CN106179662B - 具有自动清纸功能的智能碎纸机及消除过载的方法 - Google Patents

Abstract

一种碎纸效率高且能延长碎纸机使用寿命的具有自动清纸功能的智能碎纸机。包括碎纸装置和驱动电机，在电路控制单元中还设有电压检测反馈单元，该电压检测反馈单元由电压信号采集电路、电压信号反馈电路和清纸信号驱动电路构成。当碎纸机切刀切纸电流达到设定的过载电流时，机器自动反转并停止，如果终端使用者将残留纸取出，机器进入待机状态，如果终端使用者按下自动清纸功能键，机器自动进行清纸，直到将入纸口的残留纸清除干净，机器自动进入待机状态。该功能操作简单，可以减少终端使用者清除入纸口残留纸的工作量和时间。

Description

具有自动清纸功能的智能碎纸机及消除过载的方法

技术领域

本发明涉及一种碎纸机，特别涉及一种当碎纸机入纸口的碎片纸拥挤至过载时能消除过载并将碎纸破碎干净的智能碎纸机。

背景技术

目前市场上的碎纸机，当残留在入纸口处的碎片纸(即不能正常进入碎纸机内的短尺寸的纸片，而经碎纸机切割粉碎后的碎纸，以下简称纸屑)堆积过多导致切刀切割阻力过大时(将该情况称为过载)，机器会自动反转停止，但由于其中碎片纸较多，尺寸又较短，无法徒手将其取出，通常，使用者采用手按正转继续进纸的强行方法来处理，当机器再次检测过载后又反转停止，部分碎片纸仍然会停留在入纸口处，使用者只能反复进行重复动作，即正转－反转－停止－正转，直到将入纸口处的碎片纸彻底清理干净。

上述处理方法既给使用者带来极大不便，又浪费使用者的时间，还会因执行强制命令致碎纸机使用寿命缩短，严重时致碎纸机损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种碎纸效率高且能延长碎纸机使用寿命的具有自动清纸功能的智能碎纸机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的具有自动清纸功能的智能碎纸机，包括将废纸切碎的碎纸装置和受电路控制单元控制并驱动碎纸装置工作的驱动电机，在所述电路控制单元中还设有电压检测反馈单元，该电压检测反馈单元由电压信号采集电路、电压信号反馈电路和清纸信号驱动电路构成，其中：

所述电压信号采集电路将由所述碎纸装置中切刀的转动阻力变化值对应的所述驱动电机的电流信号变化值在其中的互感器TM次级线圈感应的电压信号传递给所述的电压信号反馈电路；

所述电压信号反馈电路将所述的电压信号输至其中的电压比较放大器，经比较后向所述清纸信号驱动电路输出高电平或低电平；

所述清纸信号驱动电路中的微处理器U2根据所述电压信号反馈电路输出的高电平或低电平经判断，向所述驱动电机发出设定时间的正转、停止或反转的指令信号。

所述电压信号采集电路由互感器TM、电阻R22、电阻R31、R35、二极管D5、二极管D7和二极管D8构成，其中，互感器TM的初级线圈连接于所述电路控制单元中的整流电路与驱动电机的电路回路中，互感器TM的次级线圈与电阻R22、电阻R31、二极管D8并接；二极管D8的负端与二极管D5的正端相接并通过电阻R35接于所述电压信号反馈电路；二极管D8的正端通过二极管D7的正端、负端接地；

所述电压信号反馈电路由电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C9和电压比较放大器U3A构成，其中，电阻R6与电阻R7的一端相接并接于所述电压信号采集电路中的电阻R35相接，电阻R6的另一端通过电阻R5接于电压比较放大器U3A的反向输入端，电阻R7的另一端接地，电压比较放大器U3A的正向输入端一路通过电阻R8接于三端可调稳压器U1的输出端，一路通过电阻R9与电容C9的并联接地；电压比较放大器U3A的输出端接于所述清纸信号驱动电路，三端可调稳压器U1的输入端接于所述整流电路的输出端；

所述清纸信号驱动电路由微处理器U2、电阻R23、电阻R24、电阻R33、电阻34、晶体管Q2、晶体管Q3构成，其中，MCU的12“脚”接于所述电压比较放大器U3A的输出端；微处理器U2的18“脚”通过电阻R23接于晶体管Q2的基极，晶体管Q2的集电极通过第一继电器接所述驱动电机的一个输入端，晶体管的发射极接地，电阻R34连接在晶体管Q2的基极与地之间；微处理器U2的1“脚”通过电阻R24接于晶体管Q3的基极，晶体管Q3的集电极通过第二继电器接所述驱动电机的另一个输入端，晶体管的发射极接地，电阻33连接在晶体管Q3的基极与地之间。

所述晶体管Q2和晶体管Q3均为NPN型。

在所述电压信号采集电路中的二极管D5的负端与地之间接有电容C15。

在所述电压信号反馈电路中的电阻R5与电阻R6连接端与地之间设有电容C7；在所述电压比较放大器U3A的反向输入端与地之间接有电容C8。

所述的微处理器U2的型号为PIC16C54C。

本发明的消除碎纸机中切刀碎纸过载状态的方法，采用本发明的具有自动清纸功能的智能碎纸机，按以下步骤进行：

1)当切刀转动阻力对应的电压值超过预先定义的过载电压值时，该碎纸机电路控制单元中的电压信号采集电路的互感器TM互感产生相对应的电压并通过电压信号反馈电路输入至电压比较器放大器U3A的反向输入端，经与其正向输入端标准电压比较后，由其输出端向清纸信号驱动电路中的微处理器U2的12“脚”输入信号，经该微处理器判断后由其1“脚”和18“脚”输出低电平，使驱动电机停止转动；

2)1“脚”维持低电平，约5秒时间，由其18“脚”输出高电平，驱动电机反向转动；

3)约3秒时间，1“脚”和18“脚”同时输出高电平，驱动电机开始正向转动，反复循环，直至解除切刀碎纸的过载状态。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

当碎纸机切刀切纸电流达到设定的过载电流时，机器自动反转并停止，如果终端使用者将残留纸取出，机器进入待机状态，如果终端使用者按下自动清纸功能键，机器自动进行清纸，直到将入纸口的残留纸清除干净，机器自动进入待机状态。该功能操作简单，可以减少终端使用者清除入纸口残留纸的工作量和时间。

附图说明

图1为本发明的控制电路的方框图。

图2为本发明的控制电路原理图。

附图标记如下：

电压信号采集电路1、电压信号反馈电路2、清纸信号驱动电路3、微处理器U2、驱动电机MOTOR、三端可调稳压器U1、整流电路D2、电压比较放大器U3A、第一继电器LY1、第二继电器LY2。

具体实施方式

下面对照附图并结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1、2所示，本发明包括将废纸切碎的碎纸装置、受电路控制单元控制并驱动碎纸装置工作的驱动电机，在所述电路控制单元中还设有电压检测反馈单元，该电压检测反馈单元由电压信号采集电路1、电压信号反馈电路2和清纸信号驱动电路3构成，其中：

1、所述电压信号采集电路1将由所述碎纸装置中切刀的转动阻力变化值对应的所述驱动电机的电流信号变化值在其中的互感器TM次级线圈感应的电压信号传递给所述的电压信号反馈电路2。

所述电压信号采集电路1由互感器TM、电阻R22、电阻R31、R35、二极管D5、二极管D7和二极管D8构成，其中，互感器TM的初级线圈连接于所述电路控制单元中的整流电路D2与驱动电机的电路回路中，互感器TM的次级线圈与电阻R22、电阻R31、二极管D8并接；二极管D8的负端与二极管D5的正端相接并通过电阻R35接于所述电压信号反馈电路2；二极管D8的正端通过二极管D7的正端、负端接地。

2、所述电压信号反馈电路2将所述的电压信号实时与其中的电压比较放大器比较后向所述清纸信号驱动电路3输出高电平或低电平。

所述电压信号反馈电路2由电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C9和电压比较放大器U3A构成，其中，电阻R6与电阻R7的一端相接并接于所述电压信号采集电路1中的电阻R35相接，电阻R6的另一端通过电阻R5接于电压比较放大器U3A的反向输入端，电阻R7的另一端接地，电压比较放大器U3A的正向输入端一路通过电阻R8接于三端可调稳压器的输出端，一路通过电阻R9与电容C9的并联接地；电压比较放大器U3A的输出端接于所述清纸信号驱动电路3，三端可调稳压器的输入端接于所述整流电路D2的输出端。

3、所述清纸信号驱动电路3中的微处理器U2(即MCU)根据所述电压信号反馈电路2输出的高电平或低电平经判断，向所述驱动电机发出设定时间的正转、停止或反转的指令信号，该执行指令事先写入微处理器U2中。

所述清纸信号驱动电路3由微处理器U2、电阻R23、电阻R24、电阻R33、电阻34、晶体管Q2、晶体管Q3构成，其中，微处理器U2的12“脚”接于所述电压比较放大器U3A的输出端；微处理器U2的18“脚”通过电阻R23接于晶体管Q2的基极，晶体管Q2的集电极通过第一继电器接所述驱动电机的一个输入端，晶体管的发射极接地，电阻R34连接在晶体管Q2的基极与地之间；微处理器U2的1“脚”通过电阻R24接于晶体管Q3的基极，晶体管Q3的集电极通过第二继电器接所述驱动电机的另一个输入端，晶体管的发射极接地，电阻33连接在晶体管Q3的基极与地之间。

本发明的工作原理：

在碎纸装置碎纸过程中，驱动电机做功，互感器TM互感产生相对应的电压，当碎纸装置中的切刀因切割纸张过多达到过载状态时，驱动电机所做功率增加，电压信号采集电路1中的互感器TM初级线圈中的电流加大，互感器TM次级线圈感应的电压增大(将此时对应的电压信号称为过载信号，下同)，此时，该电压信号采集电路1将互感器TM次级线圈增大的过载信号传送至所述的电压信号反馈电路2。由电压信号反馈电路2中的电压比较放大器U3A的2脚(又称反向输入端)输入比较，最后由电压比较放大器U3A的输出端1“脚”传送到微处理器U2的12脚，微处理器U2接收信号并比较处理，微处理器U2的18脚和1脚先后输出低电平约5秒，三极管Q2和Q3不导通，机器停止不转，微处理器U2的18脚再输出高电平约3秒，微处理器U2的1脚仍然输出低电平，三极管Q2导通，Q3不导通，机器反转约3秒，微处理器U2的18脚再输出低电平，三极管Q2和Q3不导通，机器停止，进入过载保护循环单元。

当终端使用者将纸取出，电压比较放大器U3A比较器通过设置于入纸口处的红外感应获取信号，并传送给微处理器U2，微处理器U2接收信号并进行比较处理，发出指令，机器进入待机状态。

当终端使用者按下智能自动清纸功能按键，微处理器U2接收信号并进行比较处理，发出指令，微处理器U2的18脚和1脚先后输出高电平，三极管Q2和Q3导通，机器开始碎纸，电压信号采集电路1检测到过载信号，微处理器U2的18脚和1脚先后输出低电平约5秒，三极管Q2和Q3不导通，机器停止不转，微处理器U2的18脚再输出高电平约3秒，微处理器U2的1脚仍然输出低电平，三极管Q2导通，Q3不导通，机器反转约3秒，微处理器U2的18脚和1脚先后输出高电平，三极管Q2和Q3导通，机器开始碎纸，当机器的电压信号采集电路1检测到过载信号，微处理器U2的18脚和1脚先后输出低电平约5秒，三极管Q2和Q3不导通，机器停止不转，微处理器U2的18脚再输出高电平约3秒，微处理器U2的1脚仍然输出低电平，三极管Q2导通，Q3不导通，机器反转约3秒，微处理器U2的18脚和1脚先后输出高电平，三极管Q2和Q3导通，机器开始碎纸，如此反复进行，直到将入纸口的残留纸清除干净。

当所述的电压信号采集电路1未检测到过载信号时，微处理器U2的18脚和1脚仍然输出高电平，三极管Q2和Q3导通，机器保持碎纸，直到入纸口的残留纸脱离红外感应，并继续转动5秒，将入纸口的残留纸清除干净。微处理器U2的18脚和1脚先后输出低电平约5秒，三极管Q2和Q3不导通，机器停止不转，并进入待机状态。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有自动清纸功能的智能碎纸机，包括将废纸切碎的碎纸装置和受电路控制单元控制并驱动碎纸装置工作的驱动电机，其特征在于：在所述电路控制单元中还设有电压检测反馈单元，该电压检测反馈单元由电压信号采集电路(1)、电压信号反馈电路(2)和清纸信号驱动电路(3)构成，其中：

所述电压信号采集电路(1)将由所述碎纸装置中切刀的转动阻力变化值对应的所述驱动电机的电流信号变化值在其中的互感器TM次级线圈感应的电压信号传递给所述的电压信号反馈电路(2)；

所述电压信号反馈电路(2)将所述的电压信号输至其中的电压比较放大器，经比较后向所述清纸信号驱动电路(3)输出高电平或低电平；

所述清纸信号驱动电路(3)中的微处理器U2根据所述电压信号反馈电路(2)输出的高电平或低电平经判断，向所述驱动电机发出设定时间的正转、停止或反转的指令信号；

所述电压信号采集电路(1)由互感器TM、电阻R22、电阻R31、R35、二极管D5、二极管D7和二极管D8构成，其中，互感器TM的初级线圈连接于所述电路控制单元中的整流电路与驱动电机的电路回路中，互感器TM的次级线圈与电阻R22、电阻R31、二极管D8并接；二极管D8的负端与二极管D5的正端相接并通过电阻R35接于所述电压信号反馈电路(2)；二极管D8的正端通过二极管D7的正端、负端接地；

所述电压信号反馈电路(2)由电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C9和电压比较放大器U3A构成，其中，电阻R6与电阻R7的一端相接并接于所述电压信号采集电路(1)中的电阻R35相接，电阻R6的另一端通过电阻R5接于电压比较放大器U3A的反向输入端，电阻R7的另一端接地，电压比较放大器U3A的正向输入端一路通过电阻R8接于三端可调稳压器U1的输出端，一路通过电阻R9与电容C9的并联接地；电压比较放大器U3A的输出端接于所述清纸信号驱动电路(3)，三端可调稳压器U1的输入端接于所述整流电路的输出端；

所述清纸信号驱动电路(3)由微处理器U2、电阻R23、电阻R24、电阻R33、电阻34、晶体管Q2、晶体管Q3构成，其中，MCU的12“脚”接于所述电压比较放大器U3A的输出端；微处理器U2的18“脚”通过电阻R23接于晶体管Q2的基极，晶体管Q2的集电极通过第一继电器接所述驱动电机的一个输入端，晶体管的发射极接地，电阻R34连接在晶体管Q2的基极与地之间；微处理器U2的1“脚”通过电阻R24接于晶体管Q3的基极，晶体管Q3的集电极通过第二继电器接所述驱动电机的另一个输入端，晶体管的发射极接地，电阻33连接在晶体管Q3的基极与地之间。

2.根据权利要求1所述的具有自动清纸功能的智能碎纸机，其特征在于：所述晶体管Q2和晶体管Q3均为NPN型。

3.根据权利要求1所述的具有自动清纸功能的智能碎纸机，其特征在于：在所述电压信号采集电路(1)中的二极管D5的负端与地之间接有电容C15。

4.根据权利要求1所述的具有自动清纸功能的智能碎纸机，其特征在于：在所述电压信号反馈电路(2)中的电阻R5与电阻R6连接端与地之间设有电容C7；在所述电压比较放大器U3A的反向输入端与地之间接有电容C8。

5.根据权利要求1所述的具有自动清纸功能的智能碎纸机，其特征在于：所述的微处理器U2的型号为PIC16C54C。

6.一种消除碎纸机中切刀碎纸过载状态的方法，其特征在于：采用权利要求2－5中任一项所述的具有自动清纸功能的智能碎纸机，按以下步骤进行：

1)当切刀转动阻力对应的电压值超过预先定义的过载电压值时，该碎纸机电路控制单元中的电压信号采集电路(1)的互感器TM互感产生相对应的电压并通过电压信号反馈电路(2)输入至电压比较器放大器U3A的反向输入端，经与其正向输入端标准电压比较后，由其输出端向清纸信号驱动电路(3)中的微处理器U2的12“脚”输入信号，经该微处理器判断后由其1“脚”和18“脚”输出低电平，使驱动电机停止转动；

2)1“脚”维持低电平，约5秒时间，由其18“脚”输出高电平，驱动电机反向转动；

3)约3秒时间，1“脚”和18“脚”同时输出高电平，驱动电机开始正向转动，反复循环，直至解除切刀碎纸的过载状态。