25)转动时,通过所述的垂直螺母(28)与所述的垂直丝杠(19)构成的丝杠螺母副带动所述的垂直连接板(21)沿着所述的垂直导轨(18)垂直直线移动,垂直移动组件的所述的垂直安装板(17)与水平移动组件的所述的水平连接板(16)相固连,使所述的水平连接板(16)的水平直线移动将带动垂直移动组件水平直线移动。
4.如权利要求1所述的一种智能钥匙柜,其特征在于,所述的前后移动组件包括双杆气缸安装板(20)和双杆气缸(22),所述的双杆气缸(22)通过螺钉固定安装在所述双杆气缸安装板(20)上,所述双杆气缸(22)上的电磁阀一(221)与所述数字量输入输出卡(93)的输出口信号连接,所述气动手爪(24)固定安装在所述的双杆气缸(22)的活塞杆上,所述气动手爪(24)上的电磁阀二(241)与所述数字量输入输出卡(93)的输出口信号连接,所述的双杆气缸(22)的活塞杆伸出或缩回将带动气动手爪(24)前后移动,前后移动组件所述的双杆气缸安装板(20)固定安装在垂直移动组件所述的垂直连接板(21)上,使垂直连接板(21)的垂直直线移动将带动前后移动组件垂直直线移动。
5.如权利要求1所述的一种智能钥匙柜,其特征在于,还包括接近开关(94),每个所述钥匙挂钩(44)一侧方对应设有一个所述接近开关(94),所述接近开关(94)与所述数字量输入输出卡(93)的输入口信号连接。
6.如权利要求1所述的一种智能钥匙柜,其特征在于,所述运动控制卡(92)、所述数字量输入输出卡(93)分别通过PCI总线与所述工控机(91)信号连接,所述指纹识别仪(7)与所述工控机(91)的USB口连接,所述数字键盘(6)与所述工控机(91)的PS/2接口连接,所述触摸屏(5)的USB接口和VGA接口分别对应与所述工控机(91)的USB接口和VGA接口连接。
7.如权利要求1所述的一种智能钥匙柜,其特征在于,所述工控机(91)内设有数据库,所述数据库包括用户权限表、钥匙存储位置表和钥匙使用情况表,所述用户权限表包括指纹字段、姓名字段、编号1钥匙使用权限字段、编号2钥匙使用权限字段、…、编号n钥匙使用权限字段,所述钥匙存储位置表包括钥匙编号字段、存储位置X向字段、存储位置Y向字段,所述钥匙使用情况表包括钥匙编号字段、借出时间字段、还回时间字段、借用人字段。
8.一种通过如权利要求1~7任一项所述的智能钥匙柜存取钥匙的方法,其特征在于,一、存钥匙包括以下步骤:
S1.用户触摸指纹识别仪(7)的指纹识别区,通过数字键盘(6)或触摸屏(5)输入“存”按钮,再通过数字键盘(6)或触摸屏(5)输入相应钥匙存取位的数字编号;
S2.指纹识别仪(7)采集用户指纹信息、数字键盘(6)或触摸屏(5)获取输入信息并分别将信息传递给工控机(91),工控机(91)根据用户拟存钥匙的数字编号以及指纹信息,判定用户权限,若无权限,则拒绝用户存钥匙的请求,若有权限,则进行下一步;
S3.工控机(91)将接收到的存钥匙的数字编号信息传递给运动控制卡(92),运动控制卡(92)将信号分别输出给水平移动组件和垂直移动组件,水平移动组件和垂直移动组件运动使取钥匙部件的气动手爪(24)移动到相应数字编号的钥匙存取位,水平移动组件和垂直移动组件停止运动;
S4.工控机(91)发送控制信号给数字量输入输出卡(93),数字量输入输出卡(93)发出信号给气动手爪(24),气动手爪(24)夹紧拉动锁体(31)的锁体拉杆(311),气动手爪(24)保持加紧状态;
S5.工控机(91)再次发送控制信号给数字量输入输出卡(93),数字量输入输出卡(93)发出信号给前后移动组件,前后移动组件的活塞杆缩回,使气动手爪(24)带动锁体(31)的锁体滑块(315)缩回;
S6.用户在相应数字编号的钥匙存取位处用力向下按下钥匙挂钩(44),使钥匙挂钩(44)绕钥匙挂钩连接杆(42)转动,用户将钥匙放置在钥匙挂钩(44)上;
S7.用户放开钥匙挂钩(44),钥匙挂钩(44)在扭转弹簧(47)的作用下,钥匙挂钩(44)绕钥匙挂钩连接杆(42)反向转动,向上抬起钥匙挂钩(44),直至钥匙挂钩(44)朝向柜内的端部位置低于相应锁体(31)的锁体滑块(315)的位置,扭转弹簧(47)复位;
S8.工控机(91)再次发送控制信号给数字量输入输出卡(93),数字量输入输出卡(93)先后发出信号给气动手爪(24)、前后移动组件,气动手爪(24)松开锁体(31)的锁体拉杆(311),前后移动组件的活塞杆复位;
S9.锁体(31)的锁体滑块(315)在伸缩弹簧(313)的作用下伸出,将钥匙挂钩(44)锁死,完成存钥匙;
二、取钥匙包括以下步骤:
SⅠ.用户触摸指纹识别仪(7)的指纹识别区,通过数字键盘(6)或触摸屏(5)输入“取”按钮,再通过数字键盘(6)或触摸屏(5)输入相应钥匙存取位的数字编号;
SⅡ.指纹识别仪(7)采集用户指纹信息、数字键盘(6)或触摸屏(5)获取输入信息并分别将信息传递给工控机(91),工控机(91)根据用户拟取钥匙的数字编号以及指纹信息,判定用户权限,若无权限,则拒绝用户取钥匙的请求,若有权限,则进行下一步;
SⅢ.工控机(91)将接收到的取钥匙的数字编号信息传递给运动控制卡(92),运动控制卡(92)将信号分别输出给水平移动组件和垂直移动组件,水平移动组件和垂直移动组件运动使取钥匙部件的气动手爪(24)移动到相应数字编号的钥匙存取位,水平移动组件和垂直移动组件停止运动;
SⅣ.工控机(91)发送控制信号给数字量输入输出卡(93),数字量输入输出卡(93)发出信号给气动手爪(24),气动手爪(24)夹紧拉动锁体(31)的锁体拉杆(311),气动手爪(24)保持加紧状态;
SⅤ.工控机(91)再次发送控制信号给数字量输入输出卡(93),数字量输入输出卡(93)发出信号给前后移动组件,前后移动组件的活塞杆缩回,使气动手爪(24)带动锁体(31)的锁体滑块(315)缩回;
SⅥ.用户在相应数字编号的钥匙存取位处用力向下按下钥匙挂钩(44),钥匙挂钩(44)绕钥匙挂钩连接杆(42)转动,即可取下钥匙,钥匙取下后,用户放开钥匙挂钩(44)使钥匙挂钩(44)复位;
SⅦ.工控机(91)再次发送控制信号给数字量输入输出卡(93),数字量输入输出卡(93)先后发出信号使气动手爪(24)、前后移动组件运动,锁体(31)复位。