Устройство для хранения и выдачи предметов

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для хранения и выдачи предметов типа ключей, пропусков, печатей и т.п., предназначенных для индивидуального пользования в служебных помещениях. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы при минимуме элементов и кинематических связей при различных режимах работы. Устройство не имеет принципиальных ограничений по количеству ячеек (и соответственно контейнеров) и типу управляющего блока. В качестве управляющего блока может использоваться любое устройство, формирующее команды управления. Технический результат достигается тем, что устройство для хранения и выдачи предметов содержит блок управления, корпус с ячейками, в которых установлены контейнеры для хранения предметов, датчики положения, электромагниты, якорями которых являются удерживающие планки. В каждом контейнере на задней внутренней торцевой поверхности выполнен выступ длиной z, а удерживающая планка контейнера выполнена с возможностью размещения ее cвободного конца под указанным выступом и выхода из-под выступа при нажатии на контейнер, выталкиваемый одним концом, под которым размещен свободный конец удерживающей планки контейнера, выталкиваемого одним концом подпружиненного штока, установленного в каждой ячейке с образованием зазора d больше длины выступа z между задней стенкой контейнера и внутренней торцевой стенкой ячейки, при этом другой конец штока через пружину соединен с датчиком положения, включенным в цепь управления катушки электромагнита. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для хранения и выдачи предметов типа ключей, пропусков, печатей и т. п., предназначенных для индивидуального пользования в служебных помещениях.

Известно устройство для хранения предметов (патент SU N 1827035, кл G 11 B 23/03 от 16.03.92, опубликовано в БИ N 25 07.07.93 г.), содержащее корпус, в котором установлен контейнер для предметов, имеющий направляющую канавку в виде клина и клиновидный паз, фиксатор с выступом, закрепленный в корпусе и под действием пружины, фиксирующий контейнер в корпусе, выполненным с пазом, в котором установлен ползун с клиновидной торцевой поверхностью с углом раствора, равным или превышающим угол раствора клина направляющей канавки контейнера. Ползун своей торцевой поверхностью взаимодействует с контейнером.

Недостатками устройства являются его сложность (клиновидные пазы и поверхности) и избыточность кинематических связей и элементов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству относится устройство для хранения и выдачи предметов (патент RU N 2058591, кл. G 07 C 9/00, G 07 F 11/48, опубликовано в БИ N 11 20.04.96 г.), которое взято в качестве прототипа. Устройство содержит корпус с ячейками для хранения контейнеров с предметами. Контейнеры установлены в ячейках с возможностью откидывания их под действием собственного веса. Каждый контейнер блокирован в вертикальном положении удерживающей планкой, которая контактирует с сердечником электромагнита, имеет с удерживающего конца крючок, другим концом свободно посажена на неподвижную часть магнитопровода и размещена в пазу установленной в корпусе гребенки, имеющей возможность поворота до упора ряда удерживающих планок для поднятия их вверх в случае аварийной ситуации.

Недостатками устройства являются: наличие паразитных сил трения в точке кинематического контакта крючка удерживающей планки с контейнером в момент срабатывания, что требует применения гарантировано больших рабочих токов электромагнита и постепенно приводит к износу контактирующих элементов; возможность изъятия контейнеров путем переворачивания устройства вверх дном или методом направленных ударных воздействий; возможность прямого физического воздействия и повреждения удерживающей планки контейнером при несанкционированном его вложении.

Решаемая техническая задача состоит в повышении надежности работы при минимуме элементов и кинематических связей при различных режимах работы (хранение, санкционированное изъятие и санкционированное вложение контейнеров), и удобстве работы с устройством.

Поставленная задача решается следующим образом.

Устройство для хранения и выдачи предметов, содержит блок управления, корпус с ячейками, в которых установлены контейнеры для хранения предметов, датчики положения, электромагниты, якорями которых являются удерживающие планки, при этом один конец каждой удерживающей планки закреплен на магнитопроводе, а другой свободный конец кинематически соединен с контейнером.

Новым является то, что в каждом контейнере на задней внутренней торцевой поверхности выполнен выступ длиной z, а удерживающая планка контейнера выполнена с возможностью размещения ее свободного конца под указанным выступом и выхода из-под выступа при нажатии на контейнер, выталкиваемый одним концом подпружиненного штока, установленного в каждой ячейке с образованием зазора d больше длины выступа z между задней стенкой контейнера и внутренней торцевой стенкой ячейки, при этом другой конец штока через пружину соединен с датчиком положения, включенным в цепь управления катушки электромагнита.

В устройство введены светодиоды, предназначенные для отображения состояния каждой указанной ячейки, один из которых соединен с выходом блока управления, второй светодиод включен в цепь питания катушки электромагнита.

Выступ на задней внутренней торцевой поверхности необходим для того, чтобы не дать удерживающей планке подняться вверх в момент подачи управляющего напряжения на электромагнит. Контейнер будет оставаться в ячейке вплоть до момента его изъятия. Если контейнер останется невостребованным в течение 5 с, управляющее напряжение автоматически сбросится, и устройство перейдет в режим хранения. Этот выступ также необходим для исключения несанкционированного изъятия контейнера путем направленных ударных воздействий.

Удерживающая планка ориентированна наклонно под острым углом по ходу вложения контейнера для того, чтобы избежать прямого физического воздействия на нее в процессе санкционированного или несанкционированного вложения и в аварийных ситуациях при отсутствии питания. При взаимодействии с контейнером удерживающая планка свободно откидывается вверх.

Подпружиненный шток необходим для обеспечения зазора d между задней стенкой контейнера и внутренней стенкой ячейки, гарантируя при этом нахождение удерживающей планки под выступом в режиме хранения и для выталкивания контейнера из ячейки в режиме санкционированного изъятия или при несанкционированном вложении.

Датчик положения содержит переключающий контакт и необходим для определения места нахождения контейнера. Переключающий контакт замкнут, когда контейнер находится в ячейке и разомкнут - когда он отсутствует, при этом переключающий контакт включен в цепь катушки электромагнита, что позволяет ему выполнять еще и функции зажигания светодиода и управления электромагнитом на аппаратном уровне (при несанкционированном вложении контейнера). Вложение контейнера по ошибке не в свою ячейку или без ввода идентификационного кода будет приводить к предварительному включению электромагнита, поднятию удерживающей планки и зажиганию светодиода, сообщающему о неправильных действиях. При выталкивании контейнера переключающий контакт разомкнется, светодиод погаснет, а удерживающая планка опустится только после прохождения контейнером зоны захвата (исходное положение - контейнер не вложен).

На передней панели корпуса ячейки введены два светодиода. Один - сигнализирует о том, что поданы идентификационный код и управляющее напряжение. Он горит как при вложенном контейнере, так и при его отсутствии. Пустая ячейка с потушенным светодиодом говорит о несанкционированном изъятии соответствующего контейнера. Другой светодиод горит всегда, когда контейнер находится в ячейке, при этом не важно введен идентификационный код и контейнер не затребован, или же идет процедура несанкционированного вложения.

На фиг. 1, схематично изображен фрагмент устройства одной ячейки для хранения и выдачи предметов в режиме хранения, а на фиг. 2, 3 - в режимах работы.

Устройство содержит блок управления 1, корпус с ячейкой 2, в которой установлен контейнер 3 с выступом 4, удерживающую планку 5 с электромагнитом 6, шток 7 с выталкивающей пружиной 8, датчик положения с переключающим контактом 9, светодиоды 10 и 11.

Устройство работает в 3 режимах: хранение контейнера; санкционированное изъятие контейнера (режим выдачи); санкционированное вложение контейнера.

В режиме хранения контейнер 3 размещен в ячейке блока 2. Светодиоды 10 и 11 не горят. Сигналы от управляющего блока 1 отсутствуют. Контейнер 3 удерживается в ячейке с помощью удерживающей планки 5, утопленной в пазе контейнера 3 под выступом 4. Ход контейнера d больше длины z выступа 4. При нажатии на контейнер до его упора в стенку ячейки удерживающая планка не выходит из паза контейнера, и при прекращении нажатия пружина 8 через шток 7 выталкивает контейнер на расстояние d, удерживающая планка остается при этом под выступом 4.

В режиме санкционированного изъятия контейнер 3 размещен в ячейке блока 2. От управляющего блока 1 подано напряжение питания на электромагнит 6. Горят светодиоды 10 и 11, свидетельствуя о наличии разрешения на изъятие контейнера из ячейки. При нажатии на контейнер (фиг.2) в момент, когда удерживающая планка 5 выходит из-под выступа 4 (d > z), удерживающая планка выходит из паза контейнера и притягивается к сердечнику электромагнита 6, пружина 8 через шток 7 выталкивает контейнер из ячейки на расстояние L (фиг. 3). Происходит размыкание контактов переключателя 9, гаснет светодиод 10, указывая на факт изъятия контейнера, светодиод 11 продолжает гореть, индицируя разрешенное изъятие контейнера из ячейки.

Размыкание контактов переключателя происходит при положении контейнера на расстоянии > d, но < L, когда удерживающая планка находится уже над выступом 4. Расстояние > d < L является зоной гарантированного срабатывания электромагнита 6.

В режиме санкционированного вложения контейнер находится вне ячейки. От управляющего блока 1 подано напряжение питания на электромагнит 6, горит светодиод 11, как признак того, что контейнер был извлечен санкционированно. Разрешение на вложение контейнера в данную ячейку означает, что управляющий блок должен снять напряжение питания с электромагнита 6 при прохождении контейнера по замыканию контакта переключателя 9. В этом случае при прохождении контейнером зоны гарантированного срабатывания замыкается контакт переключателя 9 и управляющий блок 1 снимает напряжение питания с электромагнита 6, гаснет светодиод 11, загорается и гаснет светодиод 10. При последующем движении контейнера внутрь ячейки удерживающая планка 5 попадает в паз контейнера 3, при прекращении нажатия на контейнер последний выталкивается пружиной 8 через шток 7, но удерживающая планка 5 попадает под выступ 4 и удерживает контейнер в ячейке.

При попытке несанкционированного вложения контейнера происходит следующее. От управляющего блока 1 подано напряжение питания на электромагнит 6. Горит светодиод 11, свидетельствуя о том, что контейнер был изьят санкционированно. Светодиод 10 погашен. При вложении контейнера в ячейку и нажатии на него до упора, в момент прохождения зоны гарантированного срабатывания, происходит замыкание контакта переключателя 9, срабатывает электромагнит 6, удерживающая планка 5 притягивается сердечником электромагнита и не входит в паз контейнера, загорается светодиод 10, свидетельствующий о попытке вложения контейнера в ячейку. При прекращении нажатия контейнер выталкивается из ячейки пружиной 8 через шток 7. При этом размыкание контакта переключателя происходит опять при прохождении зоны гарантированного срабатывания, когда удерживающая планка 5 уже находится над выступом 4. Контейнер проходит под удерживающей планкой, светодиод 10 гаснет.

Конструкцией предусмотрено селективное изъятие контейнеров в аварийных ситуациях при отсутствии питания механическим путем, так как в корпусах ячеек сделаны отверстия, через которые выходят другие концы удерживающих планок. Возврат контейнеров в ячейки осуществляется простым вложением их до упора. На представленных фигурах не отражено.

В сравнении с известными конструкциями предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами.

Простота конструкции.

Невозможность приложения сколько-нибудь значительного усилия для несанкционированного извлечения контейнера, так как корпус и передняя панель ячейки (во вложенном состоянии) образуют единую плоскость и отсутствуют поверхности для бокового захвата контейнера. Невозможность несанкционированного извлечения контейнера путем направленных ударных воздействий.

В момент срабатывания электромагнита полностью отсутствуют паразитные силы трения (при выжатом контейнере удерживающая планка полностью высвобождается и ни одной точкой не касается корпуса контейнера при срабатывании), что исключает необходимость применения мощных питающих схем или промежуточных реле и обеспечивает надежное срабатывание электромагнита при малых усилиях воздействия на удерживающую планку (ток потребления 20-40 ма, U_пит. = 12-24 В).

Отсутствие паразитных сил трения позволяет выбрать такую длину удерживающей планки, что при рабочем зазоре между сердечником электромагнита и удерживающей планкой в 0,5 мм обеспечивает надежное закрытие контейнера. Зазор в 0.5 мм, в свою очередь, способствует также уменьшению потребления электромагнита.

Включение в цепь катушки электромагнита переключающего контакта датчика положения, позволяет ему выполнять три функции одновременно.

Элементы устройства защищены от прямого физического воздействия на них.

Высокая надежность функционирования.

Устройство не имеет принципиальных ограничений по количеству ячеек (и соответственно контейнеров) и типу управляющего блока.

В качестве управляющего блока может использоваться любое устройство, формирующее команды управления.

В изготовленном макете на 16 ячеек в качестве управляющего блока использовалась микро-ЭВМ.

Формула изобретения

1. Устройство для хранения и выдачи предметов, содержащее блок управления, корпус с ячейками, в которых установлены контейнеры для хранения предметов, датчики положения, электромагниты, якорями которых являются удерживающие планки, при этом один конец каждой удерживающей планки закреплен на магнитопроводе, а другой свободный конец кинематически соединен с контейнером, отличающееся тем, что в каждом контейнере на задней внутренней торцевой поверхности выполнен выступ длиной Z, а удерживающая планка контейнера выполнена с возможностью размещения ее свободного конца под указанным выступом и выхода из-под выступа при нажатии на контейнер, выталкиваемый одним концом подпружиненного штока, установленного в каждой ячейке с образованием зазора d больше длины выступа Z между задней стенкой контейнера и внутренней торцевой стенкой ячейки, при этом другой конец указанного штока через пружину соединен с датчиком положения, включенным в цепь управления катушки электромагнита.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в устройство введены светодиоды, предназначенные для отображения состояния каждой указанной ячейки, один из которых соединен с выходом блока управления, второй светодиод включен в цепь питания катушки электромагнита.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3