基板、芯构件、可替换插座和其供电控制方法与流程

1.本发明涉及插座领域，更具体地，本发明涉及一种可替换插座和其供电控制方法。


背景技术：

2.插座是各种场所中常见的电联接装置。现有插座在插拔一定次数后将发生故障，例如在机场、高铁站、酒店等公共场所，经常会存在故障的插座。更换插座由于存在危险性需要专业人员进行操作。
3.此外，在插座安装好后，其接头类型将固定，如期望更改则需要专业人员进行拆卸和重新安装。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
5.一方面，提供了一种可替换插座，包括：基板，所述基板包括：控制单元和用于安装芯构件的凹槽，所述凹槽中包括：一个或多个电端子以及第一传感器和第二传感器；芯构件，所述芯构件包括：具有插接口的前端面，与所述插接口电联接的一个或多个电触点，以及在接近或接触所述第一传感器和第二传感器时能够由所述第一传感器和第二传感器感测的被感测单元；其中，所述芯构件以第一位置插入所述凹槽中使得所述第一传感器感测到所述被感测单元并向所述控制单元发送第一信号，所述芯构件可在所述凹槽中从第一位置移动到第二位置，使得所述一个或多个电端子与对应的所述一个或多个电触点电联接，并且所述第二传感器感测到所述被感测单元并向所述控制单元发送第二信号，所述控制单元基于所述第一信号和所述第二信号来控制向所述一个或多个电端子供电。
6.可选地，所述第二传感器以一定频率持续感测所述被感测单元，并向所述控制单元发送第二信号，所述控制单元在依次检测到一次所述第一信号和至少两次所述第二信号后向所述一个或多个电端子供电。
7.可选地，所述控制单元在向所述一个或多个电端子供电时，持续检测所述第二信号是否存在，并在所述第二信号消失时切断向所述一个或多个电端子供电。
8.可选地，所述控制单元配置成在意外断电时保存断电前状态，如果断电前为向所述一个或多个电端子供电的状态，则所述控制单元在电力恢复后直接检测所述第二信号是否存在，如存在，则继续向所述一个或多个电端子供电，如不存在，则断开对所述一个或多个电端子供电。
9.可选地，所述芯构件通过在所述基板的凹槽中旋转或平移来从所述第一位置切换至所述第二位置。
10.可选地，所述基板的凹槽和所述芯构件上包括对应的限位构件以引导所述芯构件在所述基板的凹槽中的移动，和/或所述基板的凹槽和所述芯构件上包括锁止构件以在所
述芯构件在所述基板中的凹槽中移动就位后锁定所述芯构件，以防止所述芯构件从所述凹槽中脱出。
11.可选地，所述第一传感器和第二传感器包括接近传感器或接触传感器，可选地，所述第一传感器和第二传感器包括：磁传感器，所述被感测单元包括：磁体，或者所述第一传感器和第二传感器包括：射频传感器，所述被感测单元包括：射频芯片。
12.可选地，所述第一传感器和第二传感器设置在所述凹槽的底壁和侧壁中的一者上，并且所述一个或多个电端子设置在所述凹槽的底壁和侧壁中的另一者上。
13.可选地，所述基板的凹槽呈圆柱形，具有内圆周侧壁和底壁，所述凹槽的底壁上间隔设置有第一传感器和第二传感器，所述凹槽的内圆周侧壁上分布有多个电端子，所述凹槽底壁上具有凸台，所述凹槽的内圆周侧壁上具有卡槽；并且所述芯构件包括前端面和圆柱形的芯构件主体，所述芯构件主体具有外圆周侧壁和底壁，所述芯构件的外圆周侧壁分布有多个电触点，所述芯构件的底壁设置有一个被感测单元，并且所述芯构件的底壁设置有用于与所述凹槽底壁上的凸台配合的弧形槽，所述芯构件的侧壁设置有能够卡入所述凹槽的内圆周侧壁的卡槽的锁定凸块；其中，在所述芯构件插入所述基板的凹槽并处于第一位置时，所述被感测单元接触或接近所述第一传感器，所述芯构件可从所述第一位置在所述凹槽中旋转至所述第二位置，在所述芯构件从第一位置旋转到第二位置的过程中，所述凹槽底壁上的凸台沿所述芯构件的弧形槽移动，在所述第二位置上，所述被感测单元接触或接近所述第二传感器，所述芯构件的锁定凸块卡入所述卡槽中，并且所述一个或多个电端子与对应的所述一个或多个电触点电联接。
14.另一方面，提供了一种基板，包括：控制单元和用于安装芯构件的凹槽，所述凹槽中包括：一个或多个电端子以及第一传感器和第二传感器；其中，所述控制单元基于所述第一传感器和第二传感器感测到的信号来控制向所述一个或多个电端子供电。
15.可选地，所述第二传感器以一定频率持续感测所述被感测单元，并向所述控制单元发送第二信号，所述控制单元在依次检测到一次所述第一信号和至少两次所述第二信号后向所述一个或多个电端子供电。
16.可选地，所述控制单元在向所述一个或多个电端子供电后，持续检测所述第二信号是否存在，并在所述第二信号消失时切断向所述一个或多个电端子供电。
17.可选地，所述控制单元配置成在意外断电时保存断电前状态，如果断电前为向所述一个或多个电端子供电的状态，则所述控制单元在电力恢复后直接检测所述第二信号是否存在，如存在，则继续向所述一个或多个电端子供电，如不存在，则断开对所述一个或多个电端子供电。
18.可选地，所述第一传感器和第二传感器为接近传感器或接触传感器，可选地，所述第一传感器和第二传感器包括：磁传感器，或者所述第一传感器和第二传感器包括：射频传感器。
19.可选地，所述基板的凹槽呈圆柱形，具有内圆周侧壁和底壁，所述凹槽的底壁上间隔设置有第一传感器和第二传感器，所述凹槽的内圆周侧壁上分布有多个电端子，所述凹槽底壁上具有凸台，所述凹槽的内圆周侧壁上具有卡槽。
20.另一方面，提供了一种芯构件，所述芯构件用于安装至根据各个实施例所述的基
板的凹槽中，所述芯构件包括：具有插接口的前端面，与所述插接口电联接的一个或多个电触点，以及在接近或接触所述第一传感器和第二传感器时能够由所述第一传感器和第二传感器感测的被感测单元。
21.可选地，所述芯构件包括前端面和圆柱形的芯构件主体，所述芯构件主体具有外圆周侧壁和底壁，所述芯构件的多个电触点布置在所述外圆周侧壁上，所述被感测单元布置在所述芯构件的底壁上，所述芯构件的底壁上设置有弧形槽，所述芯构件的外圆周侧壁上设置有锁定凸块。
22.可选地，所述被感测单元包括磁体或射频芯片。
23.另一方面，提供了一种用于可替换插座的供电控制方法，所述可替换插座包括基板，所述基板包括：用于安装芯构件的凹槽，所述凹槽中包括：一个或多个电端子以及第一传感器和第二传感器；所述方法包括：接收由所述第一传感器发送的第一信号；接收由所述第二传感器发送的第二信号；以及基于所述第一信号和所述第二信号给所述基板的一个或多个电端子供电。
24.可选地，所述方法包括：持续监测所述第二信号，并且在依次检测到一次所述第一信号和至少两次所述第二信号后向所述一个或多个电端子供电。
25.可选地，在向所述一个或多个电端子供电后，持续检测所述第二信号是否存在，并在所述第二信号消失时切断向所述一个或多个电端子供电。
26.可选地，在意外断电时保存断电前状态，如断电前为向所述一个或多个电端子供电的状态，则在电力恢复后直接检测所述第二信号是否存在，如存在，则继续向所述一个或多个电端子供电，如不存在，则断开对所述一个或多个电端子供电。
27.根据本发明的实施例的可替换插座安全可靠。
附图说明
28.参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的管路，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：图1示出了根据实施例的可替换插座的立体图；图2示出了根据实施例的基板在另一个角度的视图；图3和图4示出了根据实施例的芯构件背侧在不同角度上的立体图；图5示出了根据实施例的芯构件安装入基板时第一位置的前视图；图6和图7示出了根据实施例的芯构件安装入基板时第一位置的不同角度的后视图图8示出了根据实施例的芯构件安装入基板时第二位置的前视图；图9示出了根据实施例的控制电路图；以及图10和图11示出了根据实施例的控制流程图。
具体实施方式
29.参考图1至图4来介绍根据本发明的实施例的可替换插座，包括：基板100和芯构件
200,300。基板100包括：控制单元(未示出)和用于安装芯构件的凹槽10。凹槽10可形成于面板13上而控制单元例如可设置在面板13的背侧，使得安装后控制单元不易被触及或者控制单元也可设置在面板13的前侧。基板的凹槽10中包括：一个或多个电端子11以及第一传感器121和第二传感器122。参考图1和图2，根据该实施例的凹槽10包括第一传感器121，第二传感器122以及三个电端子11(分别位于左、右和下)。在备选实施例中，电端子11和传感器12的数量和位置可改变。芯构件200包括：具有插接口22的前端面201，与插接口22电联接的一个或多个电触点21(例如形成为弹性触片)，以及在接近或接触第一传感器121和第二传感器122时能够由第一传感器121和第二传感器122感测的被感测单元24(图3)。芯构件200的前端面201上的插接口22可以是任何类型的插接口，例如三口接口，两口接口，usb接口，多用接口。芯构件200的前端面201上可包括单个插接口或多个插接口，例如以上插接口或其他插接口的同类或不同类的组合。在芯构件200插入基板100中的凹槽10并安装就位后，一个或多个电端子11与对应的一个或多个电触点21电联接，并且控制单元基于第一传感器121和第二传感器122感测到信号来控制向一个或多个电端子11的供电，从而通过电端子至电触点至插接口的传递方式实现对插接口安全的供电。本发明的实施例的芯构件的一个优点在于在拆卸和安装过程中不带电，可由用户自己安全地更换而无须专业人士操作。因此，本发明的实施例实现了根据实际需求或在出现故障时容易地更换插接口的目的。
30.在所示的实施例中，基板的凹槽10呈圆柱形，具有内圆周侧壁101和底壁102。对应地，芯构件200包括前端面201和圆柱形的芯构件主体，芯构件主体具有外圆周侧壁202和底壁203。在备选实施例中，基板的凹槽和芯构件的芯构件主体的形状可任意地选择，例如可形成为正方体，长方体等。
31.在所示的实施例中，第一传感器和第二传感器设置在凹槽的底壁上而电端子设置在凹槽的内圆周侧壁上，在备选的实施例中，第一传感器和第二传感器也可设置在凹槽的侧壁上，而一个或多个电端子设置在凹槽的底壁上，芯构件上的被感测单元和电触点也可基于凹槽内的布置情况而相应地调整。
32.在一些实施例中，第一传感器121和第二传感器122可包括任何类型的接近传感器或接触传感器。在一些实施例中，第一传感器和第二传感器包括：磁传感器，而被感测单元24包括：磁体。在一些实施例中，第一传感器和第二传感器包括：射频传感器，被感测单元24包括射频芯片。此时，第一信号和第二信号还可包括其他信息，例如芯构件的型号，身份编码等，控制单元可基于这些信息，例如芯构件的型号等来实现其他类型的控制，例如，定时供电，电流控制等智能控制。
33.继续参考图5至图8，在一些实施例中，基板的凹槽10中包括第一传感器121和第二传感器122，芯构件以图5所示的第一位置插入凹槽中使得第一传感器121感测到被感测单元24并向控制单元发送第一信号，芯构件可在凹槽中从第一位置移动到图8中所示的第二位置，在该第二位置上，一个或多个电端子11与对应的所述一个或多个电触点21电联接，并且第二传感器122感测到被感测单元24并向控制单元发送第二信号，控制单元基于所述第一信号和所述第二信号控制向一个或多个电端子供电。通过该布置可提供进一步改善的安全性，包括：第一信号代表芯构件准确插入凹槽，第二信号代表芯构件准确移动就位。在所示的实施例中，芯构件通过旋转来从第一位置移动至第二位置，但在备选的实施例中，芯构件也可通过其他的移动方式从第一位置移动至第二位置，例如，芯构件可通过在基板的凹
槽中受引导地平移一小段行程来从第一位置切换至第二位置，在这样的实施例中，凹槽将具有允许芯构件平移的相对较大的尺寸，而芯构件的端板可用于覆盖该具有较大尺寸的凹槽。例如，在凹槽设计成长条形，而芯构件为带有并排的多个插接口的实施例中，平移的切换操作可能是有利的。
34.在一些实施例中，基板100的凹槽10和芯构件200上包括对应的限位构件以引导芯构件在基板的凹槽中的移动，和/或基板的凹槽和芯构件上包括锁止构件以在芯构件在基板中的凹槽中移动就位后锁定芯构件。例如在所示出的实施例中，参考图3和图6，芯构件可包括弧形槽25，以与凹槽10底壁的凸台14配合，在芯构件从第一位置旋转至第二位置时，凸台14与弧形槽25接合以引导芯构件的移动。凸台14和弧形槽25一起协作还限定了芯构件插入时的第一位置，起到防呆作用，即在芯构件以错误的角度定向插入凹槽时，由于凸台14与芯构件的底壁的其他位置干涉，芯构件将无法插入凹槽的最底部。继续参考图4和图7，芯构件还包括：从芯构件的底壁沿侧壁延伸一定高度的槽口26以及在槽口一端的底部的锁定凸块261，凹槽12的内圆周侧壁上包括对应的卡块15，其限定了卡槽。在芯构件从第一位置旋转至第二位置时，芯构件上的锁定凸块261与凹槽的卡块15接合而卡入卡槽中，由此锁定芯构件不能从凹槽中沿轴向向外脱出。在一些实施例中，芯构件的侧壁上的槽口26在两个电触点21之间延伸，以便与避让侧边上的电触点。
35.在一些实施例中，凹槽10的底壁102上间隔设置有第一传感器121和第二传感器122，间隔角度可对应于芯构件从第一位置旋转至第二位置的角度。另外，如果在芯构件执行其他运动时，第一传感器121和第二传感器122与芯构件上的被感测单元的运动轨迹的起点和终点对应。凹槽10的内圆周侧壁101上分布有多个电端子11，凹槽底壁102上具有凸台14作为限位件，凹槽的内圆周侧壁101上具有卡槽作为锁定件。所述芯构件的外圆周侧壁202分布有多个电触点21，芯构件的底壁设置有被感测单元24，并且芯构件的底壁设置有用于与所述凹槽底壁上的凸台14配合的弧形槽25，芯构件200的侧壁202设置有能够卡入凹槽的内圆周侧壁的卡槽的锁定凸块261；其中，在芯构件插入基板的凹槽并处于第一位置时，被感测单元24接触或接近第一传感器121，芯构件可从第一位置在凹槽中旋转至所述第二位置，在芯构件从第一位置旋转到第二位置的过程中，凹槽底壁上的凸台14与芯构件弧形槽25接合，以引导芯构件移动，在第二位置上，被感测单元24接触或接近第二传感器122，芯构件的锁定凸块261卡入凹槽中的卡槽中，并且一个或多个电端子11与对应的一个或多个电触点21电联接。在所示的实施例中，电触点21可由金属弹片构成，电端子11可设置在浅槽中，在第二位置上，具有一定弹性的弹片21伸入电端子11的浅槽中，两者由于弹性力而保持接触。应当理解，凹槽和芯构件之间可包括其他形式协作的限位和/或锁定构件，包括但不限于，各种形式的凸起凹槽配合，几何特征配合，楔块，螺纹，卡扣，磁吸等等。在一些实施例中，在芯构件和凹槽之间可设置密封件以防止灰尘等从缝隙进入。
36.在一些实施例中，第二传感器122以一定频率持续探测被感测单元24，并向控制单元发送第二信号，控制单元在依次检测到一次第一信号和两次第二信号后向一个或多个电端子11的供电。通过该配置能够提供更好的安全性。在一些实施例中，控制单元配置成向一个或多个电端子11的供电时持续检测第二信号是否存在，并在第二信号消失时切断向一个或多个电端子11供电，由此在芯构件一旦被改变位置时即中断向一个或多个电端子11供电，保证芯构件在被擅动时或芯构件的更换操作期间的安全性。在一些实施例中，芯构件可
通过旋转回第一定向后拆除，在一些实施例中，端面可设置有翘槽23，以便于采用螺丝刀等扁平物件伸入以协助从第一位置中从凹槽中拆卸芯构件。
37.根据本发明的另一方面，还提供了根据本发明的各个实施例的基板和芯构件。基板和芯构件可以套件形式共同出售，例如一套组件可包括多个基板和多个芯构件，而用户可根据需求组装，或者，基板和芯构件可以配件形式单独出售。
38.继续参考图9，其示出了根据本发明的一个实施例的控制单元的电路图。其中第一传感器121和第二传感器122给微控制器(mcu)90提供信号，mcu执行逻辑控制并在符合条件时使继电器91所在的通路导通，继电器91导通后拉动一个或多个电端子11的供电开关93,94至闭合位置，由此来给一个或多个电端子11供电。应当理解，图9的电路图仅出于示例目的，在备选的实施例中，控制电路可根据实际修改以实现相同或相似的控制目的。
39.继续参考图10，其示出了根据一个实施例的微控制器90的控制逻辑流程图，包括以下步骤：初始化继电器，判断第一传感器是否有信号输入，如无则继续执行本步骤，如有则执行下一步骤；判断第二传感器是否有信号输入，如无则继续执行本步骤，如有则执行下一步骤；判断第二传感器是否有延时信号输入，如无则继续执行本步骤，如有则打开继电器。
40.继续参考图11，其示出了根据本发明的实施例的断电控制逻辑，包括以下步骤：初始化继电器，判断第二传感器是否持续有信号输入，如有则继续执行本步骤，如无则关闭继电器，切断对电端子供电；判断第一传感器是否有信号输入，如无则继续执行本步骤，如有则等待第一传感器信号消失后，复位系统并等待下一第一传感器信号。
41.因此，本发明还提供了一种用于可替换插座的供电控制方法，所述方法包括：接收由所述第一传感器发送的第一信号；接收由所述第二传感器发送的第二信号；以及基于所述第一信号和所述第二信号给所述基板的一个或多个电端子供电。
42.在一些实施例中，可替换插座的控制单元可由电网供电。此时，在意外断电(例如由于跳闸等原因)时，控制单元保存断电前状态，如断电前为向所述一个或多个电端子供电的状态，则在电力恢复后直接检测所述第二信号是否存在，如存在，则继续向所述一个或多个电端子供电，如不存在，则断开对所述一个或多个电端子供电。如断电前为等待第一信号的闲置状态，则电力恢复后仍然处于闲置状态。另外，如在断电期间芯构件已被拆除，则电力恢复后未能检测到第二信号，则直接断开对所述一个或多个电端子供电。在备选实施例中，可替换插座可自备有蓄电池以保证控制单元的供电。
43.以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。