一种安全插座及控制方法

技术领域

本发明属于插座技术领域，具体涉及一种安全插座及控制方法。

背景技术

目前市场上常见的带防误触电功能的安全用电插座品种较多，通常采用两种防误触电的解决方案。其第一种是采用外部物理隔离方式，用绝缘材料制成电源插头插入插座插孔或覆盖插孔，确保插座插头孔不裸露在外，减少导电异物进入插座，从而杜绝异常触电的情况发生，例如插座保护套防触电插头、电源开关保护盖等。这种保护措施存在着物理隔离装置丢失、或者使用者遗忘使用隔离装置等的失效情况发生。第二种是插座内部隔离方式，例如插座内部的防触电安全保护门，设置一定的插入阻力。随着内部材料老化，或暴力性的机械外力侵入，存在者插座保护门失效概率的上升，存在一定的安全隐患，同时这种方案也存在着日常使用带来一定的操作不便。

因此，亟需一种安全插座及控制方法，能够安全有效的防止触电，且可靠性高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种安全插座及控制方法，在能够有效防止触电的同时，具有较高的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供一种安全插座，包括：插座本体、主控模块、指纹识别模块、第一内置常开开关和插头到位检测装置，所述插座本体上至少设有一组插座孔端子，所述插头到位检测装置设置在插座孔端子对应的电源插头的覆盖区域内，所述第一内置常开开关一端与供电火线电源连接，另一端与插座孔端子连接，所述插头到位检测装置和第一内置常开开关均与主控模块电性连接；

当所述插头到位检测装置检测到插座孔端子插入电源插头时，插头到位检测装置给主控模块发送电源插头插入信号，同时接收到插入信号和指纹识别模块认证通过信号的主控模块控制第一内置常开开关导通以电性连接供电电源和插座孔端子；

当所述插头到位检测装置未检测到插座孔端子插入电源插头时，插头到位检测装置给主控模块发送电源插头未插入信号，接收到信号的主控模块控制第一内置常开开关断开以切断供电电源和插座孔端子的连接。

作为上述方案进一步的改进，所述指纹识别模块与所述主控模块电性连接，所述指纹识别模块设置在所述插座本体的面板上，用于识别用于的身份以发送指令。

作为上述方案进一步的改进，所述安全插座还包括第二内置常开开关，所述第二内置常开开关一端与供电电源零线连接，另一端与插座孔端子连接，所述第二内置常开开关与主控模块电性连接；

当所述插头到位检测装置检测到插座孔端子插入电源插头时，插头到位检测装置给主控模块发送电源插头插入信号，同时接收到插入信号和指纹识别模块认证通过信号的主控模块，分别控制第一内置常开开关和第二内置常开开关导通以电性连接供电电源和插座孔端子；若未检测到电源插头插入，主控模块分别控制第一内置常开开关和第二内置常开开关断开以切断供电电源和插座孔端子的连接。

作为上述方案进一步的改进，所述安全插座还包括蜂鸣器和指示灯，所述蜂鸣器和指示灯分别与主控模块电性连接。

作为上述方案进一步的改进，所述主控模块具有计时器功能，用于记录电源插头的插入时间。

作为上述方案进一步的改进，所述主控模块为单片机系统。

作为上述方案进一步的改进，所述插头到位检测装置包括检测装置主体和触动推杆，所述检测装置主体设置在插座本体的内部，所述触动推杆与检测装置主体可伸缩性连接。

作为上述方案进一步的改进，所述插头到位检测装置为小型直动式行程开关，未检测到电源插头时，所述触动推杆向外伸出插座本体的面板；检测到电源插头时，所述触动推杆向内缩进插座本体的面板内。

作为上述方案进一步的改进，所述第一内置常开开关为常开继电器。

本发明还提供一种安全插座的控制方法，其步骤包括：

启动安全插座并进行初始化；

当插头到位检测装置检测到电源插头插入，同时所述指纹认证模块认证成功，主控模块控制第一内置常开开关至合闸状态，安全插座处于对外供电状态；若插头到位检测装置未检测到电源插头插入和所述指纹认证模块未认证成功，则第一内置常开开关保持断开状态，安全插座保持对外断电状态。

作为上述方案进一步的改进，若插头到位检测装置检测到电源插头插入，主控模块控制指示灯亮起，用于提示用户输入指纹以验证指纹信息。

作为上述方案进一步的改进，当指纹识别模块在指定时长内未接受到用户的身份验证或用户身份验证未通过，主控模块控制蜂鸣器发出报警声，并关闭指示灯提示，第一内置常开开关仍处于断开状态，安全插座处于无电状态。

作为上述方案进一步的改进，若主控模块控制判断第一内置常开开关导通达到上限时间或判断有电源插头拔出，主控模块控制第一内置常开开关断开，安全插座处于无电状态；

若主控模块控制判断第一内置常开开关导通未达到上限时间或判断无电源插头拔出，主控模块进行导通时长计时。

由于本发明采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

1、本发明的安全插座，包括：插座本体、主控模块、第一内置常开开关、指纹识别模块和插头到位检测装置，所述插座本体上至少设有两个插座孔端子，所述插头到位检测装置设置在插座孔端子对应的电源插头的覆盖区域内，所述第一内置常开开关一端与供电电源连接，另一端与插座孔端子连接，所述插头到位检测装置和第一内置常开开关均与主控模块电性连接；当所述插头到位检测装置检测到插座孔端子插入电源插头时，同时接收到插入信号和指纹识别模块认证通过信号的主控模块，控制第一内置常开开关导通以电性连接供电电源和插座孔端子；当所述插头到位检测装置未检测到插座孔端子插入电源插头时，主控模块控制第一内置常开开关断开以切断供电电源和插座孔端子的连接；本安全插座的第一内置常开开关处于常开状态，只有插头到位检测装置检测到电源插头时，第一内置常开开关才会导通，无电源插头插入或电源插头被拔出，本安全插座立即停止供电，采用内置开关控制插座孔端子是否带电，使得本安全插座的插座孔端子自身不带电，同时确保电源插头拔出立即断电，确保本安全插座的安全性，相对于，外部物理隔离方式的，本安全插座不存在绝缘隔离插头丢失而导致的漏电风险；相对于，插座内部阻力隔离方式，不会随着使用次数的增加而降低安全保障。

2、本发明的安全插座，还包括指纹识别模块，用于验证用户的身份信息，这样的设置来保证电源插头误插入状态下的安全性，尤其是能够防止儿童不慎插入电源插头而导致的不可预料的安全隐患。

3、本发明的主控模块具有计时器功能，用于记录电源插头的插入时间，计时器的设置，便于智能家居电器的控制。

4、本发明的安全插座，所述插头到位检测装置为小型直动式行程开关，未检测到电源插头时，所述触动推杆向外伸出插座本体的面板；检测到电源插头时，所述触动推杆向内缩进插座本体的面板内，由于插头到位检测装置设置在插座孔端子之间，因此，当电源插头插入插座孔端子时，触动推杆被电源插头压合，使得触动推杆向内缩进插座本体的面板内而导通第一内置常开开关，当电源插头被拔出是，触动推杆上的压力被释放，使得触动推杆向外伸出插座本体的面板外而断开第一内置常开开关，结构简单，经济实用。

5、本发明的安全插座的控制方法，当插头到位检测装置检测到电源插头插入，同时所述指纹认证模块认证成功，主控模块控制第一内置常开开关至合闸状态，安全插座处于对外供电状态；若插头到位检测装置未检测到电源插头插入且所述指纹认证模块未认证成功，则第一内置常开开关保持断开状态，安全插座保持对外断电状态，电源插入检测和用户身份验证的双重检测，以确保本安全插座的安全性，尤其是儿童的误操作。

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为本发明的一种安全插座的正视示意图；

图2为本发明的一种安全插座的内部原理示意图；

图3为本发明的一种安全插座的电源插头到位检测装置原理图1(未插入电源插头)；

图4为本发明的一种安全插座的电源插头到位检测装置原理图2(插入电源插头)；

图5为本发明的一种安全插座的控制方法的控制流程示意图；

附图标记如下：

1、插座本体；011、插座孔端子；012、面板；2、主控模块；3、第一内置常开开关；4、插头到位检测装置；41、检测装置主体；42、触动推杆；5、指纹识别模块；6、指示灯；7、蜂鸣器；8、电源插头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如第一、第二、上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以下面结合附图以对本发明作进一步描述:

实施例1：

参照图1-图4，本发明提供一种安全插座，包括：插座本体1、主控模块2、指纹识别模块5、第一内置常开开关3和插头到位检测装置4，所述插座本体1上至少设有一组插座孔端子011，所述插头到位检测装置4设置在插座孔端子011对应的电源插头8的覆盖区域内，所述第一内置常开开关3一端与供电火线电源连接，另一端与插座孔端子011连接，所述插头到位检测装置4和第一内置常开开关3均与主控模块2电性连接；

当所述插头到位检测装置4检测到插座孔端子011插入电源插头8时，插头到位检测装置4给主控模块2发送电源插头8插入信号，同时接收到插入信号和指纹识别模块5认证通过信号的主控模块2，控制第一内置常开开关3导通以电性连接供电电源和插座孔端子011；

当所述插头到位检测装置4未检测到插座孔端子011插入电源插头8时，插头到位检测装置4给主控模块2发送电源插头8未插入信号，接收到信号的主控模块2控制第一内置常开开关3断开以切断供电电源和插座孔端子011的连接；本安全插座的第一内置常开开关3处于常开状态，只有插头到位检测装置4检测到电源插头8时，第一内置常开开关3才会导通，无电源插头8插入或电源插头8被拔出，本安全插座立即停止供电，采用内置开关控制插座孔端子011是否带电，使得本安全插座的插座孔端子011自身不带电，同时确保电源插头8拔出立即断电，确保本安全插座的安全性，相对于，外部物理隔离方式的，本安全插座不存在绝缘隔离插头丢失而导致的漏电风险；相对于，插座内部阻力隔离方式，不会随着使用次数的增加而降低安全保障。

作为优选的实施例，所述第一内置常开开关3一端与外部火线电源连接，另一端与插座孔端子011连接，在本实施例中，插座孔端子011为三个，其中一个插座孔端子011与供电电源的零线连接，其中一个插座孔端子011与供电电源的地线连接，剩余的一个与第一内置常开开关3连接，这样的设置，使得在电源插座未插入时，本安全插座的插座孔端子011不能构成导通回来，使得插座孔端子011始终处于不带电状态，确保安全插座的安全性。

作为优选的实施例，所述安全插座还包括第二内置常开开关，所述第二内置常开开关一端与供电电源零线连接，另一端与插座孔端子011连接，所述第二内置常开开关与主控模块2电性连接。当所述插头到位检测装置4检测到插座孔端子011插入电源插头8时，同时接收到插入信号和指纹识别模块5认证通过信号的主控模块2，分别控制第一内置常开开关3和第二内置常开开关导通以电性连接供电电源和插座孔端子011；这样的设置，使得在电源插座8未插入时，本安全插座的插座孔端子011不能构成导通回来，使得插座孔端子011始终处于不带电状态，确保安全插座的安全性。

作为优选的实施例，所述主控模块2具有计时器功能，用于记录电源插头8的插入时间以及指纹识别模块5身份识别时的等待时间，计时器的设置便于后续控制，同时为智能家电的智能化控制提供一种途径，可以通过控制本安全插座的电源插座插入时间来控制智能家电的通断电情况，在本实施例中，所述主控模块2为单片机系统。

作为优选的实施例，所述指纹识别模块5与所述主控模块2电性连接，所述指纹识别模块5设置在所述插座本体1的面板012上，用于识别用于的身份以发送指令，这样的设置来保证电源插头8误插入状态下的安全性，尤其是能够防止儿童不慎插入电源插头8而导致的不可预料的安全隐患。

作为优选的实施例，所述安全插座还包括蜂鸣器7和指示灯6，所述蜂鸣器7和指示灯6分别与主控模块2电性连接，当插头到位检测装置4检测到有电源插头8插入时，主控模块2控制指示灯6亮起，以此来提醒用户及时的进行指纹身份验证；当主控模块2的计时器检测到达到设定时间仍未收到用户的指纹身份验证或指纹身份验证错误，主控模块2控制蜂鸣器7响起，以此来提醒用户及时进行身份验证或输入正确的指纹，蜂鸣器7和指示灯6的设置使得本安全插座具有一定交互功能，便于用户操作，提高用户的体验感。

作为优选的实施例，所述插头到位检测装置4包括检测装置主体41和触动推杆42，所述检测装置主体41设置在插座本体1的内部，所述触动推杆42与检测装置主体41可伸缩性连接。在本实施例中，所述插头到位检测装置4为小型直动式行程开关，且插头到位检测装置4设置在各插座孔端子011中间，初始状态下，所述触动推杆42向外伸出插座本体1的面板012，当有电源插头8插入各插座孔端子011内时，电源插头8的底面有效压合触动推杆42，使得触动推杆42向内缩进插座本体1的面板012内，从而触发行程开关发出信号，由于插头到位检测装置4与主控模块2电性连接，因此，主控模块2能够接受到信号。

作为优选的实施例，所述第一内置常开开关3为常开继电器。

实施例2：

参照图3，本发明还提供一种安全插座的控制方法，其步骤包括：

S1：启动安全插座并进行初始化；

S2：插头到位检测装置4检测是否有电源插座插入，

若是，主控模块2控制指示灯6亮起，指纹识别模块5启动等待用户身份验证，当指纹识别模块5在指定时长内未接受到用户的身份验证或用户身份验证未通过，主控模块2控制蜂鸣器7发出报警声，并关闭指示灯6提示，第一内置常开开关3仍处于断开状态，安全插座处于无电状态；

若否，第一内置常开开关3仍处于断开状态，安全插座处于无电状态；

S3：用户身份验证成功，主控模块2判断第一内置常开开关3是否达到导通时间上限或判断是否有电源插头8拔出，

若主控模块2控制判断第一内置常开开关3导通达到上限时间或判断有电源插头8拔出，主控模块2控制第一内置常开开关3断开，安全插座处于无电状态；

若主控模块2控制判断第一内置常开开关3导通未达到上限时间或判断无电源插头8拔出，主控模块2进行导通时长计时。

电源插入检测和用户身份验证的双重检测，以确保本安全插座的安全性，尤其是儿童的误操作。

以上是本发明的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。