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4-91 微小型安全密码锁
高 杨
安全密码锁(safety lock)是一类用于确保要害系统安全性的装置。与普通密码锁相比，安全密码锁的功能特点是：逐位鉴别/解锁、单次试开。 中物院电子工程研究所与上海交通大学联合研制的一种微小型安全密码锁(milli-lock for safety applications)原理样机由锁体、控制回路和能量耦合通路3部分组成。锁体外型尺寸小于15 mm´20 mm´25 mm，其中含2台定子f6.5的微小型电磁电机，1套实现密码装定与鉴别的CMG(抗干涉齿轮集)机构，1套模数0.25、减速比2:1的渐开线圆柱齿轮减速机构，1套防反转棘轮-棘爪机构和1个简单的镀金微反射镜。 该装置的基本功能为：不工作时“0位(初始位置)”锁定；可演示24 bit密码逐位鉴别与12 bit解除保险驱动；24 bit输入解锁意图码中任何一位与装定密码不符，将导致装置锁死；误码干涉锁定后可手动解锁并复位到初始状态；可演示光能量耦合解除保险的概念。 该装置采用微小型电磁电机驱动CMG机构的两个密码轮集，在输入意图码的控制下，彼此独立而有序地单向步进。微小型电磁电机为双定子—单转子夹层结构，定子的4层平面线圈采用掩模电铸等微细加工工艺经多道复杂工序制成；平面线圈的绝缘介质为涂覆的AZ-4903抗蚀胶或溅射的Al2O3。该装置基于UV-LIGA工艺制作密码轮、棘轮、棘爪、传动齿轮等零件，采用精密机械加工工艺制作微小型电磁电机转子、支架等零件。微小型电磁电机及微小型安全密码锁均为精密装配而成。为了实现微小型电磁电机的大步距角步进，采用了斩波恒流细分驱动的方法。即：控制微电机励磁绕组中的电流，使微电机内部的合成磁场为均匀的旋转磁场，从而实现细分驱动。 图1是微小型安全密码锁样机实物照片，图2是微小型安全密码锁样机的测试/演示系统实物照片。该装置的制造、装配与调试工作已经完成，功能演示满足上述要求。研究小组开展了样机装置的重复性、高低温、振动等初步环境摸底试验，采用简易方法测试了微小型电磁电机的输出转矩。
图 1 微小型安全密码锁样机实物照片 图 2 微小型安全密码锁的测试/演示系统实物照片 |
