CN108346949A - 数字式保护插座及与插座配合的插头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及供电设备领域，公开了数字式保护插座及与插座配合的插头，其包括底壳和面板，底壳内设有多层机构，多层机构的底板上设有智能控制电路具有包括电源单元、测量单元、网络单元、连接到测量单元的微控制器单元和多个控制开关，电源单元将交流输入电力转换成直流电力，以向智能控制电路提供工作电力；测量单元连接到分别连接到插孔的内部端子的电路回路，以独立地测量通过各个插孔消耗的功率；微控制器单元和多个控制开关用于独立地控制从插孔供应的电力。本发明的一个目的是提供一种数字无线网络插座，其中安装有单个微控制器单元，以独立地监视插座的每个插座，通过无线网络收集功耗信息，并提供自动功率在电器的过载或待机状态下断开。

Description

数字式保护插座及与插座配合的插头
技术领域
本发明涉及供电设备领域，尤其涉及了数字式保护插座及与插座配合的插头。
背景技术
目前，由于墙上安装空间有限，传统数字无线网络智能插座的外壳尺寸固定，常规插座的内部空间几乎被充分利用。而且，市场上常规的智能芯片模块的尺寸也是固定的。如果两个智能芯片模块同时安装在一个插座中，则插座的空间不足以容纳智能芯片模块的整体尺寸，更不用说相关的金属引脚必须安装在插座内。尽管有两个电源插座，但每个普通的数字无线网络智能插座实际上只有一个由微控制器单元监视的电源插座，以便跟踪插入插座的电器的功耗。由于每个数字无线网络智能插座只有一个电源插座被监控和控制，如果用户不注意太多，随意将电器插在两个电源插座中的一个上，电器可能有一半的机会监视和仍然存在的持续的电力浪费问题导致不完整的电力管理。考虑到每个家庭所浪费的权力，社区中无数家庭浪费的累积权力应该是惊人的。这样的结果肯定会导致实现全市范围的电力管理政策失败。本发明的一个目的是提供一种数字无线网络插座，其中安装有单个微控制器单元，以独立地监视插座的每个插座，记录功耗，通过无线网络收集功耗信息，并提供自动功率在电器的过载或待机状态下断开安全保护。目前，由于墙上安装空间有限，传统数字无线网络智能插座的外壳尺寸固定，常规插座的内部空间几乎被充分利用。而且，市场上常规的智能芯片模块的尺寸也是固定的。如果两个智能芯片模块同时安装在一个插座中，则插座的空间不足以容纳智能芯片模块的整体尺寸，更不用说相关的金属引脚必须安装在插座内。尽管有两个电源插座，但每个普通的数字无线网络智能插座实际上只有一个由微控制器单元监视的电源插座，以便跟踪插入插座的电器的功耗。由于每个数字无线网络智能插座只有一个电源插座被监控和控制，如果用户不注意太多，随意将电器插在两个电源插座中的一个上，电器可能有一半的机会监视和仍然存在的持续的电力浪费问题导致不完整的电力管理。考虑到每个家庭所浪费的权力，社区中无数家庭浪费的累积权力应该是惊人的。这样的结果肯定会导致实现全市范围的电力管理政策失败。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题，提供了数字式保护插座及与插座配合的插头。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
数字式保护插座及与插座配合的插头，包括底壳和面板，面板的厚度为2-5mm，面板与底壳可拆卸连接，面板上设有插孔，底壳内设有多层机构，多层机构上与插孔相对的位置均设有内端子，多层机构包括一个顶部平台，顶部平台中部设有至少一个复位按钮和多个凸耳，凸耳固定于顶部平台的两端使得顶部平台的两端突出并延伸超出底壳边缘，多层机构中部包括多个分区和多个呈弯曲形状的金属导体，金属导体被限位在相应的隔墙中并被相应的突片限位，其中每对相邻的金属导体形成对应的插孔中的一个的内端子，多层机构底部为底板，底板上设有智能控制电路，每一金属导体具有一接触端，该接触端穿过对应的隔墙的壁面向下延伸而与智能控制电路连接，以使智能控制电路被至少一复位按钮所控制及初始化；底板上还设有电路回路，电路回路与每个插孔的内端子连接，插孔处的金属片与保护电阻和控制开关串联连接，智能控制电路具有包括电源单元、测量单元、网络单元、连接到测量单元的微控制器单元和多个控制开关，电源单元将交流输入电力转换成直流电力，以向智能控制电路提供工作电力；测量单元连接到分别连接到插孔的内部端子的电路回路，以独立地测量通过各个插孔消耗的功率；微控制器单元和多个控制开关用于独立地控制从插孔供应的电力；网络单元连接到智能控制电路并适于基于标准无线网络通信协议与外部无线接收设备无线交换数据；由此具有单个微控制器单元的智能控制电路被集成并接收在插座中，使得每个插孔被独立地监视和控制，通过每个插孔消耗的功率通过无线网络获得数据，并提供自动断电安全保护电器的过载或待机状态。
作为优选，面板与底壳间还设有隔板，隔板固定于底壳上，面板与隔板间设有面板控制杆，面板控制杆包括U形臂、底边，U形臂设置于底边的两端，U形臂上设有旋转轴、限位槽、定位筋，旋转轴位于U形臂顶端外侧，限位槽位于U形臂顶端内侧，限位槽下方设有定位筋，底边上设有卡扣，插座上设有与面板控制杆相对应的控制杆凹槽，控制杆凹槽内设有限位凸点、限位筋和限位柱，限位筋位于限位凸点下侧，限位柱与限位凸点位置相对。
作为优选，面板控制杆置于控制杆凹槽中，并可在控制杆凹槽中上下滑动，面板控制杆向上滑动时，限位凸点位于旋转轴下侧限位，限位柱置于限位槽中，限位筋与定位筋相接触，卡扣将面板卡合在插座上，面板控制杆不可转动，面板控制杆向下滑动时，旋转轴位于限位凸点下侧限位筋上侧，限位脱出限位柱，卡扣不与面板相卡合，面板控制杆可转动。
作为优选，测量单元检测每个插孔消耗的功率的电压、电流和功率消耗信息。
作为优选，智能控制电路中的微控制器单元通过串行通信链路收集从测量单元测量的功耗信息。
作为优选，分布在供电区内的所有插座建立无线网络，无线网络还包括主服务器，主服务器支持通过每个插座进行远程控制和监视，每个插座构成一个家庭能源管理系统。
插座的面板上设有第一读写触点，第一读写触点位于插孔间，第一读写触点连接有对比电路和继电器，继电器与插座内的智能控制电路连接用于控制插座内的电路连通与断开，还包括与插座配合的插头，插头上设有数据存储电路、第二读写触点和通电指示灯，数据存储电路和供电电路连接，第二读写触点设置于插头的金属插片间且与数据存储电路连接，插头插入时第二读写触点与第一读写触点接触连通对比电路和数据存储电路，通电指示灯连接在供电电路的输出端，供电电路的输出端通过电源线为用电器供电。其中对比电路对数据存储电路中存储的数据进行对比，数据存储电路中存储的数据包括通电时间，断电时间。
作为优选，插头的插孔底部设有触动式开关，当金属插片插入时触动式开关打开对插头的电路通电。
本发明采用了以上方案具有以下有益效果：本发明的一个目的是提供一种数字无线网络插座，其中安装有单个微控制器单元，以独立地监视插座的每个插座，记录功耗，通过无线网络收集功耗信息，并提供自动功率在电器的过载或待机状态下断开安全保护；当面板控制杆向上滑动时，面板控制杆被限位，不可转动，面板控制杆将面板卡合在插座上，完成面板的安装；当面板控制杆向下滑动时，面板控制杆可向外转动，面板受力脱出，完成面板的拆卸，其无需使用额外的专用工具即可完成插座面板的拆卸，便于用户使用；插头与插座配合进行物理控制，进一步保证用电安全。
附图说明
图1均为本发明结构示意图。
图2均为本发明的多层结构的结构示意图。
图3均为本发明的智能控制电路的示意图。
图4为本发明的结构示意图。
图5为本发明面板控制杆的结构示意图。
图6为图5的剖视图。
图7为面板控制杆向上滑动后的结构示意图。
图8为面板控制杆向下滑动后的结构示意图(面板控制杆不转动)。
图9为面板控制杆向下滑动后的结构示意图(面板控制杆向外转动)。
图10为插头的左视图。
图11为插头的俯视图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—插座、11—面板、12—底壳、13—插孔、14—复位按钮、15—凸耳、16—隔板、101—顶部平台、104—隔墙、105—金属导体、106—接触端、107—底板、2—智能控制电路、21—电源单元、22—测量单元、23—微控制器单元、24—网络单元、3—面板控制杆、31—U形臂、32—旋转轴、33—限位槽、34—定位筋、35—底边、36—卡扣、4—控制杆凹槽、41—限位凸点、42—限位筋、43—限位柱、5—插头、5—插头、51—第二读写触点52—金属插片、53—通电指示灯、54—第一读写触点。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
数字式保护插座及与插座配合的插头，如图1-图11所示，包括底壳12和面板11，面板11的厚度为4mm，面板11与底壳12可拆卸连接，面板上设有插孔13，底壳12内设有多层机构10，多层机构10上与插孔13相对的位置均设有内端子，多层机构10包括一个顶部平台101，顶部平台101中部设有至少一个复位按钮14和多个凸耳15，凸耳15固定于顶部平台101的两端使得顶部平台101的两端突出并延伸超出底壳12边缘，多层机构10中部包括多个分区和多个呈弯曲形状的金属导体105，金属导体105被限位在相应的隔墙104中并被相应的突片限位，其中每对相邻的金属导体105形成对应的插孔13中的一个的内端子，多层机构10底部为底板107，底板107上设有智能控制电路2，每一金属导体105具有一接触端106，该接触端106穿过对应的隔墙104的壁面向下延伸而与智能控制电路2连接，以使智能控制电路2被至少一复位按钮14所控制及初始化；底板107上还设有电路回路，电路回路与每个插孔13的内端子连接，插孔13处的金属片与保护电阻131和控制开关132串联连接，智能控制电路2具有包括电源单元21、测量单元22、网络单元24、连接到测量单元22的微控制器单元23和多个控制开关132，电源单元21将交流输入电力转换成直流电力，以向智能控制电路2提供工作电力；测量单元22连接到分别连接到插孔13的内部端子的电路回路，以独立地测量通过各个插孔13消耗的功率；微控制器单元23和多个控制开关132用于独立地控制从插孔13供应的电力；网络单元24连接到智能控制电路2并适于基于标准无线网络通信协议与外部无线接收设备无线交换数据；由此具有单个微控制器单元23的智能控制电路2被集成并接收在插座中，使得每个插孔13被独立地监视和控制，通过每个插孔13消耗的功率通过无线网络获得数据，并提供自动断电安全保护电器的过载或待机状态。
面板11与底壳间还设有隔板16，隔板16固定于底壳12上，面板11与隔板16间设有面板控制杆3，面板控制杆3包括U形臂31、底边35，U形臂31设置于底边35的两端，U形臂31上设有旋转轴32、限位槽33、定位筋34，旋转轴32位于U形臂31顶端外侧，限位槽33位于U形臂31顶端内侧，限位槽33下方设有定位筋34，底边35上设有卡扣36，插座1上设有与面板控制杆3相对应的控制杆凹槽4，控制杆凹槽4内设有限位凸点41、限位筋42和限位柱43，限位筋42位于限位凸点41下侧，限位柱43与限位凸点41位置相对。
面板控制杆3置于控制杆凹槽4中，并可在控制杆凹槽4中上下滑动，面板控制杆3向上滑动时，限位凸点41位于旋转轴32下侧限位，限位柱43置于限位槽33中，限位筋42与定位筋34相接触，卡扣36将面板11卡合在插座1上，面板控制杆3不可转动，面板控制杆3向下滑动时，旋转轴32位于限位凸点41下侧限位筋42上侧，限位脱出限位柱43，卡扣36不与面板11相卡合，面板控制杆3可转动。
测量单元22检测每个插孔13消耗的功率的电压、电流和功率消耗信息。
智能控制电路2中的微控制器单元23通过串行通信链路收集从测量单元22测量的功耗信息。
分布在供电区内的所有插座建立无线网络，无线网络还包括主服务器，主服务器支持通过每个插座进行远程控制和监视，每个插座构成一个家庭能源管理系统。
插座5的面板11上设有第一读写触点54，第一读写触点54位于插孔间，第一读写触点54连接有对比电路和继电器，继电器与插座内的智能控制电路连接用于控制插座内的电路连通与断开，还包括与插座配合的插头5，插头5上设有数据存储电路、第二读写触点51和通电指示灯53，数据存储电路和供电电路连接，第二读写触点51设置于插头5的金属插片52间且与数据存储电路连接，插头5插入时第二读写触点51与第一读写触点54接触连通对比电路和数据存储电路，通电指示灯53连接在供电电路的输出端，供电电路的输出端通过电源线为用电器供电。其中对比电路对数据存储电路中存储的数据进行对比，数据存储电路中存储的数据包括通电时间，断电时间。插座5仅以两孔的为例，三孔插座与两孔插座的结构相似。
插头5的插孔底部设有触动式开关，当金属插片52插入时触动式开关打开对插头5的电路通电。
数据存储电路的数据存储分为两部分：一部分为公共数据密钥，所有的数据存储电路都统一数据存有这数据，使在一些只需要防误插插座，防止小孩触电。一部分为私有数据密钥，在一些室外的插座仅供个人使用，可以设置电源座数据读取仅读取私有数据密钥进行对比。
总之，以上仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.数字式保护插座及与插座配合的插头，包括底壳(12)和面板(11)，其特征在于：面板(11)的厚度为2-5mm，面板(11)与底壳(12)可拆卸连接，面板上设有插孔(13)，底壳(12)内设有多层机构(10)，多层机构(10)上与插孔(13)相对的位置均设有内端子，多层机构(10)包括一个顶部平台(101)，顶部平台(101)中部设有至少一个复位按钮(14)和多个凸耳(15)，凸耳(15)固定于顶部平台(101)的两端使得顶部平台(101)的两端突出并延伸超出底壳(12)边缘，多层机构(10)中部包括多个分区和多个呈弯曲形状的金属导体(105)，金属导体(105)被限位在相应的隔墙(104)中并被相应的突片限位，其中每对相邻的金属导体(105)形成对应的插孔(13)中的一个的内端子，多层机构(10)底部为底板(107)，底板(107)上设有智能控制电路(2)，每一金属导体(105)具有一接触端(106)，该接触端(106)穿过对应的隔墙(104)的壁面向下延伸而与智能控制电路(2)连接，以使智能控制电路(2)被至少一复位按钮(14)所控制及初始化；底板(107)上还设有电路回路，电路回路与每个插孔(13)的内端子连接，插孔(13)处的金属片与保护电阻(131)和控制开关(132)串联连接，智能控制电路(2)具有包括电源单元(21)、测量单元(22)、网络单元(24)、连接到测量单元(22)的微控制器单元(23)和多个控制开关(132)，电源单元(21)将交流输入电力转换成直流电力，以向智能控制电路(2)提供工作电力；测量单元(22)连接到分别连接到插孔(13)的内部端子的电路回路，以独立地测量通过各个插孔(13)消耗的功率；微控制器单元(23)和多个控制开关(132)用于独立地控制从插孔(13)供应的电力；网络单元(24)连接到智能控制电路(2)并适于基于标准无线网络通信协议与外部无线接收设备无线交换数据；由此具有单个微控制器单元(23)的智能控制电路(2)被集成并接收在插座中，使得每个插孔(13)被独立地监视和控制，通过每个插孔(13)消耗的功率通过无线网络获得数据，并提供自动断电安全保护电器的过载或待机状态。
2.根据权利要求1所述的数字式保护插座及与插座配合的插头，其特征在于：面板(11)与底壳间还设有隔板(16)，隔板(16)固定于底壳(12)上，面板(11)与隔板(16)间设有面板控制杆(3)，面板控制杆(3)包括U形臂(31)、底边(35)，U形臂(31)设置于底边(35)的两端，U形臂(31)上设有旋转轴(32)、限位槽(33)、定位筋(34)，旋转轴(32)位于U形臂(31)顶端外侧，限位槽(33)位于U形臂(31)顶端内侧，限位槽(33)下方设有定位筋(34)，底边(35)上设有卡扣(36)，插座(1)上设有与面板控制杆(3)相对应的控制杆凹槽(4)，控制杆凹槽(4)内设有限位凸点(41)、限位筋(42)和限位柱(43)，限位筋(42)位于限位凸点(41)下侧，限位柱(43)与限位凸点(41)位置相对。
3.根据权利要求2所述的数字式保护插座及与插座配合的插头，其特征在于：面板控制杆(3)置于控制杆凹槽(4)中，并可在控制杆凹槽(4)中上下滑动，面板控制杆(3)向上滑动时，限位凸点(41)位于旋转轴(32)下侧限位，限位柱(43)置于限位槽(33)中，限位筋(42)与定位筋(34)相接触，卡扣(36)将面板(11)卡合在插座(1)上，面板控制杆(3)不可转动，面板控制杆(3)向下滑动时，旋转轴(32)位于限位凸点(41)下侧限位筋(42)上侧，限位脱出限位柱(43)，卡扣(36)不与面板(11)相卡合，面板控制杆(3)可转动。
4.如权利要求1所述的数字式保护插座及与插座配合的插头，其特征在于：测量单元(22)检测每个插孔(13)消耗的功率的电压、电流和功率消耗信息。
5.如权利要求2所述的数字式保护插座及与插座配合的插头，其特征在于：智能控制电路(2)中的微控制器单元(23)通过串行通信链路收集从测量单元(22)测量的功耗信息。
6.如权利要求4所述的数字式保护插座及与插座配合的插头，其特征在于：分布在供电区内的所有插座建立无线网络，无线网络还包括主服务器，主服务器支持通过每个插座进行远程控制和监视，每个插座构成一个家庭能源管理系统。
7.如权利要求1-6任一项所述的数字式保护插座及与插座配合的插头，其特征在于：插座的面板(11)上设有第一读写触点(54)，第一读写触点(54)位于插孔间，第一读写触点(54)连接有对比电路和继电器，继电器与插座内的智能控制电路连接用于控制插座内的电路连通与断开，还包括与插座配合的插头(5)，插头(5)上设有数据存储电路、第二读写触点(51)和通电指示灯(53)，数据存储电路和供电电路连接，第二读写触点(51)设置于插头(5)的金属插片(52)间且与数据存储电路连接，插头(5)插入时第二读写触点(51)与第一读写触点(54)接触连通对比电路和数据存储电路，通电指示灯(53)连接在供电电路的输出端，供电电路的输出端通过电源线为用电器供电。
8.如权利要求7所述的数字式保护插座及与插座配合的插头，其特征在于：插头(5)的插孔底部设有触动式开关，当金属插片(52)插入时触动式开关打开对插头(5)的电路通电。
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