阅读说明：本技术 用于将电插头锁定到电源插座的装置和方法 (Device and method for locking an electrical plug to an electrical outlet ) 是由 ***·阿布伊斯梅尔 于 2018-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明包括用于将电插头连接并锁定到电源插座中的方法和装置。这样可以防止插头晃动或意外拔出,因此避免了任何电流干扰或可能引起火灾的电火花发生。在没有插头插入的情况下,本发明阻塞了插座的开口,以防止儿童玩弄它或试图将可能使自己受到电击的任何金属物体插入其中。通过本发明,成年人可以容易地连接和锁定电插头,而儿童则不可能这样做。本发明有各种实施例,使其适用于许多需要连续供电而又不间断的领域,例如家用电器,计算机,工厂设备和医疗设备,以及许多其他示例。(The present invention includes a method and apparatus for connecting and locking an electrical plug into an electrical outlet. This prevents the plug from being shaken or accidentally pulled out, thus avoiding any current interference or the occurrence of electric sparks which could cause fire. Without a plug inserted, the present invention blocks the opening of the receptacle to prevent a child from playing with it or attempting to insert any metal object into it that could potentially shock itself. By means of the invention, an adult can easily connect and lock an electrical plug, which children cannot. The present invention has various embodiments that make it suitable for many applications that require continuous power supply without interruption, such as home appliances, computers, factory equipment and medical equipment, as well as many other examples.)

用于将电插头锁定到电源插座的装置和方法

技术领域

本发明涉及电力安全，更具体地，本发明涉及防止电插头被无意地移除。

背景技术

电插头主要用于提供对主电源的接入，如果由人，小孩，宠物或通过移动连接的设备意外拉扯电源线或插头，则可能会意外地将它们从电源插座中拔出。在将电插头从电源插座中完全拔出的情况下，会发生不希望的电电力损失。但是，最危险的情况是插头在保持电气连接的状态下被部分拔出。在这种情况下，插头的插脚被裸露，松动且连接不良，进而可能引起火花，火灾，如果碰触插头，可能会对周围的儿童或宠物造成电击。

当电源插座中未安装电源插头时，也可能存在严重的危险。考虑有人，特别是孩子，将导电物体(例如金属)或插头***电源插座。两种情况均可能导致电击，特别是如在插头已部分***且插脚的一部分裸露在外的时候。

已经提出了各种方法和装置以确保电气插头和电源插座之间的接合，从而防止意外脱离。另外，有几种装置用于阻塞电源插座孔，以防止任何物体***其中。许多专利涉及提供一种用于电源插座的盖，用以防止儿童将物品***其中。例如US7652210,US6108178,US6674003,US2007/0256850,US7056145,US2709198,US2987909,US3467763,US4584856,US4674813,US5061199,US3159446,US4603931,US6479749,US4603931,US6908502,US2002/0118498,US6780031,US3775729,US3491327,US5599196,US6198046,US5791931,US5286213和US5791931。

很少有专利建议通过使用定制设计的可锁定在一起的插头和插座来替换插头和电源插座，从而防止意外拔出电源插头。例如：US6358076，US5344333和US3121599。

其他专利使用绳索固定机构来克服意外移除的问题。例如：US6071142，US6491539，US2013/183855，US4652069，US4702709，US4851612，US5348495，US5575677，US5655924，US6071142，US6095846，US6491539，US6769930，US7014493，US7056145和US7722380。

还有一些专利使用钩子机制来锁定叶片状插脚的插头。这些机构包括从叶片尖头上的孔中伸出的钩子。例如：US2732531，US3891289，US5551884，US5194013，US5893772，US5941724，US6193539，US6454576，US7080889，US7172451，US7361045，US7484986，US2003/0207606，US2010/0144187，US3066276，US3233204，US2771590，US2016755和US1957773。

专利US8152554和US2005/0101169提出了一种概念，该概念用于使用拔出力(趋向于移除插头)来锁定电插头并将其转换为防止插头被移除的夹持力。

最后，一些专利提出用钩挂机构来修改电插头的插脚，该钩挂机构可以钩在电源插座孔内的空腔中。例如：US2005/0124200，US6171129，US2009/0061667和US7798838。尽管所有先前的专利都提出了用于保护电源插头和电源插座的解决方案，但每种方法都有其自身的缺点，这使得它在大多数情况下不是很有效。遮盖电源插座只能防止物体***，而不能防止电插头意外拔出。每次使用电源插座之前，都必须使用专用工具卸下盖子。因此，对于经常使用的电源插座而言，这是一种不切实际的解决方案。

需要更换电源插头和电源插座的其他解决方案不切实际。这是因为更换每个插头和插座并不令人信服。

另外，在大多数情况下，安装固定机构以将线固定在位并不理想，因为这些机构体积庞大且设计为适合特定类型的电源插座。用钩入插头的插脚孔中的锁紧装置修改电源插座是一个很好的解决方案。但是，它仅对在其插脚上有孔的特定类型的插头有效。因此，该机制不适用于所有其他类型的插头。

尽管那些将拔出力转换为夹持力的专利提出了一种更通用的解决方案，但是它仍然存在一些缺陷，例如，夹持力是在移动插头之后产生的反作用力，这意味着必须施加拔出力，并且在启动夹持机构之前，必须将电源插头部分拔出。插头的这种移动会破坏电气连接。即使运动量太小而无法断开连接，插头的一部分也会暴露在外并保持电气连接，如果有人在玩耍，会增加触电的危险。

以钩在电源插座内部空腔中的机制来修改机械插头实际上不适用于大多数电源插座。这是由于并非所有电源插座都在内部具有腔室，即使在出口内部都具有腔室的情况下，腔室通常也不具有相同的深度和尺寸，这使得提供一种能够在所有电源插座的类型中进行钩挂的通用的钩挂机构是非常困难的。

本发明是一种装置和方法，其可用于保护电插头不被意外或无意移除或部分拔出。本发明还能够阻塞电源插座，从而防止任何物体***其中。

本发明提供了一种用于所有类型的电插头和电源插座的解决方案，尤其是圆形插脚类型。而且，它简单，易于使用，并且不需要对电插头或电源插座进行任何修改。本发明是通用的。它能够保护各种形状和标准的电插头，包括类型(C)和(F)以及任何大小的圆头充电器和适配器。此外，它适合所有形状和标准的电源插座，包括(C)，(F)和组合(C-A)型。

本发明允许成年人迅速地安装，锁定，解锁，移除和重新安装电插头，而无需任何工具或对电源插座或插头的修改。虽然它很容易被成年人安装或拆卸，但是却不可能被儿童拆卸。

本发明有几种用途，例如，它可以在儿童保护领域内以两种方式使用。首先，如果未安装插头，则该设备可以用作防干预设备，因为它会阻塞电源插座的孔，并防止儿童将任何物体***插座内而引起触电。其次，如果安装了电插头，则该装置能够防止部分或全部拔下插头，从而避免了致命的电击危险，而此类电击危险在孩子将其手指或物体放在插座和松动的插头之间时是可能发生的。

有许多***可以从本发明中受益。在计算机安全领域中，该设备将防止长时间连续处理过程中意外断电。在家里，它可用于确保连续向家用电器(例如，吸尘器，冰箱等)供电。更重要的是，它可用于确保为医院医疗设备和工厂设备提供不间断电源。

附图标记

10第一实施例 86、88光滑尖端

12电气插头类型(C) 90椭圆形路径

14电气插头类型(F) 92、94光滑金属部分

16电源插座类型(C-A) 96、98高摩擦部分

18电源插座类型(F) 100、102推杆的倾斜表面

20电源插座类型(C) 104、106脚的倾斜表面

22墙 108、110拨片

24底板 112锁定插座

26、28推杆 114公连接器

30、32弹簧 116、118孔

34、36专用销 120、122夹

38，40脚 124，126(F)插头金属插脚

42，44端子接触件 128，130(F)电源插座接地夹

46，48固定接地接触件 132，134(F)插头接地夹

50组装外壳 136、138(C)插头金属插脚

52安全边缘 140、142(C)插头绝缘的插脚

54，56夹爪 144，146摩擦区域

58,60,62,64摩擦垫 148、150后壳

66旋转套筒 152、154，电缆

68安全按钮 156、158电缆

70脚导向翅片 160壁挂式安装装置

71插座外壳 162电箱

72夹爪导向翅片 164电力集线器

74、76可旋转接地接触件 152a，b，c接线端子

78、80孔 154a，b，c接线端子

82、84槽 156a，b，c接线端子

本发明有三个实施例。每一种都有其特征，这些特征大大增加了本发明在不同领域和应用中的工作范围。

本发明的第一实施例是连接电源插座和电插头的通用适配器。该适配器具有锁定和解锁位置。它还有两个侧面。第一侧包含一个可***并固定在电源插座中的公电连接器。第二侧包含锁定插座，该锁定插座能够在其中接收和锁定电插头。这样，通过非常简单和直接的步骤，用户可以将电插头连接并牢固地锁定到电源插座，而无需对其进行任何进一步的修改。

本发明的第二实施例是一种可锁定的电插头，该电插头可以用作常规插头，并具有在需要时锁定在电源插座中的额外特征。

本发明的第三实施例是一种锁定插座。在这种情况下，它能够以类似于常规插座的方式接收电插头，但是具有将电插头锁定在其中的进一步的能力。锁定插座可以采用不同的配置，例如电源插座，电源扩展和电源集线器。

在下面的描述中，附图不一定按比例绘制，并且在某些情况下，比例已被夸大以便允许更清楚地描绘本发明的某些特征。

图(1)至(36)说明了本发明第一实施例的部件和使用方法，如下：图(1)示出了电插头(C)类型(12)和(F)类型(14)，以及壁式插座(C)型(20)，(F)型(18)和组合(C-A)型(16)之间的第一实施例(10)。

如图(2)和图(3)所示，第一实施例包括两个侧面。第一侧是轴向可旋转的锁定插座(112)，可以在其中接收和锁定电插头。第二侧是带有两个专用销(34)，(36)的公连接器(114)，其可以***并锚定在电源插座中。两侧均组装到组装外壳(50)。

第一实施例的部件在图(4)和图(5)中分解。这些组件分为三个主要部分：锁定插座(12)，公连接器(114)和组装外壳(50)。

公连接器(114)包括一个基板(24)和两个推动器(26)，(28)，它们被两个弹簧(30)，(32)分开。两个弹簧被预加载，因此它们始终推动推动器(26)，(28)向外移动。两个脚(38)，(40)固定两个专用销(34)，(36)并将它们连接到两个端子(42)，(44)。固定的接地接触件(46)，(48)固定在组装外壳(50)上。

锁定容纳部(112)包括插座外壳(71)和两个夹爪(54)，(56)，每个夹爪具有两个摩擦垫(58)，(60)和(62)，(64)。锁定插座还包括可旋转套筒(66)，安全按钮(68)，夹爪导向翅片(72)，脚导向翅片(70)和两个可旋转接地接触件(74)，(76)。

图(6)和图(7)所示的锁定插座(112)是负责固定和锁定电插头的关键所在。它包括一个可旋转的套筒(66)和两个夹爪(54)，(56)。可旋转套筒(66)包含两个可旋转接触件(74)，(76)，它们将接地线连接到插头的接地夹。另外，它包括两个***插脚的孔(78)，(80)。它还具有夹爪导向翅片(72)和脚导向翅片(70)。此外，它具有安全按钮(68)。夹爪(54)和(56)分别包含两个摩擦垫(58)，(60)和(64)，(62)。这些垫可以是橡胶，硅或具有高摩擦系数的任何其他材料。夹爪导向翅片(72)穿过槽(82)，(84)引导夹爪(54)，(56)，以便夹爪(54)，(56)能够径向滑动并随夹爪导向翅片(72)旋转。每个夹爪(54)，(56)具有其光滑的尖端(86)，(88)，该尖端可以在组装外壳(50)的椭圆形路径(90)内自由滑动。

图(8)和图(9)示出了公连接器，该公连接器负责锚定在电源出口的圆形孔中。销(34)，(36)是专门为产生高摩擦而制造的，因此每个销都具有光滑的金属部分(92)，(94)和高摩擦部分(96)，(98)，它们可能是粗糙的，有纹理的或由任何高摩擦力的材料覆盖。两个专用销(34)，(36)固定在一个锚固机构上，该锚固机构包括两个脚(38)，(40)，每个脚具有倾斜的光滑表面(104)，(106)和拨片(108)，(110)。脚的倾斜表面(104)，(106)与推动器的倾斜光滑表面(100)，(102)相邻，因此它们可以在彼此之上自由滑动。推动器(26)，(28)受到两个预加载弹簧(30)，(32)施加的向外力。向的力通过推动器的倾斜光滑表面(100)，(102)传递到脚(38)，(40)。

图(10)至(13)示出了将电插头(F)型固定并锁定到电源插座(F)型的过程。图(10)示出了电源插座(18)，第一实施例(10)和电插头(14)的布置。在图(11)中，第一实施例(10)被***电源插座(18)中。在图(12)中，插头(14)***第一实施例(10)的另一侧。通过将可旋转套筒(66)或插头(14)顺时针旋转90度，三个部件的电源插座(18)，第一实施例(10)和电插头(14)将全部固定在一起并锁定，电源连接到插头(14)。在图(13)中，电插头(14)与电源插座(18)固定并锁定在适当的位置，因此无法将其旋转或拔出。为了解锁并拔出电源插头(14)，必须按下安全按钮(68)，然后将可旋转套筒(66)或插头(14)逆时针旋转90度。

图(14)和图(15)是截面图，其提供了解锁并连接到电源插座(18)和电插头(14)的第一实施例(10)的进一步图示。如图(14)所示，第一实施例处于解锁位置，并且公连接器在电源插座孔(116)，(118)内自由滑入和滑出。这是因为脚导向翅片(70)阻止了脚部的拨片(110)，(108)的任何运动。因此，脚(38)，(40)被固定在抵靠推动器(26)，(28)的位置。因此，销(34)，(36)与电源插座孔(116)，(118)对准。所以，它们可以容易地***或移除而不会接触孔(116)，(118)的表面。

图(14)示出了在两个夹爪(54)，(56)和四个摩擦垫(58)，(60)，(62)，(64)之间的插头插脚(124)，(126)。当设备处于解锁位置时，夹爪导向翅片(72)引导两个夹爪(54)，(56)与椭圆形路径(90)的大直径对齐，因此这四个摩擦垫(58)，(60)，(62)，(64)未压缩，因此插头的销(124)，(126)可以自由移入或移出。

图(16)和图(17)是图(13)中的剖视图，示出了处于锁定位置的第一实施例以及如何将插头和电源插座固定在一起。在图(16)中，侧视截面图示出了公连接器(114)如何锚定在电源插座孔(116)，(118)中。当脚导向翅片(70)旋转90度时，脚部拨片(108)，(110)将自由，因此脚部(38)，(40)仅受推杆(28)，(26)传递的外力影响。这些力使脚(38)，(40)和销(34)，(36)向外移动，直到销的高摩擦部分(96)，(98)在摩擦区域(144)，(146)接触电力插座孔(116)，(118)。电力通过专用销(34)，(36)和端子接触件(42)，(44)从电源插座的电源夹(122)，(120)传输到插脚(124)，(126)。进一步在图(16)中，当向插头(14)施加拔出力时，锚固机构放大锚固力。即使拔出力增加，锚固力的增大也将确保插头(14)的连接。这种放大作用是通过如下增大专用销(34)，(36)和孔(116)，(118)之间的摩擦力实现：施加在插头(14)上的拔出力将通过组装外壳(50)传递到基板(24)。基板(24)将把拉力传递到推动器(26)，(28)，然后传递到脚(38)，(40)。推动器(26)，(28)和脚(38)，(40)之间的接触区域倾斜且光滑。结果是，传递的力将在垂直于倾斜表面(106)，(104)的方向上。这些传递到脚(26)，(28)的力将增加电源插座孔(116)，(118)与销的高摩擦部分(96)，(98)之间的摩擦力。该摩擦力与施加到插头(14)且始终具有较高的数值的拉力的方向相反，这可以在不管所施加的拉力的情况下确保插头与电源插座的连接。

图(17)示出了夹持在四个摩擦垫(58)，(60)，(62)，(64)下方的插脚(124)，(126)。由于夹爪(54)，(56)旋转并与椭圆形路径(90)的较小直径对齐，因此这些垫此时被压缩。插座插脚(124)，(126)不能移出，因为它与摩擦垫(58)，(60)，(62)，(64)之间的夹持力很高。

图(18)和图(19)示出了在第一实施例分别处于解锁和锁定位置时摩擦垫(58)，(60)，(62)，(64)之间的插座插脚(124)，(126)。图(20)和图(21)分别示出了处于解锁和锁定位置的插脚(124)，(126)和端子接触件(42)，(44)。还示出了电力直到与端子接触件(41)，(44)接触才传输到插头的销(124)，(126)，而这只有在插头被锁定时才发生。

图(22)和图(23)示出了接地线如何通过可旋转的接地接触件(74)，(76)连接在插头接地夹(132)，(134)和电源插座接地夹(128)，(130)和固定接地接触件(46)，(48)之间。

本发明的第一实施例还能够将插头类型(C)与所有电源插座类型固定在一起，如图(24)至(31)所示。先前关于插头(F)(14)的所有描述与插头(C)(12)相同，只是(C)(12)型没有接地夹。

图(32)，图(33)和图(34)示出了本发明的简便性，其能够与其他电插头并排地安装在多个插座(148)中。

图(35)和图(36)示出了通过将第一实施例自身安装在电源插座中并将其可旋转套筒(66)顺时针旋转90度而将第一实施例用作防干预装置。然后，将本发明(10)与电源插座(18)固定并锁定在适当的位置，并且两个孔(78)，(80)将被摩擦垫(58)，(60)，(62)，(64)阻挡。将本发明安装并锁定在电源插座中可防止儿童将任何物体***电源插座中，从而防止未安装插头时触电。为了再次使用电源插座，必须按下安全按钮(68)，然后将可旋转套筒(66)逆时针旋转90度以便打开孔(78)，(80)。

图(37)至(39)示出了本发明的第二实施例，其是可锁定的电插头。该可锁定插头包括公连接器(114)，组装外壳(50)，可旋转套筒(66)和后外壳(148)。在图(38)和(39)中，公连接器通过电线端子(152a)和(152b)连接到电缆(152)，而接地接触件(48)连接到接地线端子(152c)。当可旋转套筒(66)处于解锁位置时，本发明的第二实施例可以作为常规插头***电源插座或从电源插座移除。但是，当可旋转套筒(66)顺时针旋转90度时，它可以锁定在电源插座中。第一实施例和第二实施例中的公连接器相同地具有相同的部件和工作原理。因此，第一实施例中的公连接器的所有描述和附图都适用于第二实施例。

本发明的第三实施例是锁定插座(112)(在第一实施例中描述)的不同构造。它具有与第一实施例说明和附图中所引用的相同的组件和工作原理。经过一些修改，该锁定插座可用作电源扩展或壁装电源插座。

图(40)至(45)示出了第三实施例的不同构造。在图(40)，(41)和(42)中，第一构造包括锁定插座(112)，其连接至电缆(154)以用作单端口电源扩展，其中具有锁定插头的额外选择。图(42)示出了锁定插座(112)和电缆(154)之间的连接。端子接触件(42)，(44)连接到电线端子(154a)，(154b)，并且接地接触件(76)连接到电线端子(154c)。

在图(43)和(44)中，示出了第三实施例的壁装插座构造。通过安装装置(160)将锁定插座(112)安装到壁(22)上提供了第三实施例的另一种应用。在这种构造中，第三实施例的工作方式类似于常规的壁装电源插座。此外，它能够锁定***其中的插头。在图(44)中，端子接触件(42)，(44)连接到墙壁电缆(156)的电线端子(156a)，(156b)，且接地接触件(76)连接到接地线终端(156c)。在图(45)中，当多个锁定插座(112)组装到电源集线器(164)并连接到电缆(158)时，本发明的第三实施例被配置为电源集线器。

附图说明

通过参考附图，可以清楚地理解上面概述的本发明的关键特征，这些附图示出了本发明的方法和设备，但应当理解，这些附图示出了本发明的优选实施例，因此，相对于根据本发明能够预想到的其他实施例，这些术语“不”被认为是对其范围的限制。

图1是本发明的第一实施例在插头和电源插座之间的透视图。

图2是本发明的第一实施例的后透视图。

图3是本发明的第一实施例的前透视图。

图4是本发明的第一实施例的背面分解图。

图5是本发明的第一实施例的前部完全分解图。

图6是本发明的第一实施例中的旋转部件的前视分解透视图。

图7是本发明的第一实施方式中的旋转部的背面分解立体图。

图8是本发明第一实施例的公连接器的背面分解透视图。

图9是本发明第一实施例的公连接器的前视分解透视图。

图10是本发明的第一实施例在插头(F)型和电源插座(F)型之间的透视图。

图11是安装在电源插座中的本发明的第一实施例的透视图。

图12是示出已安装和未锁定的插头类型(F)的透视图。

图13是示出已安装并锁定的插头类型(F)的透视图。

图14是示出沿图(12)的线I-I截取的已安装和未锁定的插头类型(F)的侧视截面图。

图15是沿图(14)的线II-II截取的示出安装和解锁的插头类型(F)的正视截面图。

图16是示出沿图(13)的线III-III截取的安装并锁定的插头类型(F)的侧视截面图。

图17是示出沿图(16)的线IV-IV截取的安装并锁定的插头类型(F)的正视截面图。

图18是示出沿图(12)的线V-V截取的处于释放位置的爪的透视截面图。图19是沿图(13)的线VI-V1截取的透视图，示出了处于锁定位置的夹爪。图20是沿图(12)的线VII-VII截取的透视截面图，示出了处于解锁位置的插脚。

图21是沿图(13)的线VIII-VIII截取的透视截面图，示出了插头被锁定并且插脚连接到端子接触件。

图22是表示接地连接的***式(F)的剖视图。

图23是示出沿图(22)的线IX-IX截取的插头类型(F)的两个接地连接的剖视图。

图24是本发明的第一实施例在插头(C)型和电源插座(F)型之间的透视图。

图25是安装在电源插座中的本发明的第一实施例的透视图。

图26是透视图，示出了已安装和解锁的插头类型(C)。

图27是透视图，示出了已安装并锁定的插头类型(C)。

图28是示出沿图(26)的线X-X截取的已安装和未锁定的插头类型(C)的侧视截面图。

图29是沿图(28)的线XI-XI截取的示出安装和解锁的插头类型(C)的正视截面图。

图30是示出沿图(27)的线XII-XII截取的安装并锁定的插头类型(C)的侧视截面图。

图31是示出沿图(30)的线XIV-XIV截取的安装并锁定的插头类型(C)的正视截面图。

图32是示出具有两个插座的电源插座类型(F)的透视图。

图33是透视图，示出了插头类型(C)已安装并锁定到电源插座的一个插座。图34是透视图，示出了插头类型(C)已安装并锁定在电源插座的一个插座中且插头类型(F)已安装并锁定在另一插座中。

图35是示出本发明的第一实施例安装并解锁到电源插座中的前透视图。

图36是前透视图，示出了本发明的第一实施例锁定在电源插座中并且其开口被阻塞。

图37是示出本发明的第二实施方式的立体图。

图38是透视图，示出了第二实施例被打卡以展示其端子接触件和电缆之间的连接。

图39是透视图，示出了第二实施例的进一步细节，该第二实施例连接到电缆的端子。

图40是示出本发明的第三实施例连接到电缆的前透视图。

图41是示出本发明的第三实施例连接到电缆的后透视图。

图42是示出第三实施例被打开并连接到电缆的透视图。

图43是示出了第三实施例通过安装装置安装到墙壁上的前透视图。

图44是示出了安装到墙壁电气系统的第三实施例的后透视图。

图45是示出在集线器装置内的第三实施例的透视图。