ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО БЫСТРОГО ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
INTELLIGENT DEVICE FOR FAST CONNECTION OF ELECTRICAL EQUIPMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к интеллектуальным электрическим соединителям и арматуре, а точнее, к комбинации электрической вилки и розетки, обеспечивающей возможность соединения и монтажа электрооборудования в точках отбора электрической энергии без применения инструмента, к соединителю и/или арматуре, содержащим электронные датчики, устройства управления и/или коммуникационные устройства.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка является родственной патенту США 7462066, зарегистрированному 20.03.2007; 7192303, зарегистрированному 02.12.2004; и 6962498, зарегистрированному 12.12.2001; а также патентной заявке США 20090280673, поданной 02.12.2005; временной заявке США 62/160585, поданной 12.05.2015; и временной заявке США 62/308718, поданной 15.03.2016, содержание которых во всей полноте включено в настоящее изобретение посредством ссылки.
Уровень техники
На рынке предлагается ряд систем, называемых системами «среды умного дома», которые могут содержать один или более датчиков и устройства сетевого подключения. Такие устройства для «умного дома» могут иногда обмениваться данными друг с другом и вместе встраиваться в среду «умного дома». Устройства «умного дома» могут также обмениваться данными с облачными средствами управления «умным домом» и/или системами обработки данных в целях распределения функций управления, для доступа к вычислительным средствам увеличенной емкости и надежности, а также для интегрирования конкретного дома в более крупную ассоциацию из множества домов или географический массив «умных домов».
Способы монтажа электрооборудования и электроприборов, таких как светильники и вентиляторы, на стенах и потолках обычно требуют помощи со стороны квалифицированного электрика, и использования множества инструментов и специальных деталей. Процедура для монтажа или демонтажа такого электрооборудования может также требовать сравнительно большого времени, даже когда монтаж выполняет опытный монтажник, и может быть опасной. Помимо выполнения вручную проводами необходимых электрических соединений между электроприбором и источником электропитания, монтажник должен выполнить отдельные механические соединения для крепления или подвески электроприбора на месте.
Сущность изобретения
Устройство для соединения электроприбора с проводкой источника электропитания и для монтажа электроприбора на опоре содержит вилку, розетку и чувствительное устройство для осуществления по меньшей мере одной из следующих функций: беспроводной передачи информации об обнаруженном состоянии и беспроводного приема сигнала, при этом чувствительное устройство электрически связано по меньшей мере с одним из элементов: вилкой или розеткой. Розетка содержит корпус, содержащий внутри по меньшей мере одну полость с электропроводящей контактной клеммой, расположенной в указанной полости для установления электрического соединения между проводкой источника электропитания и розеткой. Вилка жестко закреплена на электроприборе, и ее можно вставлять в розетку, причем вилка содержит по меньшей мере один охватываемый соединительный контакт, соединенный с электроприбором, и выполненный с возможностью приведения в контакт с контактной клеммой внутри розетки для установления электрической цепи между электроприбором и проводкой источника электропитания. На комплексе вилки с розеткой расположена освобождаемая защелка для съемной установки электроприбора на опоре.
В некоторых вариантах осуществления чувствительное устройство электрически связано с вилкой, в то время как в других вариантах осуществления чувствительное устройство механически связано с вилкой. Цепь между электроприбором и проводкой источника электропитания может быть установлена посредством чувствительного устройства.
Согласно некоторым вариантам осуществления, чувствительное устройство выполнено с возможностью беспроводной передачи информации об обнаруженном состоянии. Чувствительное устройство может осуществлять беспроводной прием сигнала. Указанный сигнал может представлять собой командный сигнал для управления устройством и/или связанным с ним электроприбором. Командный сигнал может возникать как результат обнаруженного состояния, или же командный сигнал может не зависеть от обнаруженного состояния.
Согласно некоторым вариантам осуществления, чувствительное устройство выполнено с возможностью беспроводного приема сигнала, который может представлять собой командный сигнал для управления устройством и/или связанным с ним электроприбором. Чувствительное устройство содержит передающий датчик для приема по меньшей мере одного из РЧ (радиочастотного), Wi-Fi и Bluetooth датчика.
Чувствительное устройство может содержать датчик параметров окружающей среды для определения состояния окружающей среды. Состояние окружающей среды может включать в себя по меньшей мере одно из следующего:: температура, влажность, дым, монооксид углерода, движение, присутствие. Чувствительное устройство может содержать датчик системы безопасности. Датчик системы безопасности может включать в себя по меньшей мере одно из следующих устройств: камеру слежения, детектор разбития стекла, детектор движения/присутствия и/или аварийное освещение.
Согласно некоторым вариантам осуществления, вилка содержит множество зубцов, и розетка содержит множество зубцов, причем множество зубцов вилки выполнено с возможностью вступления в контакт с множеством зубцов розетки, чтобы ограничить вращательное движение вилки относительно розетки. Множество зубцов вилки и множество зубцов розетки могут быть расположены на противоположных поверхностях или на окружности вилки и розетки.
В другом своем аспекте настоящее изобретение относится к вилке для соединения с розеткой для устройства для соединения электроприбора с проводкой источника электропитания и для монтажа электроприбора на опоре, причем вилка может быть жестко закреплена на электроприборе. Вилка содержит: по меньшей мере один охватываемый соединительный контакт, электрически соединенный с электроприбором, и выполненный с возможностью приведения в контакт с контактной клеммой внутри розетки для установления электрической цепи между электроприбором и проводкой источника электропитания; освобождаемую защелку, расположенную на комплексе вилки с розеткой, для съемной установки электроприбора на опоре, и чувствительное устройство для осуществления по меньшей мере одной из следующих функций: беспроводной передачи информации об обнаруженном состоянии и беспроводного приема сигнала, при этом чувствительное устройство электрически связано по меньшей мере с одним из элементов: вилкой или розеткой.
В еще одном своем аспекте настоящее изобретение относится к устройству для присоединения электроприбора, которое содержит: первую электрическую вилку, содержащую корпус; ряд концентрических проводящих колец, соединенных с корпусом; цилиндрическую стойку, проходящую вдоль оси концентрических колец, причем стойка содержит проходящий вдоль оси канал, и по меньшей мере один радиальный колодец, заключающий в себе стопорный шарик; плунжер, который выполнен с возможностью перемещения внутри указанного аксиально проходящего канала, и имеет радиальный профиль, который выталкивает стопорный шарик, чтобы последний выступал из проходящего вдоль оси канала в первом положении, и который дает возможность шарику убираться в канал и не выступать во втором положении; по меньшей мере один датчик, электрически соединенный по меньшей мере с одним концентрическим проводящим кольцом вилки; электрический провод, содержащий ряд проводящих жил, причем у указанного провода определены ближний и дальний противоположные концы, при этом проводящая жила соединена по меньшей мере с одним из концентрических проводящих колец у ближнего конца; и удлинительный корпус, присоединенный к дальнему концу проводящей жилы, причем указанный корпус содержит розетку, которая может быть состыкована со второй электрической вилкой, как это было определено в отношении первой электрической вилки, когда вторую электрическую вилку вставляют в указанную розетку, при этом розетка содержит: канал, размер которого позволяет принять цилиндрическую стойку второй электрической вилки, причем в канале определен участок, радиус которого меньше радиуса, определяемого стойкой и выступающим стопорным шариком, и участок, радиус которого не меньше радиуса, определяемого стойкой и выступающим стопорным шариком; ряд концентрических каналов, сопрягаемых с указанным рядом концентрических колец; ряд электрических клемм, каждая из которых расположена вблизи концентрического канала так, чтобы электрически контактировать с одним из концентрических проводящих колец, когда концентрическое кольцо стыкуют с концентрическим каналом, при этом по меньшей мере одна из электрических клемм соединена с проводящей жилой электрического провода.
Краткое описание чертежей
Большего понимания настоящего изобретения, его преимуществ и отличительных признаков можно добиться, обращаясь к последующему подробному описанию и рассматривая его вместе с прилагаемыми чертежами, из которых:
Фиг. 1 в аксонометрии с пространственным разделением деталей изображает вилку и чувствительное устройство для соответствующего настоящему изобретению интеллектуального устройства быстрого подключения.
Фиг. 2 в аксонометрии с пространственным разделением деталей изображает вилку и чувствительное устройство для соответствующего настоящему изобретению интеллектуального устройства быстрого подключения.
Фиг. 3 в аксонометрии с пространственным разделением деталей изображает вилку и чувствительное устройство для соответствующего настоящему изобретению интеллектуального устройства быстрого подключения.
Фиг. 4 в аксонометрии с пространственным разделением деталей изображает вилку и чувствительное устройство для соответствующего настоящему изобретению интеллектуального устройства быстрого подключения.
Фиг. 5 в аксонометрии изображает вилку и чувствительное устройство для соответствующего настоящему изобретению интеллектуального устройства быстрого подключения.
Фиг. 6 в аксонометрии изображает вилку и чувствительное устройство для соответствующего настоящему изобретению интеллектуального устройства быстрого подключения.
Фиг. 7 в аксонометрии снизу изображает вилку и чувствительное устройство фиг. 6.
Фиг. 8 представляет вид сбоку вилки и чувствительного устройства фиг. 6.
Фиг. 9 представляет вид сбоку вилки и чувствительного устройства фиг. 6, причем вилка и чувствительное устройство перевернуты.
Фиг. 10 в аксонометрии изображает вилку и чувствительное устройство фиг. 6, причем вилка и чувствительное устройство перевернуты.
Фиг. 11 в аксонометрии снизу изображает вилку и чувствительное устройство фиг. 6.
Фиг. 12 схематически изображает вилку и чувствительное устройство фиг. 6, при этом показана электронная схема.
Фиг. 13 схематически изображает один вариант осуществления электронной схемы чувствительного устройства.
Фиг. 14 изображает один вариант осуществления схемы низковольтного источника питания чувствительного устройства.
Фиг. 15 изображает один вариант осуществления схемы управления чувствительного устройства.
Фиг. 16 изображает один вариант осуществления схемы управления высоким напряжением переменного тока для чувствительного устройства.
Фиг. 17 изображает вариант осуществления вилки и розетки соответствующего изобретению устройства быстрого подключения.
Фиг. 18 изображает соответствующую изобретению розетку устройства быстрого подключения, установленную в стандартную электрораспределительную коробку.
Фиг. 19 представляет вид спереди накладки, соответствующей настоящему изобретению.
Фиг. 20 представляет вид сзади накладки фиг. 19.
Фиг. 21 изображает накладку фиг. 19 и 20 в установленном виде.
Фиг. 22 представляет вид спереди накладки с центральным элементом.
Фиг. 23 представляет вид спереди центрального элемента накладки фиг. 22.
Фиг. 24 представляет вид сзади центрального элемента накладки фиг. 22.
Фиг. 25 изображает установленную розетку с накладкой и отдельно - вилку, установленную на электроприбор.
Фиг. 26 представляет вид спереди другого варианта осуществления накладки, соответствующей настоящему изобретению.
Фиг. 27 представляет вид сзади накладки фиг. 26.
Фиг. 28 изображает некоторые примеры использования розетки и вилки, соответствующих изобретению.
Фиг. 29 изображает соответствующий изобретению вариант осуществления розетки и вилки для использования с осветительным прибором и соответствующий изобретению вариант осуществления розетки и вилки для использования с потолочным вентилятором.
Фиг. 30 изображает соответствующую изобретению розетку, предназначенную для использования с потолочным вентилятором, и установленную в стандартную электрораспределительную коробку.
Фиг. 31 схематически изображает тройной запирающий механизм розетки и вилки, предназначенный для использования с потолочным вентилятором.
Фиг. 32 представляет вид сбоку комплекса элементов, включающего в себя вилку, запирающий механизм, верхнюю розетку и несущий рым.
Фиг. 33 представляет вид сбоку комплекса элементов фиг. 32 с пространственным разделением деталей
Фиг. 34 представляет срединное поперечное сечение комплекса элементов фиг. 32.
Фиг. 35 представляет вид сбоку с пространственным разделением деталей комплекса элементов, включающего в себя вилку, запирающий механизм, верхнюю розетку и несущий рым.
Фиг. 36 представляет ряд разных вариантов осуществления несущего рыма.
Фиг. 37 представляет вид сбоку несущего рыма с каналом для провода.
Фиг. 38 с пространственным разделением деталей изображает сборный узел, соответствующий изобретению и содержащий вилку с чувствительным устройством, которые заключены в корпус, причем указанный узел соединен с электроприбором.
Фиг. 39 изображает сборный узел фиг. 38, в котором вилка содержит дополнительные соединительные контакты для сигнальных проводов.
Фиг. 40 изображает сборный узел фиг. 39, однако данный вариант корпуса образует удлиненную верхнюю розетку, и содержит освобождающий рычажок.
Фиг. 41 изображает соответствующий изобретению плафон, содержащий ряд датчиков, при этом плафон может быть соединен с кабелем фиг. 40.
Фиг. 42 изображает плафон фиг. 41, однако несущий провод заменен узлом вилки, таким как на фиг. 39.
Фиг. 43 изображает узел вилки, как на фиг. 39, однако здесь предусмотрен раздвоенный освобождающий рычажок, который позволяет в центре расположить несущий провод.
Фиг. 44 изображает узел, содержащий сборный узел вилки с датчиками, как на фиг. 43, и удлинительный корпус, который позволяет присоединять плафон, такой как на фиг. 42; тем самым узел фиг. 44 можно вставлять между розеткой и электроприбором, у которого имеется вилка, соответствующая настоящему изобретению.
Фиг. 45 изображает узел фиг. 44, соединенный с розеткой и электроприбором.
Фиг. 46 изображает удлинительный корпус фиг. 44, оснащенный датчиками.
Фиг. 47 в аксонометрии изображает узел фиг. 46, соединенный с электроприбором, у которого имеется вилка, соответствующая настоящему изобретению.
Фиг. 48 в аксонометрии изображает узел вентилятора/светильника, содержащий плату чувствительного устройства, датчики, вилку, освобождающий стержень и стекло, которое работает совместно с датчиками.
Фиг. 49 в аксонометрии изображает розетку и чувствительное устройство для устройства быстрого подключения, соответствующего настоящему изобретению.
Подробное раскрытие изобретения
Далее, как это требуется, будут раскрыты варианты осуществления настоящего изобретения; однако, следует понимать, что раскрываемые варианты осуществления изобретения являются просто примерами, и, что способы и системы, которые будут описаны ниже, могут быть осуществлены в различных формах. Поэтому, раскрытые конкретные конструктивные и функциональные подробности следует рассматривать не как ограничения, а просто, как основу для формулы изобретения, и как характерную основу для указаний специалистам в данной области по различным вариантам применения изобретения фактически в любой соответствующим образом детализированной конструкции и функции. Кроме того, используемые в настоящем описании термины и фразы следует рассматривать не как ограничивающие, а скорее, как обеспечивающие понятное описание идей изобретения.
Термин «любой (объект), принадлежащий данному классу (объектов)», означает «один (объект)» или «более, чем один (объект)». Термин «множество (объектов)» означает «два (объекта» или «более двух (объектов)». Термин «другой (объект)» означает «по меньшей мере второй (объект) или более, чем второй (второй)». Термины «включающий» или «имеющий» означают «содержащий» (т.е. подразумевается возможность наличия и других элементов). Термин «связанный» означает «соединенный», хотя необязательно непосредственно, и необязательно механически.
Раскрываемое настоящее изобретение является родственным предыдущим работам автора - документам, которые ранее были приведены в разделе «Ссылки на родственные заявки», содержание которых во всей полноте включено в настоящее изобретение посредством ссылки.
«Интеллектуальное устройство быстрого подключения» в целом можно определить, как соединитель с дополнительными функциями, кроме традиционной способности обеспечивать соединение. Интеллектуальное устройство быстрого подключения может содержать чувствительный компонент для беспроводной передачи обнаруженного состояния. Как вариант или дополнительно, интеллектуальное устройство быстрого подключения может содержать чувствительный компонент для беспроводного приема сигнала. Указанный сигнал может представлять собой командный сигнал для управления интеллектуальным устройством быстрого подключения и/или связанным с ним электрооборудованием. Командный сигнал может не зависеть от обнаруженного состояния, или может быть результатом обнаруженного состояния.
Согласно фиг. 1-12, в целом устройство 20 быстрого подключения для установки электрооборудования представляет собой комбинацию штыревой части (в дальнейшем - вилки) 22 и ответной гнездной части (в дальнейшем - розетки) 24 с чувствительным устройством 26. Вилка 22 и ответная розетка 24 устройства 20 работают так, чтобы вместе установить электрическое соединение между электрооборудованием (электроприбором) и проводкой источника питания, а также механически поддерживать электрооборудование на поверхности или основании - обычно стене, потолке или поверхности пола. В том смысле, в каком это используется в настоящем описании, термин «электрооборудование» или «арматура» означает любую арматуру или электроприбор, например, светильник, потолочный вентилятор, телевизионную камеру, охранное устройство или любое другое устройство, которое питается электричеством, подаваемым по электрической проводке, и которое требует механического соединения в качестве опоры или для подвески. Вилку 22 неподвижно закрепляют на электрооборудовании (не показано), в то время как розетку 24 закрепляют либо на поверхности (например, стене, потолке или полу), на которой должно быть установлено электрооборудование, либо на электрораспределительной коробке.
Конструкция, функция и работа вилки 22 и ответной розетки 24 уже были подробно рассмотрены, например, в патентах и заявках, которые посредством ссылки включены в настоящее изобретение. Соответственно данное описание будет сосредоточено на конструкции, функции и работе чувствительного устройства 26.
Хотя показано, что чувствительное устройство 26 соединено с вилкой 22, оно может быть соединено с розеткой 24, как показано на фиг. 49. Считается, однако, что чувствительное устройство 26 предпочтительно соединять с вилкой 22, поскольку на одну и ту же вилку 22 могут быть установлены различные взаимозаменяемые чувствительные устройства 26 с различной функциональностью и отличительными признаками. Это позволяло бы менять не только электрооборудование, но и чувствительное устройство 26.
Вилка 22, которая получает электрическое питание от розетки 24, электрически связана с чувствительным устройством 26 через штырьки 28, которые вставляются в гнезда 30. Каждое из гнезд может быть оснащено каналом 32 для установления электрического соединения с электрооборудованием. Как вариант, чувствительное устройство 26 может быть оснащено средствами для установления электрического соединения с электрооборудованием.
Вилка 22 содержит центральный штырь 34 для механического разъемного соединения вилки 22 с розеткой 24. Кнопка 36, которая проходит от нижнего конца гильзы 38, обеспечивает средство приведения в действие центрального штыря 34 при помощи либо пальца, либо инструмента. Нижний конец гильзы 38 содержит резьбу 40, на которую может наворачиваться гайка 42 (и, как вариант, надеваться стопорная шайба 44). Резьба 40 и гайка 42 крепят чувствительное устройство 26 к вилке 22. Центральный штырь 34 может также быть использован для крепления электроприбора к вилке 22. Электроприбор может быть прикреплен к вилке 22 любым из множества способов. Например, электроприбор может быть неподвижно прикреплен посредством защитного кожуха или прикреплен к защитному кожуху, или прикреплен непосредственно к нижнему резьбовому участку гильзы 38. С другой стороны, электроприбор может быть прикреплен к элементу установочной арматуры, который навернут на нижний конец гильзы 38. В любом случае следует понимать, что вес электроприбора передается через гильзу 38 на штырь 34, розетку 24, и затем на монтажную скобу 46, которая в свою очередь прикреплена к розетке 24. Как известно, монтажная скоба 46 может быть прикреплена к электрораспределительной коробке, стене или другой конструкции, на которой должен быть установлен электроприбор.
Чувствительное устройство 26 оснащено одним или более датчиками 48, 50. Датчики 48 являются принимающими датчиками, предназначенными для приема сигнала. Примеры сигналов, которые помимо других возможных могут быть приняты, будут приведены ниже. Датчики 50 являются передающими датчиками, предназначенными для передачи сигнала. Примеры сигналов, которые помимо других возможных могут быть переданы, будут приведены ниже. Датчики 48, 50 могут быть установлены на любой поверхности чувствительного устройства 26 в зависимости от задачи применения.
В зависимости от датчиков 48, 50, чувствительное устройство 26 может позволять устройству 20 работать от ручного пульта дистанционного управления, с использованием радиосигналов (RF), Wi-Fi, или Bluetooth. И также, в зависимости от датчиков 48, 50, например, датчиков температуры, датчиков влажности, датчиков дыма и датчиков СО, можно определять состояние окружающей среды и/или производить обнаружение движения или присутствия. В этом отношении чувствительное устройство 26 может быть использовано, как часть охранной системы, при этом датчики 48, 50 могут представлять собой камеру видеонаблюдения (с включением при обнаружении движения или без такого включения), детектор разбития стекла, детектор движения/присутствия, и/или аварийный светильник (с резервной батареей).
Для чувствительного устройства 26 разработаны несколько различных печатных плат, которые рассчитаны на прикрепление к интеллектуальному устройству 20 быстрого подключения или встраивание в устройство 20, при этом каждая из плат содержит схему, объем которой может меняться, и выполняет функцию в зависимости от назначения.
Далее, в целом будут представлены примеры схем и принципы их действия без проведения различия, какая плата конкретно реализует какую функцию.
В общем, как показано на фиг. 13, рассматриваемая плата 52 чувствительного устройства может быть разделена на три различные схемы, которые будут описаны ниже, или на любое число интегральных схем или схем на дискретных компонентах.
1) Схема низковольтного источника питания (элемент 54 на Фиг. 14)
Назначение данной схемы - получение низкого напряжения (например, 3-3,6 В) из высокого напряжения питающей сети. Низкое напряжение используется для питания схемы управления, которая будет рассмотрена ниже. Хотя изобретение предполагает, что для получения низкого напряжения из сетевого может быть использован любой способ, далее будут описаны примеры двух различных способов получения низкого напряжения. В первом способе используется конденсатор, рассчитанный на сетевое напряжение, стабилитрон и другие сопутствующие компоненты для построения низковольтного источника. Хотя такой способ прост и может быть неэффективным, обеспечивая лишь ограниченный ток, он может быть достаточным для определенных задач. Другой способ - это импульсный источник питания. Импульсный источник питания более сложен, требует большего числа компонентов, но он более эффективный и позволяет управляющей логике потреблять более высокую мощность.
2) Схема управления (элемент 56 Фиг. 15)
Согласно одному варианту осуществления, схема управления реализована на маломощном микроконтроллере U1 MSP430. Контроллер осуществляет контроль сигналов от различных источников, и затем использует эту информацию для выполнения действий, относящихся к управляемым выходам.
Частичный перечень входных сигналов помимо других возможных включает в себя следующие:
a. Сигнал перехода напряжения через нуль для определения момента включения тиристоров/IGBT транзисторов для управления подачей питания к подключенной нагрузке.
b. Сигналы обмена данными (WiFi, Bluetooth, nRF24), используемые для беспроводного приема команд, поступающих от дистанционного управления выходными устройствами.
c. Сигнал от микрофона, используемый для обнаружения присутствия в помещении.
d. Сигнал обнаружения движения, используемый для обнаружения присутствия в помещении.
e. Сигнал от датчиков температуры и влажности, используемый для осуществления нагревания/охлаждения.
f. Сигналы детекторов дыма и СО, используемые для осуществления экстренных действий/аварийной сигнализации.
g. Сигнал разбития стекла, используемый для управления охранными устройствами.
Частичный перечень устройств, реакция которых предусмотрена, помимо других возможных включает в себя следующие. Реакция устройства может быть инициирована поступлением входных сигналов или дистанционными командами, принятыми от модуля обмена данными.
A. Тиристоры/IGBT транзисторы, используемые для управления вентилятором и светильниками.
B. Средства обмена данными (WiFi, Bluetooth, nRF24), используемые для передачи статуса или передачи аварийных ситуаций.
C. Камера наблюдения, используемая для захвата изображений, инициируемого различными входными сигналами.
D. Аварийное резервное освещение, используемое для обеспечения минимального освещения в экстренных ситуациях.
3) Схема управления высоким напряжением переменного тока (элемент 58 на Фиг. 16)
Схема, которая фактически регулирует подачу питания переменного тока в нагрузку (например, светильник, вентилятор или в комбинированный электроприбор - светильник с вентилятором) под управлением со стороны вышеописанной схемы управления и обмена данными, представляет собой либо группу тиристоров, либо группу IGBT транзисторов. Указанные приборы включаются/выключаются в различные моменты времени периода переменного тока, чтобы регулировать уровень мощности, фактически передаваемой в нагрузку, и задавать скорость вращения вентилятора (от низкой до высокой) и уровень освещения (от слабого до яркого).
Как можно видеть на фиг. 17, 25, 29, а также 31-34, устройство 220 быстрого подключения для установки электрооборудования представляет собой комбинацию вилки 222 и ответной розетки 224. В настоящем изобретении предполагается, что устройство 220 можно использовать с чувствительным устройством 26 или без него, причем чувствительное устройство 26 может быть расположено на вилке 222 и/или на розетке 224. Функция устройства 220 заключается, как в установлении электрического соединения между электроприбором и проводкой электропитания, так и механического крепления электроприбора к поверхности или основанию, обычно стене, потолку или поверхности пола. В том смысле, в каком термин «прибор» или «электроприбор» используется в настоящем описании, он означает любой прибор или электроприбор, например, светильник, потолочный вентилятор, телевизионную камеру, охранное устройство, или иное устройство, которое питается электричеством, подаваемым от электропроводки, и которое требует механического соединения для опоры или подвески электроприбора. Вилку 222 неподвижно крепят к электроприбору 226, в то время как розетку 224 крепят либо к поверхности (например, стене, потолку или полу), на которой должен быть установлен электроприбор, либо к электрораспределительной коробке 228.
Если в настоящем описании не показано и не сказано иное, то следует считать, что конструкция, функции и работа вилки 222 и ответной розетки 224 уже были подробно рассмотрены, например, в патентах и заявках, которые посредством ссылки включены в настоящее изобретение. Соответственно данное описание будет сосредоточено на усовершенствованиях конструкции, функций и работы вилки 222 и ответной розетки 224, а также других сопутствующих усовершенствованиях.
Одно такое усовершенствование заключается в расположении зубцов 230 на вилке 222 и розетке 224. В родственных патентах и заявке указанные зубцы расположены на противоположных плоскостях вилки 222 и розетки 224. Такое расположение зубцов 230 для целей сравнения изображено на фиг. 32-34. В отличие от этого, как показано на остальных фигурах, зубцы 230 могут быть в ином варианте расположены на периферических поверхностях противоположных плоскостей вилки 22 и розетки 224. Установлено, что это минимизирует влияние температуры, влажности и других внешних факторов на сопряжение зубцов 230, чтобы фиксировать вилку 222 относительно розетки 224, препятствуя взаимному повороту. Согласно примеру, который не носит ограничительного характера, каждый из зубцов 230 может иметь размер приблизительно 1 мм в высоту и приблизительно 2 мм в ширину.
Независимо от расположения зубцов 230, множество распределенных по окружности, радиально направленных зубцов 230, предпочтительно сформованных за одно целое с вилкой 222 и розеткой 224, взаимно сцепляются, когда происходит сопряжение вилки 222 с розеткой 224, чтобы воспрепятствовать вращению вилки 222 и розетки 224 относительно друг друга. Перед тем, как произойдет сцепление зубцов 230, вилка 222 и розетка 224 могут свободно вращаться друг относительно друга. При двухэтапном механизме фиксации вилки 222 и розетки 224, который будет описан ниже, и который подобен механизму, раскрытому в родственной патентной заявке США 20090280673, в исходном положении (на первом этапе фиксации) вилку 222 держат на расстоянии от розетки 224, так что возможно взаимное вращение между вилкой 222 и розеткой 224, когда вилку 222 (с прикрепленным электроприбором или без электроприбора) держат на расстоянии от розетки. На втором этапе фиксации зубцы 230 вилки 222 сцепляют с зубцами 230 розетки 224, чтобы предотвратить осевое и вращательное движение вилки 222 относительно розетки 224. Круговое расположение зубцов обеспечивает возможность установки вилки и связанного с ней электроприбора во множество угловых положений, поскольку зубцы присутствуют везде в диапазоне 360°. Розетка 24/224 и ответная вилка 22/222 могут быть выполнены с огнестойким корпусом или кожухом.
В силу того, что зубцы 230 направлены к оси и расположены вдоль поверхностей розетки 224 и вилки 222, поверхность контакта между розеткой 224 и вилкой 222 может быть увеличена путем удлинения зубцов 230 на каждой детали - розетке 224 и вилке 222. Это дополнительно помогает продолжительному сохранению сцепления, если розетка 224 и вилка 222 испытывают расширение или сжатие (температурное) в различной степени. Например, длину зубцов 230 можно определить на основе максимальной разности относительных размеров розетки 224 и вилки 222 в осевом направлении розетки и вилки. Кроме того, увеличение перекрытия зубцов, направленных к оси, не приводит к изменению шага зубцов, в то время как радиальное увеличение перекрытия требует увеличения диаметра или наличия областей с уменьшенным шагом, что может быть легко подвержено влиянию разной степени расширения между розеткой 224 и вилкой 222.
Фиг. 18 изображает розетку 224, установленную в стандартную электрораспределительную коробку 228. В данной конструкции монтажная скоба 232 имеет в общем U-образную форму и оснащена отверстием 234 на каждом из отогнутых фланцев 236, через которое проходит винт 238 для крепления скобы 232, и, таким образом, всего устройства 220 на подходящей установочной поверхности. В изображенной конструкции расстояние между отверстиями 234 выбрано так, чтобы скобу 232 можно было закрепить в стандартной электрораспределительной коробке 228, выполненной из металла или пластика, и имеющей резьбовые отверстия или гайки, в которые могут быть завернуты винты 238. U-образная форма скобы 232 позволяет утопить розетку 224 в электрораспределительную коробку 228, как показано на фиг. 18. Однако, в тех случаях, когда розетку 224 необходимо установить непосредственно на стену или потолок без использования электрораспределительной коробки, может быть использована плоская скоба. Розетка 224 может быть прикреплена к скобе 232 посредством винтов. Однако, для крепления розетки 224 к скобе 232 могут быть использованы и другие способы.
На фиг. 19-21 изображена накладка 240, которая может быть использована для того, чтобы закрыть то пространство электрораспределительной коробки 228, которое не закрывает розетка 224. Накладка 240 может обеспечить более эстетичный вид, и исключает доступ к открытым частям, которые находятся под напряжением, и которые иначе не защищены розеткой 224. Это может быть особенно полезно в ситуациях, которые часто случаются, при которых проходит какое-то время между установкой розетки 224 и вилки 222 (с прикрепленным электроприбором). Хотя показано, что накладка 240 в общем имеет круглую форму, может быть использована любая форма. Край накладки 240 может быть оснащен бортом 242, так что борт 242 располагается по существу вровень с установочной поверхностью. Накладка 240 оснащена отверстием 244, в котором должна размещаться розетка 224. Чтобы разместить монтажную скобу 232, у накладки 240 имеется вырез 246, как показано на фиг. 20, в который утапливаются фланцы 236. Упругие язычки 248 отгибаются наружу и назад внутрь, чтобы удерживать накладку 240 на монтажной скобе 232. В настоящем изобретении предполагается, что для съемного крепления накладки 240 на монтажной скобе 232 могут быть применены и другие средства, нежели упругие язычки 248.
На данном этапе посредством вилки 222 к розетке 224 может быть присоединен электроприбор для немедленного использования, как показано на фиг. 25. Как показано на фиг. 22, к розетке 224 или накладке 240 может быть прикреплен центральный элемент 250 в качестве плоской крышки для защиты розетки 224 (от краски, пыли и т.п.) и в эстетических целях до того времени, когда будет присоединен электроприбор. Фиг 23 и 24 изображают один вариант осуществления центрального элемента 250 накладки. Лицевая сторона центрального элемента 250 может иметь такой внешний вид, чтобы он совпадал с внешним видом накладки 240, так чтобы обеспечить непрерывное или почти непрерывное внешнее оформление. Обратная сторона центрального элемента 250 может быть оснащена выступающим периферическим краем 252, который может плотно садиться на нижний цилиндрический участок розетки 224. Сил трения при такой посадке достаточно, чтобы удерживать центральный элемент 250 на месте. Как вариант или дополнительно к периферическому краю 252, центральный элемент 250 может содержать стойку 254, которая может входить в центральное отверстие 256 розетки 224. Как показано, стойка 254 состоит из двух частей, которые могут отгибаться внутрь при введении в отверстие 256, и могут отгибаться обратно наружу для крепления центрального элемента 250 к розетке 224.
К розетке 24/224 можно присоединять любое из множества разных устройств, включая неподвижную камеру или поворотную камеру с увеличительным объективом (PZT, Pan Tilt Zoom); вентилятор; видеопроектор; подвесную витрину; видео дисплей; люстру; корпус съемочной камеры; детектор дыма; видеопереговорное устройство; настенное бра с одной или несколькими головками; игрушки и движущиеся предметы; аварийный осветительный прибор; наружный осветительный прибор; указатель выхода; декоративный осветительный прибор; интерфейс для смартфона; планшет или иное вычислительное устройство; чувствительное устройство подобное рассматриваемому в настоящем описании, или иные устройства или датчики подобные рассматриваемым в настоящем описании.
На фиг. 26 и 27 изображен другой вариант осуществления накладки 258, соответствующий настоящему изобретению. Накладка 258 аналогична накладке 240, но также содержит пазы 260, которые совпадают с отверстиями 234 под винты на монтажной скобе 232, так что пазы 260 совмещены с отверстиями 234 под винты. В результате, винты 238 могли бы крепить к электрораспределительной коробке 228 как розетку 224, так и накладку 258.
На фиг. 28 схематически в упрощенном виде изображает процесс установки устройства 20, независимо от того, является ли устройство (электроприбор) вентилятором или светильником. После того, как будет установлена стандартная электрораспределительная коробка, на электрораспределительную коробку 228 устанавливают розетку 224 посредством монтажной скобы 232 розетки 224. Как вариант, может быть установлена накладка 240. На этом этапе электроприбор может быть быстро присоединен к розетке 224 посредством вилки 222.
Устройство 20 дает возможность более безопасно подключать проводку, устанавливать и снимать осветительные приборы и потолочные вентиляторы. Как только розетка и накладка будут установлены на место, больше не будет открытых частей, находящихся под напряжением. Больше не потребуется поддерживать тяжелые и громоздкие компоненты электроприборов при их присоединении к электрической схеме. Установка, присоединение и обслуживание электроприборов по своей природе будут более безопасными, ибо не потребуются манипуляции с тяжелыми и громоздкими устройствами, в то время как производится монтаж розетки, когда монтажник обычно находится на лестнице или на подъемнике.
Что касается нагрузочной способности, то механизм двойного запирания гарантирует, что соединение розетки с вилкой способно нести нагрузку; механизм двойного запирания выдерживает нагрузку до 90 кг (во время испытаний разрушение происходило при 400 кг). Однако нагрузка ограничена нагрузочной способностью электрораспределительной коробки, которая обычно составляет 16 кг для потолка или 23 кг для осветительных приборов, если не оговорено или указано иное (например, указана более высокая нагрузочная способность).
На фиг. 29 изображен механизм 62 двойного запирания. Механизм 62 двойного запирания может располагаться в розетке 224, которая может быть использована для любого подходящего электроприбора, или в вентиляторной розетке 124, которая обладает дополнительной функцией запирания, которая может быть полезной, чтобы держать дополнительный вес потолочного вентилятора.
Как показано на фиг. 30 и 31, вентиляторная розетка 124 содержит монтажную скобу 132, которая, хотя и выполняет ту же самую основную функцию и обладает некоторыми признаками монтажной скобы 232, но отличается от последней. В данном варианте осуществления монтажная скоба 132 в целом имеет U-образную форму и оснащена отверстием 134 на каждом из фланцев 136, через которые могут быть пропущены винты 138 для крепления скобы 132, и таким образом - вентиляторной розетки 124 к стандартной электрораспределительной коробке 228, которая выполнена из металла или пластика и содержит резьбовые отверстия или гайки, в которые могут быть завернуты винты 138. U-образная форма монтажной скобы 132 дает возможность вентиляторную розетку 124 утопить в распределительную коробку 228, как показано на фиг. 30.
Фланцы 136 монтажной скобы 132 расширяясь отходят наружу и имеют дугообразное закругление 140, которое подобно закруглению верхней розетки потолочных вентиляторов. Кромка 142 проходит от наружного закругления 140 и содержит канавку 144 для приема крепежного кронштейна потолочного вентилятора. Комбинация «канавка 144 / винт 146» обеспечивает дополнительный запирающий механизм для усиленного механического крепления.
Согласно фиг. 32-37, колпак или верхняя розетка 500 предусмотрена для безопасности и в эстетических целях, а также с той целью, чтобы можно было открывать средства разъемного соединения с электрооборудованием, и особенно с подвесным неэлектрическим или электрическим оборудованием. Верхняя розетка 500 содержит внутреннюю поверхность, которая укрывает устройство быстрого подключения, электрические провода, и электрораспределительную коробку, и дополнительно оснащено расположенным в центре отверстием 502. Размер отверстия 502 выбран достаточно большим, чтобы через него проходил толкатель 116. В том случае, если верхняя розетка 500 имеет колоколообразную форму или увеличенную глубину, то через отверстие 502 пропускают протяженный элемент, такой, как удлиненный толкатель 152 или 152', или удлиненный толкатель 116.
Несущий рым 504 в виде замкнутого или незамкнутого кольца проходит от наружной поверхности верхней розетки 500, соединенной с вилкой 222. В варианте, изображенном на фиг. 33, рым 504 резьбой соединяется с направляющей гильзой 156, которая в свою очередь резьбой соединяется соединительной втулкой 506, которая в свою очередь резьбой соединяется со штырем 100. В рыме 504 выполнено отверстие 508, через которое может быть пропущен толкатель 116, или, как показано - удлиненный толкатель 152', соединенный резьбой с толкателем 116. На удлиненном толкателе может быть предусмотрена головка 510, чтобы было легче надавливать на удлиненный толкатель 152' пальцем. Размер удлиненного толкателя 152' выбран так, чтобы, когда головка 510 находится на месте, толкатель обладал достаточной длиной, чтобы приводить в действие штырь 100 с целью разъединения вилки и розетки, когда штырь толкают вверх.
Далее, согласно фиг. 33, верхняя розетка 500 поддерживается в требуемом положении посредством буртика 514 на рыме 504, который выполнен большего размера, чем отверстие 502 в верхней розетке 500. В ином варианте, согласно фиг. 35, отверстие 502 выполнено размера достаточно большого, чтобы через него проходил рым 504, но не кольцо 516; последнее может резьбой соединяться с основанием рыма 504, и тем самым поддерживать верхнюю розетку 500 в ее положении.
Следует понимать, что рым 504 может быть соединен с нижней резьбовой частью 96 гильзы 94 при помощи разных средств. Например, рым 504 может быть выполнен за одно целое с верхней розеткой 500 или может быть соединен с розеткой 500 путем сварки, склеивания или другим известным способом, а верхняя розетка 500, следовательно, может быть соединена с вилкой 222 посредством прикрепленного соединительного элемента (не показан), наворачиваемого по резьбе на штырь 100. В ином варианте, может оказаться предпочтительным использовать рым 504 без розетки 500, когда верхняя розетка не требуется и в ней нет необходимости. Рым 504 соединяют с узлом штыря 100, как было описано выше, но розетка 500 отсутствует.
Также следует понимать, что рым 504 может быть с успехом выполнен в разных формах - в виде замкнутого кольца или незамкнутого кольца, включая варианты осуществления 504a-504d, изображенные на фиг. 36.
Если электроприбор оснащен крюком для подвешивания, то электроприбор можно напрямую присоединять к рыму 504. Если электроприбор оснащен петлей для подвешивания, например, цепью, а рым 504 аналогично выполнен в виде замкнутого кольца, электроприбор можно присоединять к рыму 504, используя промежуточный соединительный элемент, который можно отсоединять, как элемент 512 быстрого соединения, показанный на фиг. 32 и 33, или иные известные средства для разъемного соединения двух замкнутых колец.
Согласно фиг. 35 и 36, электрические провода 518 присоединены к вилке 222 и электроприбору, как это было описано выше, при этом они проходят через верхнюю розетку 500 или через рым 504. Если провода 518 проходят через верхнюю розетку 500, то они проходят через удобно расположенное отверстие, например, отверстие 522, при этом, если необходимо, в месте прохода предусматривается защитная втулка 524. В ином варианте, как показано на фиг. 37, провода 518 проходят через рым 504 в отверстии 520. Однако, следует понимать, что рым 504 может быть с успехом использован для присоединения приборов, которые не требуют электрического подключения.
Также следует понимать, что несущий рым 504 может быть успешно использован при боковом приводе механизма отсоединения вилки от розетки, какой был рассмотрен согласно фиг. 26, где нет необходимости предусматривать отверстие 508, а рым 504 соединяется с вилкой 222 другими средствами, например, путем механического крепления или путем крепления к верхней розетке 500, как было описано выше.
Согласно фиг. 38, устройство 300 содержит вилку 222, которая механически с возможностью последующего снятия соединена с чувствительным устройством 26, например, посредством резьбы 40, или, как вариант, посредством запрессовки, склеивания, при помощи защелок, акустической сварки и любого другого способа механического соединения.
Согласно варианту осуществления, вилка 222 (или 22) электрически соединена с чувствительным устройством 26 при помощи штырьков 28, или, как вариант, контактов, посредством одного или более соединений типа «штырь-гнездо» или посредством электрического соединения любого другого типа. В ином варианте чувствительное устройство 26 может образовывать соединение непосредственно с системой проводки здания, в котором производится установка устройства, соответствующего настоящему изобретению, без соединения с вилкой 222.
Согласно другому варианту, чувствительное устройство 26 не образует проводного соединение ни с вилкой 222, ни с проводкой дома, а работает от батареи и может поддерживать связь, используя один или более видов передачи волновой энергии.
Вилка 222 и чувствительное устройство 26 вместе содержатся в корпусе 320, у которого имеются окна 322, как это требуется для передачи световой или иной волновой энергии между чувствительным устройством 26 и пространством, окружающим корпус 320. Точнее, окна 322 совмещены с датчиками 48, 50 чувствительного устройства 26, когда устройство 26 установлено внутри корпуса 320. По соображениям внешнего вида, и для того чтобы защитить датчики 48, 50 от попадания грязи и других предметов, некоторые или все окна 322 могут быть закрыты защитным материалом 324, который эффективно с минимальными потерями пропускает тот вид энергии, который используется датчиками 48, 50. Например, защитный материал 324 может представлять собой прозрачную вставку из стекла или пластика, экран или линзы.
Вилка 222 и чувствительное устройство 26 вместе расположены в корпусе 320 так, что верхняя поверхность 326 корпуса 320 располагается на заданном расстоянии от розетки 24/224, которая может быть смонтирована, например, на потолке, вертикальной стене или на полу. На фиг. 38 вилка 222 включает в себя гильзу 38 с резьбой 40, которая проходит от центра корпуса 272 вилки 222. Резьбовой крепежный элемент, например, гайка 42 может быть навернута на гильзу 38, так что нижняя поверхность 328 корпуса 320 оказывается зажатой между гайками 42, чтобы расположить вилку 222 в правильном положении относительно корпуса 320.
Согласно варианту осуществления, устройство 300 содержит только вилку 222, чувствительное устройство 26 и корпус 320. Устройство 300 посредством штыря 34 съемным образом крепится к розетке 224, смонтированной на здании. Данный узел затем может затем действовать так, чтобы обеспечивать обнаружение сигналов, связь, передачу и другие функции, которые рассматриваются в настоящем описании. Эти функции могут включать любые или все из указанных ниже функций: обмен данными по BLUETOOTH; связь по Wi-Fi, например, с функцией хаба, маршрутизатора, точки доступа или реле; датчик движения для обнаружения движения или инфракрасный датчик для обнаружения присутствия людей или животных, которые могут быть использованы, например, для управления системой вентиляции и кондиционирования воздуха или для выдачи сигнала для системы сигнализации и контроля; термостат; камеру для связи или для системы сигнализации и контроля; громкоговоритель; детектор дыма; датчик огня; детектор заполненности помещения, использующий разные подходящие датчики, такие как датчик движения; ИК-датчик, звуковой датчик, видео обнаружение, распознавание изображений, или датчик давления воздуха, датчик влажности, например, для защиты произведений искусства или для обнаружения утечек или поступления воды; счетчик расхода энергии для обнаружения вторжения или для повышения эффективности; а также датчики дыма и/или качества воздуха. В настоящем описании, для краткости, термин «датчик» («сенсор») используется, как собирательный термин, обозначающий любое устройство, которое может выполнять одну или более из вышеупомянутых функций, и поэтому следует понимать, что «датчик» может воспринимать состояние, приводить в действие, передавать, принимать, посылать и принимать, или он может быть выполнен с возможностью выполнения любой из вышеупомянутых функций.
Как показано на фиг. 38, подвесная лампа 400 присоединена к соединителю 402, который навернут на гильзу 38. Несущий электрический провод 404 пропущен через отверстие 332 в корпусе 320 и присоединен к корпусу 272 вилки в области каналов 32 соединительных контактов. Имеется доступ к кнопке 36, расположенной внутри соединителя 402, для освобождения устройства 300 вместе с подвесной лампой. В то время как на чертеже показана подвесная лампа, следует понимать, что таким же образом можно было бы присоединить напольную лампу или настенный бра, однако, между устройством 300 и лампой при этом должно быть обеспечено жесткое соединение, понятное специалистам в данной области. В таких вариантах осуществления розетку 24/224 монтируют соответственно на полу или на стене. Для более тяжелых подвесных устройств, таких как дизайнерские лампы, провод 404 может быть оснащен цепью или иной страховочной привязью. В определенных случаях применения цепь или страховочная привязь могут играть роль одного или более проводников, что также должно быть понятно специалистам в данной области.
Согласно фиг. 39-41, в конструкции, соответствующей настоящему изобретению, вентилятор, вентилятор/светильник или плафон 420 включает в себя чувствительное устройство 26. Плафон 420 может образовывать корпус 320В, который может быть единым целым с плафоном 420, или же чувствительное устройство 26 может быть соединено с плафоном 420, чтобы, как требуется, выставить наружу датчики 48, 50. На фиг. 41 на нижней стороне плафона 420 установлен датчик/камера 50А, который можно использовать для обнаружения заполненности помещения, движения, вторжения или, например, для коммуникации. Широкоугольный объектив может быть использован для охвата всего помещения или перекрывающей области. Следует отметить, что на чертежах формы датчиков 48, 50, 50А являются типичными или произвольными, и что датчики могут иметь разнообразный вид, от малозаметного до удлиненного, и могут иметь любую форму. Кроме того, в будущем могут быть разработаны датчики, которые применимы в соответствии с настоящим изобретением, и которые могут иметь особый внешний вид. К тому же датчики могут выступать от поверхности чувствительного устройства, т.е. от корпуса 320, 320А, 320В, включая, например, случай антенны или подвижной камеры.
На фиг. 39 корпус 272 вилки 222 содержит пять соединительных каналов 32, которые содержат контакты для провода заземления, провода нейтрали и фазного провода, а также для двух проводников последовательной передачи данных. Соответственно, вилка 222 содержит по меньшей мере пять соответствующих охватываемых концентрических контактных колец 378, согласно ссылочным материалам, включенным в состав настоящего изобретения, и розетка 224 аналогично содержит по меньшей мере пять охватывающих углублений 380 и клемм 382, в целом показанных на фиг. 25 и 30. Основы функционирования контактных колец и охватывающих углублений рассмотрены в материалах, включенных в состав настоящего изобретения по ссылке.
Низковольтный сигнал, вырабатываемый удаленным устройством, таким, как сетевой коммутатор или внешний источник питания платы датчиков, или подключенным устройством, таким как плата 52 и или датчик 48, 50, может быть подведен к концентрическим кольцевым контактам 378, которые выступают от вилки 22, 222, или к корпусу розетки 24/224, поскольку человек может прикасаться к такому сигналу без вреда для здоровья. В таких вариантах осуществления каждый из спаривающихся элементов - розетка 24, 224 и вилка 22, 222 - содержит выступающие кольцевые контакты 378 и соответствующие ответные углубления 380.
Если для работы верхней части 420 лампы используется высокое напряжение (например, 110 В или 240 В), то могут действовать определенные ограничения электротехнических норм и правил в отношении прокладки проводников последовательной передачи данных по тем же кабель-каналам, что и кабели высокого напряжения. В некоторых случаях приемлемо, если все провода по-отдельности заключены в изоляцию, которая рассчитана на такое же максимальное напряжение. В других случаях могут быть предусмотрены подходящие барьеры, которые отделяют кабели высокого и низкого напряжения. С другой стороны, можно предусмотреть, чтобы плафон 420 работал при низком напряжении, особенно, если иметь в виду низковольтное светодиодное освещение. Тогда сигнальные и силовые проводники могли бы быть помещены внутрь одного и того же кабель-канала и одной электрораспределительной коробки. В ином случае, проводники высокого и низкого напряжения, подсоединяемые к розетке 224, на месте монтажа нужно было бы прокладывать по разным кабель-каналам.
Два проводника последовательного обмена данными позволяют осуществлять передачу данных от датчиков 48, 50 и к датчикам 48, 50 с использованием любого известного протокола, включая, например, Firewire, USB, RS-485 или любого другого стандартного или оригинального формата. Согласно другому варианту осуществления, в вилке 222 и в розетке 224 предусматривают соединительные контакты для четырехпроводной последовательной передачи данных, соответствующие четырем проводникам стандартного кабеля шины Ethernet САТ5 или 6, или кабеля другой конфигурации, такой как САТ7, или сетевому кабелю стандарта более поздней разработки. При таком способе розетку 224 можно присоединять к стандартным хабам, совместимым с Ethernet, коммутаторам и маршрутизаторам, чтобы сформировать часть локальной или региональной сети, включая локальную сеть LAN или интернет. Согласно другому варианту осуществления, на вилке 222 и розетке 224 предусматривают только четыре соединительных контакта, соответствующие передаче питания по кабелю Ethernet (РоЕ, Power over Ethernet), в силу чего и данные и питание для платы 52 и светильника, если таковой присутствует, передаются по кабелю Ethernet. Согласно одному варианту осуществления, плафон 420 является аварийным светильником, который вместе с другими такими светильниками дает достаточно света, чтобы произвести эвакуацию из здания в чрезвычайной ситуации. Следует понимать, что вилка 22/222 и розетка 24/224 могут быть изготовлены с любым числом соединительных контактов, и любым необходимым сочетанием низковольтных контактов малой мощности и высоковольтных контактов повышенной мощности с учетом ограничений по месту размещения и с учетом надежности и прочности устройства.
На фиг. 40 корпус 320А образует верхнюю розетку, достаточно большую, чтобы разместить центральный несущий электрический провод 404 и освобождающий рычажок 342. В изображенной конструкции освобождающий рычажок 342 поворачивается вокруг оси 344, чтобы войти в контакт с кнопкой 36 и нажать на нее, чтобы освободить вилку 222. В документах, которые в виде ссылки включены в настоящее изобретение, представлены другие виды освобождающего рычажка, которые как вариант могут быть использованы в данной конструкции. В изображенной конструкции форма верхней розетки получена путем удлинения боковых стенок 348 и формирования нижней поверхности 350А, которая криволинейно сходится к центральной области. Однако, корпус 320А может быть выполнен любой формы для любого конкретного назначения, включая обеспечение пространства для всех компонентов, например, компонентов корпуса, связанных со зданием, таких как выступающая электрораспределительная коробка, или иное препятствие или убирающийся кабель. Как вариант или дополнительно, корпус 320А имеет форму, которую выбирают по внешнему виду.
Винты 328 фиксируют корпус 320 относительно чувствительного устройства 26, которое прикреплено к вилке 222 посредством гильзы 38, резьбы 40 и гаек 42. С другой стороны, корпус 320 можно крепить непосредственно к гильзе 38 или вилке 222 или чувствительному устройству 26 любыми другими средствами, такими как клей, плотная посадка или, например, защелки. Показано, что на конструкции фиг. 40 висит (см. продолжение «А» чертежа) плафон 420, хотя в других вариантах конструкция узла фиг. 40 может быть приспособлена для напольной лампы или для бра.
Согласно фиг. 42, плафон 420А, соответствующий фиг. 41, может быть непосредственно прикреплен к вилке 222, например, как показано, посредством гаек 42, при этом кнопка 36 проходит через отверстие в корпусе 320 плафона 420А, и доступна для нажатия. Соответственно, камера 50А была смещена, чтобы освободить центр для кнопки 36. В ином варианте может быть применен освобождающий рычажок 342. Плафон 420 может быть использован, и его конструкция приспособлена для применения в качестве напольной лампы, потолочной лампы или бра. Как и в случае всех рассматриваемых здесь вариантов осуществления, устройства могут быть приспособлены для использования внутри помещений и на открытом воздухе предпочтительно с установкой соответствующих уплотнений и при использовании атмосферостойких и стойких к ультрафиолетовому излучению материалов.
Фиг. 43 изображает устройство 304, соответствующее настоящему изобретению, которое содержит низкопрофильный корпус 320 и вилку 222А, содержащую укороченную или усеченную гильзу 38, причем вилка 222А в других отношениях содержит все компоненты вилки 222 и функционирует аналогичным образом, как это было рассмотрено выше и в документах, которые включены в настоящее изобретение посредством ссылки. Раздвоенный освобождающий рычажок 342 перекрывает центр нижней поверхности 350 корпуса, позволяя в центре закрепить несущий электрический провод 404 или другой монтируемый в центре элемент, например, жесткую опору лампы. Два конца 346 проходят сквозь корпус 320, и их можно нажимать при помощи двух пальцев или инструмента подходящей формы, чтобы надавить на кнопку 36 и освободить вилку 222А.
Фиг. 44 изображает устройство 306, выполненное в виде узла, содержащего устройство 304 и плафон 420А. Чтобы получить устройство 306, в ином варианте, вместо устройства 304 можно было использовать другие чувствительные и нечувствительные устройства, соответствующие настоящему изобретению, например, те, которые изображены на фиг. 38-40 или другие. В конструкции фиг. 44 несущий электрический провод 404 или штанга или другой крепежный элемент отходит от корпуса 320, и прикреплен к удлинительному корпусу 320С на расстоянии от корпуса 320. Удлинительный корпус 320С содержит розетку 224, посредством которой может быть присоединен плафон 420А, например, какой показан на фиг. 42, или любое другое устройство, содержащее вилку 222. Законченный узел в уменьшенном масштабе показан на фиг. 45. В сущности, узел 306, содержащий вилку 222, чувствительное устройство 26, несущий электрический провод 404 или другой удлинитель, и удлинительный корпус 320С, образует единый узел, который может быть установлен между любым устройством, содержащим вилку 222, и любой розеткой 224. При этом набор сенсоров может быть использован не только, чтобы построить чувствительное устройство, но, чтобы изменить или отодвинуть местоположение присоединяемого устройства. Кроме того, плафон можно заменить на другое устройство, чтобы удовлетворить требованиям целевого назначения для определенной зоны, или обновить или по новому оформить. Дополнительно, устройства 306 могут быть соединены в гирлянду, или соединены друг с другом, чтобы реализовать дополнительные или резервные функции.
На фиг. 46 удлинительный корпус 320Е выполнен так, что включает в себя датчики, какие были показаны и рассмотрены, например, в отношении устройств 300 или 304. В частности, плата 52 чувствительного устройства может быть установлена внутри корпуса 320Е, или же плата 52 может быть установлена на другом компоненте, а датчики 48, 50 могут быть соединены проводами с выносной платой 52. В представленном варианте осуществления провода 386 соединяют датчики 48, 50 с платой 52, а по проводам 388 передается обработанный или предварительно обработанный сигнал через провод (кабель) 404, чтобы его можно было использовать в другом месте, о чем шла речь выше. Соответственно, вариант осуществления, изображенный на фиг. 46, обеспечивает удлинительное розеточное или охватывающее устройство, которое позволяет разместить датчики вблизи любого электроприбора, оснащенного вилкой 22, 222, как было описано выше, независимо от того, содержит или не содержит подключаемый электроприбор встроенные датчики, как, например, показано на фиг. 41 или 42.
Хотя показано (фиг. 44), что с устройством 306, которое включает в себя чувствительное устройство 26, соединяется конструкция фиг. 42, с ним может быть соединена и обычная лампа, вентилятор, или вентилятор/светильник или любое другое устройство, оснащенное вилкой 222. Аналогично может быть предусмотрен удлинительный корпус 320Е, показанный на фиг. 46, при этом к корпусу 320Е может быть дополнительно присоединена обычная лампа 424 или другое пристраиваемое устройство, как показано на фиг. 39, 40 или 43, или иное устройство, соответствующее настоящему изобретению, которое содержит датчики 48, 50. С другой стороны, когда предусматривается удлинительный корпус 320Е, дополнительный узел с датчиками может быть опущен. Фиг. 47 дополнительно иллюстрирует, что датчики 48, 50, 50А могут быть расположены дополнительно или исключительно на нижней поверхности 350 любого корпуса (поверхности 350 или 350А-Е).
Согласно фиг. 48, устройство 308 вентилятор/светильник содержит верхнюю розетку или корпус 320D, который включает в себя шарнирный подвес 426. Рядом с устройством изображено, что вилка 222 установлена внутри верхней розетки 320D и может быть соединена с розеткой 224, установленной на потолке, стене или полу. Удлинительный стержень 362 установлен внутри устройства 308 с возможностью скольжения, и может соприкасаться с кнопкой 36. У стержня 3362 имеется дальний конец 364, на который можно нажимать, чтобы отсоединить вилку 222 от розетки 224. Различные другие варианты таких удлинительных стержней рассмотрены в документах, включенных в настоящее изобретение посредством ссылки.
Легкий колпак 366 является съемным, чтобы открывать дальний конец 364, на который можно нажать, если требуется снять устройство 308. Легкий колпак 366 содержит стекло 368, которое визуально скрывает датчики 48, 50, но пропускает энергию к датчикам/передатчикам/ приемникам и от датчиков/передатчиков/ приемников. В ином варианте, стекло 368 может быть прозрачным или может быть прозрачным в небольшой области, например, чтобы камера, работающая в видимом диапазоне, могла получать изображения. Плата 52 чувствительного устройства может быть расположена под легким колпаком 366 внутри корпуса 428 вентилятора, или внутри верхней розетки 320D.
Соответствующие настоящему изобретению устройства, оснащенные чувствительным устройством 26, могут формировать часть архитектуры и функций «умного дома», такого, какие создаются General Electric и другими компаниями. Соответственно, плата 52 может быть оснащена электронной схемой, содержащей процессор, память, накопитель и другие компоненты, которые позволяют осуществлять программирование и дистанционное управление, связанное с такой функцией. Дистанционное управление может включать в себя центральное программирование или управляющую программу, которая управляет функционированием устройства, соответствующего настоящему изобретению. Это может включать, например, управление с вебсайта, или управление из приложения, которое исполняется на смартфоне или планшете. С другой стороны, может быть использовано ручное устройство дистанционного управления типа TV/DVR пульта.
Соответствующие настоящему изобретению устройства могут содержать один или более датчиков, которые могут функционировать в составе любого или всех из нижеперечисленных устройств: «умного» термостата, «умного» детектора опасности, «умного» интерфейсного устройства для прихожей, «умного» выключателя, в том числе «умного» настенного выключателя, «умного» интерфейса энергоносителей или интерфейса других услуг, такого как «умный» интерфейс настенных розеток или многообразных интеллектуальных, оснащенных множеством датчиков приборов, связанных с сетью, включая холодильники, телевизионные приемники, стиральные машины, сушилки, светильники, аудио системы, системы внутренней переговорной связи, механические исполнительные устройства, настенные кондиционеры воздуха, установки подогрева бассейна, системы полива, и множество других типов приборов и систем с интеллектуальными функциями.
Соответствующие настоящему изобретению устройства могут содержать один или более различных типов датчиков, один или более контроллеров и/или исполнительных органов, и один или более интерфейсов обмена данными, которые соединяют устройства «умного» дома с другими устройствами «умного» дома, с маршрутизаторами, мостами и хабами в локальной среде «умного» дома, с разнообразными типами локальных компьютерных систем, и с сетью Интернет, через которую устройство «умного» дома может вести обмен данными с облачными серверами и другими удаленными компьютерными системами. Обмен данными может производиться датчиками 48, 50 и платой 52 с использованием разнообразных коммуникационных сред и протоколов, включая протоколы беспроводной связи, такие как Wi-Fi, ZigBee, 6LoWPAN, различные протоколы проводной связи, такие как CAT6Ehternet, HomePlug и подобные, а также с использованием разных других типов протоколов и технологий обмена данными. Соответствующие настоящему изобретению устройства могут объединяться друг с другом или с ранее известными так называемыми устройствами «умного дома», и могут сами работать в качестве промежуточных устройств обмена данными, таких как репитеры для устройств «умного дома» и других устройств, соответствующих настоящему изобретению. Среда «умного дома», содержащая устройства, соответствующие настоящему изобретению, может дополнительно включать в себя разнообразные типы устаревших электроприборов и устройств, в которых отсутствуют интерфейсы обмена данными и контроллеры на базе процессоров.
Все цитированные ссылочные документы однозначно включены в настоящее изобретение во всей своей полноте. Специалистам в данной области должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничивается тем, что было представлено и рассмотрено выше в данном описании. Кроме того, следует отметить, что если нет специального указания об обратном, то все прилагаемые чертежи выполнены без соблюдения масштаба. Существует множество разных отличительных признаков настоящего изобретения, при этом предполагается, что данные отличительные признаки могут быть использованы вместе или порознь. Таким образом, изобретение не должно ограничиваться какой-то определенной комбинацией признаков и определенным применением. Далее, следует понимать, что специалистам в данной области, к которым имеет отношение настоящее изобретение, может быть очевидной возможность внесения в изобретение изменений и модификаций в рамках идеи и объема настоящего изобретения. Соответственно, все целесообразные модификации, легко реализуемые специалистом в данной области на основе изложенного описания, которые находятся в рамках идеи и объема настоящего изобретения, должны быть включены в настоящее изобретение, как дополнительные варианты осуществления.