CN107684389A - 一种发出精确电位信号的出纸机装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发出精确电位信号的出纸机装置及其控制方法，其中，所述装置包括用于放置卷纸的滚轴，与所述滚轴两端分别连接的左支架结构和右支架结构，以及位于滚轴下方的压纸辊和电主轴，通过在右支架结构上安装干簧管以及带有第一磁铁的第一转盘，当卷纸带动第一转盘转动时，第一磁铁每靠近干簧管一次则发出一次电信号表明卷纸转动1圈；在电主轴内置马达的一端同轴设置一带有第二磁铁的第二转盘，并固定设置有一带有霍尔元件的霍尔元件板，当马达带动所述第二转盘转动时，第二磁铁每靠近霍尔元件一次则发出一次电信号表明第二转盘转动1圈；所述出纸机装置根据干簧管和霍尔元件发出的精确电信号能够实时计算出卷纸的直径。

Description

一种发出精确电位信号的出纸机装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及出纸机领域，尤其涉及一种发出精确电位信号的出纸机装置及其控制方法。

背景技术

随着人们对公共设施服务要求的提高，越来越多的公共场所卫生间开始提供卷纸供人们使用，以方便人们的不时之需。现有的卷纸通常是放置在出纸机的滚筒上的，卷纸在使用中，容易出现卷纸用尽而不知道的情况，造成使用者需要使用的时候才发现卷纸用尽，给使用者带来极大的不便。

现有技术通过在出纸机的卷纸外侧弹性设置一压杆或压片，所述压杆或压片的底部设置有一电位器，根据压杆或压片与卷纸外侧形成的的压制角度发出电位信号，随着卷纸逐渐的消耗，所述压制角度逐渐变小从而发出不同的电位信号，根据所述电位信号判断卷纸的直径是否低于预定尺寸，若低于预定尺寸则发出提示信号，提醒工作人员更换卷纸。现有的出纸机在一定程度上解决了卷纸用尽而不自知的情况，然而，由于根据压制角度形成的电位信号存在不精确的缺陷，容易导致判断错误，给用户带来极大不便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种发出精确电位信号的出纸机装置及其控制方法，旨在解决现有的出纸机发出的电位信号不精确导致判断错误，给用户带来极大不便的问题。

本发明的技术方案如下：

一种发出精确电位信号的出纸机装置，其中，包括用于放置卷纸并与所述卷纸一起转动的滚轴，与所述滚轴两端分别连接并用于支撑所述卷纸的左支架结构和右支架结构，以及位于所述滚轴下方的压纸辊和电主轴，所述卷纸出口端从所述压纸辊和电主轴中间位置穿出；所述右支架结构上设置有一与所述滚轴连接并安装有第一磁铁的第一转盘，以及用于感应所述第一磁铁并发出卷纸转圈信号的干簧管；所述电主轴内部设置有一马达，所述马达一端与一安装有第二磁铁的第二转盘连接，所述马达一端还固定设置有一霍尔元件板，所述霍尔元件板上设置有用于感应所述第二磁铁并发出第二转盘转圈信号的霍尔元件，所述马达另一端与电主轴连接，所述马达带动所述第二转盘和电主轴以预定转速比一起转动。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其中，所述马达另一端通过若干传动轮与一内花键连接，所述内花键与一固定设置在电主轴内部的外花键连接。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其中，所述电主轴和第二转盘的转速比为1:34。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其中，所述电主轴内部还设置有一马达支架，所述马达固定设置在所述马达支架中。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其中，所述右支架结构还包括一右支架本体，所述右支架本体上设置有用于安装干簧管的限位槽以及用于盖住所述干簧管的盖板。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其中，所述出纸机装置还包括一用于接收并处理卷纸转圈信号和第二转盘转圈信号的MCU、用于发出警报的报警器以及用于发出提示信息的无线发射器；所述干簧管、霍尔元件、报警器以及无线发射器均与所述MCU电连接。

一种发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其中，包括步骤：

当出纸机接收到取纸指令时，则启动马达，所述马达同时带动所述电主轴和第二转盘以1：m的预定转速比转动，所述第二转盘上的第二磁铁每转1圈则触发霍尔元件1次，所述霍尔元件发出1次第二转盘转圈信号；

所述电主轴通过卷纸带动所述滚轴和第一转盘同时转动，所述第一转盘每转1圈则吸合干簧管1次，所述干簧管发出1次卷纸转圈信号；

根据公式Dπ=dπ*n/m实时计算卷纸的直径，其中D为卷纸的直径，d为电主轴的固定直径，n为卷纸转1圈时第二转盘转圈的圈数；

将实时计算得到的卷纸直径与预定阈值进行比较，当当前计算的卷纸直径小于预定阈值时，则发出警报或提示信息。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其中，包括步骤：

根据公式Dπ=dπ*n_i/m实时计算卷纸的直径，其中n_i为计算第i次卷纸直径时对应的n值平均值；

记录卷纸转前10圈分别对应记录得到的n值并求平均值，记为n₁，根据所述平均值n₁计算得到的卷纸直径作为卷纸的第一次卷纸直径；

从第11圈开始去掉卷纸转第1圈计算得到的n值，添加卷纸转第11圈对应记录的n值，将卷纸转第2圈至第11圈得到的n值求平均值，记为n₂，根据所述平均值n₂计算得到的卷纸直径作为卷纸的第二次卷纸直径；

依次类推，去掉卷纸转第N圈计算得到的卷纸直径，添加卷纸转第N+10圈对应记录的n值，将卷纸转第N+1至第N+10圈得到的n值求平均值，记为n_N+1，根据所述平均值n_N+1计算得到的卷纸直径作为卷纸的第N+1次卷纸直径。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其中，包括步骤：

当计算得到的第N+1次卷纸直径大于第N次卷纸直径时，则将卷纸转第N+1次对应记录的n值删除。

所述的发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其中，包括步骤：

当卷纸转第N+1次对应记录的n值大于1.5*n_N或小于0.4* n_N时，则将卷纸转第N+1次对应记录的n值删除。

有益效果：本发明提供一种发出精确电位信号的出纸机装置，通过在右支架结构上安装干簧管以及带有第一磁铁的第一转盘，当卷纸带动所述第一转盘转动时，第一磁铁每靠近干簧管一次则发出一次电信号表明卷纸转动1圈；在所述电主轴内置马达的一端同轴设置一带有第二磁铁的第二转盘，并固定设置有一带有霍尔元件的霍尔元件板，当马达带动所述第二转盘转动时，所述第二磁铁每靠近霍尔元件一次则发出一次电信号表明第二转盘转动1圈；所述出纸机装置根据所述干簧管和霍尔元件发出的精确电信号能够实时计算出卷纸的直径，从而发出精确的消息提醒工作人员及时更换卷纸。

附图说明

图1为本发明一种发出精确电信号的出纸机装置较佳实施例的结构图。

图2为本发明一种发出精确电信号的出纸机装置较佳实施例的爆炸图。

图3为本发明一种发出精确电信号的出纸机装置的控制方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种发出精确电信号的出纸机装置及其控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明提供的一种发出精确电信号的出纸机装置，其中，如图所示，包括用于放置卷纸10并与所述卷纸一起转动的滚轴20，与所述滚轴20两端分别连接并用于支撑所述卷纸的左支架结构30和右支架结构40，以及位于所述滚轴20下方的压纸辊50和电主轴60，所述卷纸出口端从所述压纸辊50和电主轴60中间位置穿出；所述右支架结构40上设置有一与所述滚轴连接并安装有第一磁铁41的第一转盘42，以及用于感应所述第一磁铁41并发出卷纸转圈信号的干簧管43；所述电主轴60内部设置有一马达61，所述马达61一端与一安装有第二磁铁62的第二转盘63连接，所述马达61一端还固定设置有一霍尔元件板64，所述霍尔元件板64上设置有用于感应所述第二磁铁62并发出第二转盘转圈信号的霍尔元件65，所述马达61另一端与电主轴60连接，所述马达61带动所述第二转盘63和电主轴60以预定转速比一起转动。

具体来说，所述第一转盘42与所述滚轴20连接，所述第一转盘42能跟随所述滚轴20一起转动，放置在所述滚轴上的卷纸的出口端从所述压纸辊50和电主轴60中间位置穿出，所述压纸辊和电主轴的相对距离可根据实际需求调节；当马达带动所述电主轴转动时，所述电主轴通过卷纸带动所述卷纸、滚轴以及第一转盘同时转动。

较佳地，如图2所示，所述电主轴60内部还设置有一用于固定安装所述马达61的马达支架66，所述马达61一端与第二转盘63同轴设置，马达直接带动所述第二转盘63转动；所述马达61的另一端通过若干传动轮（未标出）与一内花键67连接，所述内花键67与一外花键68配合连接，所述外花键68固定设置在电主轴内部；当马达启动时，则依次通过若干传动轮、内花键和外花键带动所述电主轴转动。

进一步地，所述马达启动时，能够带动所述第二转盘63和电主轴60同时转动，通过在马达另一端增加传动轮可控制第二转盘和电主轴以预定的转速比转动。示例性地，控制所述电主轴和第二转盘的转速比为1:34。

更进一步地，在本发明中，所述右支架结构40还包括一右支架本体44，所述右支架本体44上设置有用于安装干簧管43的限位槽45以及用于盖住所述干簧管43的盖板46，所述盖板46与所述右支架本体44通过螺钉固定。

示例性地，在本发明中，所述出纸机装置还包括一用于支撑所述左支架结构和右支架结构的底座（未标出），所述底座上设置有用于接收并处理卷纸转圈信号和第二转盘转圈信号的MCU、用于发出警报的报警器以及用于发出提示信息的无线发射器；所述干簧管、霍尔元件、报警器以及无线发射器均与所述MCU电连接；所述压纸辊和电主轴均安装在所述底座中。

基于上述装置，本发明还提供一种发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其中，如图3所示，包括步骤：

S10、当出纸机接收到取纸指令时，则启动马达，所述马达同时带动所述电主轴和第二转盘以1：m的预定转速比转动，所述第二转盘上的第二磁铁每转1圈则触发霍尔元件1次，所述霍尔元件发出1次第二转盘转圈信号；

S20、所述电主轴通过卷纸带动所述滚轴和第一转盘同时转动，所述第一转盘每转1圈则吸合干簧管1次，所述干簧管发出1次卷纸转圈信号；

S30、根据公式Dπ=dπ*n/m实时计算卷纸的直径，其中D为卷纸的直径，d为电主轴的固定直径，n为卷纸转1圈时第二转盘转圈的圈数；

S40、将实时计算得到的卷纸直径与预定阈值进行比较，当当前计算的卷纸直径小于预定阈值时，则发出警报或提示信息。

具体来说，当用户需要从出纸机装置中取纸时，即出纸机接收到取纸指令时，则控制马达启动，所述马达同时带动所述电主轴和第二转盘以1：m的预定转速比转动，例如，当电主轴和第二转盘的转速比为1:34时，即表明当电主轴转1圈时，所述第二转盘转34圈；所述第二转盘上设置有第二磁铁，所述第二转盘带动所述第二磁铁转动，所述第二磁铁每转1圈则触发霍尔元件1次，所述霍尔元件给MCU发出一个电信号，表明电主轴转了1/34圈。

当电主轴通过卷纸带动所述滚轴和第一转盘转动时，所述第一转盘每转1圈则吸合干簧管1次，所述干簧管给MCU发出1个电信号，表示卷纸转了1圈；较佳地，所述MCU实时记录卷纸转1圈时，第二转盘转的圈数n；也就是说，当干簧管发出1个电信号时，霍尔元件发出电信号的数量即表示第二转盘转的圈数。

进一步地，根据公式Dπ=dπ*n/m可实时计算卷纸的直径，其中D为卷纸的实时直径，d为电主轴的固定直径，n为卷纸转1圈时第二转盘转圈的圈数，m为第二转盘与电主轴的转速比值；在一种具体的实施例中，当所述电主轴的固定直径d=44mm，且所述电主轴和第二转盘的转速比为1:34，即m=34时，则所述公式D=1.294*n。也就是说，只要知道卷纸转1圈时第二转盘转的圈数便可计算出卷纸的实时直径。

更进一步地，通过将实时算出的卷纸直径与预定的阈值进行比较，当当前计算得到的卷纸直径小于预定阈值时，则通过报警器发出警报或通过无线发射器发出提示信息提醒工作人员及时更换卷纸。较佳地，所述预定阈值为2.6-3.0英寸。

在实际应用中，由于操作不规范会导致出现一些错误数据，从而使得卷纸直径的计算值与其实际值有偏差。为防止这种情况的发生，本发明对卷纸直径的计算公式做了进一步改进：

根据公式Dπ=dπ*n_i/m实时计算卷纸的直径，其中n_i为计算第i次卷纸直径时对应的n值的平均值；具体地，记录卷纸转前10圈分别对应得到的n值并求平均值，记为n₁，根据所述平均值n₁计算得到的卷纸直径作为卷纸的第一次卷纸直径；如表1所示，所述卷纸前10圈分别对应的n值分别为158、156、157、159、155、164、159、150、160、155，则其平均值n₁=157.3，以d=44mm，m=34为例，即D=1.294* n₁=203.5mm=8.0英寸；即计算得到的第一次卷纸直径为8.0英寸。

进一步地，从第11圈开始去掉卷纸转第1圈计算得到的n值，添加卷纸转第11圈对应记录的n值，将卷纸转第2圈至第11圈得到的n值求平均值，记为n₂，根据所述平均值n₂计算得到的卷纸直径作为卷纸的第二次卷纸直径；如表1所示，所述卷纸转第11圈时对应记录的n值为158，去掉卷纸转第1圈时对应记录的n值158，则n₂为156、157、159、155、164、159、150、160、155、158的平均值，计算得到n₂=157.3，同样以d=44mm，m=34为例，即D=1.294* n₂=203.5mm=8.0英寸；即计算得到的第二次卷纸直径也为8.0英寸。

依次类推，去掉卷纸转第N圈计算得到的卷纸直径，添加卷纸转第N+10圈对应记录的n值，将卷纸转第N+1至第N+10圈得到的n值求平均值，记为n_N+1，根据所述平均值n_N+1计算得到的卷纸直径作为卷纸的第N+1次卷纸直径。以计算第7次卷纸直径为例，如表1所示，n₇为卷纸转第7至第16圈得到的n值的平均值，即159、150、160、155、158、156、155、156、154、153的平均值，计算得到n₇=155.6，同样以d=44mm，m=34为例，即D=1.294* n₇=201.3mm=7.9英寸；即计算得到的第7次卷纸直径为7.9英寸。

更进一步地，当计算得到的第N+1次卷纸直径大于第N次卷纸直径时，则将卷纸转第N+1次对应记录的n值删除，因为卷纸在使用过程中，卷纸的直径只会变得越来越小，若出现第N+1次的卷纸直径大于第N次的卷纸直径，说明数据记录有误，此时应删除对应记录的n值数据，如表1所示卷纸转第23次时对应的n值数据。

较佳地，当卷纸转第N+1次对应记录的n值大于1.5*n_N或小于0.4* n_N时，则将卷纸转第N+1次对应记录的n值删除，如表1中卷纸转第30次时对应的n值数据，表1中卷纸转第30次时对应记录的n=50，小于0.4倍的n₂₀值，判定为误操作数据，应删除卷纸转第30次时对应的n值数据。

表1 卷纸转圈序号对应的第二转盘圈数表

通过上述算法的改进能有效保证数据的准确性，从而做出准确的判断，及时提醒用户更换卷纸，给用户带来便利。

综上所述，本发明提供一种发出精确电位信号的出纸机装置，通过在右支架结构上安装干簧管以及带有第一磁铁的第一转盘，当卷纸带动所述第一转盘转动时，第一磁铁每靠近干簧管一次则发出一次电信号表明卷纸转动1圈；在所述电主轴内置马达的一端同轴设置一带有第二磁铁的第二转盘，并固定设置有一带有霍尔元件的霍尔元件板，当马达带动所述第二转盘转动时，所述第二磁铁每靠近霍尔元件一次则发出一次电信号表明第二转盘转动1圈；所述出纸机装置根据所述干簧管和霍尔元件发出的精确电信号能够实时计算出卷纸的直径，从而发出精确的消息提醒工作人员及时更换卷纸。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发出精确电位信号的出纸机装置，其特征在于，包括用于放置卷纸并与所述卷纸一起转动的滚轴，与所述滚轴两端分别连接并用于支撑所述卷纸的左支架结构和右支架结构，以及位于所述滚轴下方的压纸辊和电主轴，所述卷纸出口端从所述压纸辊和电主轴中间位置穿出；所述右支架结构上设置有一与所述滚轴连接并安装有第一磁铁的第一转盘，以及用于感应所述第一磁铁并发出卷纸转圈信号的干簧管；所述电主轴内部设置有一马达，所述马达一端与一安装有第二磁铁的第二转盘连接，所述马达一端还固定设置有一霍尔元件板，所述霍尔元件板上设置有用于感应所述第二磁铁并发出第二转盘转圈信号的霍尔元件，所述马达另一端与电主轴连接，所述马达带动所述第二转盘和电主轴以预定转速比一起转动。

2.根据权利要求1所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其特征在于，所述马达另一端通过若干传动轮与一内花键连接，所述内花键与一固定设置在电主轴内部的外花键连接。

3.根据权利要求1所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其特征在于，所述电主轴和第二转盘的转速比为1:34。

4.根据权利要求1所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其特征在于，所述电主轴内部还设置有一马达支架，所述马达固定设置在所述马达支架中。

5.根据权利要求1所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其特征在于，所述右支架结构还包括一右支架本体，所述右支架本体上设置有用于安装干簧管的限位槽以及用于盖住所述干簧管的盖板。

6.根据权利要求1所述的发出精确电位信号的出纸机装置，其特征在于，所述出纸机装置还包括一用于接收并处理卷纸转圈信号和第二转盘转圈信号的MCU、用于发出警报的报警器以及用于发出提示信息的无线发射器；所述干簧管、霍尔元件、报警器以及无线发射器均与所述MCU电连接。

7.一种发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：

当出纸机接收到取纸指令时，则启动马达，所述马达同时带动所述电主轴和第二转盘以1：m的预定转速比转动，所述第二转盘上的第二磁铁每转1圈则触发霍尔元件1次，所述霍尔元件发出1次第二转盘转圈信号；

所述电主轴通过卷纸带动所述滚轴和第一转盘同时转动，所述第一转盘每转1圈则吸合干簧管1次，所述干簧管发出1次卷纸转圈信号；

根据公式Dπ=dπ*n/m实时计算卷纸的直径，其中D为卷纸的直径，d为电主轴的固定直径，n为卷纸转1圈时第二转盘转圈的圈数；

将实时计算得到的卷纸直径与预定阈值进行比较，当当前计算的卷纸直径小于预定阈值时，则发出警报或提示信息。

8.根据权利要求7所述的发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：

根据公式Dπ=dπ*n_i/m实时计算卷纸的直径，其中n_i为计算第i次卷纸直径时对应的n值平均值；

记录卷纸转前10圈分别对应记录得到的n值并求平均值，记为n₁，根据所述平均值n₁计算得到的卷纸直径作为卷纸的第一次卷纸直径；

从第11圈开始去掉卷纸转第1圈计算得到的n值，添加卷纸转第11圈对应记录的n值，将卷纸转第2圈至第11圈得到的n值求平均值，记为n₂，根据所述平均值n₂计算得到的卷纸直径作为卷纸的第二次卷纸直径；

依次类推，去掉卷纸转第N圈计算得到的卷纸直径，添加卷纸转第N+10圈对应记录的n值，将卷纸转第N+1至第N+10圈得到的n值求平均值，记为n_N+1，根据所述平均值n_N+1计算得到的卷纸直径作为卷纸的第N+1次卷纸直径。

9.根据权利要求8所述的发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：

当计算得到的第N+1次卷纸直径大于第N次卷纸直径时，则将卷纸转第N+1次对应记录的n值删除。

10.根据权利要求8所述的发出精确电位信号的出纸机装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：

当卷纸转第N+1次对应记录的n值大于1.5*n_N或小于0.4* n_N时，则将卷纸转第N+1次对应记录的n值删除。