CN201656150U

CN201656150U - 一种压力控制式电源插座

Info

Publication number: CN201656150U
Application number: CN2010201635216U
Authority: CN
Inventors: 王长宝; 李晓玮
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-04-15

Abstract

本实用新型公布了一种压力控制式电源插座，由电源插头、插座主体、压力传递装置组成；插座主体包括压力检测控制单元、可控开关电路；电源插头通过连接线与插座主体的可控开关电路相连接；压力传递装置通过连接线与插座主体的压力检测控制单元相连接。使用时将压力传递装置于枕头下，通过传递人体头部压力控制切断插座的电源，解决了上床休息时实时自动切断电热毯的输入电源问题。本实用新型的一种压力控制式电源插座，为心脏病患者、中风病人、年老体弱者使用电热毯提供了方便，提高了电热毯使用的安全性和节能性。

Description

一种压力控制式电源插座

技术领域

本实用新型涉及电源插座技术领域，具体地涉及一种用于电热毯的电源插座。

背景技术

电热毯是冬季家庭理想的床上取暖用品，但是在通电的电热毯上睡觉会有感应电压作用于人体，这个电流虽微小，但对年老体弱者或心脏病患者有潜在危险，中风病人，特别是高龄老人，由于他们的皮肤对冷热感觉比较迟钝，电热毯过热，容易对身体造成危害；一般正常使用电热毯是：睡前电热毯通电加热，入睡时关掉电源；但由于人们时常上床后总忘记关掉电热毯电源，尤其是老人由于记性差，更容易上床后忘记关掉电热毯电源，而通宵使用，质量差的电热毯还容易引起火灾；目前虽然有专利为CN201271047Y的“压力传感电热毯”报导，其通过压力传感器解决的是上床休息时电热毯自动通电，起床时电热毯自动断电，但不能解决上床休息时电热毯实时自动断电问题，虽然改变其控制方法可以解决这一问题，但存在两大问题：一、压力传感器嵌入电热毯内布局麻烦，采用压力芯片或微动开关置于电热毯内由于被子的压力易产生误动作，对温度要求较高，同时睡觉时容易感觉床上有异物，且压力传感器损坏时维修困难；二、目前现有电热毯无法解决上床休息时电热毯实时自动断电问题；其实电热毯的使用众所周知：使用电热毯时是将电热毯的电源插头插入通有交流电源的插座，通过电热毯上电源开关打开和关闭电热毯电源，所以当电热毯上电源开关处于打开时，控制插有电热毯的电源插头的插座电源接通与切断，同样解决打开和关闭电热毯电源，但经查还没有产品或专利报导：专用于电热毯的电源插座，上床休息时实时自动切断电源的电源插座，实用于所有电热毯，从而达到实时自动切断电热毯电源的目的。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，针对电热毯使用提出一种压力控制式电源插座，其电源插座带有压力传递装置输入压力控制，使用时电热毯的电源插头插入压力控制式电源插座上插座的插孔，打开电热毯上电源开关，压力传递装置置于枕头下，压力传递装置的开关通过外部连接线与压力控制式电源插座的压力检测控制单元相连接，按启压力控制式电源插座上电源开启按键，插座接通电源，电热毯通电加热，当重力作用于枕头，枕头下压力传递装置的开关接通，传递压力信号至压力控制式电源插座中压力检测控制单元，输出脉冲至压力控制式电源插座中可控开关电路切断插座电源，电热毯断电。

本实用新型一种压力控制式电源插座由电源插头1、插座主体2、压力传递装置3组成，插座主体2的一端通过外部连接线与电源插头1连接，另一端通过外部连接线与压力传递装置3相连接；插座主体2包括压力检测控制单元101、可控开关电路201；所述的压力检测控制单元101包括第一指示灯4、关闭按键8、控制器12、蜂鸣器13；所述的可控开关电路201包括第二指示灯5、插座6、开启按键7、AC-DC电源转换电路9、上电自锁电路202、继电器J、第一电阻R1、第一电容C1；所述的上电自锁电路202包括D触发器10、光电耦合器11、三极管T、第二电阻R2至第五电阻R5、第二电容C2；所述的继电器J的两组常开触点开关的固定点c端、a端分别与外部引入的电源火线L、零线N相连接，继电器J的两组常开触点开关的动点d端、b端分别与AC-DC电源转换电路9的两输入端相连接，同时d端、b端分别与插座6的火线、零线相连接；所述的第一电阻R1串接第二指示灯5后两端分别接到插座6的火线和零线；所述的AC-DC电源转换电路9的直流电源输出端并接第一电容C1，其电源输出正极V+分别通过第三电阻R3、第四电阻R4引至D触发器10的清零端R、置位端S；所述的D触发器10的置位端S与第二电容C2的正极相连接；所述的第二电容C2的负极、D触发器10的输入端D和负极VSS、三极管T的发射极e同时与AC-DC电源转换电路9的电源输出负极V-相连接；所述的AC-DC电源转换电路9的电源输出正极V+连接有D触发器10的电源端VCC及第二电阻R2的一端；所述的第二电阻R2的另一端与光电耦合器11的输入a端相连接；所述的D触发器10的输出端Q串接第五电阻R5与三极管T的基极b相连接；所述的三极管T的集电极c与光电耦合器11的输入b端相连接；所述的D触发器10的时钟输入端CP与控制器12的输出端相连接；所述的控制器12的输入端分别连接有关闭按键8、压力传递装置3；所述的控制器12的输出端分别连接有第一指示灯4、蜂鸣器13；所述的继电器J线圈的一端与外部引入的电源火线L相连接，继电器J线圈的另一端与光电耦合器11输出端的一端相连接，光电耦合器11输出端的另一端与外部引入的电源零线N相连接；所述的开启按键7与光电耦合器11的输出端相并联；所述的压力检测控制单元101的工作电源由AC-DC电源转换电路9的电源输出提供；所述的第一指示灯4、第二指示灯5、插座6、开启按键7、关闭按键8设于插座主体2的表面。

以上所述控制器12用于对整个压力控制式电源插座的输入状态检测、判断、定时，完成相应执行任务，由单片机、程序存储器、数据存储器、定时器、输入接口、输出接口、输出推动电路构成。

以上所述压力传递装置3为通断式压力传递装置，由置于若干根弹簧连接的两块平板之间的机械触点开关构成，所述的机械触点开关的上、下触点对应安装在两块平板之间；所述的机械触点开关的上、下触点分别采用连接线的方式与插座主体2中压力检测控制单元101相连接；所述的两块平板以弹簧相互连接；所述的弹簧为压力弹簧，其压力可调节；所述的两块平板的各自平面略等于枕头放置的平面形状；所述的压力传递装置3放置于枕头下面，用于传递人体头部的压力至压力检测控制单元101中控制器12。

本实用新型一种压力控制式电源插座专用于电热毯，一、采用压力传递装置置于枕头下传递人体上床睡觉时头部的压力至电源插座中压力检测控制单元的控制器，解决了压力传感器嵌入电热毯内布局麻烦、电热毯内压力芯片或微动开关由于被子的压力产生误动作、睡觉时床上有异物感觉的问题；二、采用了压力检测控制单元的电源插座，与电热毯本身控制分开，解决了现有电热毯无法解决的上床休息时实时自动断电的问题。

当电热毯的电源插头插入压力控制式电源插座上插座的插孔，打开电热毯上电源开关，压力传递装置置于枕头下时，按启压力控制式电源插座上电源开启按键，插座接通电源，电热毯通电加热，上床睡觉时枕头下压力传递装置传递头部的压力至压力控制式电源插座自动切断通向电热毯的电源，为心脏病患者、中风病人、年老体弱者、特别是高龄老人冬天使用电热毯者提供了极大的使用方便，提高电热毯使用安全性和节省电力。

附图说明

图1为本发明的一种压力控制式电源插座的结构示意图；

图2为图1中插座主体2的电路连接原理框图；

图3为图1中压力传递装置3的结构示意图。

图中：1.电源插头，2.插座主体，3.压力传递装置，4.第一指示灯，5.第二指示灯，6.插座，7.开启按键，8.关闭按键，9.AC-DC电源转换电路，10.D触发器，11.光电耦合器，12.控制器，13.蜂鸣器，14.上平板，15.下平板，16.上触点，17.下触点，18.压力弹簧，101.压力检测控制单元，201.可控开关电路，202.上电自锁电路。

具体实施方式

如图1所示：一种压力控制式电源插座由电源插头1、插座主体2、压力传递装置3组成，插座主体2的一端通过外部连接线与电源插头1连接，另一端通过外部连接线与压力传递装置3相连接；所述的插座主体2的表面设有第一指示灯4、第二指示灯5、插座6、开启按键7、关闭按键8。

如图2所示：压力控制式电源插座的插座主体2的电路由压力检测控制单元101、可控开关电路201组成；所述的压力检测控制单元101由第一指示灯4、关闭按键8、控制器12、蜂鸣器13组成；所述的可控开关电路201由第二指示灯5、插座6、开启按键7、AC-DC电源转换电路9、上电自锁电路202、继电器J、第一电阻R1、第一电容C1组成；所述的上电自锁电路202由D触发器10、光电耦合器11、三极管T、第二电阻R2至第五电阻R5、第二电容C2组成；所述的继电器J的两组常开触点开关的固定点c端、a端分别与外部引入的电源火线L、零线N相连接，继电器J的两组常开触点开关的动点d端、b端分别与AC-DC电源转换电路9的两输入端相连接，同时d端、b端分别与插座6的火线、零线相连接；所述的第一电阻R1串接第二指示灯5后两端分别接到插座6的火线和零线；所述的AC-DC电源转换电路9的直流电源输出端并接第一电容C1，其电源输出正极V+分别通过第三电阻R3、第四电阻R4引至D触发器10的清零端R、置位端S；所述的D触发器10的置位端S与第二电容C2的正极相连接；所述的第二电容C2的负极、D触发器10的输入端D和负极VSS、三极管T的发射极e同时与AC-DC电源转换电路9的电源输出负极V-相连接；所述的AC-DC电源转换电路9的电源输出正极V+连接有D触发器10的电源端VCC及第二电阻R2的一端；所述的第二电阻R2的另一端与光电耦合器11的输入a端相连接；所述的D触发器10的输出端Q串接第五电阻R5与三极管T的基极b相连接；所述的三极管T的集电极c与光电耦合器11的输入b端相连接；所述的D触发器10的时钟输入端CP与控制器12的输出端相连接；所述的控制器12的输入端分别连接有关闭按键8、压力传递装置3；所述的控制器12的输出端分别连接有第一指示灯4、蜂鸣器13；所述的继电器J线圈的一端与外部引入的电源火线L相连接，继电器J线圈的另一端与光电耦合器11输出端的一端相连接，光电耦合器11输出端的另一端与外部引入的电源零线N相连接；所述的开启按键7与光电耦合器11的输出端相并联；所述的压力检测控制单元101的工作电源由AC-DC电源转换电路9的电源输出提供。

可控开关电路201用于完成插座6的电源接通与切断。

压力检测控制单元101的功能主要用于完成自动检测压力传递装置3的压力，输出脉冲控制可控开关电路201切断插座6的电源。

上电自锁电路202在按启开启按键7时控制继电器J吸合并锁定，当上电自锁电路202的时钟输入端CP有脉冲输入时，即上电自锁电路202中D触发器10的时钟输入端CP有脉冲输入时，控制继电器J释放。

电源插头1用于插入通有交流220伏电源的电源插头，通过外部连接线引交流电源至插座主体2中可控开关电路201的火线L、零线N。

如图3所示：压力传递装置3为通断式压力传递装置，平时上、下触点断开，当有重力作用于上面时上、下触点接通；压力传递装置3由上平板14、下平板15、上触点16、下触点17、压力弹簧18构成；所述的上平板14、下平板15的四边由压力弹簧相互连接；所述的上平板14、下平板15之间相互对应安装上触点16、下触点17；所述的触点16、下触点17分别采用连接线的方式与插座主体2中压力检测控制单元101的控制器12相连接；所述的压力弹簧18压力可调节；所述的两块平板的各自平面略等于枕头放置的平面形状；所述的上触点16、下触点17构成通断触点。

压力传递装置3放置于枕头下面，用于传递人体头部的压力至压力检测控制单元101中控制器12，判别人是否上床休息，当人上床睡觉时，在头部的压力下压力传递装置3的压力弹簧18缩短，上平板14向下平板15移动，上平板14上的上触点16与下触点17的触点接通，控制器12接收到上触点16与下触点17的触点接通信号，输出脉冲至可控开关电路201，切断插座6的电源；平时上触点16、下触点17处于断开状态，说明当人没有上床睡觉；弹簧压力调节要求是：放上枕头时使压力传递装置3的上触点16、下触点17的触点处于断开状态，当头部枕在枕头上时压力传递装置3的上触点16、下触点17的触点接通即可；弹簧压力调节方法：可根据枕头重量和头部压力的不同，调换满足压力要求的弹簧。

控制器12用于对整个压力控制式电源插座的输入状态检测、判断、定时，完成相应执行任务，由单片机、程序存储器、数据存储器、定时器、输入接口、输出接口、输出推动电路构成。

D触发器10的输出Q端通过三极管T控制光电耦合器11的输出导通与截止，当D触发器10输出Q端为“1”时，光电耦合器11的输出导通，当D触发器10的输Q端出为“0”时，光电耦合器11的输出截止。

D触发器10上电时，其输出Q端被置位，即Q端输出为“1”，控制光电耦合器11的输出导通并保持，当控制器12输出脉冲至D触发器10的时钟CP端，因D触发器10的数据输入端D与接地端VSS相连接，Q端输出为“0”，控制光电耦合器11的输出截止。

光电耦合器11为过零触发的光电耦合器，其输出与开启按键7并联，用于控制继电器J的吸合与释放；当光电耦合器11的输出导通或开启按键7闭合时，继电器J的线圈得电，其常开触点闭合，常闭触点断开；当光电耦合器11的输出截止和开启按键7断开同时存在时，继电器J的线圈不得电，其常开触点断开，常闭触点闭合。

D触发器10的清零端R、置位端S分别串接第三电阻R3、第四电阻R4与AC-DC电源转换电路9的电源输出正极V+相连接，D触发器10的置位端S同时串接第二电容C2至AC-DC电源转换电路9的电源输出负极V-；第二电容C2用于D触发器10上电时输出Q端置位；D触发器10的清零端R、置位端S为“0”有效，D触发器10上电时，在第二电容C2充电作用下，置位端S为“0”，D触发器10的输出Q端置位，即为“1”。

AC-DC电源转换电路9的电源输出正极V+、负极V-分别与D触发器10电源端VCC、接地端VSS相连接，为D触发器10提供工作电源。

AC-DC电源转换电路9的电源输出正极V+、负极V-引入电路101，供电路101内工作电源。

AC-DC电源转换电路9的电源输出正极V+经第四电阻R4给第二电容C2充电，充电结束，D触发器10的置位端S恢复为“1”。

在D触发器10的置位端S为“1”状态下，控制器12输出脉冲至D触发器10的时钟CP端的时钟才有效，Q端输出为“0”。

第二电阻R2用于光电耦合器11的输入端输入限流。

第五电阻R5用于D触发器10的输出Q端至三极管T的基极b的限流；三极管T用于驱动光电耦合器11，其极性为NPN。

继电器J的常开触点用于控制插座6及AC-DC电源转换电路9的输入电源接通与切断，当继电器J的线圈通电时，常开触点闭合，插座6及AC-DC电源转换电路9的输入电源接通，当继电器J的线圈不通电时，常开触点断开，插座6及AC-DC电源转换电路9的输入电源切断。

第一电阻R1串接第二指示灯5后两端分别接到插座6的火线和零线，第二指示灯5用于插座6通电时发光指示，也就是指继电器J的常开触点闭合时，第二指示灯5发光指示；第一电阻R1用于第二指示灯5限流。

插座6用于插入电热毯电源插头的插座。

AC-DC电源转换电路9是由整流、滤波、稳压组成的直流稳压电源，用于为插座主体2内所有电路提供所需直流电源。

第一电容C1用于AC-DC电源转换电路9的电源输出能量存储，当AC-DC电源转换电路9的输入电源被切断时，控制器12停止工作滞后于插座6的电源切断。

第一指示灯4用于电源插座正常工作指示。

当控制器12接通电源工作时，初始化，并开始定时，点亮第一指示灯4，蜂鸣器13不发出声响。

控制器12开始工作到点亮第一指示灯4的时间大于上电到光电耦合器11导通的时间，即在光电耦合器11导通后点亮第一指示灯4。

开启按键7用于开启压力控制式电源插座的插座6和AC-DC电源转换电路9的输入电源接通，其为常开点触开关，按启开启按键7，继电器J的线圈得电，其常开触点闭合，插座6及AC-DC电源转换电路9的输入电源接通，D触发器10的输出Q端被置位，控制光电耦合器11的输出导通并保持，控制器12开始工作，初始化，并开始定时，点亮第一指示灯4，蜂鸣器13不发出声响；当第一指示灯4被点亮时，松开开启按键7。

蜂鸣器13用于控制器12当输出脉冲至D触发器10的时钟CP端时发出声响，当控制器12输出声音至蜂鸣器13发出声响，延时2秒输出脉冲至D触发器10的时钟CP端时，蜂鸣器13发出响声直到控制器12失去工作电源，即直到AC-DC电源转换电路9的输出或第一电容C1的能量存储不能为控制器12提供正常工作电压为止；当电源真正被切断，即AC-DC电源转换电路9没有电压输出，只有第一电容C1为控制器12提供工作电压，因第一电容C1的能量存储有限，所以几秒后控制器12停止工作，蜂鸣器13响声停止；当电源不能正常被切断，即AC-DC电源转换电路9一直有电压输出，控制器12永远处于工作状态，蜂鸣器13响声永不停止。

当插座主体2中控制器12的定时小于1小时，当压力传递装置3的触点接通或按启压力控制式电源插座上关闭按键8，控制器12接收到压力传递装置3的触点接通信号或关闭按键8的信号，控制器12停止定时、输出声音信号至蜂鸣器13发出声响、延时2秒输出脉冲至D触发器10的时钟CP端；D触发器10的时钟CP端在脉冲作用下，Q端出为“0”，通过三极管T控制光电耦合器11的输出截止，继电器J的线圈不得电，常开触点释放断开，切断插座6的电源和AC-DC电源转换电路9的输入电源。

当插座主体2中控制器12的定时达到1小时，控制器12自动输出声音信号至蜂鸣器13发出声响、延时2秒输出脉冲至D触发器10的时钟CP端；D触发器10的时钟CP端在脉冲作用下，Q端出为“0”，通过三极管T控制光电耦合器11的输出截止，继电器J的线圈不得电，常开触点释放断开，切断插座6的电源和AC-DC电源转换电路9的输入电源。

关闭按键8为点触按键，当用开启按键7接通了插座6的电源，1小时内又不想上床休息，按启关闭按键8切断插座6的电源。

按启插座主体2上关闭按键8，控制器12接收到关闭按键8的信号，输出声音信号至蜂鸣器13发出声响，延时2秒输出脉冲至D触发器10的时钟CP端；D触发器10的时钟CP端在脉冲作用下，Q端出为“0”，通过三极管T控制光电耦合器11的输出截止，继电器J的线圈不得电，常开触点释放断开，切断插座6的电源和AC-DC电源转换电路9的输入电源。

控制器12接收到压力传递装置3的触点接通信号时，说明人上床休息，输出声音信号至蜂鸣器13发出声响，延时2秒输出脉冲至D触发器10的时钟CP端；D触发器10的时钟CP端在脉冲作用下，Q端出为“0”，通过三极管T控制光电耦合器11的输出截止，继电器J的线圈不得电，常开触点释放断开，切断插座6的电源和AC-DC电源转换电路9的输入电源。

压力控制式电源插座的电源插头插入通有交流220伏的电源，压力传递装置3置于枕头下，电热毯的电源插头插入到压力控制式电源插座上插座的插孔，打开电热毯上电源开关，按启压力控制式电源插座上的开启按键，电热毯得电、压力控制式电源插座中控制器工作并定时1小时，当1小时内有压力传递装置3的触点接通信号或按启压力控制式电源插座上关闭按键，切断压力控制式电源插座上的插座电源，否则1小时后控制器自动切断压力控制式电源插座上的插座电源；控制切断压力控制式电源插座上的插座电源时，当蜂鸣器在短暂的时间内发出声响，说明插座电源真正被切断；当蜂鸣器一直发出声响，说明插座电源没有被切断，此时说明压力控制式电源插座有故障，查修压力控制式电源插座，将压力控制式电源插座的电源插头从通有交流220伏的电源上拨出。

Claims

1.一种压力控制式电源插座，其特征在于，由电源插头(1)、插座主体(2)、压力传递装置(3)组成，所述插座主体(2)还包括压力检测控制单元(101)、可控开关电路(201)；所述的电源插头(1)通过外部连接线与插座主体(2)的可控开关电路(201)相连接；所述的压力传递装置(3)通过外部连接线与插座主体(2)的压力检测控制单元(101)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种压力控制式电源插座，其特征在于，所述的压力传递装置(3)包括上平板(14)、下平板(15)、上触点(16)、下触点(17)、压力弹簧(18)；其中，所述的上平板(14)、下平板(15)由压力弹簧相互连接；所述的上平板(14)、下平板(15)之间相互对应安装上触点(16)、下触点(17)；所述的上触点(16)、下触点(17)分别采用连接线的方式与插座主体(2)中压力检测控制单元(101)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种压力控制式电源插座，其特征在于，所述的压力弹簧(18)为至少4根。

4.根据权利要求2或3所述的一种压力控制式电源插座，其特征在于，所述的压力弹簧(18)压力为可调。