CN2702778Y - 自动碎纸机控制装置 - Google Patents

Abstract

一种自动碎纸机控制装置，包括用于驱动碎纸刀片的电机、电子线路板，电机伸出轴端设有圆形磁性体，电子线路板包含装纸检测电路、碎纸延时电路、副电源电路、卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路、电机正转控制电路、电机逆转控制电路、正转功率输出电路、逆转功率输出电路、定时电路、电源过载保护电路和电源转换电路。它能自动识别装纸，并启动电机正转碎纸，而当卡纸时，又能自动逆转电机进行退纸，稍后再次碎纸，并具有超时保护功能。

Description

自动碎纸机控制装置

                    一、所属技术领域

本实用新型属于碎纸机技术领域，尤其是指一种能识别装纸、卡纸现象，并自动进行相应操作的碎纸机控制装置。

                    二、背景技术

由于办公自动化和保密性的要求，碎纸机已进入我们的办公应用中。现有的小型、袖珍式碎纸机没有装纸识别功能，手动操作十分不方便，且耗费大量时间。现有的大型、落地式碎纸机大多靠杠杆动作触动微动开关而接通电源工作，轻质纸张则无法被识别和粉碎。现有部分少量的碎纸机虽然已具有光电装纸识别功能，但采用的是反射方式，由于纸张的不同，识别部位、字符和图像明暗不同，常常出现误识别或不识别现象，并且控制电路存在功能单一、电路成本高、且维修不便等弊端。由于纸张厚度与装纸量不同，在碎纸过程中常出现卡纸现象，现有的碎纸机采用手动退纸、减量再碎的方法，而不经意的卡纸，却常使碎纸机电机和碎纸刀具损坏或损伤。

                   三、实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能自动识别装纸，并启动电机正转碎纸，而当卡纸时，又能自动逆转电机进行退纸，稍后再次碎纸，并具有超时保护功能的自动碎纸机控制装置。

本实用新型采取的技术方案：一种自动碎纸机控制装置，包括用于驱动碎纸刀片的电机、电子线路板，电机伸出轴端设有圆形磁性体，电子线路板包含装纸检测电路、碎纸延时电路、副电源电路、卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路、电机正转控制电路、电机逆转控制电路、正转功率输出电路、逆转功率输出电路、定时电路、电源过载保护电路和电源转换电路；熔断器FUSE1和熔断器FUSE2构成所述的电源过载保护电路；变压器B1次级线圈接桥式整流电路Q1，再接滤波电容C14、滤波电容C15、限流电阻R26，限流电阻R26接稳压二极管DW1和二次滤波电容C13，构成所述的电源转换电路；红外线发射管VD1接电阻R1，红外线接收管VT1接电阻R2和三极管T1基极，三极管T1集电极接电阻R3，构成所述的装纸检测电路；集成电路IC1的8脚接4脚、5脚接电容C2、6脚接7脚、电阻R4、电容C1，构成所述的碎纸延时电路；三极管T2基极接电阻R6，三极管T2集电极通过电阻R8、电阻R7、电容C3接三极管T3，构成所述的副电源电路；电阻R16接磁感开关型霍尔传感器IC4，构成所述的卡纸检测电路；电容C6接二极管D1、二极管D2，二极管D2接电容C7和电阻R18，电阻R18接三极管T9基极，三极管T9集电极接电阻R19、电阻R20，电阻R20接电容C8和三极管T10基极，三极管T10集电极又接电阻R21，构成所述的信号转换电路；集成电路IC2的8脚接4脚，5脚接电容C10，6脚接7脚、电阻R22、电容C9，构成所述的退纸延时电路；集成电路IC3的8脚接4脚，5脚接电容C12，6脚接2脚、电阻R24、电容C11，3脚接电阻R25，电阻R25再接三极管T7基极，构成所述的定时电路；三极管T4基极接电阻R11，再接电阻R12和电容C4，三极管T4集电极分别接电阻R9、电阻R10，构成所述的电机正转控制电路；三极管T5基极接电阻R13，电阻R13接电阻R15，电阻R15接电阻R14、电容C5，构成所述的电机逆转控制电路；三极管T6集电极接继电器J1，构成所述的正转功率输出电路；三极管T8集电极接继电器J2，构成所述的逆转功率输出电路；集成电路IC1的2脚接二极管D4、二极管D5的正极，集成电路IC2的2脚接二极管D6的正极，集成电路IC3的2脚接二极管D3、二极管D7的正极，手动碎纸按钮AN1接二极管D3、二极管D4的负极，手动退纸按钮AN2接二极管D5、二极管D6、二极管D7的负极。

开机后，本装置进入待机状态，当装纸口放入纸张，装纸检测电路输出信号，触发碎纸延时电路工作，电机正转控制电路接收信号，由正转功率输出电路控制电机开始正转碎纸，同时副电源电路加载卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路和定时电路的电源，无卡纸时，卡纸检测电路输出脉冲，经信号转换电路，使退纸延时电路不触发，在定时电路允许条件下，电机继续正转碎纸；一旦发生卡纸现象，卡纸检测电路无脉冲输出，经信号转换电路，退纸延时电路被触发启动，受控于退纸延时电路的电机正转控制电路停止向正转功率输出电路输出信号，电机暂停，退纸延时电路置后向电机逆转控制电路提供信号，随后逆转功率输出电路工作，控制电机进行逆转退纸；退纸成功后，卡纸检测电路输出脉冲，退纸延时电路经规定时间后，输出零电平信号，一方面使电机逆转控制电路能控制逆转功率输出电路停止工作，电机随之暂停逆转；另一方面，经电机正转控制电路置后向正转功率输出电路输出信号，电机仍处暂停状态，此时可手动减少纸张数量或稍后自动转为电机正转再次碎纸状态，完成碎纸后，电机延时停止，以利纸尾粉碎完全；当定时电路完成一个定时过程后，仍有纸张滞留装纸口，定时电路分别促使电机正转控制电路与电机逆转控制电路停止正转功率输出与逆转功率输出电路信号，强制电机停止运转，实现超时保护；在需要手动操作时，为防止卡纸时强行碎纸误动作，手动按钮启动相应自动控制电路，使卡纸时自动转为退纸并可启动定时电路进行超时保护，以起到误动作保护的作用。

本实用新型具有以下特点：

(1)市电经电源转换电路输出直流电，供装纸检测电路、碎纸延时电路、电机正转控制电路和电机逆转控制电路使用；副电源电路则由碎纸延时电路控制，只有碎纸延时电路工作时，才向定时电路、卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路供电；

(2)装纸检测电路的红外线被阻断时，碎纸延时电路工作；同时，卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路供电进入卡纸监测中，而定时电路IC3向电机正转功率输出电路输出信号，电机正转进行碎纸；

(3)碎纸过程中，一旦发生卡纸现象，卡纸检测电路端无脉冲信号，退纸延时电路工作，一方面，受其控制的电机正转控制电路停止输出信号，电机暂停，另一方面，电机逆转控制电路置后输出信号，电机逆转退纸；退纸完成，电机再次暂停继而正转进行碎纸；

(4)定时电路工作后，在定时工作完成时，输出低电平，正转功率输出电路和逆转功率输出电路均无输出信号，电机停止转动。

(5)采用三块时基集成电路IC1、IC2、IC3，和外围元件分别构成碎纸延时电路、退纸延时电路和定时电路。

(6)装纸检测电路采用红外线发射管VD1与红外线接收管VT1对装，是一种阻断检测方式；

(7)卡纸检测电路采用磁感开关型霍尔传感器IC4，并设信号转换电路；

(8)待机状态时，定时电路、卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路失电，处于休眠状态，减少功耗，只有装纸后，方为唤醒状态；

(9)电机正转控制电路受控于退纸延时电路，使输出只有一种状态，功率输出继电器J1、J2同样采用互控单一状态；

(10)按压手动碎纸按钮AN1和手动退纸按钮AN2时控制定时电路重置工作同时，手动碎纸按钮AN1通过二极管D4控制碎纸延时电路，达到一触手动碎纸目的，碎纸过程中出卡纸时，电机能自动逆转退纸，达到误动作校正目的，而手动退纸按钮AN2同时通过二极管D5和D6分别控制碎纸延时电路和退纸延时电路，以达到一触退纸的目的；按住手动碎纸按钮AN1不放，可以达到强制碎纸的目的，按住手动退纸按钮AN2不放，则可以达到强制退纸的目的。

本实用新型不需用单片机(单片机成本高，客户维修、编程难)，而采用常用元器件制成完善的功能电路，电子电路简单、结构合理、实用性强。

                  四、附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

图2为本实用新型的电气原理图。

图3为本实用新型的工作流程示意图。

图4为本实用新型的红外线发射管、接收管安装示意图。

图5为本实用新型的霍尔传感器安装示意图。

图4中：1、碎纸机装纸口，2、装纸检测信号发射线路板，3、控制电路

线路板。图5中：4、卡纸检测线路板，5、圆形磁性体，6、螺钉，7、支架，8、电机。

                     五、具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步的说明。

一种自动碎纸机控制装置，包括用于驱动碎纸刀片的电机8、电子线路板，电机8伸出轴端设有圆形磁性体5，电子线路板包含装纸检测电路、碎纸延时电路、副电源电路、卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路、电机正转控制电路、电机逆转控制电路、正转功率输出电路、逆转功率输出电路、定时电路、电源过载保护电路和电源转换电路；熔断器FUSE1和熔断器FUSE2构成所述的电源过载保护电路；变压器B1次级线圈接桥式整流电路Q1，再接滤波电容C14、滤波电容C15、限流电阻R26，限流电阻R26接稳压二极管DW1和二次滤波电容C13，构成所述的电源转换电路；红外线发射管VD1接电阻R1，红外线接收管VT1接电阻R2和三极管T1基极，三极管T1集电极接电阻R3，构成所述的装纸检测电路；集成电路IC1的8脚接4脚、5脚接电容C2、6脚接7脚、电阻R4、电容C1，构成所述的碎纸延时电路；三极管T2基极接电阻R6，三极管T2集电极通过电阻R8、电阻R7、电容C3接三极管T3，构成所述的副电源电路；电阻R16接磁感开关型霍尔传感器IC4，构成所述的卡纸检测电路；电容C6接二极管D1、二极管D2，二极管D2接电容C7和电阻R18，电阻R18接三极管T9基极，三极管T9集电极接电阻R19、电阻R20，电阻R20接电容C8和三极管T10基极，三极管T10集电极又接电阻R21，构成所述的信号转换电路；集成电路IC2的8脚接4脚，5脚接电容C10，6脚接7脚、电阻R22、电容C9，构成所述的退纸延时电路；集成电路IC3的8脚接4脚，5脚接电容C12，6脚接2脚、电阻R24、电容C11，3脚接电阻R25，电阻R25再接三极管T7基极，构成所述的定时电路；三极管T4基极接电阻R11，再接电阻R12和电容C4，集电极分别接电阻R9、电阻R10，构成所述的电机正转控制电路；三极管T5基极接电阻R13，电阻R13接电阻R15，电阻R15接电阻R14、电容C5，构成所述的电机逆转控制电路；三极管T6集电极接继电器J1，构成所述的正转功率输出电路；三极管T8集电极接继电器J2，构成所述的逆转功率输出电路；集成电路IC1的2脚二极管D4、二极管D5的正极，集成电路IC2的2脚接二极管D6的正极，集成电路IC3的2脚接二极管D3、二极管D7的正极，手动碎纸按钮AN1接二极管D3、二极管D4的负极，手动退纸按钮AN2接二极管D5、二极管D6、二极管D7的负极。

参见图2，发光二极管LED1接电阻R5，发光二极管LED2接电阻R23，发光二极管LED3接电阻R27，电阻R27接熔断器FUSE2。

参见图1，继电器J1、继电器J2的动静触点与电容C0组成电机电源切换电路。

参见图2、图4和图5，所述的电子线路板包括装纸检测信号发射线路板2、控制电路线路板3和卡纸检测线路板4，红外线发射管VD1焊接在装纸检测信号发射线路板2上，红外线接收管VT1焊接在控制电路线路板3上，磁感开关型霍尔传感器IC4焊接在卡纸检测线路板4上。

参见图4，红外线发射管VD1和红外线接收管VT1对装。

参见图5，卡纸检测线路板4由螺钉6固定在支架7上，磁感开关型霍尔传感器IC4位于圆形磁性体5之上。

参见图2和图3，按下开关K1后，接通交流电，经过熔断器FUSE1，在变压器B1次级输出低压交流电，又经Q1全桥整流、C14、C15滤波后和DW1作稳压后输出低压直流电，发光二极管LED3点亮，碎纸延时电路得电，由于装纸口下用于装纸检测的红外线发射器VD1与红外线接收管VT1采用对装方式，纸张未放入装纸口时，VD1发射的红外线直接被VT1接收，T1基极被置为低电平，IC1未被触发，碎纸延时电路为零输出，本装置处于待机状态；当纸张放入装纸口时，红外线被纸张阻断时，碎纸延时电路触发端(2脚)被T1触发，IC1的3脚输出高电平，发光二极管LED1点亮，并分二路至后续电路，其中一路经电机正转控制电路中的R9、R10和T6控制正转功率输出电路工作，以驱动继电器J1，另一路则通过R6送至由T2、R7、R8、C3和T3构成的置后式副电源电路，由T3集电极输出供给定时电路IC3、卡纸检测电路IC4、信号转换电路和退纸延时电路使用；定时电路得电工作，由IC3的3脚输出高电平，通过R25使T7导通，T6发射极被T7接通至电源负端，允许电机正转控制电路工作，继电器J1吸合，电机正转碎纸；当定时电路完成一个定时工作周期后，装纸口仍有残余纸张，由于IC3的3脚输出低电平，T7截止，T6发射极被置空，相当于电机正转控制电路被切断，电机停止转动，即实行超时保护功能(此时三只发光二极管LED1、LED2、LED3常亮，提醒作进一步操作)。

碎纸开始后，电机8伸出轴端的圆形磁性体5随电机8转动，由于置于其上的磁感开关型霍尔传感器IC4受旋磁场作用(参见图5)，IC4的3脚有脉冲输出，经C6、D1、D2、C7、R18、R19和T9组成的信号转换电路并由T9集电极输出低电平，T10不导通，IC2的2脚不触发(构成时间常数电路的R22由于接至电源正极，在副电源启动前已对C9充电，所以副电源加载时IC2的3脚不会误输出高电平)，IC2的3脚为低电平，电机正转控制电路中的T4和T5截止，IC1的3脚的信号仍直接经R9和R10送至T6，在定时电路允许时间内，J1继续吸合，继续碎纸，碎纸完毕返回待机状态，发光二极管LED1熄灭，副电源电路停止向后续电路供电；碎纸过程中，一旦发生卡纸现象，电机停转，电机轴上的园磁性体5随电机停止，磁场无变化，IC4的3脚无脉冲信号输出，T9集电极输出高电平，退纸延时电路IC2的2脚被T10导通触发(增设C8防止误触发)，IC2的3脚输出高电平，发光二极管LED2点亮，又分三路至后续电路，其中一路经电机正转控制电路中的R13使T5导通，T6基极信号被置零，继电器J1脱离，电机暂停；第二路通过电机逆转控制电路中的R15

对C5充电，定时电路工作期间，IC3的3脚输出高电平，T8发射极被T7接至电源负端，C5充电到所需电压后通过R14使T8导通，即为逆转功率输出置后加载，继电器J2随之吸合，此时继电器J1处于脱离状态，继电器J2将电机启动线圈和启动电容C0反向切换至电机逆转状态，电机开始逆转退纸；第三路经电机正转控制电路中的R12对C4充电后经R11使T4导通，退纸成功后，霍尔传感器IC4再次受旋磁场作用，有脉冲输出，经信号转换电路使T9集电极转低电平，T10恢复截止，IC2的3脚经延时输出回复为零电平，发光二极管LED2熄灭，电机正转控制电路中T5恢复截止时，但C4上的电荷通过R11使T4保持导通的同时并放电，放电到T4截止前，有一定电机暂停保持时间，在定时电路允许时间内，确保电机换向顺利，同时使减纸再碎或自动再碎得以实现，即T4置后截止后，IC1的3脚的信号再次转为直经R9和R10至T6基极，继电器J1再次吸合，电机再次正转碎纸，完成后返回待机状态(LED1熄灭，副电源电路停止向后续电路供电)；退纸过程中，若定时电路已完成定时过程，IC3的3脚输出低电平，T7截止，T8发射极被置空，相当于电机逆转控制电路被切断，电机停止转动，同样实行超时保护功能(此时三只发光二极管LED1、LED2、LED3常亮，提醒作进一步操作)。

确需手动碎纸时，按下AN1，IC1的2脚通过D4被触发工作，同时IC3通过D3重置工作，碎纸开始，常按AN1则为强制碎纸，定时电路因D3的作用，始终处于初始阶段；松开AN1后，继续碎纸至碎纸完毕后，返回待机状态，此过程同样受定时电路作超时保护，避免电机因长时运行发热而烧毁：一旦出现卡纸现象，即使是强制碎纸操作，卡纸检测、信号转换、退纸延时电路、电机逆转控制电路和逆转功率输出电路处于工作状态，强制电机作逆转退纸，使误动作碎纸得以更正，达到误动作保护的目的；确需手动退纸时，按下AN2，D5触发IC1的2脚，使定时电路获得电源，在D7的作用下定时电路被重置，同时D6触发退纸延时电路，电机逆转退纸，常按AN2为强制退纸，定时电路受D7作用，处于初置状态，松开AN2后，经延时后停止退纸，如在暂停时间内不取出纸张，由于碎纸延时电路处在触发状态，将自动转为碎纸状态，此时电路受控于定时电路作用，具有超时保护功能。

Claims (6)

1、一种自动碎纸机控制装置，包括用于驱动碎纸刀片的电机(8)、电子线路板，其特征在于：电机(8)伸出轴端设有圆形磁性体(5)，电子线路板包含装纸检测电路、碎纸延时电路、副电源电路、卡纸检测电路、信号转换电路、退纸延时电路、电机正转控制电路、电机逆转控制电路、正转功率输出电路、逆转功率输出电路、定时电路、电源过载保护电路和电源转换电路；熔断器(FUSE1)和熔断器(FUSE2)构成所述的电源过载保护电路；变压器(B1)次级线圈接桥式整流电路(Q1)，再接滤波电容(C14)、滤波电容(C15)、限流电阻(R26)，限流电阻(R26)接稳压二极管(DW1)和二次滤波电容(C13)，构成所述的电源转换电路；红外线发射管(VD1)接电阻(R1)，红外线接收管(VT1)接电阻(R2)和三极管(T1)基极，三极管(T1)集电极接电阻(R3)，构成所述的装纸检测电路；集成电路(1C1)的8脚接4脚、5脚接电容(C2)、6脚接7脚、电阻(R4)、电容(C1)，构成所述的碎纸延时电路；三极管(T2)基极接电阻(R6)，三极管(T2)集电极通过电阻(R8)、电阻(R7)、电容(C3)接三极管(T3)，构成所述的副电源电路；电阻(R16)接磁感开关型霍尔传感器(IC4)，构成所述的卡纸检测电路；电容(C6)接二极管(D1)、二极管(D2)，二极管(D2)接电容(C7)和电阻(R18)，电阻(R18)接三极管(T9)基极，三极管(T9)集电极接电阻(R19)、电阻(R20)，电阻(R20)接电容(C8)和三极管(T10)基极，三极管(T10)集电极又接电阻(R21)，构成所述的信号转换电路；集成电路(IC2)的8脚接4脚，5脚接电容(C10)，6脚接7脚、电阻(R22)、电容(C9)，构成所述的退纸延时电路；集成电路(IC3)的8脚接4脚，5脚接电容(C12)，6脚接2脚、电阻(R24)、电容(C11)，3脚接电阻(R25)，电阻(R25)再接三极管(T7)基极，构成所述的定时电路；三极管(T4)基极接电阻(R11)，再接电阻(R12)和电容(C4)，集电极分别接电阻(R9)、电阻(R10)，构成所述的电机正转控制电路；三极管(T5)基极接电阻(R13)，电阻(R13)接电阻(R15)，电阻(R15)接电阻(R14)、电容(C5)，构成所述的电机逆转控制电路；三极管(T6)集电极接继电器(J1)，构成所述的正转功率输出电路；三极管(T8)集电极接继电器(J2)，构成所述的逆转功率输出电路；集成电路(IC1)的2脚二极管(D4)、二极管(D5)的正极，集成电路(IC2)的2脚接二极管(D6)的正极，集成电路(IC3)的2脚接二极管(D3)、二极管(D7)的正极，手动碎纸按钮(AN1)接二极管(D3)、二极管(D4)的负极，手动退纸按钮(AN2)接二极管(D5)、二极管(D6)、二极管(D7)的负极；

2、根据权利要求1所述的一种自动碎纸机控制装置，其特征在于：发光二极管(LED1)接电阻(R5)，发光二极管(LED2)接电阻(R23)，发光二极管(LED3)接电阻(R27)，电阻(R27)接熔断器(FUSE2)。

3、根据权利要求1所述的一种自动碎纸机控制装置，其特征在于：继电器(J1)、继电器(J2)的动静触点与电容(C0)组成电机电源切换电路。

4、根据权利要求1所述的一种自动碎纸机控制装置，其特征在于：所述的电子线路板包括装纸检测信号发射线路板(2)、控制电路线路板(3)和卡纸检测线路板(4)，红外线发射管(VD1)焊接在装纸检测信号发射线路板(2)上，红外线接收管(VT1)焊接在控制电路线路板(3)上，磁感开关型霍尔传感器(1C4)焊接在卡纸检测线路板(4)上。

5、根据权利要求4所述的一种自动碎纸机控制装置，其特征在于：红外线发射管(VD1)和红外线接收管(VT1)对装。

6、根据权利要求1或4所述的一种自动碎纸机控制装置，其特征在于：卡纸检测线路板(4)由螺钉(6)固定在支架(7)上，磁感开关型霍尔传感器(1C4)位于圆形磁性体(5)之上。

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