浅议新一代门禁电控锁——机电一体锁

　　随着门禁系统在各类建筑中的广泛应用，电控锁作为门禁系统的重要组成部分，越来越受到市场的关注。本文通过介绍电控锁的分类，聚焦新一代门禁电控锁——机电一体锁，与业内人士共享一道电锁佳肴。

　　随着门禁系统在各类建筑中的广泛应用，电控锁作为门禁系统的重要组成部分，越来越受到市场的关注。作为执行终端，系统对电控锁的功能的完善性和性能的可靠性要求日益提高；而作为最前端的人机界面，最终用户则对电控锁的外观和使用的舒适性更加重视。同时，随着GB12955-2008《防火门》新版国家标准于2009年1月1日起正式实施，应用于防火门的电控锁如何也能满足该强制性标准中对门锁的防火要求，以及符合现行的消防逃生规范，将成为门禁行业必须面对的又一新课题。

　　目前主要的电控锁类型

　　传统电控锁包括电磁锁、电插锁、电控锁扣板和外装电控锁等几种常见类型。它们的外观形态、工作原理各不相同，功能和应用场所也有所区别。

　　电磁锁

　　电磁锁，也称为磁力锁，分为电磁直吸锁和电磁剪力锁两种，如图1和图2所示。无论何种锁型结构一般都是由电磁主锁体和衔铁两部分组成。其工作原理都是电磁主锁体通电产生电磁吸力吸合衔铁，形成上锁状态。区别在于直吸锁的上锁方向是前后吸合，一般主锁体安装在门框上，衔铁安装在门扇上，随着门扇的关闭二者自然贴合而上锁，垂直于门扇开启方向的磁吸力即为锁定力。剪力锁的上锁方向则是上下吸合，当门扇关闭时安装在上方的主锁体通电产生电磁吸力，使安装在下方的衔铁向上运动与主锁体吸合而上锁，二者之间的抗剪切力即为锁定力，因此得名剪力锁。可见，电磁锁的锁定力都是由通电后生成的磁吸力而产生的，故电磁锁只能是断电开一种形式。直吸锁只能用于单向开启的门，剪力锁则既可以用于单向开启的门，也可以用于双向开启的门，但门和门框之间的门缝间隙不能过大，最大为6.4mm 。直吸锁和剪力锁都可以安装在木门、金属门或有框玻璃门上，通过使用专用支架也都可以安装在无框玻璃门上。除外露明装方式，剪力锁也可以采用暗埋安装方式。电磁锁输入电压12~24VDC ，工作电流小于1A，可通过门状态监控和磁吸力监控开关向门禁系统提供所需的反馈信号。
 

　　电插锁

　　电插锁，俗称阳极锁。顾名思义，其锁定方式为固定插销式。如图3 所示，电插锁由锁体和锁扣板两部分组成。其工作原理是由锁体中的螺线管通电产生的电磁力驱动螺线管活动杆横向运动，通过锁体中的弹簧和机械装置带动插销上下运动，实现上锁和开锁动作。因此，电插锁既可以是断电开型，也可以是断电锁型。既可以用于单向开启的门，也可以用于双向开启的门。由于插销的行程一般不小于1 6 m m ，门缝间隙稍大也能有效锁定。电插锁可以安装在木门、金属门或有框玻璃门上，通过使用专用支架也都可以安装在无框玻璃门上。电插锁通常采用暗藏安装方式，锁体暗埋在上门框内，锁扣板安装在对应的门扇顶部。电插锁输入电压1 2 ~ 2 4 V D C，工作电流小于1 A，也可通过门状态监控和插销状态监控开关向门禁系统提供所需的反馈信号。自动重新上锁开关一般有机械顶珠型和电磁型两种。
 

　　电控锁扣板

　　电控锁扣板，简称电锁扣，俗称阴极锁。如图4和图5所示，电锁扣仅为安装在门框上的锁扣板部件，自身不能独立完成锁定功能，也可以讲它本身不是一把完整意义上的电控锁。它必须和安装在门扇上的机械锁体配合共同完成锁定功能。其工作原理是由电锁扣中的螺线管通电产生的电磁力驱动其活动杆运动，带动机械限位装置，阻止或释放电锁扣活动板的开启，形成上锁和开锁状态。因此，电锁扣也是既有断电开型，也有断电锁型，电锁扣活动板上锁状态时的抗拉力，即视为电锁扣的锁定力，其一般仅用于单向开启的门。为配合不同安装位置的机械锁，电锁扣又有明装型和暗装型两种；为配合不同尺寸的机械锁舌，电锁扣的开口尺寸和深度尺寸也有不同型号。电锁扣可以安装在木门框、中空金属门框或PVC 门框上。安装在双扇门的从动扇上时，须考虑过线问题。电锁扣输入电压12~24VDC，工作电流小于1A，可通过内置的锁舌状态监控开关向门禁系统提供所需的反馈信号。
 

　　外装电控锁（如图6），通常使用在住宅楼宇和小区单元门上，在公共和商业建筑的门禁系统中很少使用。本文不再赘述。

　　新一代门禁电控锁

　　相对于上述传统电控锁，将在业界关注度日益提高的机电一体锁定义为新一代门禁电控锁。本文论述的机电一体锁，其正式名称为“美标插芯式电控把手锁”。如图7 所示，从安装后的外观上看，机电一体锁与普通机械锁并无二致。而通过内置于机械锁体里的电控元器件与机械部件的密切配合所实现的各种电控功能，又明确传达了其电控锁的内涵。机械锁的外观，电控锁的本质，机电一体锁故而得名。从结构上看，它包含安装在门扇上的电控锁体、内外把手、机械锁芯和门框上的机械锁扣板等几大部件。其工作原理是由电控锁体中的螺线管通电产生的电磁力驱动其活动杆运动，带动机械限位装置，阻止或释放门外把手的转动，形成上锁和开锁状态。上锁状态时，门外把手固定不能转动，不能缩回锁舌；或能空转但不能带动锁舌缩回（离合器功能把手）。开锁状态时，门外把手可以转动，并缩回锁舌开门。无论在上锁状态，还是在开锁状态，门内把手永远常开，即门内侧始终可以转动把手缩回锁舌开门（双向门禁型除外）。机械钥匙通过机械锁芯随时可以直接缩回锁舌开门，实现应急开启功能。为防止非法技术开启和钥匙复制，机电一体锁一般采用获国际专利认证的含多排弹子结构的高保安机械锁芯。锁舌的侧向抗拉力和防拨插状态下的轴向抗压力，同时被视为机电一体锁的锁定力。
 

　　显然，机电一体锁也是既有断电开型，也有断电锁型。工作电压12~24V，高端产品可交流直流通用；峰值电流小于1.5A，持续电流小于0.3A。机电一体锁通过内置在锁体内的独立的锁舌状态监控开关和门内把手监控开关向门禁系统提供所需的反馈信号。某些产品还可以提供机械锁芯状态监控信号。机电一体锁用于单向开启的门，可以安装在木门、金属门或有框玻璃门上，单门或双门均可以使用，但都要考虑过线问题。一般采用暗埋式过线器或过线电铰链作为安全、美观的过线设备。

　　除常规机电一体锁外，复合了消防逃生装置和门禁电控锁两大功能的机电一体逃生装置，同样深受业界的青睐。其正式名称为“美标电控把手逃生装置”，也称为机电一体逃生推杠锁（如图8）。除了与机电一体锁基本相似的功能外，其最显著的特点就是门内侧几乎与门等宽的长长的推杠，这是作为逃生装置的必要条件。目的就是为了当使用者的手或身体的其他部位一旦压上推杠的任何位置，即可立即开锁出门。其实它的功能和锁把手是相同的，只是更方便使用而已。如果把推杠想像成放大加长的锁把手，应该就容易理解了。机电一体逃生装置的门外侧也是断电开型或断电锁型的电控把手，同样通过内置的锁舌状态监控开关和门内推杠状态监控开关向门禁系统提供所需的反馈信号。机电一体逃生装置也有双向门禁型，即门内侧推杠的开启也受门禁控制，但只能是短时间内的，常规为5~15秒钟，故其正式名称为“美标电控延时逃生装置”。机电一体逃生装置应用集中在消防逃生门上，包括楼梯间门和大型公共场所的紧急疏散门，如安装在会场、展馆、影剧院、歌舞厅、网吧、食堂餐厅、厂房车间等处。