CN1803299A - 智能换档碎纸机构及其自动换档方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能换档碎纸机构及其自动换档方法，将碎纸机构控制电路内的控制芯片电性连接换档电路和堵转检测电路，换档电路与电机电性连接，按如下方法调节电机的功耗：a)接通最高档位开关电路启动电机；b)一定时延后切换至仅接通最低档位开关电路；c)堵转检测电路检测到当前档位不能碎动纸张时，接通上一较高档位开关电路，重复本步骤直至最高档位，否则保持原电性连接。d)堵转检测电路检测到卡纸时，接通反转开关电路及相应的档位开关电路，使纸张退出。本发明通过换档电路与堵转检测电路的配合，实现根据不同数量的纸张智能化地调节电机功耗的目的，从而其所应用的碎纸机更为节能。

Description

智能换档碎纸机构及其自动换档方法
【技术领域】
本发明涉及一种碎纸机，尤其涉及一种智能换档碎纸机构及其自动换档方法。
【背景技术】
碎纸机是常用的办公设备之一。
碎纸机所采用的碎纸机构通常包括电机、传动齿轮、刀辊组以及相应的控制电路，电机外接电源，并通过传动齿轮与刀辊组连接，控制电路则通过开关电路控制电机电源的通断。使用时，先启动电源，使碎纸机构进入待机状态，当用户通过碎纸机的进纸口进纸时，控制电路内置的进纸检测电路侦察到进纸向开关电路发送信号，使电机导通，电机开始进行碎纸工作。
碎纸机的这种工作原理较为简单，但是却带来了相应的问题：碎纸时，无论进纸口纸张多寡，电机长期以近乎恒定的较大功率运转，而实际上粉碎不同纸张数量所需的功耗并不相同，当待碎纸张数量大于电机的负荷时，会导致电机停止工作；而当待碎纸张数量太少时，则会造成电机功耗的白白浪费。日常使用时的碎纸机，很多时候每次碎纸时都未能使电机达到最充分地利用，因此，这种碎纸机在很大程度上对电能造成了浪费。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种能因应纸张数量对电机的功耗进行调节的智能换档碎纸机构及其相应的自动换档方法，使其所应用的碎纸机节省能耗。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明智能换档碎纸机构包括电机、传动齿轮、刀辊组以及相应的控制电路，电机经控制电路外接电源，并通过传动齿轮与刀辊组连接，其中，该控制电路内具有控制芯片，该控制芯片电性连接有换档电路和堵转检测电路，该换档电路与电机电性连接，控制芯片根据堵转检测电路所检测得的进纸状态通过换档电路调节电机的功耗。其中，该控制芯片采用单片机芯片。
考虑成本及技术因素，所述反转开关电路和各档位开关电路可采用继电器电路，此时，所述换档电路包括抽头端和与抽头端电性连接的反转开关电路、各档位开关电路，反转开关电路及各档位开关电路均与控制芯片电性连接。
所述换档电路也可考虑采用可控硅电路实现。
此外，为使上述智能换档碎纸机构发挥作用，本发明智能换档碎纸机构相应的自动换档方法包括如下步骤：
a)接通任意一个档位开关电路启动电机；
b)一定的时间延迟后切换至仅接通最低档位开关电路；
c)堵转检测电路检测到当前档位不能碎动纸张时，切换至接通上一较高档位开关电路，并重复本步骤，直至最高档位，否则保持当前档位开关的连接。
d)堵转检测电路检测到卡纸时，同时接通反转开关电路及相应的档位开关电路，使纸张退出。
在步骤d中，所述与反转开关电路同时接通的档位开关电路为最高档位开关电路。
每次碎完纸后，控制芯片发出指令使最低档位开关接通，使电机以最低功耗运转。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：通过换档电路与堵转检测电路的配合，实现根据不同数量的纸张智能化地调节电机功耗的目的，从而其所应用的碎纸机更为节能。
【附图说明】
图1为本发明碎纸机构所应用的一种碎纸机的立体图；
图2为本发明电路原理示意图；
图3为本发明第一实施例的电路原理图，其采用继电器电路作为开关电路；
图4为本发明第二实施例的电路原理图，其采用可控硅电路作为开关电路。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
请参阅图1和图2，本发明智能换档碎纸机构应用于一种碎纸机上，碎纸机构9包括电机1、传动齿轮2、刀辊组3以及相应的控制电路4，电机1经控制电路4外接电源5，并通过传动齿轮2与刀辊组3连接，碎纸机构9通过一底壳6装设在内置有碎纸桶7的机座81上，碎纸机构9上盖设有顶盖82，顶盖82与机座81相扣合或锁固。碎纸机构9工作时，启动电机1，则电机1带动传动齿轮2进而带动刀辊组3滚动，便可达到碎纸的目的。
请参阅图2，所述控制电路4内具有控制芯片41，该控制芯片41可为单片机芯片，其电性连接有换档电路42和堵转检测电路43，该换档电路42与电机1电性连接，控制芯片41根据堵转检测电路43所检测得的进纸状态通过换档电路42调节电机1的功耗。
请结合图2和图3，所述换档电路42包括抽头端423和与抽头端423电性连接的反转开关电路、各档位开关电路，反转开关电路及各档位开关电路均与控制芯片41电性连接以实现换档电路42与控制芯片41间的电性连接。
参阅图3，本发明采用继电器电路作为反转开关电路和档位开关电路，分别对应设有反转开关K1、低耗开关K2、中耗开关K3以及高耗开关K4共四个继电器开关均电性连接于控制芯片41与抽头端423之间。
本发明按如下方法实现其自动换档功能：
a)接通最高档位开关电路启动电机1，此时高耗开关K4吸合，中耗开关K3、低耗开关K2及反转开关K1均打开；
b)控制电路4在一定的时间延迟后切换至仅接通最低档位开关电路，电机1以最低档运转，此时仅有低耗开关K2被吸合；
c)堵转检测电路43堵转检测电路检测到当前档位不能碎动纸张时，切换至接通上一较高档位开关电路，切换至接通上一较高档位开关电路，并重复本步骤，直至最高档位，否则保持当前档位开关的连接。
d)堵转检测电路43检测到卡纸时，同时接通反转开关电路及相应的档位开关电路，使纸张退出，此时只有反转开关K1和高耗开关K4被吸合。此步骤中，当纸张量较少时，也可以考虑其它档位开关电路来驱动退纸，但一般以接通最高档位开关电路最为保守。
每次碎完纸之后，由控制芯片41发出指令使最低档位开关电路接通，使电机1以最低能耗运转。3秒之内如再次检测到进纸，则电机1仍以最高档位开始，继续碎纸，重复上述步骤a至d；如无进纸，则3秒之后电机1停止运转，所有继电器开关均被打开，且系统进入待机状态。
所述的堵转检测电路43已为公知技术，主要用以检测电机1的正转、反转、慢转和停止等状态，并把其信号传送给控制芯片41，控制芯片41据此进行自动换档的操作。
所述抽头端423为公知技术，此处简要说明其工作原理：
抽头变档的原理是通过变换各抽头的位置来改变绕组每伏匝数，也即改变副绕组匝数使之减弱定子的磁场强度以达到目的。本发明所采用的是抽头变档，有三种绕组方法：1、主绕组，2、中间绕组。3、辅助绕组。这三种绕方法可分别接成L型和T型。其中L型又分为L1型和L2型两种方式。
请再结合图2和图4，图4为本发明的另一种实施方式，其应用了可控硅电路作为换档电路，其本身为公知技术，现就其与碎纸机构9的结合及其工作原理进行揭示：
图4中Q2为双晶闸管，通过控制它的导通角来控制电机的工作电压，在不同的工作电压下，电机的温升不同，从而达到在低压工作时，电机功率小，发热量小，工作时间长；而在高压工作时，功率大，发热量大，工作时间短的目的。
市电220V过零时，由R1和U1组成过零检测电路，当控制芯片MCU从输入脚pb.1检测到市电过零时，延时数毫秒后，控制芯片MCU的输出脚pb.2输出脉冲触发双晶闸管Q2，延时时间在0到10ms之间，延时越长，双向晶闸管Q2移相触发角越大，电机的工作电压就越低。输出脚pb.2与霍尔元件U1881相接，用以检测电机转速，当电机转速变慢，控制芯片MCU及时调整延时时间。从而调整电机的工作电压，达到碎纸量与碎纸时间成反比这一目的。
可见，本发明能使所其所应用的碎纸机更加节能环保，广受欢迎。

Claims (8)

1、一种智能换档碎纸机构，包括电机、传动齿轮、刀辊组以及相应的控制电路，电机经控制电路外接电源，并通过传动齿轮与刀辊组连接，其特征在于：该控制电路内具有控制芯片，该控制芯片电性连接有换档电路和堵转检测电路，该换档电路与电机电性连接，控制芯片根据堵转检测电路所检测得的进纸状态通过换档电路调节电机的功耗。
2、根据权利要求1所述的智能换档碎纸机构，其特征在于：所述控制芯片为单片机芯片。
3、根据权利要求2所述的智能换档碎纸机构，其特征在于：所述换档电路包括抽头端和与抽头端电性连接的反转开关电路、至少两个档位开关电路，反转开关电路及各档位开关电路均与控制芯片电性连接。
4、根据权利要求1至3中任意一项所述的智能换档碎纸机构，其特征在于：所述反转开关电路和各档位开关电路均为继电器电路。
5、根据权利要求1或2所述的智能换档碎纸机构，其特征在于：所述换档电路为可控硅电路。
6、一种如权利要求3所述的智能换档碎纸机构的自动换档方法，其特征在于包括如下步骤：
a)接通任意一个档位开关电路启动电机；
b)一定的时间延迟后切换至仅接通最低档位开关电路；
c)堵转检测电路检测到当前档位不能碎动纸张时，切换至接通上一较高档位开关电路，并重复本步骤，直至最高档位，否则保持当前档位开关电路的连接。
d)堵转检测电路检测到卡纸时，同时接通反转开关电路及相应的档位开关电路，使纸张退出。
7、根据权利要求6所述的智能换档碎纸机构的自动换档方法，其特征在于：在步骤d中，所述与反转开关电路同时接通的档位开关电路为最高档位开关电路。
8、根据权利要求7所述的智能换档碎纸机构的自动换档方法，其特征在于：每次碎完纸后，控制芯片发出指令使最低档位开关接通。
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