CN102847602A - 触停感应式碎纸机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明针对一种触停感应式碎纸机控制系统。其触停保护功能是通过一系列电子电路实施的，首先从设置在碎纸机入纸通道上的导电触摸面板接收输入信号，然后处理此信号，并通过电机驱动电路停止碎纸机机芯的运转。本系统包括触停检测电路单元，该单元包括对导电触摸面板作出响应的触控控制电路。所述触控控制电路配置为可启动所述触停检测电路单元内的接地开关电路，并输出至多功能的控制电路单元中。所述控制电路单元进行接下来的保护程序。本碎纸机触停装置采用自动和实时监控的方式保护人和包括宠物在内的其他生物体免受伤害。整个控制过程不仅安全，而且灵敏度高。

Description

触停感应式碎纸机控制系统

技术领域

本发明涉及办公设备及碎纸机的安全控制，特别涉及一种触停感应式碎纸机控制系统，此系统对触摸碎纸机刀片反应灵敏。

背景技术

在现代生活和工作场所中，自动办公设备与日俱增，其中最常见的设备之一就是碎纸机。目前，碎纸机已走进千家万户，有些碎纸机还配备自动感应器。可通过对感应器进行配置，使其能检测插入其内的物体，并发信号给碎纸机使其通过抓取和粉碎物体的方式开始运转。若未关闭碎纸机，其可始终处于待机模式。然而，由于碎纸机为破坏性设备，因此若用户使用不慎，可能会受伤。现有的许多碎纸机未配备防止物体或人体部位进入碎纸机入纸通道的保护装置，这为办公室或家庭带来安全隐患。

一些现有碎纸机能采用触摸检测技术防止碎纸机刀片伤害人或宠物。图1中所示的电路为该技术的实例。SW2为滑动开关，能转换交流电的火线和零线。电阻 R12和 R13，电容器C3和C2，以及二极管D11、D12、D13、D14、D15和D6组成24V的继电器电源。二极管D6、D7以及电容器C1组成U1（即电压检测集成电路）的电源。电源的正极为交流电的火线。继电器开关RLY-1，二极管D2，三级管Q1，电阻R5、R27和 R6以及光耦合器U5组成设备电源。二极管D1、D8和D21，温控灯 （橙色），三级管Q4，电阻R4、R14和R11，以及电机热控开关组成温控指示电路。保险丝F1、开关RLY1、电机、功能开关以及电机温控开关组成电机运行电路。旋转方向由功能开关的设置决定。电源，电阻R7、 R1、 R9、 R2、 R8和 R10，二极管D20、D16、 D4、 D5、 D9 和 D10，三级管Q2和Q3以及电压探测集成电路的引脚5组成LED指示电路。面板的金属件，电阻R20、R19、R21 和 R22，电容器C8，以及二极管 D19 和 D17组成触摸检测电路。

将功能开关设于“关闭”位置时，机器不运转。将功能开关设于其他位置，且废纸篓与机器分离时，机器处于开启状态，不能进行碎纸操作。废纸篓与机器分离时，弹簧开关开启使电机断电。弹簧开关断开，电路的运行情况如下：U1的引脚1检测到弹簧开关的断开，U1的引脚5输出高电平，Q3和Q2截止，电机不运转。电源指示器和触摸/废纸篓分离指示器开启，上述两指示器、R7、R8、D9和电机热控开关形成电流回路。

将功能开关从“关闭”位置移除，且废纸篓到位时，机器可运转。电路运行的顺序如下：U1 的引脚1输出低电平，Q3 和 Q2导通。同时，U1 的引脚6输出低电平，Q1导通，继电器开关RLY 1关闭。现在若将功能开关设于“开启”位置，在入纸通道有纸的情况下，机器将进行碎纸操作，否则碎纸机处于待机状态。此时，若手、金属或动物接触入纸通道处的金属部分，交流电源、电路元件 （R21、 R19、 R20）以及触点将形成回路，并关闭电机，因为此时U1 的引脚8为低电平，U1 的引脚5和6为高电平。具体地说，由于U1 的引脚6为高电平， Q1截止，使电机断电。由于U1 的引脚5为高电平，且Q2 和Q3截止，触摸保护指示器处于开启状态。当此触摸从碎纸机入纸通道移走后，碎纸机恢复正常工作。

上述触摸保护是通过在入纸口安装导电触摸板来现的。当触摸导电触摸板时，人体的导电性将控制电路发出微弱信号以激活触摸保护。此时， 由于两个2.2M欧姆的电阻大幅度减少了流经人体的电流，因此该电路对人无害。采用该技术时，需使用感应电压检测集成电路来实时监控触摸面板的状态。因此需要高稳定性和灵敏度的集成电路。而长期使用导致的电路老化会削弱甚至使电路丧失检测能力。至于两个高电阻值电阻，它们能限制可能流经人体的电流，但是在潮湿条件下它们有可能失效。而且，人可能会直接接触交流电，导致触电甚至危及生命。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种利用感应电的触停感应式碎纸机控制系统（图3）。其控制过程安全灵敏。电路性能稳定，且适用范围广。为了达到上述目的，碎纸机的触控装置构造如下。

所述触停感应式碎纸机控制系统可包括功能模块、电源模块、导电触摸面板以及碎纸机机芯。所述功能模块包括触停检测电路单元，电机反转检测电路单元，入纸检测电路单元，过载保护电路单元，控制电路单元，及设有开启、关闭和反向三个位置的功能开关。除功能开关外，所述功能模块中的所有单元均可直接连接到控制电路单元，而所述功能开关连同所述控制电路单元一起控制电机驱动电路单元，进而控制碎纸机机芯。

所述电源模块可包括市电接口开关，安全开关，保险管，控制开关，控制电路单元电源和电机驱动电路单元。所述市电接口开关，安全开关，保险管和控制开关可串联连接，并由功能开关控制，连接到电机驱动电路单元。所述控制开关是继电器开关。所述流经保险管的市电，经过整流，滤波和稳压来为所有电路单元提供直流电。

所述导电触摸面板可被连接至所述触停检测电路单元。所述触停检测电路单元包括触控控制电路和接地开关电路。所述触控控制电路可为包含第一三极管的晶体管电路，所述触摸面板通过第一电阻连接于所述第一三极管的基极。所述第一三极管的基极通过第二电阻和第一电容器的并联组合接地。所述第一三极管的发射极通过第三电阻和第二电容器的并联组合接地，此发射极同时也接入所述接地开关电路的输入端。

所述第一三极管的集电极并行驱动电源指示发光二极管和触停指示发光二极管，继而接入所述电源。所述接地开关电路为包含第二三极管的晶体管开关电路。所述第二三极管的基极接入所述触控控制电路的输出端，其发射极接地，而其集电极通过光耦合器接入所述控制电路单元的输入端，并通过第四电阻接入所述电源。

所述入纸检测电路单元也接入所述控制电路单元。所述入纸检测电路单元包括发射和接收光电管。前者的发光部位与后者的感光部位彼此相对设置并分别设置于碎纸机入纸通道的相对侧壁上。所述过载保护电路单元和所述电机反转检测电路单元均接入所述控制电路单元。

所述触停感应式碎纸机控制系统采用级联电路来确保人触摸到所述导电触摸面板时的人身安全。来自人体的电启动所述触控控制电路单元，进而启动所有与之连接的电路。所述控制电路单元使所述碎纸机的机芯不能工作从而确保了人身安全。即使电源开关打开，所述碎纸机的机芯仍不运转。所述碎纸机实现了实时监控。整个控制过程安全灵敏。碎纸机性能在没有人监督时也是稳定、可靠和易操作的。

在所述触停感应式碎纸机控制系统的其它一些实施例中，碎纸机刀片被设置为感应来自人体的感应电。当在所述碎纸机刀片处检测到感应电时，控制系统通过对碎纸机机芯启用限位器进行响应，主要为停止碎纸机刀片运转。在其它另一些实施例中，所述碎纸机电机在启用限位器之前断电，以减少所述碎纸机刀片减速过程中加在碎纸机传动系统和从动系统上的扭矩。

附图说明

本发明可参考以下附图进行说明：

图1为使用先前技术的碎纸机控制系统的电气组件电路图；

图2为本发明的触停感应式碎纸机控制系统中的组件和模块的框图；

图3为本发明的触停感应式碎纸机控制系统电气组件的电路图；

图4是本发明的触停感应式碎纸机控制系统另一实施例的电气组件电路图；

图5是针对本发明的触停感应式碎纸机控制系统使用的控制过程的流程图；

图6是一种停止碎纸机齿轮转动的装置的实施例图；

图7演示了本发明一实施例的操作流程图；

图8是依照本发明所述的触停感应式碎纸机刀片控制系统实施例的电气组件电路图；

图9是依照本发明所述的触停感应式碎纸机刀片控制系统另一实施例的电气组件电路图；

图10是依照本发明所述的触停感应式碎纸机控制系统又一实施例的俯视图；

图11是依照本发明所述的触停感应式碎纸机控制系统再一实施例的俯视图。

参考相关附图，对本发明的部分实施例进行了详细说明。其它的实施例的特征和优点将在接下来的描述中变得显而易见，或可通过实施本发明被理解。附图没有按照比例绘制，相似的编号通过描述指代相似的特征。以下的描述不用于限定，仅用于阐述本发明的一般原理。

具体实施方式

在一实施例中，所述触停感应式碎纸机控制系统可包括以下组件：功能模块，电源模块，及碎纸机机芯。参见图2，所述功能模块包括触停检测电路单元4，电机反转检测电路单元7，入纸检测电路单元5，过载保护电路6，控制电路单元3和功能开关86。除功能开关外，上述这些单元都直接连接到控制电路单元，所述功能开关连同所述控制电路单元共同控制电机驱动电路单元2，进而控制碎纸机机芯1。导电触摸面板连接到所述触停检测电路单元，所述触停检测电路单元包括触控控制电路和接地开关电路。

所述电源模块包括市电接口单元81，安全开关82，保险管83，控制开关84，控制电路单元电源85，和电机驱动电路单元2。所述控制开关是继电器开关，而所述安全开关是门开关。上述前四个单元串联，并通过功能开关86与电机驱动电路单元相连。电力经过所述保险管连接到所述控制电路单元电源，然后连接到所述控制电路单元。

图3的实施例中，所述触控控制电路主要为开关晶体管电路。所述导电触摸面板通过电阻R5接入开关三极管Q4的基极。三极管Q4的基极通过并联的电容器C7和电阻R6接地，其集电极直接接入电源VCC，其发射极通过并联的电容器C8和电阻R16接地。Q4的发射极也直接接入所述接地开关电路。

所述接地开关电路也是开关晶体管电路。所述触控控制电路的输出端接入所述接地开关电路的输入端，如三极管Q2的发射极。三极管Q2的发射极直接接地，其集电极通过电阻R7接入VCC，同时其集电极也通过光耦合器U1接入控制电路单元的输入端。

在图4的实施例中，触控控制电路包括三极管Q3。所述触摸面板接入所述触控控制电路的输入端，例如，通过电阻R6和R7的串联组合接入开关三极管Q3的基极，三极管Q3的基极通过电容器C3，二极管D4，和电阻R8组成的并联组合接地，其集电极通过电源指示灯和触摸指示灯LED3的并联组合接入电源VCC，其发射极直接接入所述接地开关电路的输入端。

所述接地开关电路也是晶体管电路。所述触控控制电路的输出端，如三极管Q3的发射极，直接接入所述开关三极管Q2的基极。三极管Q2的发射极直接接地，其集电极接入控制电路单元3的输入端。

参见图2，所述入纸检测电路单元接入控制电路单元3。现在见图3，所述入纸检测电路单元包括发射光电管IT1，和接收光电管IR1，前者的发光部位与后者的感光部位彼此平行对面设置并分别设置于碎纸机入纸通道的相对侧壁上。过载保护电路单元6和电机反转检测电路单元7都接入所述触停感应式碎纸机的控制电路单元3。

再参见图2，电机反转检测单元7和入纸检测单元5都接入控制电路单元3，进而连接至电机驱动电路单元2，然后连接至碎纸机机芯1。电机反转检测单元7检测反转信号，将此电信号传入控制电路单元3，然后通过电机驱动电路单元2电动控制碎纸机机芯1使电机反转。入纸检测电路单元5检测在入纸口入纸通道中纸的插入，并将此信号传入控制电路单元3，进而通过电机驱动电路单元驱动碎纸机机芯碎纸。

现在参见图5，在碎纸过程中，如果有人触摸入纸口入纸通道的触摸面板，碎纸机将立即停止。所述触摸信号被传送至触停检测电路单元4，然后到达控制电路单元3，并通过切断电机驱动电路单元2的电源使碎纸机停止运行。如果没有人触摸所述导电触摸面板，控制电路单元将释放对电机驱动电路单元2的控制，允许所述碎纸机机芯独立运转。

回过来参见图3，所述碎纸机具有以下功能：过载保护；光控碎纸；碎纸，关闭和反转功能；以及触摸自动停止。

所述控制电路单元的电源描述如下。输入的市电被由电阻R1和R2，电容器C1和C2，二极管D5和D6和稳压二极管ZD1组成的电路分流，整流，稳压和滤波。稳压后的24V直流电是所述控制电路单元的电源。它远小于可通过人体的安全电压，不会对人或动物造成伤害。

所述触停检测电路单元的电源描述如下：输入的市电，经过桥式整流电路，通过稳压和滤波来提供12V直流电压。所述电路包括二极管D1-D4，稳压二极管ZD2，电阻R12和电容器C3。

当人触摸所述金属面板时，来自人体的感应电经过1兆欧电阻到达三极管Q4的基极。所述感应电引发三极管Q4和Q2导通，三极管Q3截止，进而切断电机电源，达到有人触摸入纸口入纸通道时碎纸机自动停止的目的。

现在参见图4，本实施例中的碎纸机具有如下功能：开-关LED指示； 触停保护LED指示；过载LED指示；市电指示；光控碎纸；以及碎纸，关闭和反转功能。

所述过载保护和门开LED指示功能通过一个包括R18，R14，R13，R11，和 R12，发光二极管LED1和 LED2，二极管D10，D9和D6，稳压二极管ZD2，电容器C5和可控硅SCR的电路实现。

所述控制电路单元电源包括由电阻R1和R2，电容器C1和C2，二极管D1和D2，稳压二极管ZD1，和电容器C2组成的电路。用同样的稳压24V直流电源作为所述控制电路单元的电源。它远小于通过人体的安全电压，不会对人或动物造成伤害。

所述触摸功能描述如下。当人触摸金属面板时，来自人体的感应电经过电阻R6和R7到达三极管Q3的基极。所述感应电信号引发Q3和Q2导通， Q1截止，并切断电机电源，电机停止转动，防止人受伤。所述触停检测电路单元如果采用独立的桥式电源并且通过光耦合器与所述电机隔离，它会更加稳定。

当人触摸所述面板时，人在面板金属部分的触摸提供了触发信号，此信号通过基极偏置电路开启Q3。所述基极偏置电路包括电阻R7，R6和R8，二极管D4，和电容器C3。若从人体来的正向电压充足，Q3和Q2将同时导通。当Q2导通时，其集电极电压降低，进而通过R5开启触摸指示灯，通过D16使Q5截止，并通过D15使Q1截止。此时如果机器反转，Q5将会导通。但是由于所述触摸电压，Q5截止，电机被关闭。另一种情况是当机器处于碎纸状态时。此时Q1将导通使电机正向转动。但是由于人的触摸，Q1截止，电机也关闭。在任一情况下，机器均关闭以确保人的安全。

若人不再触摸机器的金属面板，三极管Q3由于没有触发电压而关闭，机器回到正常工作状态。所述指示电路的电源工作原理如下。当机器由功能开关选择处于碎纸或反转状态时，电源指示灯亮，当机器在停止状态时指示灯灭。所述电源指示电路包括指示灯，电阻R17和R16，以及三极管Q4。当机器处于停止状态时，由于三极管Q4没有导通，所以指示灯灭。对于反转状态，三极管Q4的发射结，二极管D12，以及功能开关组成电路回路，电源指示灯亮。当机器处于碎纸状态时，Q4的发射极，二极管D13，以及功能开关组成电路回路，电源指示灯亮。

手指较小的使用者，特别是幼儿，有可以避开碎纸机机械安全系统的手指。相应的，本发明的实施例还包括实质上可通过碎纸刀片触摸进行激活的碎纸机安全系统。与近程检测器（当目标靠近碎纸机外壳元件到预定距离时激活安全措施）不同的，此处描述的碎纸机刀片触停安全系统由目标与碎纸机刀片的触摸激活。

通常，当触停感应式碎纸机刀片控制系统由碎纸机刀片接触激活时，碎纸机电机断电。特别地，当有人接触所述碎纸机刀片时，由此人产生的感应电信号被连接在碎纸机刀片上的生物传感器检测到。所述被接收的感应电信号启动控制电路单元执行安全停止，其中至少保证碎纸机电机被断电。

参见图6，来说明本发明的又一实施例。控制电路35可设置一个快动式电磁27作为机械电力限位器25以限制碎纸机刀片的转动。例如，限位器25可被放置在电机和刀片之间的输电系统的传动系统附近，所述传动系统的一个例子如参考55处所代表的啮合齿轮，此齿轮与碎纸机刀片同步转动。

当启动和配置限位器25时，其可与主动齿轮啮合，也可与被动齿轮啮合，或两者兼有。当使用者与碎纸机刀片接触时，来自使用者的感应电信号导致限位器25被定位于传动齿轮和从动齿轮的啮合齿55之间，迅速使碎纸机刀片减速和停止。吸收碎纸机刀片剩余旋转势能的限位器25可由耐用的，弹性的，耐磨的和冲击吸收材料组成，例如但不限于，高密度聚乙烯，尽管其他材料，比如硬化的天然橡胶也可适用。限位器25的材料首选廉价并不易损坏啮合齿55的。限位器25可为橡胶楔子形式，可将它安装到快动式电磁27上，以快速准确的设置限位器25。所述楔子可由耐用的，弹性的，耐磨的和冲击吸收材料组成，比如橡胶材料。

典型地，电磁阀27可为推拉式电磁阀形式，由控制电路35来启动，当生物体触摸碎纸机刀片时，该电路对触摸发出的感应电信号做出响应。在限位器25定位之前，碎纸机电机可停止，之后可启动电磁阀27，在啮合齿55间插入楔子25来导致快速的“软停止”。“软停止”可明显降低啮合齿或其它机械传动零件或者接触碎纸机刀片的使用者与碎纸机刀片的外伤性接触的可能性。

另一些实施例可使用离合器作为机械动力限位器25来停止正在运转的碎纸机。比如，离合器可从连接在齿轮的轴上解开一个齿轮从而由于与刀片相互作用有关的摩擦力导致所述轴停止转动。另一个离合器例子可为设于电机与齿轮箱之间的离合器，它可以释放由所述电机传来的扭矩。另一个实施例可包括一种电路，它使通过电机的电流反向到某一定程度，抵消了电机的运动惯性，因此引起电磁制动。这种系统可在电机上产生非常少(如果有的话)的反向运动。

图7演示了一种操作触停感应式碎纸机刀片控制系统的两级保护方法700。在第一级中，碎纸机提供在第一感应阶段响应的第一传感器。在第二级中，碎纸机提供在第二感应阶段响应的第二传感器。在此处的实施例中，第一级可由碎纸机刀片传感器构成，此传感器通过接收来自人的预示接触的感应电(或感应电信号)来感应与人的接触。第二级可由导电触摸面板构成，所述面板通过接收指示生物体发生触摸的感应电信号来感应与人的接触。在特定实施例中，所述第一级过程可包括耦合所述感应电信号到所述控制电路单元。作为响应，所述控制电路单元可使碎纸机电机断电并在机械传动系统设置限位器，控制碎纸机刀片快速完全停止。类似地，第二级过程可包括耦合施加在所述导电面板上的感应电信号到所述触摸面板单元，此触摸面板单元反过来将感应电信号的表象耦合到所述控制电路单元。作为响应，所述控制电路单元可使碎纸机电机断电，导致碎纸机刀片停转。

在另一些实施例中，单相停止可被用于所述第一感应阶段，其中碎纸机刀片传感器通过接收指示生物体触摸发出的生物电信号来感应生物体的触摸。之后感应电信号的表象可被耦合至所述控制电路单元。作为响应，所述控制电路单元可使碎纸机电机断电并在机械传动系统布置限位器，使碎纸机刀片快速完全停止。

图8演示了触停感应式碎纸机刀片控制电路的实施例800的电路图。尽管图8与图3中的触摸面板控制电路有一些功能相似性，但是本领域的熟练人员仍可体会到触停感应式碎纸机刀片控制电路800与图3中的电路是有区别的，其主要改进在触停控制系统810上，使其对接收自生物体的感应电和感应于碎纸机刀片820上的感应电敏感。

为回应检测到的生物体对金属碎纸机刀片的触摸，触停控制系统810可通过激活(ON)串联三极管Q3和Q4产生信号825来代表感应到的感应电。生物信号825可通过光耦合器OPT01被耦合于主控制电路850的Q2。OPT01可进一步将触摸碎纸机刀片820的生物体与用于启动电机840的可能致命的电力分开。三极管Q2可作为开关操作，当OPT01收到生物信号表象时，三极管Q2可被设置为截止，来驱动机电限位元件860。机电限位元件860可包括继电器线圈，当三极管Q2关闭时此继电器线圈可使电机840断电。此外，机电限位元件860还可包括电磁阀，此电磁阀连接到机械传动限位器。

图6中，连接到机械传动限位器的电磁阀的非限制性例子可为连接到机械传动限制器25的电磁阀27。当三极管Q2截止时，所述电磁阀可断电，导致机械传动限位器25被打入机械传动零件，如啮合齿55中。可替换地，另一个机械传动限位器的非限制性例子可为连接在机电限位元件860上的离合器。在又一个非限制可替换例子中，机械传动限位器25可由楔子和离合器实施，在此例中选用机电冗余。

图9演示了触停感应式碎纸机刀片控制电路的另一个实施例900的电路图。刀片触摸传感器910可被连接至集成电路ICI920，例如，在引脚16上。来自刀片生物传感器910的生物信号被接收到引脚16 ，接下来引脚16使引脚15截止或在引脚15上设置“低”的电源信号。这个“低”的电源信号被NPN三极管Q1接收，三极管Q1回应所述低信号截止，导致电机930被断电。此外，也可配置ICI920在引脚14上提供“高”信号(电机正向/反向)。从引脚14来的“高”信号可被耦合来启动NPN三极管Q2使电机930反向运动，此操作需要至少时间足够长来执行碎纸机刀片的电制动。此外，三极管Q2和继电器RLY-2.3可为机电限位元件的零件，所述机电限位元件还可包括楔形机械限位器，离合器机械限位器，或两者都有。

在本发明的另一些实施例中，包含相对设置的金属接触元件的传感器可被接入碎纸机内部而非碎纸机刀片。当生物体触摸所述金属接触元件时，所述相对设置的传感器引发控制电路单元来执行安全停止。安全停止的特点是使正向转动（碎纸方向）的碎纸机电机断电。同样，安全保护可设定限位器快速停碎纸机刀片运动。进一步地，安全停止时，所述碎纸机电机可在相反方向瞬间通电引起碎纸机刀片电制动。

参见图10，碎纸机整体(为方便，称为“碎纸机”)1000可设置内部设有碎纸机刀片1020的内腔1010。碎纸机1000的内腔1010可包括通常位于1030处的框架，此框架至少部分包围刀片1020。支撑框架1030可包括一个或更多通常的水平支撑基座结构件比如构件1032和一个或更多通常的垂直基座结构件，例如构件1034(“水平方向”的取向为平行于碎纸机刀片1020的纵向轴)。

在所选的碎纸机非限制实施例1000中，支撑框架1030的至少一个构件的至少一部分可为金属材质，形成一个金属接触元件。所述金属接触元件可为所述金属基座结构件的一部分。在某些选定的实施例中，支撑框架1030可由导电金属构件组成，这样实质上整个支撑框架可为一个金属接触元件。金属支撑框架1030可放在下盖1060之上。框架1030可为碎纸机1000内的碎纸机刀片1020提供改进的结构支撑，而且，也可为碎纸机电机1090及由电机驱动轴1095代表的机械传动系统提供支撑。

通常，所述金属接触元件，比如由支撑基座结构1032或1034代表的，远离(比如，不接触)碎纸机刀片设置，并可被插入到碎纸机刀片入口(设于上盖，图中未示)和碎纸机刀片1020之间。典型的，金属接触元件1032被连接到传感器1050，此传感器用来接收生物体(图中未示)与金属接触元件1032接触发出的感应电信号1052，并产生感应电信号的表象1054。连接在传感器1050上的金属接触元件1032可被描述为相对设置的生物传感器(结合来说，即为相对设置的生物传感器1051)，感应电信号的表象1054可被描述为生物信号。相对设置的生物传感器1051可启动以耦合生物信号1054到控制电路单元1055。相对设置的生物传感器1051可被用于感应生物体对碎纸机刀片1020的近区接触，此时生物体跟碎纸机刀片1020没有直接接触。

当相对设置的生物传感器1051检测到近区接触时，控制电路单元1055作出相应，可执行安全停止，控制碎纸机刀片1020快速完全停止。在安全停止时，控制电路单元1055断掉碎纸机电机1090的电源1094，也可设置前述的限位器到机械传动系统1095，或两者都用。在允许电机反转的实施例中，控制电路单元1055可对碎纸机电机1090在相反方向瞬间通电引起电制动，这可进一步和更快速的减少碎纸机刀片的正向惯性运动。

在图10显示的非限制可替换实施例中，金属接触元件可为设置在碎纸机上的段，条，或通常的圆周环，与碎纸机刀片1020分开设置，通常相对于进入碎纸机刀片1020的入纸方向设置在其上。所述金属接触元件的形状可为连续的或间断的。如图10所示，条状金属接触元件的非限制实施例可为金属刀片垫片1040，它可设置在相邻的碎纸机刀片元件1042A和1042B之间。可将一个或更多金属刀片垫片1040连接至传感器1050，这样当与生物体(图中未示)发生接触时，传感器1050可从金属刀片垫片1040接受感应电信号1041。通常，刀片垫片可设置与其处于相对位置的垫片接触界面，与附近的碎纸机刀片元件(为清晰起见，为刀片元件1042A和1042B)位置相关并分开设置。

在上述实施例中，生物体与金属元件1040发生接触会引发生物传感器1050，将生物信号1054传输到控制电路单元1055。之后，控制电路单元1055 可通过切断电源1094执行安全停止，并且从碎纸机电机1090断电。在上述安全停止中，控制电路单元1055也可设置前述的限位器到机械传动系统1095，带动碎纸机刀片1020快速完全停止。当碎纸机电机1090配置为可反转时，控制电路单元1055可通过通电使电机 1090反转引起电动制动。在一些使用电动制动的实施例中，控制电路单元1055可将前述限位器总体配置成与具有充分持续时间的瞬时电制动同步，控制碎纸机刀片1020快速完全停止。

上述安全元件的组合在目前说明下对本领域的一般技术人员来讲是显而易见的。在首个非限制性实例中，可将框架1030的各金属构件相互电连接，并与传感器1050相连，使控制电路单元1055在对生物体和框架1030的耦合面之间的接触作出响应时，能执行安全停机。在第二个非限制性实例中，可将多个金属刀片垫片1040与传感器1050电连接，使控制电路单元1055在对生物体和其中一个金属刀片垫片1040之间的接触作出响应时，能执行安全停机。在第三个非限制性实例中，可将框架1030的各金属构件和多个金属刀片垫片1040与传感器1050进行电连接，使控制电路单元1055在对生物体和金属构件或金属刀片垫片或两者之间的接触作出响应时，能执行安全停机。

图11演示了碎纸机整体1100的俯视图，其优点同图10中所述的碎纸机1000。在依照本发明选定的其它非限制性实施例中，碎纸机框架(通常位于1110处)可被连接到刀片挡板1111，1112，单个刀片挡板1111和1112通过预定的挡板间隙1115相对于碎纸机刀片1120的纵轴分开设置。预定挡板间隙1115可通过尺寸设计来限制被粉碎物进入挡板间隙1115中的区域。刀片挡板1111和1112可被设置在碎纸机刀片1120上部，并与碎纸机刀片1120分开设置。通常，挡板间隙1115 可被设置在入纸口开口下面，并与碎纸机1100的入纸口开口(图中未示)纵向对齐。挡板间隙1115与刀片1120保持充分距离以允许碎纸机1100正常操作进行，但无法进入碎纸机刀片1120，以及进行危险性环绕。

刀片挡板1111，1112中的一个或两个可被电连接于生物传感器1150，形成组合式生物传感器1151。刀片挡板1111,1112接收与电连接的刀片挡板1111,1112接触的生物体传来的感应电信号1141，并可将此感应电信号1141传至传感器1150。作为响应，传感器1150可产生生物信号1130，此生物信号1130可被控制电路单元1155接收。当生物信号1130被控制电路单元1155接收时，控制电路单元1155可通过执行安全停止来响应。与相应图10中碎纸机1000的安全停止类似，控制电路单元1155可通过切断电源1160来对生物信号1130做出响应并顺次断开碎纸机电机1190的电源，控制碎纸机刀片1120快速完全停止。在一些实施例中，由控制电路单元1155引起的安全停止还可设置前述的限位器到机械传动系统1195。如图10中的碎纸机1000，由控制电路单元1155引起的安全停止也可进行电动制动来减少碎纸机刀片1120的转动惯性。

刀片挡板1111，1112可提高碎纸机1100的结构强度和完整性，而且也提供增强的产品稳定性，延长的产品使用寿命，和减少操作成本。进一步地，在刀片挡板1111，1112之间的挡板间隙1115可在宽度上进行调整，使所述挡板间隙1115可与碎纸机1100入纸口开口(图中未示)最近的对应间隙大致相同。挡板间隙1115也可被设置为与碎纸机1100入纸口开口(图中未示)最近的对应间隙大致相等。此外，挡板间隙1115可被设置为比碎纸机1100入纸口开口(图中未示)最近的对应间隙稍窄，而使损害材料不能被送入刀片1120。在挡板间隙1115稍窄于碎纸机1100入纸口开口(图中未示)最近的对应间隙的实施例中，生物体与生物传感器1151的金属接触传感器1111，1112的触摸接触更有可能在此生物体接触碎纸机刀片1120之前引起安全停止。这种安排甚至在人直接检测碎纸机1100内部部件或从事维修和测试通电的发动机 1100时也可加强碎纸机1100的安全性。

在其它替代实施例中，所描述的与图10中碎纸机1000和图11中碎纸机1100相关的安全停止装置和方法，可单独使用或组合应用。在第四个非限制例中，生物体和电连接于传感器1150的刀片挡板1111之间的触摸接触，可引起控制电路单元1155执行安全停止。此外，图11的这种刀片挡板实施例也可以和结合图10所描述的一个或更多非限制例结合使用。在第五个非限制例中，源于生物体与框架1010的一个或更多金属构件或一个金属化垫片，以及一个或更多可电连接于传感器1050或1150的刀片挡板1111,1112的接触，导致控制电路单元1055或1155执行安全停止。进一步地，任何前述的非限制例都可被修改以便由碎纸机刀片1020或1120，及一个或更多金属基座结构，金属刀片垫片，或刀片挡板的接触检测可引起控制电路单元比如单元1055或1155执行安全停止。本领域的普通技术人员可根据本发明所公开的内容做出各种修改和替换方案。

有益效果：

本发明的实施例提供以下有益的用途：

1.   提高产品对于生物体的安全性，包括成人，儿童和宠物。

2.   改善碎纸机组件的结构支撑。

3.   改进碎纸机1100的结构完整性。 

4.   增强产品可靠性。

5.   延长产品使用寿命。

6.   减少产品的操作成本和维护。

如上文详述，所述触停感应式碎纸机控制系统采用级联电路。在机器入纸口入纸通道设置有刀片触摸传感器，此传感器连接到触控控制电路，接地开关电路，控制电路单元，以及包括刀片限位器的碎纸机机芯。所有的这些电路保证了人或其他生物体触摸所述触停感应式碎纸机刀片时的安全。来自人体的感应电引发所述触控控制电路，进而引发所有与之连接的电路。所述控制电路单元停用碎纸机机芯从而确保了人的安全。如果有人接触所述触停感应式碎纸机刀片，即使电源开启，碎纸机机芯仍不能运转。正如前述的触停感应式面板，碎纸机可使用触停感应式碎纸机刀片通过安全精确的控制过程实现实时监控。机器的性能是稳定可靠的。它可在没有人介入时也容易操作，应用范围广，安全系数高。

尽管本发明已经结合电路图通过实施例方式加以了描述，但本领域的熟练技术人员仍可做出各种改变和修改。因此，除非这些改变和修改背离本发明的范围，它们都应解释为包括于本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种触停感应式碎纸机控制系统，其特征在于，包括：

导电碎纸机刀片；

碎纸机限位器，其与所述导电碎纸机刀片相连接，并配置为可停止所述导电碎纸机刀片的运转；

控制单元，其与所述导电碎纸机刀片相连，并能检测到作用于所述导电碎纸机刀片的生物体所发出的感应电，所述控制单元与所述碎纸机限位器相连，并配置为响应于检测到的感应电停止所述导电碎纸机刀片的运转。

2.根据权利要求1所述的触停感应式碎纸机控制系统，其特征在于，还包括：

      电磁电机，其与所述碎纸机限位器和导电碎纸机刀片相连，其中电机的运转驱动导电碎纸机刀片的运转；以及

      电磁制动电路，其在控制单元中与电机相连接，其包括所述碎纸机限位器，其中所述控制单元配置为可使电机电磁制动，且

      其中，所述控制单元能对导电碎纸机刀片和生物体之间的接触进行实时监控，当生物体接触导电碎纸机刀片时，控制单元作出响应使电机电磁制动，以停止导电碎纸机刀片的运转。

3.根据权利要求2所述的触停感应式碎纸机控制系统，其特征在于，其中：

所述碎纸机限位器包括可反转的碎纸机电机；

所述控制单元包括具有开启、关闭和反向功能的三位开关；以及

当所述三位开关处于“开启”位置或“反向”位置时，可操作所述控制单元使所述可反转的碎纸机电机停转。

4.根据权利要求3所述的触停感应式碎纸机控制系统，其特征在于，其中所述感应电为生物体产生的静电荷。

5.根据权利要求3所述的触停感应式碎纸机控制系统，其特征在于，其中所述感应电为生物体产生的流动电荷。

6.一种触停感应式碎纸机系统，其特征在于，包括：

       碎纸机生物传感器，其与碎纸机入纸口不相邻；

       通电的碎纸机电机；

       碎纸机控制单元，其连接于所述生物传感器和所述通电的碎纸机电机之间，

       其中，在发生生物体接触时，所述碎纸机控制单元协助停止碎纸机电机的运转，并将感应电作用于所述生物传感器。

7.根据权利要求6所述的触停感应式碎纸机系统，其特征在于，还包括：

所述生物传感器设置于外部的碎纸机上盖上，并与入纸口不相邻。

8.根据权利要求6所述的触停感应式碎纸机系统，其特征在于，还包括：所述生物传感器设置于与入纸口不相邻的内表面上。

9.根据权利要求7所述的触停感应式碎纸机系统，其特征在于，其中所述感应电信号为生物体产生的静电荷。

10.根据权利要求7所述的触停感应式碎纸机系统，其特征在于，其中所述感应电信号为生物体产生的流动电荷。

11.一种触停感应式碎纸机系统，其特征在于，包括：

导电碎纸机壳体，其环绕包围碎纸机刀片；

通电碎纸机电机，其与碎纸机刀片相连接；

生物传感器，其与所述导电碎纸机壳体相连接，并对来自的生物体的感应电做出反应，产生生物信号；

控制电路单元，包括与通电电机相连的控制开关；以及

       其中，当所述碎纸机运转时，所述生物信号启动控制电路单元，以停止通电碎纸机电机的运转。

12.根据权利要求11所述的触停感应式碎纸机系统，其特征在于，其中所述生物体产生的生物电信号为一种静电荷或流动电荷。

13.一种使用触停感应设备控制碎纸机的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

       提供通电碎纸机电机，其可正转或反转；

       提供金属碎纸机元件，其与通电碎纸机电机的运动端相邻；

       连接触摸传感器到所述金属碎纸机元件，其中生物体的感应电信号可使所述触摸传感器通电；

       提供控制电路，其连接于所述触摸传感器与金属碎纸机元件之间；

       将控制电路配置为响应于生物体对金属碎纸机元件的接触停止正转或反转的通电碎纸机电机。

14.根据权利要求13所述的操作方法，其特征在于，还包括：

       在所述触摸传感器与运行所述控制电路和/或通电碎纸机电机的电压之间提供电隔离。

15.根据权利要求15所述的碎纸机安全系统，其特征在于，其中所述触摸传感器至少与碎纸机刀片、金属碎纸机框架构件、金属碎纸机刀片垫片、金属刀片挡板或环绕至少一组碎纸机刀片的金属碎纸机刀片壳体。

16.一种碎纸机，其特征在于，包括：

导电碎纸机元件；

碎纸机限位器，其与碎纸机刀片相连，并配置为可停止所述碎纸机刀片的运转；

控制单元，其与所述导电碎纸机元件相连，并配置为可检测作用于导电碎纸机元件的生物体所发出的感应电，所述控制单元与碎纸机限位器相连，并配置为可响应于检测到的感应电停止碎纸机刀片的运转。

17.根据权利要求16所述的碎纸机，其特征在于，其中所述导电碎纸机元件设置于与入纸口不相邻的碎纸机的外表面上。

18.根据权利要求17所述的碎纸机，其特征在于，其中所述导电碎纸机元件以间断的方式纵向设置于外表面上。

19.根据权利要求17所述的碎纸机，其特征在于，其中所述导电碎纸机元件设置于外表面的至少一个角上。

20.一种碎纸机，其特征在于，包括：

碎纸装置；

感应来自生物体的感应电的装置；

通过停用所述碎纸装置对检测到的感应电作出响应的装置。

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