CN206425081U - 正反打控制系统及食物垃圾处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正反打控制系统，针对食物垃圾处理器处理食物时被卡住后易损毁的问题，提供了以下技术方案，包括用于检测电机电流大小的电流检测电路、与电流检测电路电性连接的比较模块以及与比较模块电性连接的转向控制电路，电流检测电路输出与电机电流大小相对应的电流检测信号，比较模块比较电流检测信号与第一电流基准信号的大小以输出转向控制信号，转向控制电路响应于转向控制信号以控制电机的转动方向，每当电流检测信号大于第一电流基准信号时，电机控制电路控制电机进行一次电机转动方向的改变，改变方向瞬间完成，从而及时的使电机工作电流减小，有利于避免电机长时间因电流过大引起损坏，一定程度上延长了电机的使用寿命。

Description

正反打控制系统及食物垃圾处理器

技术领域

本实用新型涉及食物垃圾处理领域,更具体地说，它涉及一种正反打控制系统及食物垃圾处理器。

背景技术

据统计，我国全国食物餐余垃圾量占垃圾总量的49%，具体数据为每天共有13.4万吨的食物垃圾需要处理，一年全国需要处理的食物垃圾共计4900万吨，数字触目惊心，目前我国餐厨垃圾常规处理方式为焚烧掩埋，不仅会造成严重的环境污染，而且垃圾分解效率低下，全国的年垃圾处理能力仅为8200吨，垃圾处理能力与垃圾产生量严重失衡。

因此，技术人员研发出了可以研磨食物垃圾的食物垃圾处理器，将食物垃圾打碎后由下水道排走，同济大学的研究表明，垃圾经过粉碎更易分解，故而打碎食物垃圾极大的增强了垃圾的处理能力。

目前，市场上的食物垃圾处理器多数采用电机进行驱动，在粉碎食物垃圾时，若垃圾内有大块的猪骨头，则易出现骨头将处理器卡住的情况，处理器被卡住后，电机电流将急剧增大，容易引起电机的损坏，因此现有技术中的食物垃圾处理器仍具有改进的空间。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的第一目的在于提供一种正反打控制系统,在控制食物垃圾处理器粉碎食物垃圾时，具有电机被卡住后不易损毁的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种正反打控制系统，包括用于检测电机工作电流大小的电流检测电路、与电流检测电路电性连接的比较模块以及与比较模块电性连接的转向控制电路，所述电流检测电路输出与电机电流大小相对应的电流检测信号，所述比较模块比较电流检测信号与第一电流基准信号的大小以输出转向控制信号，所述转向控制电路响应于转向控制信号以控制电机的转动方向，其中，第一电流基准信号为判定电机卡死的基准；

每当电流检测信号大于第一电流基准信号时，所述电机控制电路控制电机进行一次电机转动方向的改变。

采用上述技术方案，在处理食物垃圾时，食物垃圾不断被打碎，颗粒小的垃圾直接被水流冲走，当食物垃圾将处理器卡住时，电机的电流值将急剧增大,电流检测电路实时的检测电机的电流值并输出与之对应的电流检测信号，比较模块比较电流检测信号与第一电流基准信号的大小以输出转向控制信号，其中第一电流基准信号为判定电机卡死的基准,转向控制电路响应于转向控制信号以改变电机的转动方向，每当电流检测信号大于第一电流基准信号时，转向控制电路控制电机改变一次转动方向，进而实现了在每次电机卡死的瞬间使电机改变转动方向，从而及时的使电机工作电流减小，有利于避免电机长时间工作电流过大由于过热引起损坏，一定程度上延长了电机的使用寿命，另一方面，电机反转打磨后，使得被卡住的食物垃圾脱离，自动解决一般的食物卡住问题，无需人工手动操作，给人么带来便利。

本实用新型进一步设置为，所述比较模块还具有防止电机过流损坏的第二电流基准信号，所述比较模块比较电流检测信号与第二电流基准信号的大小以输出过流保护信号，所述比较模块电性连接有响应于过流保护信号进行示警的示警电路。

本实用新型进一步设置为，所述比较模块还电性连接有用于给电机提供工作电源的电源控制电路，所述电源控制电路响应于过流保护信号以使电机停止转动。

本实用新型进一步设置为，所述电流检测电路包括运算放大器U7、电阻R6、电阻R9、电阻R17以及电阻R19，其中运算放大器U7的同向输入端串联电阻R9后耦接于电机的电源端，运算放大器U7的反向输入端串联电阻R19后接地，运算放大器U7的输出端串联电阻R17后连接于反向输入端，运算放大器U7的输出端同时串联电阻R6后输出电流检测信号。

本实用新型进一步设置为，所述比较模块为单片机的功能模块。

本实用新型进一步设置为，所述转向控制电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、NPN型的三极管VT2、继电器REL2、继电器REL3、二极管D7、二极管ZD1、电容C8以及电容RM1，其中三极管VT2的基极串联电阻R11后连接于单片机以接收转向切换信号，同时三极管VT2的基极串联电阻R10后连接于三极管VT2的发射极，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极连接于继电器REL3线圈的一端以及继电器REL2线圈的一端，继电器REL3线圈的另一端以及继电器REL2的另一端同时连接于+12V电源，继电器REL2的定触点与电机的一端相连以给电机供电，而继电器REL2的定触点连接于电机的另一端，继电器REL2的常闭触点连接于+300V电源，而继电器REL2的常开触点则连接于继电器REL3的常闭触点，继电器REL3的常开触点连接于+300V电源，继电器REL3的常闭触点串联电阻R8后接地，继电器REL3的常闭触点同时串联电阻R7后与电阻R9相连以供电流检测电路检测电机的电流，同时电阻R7与电阻R9相连的一端连接电容C8以及二极管ZD1，其中二极管ZD1的阳极接地。

本实用新型的第二目的在于提供一种食物垃圾处理器，具有粉碎食物垃圾时不易卡死的优点。

一种食物垃圾处理器，包括如上所述的正反打控制系统。

本实用新型进一步设置为，所述正反打控制系统电性连接有用于控制机器开启的气动开关控制电路。

本实用新型进一步设置为，所述正反打控制系统电性连接有用于接收无线控制信号的无线信号接收电路。

本实用新型进一步设置为，所述气动开关控制电路包括光耦合器U5、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及气动开关J3，其中光耦合器U5的输出端连接于单片机，同时光耦合器U5的输出端串联电阻R3后连接于+5V电源，光耦合器U5的一输入端串联电阻R4后连接于+5V电源且同时串联电阻R5后接地，光耦合器U5的另一输入端以及气动开关J3的另一端接地。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

其一，实时的检测电机的电流，并且将检测值与基准值比较，若大于基准值，则判断电机卡住，改变电机转动的方向，从而及时的使电机工作电流减小，有利于避免电机长时间工作电流过大由于过热引起损坏，一定程度上延长了电机的使用寿命；

其二，电机反转打磨后，使得被卡住的食物垃圾脱离，自动解决一般的食物卡住问题，无需人工手动操作，给人么带来便利；

其三，在电机卡住时，电机温度越高，电流变大越迅速，这就可能出现在电机反转之前电流大到引起电机损坏的情况，故而比较电机电流与第二基准值的大小，在大于第二基准时，立即使电机断电停止运行，并示警通知使用者异常情况及时进行处理，避免情况进一步异常变化。

附图说明

图1为本实用新型中食物垃圾处理器的原理框图；

图2为本实用新型中正反打控制系统的原理框图；

图3为本实用新型中电源控制电路的电路原理图；

图4为本实用新型中转向控制电路的电路原理图；

图5为本实用新型中电流检测电路的电路原理图；

图6为本实用新型中单片机以及其外围电路的电路原理图；

图7为本实用新型中气动开关控制电路的电路原理图；

图8为本实用新型中无线信号接收电路的电路原理图；

图9为本实用新型中示警电路的电路原理图。

图中：1、电流检测电路；2、比较模块；3、转向控制电路；4、示警电路；5、电源控制电路。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种食物垃圾处理器，参照图1，包括用于控制处理器采用干打磨还是湿打磨的干湿打控制系统、与干湿打控制系统电性连接的气动开关控制电路以及无线信号接收电路，无线信号接收电路用于接收遥控终端发送的无线信号。

参照图2，正反转控制系统包括用于检测电机工作电流值大小的电流检测电路1、与电流检测电路1电性连接的比较模块2、与比较模块2电性连接的转向控制电路3、实示警电路4以及电源控制电路5，电流检测电路1输出与电机电流值大小相对应的电流检测信号，比较模块2具有第一电流基准信号，第一电流基准信号为判断电机卡死的值，比较模块2比较电流检测信号与第一电流基准信号的大小以输出转向控制信号，转向控制模块响应于转向控制信号以控制电机的转动方向，此外，比较模块2还具有防止电机损坏的第二基准电流信号，第二基准电流信号为电机安全运行的最大值，比较模块2比较电流检测信号与第二电流基准信号的大小以输出过流保护信号，示警模块接收到过流保护信号后开始发声示警以提示使用者处理器非正常运行，同时电源控制电路5断开的供电电源。

参照图3，电源控制电路5用于将市电进行整流以给电机提供稳定的直流电，同时还用于控制电机的运行，电源控制电路5包括与市电相连的EMC电路、与EMC电路电性连接的开关电路以及与开关电路电性连接的整流电路，EMC电路用于抑制电磁干扰，削弱电机运行时强电流产生强大电磁场对电路的影响，而整流电路用于将市电转化为+300V的直流电，开关电路用于控制是否给电机供电。

参照图4，转向控制电路3包括电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、NPN型的三极管VT2、继电器K1、二极管D7、二极管ZD1、电容C8以及电容RM1，其中三极管VT2的基极串联电阻R11后连接于单片机U8以接收转向切换信号，同时三极管VT2的基极串联电阻R10连接于发射极，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极连接于继电器REL3线圈的一端以及继电器REL2线圈的一端，继电器REL3线圈的另一端以及继电器REL2的另一端均连接于+12V电源，继电器REL2的动端连接于电机供电的一端，而继电器REL2的动端连接于电机供电的另一端，继电器REL2所控制的单刀双掷触头的其中一个连接于+300V电源，而继电器REL2的另一触头则串联电阻R8后接地，电阻R8与触头相连的一端同时串联电阻R7后与电阻R9相连以检测电机的电流，同时电阻R7与电阻R9相连的一端连接电容C8以及二极管ZD1，其中二极管ZD1的阳极接地，此外继电器REL3同时控制有另一单刀双掷触头，在继电器REL2的触头连接于+300V电源时，继电器REL3的其中一个触头连接于电阻R8与电阻R7相连的一端，继电器REL3的另一个触头接地。

参照图5，电流检测电路1包括运算放大器U7、电阻R6、电阻R9、电阻R17以及电阻R19，其中运算放大器U7的同向输入端串联电阻R9后连接于电机的阴极以检测电机阴极的电压，由于电机阴极电压大小与电机的工作电流正相关，即为检测电机的电流大小，运算放大器U7的反向输入端串联电阻R19后接地，运算放大器U7的输出端串联电阻R17后连接于反向输入端，运算放大器U7的输出端同时串联电阻R6后输出电流检测信号。

参照图6，本实施例中，比较模块2为单片机U8的基本功能模块，属于现有技术，故不再赘述。

参照图7，气动开关控制电路包括光耦合器U4、电阻R12、电阻R13、电阻R14以及气动开关J3，其中光耦合器U4的输出端连接于单片机U8，光耦合器U4的输出端同时串联电阻R12后连接于+5V电源，光耦合器U4的输入端串联电阻R13后连接于+5V电源，光耦合器U4的输入端同时连接于气动开关J3的一端，此外光耦合器U4的输入端串联电阻R14后接地，气动开关J3的另一端接地。

参照图8，无线信号接收电路与单片机U8电性连接，用于接收遥控器的无线信号并将无线信号转化为单片机U8可识别的电平信号。

参照图9，示警电路4包括电阻R14、电阻R15、NPN型的三极管Q3、二极管D10以及蜂鸣器BEEF1，其中电阻R14的一端连接于单片机U8以接收过流保护信号，电阻R14的另一端连接与三极管Q3的基极，三极管Q3的基极串联电阻R15后连接于发射极，三极管Q3的集电极串联蜂鸣器BEEF1后接地，此外，蜂鸣器的接线两端连接有续流二极管D10。

本实施例的工作原理以及工作过程：

需要处理食物垃圾时，首先放入食物垃圾，接着手动开启气动开关，气动开关控制电路受到触发后输出高电平的开启信号，单片机U8接收到高电平的开启信号后控制处理器开始运行；或者可以通过遥控中断发射无线信号，处理器的无线接收电路接收到无线信号后即向单片机U8输出开启的信号。

在打磨食物垃圾的过程中，电流检测电路1实时的检测电机的工作电流，并输出对应电流大小的电流检测信号，比模模块比较电流检测信号与第一电流基准信号的大小以输出转向控制信号，若食物垃圾卡住处理器，电机的电流将会急剧增大，每当电流检测信号大于第一电流基准信号时，比较模块2输出的转向控制信号令转向控制电路3使电机改变一次转动的方向，即期初是正转变为反转，或者由反转变为正转，进而实现了在每次电机卡死的瞬间使电机改变转动方向，从而及时的使电机工作电流减小，有利于避免电机长时间工作电流过大由于过热引起损坏，一定程度上延长了电机的使用寿命，另一方面，电机反转打磨后，使得被卡住的食物垃圾脱离，自动解决一般的食物卡住问题，无需人工手动操作，给人么带来便利。

若机器卡死过多，电机温度升高，则电机在卡死时电流增大更加迅速，当电机电流直接大于第二电流基准信号时，此时比较模块2比较电流基准信号与第二电流基准信号后输出过流保护信号，示警电路4响应于过流保护信号开始发声示警以提示使用者处理器工作异常，同时电源控制电路5响应于过流保护信号立刻切断电机的电源以保护电机免于因电流过大损坏，使得电机的运行更加安全，使用寿命更久。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种正反打控制系统，其特征是：包括用于检测电机工作电流大小的电流检测电路(1)、与电流检测电路(1)电性连接的比较模块(2)以及与比较模块(2)电性连接的转向控制电路(3)，所述电流检测电路(1)输出与电机电流大小相对应的电流检测信号，所述比较模块(2)比较电流检测信号与第一电流基准信号的大小以输出转向控制信号，所述转向控制电路(3)响应于转向控制信号以控制电机的转动方向，其中，第一电流基准信号为判定电机卡死的基准；

每当电流检测信号大于第一电流基准信号时，所述电机控制电路控制电机进行一次电机转动方向的改变。

2.根据权利要求1所述的正反打控制系统，其特征是：所述比较模块(2)还具有防止电机过流损坏的第二电流基准信号，所述比较模块(2)比较电流检测信号与第二电流基准信号的大小以输出过流保护信号，所述比较模块(2)电性连接有响应于过流保护信号进行示警的示警电路(4)。

3.根据权利要求2所述的正反打控制系统，其特征是：所述比较模块(2)还电性连接有用于给电机提供工作电源的电源控制电路(5)，所述电源控制电路(5)响应于过流保护信号以使电机停止转动。

4.根据权利要求1所述的正反打控制系统，其特征是：所述电流检测电路(1)包括运算放大器U7、电阻R6、电阻R9、电阻R17以及电阻R19，其中运算放大器U7的同向输入端串联电阻R9后耦接于电机的电源端，运算放大器U7的反向输入端串联电阻R19后接地，运算放大器U7的输出端串联电阻R17后连接于反向输入端，运算放大器U7的输出端同时串联电阻R6后输出电流检测信号。

5.根据权利要求1所述的正反打控制系统，其特征是：所述比较模块(2)为单片机的功能模块。

6.根据权利要求1所述的正反打控制系统，其特征是：所述转向控制电路(3)包括电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、NPN型的三极管VT2、继电器REL2、继电器REL3、二极管D7、二极管ZD1、电容C8以及电容RM1，其中三极管VT2的基极串联电阻R11后连接于单片机以接收转向切换信号，同时三极管VT2的基极串联电阻R10后连接于三极管VT2的发射极，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极连接于继电器REL3线圈的一端以及继电器REL2线圈的一端，继电器REL3线圈的另一端以及继电器REL2的另一端同时连接于+12V电源，继电器REL2的定触点与电机的一端相连以给电机供电，而继电器REL2的定触点连接于电机的另一端，继电器REL2的常闭触点连接于+300V电源，而继电器REL2的常开触点则连接于继电器REL3的常闭触点，继电器REL3的常开触点连接于+300V电源，继电器REL3的常闭触点串联电阻R8后接地，继电器REL3的常闭触点同时串联电阻R7后与电阻R9相连以供电流检测电路(1)检测电机的电流，同时电阻R7与电阻R9相连的一端连接电容C8以及二极管ZD1，其中二极管ZD1的阳极接地。

7.一种食物垃圾处理器，其特征是：包括权利要求1至6任一所述的正反打控制系统。

8.根据权利要求7所述的食物垃圾处理器，其特征是：所述正反打控制系统电性连接有用于控制机器开启的气动开关控制电路。

9.根据权利要求7所述的食物垃圾处理器，其特征是：所述正反打控制系统电性连接有用于接收无线控制信号的无线信号接收电路。

10.根据权利要求8所述的食物垃圾处理器，其特征是：所述气动开关控制电路包括光耦合器U5、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及气动开关J3，其中光耦合器U5的输出端连接于单片机，同时光耦合器U5的输出端串联电阻R3后连接于+5V电源，光耦合器U5的一输入端串联电阻R4后连接于+5V电源且同时串联电阻R5后接地，光耦合器U5的另一输入端以及气动开关J3的另一端接地。