金庫門的鎖具和三鎖兩開機(jī)構(gòu)

◎秦坤勇 吳麗娜

金庫門是金融安防領(lǐng)域重要的產(chǎn)品之一。銀行營業(yè)場所是銀行為客戶提供現(xiàn)金存取、有價(jià)證卷和貴金屬交易、支付結(jié)算等服務(wù)的物理區(qū)域。是社會(huì)貨幣流通的主要場所，位于城市的各個(gè)角落。金庫是銀行營業(yè)場所存放現(xiàn)金、債券、貴金屬等貴重物質(zhì)的區(qū)域。金庫門是安裝在金庫出入口的具有一定防破壞能力的專用門。金庫門防盜、防火、防破壞性能的高低直接影響銀行金庫的安全。在實(shí)際生產(chǎn)中，金庫門制造的非常堅(jiān)固穩(wěn)重。然而事情都有其雙面性，正因?yàn)榉辣I性能強(qiáng)，在閉鎖狀態(tài)，如果鎖具損壞或鑰匙丟失金庫門將會(huì)很難打開，即使采用技術(shù)手段開啟金庫門也會(huì)給門體結(jié)構(gòu)造成破壞，這樣會(huì)對(duì)金融網(wǎng)點(diǎn)的正常經(jīng)營產(chǎn)生較大影響。為了最大限度地避免這種情況發(fā)生，在制造過程中通常采用三把鎖兩兩聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，即使其中任意一把鎖具出現(xiàn)問題，通過聯(lián)動(dòng)裝置，只要開啟其它兩把鎖具，仍然可以把門打開，這樣既滿足了雙人管理的行業(yè)要求，又較大程度地降低了因?yàn)殒i具故障而影響門體開啟的機(jī)率，這種機(jī)構(gòu)我們簡稱為三鎖兩開機(jī)構(gòu)。在使用金庫門的銀行網(wǎng)點(diǎn)，通常一把鎖由上級(jí)主管掌控，另兩把鎖由不同的員工掌控，主管平時(shí)不參與開門，只有一個(gè)員工請(qǐng)假時(shí)代替。三鎖兩開機(jī)構(gòu)還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是如果一把鎖出現(xiàn)故障，開啟其余兩把鎖就能開門，打開門后可以方便地對(duì)有故障的鎖具進(jìn)行維修更換。筆者結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，對(duì)三鎖兩開機(jī)構(gòu)的鎖具和結(jié)構(gòu)形式做了研究分析、總結(jié)歸納。

一、鎖具相關(guān)知識(shí)

鎖是伴隨著人類私有制而誕生的，考古發(fā)現(xiàn)距今5000 年前的仰韶文化時(shí)期，我國先民就創(chuàng)造了木鎖。隨著生產(chǎn)力的不斷提高以及生產(chǎn)工具的發(fā)明和應(yīng)用，鎖具經(jīng)歷了從無到有，從簡單到復(fù)雜的演變。在漢代，金屬鎖開始出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)發(fā)明的銅質(zhì)簧片鎖的保密性和安全性得到了大幅提升，被認(rèn)為是我國鎖具發(fā)展史上一次飛躍。到了近代，工業(yè)革命在西方率先完成，借助于機(jī)械制造技術(shù)的快速發(fā)展，鎖具的品種越來越多，制造工藝也越來越先進(jìn)。十八世紀(jì)初，英國人發(fā)明了一種凸輪轉(zhuǎn)片鎖，這種鎖具的鑰匙編號(hào)可達(dá)到八十多種，后來人們又在此技術(shù)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)制成了滑片轉(zhuǎn)片鎖，鑰匙編號(hào)達(dá)到一千多種，鎖具保密性得到進(jìn)一步加強(qiáng)。1848 年，使用圓柱形銷栓的彈子鎖在美國被發(fā)明出來，這種結(jié)構(gòu)目前仍然在世界范圍內(nèi)廣泛使用。上個(gè)世紀(jì)70 年代，將微電子技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)鎖具領(lǐng)域出現(xiàn)了電子防盜鎖。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，電子防盜鎖技術(shù)越來越成熟。近幾年，電子防盜鎖在市場上所占的比重越來越多。

銀行營業(yè)場所的安防設(shè)備對(duì)鎖具的質(zhì)量和數(shù)量都有較高要求。金庫門安裝鎖具應(yīng)不少于兩把，其中至少應(yīng)有一把符合JR/T0002-2000《組合鎖》標(biāo)準(zhǔn)要求的組合鎖，級(jí)別應(yīng)為1 類或1R 類。配用的其它類型鎖具，其安全性能應(yīng)不低于《組合鎖》標(biāo)準(zhǔn)中2 類的要求。金庫門目前采用的鎖具有機(jī)械密碼鎖、銀行專用鎖、定時(shí)鎖、電子密碼鎖、指紋鎖等。由于目前指紋技術(shù)的限制，指紋鎖并不是十分穩(wěn)定，所以也較少采用；時(shí)間鎖價(jià)格比較貴，一些總行才會(huì)采用這種價(jià)格高昂的時(shí)間鎖，一般在金庫門上很少采用。根據(jù)產(chǎn)品安防的等級(jí)不同，這些鎖具有的是單獨(dú)使用，有的是組合使用。

（一）機(jī)械防盜鎖

國家公安部作為金融業(yè)的監(jiān)管部門，2015 年發(fā)布了《機(jī)械防盜鎖》（GA/T 73-2015）的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)機(jī)械防盜鎖定義是通過機(jī)械傳動(dòng)裝置操控鎖具的啟閉，具有防鉆、防鋸、防撬、防拉、防沖擊、防技術(shù)開啟功能要求的機(jī)械鎖。按結(jié)構(gòu)分為插芯式、外裝式、和密碼式。按安全級(jí)別分為A、B 和C 三級(jí)；A 級(jí)最低，依次遞增。其中密碼式機(jī)械防盜鎖（或簡稱為機(jī)械密碼鎖）在金庫門、槍械柜、保險(xiǎn)柜等重要場所的閉鎖機(jī)構(gòu)中使用最為廣泛。

本文介紹的三鎖兩開機(jī)構(gòu)使用的是盒式機(jī)械密碼鎖。盒式機(jī)械密碼鎖由鎖體和帶密碼刻度的轉(zhuǎn)盤組成，是一種沒有電子器件的大密鑰量、高可靠性的全機(jī)械密碼鎖。開啟時(shí)通過操作軸連接主動(dòng)盤，再由主動(dòng)盤依次傳遞帶動(dòng)其它密碼圓盤，輸入密碼時(shí)旋鈕要正轉(zhuǎn)若干圈再反轉(zhuǎn)若干圈。這種鎖具一般有三到四組密碼并可以通過改碼鑰匙修改密碼，帶有自鎖功能，撥盤松緊可微調(diào)。具有操作容易、不需要電源、體積小、更換程序簡單，保密性好，密碼量大等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槭侨珯C(jī)械結(jié)構(gòu)，能在相當(dāng)惡劣的外部環(huán)境中使用，適應(yīng)范圍廣，開鎖時(shí)間短，通常只需15 秒左右。密碼量大，有很高的保密性能，試探開鎖的概率極低，能防止兩小時(shí)內(nèi)技術(shù)性開啟。

盒式機(jī)械密碼鎖外觀圖

（二）電子防盜鎖

電子防盜鎖以電子方式識(shí)別、處理相關(guān)信息并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施啟閉且達(dá)到規(guī)定安全級(jí)別的鎖具。按是否具有與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行開鎖信息在線交互分為單機(jī)型電子防盜鎖和聯(lián)網(wǎng)型電子防盜鎖。對(duì)鎖舌伸出長度的要求：A 級(jí)應(yīng)不小于14 毫米，B 級(jí)應(yīng)不小于20 毫米。電子防盜鎖一般裝有應(yīng)急機(jī)械防盜鎖頭。2019 年3 月1 日經(jīng)公安部批準(zhǔn)發(fā)布，并于2019 年4 月1日起正式實(shí)施了強(qiáng)制性公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA 374-2019《電子防盜鎖》。這個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了電子防盜鎖的生產(chǎn)應(yīng)用狀況，修改完善了鎖具功能性安全、機(jī)械安全等基本安全要求和電磁兼容、環(huán)境適應(yīng)性基本性能要求，同時(shí)順應(yīng)電子防盜鎖/智能門鎖技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、聚焦產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求，增加了聯(lián)網(wǎng)型鎖具要求、數(shù)字/生物鑰匙有關(guān)要求等新內(nèi)容，是指導(dǎo)鎖具產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收的重要依據(jù)。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)和規(guī)范下，電子防盜鎖的技術(shù)會(huì)逐漸成熟，性能會(huì)更加穩(wěn)定，應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。

本文介紹的三鎖兩開機(jī)構(gòu)用的是電機(jī)鎖（也稱為靈性鎖）。這種鎖具結(jié)合了傳統(tǒng)電控鎖及電磁鎖的優(yōu)點(diǎn)，克服了電控鎖噪音大、電磁鎖耗電方面的不足。能夠自動(dòng)感應(yīng)上鎖，自動(dòng)檢測鎖舌狀態(tài)，鎖不到位時(shí)能夠自動(dòng)補(bǔ)鎖，確保安全。通常采用步進(jìn)電機(jī)（無碳刷）驅(qū)動(dòng)鎖具，額定電壓為DC12V±10%；開鎖電流＜300mA，靜態(tài)電流16mA，開鎖靈敏度<1S，低噪音，壽命長，耗電省，寬電壓12-24V 通用，電源反接保護(hù)、電機(jī)短路保護(hù)、霍爾元件故障后會(huì)聲光報(bào)警。鎖具采用金屬齒輪，機(jī)械強(qiáng)度高不易磨損、開鎖閉鎖無噪音，可以有多種開啟方式：門禁或遙控、鎖卡、鑰匙等。鎖舌伸出長度≥20㎜，符合GA/T 73-2015 B 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；具有控制精確、使用壽命長、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡潔科學(xué)等優(yōu)點(diǎn)。

電機(jī)鎖外觀圖

二、常見的三鎖兩開結(jié)構(gòu)形式

在生產(chǎn)實(shí)踐中，根據(jù)金庫門的安防等級(jí)和客戶需求選用不同的鎖具和組合形式。因此三鎖兩開機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)也不盡相同。最為常見的是三把機(jī)械密碼鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)，這種形式是最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。還有就是兩把機(jī)械密碼鎖搭配一把電機(jī)鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)，第三種是一把機(jī)械密碼鎖搭配兩把電機(jī)鎖的形式。下面分別進(jìn)行介紹。

（一）三把機(jī)械密碼鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)

三把機(jī)械密碼鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)

上圖是三把機(jī)械密碼鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)的示意圖，這種應(yīng)用最為廣泛。我們將三個(gè)機(jī)械密碼鎖（1）至上而下縱向排列，在每個(gè)鎖具的鎖舌處連接一個(gè)帶銷孔的連接板（2），通過銷連接的方式用一級(jí)連桿（3）將相鄰的兩個(gè)密碼鎖連接起來，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)兩把密碼鎖的聯(lián)動(dòng)。再用U 型的二級(jí)連桿（4）將兩個(gè)一級(jí)連桿用銷連接起來。這樣每兩個(gè)密碼鎖都能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)動(dòng)。二級(jí)連桿前端接導(dǎo)桿，密碼鎖鎖舌的移動(dòng)可以通過兩級(jí)連桿傳遞到導(dǎo)桿上。導(dǎo)桿（5）帶動(dòng)一個(gè)帶限位槽的曲柄（7）繞曲柄軸（6）旋轉(zhuǎn)，這樣機(jī)械密碼鎖鎖舌的平動(dòng)通過傳遞轉(zhuǎn)化成了曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。在當(dāng)開啟一把機(jī)械密碼鎖時(shí)，曲柄能轉(zhuǎn)過一個(gè)定值角度，此時(shí)曲柄仍能卡住門閂構(gòu)件（9）的限位塊（8），使門無法打開；開啟第二把密碼鎖，曲柄在第一次轉(zhuǎn)過的角度值基礎(chǔ)上又轉(zhuǎn)過了一個(gè)定值角度，此時(shí)門閂上的限位塊可以擺脫曲柄限位塊的限制，門閂構(gòu)件縮回門芯，門體可以打開。這種結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)是需將門閂構(gòu)件的限位塊高度和位置設(shè)置合理，就能順利實(shí)現(xiàn)三鎖兩開的功能。

（二）兩把機(jī)械密碼鎖和一把電機(jī)鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)

利用兩把機(jī)械密碼鎖和一把電機(jī)鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)既利用了機(jī)械密碼鎖操作簡單、體積小、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，又可以利用電機(jī)鎖的安全、保密、可通過生物識(shí)別技術(shù)、非接觸射頻卡技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行控制鎖具等優(yōu)點(diǎn)?？梢砸暈樯弦环N形式的升級(jí)版。這種機(jī)構(gòu)通常使用到業(yè)務(wù)庫的門體上。

上圖是兩把密碼鎖和一把電機(jī)鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)示意圖。鎖具采用縱向排列，兩把機(jī)械密碼鎖（1）在上方，電機(jī)鎖（2）在密碼鎖的下方。先在在鎖具的鎖舌處鉆兩個(gè)直徑4.2 深度10 毫米的盲孔，然后攻M5 的螺紋孔，這樣就可以用來連接帶銷孔的連接板（2），通過銷連接的方式用上端一級(jí)連桿（3）將兩個(gè)密碼鎖連接起來，再用U 型的二級(jí)連桿（4）將上端一級(jí)連桿（3）和和下端一級(jí)連桿（11）用銷連接起來。這里需要注意的是：機(jī)械密碼鎖的鎖舌伸出長度約是10 毫米，而電機(jī)鎖的鎖舌伸出長度約是20 毫米，這就需要將一級(jí)連桿做成兩種，機(jī)械密碼鎖和電機(jī)鎖之間的一級(jí)連桿要做的適當(dāng)長些，其與二級(jí)連桿連接用的銷孔位置也是靠近密碼鎖一側(cè)，這樣就能平衡兩種鎖具的行程差異，使得三把鎖具開閉時(shí)引起的曲柄旋轉(zhuǎn)角度基本一致，從而保證機(jī)構(gòu)正常使用。二級(jí)連桿前端接導(dǎo)桿，導(dǎo)桿（5）的長度根據(jù)門體結(jié)構(gòu)的需要長度可以調(diào)整。導(dǎo)桿帶動(dòng)前端帶限位缺口的曲柄（7）繞曲柄軸（6）旋轉(zhuǎn)，這樣鎖具開閉時(shí)鎖舌的伸縮通過傳遞引起曲柄轉(zhuǎn)過一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌取Ｔ诋?dāng)開啟一把鎖時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)過一個(gè)較小的角度，前端的限位缺口仍能擋住門閂構(gòu)件（9）的限位塊（8），此時(shí)門無法打開；開啟第二把鎖，曲柄在第一次轉(zhuǎn)過角度的基礎(chǔ)上又轉(zhuǎn)過了一個(gè)角度，這時(shí)限位缺口抬起的高度高于限位塊，此時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)門體上手輪就可以將的門閂上的限位塊通過曲柄的限位缺口，門閂縮回門芯，門體便可以打開。這種結(jié)構(gòu)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是在將鎖具的位置合理布置，二是要通過連桿的形狀和開孔位置平衡鎖舌伸出長度帶來的影響，三是是需將門閂構(gòu)件的限位塊高度和位置設(shè)置合理，如能正確滿足以上的要求，就能順利實(shí)現(xiàn)三鎖兩開的功能。

兩把密碼鎖和一把電機(jī)鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)

（三）一把機(jī)械密碼鎖和兩把電機(jī)鎖組成的三鎖兩開機(jī)構(gòu)

近年來，電子防盜鎖的應(yīng)用越來越廣泛，其質(zhì)量也越來越穩(wěn)定。相應(yīng)地隨著市場占有率的擴(kuò)大，電子防盜鎖的價(jià)格也越來越低。我們也可以用兩把電機(jī)鎖和一把機(jī)械密碼鎖組成三鎖兩開機(jī)構(gòu)。這樣更利于使用便捷的開鎖方式，比如利用指紋識(shí)別和人臉識(shí)別技術(shù)開鎖等。其基本機(jī)構(gòu)和上述的兩種形式相似，不同點(diǎn)就是要合理調(diào)整鎖具的位置，設(shè)計(jì)好連桿的形狀，使得每開一把鎖曲柄轉(zhuǎn)過的角度都接近。還要注意的是，盡管電機(jī)鎖的制造技術(shù)已經(jīng)比較成熟了，但是故障率還是要比機(jī)械防盜鎖高一些，所以一定要在設(shè)計(jì)角度考慮鎖具故障率這個(gè)因素。

三、結(jié)語

本文介紹了金庫門三鎖兩開機(jī)構(gòu)的常用鎖具和三種組合形式。該機(jī)構(gòu)既能滿足雙人管理的行業(yè)要求又能降低故障率，機(jī)構(gòu)中的零件結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、安裝方便、便于維修，使用過程中比較穩(wěn)定，故障率較低，能夠創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。希望本文能給讀者帶來啟發(fā)和幫助。