CN105356143B - 一种智能插头、插座及其插接装置 - Google Patents

一种智能插头、插座及其插接装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能插头、插座及其插接装置，该智能插头包括插头本体，插头本体上设有插脚，插头本体内设有微处理器、恒压电源芯片、变压可调电源芯片和开关单元，插头本体的表面设有断电控制单元、压力传感单元和电磁铁，微处理器分别与变压可调电源芯片和开关单元、断电控制单元和压力传感单元相连接，变压可调电源芯片还经开关单元与电磁铁相连接，以及压力传感单元和电磁铁设置在插头本体上设有插脚的侧面上。本发明不易脱落，而在需要取下时，能去除吸合力后轻松取下，同时在插头本体松动时还能自动增强锁紧，在无法完成锁紧时及时发出警报，其避免了对使用者和连接设备产生危害，提高了安全性和可靠性。

Description

一种智能插头、插座及其插接装置
技术领域
本发明涉及电气设备中的插接装置技术领域，尤其涉及一种智能插头、插座及其插接装置。
背景技术
插头和插座是生活中常用的一种电器设备，但是在使用时，容易出现插头从插座中松动或脱落的可能性，而松动或脱落可能会导致输入电能不稳定，从而损坏设备或是给使用者带来危害。
目前，现有的技术一般使用机械结构来锁紧插头和插座，但是机械锁紧容易带来机械磨损，而且操作步骤繁杂，在插头有松动趋势时也不能自动增强锁紧力度，在插头发生松动后不能及时报警。
发明内容
本实用新型主要是解决现有技术中所存在的技术问题，本发明的第一目的在于提供一种智能插头，本发明的第二目的在于提供一种插座，本发明的第三目的在于提供一种插接装置。
为了实现本发明的第一目的，其主要采用的技术方案如下：
一种智能插头，包括插头本体，所述插头本体上设有插脚，所述插头本体内设有微处理器、恒压电源芯片、变压可调电源芯片和开关单元，所述插头本体的表面设有断电控制单元、压力传感单元和电磁铁，所述微处理器分别与变压可调电源芯片和开关单元、所述断电控制单元和压力传感单元相连接，所述恒压电源芯片用于为所述微处理器、断电控制单元和压力传感单元供电，所述变压可调电源芯片还经所述开关单元与所述电磁铁相连接，以及所述压力传感单元和所述电磁铁设置在所述插头本体上设有所述插脚的侧面上。
进一步地，所述插头本体内还设有降压变压器和整流桥单元，所述降压变压器的输入端与所述插头本体的供电电源相连接，其输出端经所述整流桥单元分别与所述恒压电源芯片和变压可调电源芯片相连接。
进一步地，所述开关单元为三极管，所述三极管的基极与所述微处理器相连接，其集电极与所述电磁铁相连接，其发射极与所述变压可调电源芯片相连接。
进一步地，所述插头本体上还设有一蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述微处理器相连接。
进一步地，所述断电控制单元为传感器或按键开关，且设置在所述插头本体的左右侧面上。
为了实现本发明的第二目的，其主要采用的技术方案如下：
一种与上述智能插头相配合的插座，包括插座本体，所述插座本体上设有一吸合金属片，所述吸合金属片的位置与所述电磁铁的位置相对应，所述压力传感单元(8)设置为：当插头***插座时位于插头本体和插座本体的抵接面区域内。
进一步地，所述插座本体上还设有两个对称分布的插孔，所述吸合金属片位于两个所述插孔的中间位置处。
为了实现本发明的第三目的，其主要采用的技术方案如下：
一种由上述插座组成的插接装置，其包括插头本体和插座本体，所述插头本体的插脚和所述插座本体的插孔相配合。
本发明的有益效果在于：在正常使用时，插头本体和插座本体通过电磁铁和吸合金属片的相互吸合使其不易脱落，而在需要取下时，微处理器能通过开关单元对电磁铁进行断电处理，去除吸合力后轻松取下，同时在插头本体松动时还能自动增强锁紧，在无法完成锁紧时及时发出警报，其避免了对使用者和连接设备产生危害，提高了安全性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的插接装置的结构示意图；
图2是本发明的插接装置的电路原理图；
图3是本发明的插接装置的控制方法的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本发明的智能插头，包括插头本体1，插头本体1上设有插脚15，插头本体1内设有微处理器3、恒压电源芯片4、变压可调电源芯片5和开关单元6，插头本体1的表面设有断电控制单元7、压力传感单元8和电磁铁9，微处理器3分别与变压可调电源芯片5和开关单元6、断电控制单元7和压力传感单元8相连接，恒压电源芯片4用于为微处理器3、断电控制单元7和压力传感单元8供电，变压可调电源芯片5还经开关单元6与电磁铁9相连接，以及压力传感单元8和电磁铁9设置在插头本体1上设有插脚15的侧面上。
具体的，插头本体1内还设有降压变压器11和整流桥单元12，降压变压器11的输入端与插头本体1的供电电源相连接，其输出端经整流桥单元12分别与恒压电源芯片4和变压可调电源芯片5相连接。在具体使用过程中，220V交流电进入插头本体1后分成两路，一路接家用电器的供电线路，另一路接入降压变压器11，之后再通过整流桥单元12分别与恒压电源芯片4和变压可调电源芯片5相连接，使之变成低压直流电，恒压电源芯片4给插头本体1内的各个器件(如微处理器3、断电控制单元7和压力传感单元8等)提供电源，变压可调电源芯片5主要用于控制调节电磁铁9的接入电压。
具体的，开关单元6为三极管，三极管的基极与微处理器3相连接，其集电极与电磁铁9相连接，其发射极与变压可调电源芯片5相连接。微处理器3可直接控制三极管的通断，变压可调电源芯片5通过改变其输出电压，调节电磁铁9的接入电压大小。
较佳的，插头本体1上还设有一蜂鸣器13，蜂鸣器13与微处理器3相连接，蜂鸣器13主要用于发出警报。断电控制单元7为传感器或按键开关，且设置在插头本体1的左右侧面上，这样方便了操作人员的触发和感应。
本发明还公开了一种与上述智能插头相配合的插座，包括插座本体2，插座本体2上设有一吸合金属片10，吸合金属片10的位置与电磁铁9的位置相对应，其中，吸合金属片10优选为铁片，铁片的形状为矩形或圆形等。为了方便电磁铁9与金属片10的吸合，使插头本体1和插座本体2的锁紧力更加均衡，插座本体2上还设有两个对称分布的插孔14，吸合金属片10位于两个插孔15的中间位置处。本发明还公开了一种由上述插座组成的插接装置，包括插头本体1和插座本体2，插头本体1的插脚15和插座本体2的插孔14相配合。
本发明在正常使用时，插头本体1和插座本体2通过电磁铁9和吸合金属片10的相互吸合使其不易脱落，而在需要取下时，即断电控制单元7被触发发出断电信号，微处理器3接收到断电信号后通过开关单元6对电磁铁9进行断电处理，去除吸合力后轻松取下，同时在插头本体1松动时还能自动增强锁紧，在无法完成锁紧时及时发出警报，其避免了对使用者和连接设备产生危害，提高了安全性和可靠性。
下面针对插接装置的电气接线关系及控制过程，来对本发明作进一步的介绍：
参阅图2所示，本发明的具体电气接线关系如下：
外部的供电电源与插头本体1内的降压变压器11(T1)的输入端相连接，降压变压器11(T1)的输出端与整流桥单元12相连接，经整流桥单元12的整流后，整流桥单元12的第1输出端分别与恒压电源芯片4的VIN脚、变压可调电源芯片5的VIN脚相连接，其第2输出端分别与恒压电源芯片4的GND脚、两个断电控制单元7的第2脚相连接，其第3输出端分别与变压可调电源芯片5的第2脚、电磁铁9的第2脚相连接；
恒压电源芯片4的VOUT脚分别与两个断电控制单元7的第3脚、压力传感单元8的第3脚、微处理器3的第1脚、蜂鸣器13的第1脚相连接，其中，蜂鸣器13的第2脚分别与两个断电控制单元7的第2脚、压力传感单元8的第2脚、微处理器3的第8脚相连接；
其中一个断电控制单元7的第1脚与微处理器3的第4脚(P02)相连接，另一个断电控制单元7的第1脚与微处理器3的第5脚(P03)相连接，压力传感单元8的第1脚与微处理器3的第6脚(P04)相连接。
开关单元6为三极管Q1，三极管Q1的基极与微处理器3的第3脚相连接，其集电极与电磁铁9的第1脚相连接，其发射极与变压可调电源芯片5的第3脚相连接，其中，变压可调电源芯片5的第4脚与微处理器3的第2脚相连接。
参阅图3所示，本发明的插接装置的控制过程如下：
第一步、将插头本体1***插座本体2以后，插头本体1左右侧面上的断电控制单元7检测插头本体1是否被人为触发，若是，则微处理器3控制开关单元6断电，若否，则执行步骤第二步；
第二步、压力传感单元8检测插头本体1和插座本体2之间的实时压力是否小于预设阈值，若是，则发出反馈信号至微处理器3，若否，则继续检测；
第三步、微处理器3接收到反馈信号后，控制变压可调电源芯片5提高输出电压；
第四步、微处理器3判断变压可调电源芯片5的输出电压是否至最大值，若是，则微处理器3控制蜂鸣器13报警；若否，则依次循环执行第二步和第三步。
本发明在正常使用时，插头本体1***到插座本体2中，插头本体1左右侧面上的断电控制单元7均未检测到人为触发的压力，此时断电控制单元7给予微处理器3的P02、P03端口均为默认反馈信号，微处理器3控制开关单元6导通，使得电磁铁9通电，对插座2中的吸合金属片10产生吸合力，使得插头本体1不容易从插座本体2中脱落下来。
而在步骤第一步中，在需要将插头本体1取下时，用手按住插头本体1的两面，此时断电控制单元7感受到人为触发压力，断电控制单元7给予微处理器3的P02、P03端口反馈信号电平发生变化；微处理器3通过对引脚的检测读取到压力的变化，同时控制开关单元6断开，使得电磁铁9与吸合金属片10之间失去吸合力，便可以轻易将插头本体1从插座本体2中拔出。
在第二步和第三步中，当插头本体1在正常通电使用的情况下有松动趋势时，压力传感单元8的压力小于预设阈值，微处理器3得到反馈信号控制变压可调电源芯片5的输出电压升高，以此来提升电磁铁9的吸合力度，从而达到增强锁紧防止脱落的目的。
在第四步中，当变压可调电源芯片5的输出电压已经升至最高，但压力传感单元8仍然检测到压力过小时，此时插头本体1脱落的风险已经无法避免，为了保证安全性和可靠性，微处理器3会控制蜂鸣器13发出警报声,以提醒使用者注意。
综上所述，本发明的优点在于:
1)、现有技术一般均通过机械结构实现锁紧，其部件在多次插拔后会出现不同程度的磨损，进而影响锁紧的效果，本发明采用电磁吸合，不存在物理磨损情况；
2)、现有技术在将插头从插座中取下时，需要通过一定的操作步骤使得机械结构发生移动才可解除锁定，本发明只需与普通插头同样的操作便可轻易取下，可以节省用户使用时的学习成本并降低使用难度；
3)、本发明在插头有松动趋势时可以自动调整锁紧强度以避免松动的发生；
4)、本发明在插头松动的风险无法避免时可以发出警报，以避免后续的危害发生；
5)、本发明在与智能插座、电力猫等设备结合时，可以共用一套供电***，并且由于这些设备均较重，使用普通插头时脱落的概率也较大，因此本发明的适用性较佳。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种智能插头，包括插头本体(1)，所述插头本体(1)上设有插脚(15)，其特征在于:所述插头本体(1)内设有微处理器(3)、恒压电源芯片(4)、变压可调电源芯片(5)和开关单元(6)，所述插头本体(1)的表面设有断电控制单元(7)、压力传感单元(8)和电磁铁(9)，所述微处理器(3)分别与变压可调电源芯片(5)和开关单元(6)、所述断电控制单元(7)和压力传感单元(8)相连接，所述恒压电源芯片(4)用于为所述微处理器(3)、断电控制单元(7)和压力传感单元(8)供电，所述变压可调电源芯片(5)还经所述开关单元(6)与所述电磁铁(9)相连接，以及所述压力传感单元(8)和所述电磁铁(9)设置在所述插头本体(1)上设有所述插脚(15)的侧面上。
2.如权利要求1所述的智能插头，其特征在于:所述插头本体(1)内还设有降压变压器(11)和整流桥单元(12)，所述降压变压器(11)的输入端与所述插头本体(1)的供电电源相连接，其输出端经所述整流桥单元(12)分别与所述恒压电源芯片(4)和变压可调电源芯片(5)相连接。
3.如权利要求2所述的智能插头，其特征在于:所述开关单元(6)为三极管，所述三极管的基极与所述微处理器(3)相连接，其集电极与所述电磁铁(9)相连接，其发射极与所述变压可调电源芯片(5)相连接。
4.如权利要求3所述的智能插头，其特征在于:所述插头本体(1)上还设有一蜂鸣器(13)，所述蜂鸣器(13)与所述微处理器(3)相连接。
5.如权利要求1所述的智能插头，其特征在于:所述断电控制单元(7)为传感器或按键开关，且设置在所述插头本体(1)的左右侧面上。
6.一种与权利要求1-5任一项所述的智能插头相配合的插座，包括插座本体(2)，其特征在于:所述插座本体(2)上设有一吸合金属片(10)，所述吸合金属片(10)的位置与所述电磁铁(9)的位置相对应，所述压力传感单元(8)设置为：当插头***插座时位于插头本体和插座本体的抵接面区域内。
7.如权利要求6所述的插座，其特征在于:所述插座本体(2)上还设有两个对称分布的插孔(14)，所述吸合金属片(10)位于两个所述插孔(14)的中间位置处。
8.一种由权利要求7所述的插座组成的插接装置，其特征在于:包括插头本体(1)和插座本体(2)，所述插头本体(1)的插脚(15)和所述插座本体(2)的插孔(14)相配合。
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