CN212462273U - 电插座 - Google Patents

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Abstract

一种电插座，包括插座体、负载端子、线路端子、传感器以及控制器。插座体配置为电连接到外部负载。负载端子电连接到插座体，并且线路端子电连接到线路并配置为接收线路电力。传感器配置为感测插座的温度。控制器具有电子处理器和存储器。控制器配置为接收插座的温度，将温度与阈值进行比较，以及响应于温度超过阈值而输出指示。

Description

电插座
相关申请
本申请要求于2017年9月28日提交的美国临时专利申请第62/564,623 号的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
实施例涉及电插座。
发明内容
电插座(诸如接地故障电路断流器(GFCI)插座)配置为通过插座体向外部负载提供电力。
实施例提供了一种电插座，包括插座体、负载端子、线路端子、传感器以及控制器。所述插座体配置为电连接到外部负载。所述负载端子电连接到所述插座体，并且所述线路端子电连接到线路并配置为接收线路电力。所述传感器配置为感测所述插座的温度。所述控制器具有电子处理器和存储器。所述控制器配置为接收所述插座的所述温度，将所述温度与阈值进行比较，以及响应于所述温度超过所述阈值而输出指示。
其它实施例提供了一种监测电插座的方法。所述方法包括通过传感器感测所述插座的温度，以及通过控制器将所述插座的所述温度与阈值进行比较。所述方法进一步包括响应于所述插座的所述温度超过所述阈值，从所述控制器输出指示。
通过考虑具体实施方式和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。
附图说明
图1是根据一些实施例的电插座的透视图。
图2是根据一些实施例的图1的电插座的部分展示图。
图3是根据一些实施例的图1的电插座的部分展示图。
图4是根据一些实施例的图1的电插座的螺钉插座的剖视图。
图5是根据一些实施例的图1的电插座的控制系统的框图。
图6是示出根据一些实施例的图1的电插座的操作的流程图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践或实施。
为了便于描述，通过每个零部件的单个示例示出了本文提出的一些或全部示例系统。一些示例可能没有描述或说明系统的所有部件。其它示例实施例可以包括更多或更少的每个所示部件，可以组合一些部件，或者可以包括附加或替代部件。
图1示出了根据本发明一个实施例的插座10的透视图。插座10配置为当电联结到外部负载(例如，图5的外部设备230)时向外部电负载/设备(未示出)提供电力。在一些实施例中，插座10是接地故障电路断流器(GFCI) 设备。在一些实施例中，插座10配置为提供120伏交流电和/或220伏交流电。在一些实施例中，插座10可以包括标准交流(AC)插座和/或通用串行总线(USB)插座体或其它直流(DC)插座体。
插座10包括前盖或插座面12，该前盖或插座面具有带相位开口16、中性开口18以及接地开口20的双插座体面14。面14进一步具有容纳RESET 按钮24的开口22、容纳TEST按钮28的相邻开口26以及六个相应的圆形开口30-35。在一些实施例中，开口30和33容纳两个相应的指示器，诸如但不限于各种彩色发光二极管(LED)(未示出)。在一些实施例中，开口32 和34容纳相应的高亮LED，例如用作夜灯，或者如下面更详细解释的，用作插座10故障的指示。在一些实施例中，开口31容纳例如用于控制夜灯LED 的光电导光电池。在一些实施例中，开口35允许使用定位螺钉，以根据该实施例以及其它实施例来调节光电池设备或蜂鸣器(例如，下文更详细描述的蜂鸣器605)。在一些实施例中，前盖12可以仅包括插座体开口。
在所示的实施例中，插座10进一步包括通过八个紧固件38(图1中示出了四个紧固件38，而其它四个紧固件38被遮挡)固定到前盖12的后盖36。在一些实施例中，紧固件38包括在前盖12上的带齿柱50和在后盖36 上的相应弹性箍52，类似于美国专利第6,398,594号中详细描述的，该专利的全部内容通过引用所教导的全部并入本文。接地轭/桥组件40包括从插座 10的端部突出的标准安装耳42。
后盖36包括配置为接收线路螺钉62的线路螺钉插座60和配置为接收中性螺钉66的中性螺钉插座64。在一些实施例中，后盖36进一步包括接地螺钉插座和接地螺钉。在操作中，线路或活线可以通过线路螺钉62电联结到插座10，而中性线路可以通过中性螺钉66电联结到插座10。另外，插座 10可以通过接地螺钉电接地。在一些实施例中，后盖36可以包括附加的线路螺钉插座、线路螺钉、中性螺钉插座以及中性螺钉。
图2示出了插座10的透视图，其中移除了前盖12以露出复式接头126。复式接头126为印刷电路板390和轭/桥组件40提供支撑。根据一个实施例，复式接头126包括四个楔形榫连接件130，该四个楔形榫连接件沿着后盖36 的上边缘与相应的空腔132配合。一个楔形榫-空腔对分别设置在复式接头 126和后盖36的四个侧面中的每个上。
图3是根据一些实施例的核心组件80的侧视图。核心组件80包括电路板，诸如支撑插座10的大部分工作部件(包括控制系统200(图4))的印刷电路板(PCB)82。线路触点臂94、96穿过变压器425、430，其间有绝缘隔板97。线路触点臂94、96为悬臂式，其各自的远端载有相位线路触点102和中性线路触点104。负载触点臂98、100也为悬臂式，其各自的远端载有相位负载触点101和中性负载触点103。悬臂式触点臂的弹性使线路触点102、104和负载触点101、103彼此远离。负载触点臂98、100搁置在可移动触点滑座106上，该可移动触点滑座由绝缘(优选地，热塑性)材料制成。
图4示出了根据一些实施例的线路螺钉插座60的剖视图。在一些实施例中，中性螺钉插座64和接地螺钉插座类似于线路螺钉插座60。在所示的实施例中，线路螺钉插座60包括传感器探头150。传感器探头150可以配置为接收传感器155。传感器155配置为感测插座10的一个或多个特性。例如，在一些实施例中，传感器155是温度传感器，诸如但不限于热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热敏电阻(例如负温度系数(NTC)热敏电阻)以及基于半导体的温度传感器。传感器155配置为感测插座60和/或位于插座60内的螺钉62的温度。
在一些实施例中，插座10包括附加传感器。例如，在一些实施例中，核心组件80(图1-3)进一步包括一个或多个附加传感器120。传感器120 配置为感测插座10的一个或多个特性。例如，在一些实施例中，传感器120 是温度传感器，该温度传感器配置为感测插座10在各个位置处的温度。例如，在所示的实施例中，传感器120a可配置为感测线路触点臂94的温度，传感器120b可配置为感测线路触点臂94的温度，传感器120c可配置为感测负载触点臂98的温度，并且传感器120d可配置为感测负载触点臂100的温度。
图5是示出控制系统200的框图。控制系统200包括控制器205。控制器205电连接和/或通信连接到插座10的各种模块或部件。例如，控制器205 连接到传感器155、附加传感器120、用户界面210以及输入/输出(I/O)模块215。
在一些实施例中，控制器205包括向控制器205和/或插座10内的部件和模块提供电力、操作控制以及保护的多个电气和电子部件。例如，除其它外，控制器205包括电子处理器220(例如，微处理器或另一种合适的可编程设备)和存储器225。在一些实施例中，控制器205和控制系统200的部件中的一个或多个(特别是附加传感器120和用户界面210中的一个或多个) 可以集成在插座10中或者定位在插座10的外部(例如，部件可以集成到单独的电子设备中，诸如外部设备230)。
存储器225包括例如程序存储区和数据存储区。程序存储区和数据存储区可以包括不同类型存储器(诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器 (RAM))的组合。可以使用各种非暂时性计算机可读介质，例如磁、光、物理或电子存储器。电子处理器220通信联结到存储器225，并且执行存储在存储器225中或者存储在诸如另一存储器或盘之类的另一非暂时性计算机可读介质上的软件指令。软件可以包括一个或多个应用程序、程序数据、滤波器、规则、一个或多个程序模块以及其它可执行指令。如下面更详细解释的，电子处理器220存储越限事件。电子处理器220可以存储阈值的类型(例如，温度、电等)、事件的时间以及信号所源于的特定传感器。
用户界面210配置为输出关于插座10的信息。在一些实施例中，用户界面210包括位于开口30和33中的指示器(例如，LED)。在一些实施例中，用户界面可以包括附加指示器，诸如但不限于嵌入前盖12中的指示器。在再一实施例中，用户界面210可以包括显示器(例如，主显示器、副显示器等)和输入设备，诸如触摸屏显示器、多个旋钮、拨号盘、开关、按钮等。显示器例如是液晶显示器(“LCD”)、发光二极管(“LED”)显示器、有机 LED(“OLED”)显示器、电致发光显示器(“ELD”)、表面传导电子发射显示器(“SED”)、场发射显示器(“FED”)、薄膜晶体管(“TFT”)LCD等。
I/O模块215配置为提供插座10和外部设备230(例如，其它插座、电气设备、外部计算机、智能电话、平板电脑、服务器等)之间的通信。在这样的实施例中，插座10可以通过网络235与一个或多个外部设备通信。网络235例如是广域网(WAN)(例如，因特网、基于TCP/IP的网络、蜂窝网络，诸如例如全球移动通信系统[GSM]网络、通用分组无线业务[GPRS]网络、码分多址[CDMA]网络、演进数据优化[EV-DO]网络、增强型数据速率GSM 演进[EDGE]网络、3GSM网络、4GSM网络、数字增强型无绳电信[DECT] 网络、数字AMPS[IS-136/TDMA]网络或者集成数字增强网络[iDEN]等)。在其它实施例中，网络例如是采用各种通信协议(诸如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee 等)中的任何一种的局域网(LAN)、邻域网(NAN)、家域网(HAN)或个域网(PAN)。在再一实施例中，网络包括广域网(WAN)、局域网(LAN)、邻域网(NAN)、家域网(HAN)或个域网(PAN)中的一个或多个。在一些实施例中，外部设备230可以是电联结到插座10以接收电力的外部负载。
电子处理器220通信联结到存储器225、传感器155、附加传感器120、用户界面210以及输入/输出(I/O)模块215。在操作中，控制器205从传感器120和/或传感器155接收一个或多个信号。在一些实施例中，一个或多个信号可以对应于在插座10的各个位置处的一个或多个温度。控制器205将一个或多个信号与一个或多个阈值进行比较。在一些实施例中，阈值可以基于查找表、算法和/或模糊逻辑来确定。例如，在一些实施例中，基于联结到插座10的外部负载的特性(例如，基于外部负载的电负载)来动态计算阈值。另外，在一些实施例中，阈值可以是用户设定的(例如，通过用户界面 210)和/或基于插座10的先前感测到的特性来确定的。
如果一个或多个信号超过一个或多个阈值，控制器205输出指示。在一些实施例中，指示被输出到用户界面210。在这样的实施例中，当一个或多个信号超过一个或多个阈值时，用户界面210可以从第一颜色(例如，绿色) 变为第二颜色(例如，红色)。在一些实施例中，指示被输出到外部设备230。在一些实施例中，超过一个或多个阈值的一个或多个信号可以指示插座10 的问题。问题可以是例如接线不良、插座10过载和/或端子受压或磨损。
图6是示出根据一些实施例的插座10的过程或操作300的流程图。应当理解，过程300中公开的步骤的顺序可以变化。附加步骤也可以添加到控制序列中，并且不是所有的步骤都是必需的。还应当理解，无论插座10是否正在向外部负载供电，都可以执行过程300。传感器(例如，传感器120 和/或传感器155)感测插座10的特性(例如，温度、电压、电流、湿度等) (框305)。控制器205接收指示感测到的特性的信号，并将信号与阈值进行比较(框310)。控制器205确定信号是否已超过阈值(框315)。如果信号没有超过阈值，过程300循环回到框305。
当信号已超过阈值时，控制器205输出指示(框320)。如上所述，指示可以被输出到用户界面210和/或外部设备230。过程300然后可以循环回到框305。在一些实施例中，控制器205可以进一步配置为基于来自某些传感器120和/或传感器155的信号的越限的组合和/或顺序来提供特定指示。例如，电压阈值的越限和温度阈值的越限可以指示插座10内的电子部件(例如继电器(未示出))的故障。特定指示可以是LED中的一个或多个的特定颜色、LED中的一个或多个的闪烁速率、用户界面210和/或通过网络235 联结到插座10的外部通信设备(例如，外部设备230)的显示器上的警报等中的一个或多个。在一些实施例中，控制器205配置为(当外部负载联结到插座10时)向外部负载发送命令信号，以停止充电/供电和/或关闭外部设备。在进一步的实施例中，控制器205可以配置为中断对外部负载的供电。控制器205可以将越限事件存储在存储器225内。
因此，除其它外，本发明提供了一种用于感测插座的一个或多个温度的系统和方法。在下面的权利要求书中阐述了本发明的各种特征和优点。
在前述说明书和附图中，描述和示出了一个或多个实施例。这些实施例不限于本文提供的具体细节，而是可以以各种方式修改。此外，可以存在本文未描述的其它实施例。然而，本领域的普通技术人员意识到，在不脱离如以下权利要求所述的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和该变。因此，说明书和附图应被视为说明性的，而不是限制性的，并且所有此类修改都旨在包括在本教导的范围内。而且，本文描述为由一个部件执行的功能可以由多个部件以分布式方式执行。同样，由多个部件执行的功能可以被合并，并由单个部件执行。类似地，被描述为执行特定功能的部件也可以执行本文未描述的附加功能。例如，以某种方式“配置”的设备或结构至少以该方式配置，但是也可以以未列出的方式配置。此外，本文描述的一些实施例可以包括一个或多个电子处理器，该一个或多个电子处理器配置为通过执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令来执行所描述的功能。类似地，本文描述的实施例可以被实现为存储可由一个或多个电子处理器执行以执行所描述的功能的指令的非暂时性计算机可读介质。
然而，益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何元素不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征。本发明仅通过所附权利要求书限定，该权利要求书包括在本申请未决期间进行的任何修改以及所发布的那些权利要求的所有等同物。
此外，在本文件中，关系术语(诸如第一和第二、顶部和底部等)仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“含有(contains)”、“含有(containing)”或其任何其它变型旨在覆盖非排他性的包括，使得包含、具有、包括、含有一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，还可以包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或装置固有的其它元素。在没有更多限制的情况下，以“包含……”、“具有……”、“包括……”、“含有……”开头的元素并不排除在包含、具有、包括、含有该元素的过程、方法、物品或装置中存在附加的相同元素。除非本文另有明确说明，否则术语“一(a)”和“一个(an)”被定义为一个或多个。术语“基本上”、“本质上”、“大约”、“约”或其任何其它版本被定义为接近本领域普通技术人员所理解的，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％之内，在另一个实施例中为在5％之内，在另一个实施例中为在1％之内，并且在另一个实施例中为在0.5％之内。术语“连接”和“联结”在广泛的意义上使用，并且涵盖直接和间接的连接和联结。进一步地，“连接”和“联结”不限于物理或机械连接或联结并且可以包括电气连接或联结，无论是直接的还是间接的。以某种方式“配置”的设备或结构至少以该方式配置，但是也可以以未列出的方式配置。
将理解的是，一些实施例可以由一个或多个通用或专用处理器(或“处理设备”)(诸如微处理器、数字信号处理器、定制处理器以及现场可编程门阵列(FPGA))和唯一存储的程序指令(包括软件和固件两者)构成，该唯一存储的程序指令控制一个或多个处理器，以结合某些非处理器电路实现本文描述的方法和/或装置的一些、大多数或全部功能。另选地，一些或全部功能可以通过没有存储程序指令的状态机来实现，或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现，其中每个功能或某些功能的一些组合被实现为定制逻辑。当然，可以使用两种方法的组合。
说明书摘要被提供以允许读者快速确定本技术公开的性质。在提交时应理解，其不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在前面的具体实施方式中，可以看出，出于简化本公开的目的，各种特征在各种实施例中被组合在一起。本公开的方法不应被解释为反映如下意图：所要求保护的实施例需要比每个权利要求中明确叙述的特征更多的特征。相反，如以下权利要求书所反映的，本发明主题在于少于单个公开的实施例的所有特征。因此，以下权利要求书由此被并入到具体实施方式中，其中每个权利要求本身作为单独的所要求保护的主题。

Claims (10)

1.一种电插座，其特征在于，所述电插座包含：
插座体，配置为电连接到外部负载；
负载端子，电连接到所述插座体；
线路端子，电连接到线路并配置为接收线路电力；
线路螺钉插座，配置为接收线路螺钉，所述线路螺钉配置为将所述线路端子电连接到所述线路；传感器，配置为感测所述线路螺钉插座的温度；以及
控制器，具有电子处理器和存储器，所述控制器配置为
接收所述线路螺钉插座的所述温度，
将所述温度与阈值进行比较，以及
响应于所述温度超过所述阈值而输出指示。
2.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于，所述电插座包括一或多个附加传感器，所述附加传感器配置为感测从由所述负载端子的温度、所述线路端子的温度以及所述插座体的温度组成的群组中选择的至少一个。
3.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于，所述线路螺钉插座进一步包含：
传感器探头，配置为接收所述传感器。
4.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于，所述线路螺钉插座的所述温度是由所述线路螺钉插座接收的所述线路螺钉的温度。
5.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于，所述电插座进一步包含：
中性螺钉插座，配置为接收中性螺钉，所述中性螺钉配置为将所述插座电连接到中性线路。
6.根据权利要求5所述的电插座，其特征在于，所述中性螺钉插座的所述温度是由所述中性螺钉插座接收的所述中性螺钉的温度。
7.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于，所述电插座进一步包含指示器。
8.根据权利要求7所述的电插座，其特征在于，所述指示器位于插座面。
9.根据权利要求7所述的电插座，其特征在于，响应于所述温度超过所述阈值的指示通过所述指示器被输出给用户。
10.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于，响应于所述温度超过所述阈值的指示被输出到外部设备。
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