CN108215562B - 一种智能铁圈装订机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能铁圈装订机，包括一个带有精确压环大小选择装置的铁圈装订机，还包括限位控制装置、锁定装置、打孔识别装置、功能选择按钮、控制装置和电源。限位控制装置用以实现对旋钮轴的控制；锁定装置用以实现在不满足打孔条件下对传动轴进行锁定；打孔识别装置用以判别是否有纸张放入装订机内部来确定是否要进行打孔操作；功能选择按钮的功能用以选择要进行操作的类型；控制装置和电源用以实现电气控制的运转。本发明具有自动检测打孔操作并自动将旋钮轴切换到打孔位置的功能，有效地防止了误操作对铁圈装订机的损坏。

Description

一种智能铁圈装订机

技术领域

本发明涉及一种办公工具,具体为一种智能铁圈装订机。

背景技术

铁圈装订机可以将纸张进行打孔，然后将金属线圈穿入装订孔中，再将金属线圈压合拢。是一种常见的装订工具。申请号为201510019901.X的一种带有精确压环大小选择装置的铁圈装订机就是一种可以打孔和压环的装订机。装订机在打孔的时候旋钮需要转动到打孔的位置，否则就会对装订机造成损坏，因此设计一种防止误操作的智能铁圈装订机成为一种迫切的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种自动识别打孔和压环操作、防止误操作损坏装订机的一种智能铁圈装订机。

本发明要解决的技术问题的技术方案是：

一种智能铁圈装订机包括底座、左支架、右支架、压刀板、装订环板、装订环加强板、传动轴、旋钮轴和手柄，以及连接在旋钮轴上的装订环选择器，连接在传动轴上的装订环选择限位器和传动齿轮，其特征在于：还包括限位控制装置、打孔识别装置、功能选择按钮、锁定装置、控制装置和电源，以及与左、右支架固定连接的前护板和后护板。所述限位控制装置包括联动齿轮、变换齿轮、定位齿轮、定位盘、齿轮支架、驱动电机、驱动齿轮。所述齿轮支架包括两个竖杆和一个上轴、一个下轴，两个竖杆的底部和底座固定连接，上轴的右端与右侧竖杆的上部固定连接，上轴的左端和变换齿轮转动连接，下轴的两端和两个竖杆的中部固定连接。所述联动齿轮与旋钮轴固定连接并且与变换齿轮啮合。所述定位齿轮安装在下轴上并且和下轴转动连接，所述定位齿轮包括定位部和齿轮部，所述定位部的半径大于齿轮部的半径，所述齿轮部与变换齿轮啮合，所述定位盘设于定位齿轮的定位部一侧并且与下轴固定连接，所述定位齿轮的定位部上嵌设有定位磁铁，所述定位盘上嵌设有至少四个磁感应开关，所述磁感应开关分布在定位盘的圆周上，定位磁铁距离轴心的长度与磁感应开关距离轴心的长度相同。所述驱动电机位于下轴的下部并且和底座固定连接，所述驱动齿轮与驱动电机的转轴固定连接，所述驱动齿轮和定位齿轮的齿轮部啮合。所述锁定装置包括电磁锁、锁定杆，所述锁定杆的一端与传动轴固定连接，锁定杆远离传动轴的一端设有锁定孔，所述电磁锁与底座固定连接，所述电磁锁的锁栓插接在锁定孔的内部。所述打孔识别装置包括发光二极管和光敏二极管，所述发光二极管与前护板的下部固定连接，所述光敏二极管嵌设在底座的上部，发光二极管和光敏二极管的位置上下对应。所述功能选择按钮包括至少三个装订环选择按钮和一个打孔选择按钮，所述功能选择按钮安装在后护板的上部并且成一字排列。所述控制装置、电源与底座固定连接，所述控制装置包括控制器，所述控制器与电源电气连接，所述控制器和功能选择按钮、光敏二极管、磁感应开关、电磁锁、驱动电机电气连接。

更好的，所述控制装置包括电源模块、时钟模块、正反转驱动芯片、第一、二、三分压电阻、继电器、三极管。所述电源模块的输入端和电源电气连接，用以给控制装置提供电源，所述时钟模块用以给控制器提供时序信号。所述控制器为单片机，控制器的输入引脚根据用途分为功能输入引脚、判别输入引脚、位置输入引脚，所述正反转驱动芯片的型号为PTC918。所述第一分压电阻和第二分压电阻串联后并接在电源模块的正负极之间。所述第三分压电阻一端和电源模块的正极电气连接，另一端和发光二极管的正极电气连接，发光二极管的负极和电源模块的负极电气连接。所述功能选择按钮包括七个装订环选择按钮和一个打孔选择按钮，所述功能选择按钮的一端和第一、二分压电阻的连接点电气连接，另一端和控制器的功能输入引脚电气连接。所述光敏二极管的正极和第一、二分压电阻的连接点电气连接，光敏二极管的负极和控制器的判别输入引脚电气连接。所述磁感应开关的数量和功能选择按钮2 的数量相同，所述旋钮轴处于限定不同装订环位置时所对应的磁感应开关为第一、二、三、四、五、六、七磁感应开关，旋钮轴处于打孔位置时所对应的磁感应开关为第八磁感应开关，八个磁感应开关的一端分别和控制器的输出引脚电气连接，八个磁感应开关的另一端并接后与控制器的位置输入引脚电气连接。所述三极管的集电极和电源模块的正极电气连接，三极管的发射极和继电器的线圈绕组电气连接，继电器的线圈绕组的另一端和电源模块的负极电气连接，三极管的基极和控制器的输出端电气连接。所述继电器的常开触点和电磁锁串联后并接在电源模块的正负极之间。所述正反转驱动芯片的两个输入端引脚和控制器的输出引脚电气连接，正反转驱动芯片的两个输出端引脚和驱动电机电气连接，正反转驱动芯片的电源引脚和电源模块的正负极电气连接。

更好的，所述锁定装置还包括卡结块，所述卡结块和电磁锁分别位于锁定杆的两侧，卡结块对应电磁锁锁栓的位置设有卡接孔，所述卡接孔和锁定孔的轴心线重合。

更好的，所述打孔识别装置设有三个。

优选的，所述电源和电源模块之间串联有红外感应开关，用以实现智能开关机。

本发明的有益效果为：

1、具有自动检测装订机进纸孔处是否放入纸张的功能；

2、设有电动驱动机构，具有自动调整旋钮轴位置以适应各种操作的有益效果；

3、设有锁定装置，具有防止误操作对装订机造成损坏的有益效果。

附图说明

图1是本发明一种实施例的外观示意图，

图2是本发明一种实施例的俯视图，

图3是本发明一种实施例的内部结构图，

图4是本发明一种实施例的限位控制装置的示意图，

图5是本发明一种实施例的锁定装置的示意图，

图6是本发明一种实施例的锁定装置的局部剖视图，

图7是本发明一种实施例的电路结构图。

图中：

11、联动齿轮，12、变换齿轮，13、定位齿轮，131、定位部，132、齿轮部，14、定位盘，15、齿轮支架，151、上轴，152、下轴，153、竖杆，16、驱动电机，17、驱动齿轮，

2、功能选择按钮，21、装订环选择按钮，22、打孔选择按钮，211、第一装订环选择按钮，212、第二装订环选择按钮，213、第三装订环选择按钮，214、第四装订环选择按钮， 215、第五装订环选择按钮，216、第六装订环选择按钮，217、第七装订环选择按钮，

31、发光二极管，32、光敏二极管，

41、电磁锁，42、锁定杆，43、锁定孔，44、卡结块，45、卡接孔，

71、控制器，72、正反转驱动芯片，73、第一分压电阻，74、第二分压电阻，75、第三分压电阻，76、继电器，77、三极管，

9、底座，91、左支架，92、右支架，93、装订环选择器，94、装订环选择限位器，95、传动轴，96、旋钮轴，97、手柄，98、前护板，99、后护板。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。

如图1、图2、图3所示，一种智能铁圈装订机包括底座9、左支架91、右支架92、压刀板、装订环加强板、传动轴95、旋钮轴96、装订环手柄97，以及安装在旋钮轴96上的装订环选择器93，安装在传动轴95上的装订环选择限位器94和传动齿轮。其中图3是现有技术中的旋钮轴、装订环选择限位器、装订环选择器实现装订环选择的结构。这种智能铁圈装订机还包括限位控制装置、打孔识别装置、功能选择按钮2、锁定装置、控制装置、电源，以及和左、右支架固定连接的前护板98和后护板99。前护板98和后护板99为壳体，具有对左、右支架构成的机械结构进行防护的功能。前护板98和后护板99作为壳体，是一种现有技术，在本发明中是一个直角弯折的板状结构，并且两端与左右支架固定连接，因此前后护板和左右支架构成了本发明的壳体结构。

如图4所示，限位控制装置包括联动齿轮11、变换齿轮12、定位齿轮13、定位盘14、齿轮支架15、驱动电机16、驱动齿轮17。限位控制装置安装在铁圈装订机的内部的底座上较为宽敞的位置，如果内部空间不够，可在长度方向上加长以增加安装位置。长度的增加不影响铁圈装订机的正常运行。

为了对齿轮进行安装和固定设置了齿轮支架15，包括一个上轴151、一个下轴152和两个竖杆153。两个竖杆153的底部和底座9固定连接。上轴的一端和右侧竖杆153的顶部固定连接，另一端安装有变换齿轮12，变换齿轮12和上轴151转动连接。下轴的两端分别与两个竖杆153固定连接。

联动齿轮11安装在旋钮轴96上，其位置与齿轮支架15的位置对应。联动齿轮11与变换齿轮12啮合。定位齿轮13和定位盘14安装在下轴152上，其中定位齿轮13与下轴152 转动连接，定位盘14设于定位齿轮13的定位部一侧并且与下轴152固定连接。定位齿轮13 包括定位部131和齿轮部132，齿轮部132与变换齿轮12啮合用以实现与旋钮轴96的传动。定位部131的边缘设有定位磁铁，用以指示定位齿轮13的位置。为了提高定位的准确性，定位部131的直径大于齿轮部132的直径。此时，转动一个角度时，定位部131边缘的位移较为明显，因此定位会更加的准确。为了检测定位齿轮13的位置，定位盘14边缘设有八个磁感应开关，磁感应开关分布在定位盘14的边缘上，每个磁感应开关的位置对应一种装订环所对应旋钮轴96的位置。为了实现位置检测，定位磁铁距离圆心的长度与磁感应开关距离轴心的长度相同。八个磁感应开关分别为第一、二、三、四、五、六、七、八磁感应开关141、 142、143、144、145、146、147、148，其中第八磁感应开关148对应旋钮轴96所处打孔的位置，其余磁感应开关对应旋钮轴96所处的不同装订环尺寸对应的位置。当定位齿轮13上的定位磁铁转到相应的位置时，相应的磁感应开关接通，通过控制器的判断可以实现旋钮轴 96位置的确定。定位盘14及定位齿轮13用以联动旋钮轴96，为了实现对旋钮轴96的控制，在下轴152的下部设置了驱动电机16。驱动电机16与底座9固定连接。驱动电机16的转轴上设有与驱动齿轮17。驱动齿轮17与定位齿轮13的齿轮部啮合。因此可以通过驱动电机16实现对旋钮轴96的转动控制。

为了实现在检测到误操作的情况下对传动轴进行锁定，在底座9上设置了锁定装置。如图5所示，锁定装置包括电磁锁41、锁定杆42。锁定杆42的一端和传动轴95固定连接，另一端设有锁定孔43。电磁锁41和底座9固定连接，电磁锁41的锁栓与锁定孔43的位置重合，并且在电磁锁带电的情况下锁栓可以插接在锁定孔43内部。

更好的，如图6所示，锁定装置还包括卡结块44。卡结块44和电磁锁41分别位于锁定杆42的两侧，并且卡结块44对应电磁锁41锁栓的位置设有卡接孔45，卡接孔45和锁定孔43的孔径相同且轴心线重合。电磁锁41在带电的情况下可以插接在卡接孔45的内部。如此设计的好处在于可以更加稳固的对锁定杆42进行固定。

由于传统的铁圈装订机打孔时选择旋钮必须处在打孔位置，否则会对装订机造成损坏。人为操作避免不了操作失误的情况，因此还会出现误操作的现象。为了防止误操作，设定了打孔识别装置。如图1所示，打孔识别装置包括发光二极管31和光敏二极管32。发光二极管31与前护板98的下部固定连接。相应的，光敏二极管32嵌设在底座9的上部，并且光敏二极管32的位置与发光二极管31的位置上下对应。当没有纸张放入的时候，光路导通，当有纸张放入的时候，光路阻断，由此可以判断在是否有纸张插入打孔设备。由于本发明是一种智能识别打孔与压环操作，并且具有自动调整选择旋钮的功能。因此在后护板99的上部设有了按钮，包括至少两个装订环选择按钮21和一个打孔选择按钮22。更好的，本实施例中装订环选择按钮21设有七个分别为，第一、二、三、四、五、六、七装订环选择按钮211、 212、213、214、215、216、217。功能选择按钮2在后护板99的上部呈一字排列。在进行打孔操作的时候，按下打孔选择按钮，旋钮轴会自动切换到打孔的位置，当选择相应的装订环选择按钮的时候，旋钮轴会自动转动到相应的位置。

控制装置和电源安装在底座9上，控制装置上设有控制器，控制器和电源、发光二极管、光敏二极管、磁感应开关、电磁锁、驱动电机16电气连接。为了便于操作并且增加安全性，电源为蓄电池设备，并且设有与外部电源连接的插线用以实现充电。因此在使用的时候与外部电源连接导线不会影响使用。

更好的，打孔识别装置设有三个。打孔识别装置的数量过多会增加功耗，数量较少会产生误判，因此选用三个打孔识别装置。

更好的，如图7所示，为了实现本发明的智能化控制，控制装置包括电源模块、时钟模块、控制器71、正反转驱动芯片72、第一、二、三分压电阻73、74、75和继电器76、三极管77。其中电源模块的输入端与电源电气连接，用以将电源的电能转换为低电压等级的电源以满足控制器71的运行。时钟模块用以提供时序信号。正反转驱动芯片的型号为PTC918，用以实现对电机的正反转控制。控制器71采用单片机，用以实现数据的处理。由于输入引脚的连接线较多，根据输入引脚的用途不同将输入引脚分为位置输入引脚、功能输入引脚、判别输入引脚。功能输入引脚用以实现检测按下的是哪一个按钮，判别输入引脚用以检测光敏二极管是否导通，位置输入引脚用以检测定位磁铁是否到达磁感应开关的位置。

第一分压电阻73和第二分压电阻74串联后并接在电源模块输出端的正负极之间。第一、二、三、四、五、六、七装订环选择按钮211、212、213、214、215、216、217和打孔选择按钮22一端并接在一起与第一、二分压电阻73、74的连接点电气连接，另一端分别和控制器71的不同的功能输入引脚电气连接。光敏二极管32的一端和电源模块输出端的正极电气连接另一端和控制器71的判别输入引脚电气连接。第三分压电阻75和发光二极管31串联后并接在电源模块输出端的正负极之间，其中发光二极管的负极和电源模块输出端的负极电气连接。该电路用以实现信号的输入，主要是检测哪一个功能按钮按下和检测装订机的进纸孔内是否放入纸张。

第一、二、三、四、五、六、七、八磁感应开关141、142、143、144、145、146、147、 148的一端并接在一起与控制器71的位置输入引脚电气连接，另一端分别和控制器71不同的输出引脚电气连接。其中第八磁感应开关148在定位盘14上的位置与打孔时旋钮轴96所处的位置对应，其余的磁感应开关分别对应选择不同大小的装订环时旋钮轴所处的位置。该电路用以实现检测旋钮轴所处的位置。其原理为，控制器71将与第一磁感应开关连接的输出引脚置高电位，并检测位置输入引脚的电位变化，如果检测到高电位则说明旋钮轴处于第一磁感应所对应的位置，如果未检测到高电位则说明旋钮轴不处于第一磁感应开关所对应的位置。

三极管77的集电极和电源模块输出端的正极电气连接，发射极和继电器76的线圈绕组电气连接，基极和控制器71的输出引脚电气连接。继电器76的线圈绕组的另一端和电源模块输出端的负极电气连接。继电器76的常开触点和电磁锁41串联后并接在电源模块的输出端的正负极之间。该电路用以实现控制器71对电磁锁41的控制进而实现对传动轴95的锁定的控制。

正反转驱动芯片72的两个输入端和控制器71的输出端电气连接，正反转驱动芯片72的输出端引脚和驱动电机16电气连接，正反转驱动芯片72的电源引脚和电源模块输出端的正负极电气连接。该电路用以实现对驱动电机16的控制，进而控制旋钮轴96的转动。

更好的，为了实现节能的效果，在电源盒电源模块之间设置了红外感应开关。当检测到人体的红外信号时说明有人靠近具有操作装订机的可能性，并启动装置，当人离开时，自动关机，因此具有节约电能的有益效果。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种智能铁圈装订机，包括底座(9)、左支架(91)、右支架(92)、压刀板、装订环板、装订环加强板、传动轴(95)、旋钮轴(96)和手柄(97)，以及连接在旋钮轴(96)上的装订环选择器(93)，连接在传动轴(95)上的装订环选择限位器(94)和传动齿轮，其特征在于：

还包括限位控制装置、打孔识别装置、功能选择按钮(2)、锁定装置、控制装置和电源，以及与左、右支架固定连接的前护板(98)和后护板(99)，

所述限位控制装置包括联动齿轮(11)、变换齿轮(12)、定位齿轮(13)、定位盘(14)、齿轮支架(15)、驱动电机(16)、驱动齿轮(17)，

所述齿轮支架(15)包括两个竖杆(153)和一个上轴(151)、一个下轴(152)，两个竖杆(153)的底部和底座(9)固定连接，上轴(151)的右端与右侧竖杆(153)的上部固定连接，上轴(151)的左端和变换齿轮(12)转动连接，下轴(152)的两端和两个竖杆(153)的中部固定连接，

所述联动齿轮(11)与旋钮轴(96)固定连接并且与变换齿轮(12)啮合，

所述定位齿轮(13)安装在下轴(152)上并且和下轴(152)转动连接，所述定位齿轮(13)包括定位部(131)和齿轮部(132)，所述定位部(131)的半径大于齿轮部(132)的半径，所述齿轮部(132)与变换齿轮(12)啮合，所述定位盘(14)设于定位齿轮(13)的定位部(131)一侧并且与下轴(152)固定连接，所述定位齿轮(13)的定位部(131)上嵌设有定位磁铁，所述定位盘(14)上嵌设有至少四个磁感应开关，所述磁感应开关分布在定位盘(14)的圆周上，定位磁铁距离轴心的长度与磁感应开关距离轴心的长度相同，

所述驱动电机(16)位于下轴(152)的下部并且和底座(9)固定连接，所述驱动齿轮(17)与驱动电机(16)的转轴固定连接，所述驱动齿轮(17)和定位齿轮(13)的齿轮部(132)啮合，

所述锁定装置包括电磁锁(41)、锁定杆(42)，所述锁定杆(42)的一端与传动轴(95)固定连接，锁定杆(42)远离传动轴(95)的一端设有锁定孔(43)，所述电磁锁(41)与底座(9)固定连接，所述电磁锁(41)的锁栓插接在锁定孔(43)的内部，

所述打孔识别装置包括发光二极管(31)和光敏二极管(32)，所述发光二极管(31)与前护板(98)的下部固定连接，所述光敏二极管(32)嵌设在底座(9)的上部，发光二极管(31)和光敏二极管(32)的位置上下对应，

所述功能选择按钮(2)包括至少三个装订环选择按钮(21)和一个打孔选择按钮(22)，所述功能选择按钮(2)安装在后护板(99)的上部并且成一字排列，

所述控制装置、电源与底座(9)固定连接，所述控制装置包括控制器(71)，所述控制器与电源电气连接，所述控制器和功能选择按钮(2)、光敏二极管(31)、磁感应开关、电磁锁(41)、驱动电机(16)电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能铁圈装订机，其特征在于：

所述控制装置包括电源模块、时钟模块、正反转驱动芯片(72)、第一、二、三分压电阻(73、74、75)、继电器(76)、三极管(77)，

所述电源模块的输入端和电源电气连接，用以给控制装置提供电源，所述时钟模块用以给控制器(71)提供时序信号，

所述控制器(71)为单片机，控制器(71)的输入引脚根据用途分为功能输入引脚、判别输入引脚、位置输入引脚，所述正反转驱动芯片(72)的型号为PTC918，

所述第一分压电阻(73)和第二分压电阻(74)串联后并接在电源模块的正负极之间，

所述第三分压电阻(75)一端和电源模块的正极电气连接，另一端和发光二极管(31)的正极电气连接，发光二极管(31)的负极和电源模块的负极电气连接，

所述功能选择按钮(2)包括七个装订环选择按钮(21)和一个打孔选择按钮(22)，所述功能选择按钮(2)的一端和第一、二分压电阻(73、74)的连接点电气连接，另一端和控制器(71)的功能输入引脚电气连接，

所述光敏二极管(32)的正极和第一、二分压电阻(73、74)的连接点电气连接，光敏二极管(32)的负极和控制器(71)的判别输入引脚电气连接，

所述磁感应开关的数量和功能选择按钮(2)的数量相同，所述旋钮轴(96)处于限定不同装订环位置时所对应的磁感应开关为第一、二、三、四、五、六、七磁感应开关(141～147)，旋钮轴(96)处于打孔位置时所对应的磁感应开关为第八磁感应开关(148)，八个磁感应开关的一端分别和控制器(71)的输出引脚电气连接，八个磁感应开关的另一端并接后与控制器(71)的位置输入引脚电气连接，

所述三极管(77)的集电极和电源模块的正极电气连接，三极管(77)的发射极和继电器(76)的线圈绕组电气连接，继电器(76)的线圈绕组的另一端和电源模块的负极电气连接，三极管(77)的基极和控制器(71)的输出端电气连接，

所述继电器(76)的常开触点和电磁锁(41)串联后并接在电源模块的正负极之间，

所述正反转驱动芯片(72)的两个输入端引脚和控制器(71)的输出引脚电气连接，正反转驱动芯片(72)的两个输出端引脚和驱动电机(16)电气连接，正反转驱动芯片(72)的电源引脚和电源模块的正负极电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能铁圈装订机，其特征在于：

所述锁定装置还包括卡结块(44)，所述卡结块(44)和电磁锁(41)分别位于锁定杆(42)的两侧，卡结块(44)对应电磁锁(41)锁栓的位置设有卡接孔(45)，所述卡接孔(45)和锁定孔(43)的轴心线重合。

4.根据权利要求2所述的一种智能铁圈装订机，其特征在于：

所述打孔识别装置设有三个。

5.根据权利要求1所述的一种智能铁圈装订机，其特征在于：

所述电源和电源模块之间串联有红外感应开关，用以实现智能开关机。

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