碎紙機觸碰安全裝置的製作方法
2023-05-31 19:36:41 1
專利名稱：碎紙機觸碰安全裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及辦公設備領域，特別涉及辦公碎紙機安全控制技術領域，具體是指一種碎紙機觸碰安全裝置。
背景技術：
現代生活和工作中，各種各樣的辦公自動化設備越來越多，而其中最為常見的就是碎紙機，用來粉碎文件資料，保護商業機密。目前，碎紙機已進入家庭，一般碎紙機在未切斷電源或撥掉電源線之前都處於自動感應狀態，入紙口感應到有物體放入後就自動開始工作，將物體捲入、切割，但是由於碎紙機本身是一種粉碎機械設備，其碎紙機械部件具有一定的危險性，如果人們在使用過程中不注意，則很容易造成意外傷害，而且現有的碎紙機的進紙口並沒有其它保護部件，無法防止其它物品甚至身體部位進入其中，而一旦發生這些情況，不但有可能損壞碎紙機，更為嚴重的是甚至可能會對人造成傷害，因而無法達到安全效果，尤其不能防止小孩或寵物隨便開動機器，這樣就給人們的辦公帶來了一定的安全隱患。
在現有技術中，已經出現了一種具有人體觸摸檢測功能的碎紙機，請參閱圖1的電路原理所示，其中，各元器件的功能如下●SW2為極性轉換開關，可使市電電源的火線與地線互換。
●電阻R12、R13、電容C3、C2、二極體D11、D12、D13、D14、D15、D6組成繼電器供電電源(24V)電路。
●二極體D6、D7、電容C1組成電壓檢測晶片U1的供電電源電路。其中電源的正極是市電的火線。
●繼電器開關RLY-1、二極體D2、三極體Q1、電阻R5、R27、R6、光耦合器件U5組成一個機器運行供電電路。
●二極體D1、D8、D21、溫控指示燈(橙色)、三極體Q4、電阻R4、R14、R11、馬達溫控開關組成一個溫控指示電路。
●保險絲F1、開關RLY1、馬達、功能開關、馬達溫控開關組成一個馬達運行電路，馬達運轉方向由功能開關所處位置確定。
●電源、電阻R7、R1、R9、R2、R8、R10、二極體D20、D16、D4、D5、D9、D10三極體Q2、Q3、電壓檢測晶片U1的第5足組成LED燈指示電路。
●面板金屬部分、電阻R20、R19、R21、R22、電容C8、二極體D19、D17組成一個觸摸檢查電路。
其中當功能開關置於非關閉位置時，桶與機器分離，磁簧開關斷開，電壓檢測晶片U1的第1足檢測到磁簧開關斷開的信號，電壓檢測晶片U1的第5足輸出高電平，Q3、Q2截止。電源指示燈、R7、觸摸指示燈、R8、D9、馬達溫控開關組成一個迴路。電源指示燈、觸摸指示燈亮。同時U1的6足輸出高電平，三極體因無基極正嚮導通電壓而不工作，機芯不運轉。當桶與機器為一體時(即磁簧開關閉合)，U1的第5足為低電平，Q3、Q2導通，電源指示燈亮，同時U1的第6足為低電平，Q1導通。繼電器吸合。當功能開關處於反轉位置時，機芯反轉。功能開關處於碎紙位置時，機器碎紙(有入紙信號時)，機器處於待機狀態(無入紙信號時)。當機器正處於工作狀態時，如人手、金屬物件、動物接觸到機器上蓋的金屬部分時，市電通過R21、R19、R20通過人體或金屬、動物形成迴路，U1的第8足為低電平，U1的第5、6足立即為高電平●U1的第6足為高電平時，Q1截止，供電電源斷開，馬達停止運行。
●U1的第5足為高電平時，Q2、Q3截止，觸摸保護指示燈(橙色)亮。
●當人手、金屬物件、動物與機器上蓋的金屬部分分離時，機器立即恢復正常。
當功能開關處於關閉位置時，機器不工作。
其中，由於在碎紙機入紙口部位設置有導電觸摸面板，並利用人體對交流電(市電)的導通特性，對電路實行控制，來達到觸摸保護的目的，同時由於市電經過二個2.2M歐的電阻，減小了通過人體的電流，從而不會對人體造成傷害。但是這種技術中，需要採用靈敏的電壓檢測集成電路元器件對導電觸摸面板的狀態進行實時監控，因此對該集成電路元器件本身運行的穩定性和靈敏性具有很高的要求，而如果由於長期使用造成電路老化，往往會使其減弱甚至喪失檢測功能；同時雖然具有兩個大阻值的電阻來進行限流保護，但是在環境潮溼等複雜情況下，往往會使其電阻保護失去效力，從而造成人體直接接觸市電的火線，導致電擊，嚴重的情況下還會危急生命
實用新型內容
本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種利用人體生物電來進行實時檢測監控、控制過程安全靈敏、電路結構簡單、工作性能穩定可靠、適用範圍較為廣泛的碎紙機觸碰安全裝置。
為了實現上述的目的，本實用新型的碎紙機觸碰安全裝置具有如下構成該碎紙機觸碰安全裝置，包括碎紙機械部件、功能電路和設置於碎紙機入紙口處的導電觸摸面板，所述的功能電路包括電源單元、電機驅動電路單元、控制電路單元和觸摸檢測電路單元，所述的控制電路單元通過電機驅動電路單元與碎紙機械部件相連接，且該控制電路單元通過觸摸檢測電路單元與導電觸摸面板相連接，所述的電源單元分別與所述的控制電路單元和電機驅動電路單元相連接，其主要特點是，所述的觸摸檢測電路單元包括生物電壓控制開關電路和接地開關電路，所述的生物電壓控制開關電路的輸入控制端與所述的導電觸摸面板相連接，該控制開關電路的輸出端與所述的接地開關電路的輸入控制端相連接，該接地開關電路的輸出端與所述的控制電路單元的輸入控制端相連接。
該碎紙機觸碰安全裝置的生物電壓控制開關電路為一開關電晶體電路。
該碎紙機觸碰安全裝置的生物電壓控制開關電路包括第一開關三極體，該第一開關三極體的基極通過第一電阻與所述的導電觸摸面板相連接，且該基極通過並聯有第一電容的第二電阻接地，該第一開關三極體的集電極與電源相連接，其發射極通過並聯有第二電容的第三電阻接地，且該發射極與接地開關電路的輸入控制端相連接。
該碎紙機觸碰安全裝置的第一開關三極體的集電極通過並聯的電源指示發光二極體和觸摸指示發光二極體連接於電源。
該碎紙機觸碰安全裝置的接地開關電路為一開關電晶體電路。
該碎紙機觸碰安全裝置的接地開關電路包括第二開關三極體，該第二開關三極體的基極連接於所述的生物電壓控制開關電路的輸出端，該第二開關三極體的發射極接地，其集電極與所述的控制電路單元的輸入控制端相連接。
該碎紙機觸碰安全裝置的第二開關三極體的集電極通過第四電阻與電源相連接，且該集電極通過一光耦合器件與所述的控制電路單元的輸入控制端相連接。
該碎紙機觸碰安全裝置的控制電路單元還連接有一入紙檢測電路單元，所述的入紙檢測電路單元包括一發光二極體和一光敏二極體，所述的發光二極體的發光部位與光敏二極體的感光部位位置相對應，且分別設置於碎紙機入紙通道的相對側壁上。
該碎紙機觸碰安全裝置的控制電路單元還連接有一過載保護電路單元。
該碎紙機觸碰安全裝置的控制單元還連接有一電機反轉檢測電路單元。
該碎紙機觸碰安全裝置的電源單元包括電源接口電路、安全開關、保險絲、控制開關、控制電路電源電路和碎紙功能開關，所述的電源接口電路依次通過安全開關、保險絲、控制開關和碎紙功能開關與所述的電機驅動電路單元相連接，所述的保險絲通過控制電路電源電路和所述的控制電路單元相連接。
該碎紙機觸碰安全裝置的控制開關為繼電器開關。
採用了該實用新型的碎紙機觸碰安全裝置，由於採用了依次級聯的生物電壓控制開關電路和接地開關電路，該生物電壓控制開關電路的輸入控制端與碎紙機入紙口的導電觸摸面板相連接，該控制開關電路的輸出端與所述的接地開關電路的輸入控制端相連接，該接地開關電路的輸出端與所述的控制電路單元的輸入控制端相連接，從而當人體接觸到該導電觸摸面板時，由於人體的生物電作用使得該生物電壓控制開關電路和接地開關電路均導通，從而控制該控制電路單元無法工作，此時即使電源開關打開，碎紙機械部件仍然不會工作，從而保護了人體免受意外傷害，實現了實時安全檢測監控；同時整個控制過程安全靈敏，電路結構簡單，碎紙機的工作性能穩定可靠，避免了各種意外情況的發生，操作方便，符合人們使用習慣，適用範圍較為廣泛，給人們的正常工作帶來了一定的安全保障。
圖1為現有技術中的碎紙機功能電路原理圖。
圖2為本實用新型的碎紙機觸碰安全裝置的功能模塊示意圖。
圖3為本實用新型的第一種實施例的碎紙機觸碰安全裝置的電路原理圖。
圖4為本實用新型的第二種實施例的碎紙機觸碰安全裝置的電路原理圖。
圖5為本實用新型的碎紙機觸碰安全裝置的控制過程流程圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。
請參閱圖2至圖4所示，該碎紙機觸碰安全裝置，包括碎紙機械部件1、功能電路和設置於碎紙機入紙口處的導電觸摸面板，所述的功能電路包括電源單元、電機驅動電路單元2、控制電路單元3和觸摸檢測電路單元4，所述的控制電路單元3通過電機驅動電路單元2與碎紙機械部件1相連接，且該控制電路單元3通過觸摸檢測電路單元4與導電觸摸面板相連接，所述的電源單元包括電源接口電路81、安全開關82、保險絲83、控制開關84、控制電路電源電路85和碎紙功能開關86，該控制開關84為繼電器開關，該安全開關82為門開關，所述的電源接口電路81依次通過安全開關82、保險絲83、控制開關84和碎紙功能開關86與所述的電機驅動電路單元2相連接，且所述的保險絲83通過控制電路電源電路85和所述的控制電路單元3相連接，其中，所述的觸摸檢測電路單元4包括生物電壓控制開關電路和接地開關電路，所述的生物電壓控制開關電路的輸入控制端與所述的導電觸摸面板相連接，該控制開關電路的輸出端與所述的接地開關電路的輸入控制端相連接，該接地開關電路的輸出端與所述的控制電路單元3的輸入控制端相連接。
該生物電壓控制開關電路為一開關電晶體電路。請參閱圖3所示，在本實用新型的第一種實施例中，該生物電壓控制開關電路包括第一開關三極體Q4，該第一開關三極體Q4的基極通過第一電阻R5與所述的導電觸摸面板相連接，且該基極通過並聯有第一電容C7的第二電阻R6接地，該第一開關三極體Q4的集電極與電源VCC相連接，其發射極通過並聯有第二電容C8的第三電阻R16接地，且該發射極與接地開關電路的輸入控制端相連接。
其中，該接地開關電路為一開關電晶體電路，其中包括第二開關三極體Q2，該第二開關三極體Q2的基極連接於所述的生物電壓控制開關電路的輸出端，也即為第一開關三極體Q4的發射極，該第二開關三極體Q2的發射極接地，其集電極通過第四電阻R7與電源相連接，且該集電極通過一光耦合器件U1與所述的控制電路單元3的輸入控制端相連接。
再請參閱圖4所示，在本實用新型的第二種實施例中，該生物電壓控制開關電路包括第一開關三極體Q3，該第一開關三極體Q3的基極通過串聯的電阻R6和R7與所述的導電觸摸面板相連接，且該基極通過並聯有第一電容C3和二極體D4的第二電阻R8接地，該第一開關三極體Q3的集電極通過並聯的電源指示發光二極體和觸摸指示發光二極體LED3與電源VCC相連接，其發射極與接地開關電路的輸入控制端相連接。
其中，該接地開關電路為一開關電晶體電路，其中包括第二開關三極體Q2，該第二開關三極體Q2的基極連接於所述的生物電壓控制開關電路的輸出端，也即為第一開關三極體Q3的發射極，該第二開關三極體Q2的發射極接地，其集電極與所述的控制電路單元3的輸入控制端相連接。
同時，在本實用新型中，該碎紙機觸碰安全裝置的控制電路單元3還連接有一入紙檢測電路單元5，在圖3中，所述的入紙檢測電路單元5包括一發光二極體IT1和一光敏二極體IR1，所述的發光二極體IT1的發光部位與光敏二極體IR1的感光部位位置相對應，且分別設置於碎紙機入紙通道的相對側壁上。
該碎紙機觸碰安全裝置的控制電路單元3還連接有一過載保護電路單元6、一電機反轉檢測電路單元7。
在實際應用當中，電機驅動電路單元2一端與所述控制電路單元3電性連接，另一端與所述碎紙機械部件1電性連接，用於驅動碎紙機械裝置工作；所述的電機反轉檢測電路單元7一端與所述控制電路單元3電性連接，另一端與所述碎紙機械部件1電性連接，用於檢測反轉信號並將該反轉信號傳輸給上述控制電路單元3從而由控制電路單元3控制碎紙機械部件1反轉；入紙檢測電路單元5一端與所述控制電路單元3電性連接，另一端與上述控制電路電源相連，用於檢測入紙信號，當紙進入上述碎紙機械部件1的入口時，所述入紙檢測電路單元5傳輸入紙信號給上述控制電路單元3，經控制電路單元3處理後，上述電機驅動電路單元2導通並帶動碎紙機械部件1工作。
再請參閱圖5所示，機器在碎紙過程中，如出現人體觸碰到入紙口的觸摸面板時，人體信號經觸摸檢測電路單元4處理後，輸入控制電路單元3，控制電路單元3切斷電機驅動信號，碎紙機停止，達到人體觸碰自動停機功能。而在人體未觸碰到入紙口的觸摸面板時，控制電路單元3會控制電機驅動電路單元2，從而控制碎紙機械部件1正常運轉。
再請參閱圖3所示，本實用新型的第一種實施例中，該碎紙機具有以下功能●過載●光控碎紙●碎紙、關閉、反轉功能●人體觸碰自動停機。
在控制電路的電源電路中，採用阻容降壓，以市電電源的火線經過電阻R1、R2、電容C1、C2、二極體D5、D6、穩壓二極體ZD1、提供24V的低壓控制電路電源。該控制電路的電源正極與零線的電位差是24V，遠小於人體通過的安全電壓，不會對人、動物造成傷害。人體觸摸面板處理的電源電路，採用橋式整流電路，再經穩壓、濾波電路，提取12V的直流電源。其電路由二極體D1～D4，穩壓二極體ZD2、電阻R12、電容C3組成人體觸碰金屬部分經一個電阻(1MΩ)與三極體Q4的基極相連，利用人體靜電幹擾，使三極體Q2、Q4工作。Q3截止，切斷馬達電源；使碎紙機達到人體觸碰自動停機功能。
再請參閱圖4所示，本實用新型的第一種實施例中，該碎紙機具有以下功能●門開LED顯示●觸摸保護LED顯示●過載、過載LED顯示●電源指示●光控碎紙●碎紙、關閉、反轉功能其中，如果取消電阻R18、R14、R13、R11、R12、發光二極體LED1、LED2、二極體D10、D9、D6、穩壓二極體ZD2、電容C5、可控矽SCR後，機器無過載功能和門開LED顯示功能，其中，該電路可用於中檔機型。
如果取消電阻R18、R14、R13、R11、R12、R16、R17、發光二極體LED1、LED2、LED3、二極體D10、D9、D6、D12、D13、穩壓二極體ZD2、電容C5、可控矽SCR、三極體Q4。機器無過載、過載指示、電源指示、門開指示功能，該電路可用於低檔機型。
在控制電路的電源電路中，採用阻容降壓，以市電電源的火線經過電阻R1、R2、電容C1、C2、二極體D1、D2、穩壓二極體ZD1提供24V的低壓電源電路，該控制電路的電源正極與零線的電位差是24V，遠小於人體通過的安全電壓，不會對人、動物造成傷害。該人體接觸金屬部分經兩個電阻R6和R7與三極體Q3的基極相連，利用人體靜電幹擾，使三極體Q2、Q3工作。Q1截止，馬達因無電不工作。從而起到保護的作用。
在此，也可以採用橋式整流電路，單獨為觸摸電路供電，再利用光耦合器件，把馬達控制電路隔離起來，這樣機器工作會更穩定。
其中的觸摸自動停機工作原理如下(1)當機器處於碎紙或反轉狀態時，人體觸摸到面板金屬部分，電阻R7、R6、R8、二極體D4、電容C3組成三極體基極供電路，三極體Q3導通、三極體Q2因有基極電壓而導通。三極體Q2導通後，其集電極電壓降低，觸摸指示燈、電阻R5構成通電迴路，觸摸指示燈亮。Q5的基極電壓因二極體D16的導通而降低，機器處於反轉狀態時，三極體Q5因基極電壓降低而截止，機器停止工作。如機器處於碎紙狀態時，因二極體D15的導通而使三極體Q1基極電壓降低，三極體Q1截止，繼電器斷開，機器停止工作。達到安全保護。
(2)機器因人體觸摸而停止，人體與機器分離後，三極體Q3因無基極導通電壓而截止，機器則恢復正常工答。
電源指示電路的工作原理如下電源指示燈、電阻R17、R16、三極體Q4組成一個基本的電源指示燈電路，當功能開關處於停止狀態時，三極體Q4的發射極因無導電迴路，電源指示燈示燈不亮。當功能開關置於反轉位置時，三極體Q4的發射極、二極體D12、功能開關組成導電迴路，電源指示燈亮。功能開關置於碎紙狀態時，三極體Q4的發射極與二極體D13、功能開關構成導電迴路，電源指示燈亮。
採用了該實用新型的碎紙機觸碰安全裝置，由於採用了依次級聯的生物電壓控制開關電路和接地開關電路，該生物電壓控制開關電路的輸入控制端與碎紙機入紙口的導電觸摸面板相連接，該控制開關電路的輸出端與所述的接地開關電路的輸入控制端相連接，該接地開關電路的輸出端與所述的控制電路單元3的輸入控制端相連接，從而當人體接觸到該導電觸摸面板時，由於人體的生物電作用使得該生物電壓控制開關電路和接地開關電路均導通，從而控制該控制電路單元3無法工作，此時即使電源開關打開，碎紙機械部件1仍然不會工作，從而保護了人體免受意外傷害，實現了實時安全檢測監控；同時整個控制過程安全靈敏，電路結構簡單，碎紙機的工作性能穩定可靠，避免了各種意外情況的發生，操作方便，符合人們使用習慣，適用範圍較為廣泛，給人們的正常工作帶來了一定的安全保障。
在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和範圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求1.一種碎紙機觸碰安全裝置，包括碎紙機械部件、功能電路和設置於碎紙機入紙口處的導電觸摸面板，所述的功能電路包括電源單元、電機驅動電路單元、控制電路單元和觸摸檢測電路單元，所述的控制電路單元通過電機驅動電路單元與碎紙機械部件相連接，且該控制電路單元通過觸摸檢測電路單元與導電觸摸面板相連接，所述的電源單元分別與所述的控制電路單元和電機驅動電路單元相連接，其特徵在於，所述的觸摸檢測電路單元包括生物電壓控制開關電路和接地開關電路，所述的生物電壓控制開關電路的輸入控制端與所述的導電觸摸面板相連接，該控制開關電路的輸出端與所述的接地開關電路的輸入控制端相連接，該接地開關電路的輸出端與所述的控制電路單元的輸入控制端相連接。
2.根據權利要求1所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的生物電壓控制開關電路為一開關電晶體電路。
3.根據權利要求2所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的生物電壓控制開關電路包括第一開關三極體，該第一開關三極體的基極通過第一電阻與所述的導電觸摸面板相連接，且該基極通過並聯有第一電容的第二電阻接地，該第一開關三極體的集電極與電源相連接，其發射極通過並聯有第二電容的第三電阻接地，且該發射極與接地開關電路的輸入控制端相連接。
4.根據權利要求3所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的第一開關三極體的集電極通過並聯的電源指示發光二極體和觸摸指示發光二極體連接於電源。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的接地開關電路為一開關電晶體電路。
6.根據權利要求5所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的接地開關電路包括第二開關三極體，該第二開關三極體的基極連接於所述的生物電壓控制開關電路的輸出端，該第二開關三極體的發射極接地，其集電極與所述的控制電路單元的輸入控制端相連接。
7.根據權利要求6所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的第二開關三極體的集電極通過第四電阻與電源相連接，且該集電極通過一光耦合器件與所述的控制電路單元的輸入控制端相連接。
8.根據權利要求1至4中任一項所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的控制電路單元還連接有一入紙檢測電路單元，所述的入紙檢測電路單元包括一發光二極體和一光敏二極體，所述的發光二極體的發光部位與光敏二極體的感光部位位置相對應，且分別設置於碎紙機入紙通道的相對側壁上。
9.根據權利要求1至4中任一項所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的控制電路單元還連接有一過載保護電路單元。
10.根據權利要求1至4中任一項所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的控制單元還連接有一電機反轉檢測電路單元。
11.根據權利要求1至4中任一項所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的電源單元包括電源接口電路、安全開關、保險絲、控制開關、控制電路電源電路和碎紙功能開關，所述的電源接口電路依次通過安全開關、保險絲、控制開關和碎紙功能開關與所述的電機驅動電路單元相連接，所述的保險絲通過控制電路電源電路和所述的控制電路單元相連接。
12.根據權利要求11所述的碎紙機觸碰安全裝置，其特徵在於，所述的控制開關為繼電器開關。
專利摘要本實用新型涉及一種碎紙機觸碰安全裝置，控制電路單元通過電機驅動電路單元與碎紙機械部件連接，控制電路單元通過觸摸檢測電路單元與導電觸摸面板相連接，電源單元分別與控制電路單元和電機驅動電路單元連接，其中觸摸檢測電路單元包括生物電壓控制開關電路和接地開關電路，生物電壓控制開關電路的輸入控制端與導電觸摸面板連接，控制開關電路的輸出端與接地開關電路的輸入控制端連接，接地開關電路的輸出端與控制電路單元的輸入控制端連接。採用該種結構的碎紙機觸碰安全裝置，保護了人體免受意外傷害，實現了實時安全檢測監控；控制過程安全靈敏，電路結構簡單，且工作性能穩定可靠，操作方便，適用範圍較為廣泛，給人們的工作帶來了安全保障。
文檔編號B02C23/04GK2915259SQ2006200439
公開日2007年6月27日 申請日期2006年7月14日 優先權日2006年7月14日
發明者陳良能 申請人:上海震旦辦公設備有限公司