防倾倒开关及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种防倾倒开关及电子设备。


背景技术：

2.目前大功率的电子设备在生活中应用越来越多，随之而来的就是用电安全问题，尤其是大功率的电器设备等。在使用过程中倾倒时，如果不及时断电会导致漏电、引起火灾等风险。相关的防倾倒开关灵敏度不高，且容易受到外部环境的干扰。


技术实现要素：

3.本技术提供一种灵敏度高的防倾倒开关及电子设备。
4.本技术提供一种防倾倒开关，用于控制电源开关的通断，包括：
5.壳体，包括收容腔体；
6.容器，设于所述收容腔体内，所述容器内设有磁流体；
7.多个电磁线圈，设于所述收容腔体内，并位于所述容器的周侧；所述电磁线圈通电时产生磁场，并在所述磁流体移动时输出相应的电信号；及
8.控制器，设于所述收容腔体内；所述控制器包括检测端口和第一控制端口，所述检测端口电连接所述电磁线圈，所述第一控制端口电连接所述电源开关；所述控制器通过所述检测端口检测所述电磁线圈输出的电信号，并根据所述电信号通过所述第一控制端口控制所述电源开关的通断。
9.可选的，所述控制器还包括采集端口，所述采集端口电连接所述电磁线圈；所述控制器通过所述采集端口采集所述电磁线圈输出的电信号在单位时间内的波动次数，并在所述波动次数达到阈值时，通过所述第一控制端口控制所述电源开关断开。
10.可选的，所述防倾倒开关还包括预警装置，设于所述收容腔体内；所述控制器包括第二控制端口，电连接所述预警装置；所述控制器通过所述检测端口检测所述电磁线圈输出的电信号，并在所述电信号表示所述磁流体移动或所述电磁线圈输出的电信号在单位时间内的波动次数达到阈值时，所述控制器通过所述第二控制端口控制所述预警装置发出预警信息。
11.可选的，所述防倾倒开关还包括备用电源，设于所述收容腔体内，并与所述电磁线圈、所述控制器电连接，所述备用电源用以给所述电磁线圈和所述控制器供电。
12.可选的，所述电磁线圈包括第一电源端，所述控制器包括第二电源端，所述第一电源端与所述第二电源端电连接外部电源，所述外部电源用以给所述第一电源端和所述第二电源端供电。
13.可选的，所述磁流体的填充量小于所述容器的容量。
14.可选的，所述磁流体的填充量为所述容器的容量的1/3～1/2。
15.可选的，所述容器包括密封容器。
16.可选的，所述容器包括非导磁材料容器。
17.本技术还提供一种电子设备，包括：
18.电源开关；及
19.上述任一项所述的防倾倒开关，所述防倾倒开关的控制器与所述电源开关电连接。
20.可选的，所述电子设备包括设备本体，所述防倾倒开关设于所述设备本体的底部。
21.可选的，所述电子设备包括电器设备、预警设备和计量设备中的其中一者。
22.本技术实施例的防倾倒开关及电子设备，通过设于容器内的磁流体、设于容器周侧的电磁线圈及与电磁线圈的控制器，电磁线圈通电时产生磁场，并在磁流体移动时输出相应的电信号，控制器根据电磁线圈输出的电信号控制电源开关的通断。与相关技术相比，防倾倒开关不易受外界的干扰，灵敏度高，且安全性更高。
附图说明
23.图1所示为本技术的电子设备的一个实施例的结构示意图。
24.图2所示为图1所示的电子设备的倾斜状态的结构示意图。
25.图3所示为本技术的防倾倒开关的一个实施例的结构示意图。
26.图4所示为图3所示的防倾倒开关的倾斜状态的结构示意图。
27.图5所示为图3所示的防倾倒开关的电路原理框图。
具体实施方式
28.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
29.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
30.本技术实施例的防倾倒开关用于控制电源开关的通断。防倾倒开关包括壳体、容器、电磁线圈及控制器。壳体包括收容腔体，容器、电磁线圈和控制器均设于收容腔体内。容器内设有磁流体。多个电磁线圈位于容器的周侧，电磁线圈通电时产生磁场，并在磁流体移动时输出相应的电信号。控制器包括检测端口和第一控制端口，检测端口电连接电磁线圈，第一控制端口电连接电源开关；控制器通过检测端口检测电磁线圈输出的电信号，并根据
电信号通过第一控制端口控制电源开关的通断。
31.本技术实施例的防倾倒开关及电子设备，通过设于容器内的磁流体、设于容器周侧的电磁线圈及与电磁线圈的控制器，电磁线圈通电时产生磁场，并在磁流体移动时输出相应的电信号，控制器根据电磁线圈输出的电信号控制电源开关的通断。与相关技术相比，本防倾倒开关不易受外界的干扰，灵敏度高，且安全性更高。
32.本技术提供一种防倾倒开关及电子设备。下面参见附图，对本技术的防倾倒开关及电子设备进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
33.图1所示为本技术的电子设备的一个实施例的结构示意图。图2所示为图1所示的电子设备的倾斜状态的结构示意图。结合图1和图2所示，电子设备10包括设备本体11、电源开关12和防倾倒开关20。其中，电源开关12设于设备本体11内，用以控制设备本体11与电源(未图示)的通断。防倾倒开关20设于设备本体11的底部。防倾倒开关20用以检测设备本体11的放置状态是否放置正常并输出相应的控制信号，来控制电源开关12的通断，从而来控制设备本体11与电源的通断。通过在设备本体11内设置防倾倒开关20，可检测设备本体11的放置状态，提供安全性。
34.在本实施例中，将防倾倒开关20设于设备本体11的底部。防倾倒开关20更贴近于地面，其检测到设备本体11的放置状态改变时，基本确定设备本体11已发生倾斜，如此使得检测更准确，避免出现因晃动而发生误判的情况。
35.在一些实施例中，电源开关12可以是单刀单掷开关或继电器。在其他一些实施例中，电源开关12也可以是其他开关组件。
36.在一些实施例中，电子设备10包括电器设备、预警设备和计量设备中的其中一者。在一些实施例中，电子设备10包括电器设备。电器设备可以是室内加热器或挂烫机或电风扇等电器设备，但不仅限于此。在其他一些实施例中，电子设备10包括对物体放置状态及其敏感度有要求的预警设备。在另一些实施例中，电子设备10包括计算物体或结构的放置状态是否发生改变及改变多少的计量设备。
37.以上电子设备10内均设有设备本体11、电源开关12和防倾倒开关20。通过设置防倾倒开关20，可保证在设备本体11发生倾斜时，能够及时调整设备本体11的放置状态或及时关断电源，提高安全性。可避免出现漏电、引起火灾等风险，安全性更高。
38.图3所示为本技术的防倾倒开关的一个实施例的结构示意图。图4所示为图3所示的防倾倒开关的倾斜状态的结构示意图。图5所示为图3所示的防倾倒开关的电路原理框图。结合图3至图5所示，防倾倒开关20包括壳体21、容器22、多个电磁线圈23及控制器24。防倾倒开关20的控制器24与电源开关12电连接(如图5所示)。
39.具体地，壳体21包括收容腔体25，收容腔体25用以容纳容器22、电磁线圈23和控制器24。容器22、电磁线圈23和控制器24均设于收容腔体25内。容器22内设有磁流体26。将多个电磁线圈23位于容器22的周侧。电磁线圈23通电时产生磁场，并在磁流体26移动时输出相应的电信号。控制器24包括检测端口241和第一控制端口242，检测端口241电连接电磁线圈23，第一控制端口242电连接电源开关12。控制器24通过检测端口241检测电磁线圈23输出的电信号，并根据电信号通过第一控制端口242控制电源开关12的通断。
40.在一些实施例中，多个电磁线圈23靠近容器22的周侧设置。在本实施例中，多个电
磁线圈23可以设置为至少两个。两个电磁线圈23设于容器22的相对两侧，并与容器22的边缘具有间隙。在两个电磁线圈23通电时会产生磁场，容器22内的磁流体26设于该磁场内。磁流体26可以是磁性液体，既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。该磁流体26在静止状态时无磁性吸引力。在外加磁场作用时会表现出磁性。这样来看，磁流体26在容器22内处于静止状态时，且外部没有磁场时无磁性吸引力。磁流体26在容器22内移动时，且在电磁线圈23通电产生磁场时，磁流体26会表现出磁性。
41.在防倾倒开关20发生倾斜时，磁流体26在容器22内，由于重力势能、流体自由面守恒原理作用下，磁流体26表层会一直保持水平状态，这样在两个电磁线圈23之间的磁流体26的形态会发生变化，使容器22内的磁流体26的有效磁导率发生变化，磁流体26表现的磁性对电磁线圈23之间的磁场产生干涉，使电磁线圈23之间的磁场发生变化，从而使两个电磁线圈23中的其中一个具有输出端的电磁线圈23产生的电信号强度(电压强度或电流强度)发生变化。控制器24通过检测端口241检测电磁线圈23输出的电信号的强度的变化，并根据电信号分析出设备本体11的倾斜角度等姿态信息的变化，通过第一控制端口242控制电源开关12的通断。例如，在表示磁流体26移动时通过第一控制端口242控制电源开关12断开，从而及时断开电源。
42.在此过程中，控制器24的检测端口241在检测到电磁线圈23输出的电信号，可以对该电信号进行分析和判断，并输出相应的控制信号来控制电源开关12的通断。在设备本体11发生不同角度的倾斜时，设于容器22内的磁流体26会发生移动，磁流体26的水平面不同，使磁流体26的分布不同，以使得设于两个电磁线圈23之间的磁通量不同，从而使电磁线圈23输出到控制器24的电信号(电流或电压等)的强度不同。控制器24根据该电信号的强度不同分析出设备本体11的倾斜角度等姿态信息的变化。如此可灵敏的捕捉到设备本体11的姿态特征，从而判断是否打开或关闭电源开关12。
43.如此设置，通过设于容器22内的磁流体26、设于容器22周侧的电磁线圈23及与电磁线圈23的控制器24，电磁线圈23通电时产生磁场，并在磁流体26移动时输出相应的电信号，控制器24根据电磁线圈23输出的电信号控制电源开关12的通断。与相关技术相比，防倾倒开关20利用磁流体26的水平面的轻微变化就会引起有效磁导率的变化，从而产生电信号的变化。与相关技术相比，灵敏度更高，且不易受外界的干扰，应用场景更广。
44.在一些实施例中，控制器24可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。控制器24可以是微处理器或者该控制器24也可以是任何常规的处理器等，在此不再赘述。
45.在本实施例中，控制器24用于获取电流，对微电流进行放大，包括并不限于三极管、运放等电流放大器，解析此电流，并内嵌到控制器24的程序内，根据电流信号的强弱大小执行预先设定好的程序。其程序包括两大类，一类是开机工作之前；另一类是开机之后，并处于工作过程中。例如，在开机工作之前，主要判断环境、姿态是否适合开机并给出提示。在开机之后，处于工作过程中时，主要用于判断是否发生倾倒或其他影响用电安全的情况。
46.在一些实施例中，防倾倒开关20可以在设备本体11开机之前检测。例如，在设备本
体11开机之前，防倾倒开关20在检测到表示设备本体11发生倾斜时，可以发出提示信息，提醒用户调整设备本体11的放置状态，然后再控制电源开关12打开连通电源。例如，当其放置正常时，磁流体26的磁通量恒定，电磁线圈23输出的电信号恒定，此时控制器24的检测端口241检测到的电信号具有恒定的强度，然后可以通过第一控制端口242控制电源开关12打开，使设备本体11连通电源。
47.在其他一些实施例中，防倾倒开关20也可以在设备本体11开机之后检测。例如，在开机设备本体11之后，并使用的过程中，防倾倒开关20在检测到表示设备本体11发生倾斜时，一方面可以发出提示信息，以提醒用户调整设备本体11的放置状态；另一方面可通过控制电源开关12断开，以切断设备本体11与电源断开。例如，超出正常角度，磁流体26的磁通量不恒定，电磁线圈23输出的电信号出现波动或超出恒定强度，此时控制器24的检测端口241检测到的电信号不恒定，通过第一控制端口242控制电源开关12断开，以切断设备本体11与电源。
48.与相关技术相比，该防倾倒开关应用场景更广，且质量轻，体积小，便于设备本体11的内部空间安装。上述描述的放置正常的状态是指根据电子设备10的工作情况确定的。一般都是要求其放置时，设备本体11垂直于地面或水平面，考虑到放置地面的平整度，会产生微小的偏差，例如公差为2
°
，即设备本体11与地面或水平面呈88-92度角度时，表示正常放置。不正常放置即超出此角度放置。在本技术中不作限定。
49.在图5所示的实施例中，控制器24还包括采集端口243，采集端口243电连接电磁线圈23。控制器24通过采集端口243采集电磁线圈23输出的电信号在单位时间内的波动次数，并在波动次数达到阈值时，通过第一控制端口242控制电源开关12断开。在此过程中，控制器24不仅可以对电磁线圈23输出的电信号进行分析和判断，分析和判断的内容不仅限于电信号的强弱，也可以是电信号在单位时间内的波动情况，并产生相对应的操作。例如，控制器24通过采集端口243采集电磁线圈23输出的电信号在单位时间内的波动次数，并在波动次数达到阈值时，通过第一控制端口242控制电源开关12断开，表示放置环境不稳定，例如发生地震或外部环境引起放置环境底面抖动等情况。在此情况下，被及时关断电源，安全性更高。
50.在一些实施例中，防倾倒开关20还包括预警装置27，设于收容腔体25内。控制器24包括第二控制端口244，电连接预警装置27。控制器24通过检测端口241检测电磁线圈23输出的电信号，并在电信号表示磁流体26移动或电磁线圈23输出的电信号在单位时间内的波动次数达到阈值时，控制器24通过第二控制端口244控制预警装置27发出预警信息。在此过程中，控制器24会根据电磁线圈23输出的电信号数值分析，并判断设备本体11的放置状态等信息，并根据不同的放置状态给予不同的反馈。例如，反馈结果有表示放置状态正常的控制信号。此时，如果电子设备10在开机前，可控制电源开关12接通，使电子设备10与电源正常开机通电。例如，反馈结果有表示放置状态不正确的控制信号，此时，控制器24会通过第二控制端口244控制预警装置27发出预警信息。该预警信息可以是语音信息。
51.在一些实施例中，在设备本体11倾斜80
°
放置时，此时磁流体26在容器22内移动，相应的电磁线圈23的输出电信号至控制器24。控制器24将电信号进行解析，并与通过实验标定的电信号随角度变化曲线对比，以得到设备本体11的放置角度为80度，然后内部判定其放置不正常，就会发出预警信息。例如，发出提示语音，以提示用户调整设备本体11的姿
态后使其恢复正常。然后重复执行上述操作，每次调整都会产生不同的电信号，控制器24通过解析电信号执行不同的操作，提示或开关电源。
52.在其他一些实施例中，在设备本体11放置环境不稳定，例如发生地震或外部环境引起放置环境底面抖动等情况时，此时磁流体26在容器22内剧烈移动且不稳定，相应的电磁线圈23产生的电信号不稳定，该电信号会有一个波动情况，此时控制器24通过采集端口243采集电磁线圈23输出的电信号在单位时间内的波动次数，并对波动次数进行分析，在波动次数达到阈值时，表示外界环境不稳定，可能会发生地震。此时控制器24通过控制预警装置27发出预警信息以提醒用户，提高安全性。
53.与相关技术相比，防倾倒开关20对设备本体11的放置状态进行实时监控，并通过控制器24进行分析判断，并根据采集到的电信号的强弱或波动次数执行不同的响应方案，应用产品以及应用场景更广泛。
54.在一些实施例中，防倾倒开关20还包括备用电源28，设于壳体21内，并与电磁线圈23、控制器24电连接，备用电源28用以给电磁线圈23和控制器24供电。在一些实施例中，备用电源28可以是电感或电池。通过设置备用电源28，以保证电磁线圈23和控制器24正常通电，使防倾倒开关20正常使用。与相关技术相比，该防倾倒开关20可以适用于各种场景，适用范围更广。
55.在一些实施例中，电磁线圈23包括第一电源端231，控制器24包括第二电源端245，第一电源端231与第二电源端245电连接外部电源30，外部电源30用以给第一电源端231和第二电源端245供电。
56.在本实施例中，两个电磁线圈23中的其中一个电磁线圈23设有第一电源端231，另一个设有输出端。其中，第一电源端231用于与外部电源30电连接。输出端包括第一输出端232和第二输出端233。第一输出端232与控制器24的检测端口241电连接，用于向控制器24输出电信号。第二输出端233与控制器24的采集端口243电连接，用于向控制器24输出电信号在单位时间内的波动次数。在一些实施例中，第一输出端232和第二输出端233可以连接为同一个端口，可以复用，但不仅限于此。
57.电磁线圈23和控制器24不仅限于通过外部电源30供电，也可以通过备用电源28供电，控制器24也可以在无外部电源30输入时，可以启动防倾倒开关20，通过电磁线圈23输出电信号给控制器24供电。如此设置，适用范围更广。
58.在一些实施例中，磁流体26的填充量小于容器22的容量。如此设置，保证磁流体26在容器22内具有空间移动，从而才能产生相应的磁性。在一些实施例中，磁流体26的填充量为容器的容量的1/3～1/2。在一些实施例中，磁流体26的填充量为容器的容量的1/3或1/2。在本实施例中，磁流体26的填充量为容器的容量的1/2。与相关技术相比，磁流体26在容器22内的移动的灵活性更好。在其检测的过程中，不易受到外部环境的干扰，检测的结果更准确。不易出现卡死等情况，不易受到地面凹凸不平的影响。
59.在一些实施例中，容器22包括密封容器。在一些实施例中，容器22包括非导磁材料容器。在一些实施例中，容器22包括球形或立方体结构。在本技术中不作限定。在本实施例中，容器22采用密封球形容器。通过采用密封球形容器22，其设于容器22内的磁流体26随着设备本体11的不同姿态会呈现不同的分布。不同的分布在外部的两个电磁线圈23之间的磁导率不同，从而使两个电磁线圈23中的其中一个电磁线圈23的输出端产生的电流也会不
同。控制器24通过检测端口241检测到该变化的电流信号，通过第一控制端口242控制电源开关12断开，以切断设备本体11与电源的通断。
60.本技术各实施例公开的技术方案在不产生冲突的情况下，可以互为补充。
61.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。