电子信箱系统 交叉参考 本专利申请请求提交于2009年4月6日的美国临时专利申请No.61/167,102的优先权，该临时专利申请的说明书以引用方式全文并入本文中。
背景技术
本发明涉及信箱。更具体地讲，本发明涉及具有锁定信件的电子装置和发射机的电子信箱。
虽然个人获取或篡改他人信件的行为是违法的，但却常有发生。本发明的特征在于为接收信件提供安全环境的电子信箱系统。该电子信箱系统包括具有只能由使用者打开的电子锁的信箱壳体。该系统可以检测收到的信件并通过控制箱提醒使用者信件已进入信箱。
本文所述任何特征或特征的组合均包括在本发明范围内，前提条件是：根据上下文、本说明书和本领域的普通技术人员的知识可以明显看出，任何这类组合所包括的特征并不相互不一致。本发明附加的优点和方面在下列详细说明和权利要求中是显而易见的。
【发明内容】
本发明的特征在于电子信箱系统。在一些实施例中，该系统包括具有下列部件的信箱壳体：(i)用于容纳信件的内腔；(ii)可以在打开位置和关闭位置之间活动的顶盖，这两个位置分别对应于允许进入内腔和阻止进入内腔；(iii)可操作地连接到顶盖的可电动操作的锁系统，该锁系统可以在锁定位置和解锁位置之间移动，其中锁定位置下顶盖被锁定到关闭位置，解锁位置下允许顶盖移动到打开位置；(iv)设置在信箱壳体内用于接纳信件的狭槽；(v)用于检测插入狭槽的信件的信件传感器，例如光学传感器；(vi)第一发射机和第一接收机；以及(vii)可操作地连接到信件传感器、锁系统、第一发射机和第一接收机中每一个上的信箱微处理器。该系统还可以包括用于检测擅动信箱壳体的行为的防擅动传感器，防擅动传感器可操作地连接到信箱微处理器。
该系统还包括具有下列部件的控制箱：(i)第二发射机和第二接收机，其中第二接收机被构造为接收第一发射机发出的信号，第一接收机被构造为接收第二发射机发出的信号；(ii)控制箱指示灯；(iii)解锁按钮；(iv)复位按钮；以及(v)可操作地连接到第二发射机、第二接收机、控制箱指示灯、解锁按钮和复位按钮中每一个上的控制箱微处理器。在一些实施例中，该系统还包括可操作地连接到控制箱微处理器的报警系统。
在一些实施例中，信箱微处理器被构造为：当信件传感器检测到信件被插入狭槽时，信箱微处理器接收来自信件传感器的第一传感器输入信号，并根据该信号产生发给第一发射机的第一发射机输出命令，以使得第一发射机向控制箱内的第二接收机发出第一发射机信号。在一些实施例中，第二接收机被构造为：当第二接收机接收到来自第一发射机的第一发射机信号时，第二接收机向控制箱微处理器发出第二接收机输入信号，控制箱微处理器根据该信号产生发给控制箱指示灯的第二灯输出命令，以使得控制箱指示灯点亮。
在一些实施例中，控制箱微处理器被构造为：当按下解锁按钮时，控制箱微处理器接收来自解锁按钮的第一解锁输入信号，并根据该信号产生发给第二发射机的第二发射机输出命令，以使得第二发射机向信箱壳体内的第一接收机发出第二发射机信号。在一些实施例中，第一接收机被构造为：当第一接收机接收到来自第二发射机的第二发射机信号时，第一接收机向信箱微处理器发出第二解锁输入信号，信箱微处理器根据该信号产生发给锁系统的解锁输出命令，以使得锁系统移动到解锁位置。
在一些实施例中，信箱微处理器被构造为：当防擅动传感器检测到擅动行为时，信箱微处理器接收来自防擅动传感器的第二传感器输入信号，并且在收到第二传感器输入信号之后产生发给第一发射机的第四发射机输出命令，以使得第一发射机向第二接收机发出第四发射机信号。在一些实施例中，在收到第四发射机信号之后，第二接收机向控制箱微处理器发出第四接收机输入信号，控制箱微处理器根据该信号产生发给报警系统的第二报警输出命令，以启动报警系统。
在一些实施例中，控制箱微处理器被构造为当按下复位按钮时接收来自复位按钮的第一复位输入信号，并根据该信号产生：(i)发给控制箱指示灯的第一复位输出命令，以使得控制箱指示灯关闭；或(2)发给报警系统的第三复位输出命令，以关闭报警，而不论是否也产生所述第一复位输出命令。
在一些实施例中，信箱壳体还包括可操作地连接到信箱微处理器的信箱指示灯，其中当信箱微处理器收到来自信件传感器的第一传感器输入信号时，信箱微处理器产生发给信箱指示灯的第一灯输出命令，以点亮信箱指示灯。在一些实施例中，当控制箱微处理器收到来自复位按钮的第一复位输入信号时，控制箱微处理器产生发给第二发射机的第二复位输出命令，以使得第二发射机向信箱壳体内的第一接收机发出第三接收机信号，其中第一接收机被构造为：当第一接收机收到来自第二发射机的第三发射机信号时，第一接收机向信号微处理器发出第二灯输入信号，信箱微处理器根据该信号产生发给信箱指示灯的第二灯输出命令，以关闭信箱指示灯。
在一些实施例中，该系统还包括设置在信箱壳体上的报纸夹持器。在一些实施例中，信箱壳体还包括设置在狭槽上方的遮蓬，以有助于防止湿气进入狭槽。在一些实施例中，信箱壳体还包括连接到信箱壳体前表面的内表面以覆盖狭槽的内门，内门可以在打开位置和关闭位置(分别允许和阻止进入信箱壳体内腔)之间移动，内门被弹簧偏置到关闭位置。在一些实施例中，锁系统包括用于指示锁系统处于锁定位置的良好锁定指示灯。在一些实施例中，解锁按钮包括键盘系统。在一些实施例中，锁系统包括应急解锁机构。
在一些实施例中，当控制箱微处理器收到第二接收机输入信号时，控制箱微处理器产生发给报警系统的第一报警输出命令，以启动报警系统。在一些实施例中，报警系统被构造为当报警系统收到第一报警输出命令时发出第一声音，并且报警系统被构造为当报警系统收到第二报警输出命令时发出第二声音。
在一些实施例中，锁系统包括自锁机构，自锁机构的作用是：在锁系统解锁后经过一定时间重新锁定锁系统。在一些实施例中，如果锁系统经过一定时间后没有重新锁定，报警系统将启动。
【附图说明】
下面将纯粹以举例方式结合附图描述本发明的具体实施例，在附图中：
图1为本发明的系统的信箱壳体的前视图。
图2为图1的信箱壳体的后视图。
图3为图1的信箱壳体的俯视图。
图4为图1的信箱壳体的侧视图。
图4A和4B均为具有电源线的信箱壳体的后视图。
图5为图1的信箱壳体的前分解图。
图6为图1的信箱壳体的后分解图。
图7A为本发明的系统的工具钥匙的透视图。
图7B为本发明的系统的工具钥匙使用时的视图。
图8为本发明的系统的控制箱的前视图。
图9为图8的控制箱的后视图。
图10为图8的控制箱的分解图。
图11为本发明的系统的信箱壳体的可供选择的实施例的前透视图。
图12为图11的信箱壳体的后透视图。
图13为本发明的系统的控制箱的可供选择的实施例。
图14为图11的信箱壳体的后部和局部内视图。
图15为图11的信箱壳体的侧剖视图。
图16为本发明的系统的电气元件的示意图。
图17A-17E为本发明的系统的输入信号和输出命令的示意图。
【具体实施方式】
现在参见图1-17，本发明的特征在于用于提供接收信件的安全环境的电子信箱系统100。
如图1所示，电子信箱系统100包括信箱壳体110，信箱壳体110具有第一侧面、第二侧面、前表面、背表面、底部表面和用于容纳信件的内腔。顶盖120(如“输出门”)可枢转地连接到信箱壳体110(如背表面、顶部表面)。顶盖120(如“输出门”)可以在打开位置和关闭位置之间移动，打开位置和关闭位置下分别允许和阻止进入信箱壳体110的内腔。
在一些实施例中，报纸夹持器880设置在信箱壳体110上，例如设置在信箱壳体110的底部表面(或其他部分)。报纸可以被附接到或插入报纸夹持器880。
信箱壳体110前表面设置有狭槽130。狭槽130允许将信件插入信箱壳体110。在一些实施例中，信箱壳体110前表面具有设置在狭槽130上方的遮蓬139(覆盖狭槽130)，以有助于防止湿气(如雨雪等)进入狭槽130。
在一些实施例中，内门覆盖信箱壳体110前表面的狭槽130。内门可以附接到信箱壳体110前表面的内表面，使其可以覆盖狭槽130。内门可以在打开位置和关闭位置之间移动，并且内门被弹簧偏置到关闭位置。内门可以有助于防止尘土、雨或雪进入信箱壳体110。
现在参见图2，信箱壳体110的背表面设置有一个或多个安装孔118(或安装槽)。安装孔118允许使用者将信箱壳体110安装到墙或类似表面上。
如图3和图4所示，顶盖120(如“输出门”)可枢转地连接到壳体110的顶部表面(如通过铰链125)。
顶盖120(如“输出门”)可通过锁系统锁定到关闭位置。锁系统可以为电子或电磁锁，并且这种电子和电磁锁是本领域的普通技术人员熟知的。锁系统可操作地连接到电源。锁系统可以在解锁位置和锁定位置之间移动，解锁位置和锁定位置下分别允许和阻止进入信箱壳体110的内腔。在一些实施例中，锁系统设置在信箱壳体内部(例如壳体前表面上)，并且锁系统可操作地连接到顶盖120(如“输出门”)。
在一些实施例中，良好锁定指示灯860(如“良好锁定LED”)设置在信箱壳体110(如前表面)并可操作地连接到锁系统。当顶盖120正确锁定时，良好锁定指示灯860点亮(如LED保持“绿色”)。否则，良好锁定指示灯不会点亮。这有助于使用者确保在取出信件之后正确锁定顶盖120。
信箱微处理器设置在信箱壳体110内。信箱微处理器可操作地连接到光学传感器。光学传感器是本领域的普通技术人员所熟知的。光学传感器用于在信件经狭槽130插入信箱壳体时进行检测。信箱微处理器也可操作地连接到第一发射机、第一接收机和锁系统。信箱微处理器可以经一个或多个电路板(如印刷电路板，参见图5和图6)可操作地连接到各种部件(如锁系统、光学传感器等)。
信箱微处理器被构造为当检测到信件已进入信箱壳体110时接收来自光学传感器的第一传感器输入信号。在收到第一传感器输入信号之后，信箱微处理器被构造为产生发给第一发射机的第一发射机输出命令。在收到第一发射机输出命令之后，第一发射机被构造为向控制箱210内的第二接收机发出第一发射机信号(参见图17A)。
在一些实施例中，信箱微处理器可操作地连接到设置在信箱壳体110上的信箱指示灯(参见图1)。在一些实施例中，当信箱微处理器收到第一传感器输入信号时，信箱微处理器产生发给信箱指示灯的第一灯输出命令以点亮信箱指示灯(参见图17C)。
图5和图6为本发明的电子信箱系统100的实施例的分解图。所示信箱壳体110包括：顶部表面1、防水件2、封盖3、内门4、顶部金属板5(壳体前表面和侧面的一部分)、电池门6、遮蓬7、夹持器8、用于附接到信箱壳体上的铭牌9、铭牌9所用螺丝10、工具钥匙11、底部金属板12(壳体前表面和侧面的一部分)、用于报纸夹持器14的塑性环13、报纸夹持器14、报纸夹持器托架15(用于将报纸夹持器14附接到壳体)、底部表面16、侧挡板17、支撑AC板18、电源线(如AC电源线)连接到其上的适配器19、背表面20、印刷电路板(PCB)盖21、印刷电路板(PCB)22、挡板23、天线24、L形锁盖25、电子锁26、L形锁钩27、橡胶圈底部28、橡胶圈顶部29、L形钩容器30、L形钩板31、电池32。
控制箱
现在参见图8-10，控制箱210可以设置在到信箱壳体110一定距离之外(例如在使用者家中)。控制箱210具有前表面、背表面、第一侧面、第二侧面、顶部表面、底部表面和内腔。控制箱210内设置有可操作地连接到第二接收机和第二发射机的控制箱微处理器。控制箱210可操作地连接到控制箱指示灯925。在一些实施例中，控制箱微处理器可操作地连接到报警系统(具有扬声器910)，报警系统用来提醒使用者信件已递送到信箱壳体110。
第二接收机被构造为当收到来自第一发射机的第一发射机信号时向控制箱微处理器发出第二接收机输入信号。当控制箱微处理器收到来自第二接收机的第一发射机信号时，控制箱微处理器产生发给控制箱指示灯的第二灯输出命令，以点亮控制箱指示灯(参见图17A)。这会提醒使用者信件已进入信件壳体内。
在一些实施例中，在收到第二接收机输入信号之后，控制箱微处理器被构造为产生发给报警系统的第一报警输出命令，以启动报警系统(参见图17A)。
在一些实施例中，控制箱微处理器可操作地连接到解锁按钮940(例如，设置在控制箱前表面上)，解锁按钮940用于解锁信箱壳体上的锁系统。例如，控制箱微处理器被构造为接收来自解锁按钮940的第一解锁输入信号并产生发给第二发射机的第二发射机输出命令。第二发射机被构造为向信箱壳体110内的第一接收机发出第二发射机信号。当第一接收机收到第二发射机信号时，第一接收机向信箱微处理器发出第二解锁输入信号。在收到第二解锁输入信号之后，信箱微处理器产生发给锁系统的解锁输出命令，以解锁锁系统(参见图17B)。
在一些实施例中，解锁按钮940包括键盘系统，使用者可以在键盘系统中预编辑用于解锁锁系统的唯一代码。用于解锁其他系统的这种键盘系统是本领域的普通技术人员熟知的。
在一些实施例中，微处理器可操作地连接到复位按钮930。复位按钮是本领域的普通技术人员熟知的。例如，在一些实施例中，控制箱微处理器被构造为当按下复位按钮时接收来自复位按钮的第一复位输入信号。在收到第一复位输入信号之后，控制箱微处理器可以产生发给控制箱指示灯的第一复位输出命令，以关闭控制箱指示灯(参见图17D)。
在一些实施例中，当控制箱微处理器收到第一复位输入信号时，控制箱微处理器产生发给第二发射机的第二复位输出命令，以使得第二发射机向第一接收机发出第三接收机信号。接着，第一接收机可以向信箱微处理器发出第二灯输入信号，信箱微处理器根据该信号产生发给信箱指示灯的第二灯输出命令，以关闭信箱指示灯(参见图17D)。
在一些实施例中，当控制箱微处理器收到第一复位输入信号时，控制箱微处理器产生发给报警系统的第三复位输出命令，以关闭报警系统。
在一些实施例中，一个或多个音量按钮920设置在控制箱210上。音量按钮920用来调节(例如)报警系统的音量。
控制箱微处理器可以通过一个或多个电路板(如印刷电路板，参见图10)可操作地连接到各种部件(如第二发射机、报警系统等)。
控制箱210可以设置在桌面上(如客厅内)。控制箱210可以通过第二电源线271(参见图9)插入电气插座。本发明并不限于这种排列。例如，在可供选择的实施例中，控制箱(如背表面)设置有一个或多个安装孔(或安装槽)，以允许将控制箱安装到诸如墙之类的表面上。
图10示出控制箱210的分解图，该控制箱具有前表面1、六角销2、复位按钮3、LED透镜4(复位按钮3的)、印刷电路板(PCB)监视器5、背表面6(控制箱的)、解锁按钮7和音量按钮8。
本发明的电子信箱系统100(如信箱壳体110和/或控制箱210)可由多种材料构成。例如，在一些实施例中，信箱壳体110和/或控制箱210由包括金属、塑料、木材等或其组合在内的材料构成。
该系统的部件(如信箱微处理器、控制箱微处理器、报警系统、指示灯、发射机、接收机等)可以由电源(例如电池或电气插座)供电。图2、图4A、图4B、图5和图6示出具有第一电源线270的信箱。图8、图9和图10示出具有第二电源线271的控制箱210。在一些实施例中，电池包括锂电池。
为了使用本发明的电子信箱系统100，首先安装电子信箱系统100。例如，将电源线插入控制箱210的AC插座以向控制箱210供电，将电源线插入信箱壳体110的AC插座以向信箱壳体110供电。当信件(如明信片、普通信封)经狭槽130落入信箱壳体110时，控制箱210上的控制箱指示灯925(如LED灯)点亮，以通知使用者他/她收到信件(例如，LED灯会闪烁绿色)。在一些实施例中，报警系统被启动。使用者可以按下解锁按钮(例如贴有“OPEN MAILBOX BUTTON”(打开信箱按钮)的标签)，这样会将锁系统(如电磁锁)解锁，以打开顶盖取出信件。复位按钮可以按下以重新关闭指示灯(或可任选地报警系统)。如果使用者不打算马上取出信件，使用者可以按下复位按钮以关闭控制箱指示灯(如LED灯)。锁系统不会被解锁。
如果信箱壳体110需要在紧急情况下解锁，则可以利用工具钥匙710的第一末端711移除徽标板735(例如拧下螺丝)(参见图7A、图7B)。将工具钥匙710的第二末端712插入信箱壳体110内用徽标板盖着的解锁孔705。当到达解锁孔705时，可以顺时针旋转钥匙710以打开锁系统。在一些实施例中，一旦打开顶盖120，就会关闭报警系统。可以将复位按钮按下以关闭报警系统。
当使用者按下解锁按钮但没有马上取出信件时，锁系统会在一定时间内(如10分钟)启用自锁功能。锁系统(如电磁锁)会重新锁定，从而再次锁定顶盖120。在一些实施例中，如果没有重新锁定锁，报警系统会启动，以提醒使用者锁没有正确锁定。
擅动或偷窃检测
在一些实施例中，该系统还包括可操作地连接到信箱微处理器以检测擅动行为(如故意破坏、胡乱拨弄锁等)的开关传感器。一旦有人试图故意破坏信箱壳体110或试图撬开顶盖120(如未按下解锁按钮)，报警系统就会启动。在一些实施例中，当开关传感器检测到擅动行为时，开关传感器会向信箱微处理器发出第二传感器输入信号，信箱微处理器根据该信号产生发给第一发射机的第四发射机输出命令，以使得第一发射机向第二接收机发出第四接收机信号。在收到第四接收机信号之后，第二接收机向控制箱微处理器发出第四接收机输入信号，控制箱微处理器根据该信号产生发给报警系统的第二报警输出命令，以启动报警系统(参见图17E)。这会提醒使用者信箱壳体被擅动。在一些实施例中，如果信箱壳体被擅动，控制箱210上的报警灯会亮起(参见图8)。可以按下复位按钮以关闭报警系统(和/或报警灯)。
在一些实施例中，报警系统被构造为发出多种不同声音。例如，在一些实施例中，当报警系统收到第一报警输出命令时(例如收到信件时)，报警系统发出第一声音。在一些实施例中，当报警系统收到第二报警输出命令时(例如当系统被擅动时)，报警系统发出第二声音。
可供选择的实施例
图11-15示出电子信箱系统100的可供选择的实施例。例如，在一些实施例中，电子信箱系统100包括信箱壳体110，信箱壳体110具有第一侧面111、第二侧面112、前表面113、背表面114和底部表面116。顶盖120经铰链125可枢转地连接到信箱壳体110。顶盖120具有前边缘121，前边缘121内垂直地附接有唇缘122，使得唇缘覆盖信箱壳体110的前表面113的一部分。顶盖120可以通过铰链125在打开位置和关闭位置之间移动。顶盖120的唇缘122和信箱壳体110的前表面130内设置有狭槽130。狭槽130允许将信件插入信箱壳体110。
信箱壳体110的背表面114上设置有一个或多个安装孔118，以允许使用者将信箱壳体110安装到墙或类似表面上。在一些实施例中，信箱壳体的底部表面(或其他部分)附接有一个或多个报纸钩180。报纸可以附接到报纸钩180上。
顶盖120可以通过锁140锁定在关闭位置。锁140可以为电子锁，并且这种电子锁是本领域的普通技术人员熟知的。例如，参见美国专利No.6,107,934，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文中。锁140可以可操作地连接到电源(如电池)。
在一些实施例中，锁140附接到顶盖120的唇缘122和信箱壳体110的前表面113。在一些实施例中，锁140具有锁定在凹部件141内的凸部件142。在一些实施例中，凹部件141设置在信箱壳体110的前表面113上，凸部件142设置在顶盖120的唇缘122上(参见图15)。在一些实施例中，凸部件142设置在信箱壳体110的前表面113上，凹部件141设置在顶盖120的唇缘122上。
在一些实施例中，内门540覆盖信箱壳体110的前表面113内的狭槽130。内门540附接到信箱壳体110的前表面113的内表面，使得它可以覆盖狭槽130。内门540可以在打开位置和关闭位置之间移动，并且内门540由附接到内门540上的弹簧550偏置到关闭位置。内门540可以有助于防止灰尘、雨或雪进入信箱壳体110。
信箱壳体110还包括信箱微处理器，信箱微处理器可操作地连接到光学传感器或运动传感器510，用于在信件530插入信箱壳体110内时进行检测。信箱微处理器可操作地连接到第一发射机410、第一接收机和锁140。第一发射机410向控制箱210内的第二接收机发出信号。
控制箱210包括可操作地连接到第二接收机和第二发射机的控制箱微处理器。在一些实施例中，控制箱微处理器可操作地连接到具有扬声器420的报警系统和一个或多个控制按钮440(例如用于解锁锁140的解锁按钮450)。在一些实施例中，控制箱微处理器可操作地连接到指示灯430。
在一些实施例中，控制按钮440设置在控制箱210的前表面213上。在一些实施例中，锁140可以通过解锁按钮450解锁。
在一些实施例中，信箱微处理器可操作地连接到指示灯430。例如，指示灯430可以包括当信箱壳体110内没有信件时点亮的灯，以及当信箱壳体110内有信件时点亮的灯。当信件530插入信箱壳体110内时，报警和扬声器420和/或指示灯430可以提醒使用者。
在一些实施例中，控制按钮440可以允许使用者控制报警音量。在一些实施例中，控制按钮440允许使用者复位系统。
除了本文所描述的之外，本领域的普通技术人员根据上述描述也可以显而易见地知道本发明的各种修改形式。这些修改形式也旨在属于随附权利要求的范围内。
虽然已经示出和描述了本发明的优选实施例，但对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不超出随附权利要求范围的情况下，可以对这些实施例进行修改。因此，本发明的范围仅受下列权利要求限制。