CN114520494B - 一种用电设备安全限制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种用电设备安全限制装置，所述限制装置包括依次连接的电源电路、控制电路、倾斜检测电路、信号检测电路、限制电路；所述电源电路输出直流电分别传输至倾斜检测电路、控制电路、信号检测电路、限制电路，倾斜检测电路在受检测的设备倾斜时，输出倾斜信号到控制电路，控制电路接收到倾斜信号后，控制倾斜检测电路输出的探测信号的大小，倾斜检测电路输出的探测信号被传输至信号检测电路，信号检测电路检测探测信号，输出触发信号到限制电路，限制电路根据接收的触发信号的电平大小，在接收的触发信号是高电平时，执行限制动作，可以解决现有技术存在的转动的风扇在异常摔倒或者没有断电移动时，可能会引发安全事故的问题。

Description

一种用电设备安全限制装置

技术领域

本发明涉及用电安全领域，特别是涉及一种用电设备安全限制装置。

背景技术

生活中的用电设备众多，风扇是一种常用的设备，在风扇的使用中会出现一些安全事故，比如在风扇转动的过程中，由于人为的不小心或者物体的碰触使得风扇摔倒，如果风扇周围有人则异常摔倒的转动的风扇可能切伤人，如果风扇周围没有人则摔倒的转动的风扇因风的作用可能在扇叶中卷入地面上的物品，导致风扇电机的堵转甚至引起更为严重的事故，另外在移动风扇的过程中，通常需要关闭风扇，但是由于人的疏忽会存在不关闭风扇而移动风扇的事情发生，如手握转动的风扇的立杆而移动风扇，这是一种不安全的操作，存在误伤的风险，现有技术在风扇的安全使用上还有待提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种用电设备安全限制装置，可以有效的解决现有技术存在的转动的风扇在异常摔倒或者没有断电移动时，可能会引发安全事故的问题。

其解决的技术方案是，一种用电设备安全限制装置，所述限制装置包括依次连接的电源电路、控制电路、倾斜检测电路、信号检测电路、限制电路；所述电源电路将接入的交流电源进行降压、整流、滤波、稳压后输出直流电分别传输至倾斜检测电路、控制电路、信号检测电路、限制电路，倾斜检测电路在受检测的设备倾斜时，输出倾斜信号到控制电路，控制电路接收到倾斜信号后，控制倾斜检测电路输出的探测信号的大小，倾斜检测电路输出的探测信号被传输至信号检测电路，信号检测电路对接收的探测信号进行检测，输出触发信号到限制电路，限制电路根据接收的触发信号的电平大小，在接收的触发信号是高电平时，执行限制动作。

本发明所实现的有益效果为：

本申请在转动的风扇异常摔倒或者被移动时，执行电路执行限制动作，可发出报警声提示人此时的操作危险，停止移动或者关闭风扇的电源开关后，报警声停止，或者限制电路执行的限制动作是直接关闭风扇，同时指示灯发光二极管点亮，表示此时风扇被自动的切断，通过按下复位按钮SB1，风扇可正常的启动，有效的解决现有技术存在的转动的风扇在异常摔倒或者没有断电移动时，可能会引发安全事故的问题。

附图说明

图1为电源电路原理图。

图2为倾斜检测电路与控制电路的原理图。

图3为信号检测电路与限制电路的原理图。

实施方式

结合具体的实施例，以说明书附图为参考，对本发明的技术方案进行详细的说明。

一种用电设备安全限制装置，所述限制装置包括依次连接的电源电路、控制电路、倾斜检测电路、信号检测电路、限制电路；

所述电源电路将接入的交流电源进行降压、整流、滤波、稳压后输出直流电分别传输至倾斜检测电路、控制电路、信号检测电路、限制电路，倾斜检测电路在受检测的设备倾斜时，输出倾斜信号到控制电路，控制电路接收到倾斜信号后，控制倾斜检测电路输出的探测信号的大小，倾斜检测电路输出的探测信号被传输至信号检测电路，信号检测电路对接收的探测信号进行检测，输出触发信号到限制电路，限制电路根据接收的触发信号的电平大小，在接收的触发信号是高电平时，执行限制动作。

所述电源电路包括开关S1，开关S1的一端分别连接继电器K2的常闭触点K2-1的一端、变压器T1的端口1，继电器K2的常闭触点K2-1的另一端连接电机M的一端，电机M的另一端连接变压器T1的端口2，变压器T1的端口2与开关S1的另一端之间连接交流电源，变压器T1的端口3连接整流桥BD1的端口1，变压器T1的端口4连接整流桥BD1的端口2，整流桥BD1的端口3分别连接电容C2的负极、稳压管D6的正极并连接地，整流桥BD1的端口4分别连接电容C2的正极、电阻R15的一端，电阻R15的另一端连接稳压管D6的负极；所述电源电路的工作原理为：开关S1为总开关，闭合开关S1则电源电路接通电源，风扇的电机M接通交流电源，风扇开始工作，变压器T1为降压器，交流电源为220V的市网电，变压器T1对交流电源降压，整流桥BD1进行整流，将交流整流为直流，电容C2为滤波电容，稳压管D6进行稳压，闭合开关S1后，风扇开始转动，同时，电源电路输出直流电分别传输至倾斜检测电路、控制电路、信号检测电路、限制电路，为它们提供直流电源电压。

所述倾斜检测电路包括继电器K1的常开触点K1-1，继电器K1的常开触点K1-1的一端连接电源电路中的稳压管D6的负极，继电器K1的常开触点K1-1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端分别连接电容C1的正极、短路式探头的端口A，电容C1的负极分别连接电阻R6的一端并连接地，电阻R6的另一端连接短路式探头的端口B；

所述倾斜检测电路的工作原理为：倾斜检测电路利用短路式探头检测风扇设备是否倾斜或者摔倒，当风扇安稳静立时，短路式探头的端口A和端口B是断开的，端口B为低电平，倾斜检测电路中的端口B输出低电平倾斜信号到通过控制电路中的电阻R3输入到控制电路中，控制电路中的继电器K1是得电的，使得继电器K1的常开触点K1-1闭合，直流电通过电阻R5为电容C1进行充电，电容C1上的电压不断升高；当风扇倾斜或者摔倒后，短路式探头的端口A和端口B是接通的，端口B上的电压为高电平，倾斜检测电路中的端口B输出高电平的倾斜信号到通过控制电路中的电阻R3输入到控制电路中，控制电路中的继电器K1是失电的，继电器K1的常开触点K1-1断开，直流电不为电容C1进行充电，电容C1通过接通的端口A和端口B对电阻R6进行放电，电容C1上的电压下降；电容C1的正极输出探测信号到信号检测电路，信号检测电路检测电容C1上的电压的变化。

所述控制电路包括电阻R1，电阻R1的一端分别连接继电器K1的一端、二极管D1的负极并连接电源电路中的稳压管D6的负极，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极连接地，三极管Q1的基极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接倾斜检测电路中的电阻R6的另一端，电阻R2的另一端连接稳压管D2的负极，稳压管D2的正极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极分别连接继电器K1的另一端、二极管D1的正极，三极管Q2的发射极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接地；

所述控制电路的工作原理为：控制电路分别接收电源电路提供的直流电，还接收倾斜检测电路输出的倾斜信号，当接收的倾斜信号是低电平时，三极管Q1不导通，直流电击穿稳压管D2为三极管Q2提供基极电压，三极管Q2导通，继电器K1得电，控制倾斜检测电路中的继电器K1的常开触点K1-1闭合，触点K1-1闭合后，直流电为电容C1进行充电；当接收的倾斜信号是高电平时，表示此时的风扇设备发生了倾斜或者摔倒，三极管Q1导通，拉低了稳压管D2的负极处的电压，稳压管D2不能击穿，三极管Q2不会导通，继电器K2失电，控制继电器K1的常开触点K1-1断开，倾斜检测电路中的直流电不为电容C1进行充电。

所述信号检测电路包括电阻R7，电阻R7的一端连接电源电路中的稳压管D6的负极，电阻R7的另一端分别连接电阻R10的一端、可变电阻R8的一端，可变电阻R8的另一端分别连接可变电阻R8的可调端、电阻R11的一端、稳压管D3的正极并连接地，电阻R10的另一端分别连接电阻R11的另一端、运放器AR1的同相输入端，电阻R9的一端连接倾斜检测电路中的电容C1的正极，电阻R9的另一端分别连接电阻R12的一端、运放器AR1的反相输入端，运放器AR1的输出端分别连接电阻R12的另一端、电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接稳压管D3的负极；

所述信号检测电路的工作原理为：信号检测电路接收倾斜检测电路输出的探测信号，利用运放器AR1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12组成差分电路，探测信号探测电容C1上的电压的大小，通过电阻R9进入运放器AR1的反相输入端，运放器AR1的反向输入端接入基准信号，通过调节可变电阻R8可以调节基准信号的电压大小，差分电路计算探测信号与基准信号之间的差值，稳压管D3进行稳压，探测信号大于基准信号时，差分电路输出低电平的触发信号到限制电路中，否则，输出高电平的触发信号到限制电路中。

所述限制电路包括双掷开关S2，双掷开关S2的端口2连接信号检测电路中的稳压管D3的负极，双掷开关S2的端口1连接晶闸管SCR1的控制极，晶闸管SCR1的阴极连接地，晶闸管SCR1的阳极分别连接继电器K2的一端、二极管D5的正极、发光二极管D4的负极，继电器K2的另一端分别连接二极管D5的负极、电阻R14的一端、按钮开关SB1的一端，电阻R14的另一端连接发光二极管D4的正极，按钮开关SB1的另一端连接蜂鸣器Bell的一端并连接电源电路中的稳压管D6的负极，蜂鸣器Bell的另一端连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接地，三极管Q3的基极连接双掷开关S2的端口3；

所述限制电路的工作原理为：限制电路接收信号检测电路输出的触发信号，双掷开关S2可人工进行控制，选择其触点端口的接通方式，双掷开关S2的端口2和端口3接通时，高电平的触发信号使得三极管Q3导通，蜂鸣器Bell发出报警声，双掷开关S2的端口2和端口1接通时，高电平的触发信号使得晶闸管SCR1导通，继电器K2得电，控制电源电路中的继电器K2的常闭触点K2-1断开，电机M停止工作，风扇停止转动，同时发光二极管D4发光，指示风扇被自动停止转动的状态，当需要再次启动风扇时，则按下复位开关SB1即可启动风扇再次转动。

本发明在具体使用时：

风扇在转动的过程中，由于人为的不小心或者物体的碰触使得风扇摔倒，如果风扇周围有人则异常摔倒的转动的风扇可能切伤人，如果风扇周围没有人则摔倒的转动的风扇因风的作用可能在扇叶中卷入地面上的物品，导致风扇电机的堵转甚至引起更为严重的事故，另外在移动风扇的过程中，通常需要关闭风扇，但是由于人的疏忽会存在不关闭风扇而移动风扇的事情发生，如手握转动的风扇的立杆而移动风扇，这是一种不安全的操作，存在误伤的风险，现有技术在风扇的安全使用上还有待提高；

按下开关按钮S1，风扇的电机M接通交流电源开始工作，交流电源为220V的市网电压，风扇开始转动，电源电路将交流电源记进行降压、整流、滤波、稳压后输出直流电分别传输至倾斜检测电路、控制电路、信号检测电路、限制电路，为它们提供直流电源；

如果风扇是静立安稳的，则倾斜检测电路输出的倾斜信号是低电平的，低电平的倾斜信号被传输至控制电路，控制电路中的三极管Q1是不导通的，三级管Q2导通，继电器K1得电，控制倾斜检测电路中的继电器K1的常开触点K1-1闭合，电源电流输出到倾斜检测电路中的直流电通过电阻R5为电容C1进行充电，电容C1进行快速的充电，电容C1的正极输出的探测信号为高电平，高电平的探测信号被传输至信号检测电路，信号检测电路中的差分电路输出低电平的触发信号到限制电路，限制电路不执行限制动作，蜂鸣器Bell不发出报警声，或者继电器K2不得电，继电器K2的常闭触点K2-1闭合，电机M转动，风扇正常转动；

如果转动的风扇摔倒或者在没有断开风扇电源的情况下移动风扇，则倾斜检测电路中的短路式探头的端口A和端口B短接，电容C1通过电阻R6进行放电，倾斜检测电路输出高电平的倾斜信号到控制电路，三极管Q1导通，三极管Q2不导通，继电器K1不得电，继电器K1的常开触点K1-1断开，直流电不为电容C1进行充电，电容C1通过电阻R6进行放电，电容C1的正极输出探测信号到信号检测电路，随着电容C1的放电，电容C1的电压在不断的下降，探测信号的电压值也在不断的下降；

所述信号检测电路接收倾斜检测电路输出的探测信号，随着探测信号的电压不断的下降，差分电路输出高电平的触发信号，触发信号被传输至限制电路；

所述限制电路中的双掷开关S2为单刀双掷开关，可人工控制器触点的接通方式，根据风扇的不同或者需求的不同可以选择不同的限制方式；

例如，一些不经常被移动的风扇，站立位置相对固定的风扇等，可以将双掷开关S1的触点2和触点1接通，晶闸管SCR1被高电平的触发信号触发导通，继电器K2得电，控制电源电路中的继电器K2的常闭触点K2-1断开，风扇的电机M停止转动，风扇停止工作，同时发光二极管D4点亮，表示风扇被自动的切断，防止突然异常摔倒的风扇有切伤人的风险，或者倒地的风扇因为没有及时的被人发现，由于风力的作用将地面的物品卷入风扇扇叶中，导致风扇堵转或者更为严重的事故发生；

又例如，家庭中被移动频率高的风扇，可以将双掷开关S2的端口2和端口3接通，当转动的风扇被人为移动时，三极管Q3导通，蜂鸣器Bell发出报警声，用来提示人在移动中需要断开风扇的电源，以免发生危险的事件，提示人在风扇转动的过程中，不要不关闭风扇就移动风扇，当人停止移动时，倾斜检测电路输出的探测信号为高电平，信号检测电路输出的触发信号为低电平，蜂鸣器便会停止鸣叫，或者，人听到报警声后将风扇的开关S1关掉，则报警声也会停止；

需要说明的是，本申请还有防止误触发功能，特别的当静立的安稳的放置的风扇，被人短时的误误触发了一下，使得风扇短时发生了摇晃后又稳定，则倾斜检测电路输出短时的高电平的倾斜信号后又输出低电平的倾斜信号，控制电路中的继电器K1短时失电后又得电，继电器K1的常开触点K1-1短时的断开后又闭合，电容C1的电压短时下降后又迅速升高，倾斜检测电路输出的探测信号短时下降后又升高，则信号检测电路保持输出低电平的触发信号，限制电路不会执行限制动作，不会切断风扇的电源，不会发出报警声，防止信号的误触发。

本发明所实现的有益效果为：

1 .在转动的风扇静立安稳时，限制电路不会执行限制动作，不会发出报警声，不会切断风扇转动；

在转动的风扇异常摔倒或者被移动时，本申请的倾斜检测电路检测风扇的倾斜状态，电容C1的正极输出低电平的倾斜信号到信号检测电路，信号检测电路输出高电平的触发信号，触发信号被传输至限制电路，限制电路执行限制动作，由蜂鸣器发出报警声或者直接切断风扇，使得风扇停止转动。

2 .本申请通过选择双掷开关S2的触点接通状态，可根据风扇的使用环境或者生活需要来选择限制电路执行不同的限制动作，在转动的风扇异常摔倒或者被移动时，若双掷开关S2的触点2和触点3接通，则限制电路发出报警声，人听见报警声后停止移动或者关闭风扇的电源，报警声停止，若双掷开关S2的触点2和触点3是接通的，则限制电路执行的限制动作是关闭风扇，使得风扇停止转动，防止转动的风扇在异常摔倒或者没有断电移动时，引发安全事故发生；

发光二极管D4点亮表示风扇被自动的切断电源，此时人工的按下按钮开关SB1则风扇会正常启动。

3 .本申请有防止信号误触发功能，由于人的不小心碰到风扇使得风扇发生短时的摇晃时，本申请的限制电路不会执行限制动作，防止信号的误触发，保证检测的精度。

本发明公布的一种用电设备安全限制装置，可以有效的解决现有技术存在的转动的风扇在异常摔倒或者没有断电移动时，可能会引发安全事故的问题。

Claims (1)

1.一种用电设备安全限制装置，其特征在于，所述限制装置包括依次连接的电源电路、控制电路、倾斜检测电路、信号检测电路、限制电路；

所述电源电路将接入的交流电源进行降压、整流、滤波、稳压后输出直流电分别传输至倾斜检测电路、控制电路、信号检测电路、限制电路，倾斜检测电路在受检测的设备倾斜时，输出倾斜信号到控制电路，控制电路接收到倾斜信号后，控制倾斜检测电路输出的探测信号的大小，倾斜检测电路输出的探测信号被传输至信号检测电路，信号检测电路对接收的探测信号进行检测，输出触发信号到限制电路，限制电路根据接收的触发信号的电平大小，在接收的触发信号是高电平时，执行限制动作；

所述电源电路包括开关S1，开关S1的一端分别连接继电器K2的常闭触点K2-1的一端、变压器T1的端口1，继电器K2的常闭触点K2-1的另一端连接电机M的一端，电机M的另一端连接变压器T1的端口2，变压器T1的端口2与开关S1的另一端之间连接交流电源，变压器T1的端口3连接整流桥BD1的端口1，变压器T1的端口4连接整流桥BD1的端口2，整流桥BD1的端口3分别连接电容C2的负极、稳压管D6的正极并连接地，整流桥BD1的端口4分别连接电容C2的正极、电阻R15的一端，电阻R15的另一端连接稳压管D6的负极；

所述倾斜检测电路包括继电器K1的常开触点K1-1，继电器K1的常开触点K1-1的一端连接电源电路中的稳压管D6的负极，继电器K1的常开触点K1-1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端分别连接电容C1的正极、短路式探头的端口A，电容C1的负极分别连接电阻R6的一端并连接地，电阻R6的另一端连接短路式探头的端口B；

所述控制电路包括电阻R1，电阻R1的一端分别连接继电器K1的一端、二极管D1的负极并连接电源电路中的稳压管D6的负极，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极连接地，三极管Q1的基极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接倾斜检测电路中的电阻R6的另一端，电阻R2的另一端连接稳压管D2的负极，稳压管D2的正极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极分别连接继电器K1的另一端、二极管D1的正极，三极管Q2的发射极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接地；

所述信号检测电路包括电阻R7，电阻R7的一端连接电源电路中的稳压管D6的负极，电阻R7的另一端分别连接电阻R10的一端、可变电阻R8的一端，可变电阻R8的另一端分别连接可变电阻R8的可调端、电阻R11的一端、稳压管D3的正极并连接地，电阻R10的另一端分别连接电阻R11的另一端、运放器AR1的同相输入端，电阻R9的一端连接倾斜检测电路中的电容C1的正极，电阻R9的另一端分别连接电阻R12的一端、运放器AR1的反相输入端，运放器AR1的输出端分别连接电阻R12的另一端、电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接稳压管D3的负极；

所述限制电路包括双掷开关S2，双掷开关S2的端口2连接信号检测电路中的稳压管D3的负极，双掷开关S2的端口1连接晶闸管SCR1的控制极，晶闸管SCR1的阴极连接地，晶闸管SCR1的阳极分别连接继电器K2的一端、二极管D5的正极、发光二极管D4的负极，继电器K2的另一端分别连接二极管D5的负极、电阻R14的一端、按钮开关SB1的一端，电阻R14的另一端连接发光二极管D4的正极，按钮开关SB1的另一端连接蜂鸣器Bell的一端并连接电源电路中的稳压管D6的负极，蜂鸣器Bell的另一端连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接地，三极管Q3的基极连接双掷开关S2的端口3。