一种儿童安全插座

摘要

一种儿童安全插座，包括有插座壳体、插孔、插脚，由供电源为其供电，还包括有模拟电弧单元，其位于插座壳体内，包括有插孔反馈部、闪光部和爆破声部，所述插孔反馈部和所述闪光部、爆破声部电连接，当有物体插入插孔时，会触发插孔反馈部输出电信号，传输到所述闪光部和所述爆破声部，所述闪光部产生短暂的闪光，所述爆破声部产生短暂的爆破声。本发明提供了一种电插座装置，可以通过儿童使用电插座的过程中，让儿童感受到相关的危险性，从而直观的认识到体会到危险，这样儿童就明白需要认真谨慎的对待电插座的使用了。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电插座装置，尤其是能教育、警示儿童安全用电的插座。

背景技术

众所周知，儿童的好奇心很强，看到大人使用电插座之后，模仿大人行为的动机很大，这给儿童的人身安全带来潜在的危险。目前，电插座为了防止儿童错误使用插座，比较常见的方式是禁止儿童使用的思路，比如插座孔带保护盖来阻止儿童使用，或者在插座孔带保护门——力气小的孩子无法推开保护门，也就无法插进插座孔。但是，孩子还是对此保留有好奇心，在有合适时机出现时儿童更有加倍的尝试冲动。而且，这是一种禁止的行为，更优的措施是对儿童进行相关的安全教育和引导儿童正确认识相关的危害，从而树立正确的使用观念。

发明内容

为了从根源上给与孩子相关电插座使用上的教育、警示，本发明提供了一种电插座装置，可以通过儿童使用电插座的过程中，让儿童感受到相关的危险性，从而直观的认识到体会到危险，这样儿童就明白需要认真谨慎的对待电插座的使用了。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种儿童安全插座，包括有插座壳体、插孔，由供电源为其供电，还包括有模拟电弧单元，其位于插座壳体内，包括有插孔反馈部、闪光部和/或爆破声部，所述插孔反馈部与所述闪光部和/或爆破声部电连接，

当有物体插入插孔时，会触发插孔反馈部输出电信号，传输到所述闪光部和所述爆破声部，所述闪光部产生短暂的闪光，所述爆破声部产生短暂的爆破声。

图10是本方案的工作原理图。

我们知道，电弧现象会产生瞬间的闪光和瞬间的爆破声音，另一方面，雷暴天气出现的电闪雷鸣也是我们经常看到的天气现象，本技术方案既是模拟电弧现象，也是模拟电闪雷鸣现象，儿童使用插座时听到看到这些闪光、爆破声，具有非常直观形象的触动，不得不怀疑自己的不规范操作引发了此现象，此时大人教导儿童用电具有很高的危险性，引导儿童需要认真谨慎的对待用电，应该在合适的年龄时再使用电插座以及其他电器，再调皮的儿童都会变得言听计从。

为了实现以上使用效果，所述插孔反馈部优选为以下方案之一：

a) 所述插孔反馈部为传感器，可以是金属接近传感器或光传感器等，其安装在插孔内或附近，传感器的探头对准插孔，当有物体插入插孔时，触发传感器输出电信号；

b) 所述插座还包括有插脚，所述的插孔反馈部为金属片或开关，其位于插脚侧边，当有物体插入插孔时，压迫插脚产生弹性变形，触碰到所述金属片或开关成为通电状态，从而输出电信号；

c) 所述的插孔反馈部为金属片或开关，其位于插孔内或附近，当有物体插入插孔时，触碰到所述金属片或开关成为通电状态，从而输出电信号；

d) 所述插孔反馈部为保护门、位移开关，所述保护门位于插孔入口下，所述位移开关由开关体和位移体组成，位移体的一边固定于保护门上、另一边可分离地与开关体连接，当有物体插入插孔时，保护门被推开，位移体随之被移动至开关体，位移开关成为通电状态，从而输出电信号。

当上述的电信号传输到闪光部和爆破声部，闪光部产生短暂的闪光，爆破声部产生短暂的爆破声。

当然，以上的闪光部和爆破声部，只要其中之一生效，就能对儿童产生教育、警示儿童安全用电的效果。

如果每次大人儿童使用插座，都会产生以上的“电闪雷鸣”现象，就会引起儿童的怀疑，因此，有必要增设一个开关，灵活自由的让电闪雷鸣现象发生或不发生。可以增加以下方案：在供电源和模拟电弧单元之间还包括有安全开关，所述安全开关和供电源、模拟电弧单元电连接，所述安全开关处于闭合状态时，模拟电弧单元处于接通状态，所述安全开关处于断开状态时，模拟电弧单元处于断开状态。这样，当大人使用插座前，把此安全开关打到断开状态，使得模拟电弧单元断开而失效，这样就不会产生“电闪雷鸣”现象，儿童看到大人使用插座却没事，就相信是自己操作不当才会有这现象。

为了不引起儿童的怀疑，可以把此安全开关设置在插座比较隐蔽的位置，例如插座侧面甚至背面，这样大人隐秘的拨弄开关也不至于让儿童察觉到。

为了避免儿童使用插座发生触电事故，也为了让儿童更心悦诚服，可以在所述的儿童安全插座设置断开部，所述断开部和供电源、模拟电弧单元、插脚可断开式电连接，当插孔第一次有物体插入时，除了会产生“电闪雷鸣”现象，还会触发插孔反馈部输出电信号，传输到断开部，断开部成为断开状态，使插脚和模拟电弧单元处于断电状态。这样儿童即使多次重复把物体插入插孔，由于插脚和模拟电弧单元已经失电，电器也就不会启动，“电闪雷鸣”现象也不会再次发生，儿童就会认为自己的操作不当损坏了插座。

以上所述的断开部可以是延时继电器，例如延时1-3秒断开电源，才让插脚和模拟电弧单元处于失电状态，这样电器会有1-3秒的启动，以及模拟电弧单元有足够的电量让其产生“电闪雷鸣”。

采用了以上的断开部会让插脚和模拟电弧单元长时间的失电，有必要增设一个功能，让插脚能和模拟电弧单元自动的恢复到接通的初始状态。因此插座可以还包括有延时恢复部，所述延时恢复部和模拟电弧单元、断开部电连接，当插孔有物体插入时，还会触发插孔反馈部输出电信号，传输到延时恢复部，延时恢复部延时后动作，使断开部恢复初始的闭合状态。

为了实现以上目的，所述断开部、延时恢复部可以是延时继电器。当然还有其他器件能实现此断开、延时恢复的功能，例如开关类元器件、接触器、断路器、启动器、计时器、延时电路、定时电容等。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

一种儿童安全插座，包括有插座壳体、插孔，由供电源为其供电，其特征是：还包括有安全放电部，其位于插孔内或附近，当儿童手拿金属物体插入插孔时，会触压到安全放电部，所述安全放电部产生瞬间的高电压、低电流强度的电。此电通过金属体传递到儿童手部，由于此电具有高电压、低电流强度、时间非常短的特点，因此，手部只会感觉到轻微至中等程度的麻痛，而不会真正对人体产生伤害。

我们知道，人体触电的损害程度与电压、电流强度、接触时间有关，只要控制上述参数达到一个总的安全数值而又能让人感觉到清晰的麻痛感，当儿童感受到此类似触电的疼痛，会有痛苦感，也就不得不怀疑自己的不规范操作引发了此现象，或者对使用插座感到害怕，此时大人教导儿童用电具有很高的危险性，引导儿童需要认真谨慎的对待用电，应该在合适的年龄时再使用电插座以及其他电器，再调皮的儿童都会变得言听计从。

同样的，利用此电改为在插座内部发生电弧效应，击穿空气时产生闪光和爆破声，同样能对儿童产生生教育、警示儿童安全用电的效果。

图11是本方案的工作原理图。

为了实现以上使用效果，所述安全放电单元为以下方案：

所述的安全放电单元为压电材料做成的高压发生器，当压电材料受到压力时，会发生压电效应，从而产生瞬间的高电压、低电流强度的电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：

一种儿童安全插座，包括有插座壳体、插孔，由供电源为其供电，还包括有安全放电单元，其位于插座壳体内，包括有插孔触发部、瞬间高压部，并成电连接，所述瞬间高压部包括有高压引线，所述插孔触发部、高压引线位于插孔内或附近。当儿童手拿金属体插入插孔时，会触发插孔触发部输出电信号，传输到所述瞬间高压部，所述瞬间高压部通过高压引线输出瞬间的高电压、低电流强度的电。此电通过金属体传递到儿童手部，由于瞬间高压部产生的电，具有高电压、低电流强度、时间非常短的特点，因此，手部只会感觉到轻微至中等程度的麻痛，而不会真正对人体产生伤害。

图12是本方案的工作原理图。

为了实现以上使用效果，所述插孔触发部优选为以下方案之一：

a) 所述插孔触发部为金属接近传感器，其安装在插孔内或附近，传感器的探头对准插孔，当探头感应到有金属体插入插孔时，触发传感器输出电信号；

b) 所述插座还包括有插脚，所述的插孔触发部为金属片或开关，其位于插脚侧边，当有物体插入插孔时，压迫插脚产生弹性变形，触碰到所述金属片或开关成为通电状态，从而输出电信号；

c) 所述的插孔触发部为金属片或开关，其位于插孔内或附近，当有物体插入插孔时，触碰到所述金属片或开关成为通电状态，从而输出电信号；

d) 所述插孔触发部为保护门、位移开关，所述保护门位于插孔入口下，所述位移开关由开关体和位移体组成，位移体的一边固定于保护门上、另一边可分离地与开关体连接，当有物体插入插孔时，保护门被推开，位移体随之被移动至开关体，位移开关成为通电状态，从而输出电信号。

当上述的信号传输到瞬间高压部，瞬间高压部产生瞬间的高电压、低电流强度的电。

为了实现以上使用效果，所述瞬间高压部优选为脉冲高压发生电路。

进一步的，上述的技术方案二、技术方案三也可以增设技术方案一里面的安全开关、断开部、延时恢复部等机构，以得到更优的实施效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本实施例1的电路原理图。

图2是本实施例2的电路原理图。

图3是本实施例3、4的电路原理图。

图4是本实施例5的电路构造原理图。其中PCB电路板含有IC集成芯片，集成了向灯输出信号产生短暂的闪光、向扬声器输出信号产生短暂爆破声的功能。

图5是本实施例6的电路原理图。

图6是本实施例7的电路原理图。

图7是本实施例8的电路原理图。

图8是本实施例9的电路原理图。

图9是本实施例10的电路原理图。

图10是技术方案之一的工作原理图。

图11是技术方案之二的工作原理图。

图12是技术方案之三的工作原理图。

附图标记说明：

BY：扬声器 HL：灯 L：储能器 SQ：传感器 10：插脚 SQ1：开关

KT：延时继电器 1：插孔 2：保护门 3：位移体 4：开关体 PCB：PCB电路板

101：金属压帽 102：压帽弹簧 103：叩击机构 104：叩击弹簧 105：外壳106：压电陶瓷 107：磷铜片 108：金属帽 109：高压引线

Q6：开关 F1：高压引线 SQ7：金属接近传感器 Q8：开关 Q9：开关。

具体实施方式

在图1所示实施例中，感应器（SQ）就是插孔反馈部，灯（HL）就是闪光部，扬声器（BY）就是爆破声部，他们通过电连接的方式组成了所述的模拟电弧单元。灯（HL）和扬声器（BY）都已经内置脉冲输出电路（下同）。

当安装在插孔附近的感应器（SQ）检测到有物体插入插孔时，会输出电信号，传输到灯（HL）和扬声器（BY），从而灯（HL）产生短暂的闪光，扬声器（BY）产生短暂的爆破声。

在图2所示实施例中，安装在插脚侧边的开关（SQ1）就是插孔反馈部、灯（HL）就是闪光部，扬声器（BY）就是爆破声部，他们通过电连接的方式组成了所说的模拟电弧单元。

当有物体插入插孔时，压迫插脚产生弹性变形，触碰到并压下插脚侧边的开关成为通电状态，从而输出电信号，传输到灯（HL）和扬声器（BY），使灯（HL）产生短暂的闪光，扬声器（BY）产生短暂的爆破声。

在图3所示实施例中，感应器（SQ）就是插孔反馈部、灯（HL）就是闪光部，扬声器（BY）就是爆破声部，延时继电器（KT）就是断开部。他们通过电连接的方式组成了所说的模拟电弧单元。

当儿童插入物体到插孔中，被安装在插孔附近的感应器（SQ）检测到，会输出电信号，传输到灯（HL）和扬声器（BY），从而灯（HL）产生短暂的闪光，扬声器（BY）产生短暂的爆破声。同时感应器（SQ）输出信号到延时继电器（KT），其延时例如1-3秒之后动作：供电源被断开，使模拟电弧单元、插脚处于失电状态。如果儿童重复插入物体到插孔，由于电源被断开，因此电器不会启动，电闪雷鸣现象也不会重现，儿童会认为已经损坏了插座、电器。而且断开电源也是对儿童人身安全的保护。

在图3中，进一步的另一实施例：感应器（SQ）就是插孔反馈部，灯（HL）就是闪光部，扬声器（BY）就是爆破声部。延时继电器（KT）既是断开部，也是延迟恢复部，也就是说，延迟继电器（KT）复合了通电延时断开、断电延时闭合的双重功能。他们通过电连接的方式组成了所说的模拟电弧单元。

当安装在插孔附近的感应器（SQ）检测到有物体插入插孔时，会输出电信号，传输到灯（HL）和扬声器（BY），从而灯（HL）产生短暂的闪光，扬声器（BY）产生短暂的爆破声。同时延时继电器（KT）延时例如1-3秒之后动作：供电源被断开，模拟电弧单元、插脚处于断电状态。此后延时继电器（KT）开始断电延时例如60秒之后动作：延时继电器（KT）恢复初始的闭合状态。

有了以上的延时继电器，插座就具有了较高级的自动断开、自动延时恢复功能。

以上的实施例中，灯和扬声器，优选脉冲控制型，以固定输出短暂的闪光和爆破声效果。

在图4所示实施例中，安装在插孔入口下面的保护门（2）、以及由位移体（3）和开关体（4）组成的位移开关就是插孔反馈部，灯（HL）就是闪光部，扬声器（BY）就是爆破声部，PCB电路板含有IC集成芯片，集成了所需的固定输出短暂的闪光和爆破声电信号、延时断开、延时恢复等功能。位移体的一边固定于插孔保护门上、另一边可断开地与开关体连接，开关体固定于PCB电路板上，也可以直接固定于插座壳体上，其通过和PCB电连接达到和闪光部、爆破声部电连接的目的，当有物体插入插孔时，保护门被推开，位移体会随着保护门的推开而被横向移动至开关体，位移开关电源被接通。插入插孔的物体离开插孔时，保护门恢复闭合，位移体随之离开开关体，位移开关电源断开。

在图5所示实施例中，金属压帽（101）、压帽弹簧（102）、叩击机构（103）、叩击弹簧（104）、外壳（105）、压电陶瓷（106）、磷铜片（107）、金属帽（108）、高压引线（109）等组成的压电发生器就是安全放电部。当儿童用金属物体插进插孔，会推动金属压帽下压，叩击压电陶瓷，从而压电发生器产生瞬间的高电压、低电流强度的电，通过金属物体传导到儿童手部。显然，没有金属压帽（101）、压帽弹簧（102）、叩击机构（103）、叩击弹簧（104）等辅助零件，而直接由金属物体触压压电陶瓷，也是可以实现本效果。

在图6所示实施例中，儿童安全插座还带有插脚，开关（Q6）就是插孔触发部，其安装在插脚旁，图中的其余电子元件组成脉冲高压发生电路，成为瞬间高压部，高压引线（F1）位于插孔内或附近，开关（Q6）和脉冲高压发生电路电连接。当儿童用物体插进插孔，会推压插脚，插脚产生变形压下开关（Q6）闭合，从而使脉冲高压发生电路通过高压引线（F1）产生瞬间的高电压、低电流强度的电，如果儿童用的是金属物体插进插孔，则此电通过金属物体传导到儿童手部。当然也可以在高压引线附近增设一金属体，以优先让其发生电弧效应。

在图7所示实施例中，由干电池供电，金属接近传感器（SQ7）就是插孔触发部，其安装在插孔内或附近，传感器的探头对准插孔。图中的其余电子元件组成脉冲高压发生电路，成为瞬间高压部，高压引线（F1）位于插孔内或附近，金属接近传感器（SQ7）和脉冲高压发生电路电连接。当儿童用金属物体插进插孔，触发传感器输出电信号，从而使脉冲高压发生电路通过高压引线（F1）产生瞬间的高电压、低电流强度的电，通过金属物体传导到儿童手部。

在图8所示实施例中，开关（Q8）就是插孔触发部，其位于插孔内或附近，图中的其余电子元件组成脉冲高压发生电路，成为瞬间高压部，高压引线（F1）位于插孔内或附近，开关（Q8）和脉冲高压发生电路电连接。当有金属物体插入插孔时，触碰到开关（Q8）成为通电状态，从而使脉冲高压发生电路通过高压引线（F1）产生瞬间的高电压、低电流强度的电，通过金属物体传导到儿童手部。

在图9所示实施例中，插孔触发部可以用保护门（图中未画出）+位移开关（Q9）来实现，所述保护门位于插孔入口下，所述位移开关由开关体和位移体组成，位移体的一边固定于保护门上、另一边可分离地与开关体连接，图中的其余电子元件组成脉冲高压发生电路，成为瞬间高压部，高压引线（F1）位于插孔内或附近，当儿童用金属物体插入插孔时，保护门被推开，位移体随之被移动至开关体，位移开关成为通电状态，从而使脉冲高压发生电路通过高压引线（F1）产生瞬间的高电压、低电流强度的电，通过金属物体传导到儿童手部。

为了实现以上使用效果，所述金属物体可以是类似铁钉这样的金属物体，也可以预先特制成全金属外壳的电器插头，例如金属外壳制成的——伪装成手机充电插头样子的专用插头状工具，为了避免误插入现有标准插座插孔而发生真正的触电事故：其插脚尺寸和标准插脚（包括空调机专用插脚）有所区分，从而无法插入现有标准插座插孔/只能插入本儿童安全插座插孔。

通过上文对本发明的儿童安全插座的结构和工作原理的描述，所属技术领域的技术人员应该理解，本发明不局限于上述具体实施方式，在本发明的基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围之中。