CN101414719B - 安全插座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种能避免误操作对人造成伤害的安全插座，其包括：电源插座、检测开关直流电源、控制单元和继电器。其中检测开关用于检测电源插座是否有导电体插入。直流电源通过检测开关给控制单元和继电器提供工作电压并形成直流回路。控制单元根据检测开关的连通状态决定继电器的吸合与断开，当继电器吸合后，电源插座的火线端子和火线导接，电源插座的火线端子和零线端子之间存在电势差。本发明提供的安全插座还包括红外线感测仪用于设定一保证使用者安全的感测范围，当使用者处于感测范围内时，电源插座的火线端子才和火线连接，从而保证使用者的操作安全。

Description

安全插座

技术领域

本发明涉及一种插座，特别是一种能防止误操作造成触电的安全插座。

背景技术

目前家庭用的插座是直接连接到市电上，当电源插头插入插座后，插座上的电源即可流入电源插头端的负载电路，当电流发生短路时，电源输入端的过载保险丝才进行过载保护。而家庭安装的插座一般安装在离地面大约0.3m-1m的高度的墙壁上，小孩子极容易拿电源线或者其它的导体插入插座，导致插座流出的电流经过小孩的身体发生触电，当过载保险丝起作用时，触电事故已经发生，给小孩带来惊吓或者导致其遭受电击。

另外，在中国专利局公告的专利号为CN99236724，公告时间为2000年6月28日，专利名称为“电器自动安全插座”的实用新型专利中，公开了一种感测电器是否漏电的安全开关，该安全插座通过一红外线感测仪感测电器是否漏电，当检测到漏电情况时，截断交流电源防止触电事故。但是该装置没有考虑到使用者误操作时不小心触电对人造成伤害。

发明内容

有鉴于此，提供一种安全插座，其目的在于可防止使用者将导电体误插入电源插座端子导致的电击事故。本发明还提供一种安全插座，保证当电源插座接通时，使用者处于远离电源插座的安全范围。

本发明提供的安全插座包括：一电源插座、一检测开关、一直流电源、一控制单元和一继电器。其中检测开关包括一连接键、一弹性部件和一接入端子和一接出端子。连接键放置在电源插座的火线端子和零线端子下面，弹性部件用于支撑连接键，弹性部件的状态改变可使得检测开关的接入端子和接出端子的导通状态发生变化。直流电源通过检测开关给控制单元和继电器提供工作电压并形成一直流回路。继电器接在电源插座的火线端子上，控制单元根据检测开关的连通状态决定继电器的吸合与断开，当继电器吸合后，电源插座的火线端子和交流电源的火线连接，从而使得火线端子和零线端子之间存在电势差。

通过该检测开关，只有在电源插座的火线端子和零线端子均有导电体插入时，该检测开关的接入端子和接出端子才会连接，使得电源插座的火线端子和零线端子之间存在电势差，因此防止了单个导电体插入电源插座的火线端子或者零线端子时给使用者带来的触电危险。

本发明进一步提供了一安全插座还包括：一红外线感测仪连接在上述安全插座的检测开关与控制单元之间，该红外线感测仪设置一感测范围，当使用者处于感测范围内，该红外线感测仪发送一高电平信号给控制单元，再由控制单元根据该高电平信号控制继电器的吸合。

该采用红外感测仪的安全插座通过设置一安全的感测范围，使得安全插座的电源插座在接通的情况下，使用者处于安全范围内，从而避免了使用者在使用时受到伤害。

附图说明

图1是本发明安全插座的一实施方式的架构图；

图2是图1中电源插座和检测开关的连接结构图，电源插头未插入电源插座内；

图3是图2中电源插头插入电源插座内的连接结构图；

图4是图1所示安全插座的具体电路图；

图5是本发明安全插座的另一实施方式的架构图；

图6是图5所示安全插座的具体电路图；

图7是图5所示安全插座于使用中的示意图；

具体实施方式

如图1所示，是本发明安全插座一实施方式的架构图。该安全插座1包括：一电源插座10、一直流电源20、一检测开关30、一继电器50和一控制单元60。其中，直流电源20、检测开关30、继电器50和控制单元60构成一回路用于检测是否有电源插头插入安全插座1。检测开关30放置在电源插座10下方，但并非以电连接的方式连接，其具体结构和使用方法将在图2和图3中详细介绍。直流电源20的输出端连接到检测开关30的接入端子，检测开关30的输出端连接到继电器50。控制单元60连接检测开关30的输出端和继电器50，用于控制继电器50的吸合或者断开。当继电器50吸合时，电源插座10的火线端子接通到火线L上，使得火线端子11和零线端子12之间存在电势差。

图2和图3是电源插座10和检测开关30的连接结构图。在图2中，电源插头2未插入电源插座10，在图3中，电源插头2已插入电源插座10内。电源插座10的火线端子11外接交流电源的火线L，而零线端子12外接交流电源的零线N。检测开关30放置在电源插座10盒体内，包括接入端子31和接出端子32、一连接键33和一弹性部件34。其中，接入端子31和接出端子32以及弹性部件34放置在盒体的底端；连接键33由两层组成，在图中用白色部分表示一绝缘片，设置在电源插座10的火线端子11和零线端子12的下方；黑色部分表示一导电片，放置在弹性部件34上方。如图2所示，当电源插头2未插入电源插座10时，弹性部件34处于自然状态，连接键33与接入端子31和接出端子32保持有一定距离，接入端子31和接出端子32保持断开。如图3所示，当电源插头2插入电源插座10时，连接键33的两端均下压，引起弹性部件34压缩，连接键33与接入端子31和接出端子32相接触，接入端子31和接出端子32导通。而当只有电源插座10的火线端子11或者零线端子112一端有导电体插入时，检测开关30的一端受力，连接键33倾斜，接入端子31和接出端子32不会导通，不能给后继电路供电。

图4是安全插座1的具体电路图。如图所示，电源插座10的零线端子12连接交流电源的零线N，火线端子11连接到继电器50上。继电器50包括一线圈51和一常开开关K，线圈51的两端分别连接检测开关30和控制单元60，常开开关K处于电源插座10的火线端子11和交流电源的火线L之间。控制单元60包括一电阻R、电容C和一集成开关Q。电阻R与电容C的正极连接，电容C的负极接地，电阻R与电容C的连接点连接到集成开关Q的控制端，电阻R连接在检测开关30与电容C的正极之间，当检测开关30的输入端子31和输出端子32时，直流电源20加在电阻R与电容C的连接点上的高电压使集成开关Q导通。因此，电流流过线圈51，线圈51产生磁场吸合常开开关K，从而使得电源插座10的火线端子11与火线L连通。

如图5所示，是本发明安全插座另一实施方式的架构图。与图1所示的实施方式不同的是，该安全插座22还包括一红外线感测仪40连接于检测开关30和控制单元65之间，红外线感测仪40用于触发控制单元65对继电器55的操作。

图6是图5所示的安全插座22的具体电路图。与图4所不同的是，继电器55包括一线圈56、第一常开开关K1和第二常开开关K2。线圈56的两端分别连接检测开关30和控制单元65，第一常开开关K1处于电源插座10的火线端子11和交流电源的火线L之间，第二常开开关K2的两端分别连接检测开关30和控制单元65。控制单元65包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一电阻R1的一端连接到所述继电器的第二常开开关K2，另一端连接电容C，第一电阻R1和电容C的连接点与集成开关Q的控制端连接；第二电阻R2的一端连接到红外线感测仪40的信号输出端，另一端连接到集成开关Q的控制端。

当电源插头2插入电源插座10时，检测开关30闭合，直流电源20提供给红外线感测仪40的工作电压。当红外线感测仪40感测到使用者处于其感测范围内时，发送一高电平信号给集成开关Q，电容C开始充电，集成开关Q控制端上的电压为高，集成开关Q导通，因此，有电流流过线圈56，线圈55产生磁场吸合第一常开开关K1和第二常开开关K2。第一常开开关K1的闭合使得电源插座10的火线端子与火线L连通。第二常开开关K2一旦闭合，电容C的电位就保持为高，因此集成开关Q保持导通，继电器55保持吸合，从而将电源插座10的火线端子11与火线L连通。如果电源插头的使用者处于红外线感测仪40的感测范围之外时，则红外线感测仪40不发送高电平信号，集成开关Q不导通，线圈56不吸合，因此第一常开开关K1和第二常开开关K2也保持在断开状态，电源插座10的火线端子11不能连接到火线L。红外线感测仪40的安装以及感测范围的确定在图7中作具体描述。

如图7所示，是安全插座22在一实施方式中的使用示意图。电源插座10安装在墙壁80上，距离地板90大约1米左右，红外线感测仪40采用一红外线感测仪40安装在插座10的上方，距离地板90大约1.5米左右，红外线感测仪40的感测范围可根据家庭成员的身高确定。在本实施方式中，设定家中的成年人25的身高是1.6米以上，小孩的身高为1米左右，红外线感测仪40的感测角度为Z轴方向上下45度，如图7中双向箭头所示的检测范围。当电源插头2插入电源插座10后，红外线感测仪40启动，较高的成年人的身高处于感测范围内，则红外线感测仪40发送一个高电平给控制单元65，线圈56吸合，电源插座10的火线端子11连接与火线L上。较矮的小孩在插插座的时候处于感测范围外，因此，线圈56不发生动作，直到小孩离开电源插座10，走到安全位置，如图中Y点，到达红外线感测仪40的感测范围以内，红外线感测仪40才发送一个高电平给控制单元，线圈56吸合，电源插座10的火线端子11才与火线L连接，使得火线端子和零线端子之间存在电势差。在本实施方式中，如果将设置红外线感测仪40的感测角度为水平，即，只有当身高等于或高于该红外线感测仪40安装位置的成年人才实现电源插头2与电源插座10的电连接，这样就能避免小孩对电源插座10的误操作。如果将红外线感测仪40的感测角度设置得较小，则在将电源插头2插入电源插座10的当时，身高较高的成年人也处于红外线感测仪40的感测范围之外，直到远离电源插座10的时候，才能进入红外线感测仪40的感测范围之内，从而也保证了成年人不会被电源插座10可能产生的漏电事故伤害。

本发明不受本发明的具体实施方式的限制，可根据本实施方式的技术方案和实际情况确定的新的实施方式，如直流电源20可以通过接一电压转换器将交流电源转换而成，集成开关Q可以换成三极管开关。在本说明书中，不一一阐述。

Claims (8)

1.一种安全插座，包括一电源插座，其特征在于还包括：

一检测开关，其包括有一连接键、一弹性部件、一接入端子和一接出端子；所述连接键与电源插座的火线端子以及零线端子连接，弹性部件用于支撑所述连接键，所述弹性部件的状态改变可使得所述检测开关的接入端子和接出端子的导通状态发生变化；

一直流电源通过所述检测开关给一控制单元和一继电器提供工作电压并形成一直流回路；所述继电器接在所述电源插座的火线端子上，所述控制单元根据所述检测开关的导通状态决定所述继电器的吸合与断开，当继电器吸合时，电源插座的火线端子和火线连接；

所述检测开关放置在电源插座的盒体内，所述接入端子、接出端子和弹性部件放置在电源插座盒体底端，所述连接键包括一绝缘片和一导电片，所述绝缘片设置在所述电源插座的火线端子和零线端子的下方，所述导电片放置在绝缘片的下方，弹性部件的上方；当所述弹性部件处于自然状态时，所述检测开关的接入端子和接出端子与导电片不接触，接入端子和接出端子不导通；当外部电源插头插入电源插座时，所述连接键的两端均被压下，所述弹性部件压缩，检测开关的接入端子和接出端子导通。

2.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于，所述继电器至少包括一线圈和一常开开关，所述常开开关的两端分别连接所述电源插座的火线端子和火线，所述继电器的吸合为通过所述控制单元控制所述线圈吸合所述常开开关，从而使得所述电源插座的火线端子和火线连接。 

3.如权利要求2所述的安全插座，其特征在于，所述控制单元包括一电阻、一电容和一集成开关，所述电阻连接到所述检测开关的输出端，电容负极接地，电阻与电容的连接点连接到所述集成开关的控制端。

4.如权利要求3所述的安全插座，其特征在于，所述继电器的线圈的两端连接在检测开关的输出端子和集成开关的输出端，当集成开关导通时，所述线圈有电流通过产生磁场，使得线圈吸合所述常开开关。

5.如权利要求1所述的安全插座，其特征在于还包括一红外线感测仪设置在检测开关与控制单元之间，所述红外线感测仪设置一感测范围，当使用者处于感测范围内，所述红外线感测仪发送一高电平信号给所述控制单元，所述控制单元是为根据所述高电平信号控制所述继电器的吸合。

6.如权利要求5所述的安全插座，其特征在于，所述继电器至少包括一线圈和一第一常开开关和第二常开开关，所述第一常开开关的两端分别连接所述电源插座的火线端子和火线，所述第二常开开关的两端分别连接所述检测开关的输出端子和控制单元；当继电器吸合后，电源插座的火线端子和火线连接，使得火线端子和零线端子之间存在电势差，所述继电器的吸合为通过所述控制单元控制所述线圈吸合所述第一常开开关和第二常开开关，从而使得所述电源插座的火线端子和火线连接。

7.如权利要求6所述的安全插座，其特征在于，所述控制单元包括一第一电阻、一第二电阻、一电容和一集成开关，所述第一电阻的 一端连接到所述继电器的第二常开开关，另一端连接所述电容，所述第一电阻和所述电容的连接点为所述集成开关提供一控制电压；所述电容负极接地，正极与所述第二电阻以及所述集成开关的控制端连接；所述第二电阻的一端连接到所述红外线感测仪的信号输出端，另一端连接到集成开关的控制端。

8.如权利要求7所述的安全插座，其特征在于，所述继电器的线圈的两端连接在检测开关的输出端子和集成开关的输出端，当集成开关导通时，所述线圈有电流通过产生磁场，使得所述第一常开开关和第二常开开关闭合。 

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