響應觸敏元件的碎紙機控制系統的製作方法

2023-05-02 04:07:11 4

專利名稱：響應觸敏元件的碎紙機控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及辦公用碎紙機安全控制裝置，尤其涉及對觸摸碎紙刀產生響應的觸敏碎紙機控制系統。
背景技術：
現代生活和工作中充滿了種類繁多的自動化辦公設備，碎紙機是其中最常見的設備之一。目前，碎紙機已經進入家庭，其中一些帶有自動傳感器。這些傳感器檢測插入碎紙機中的物品，並在抓住物品並準備切碎時向碎紙機發出開始工作的信號。如不切斷電源，碎紙機可能始終處於待機模式。然而，由於碎紙機具有破壞性，如果使用的人在使用時不小心，就可能造成傷害。目前許多碎紙機都沒有設計保護裝置來防止物品或肢體進入碎紙機的入紙通道-這給辦公室或家庭帶來安全隱患。目前有的碎紙機已採用了接觸檢測技術來阻止碎紙機的刀片傷害人或寵物。圖1 中的電路就是這種技術的一個例示。SW2是極性轉換開關，可以交換交流電源的火線頭和地線頭。電阻R12和R13，電容器C3和C2，以及二極體Dll、D12、D13、D14、D15和D6組成繼電器的MV電源。二極體D6、D7和電容器Cl組成電壓檢測集成電路Ul的電源。電源的正端子是交流電源的火線。繼電器開關RLY-1，二極體D2，電晶體Q1，電阻R5、R27、R6和光耦合器U5組成設備的電源。二極體D1、D8、D21，熱控燈(橙色)、電晶體Q4、電阻R4、R14、 Rll和電機熱控開關組成熱控指示電路。熔絲F1、開關RLY1、電機、功能開關和電機熱控開關組成電機運行電路。旋轉方向由功能開關設置決定。電源，電阻1 7、1 1、1 9、1 2、1 8、1 10， 二極體D20、D16、D4、D5、D9、D10，電晶體Q2、Q3和電壓檢測集成電路的引腳5組成LED (發光二極體)指示電路。面板的金屬部分，電阻1 20、1 19、1 21、1 22，電容器08和二極體019、 D17組成觸摸檢測電路。當將功能開關設置在「斷開」位置上時，機器不工作。當將功能開關設置在其它位置上並將碎紙筐與機器分開時，機器接通但不能碎紙。當碎紙筐與機器主體分開時，彈簧開關打開，切斷電機的電源。斷開彈簧的電路的工作方式如下Ul的引腳1檢測到彈簧斷開後，Ul的引腳5變成「高」電平，Q3和Q2斷開，電機停止運轉。電源指示器和觸摸/碎紙筐分離指示器均接通，因為這兩個指示器，R7、R8、D9和電機熱控開關形成電流迴路。當將功能開關從「斷開」位置移開且碎紙筐歸位時，機器處於待機狀態。電路的工作順序如下:U1的引腳1變成「低」電平且Q3、Q3導通。同時，Ul的引腳6變成「低」電平， Ql接通，繼電器RLYl閉合。此時，當功能開關處於「接通」位置時，如果入紙通道內有紙，機器將粉碎紙張，否則，碎紙機處於待機狀態。這種情況下，如果手、金屬或動物與入紙通道上的金屬部分接觸，交流電源、電路元件(R21、R19、R20)和觸點將形成迴路，此時由於Ul的引腳8處在「低」電平上，而Ul的引腳5和6處在「高」電平上，電機斷開。更具體地說，由於 Ul的引腳6處在「高」電平上，Ql斷開，電機電源斷開。當Ul的引腳5處在「高」電平上且 Q2和Q3斷開時，觸摸保護指示器接通。在接觸物從入紙通道移開後，碎紙機恢復正常工作狀態。[0006]觸摸保護是通過在進紙口上安裝導電觸摸面板實現的。當觸摸導電面板時，人體的導電性向控制電路提供微弱信號並激活觸摸保護。這種情況下，兩個2. 2MΩ (兆歐)的電阻大大地減小了流過人體的電流，因此該電路不會對人體造成傷害。運用這種技術需要採用敏感電壓檢測集成電路來實時監測觸摸面板的狀態。因此，對高度穩定和敏感的集成電路的需求是顯而易見的。因長期使用而引起的電路老化問題將使電路的檢測功能降低甚至喪失。至於阻值很大的兩個電阻，它們限制了可能流過人體的電流，但在潮溼環境下可能喪失性能。此外，人可能直接與交流電源接觸，造成觸電，甚至危及生命。

實用新型內容本實用新型通過提供利用生物電的觸敏碎紙機控制系統來解決上述缺陷。控制過程既安全又敏銳。電路性能穩定且應用範圍廣泛。為了達到上述目的，碎紙機的觸摸裝置構成如下。觸敏碎紙機控制系統可以包括功能模塊、電源模塊、導電觸摸面板和碎紙機機械部件。功能模塊可以包括觸摸檢測電路單元、電機倒轉檢測電路單元、進紙檢測電路單元、 過載保護電路單元、控制電路單元和具有接通、斷開和倒轉三個位置的功能開關。除功能開關外，功能模塊中所有其它單元都可以直接與控制電路單元聯接；功能開關與控制電路單元一起控制電機驅動電路單元，進而控制碎紙機的機械部件。電源模塊可以包括交流電源接口開關、安全開關、熔絲、控制開關、控制電路單元的電源以及電機驅動電路單元。交流電源接口開關、安全開關、熔絲和控制開關可以相互串聯，並通過功能開關的控制與電機驅動電路單元聯接。控制開關是繼電器開關。流過熔絲的交流電經整流、濾波和調節後向所有電路單元提供直流電。導電觸摸面板可以與觸摸檢測電路單元聯接。觸摸檢測電路單元由生物電控制開關電路和接地開關電路組成。生物電控制開關電路可以是帶有第一電晶體的電晶體電路， 觸摸面板經由第一電阻與第一電晶體的基極聯接。第一電晶體的基極經由第二電阻和第一電容器的並聯組合體接地。第一電晶體的發射極經由第三電阻和第二電容器的並聯組合體接地，並與接地開關電路的輸入端聯接。第一電晶體的集電極並行地驅動電源指示器LED和觸摸指示器LED，然後與電源聯接。接地開關電路也是具有第二電晶體的電晶體化開關電路。第二電晶體的基極與生物電控制開關電路的輸出端聯接，發射極接地，集電極經由光耦合器與控制電路的輸入端聯接，並經由第四電阻與電源聯接。進紙檢測電路單元也與控制電路單元聯接。進紙檢測電路單元包括發光二極體和光敏二極體。前者的發射區與後者的光感部分相對，都安裝在入紙通道兩相對的側壁上。過載保護電路和電機倒轉檢測電路單元與控制電路單元聯接。當人觸摸導電觸摸面板時，觸敏碎紙機控制系統已啟用級聯電路保證人體安全。 人體的生物電激活生物電控制開關電路，進而啟動所有關聯電路。控制電路單元禁止碎紙機的機械部分動作，保證人身安全。即便電源開關已被接通，碎紙機的機械部分也不會工作。碎紙機實施實時監測。整個控制過程既安全又敏銳。機器性能穩定可靠，操作簡便，且不會因人為疏忽造成危險。根據本實用新型的一個實施方式，一種觸敏碎紙機控制系統，包括與碎紙刀結合的碎紙機機械部分；與所述碎紙機機械部分以及與所述碎紙刀耦合的控制系統，所述控制系統檢測人或動物施加於所述碎紙刀的生物電；以及響應所述控制系統檢測人和動物施加於所述碎紙刀的生物電，停止所述碎紙刀的機械限制器。優選地，觸敏碎紙機控制系統中的機械限制器包括離合器。優選地，觸敏碎紙機控制系統中繼電器開關控制對所述可倒轉的碎紙機電機的供 H1^ ο根據本實用新型的另一個實施方式，一種觸敏碎紙機控制系統包括碎紙機電機； 帶有生物傳感器的生物電控制開關電路，其中，所述生物傳感器與碎紙刀耦合；以及耦合在所述生物電控制開關電路與所述碎紙機電機之間的碎紙機控制系統。優選地，觸敏碎紙機控制系統進一步包括光耦合器，設置在介於所述觸摸面板與所述碎紙機控制系統之間的電路中。優選地，所述生物電控制開關電路進一步包括與碎紙刀耦合的生物傳感器；以及第一級聯電晶體，具有與所述生物傳感器耦合的基極、與電源耦合的集電極、和與第二級聯電晶體的基極耦合的發射極，其中，所述第二級聯電晶體的發射極與光耦合器輸入端耦
I=I O根據本實用新型的另一實施方式，一種觸敏碎紙機控制系統，包括碎紙刀；與所述碎紙刀耦合的帶電碎紙機電機；與所述碎紙刀耦合的觸摸傳感器；控制電路單元，具有與帶電電機耦合的控制開關；以及光隔離器，耦合接收從所述觸摸傳感器接收的觸摸信號， 並對傳輸給所述控制電路單元的電信號實施電隔離，其中，所述觸摸信號代表生物電，其中，所述光隔離器耦接來將所述觸摸信號發送給所述控制電路單元，其中，所述控制開關是簧片開關。根據本實用新型的另一實施方式，一種碎紙機安全系統，包括碎紙刀；與所述碎紙刀耦合的可倒轉的帶電碎紙機電機；與所述可倒轉的帶電碎紙機電機耦合的安全控制電路；與所述安全控制電路耦合的接地開關電路；與所述安全控制電路耦合且包括觸敏刀具傳感器的生物電控制開關電路。優選地，碎紙機安全系統進一步包括安全開關，具有與所述安全控制電路耦合的電氣元件和與碎紙機底盤咬合部分接近配合的機械構件，其中，所述電器元件包括所述觸敏傳感器。在觸敏碎紙機控制系統的其它具體實施例中，碎紙刀對來自人或動物的生物電敏感。當在碎紙刀上檢測到生物電時，控制系統作出響應，激活限制器以限制碎紙機的機械部分，確保碎紙刀無法碎紙。在另外一些具體實施例中，碎紙機電機在限制器被激活之前斷電，從而減小了碎紙刀減速時作用在主動和從動機械元件上的扭矩。

本實用新型內容可參考附圖如下圖1的電路圖例示了現有技術中碎紙機控制系統所包括的電子部件；圖2為顯示本實用新型中觸敏碎紙機控制系統內的部件和模塊的框圖；圖3為顯示本實用新型中觸敏碎紙機控制系統內的電子元件的電路圖；圖4為另一具體實施例中顯示本實用新型中觸敏碎紙機控制系統內的電子元件的電路圖；圖5為與本實用新型的觸敏碎紙機控制系統結合使用的控制程序流程圖；圖6例示了阻止碎紙機齒輪轉動的裝置的一個具體實施例；圖7為例示本實用新型一個具體實施例的具體操作的流程圖；圖8為一個具體實施例中根據本實用新型的教導例示的觸敏碎紙機控制系統內電子元件的電路圖；圖9為另一個具體實施例中根據本實用新型的教導例示的觸敏碎紙機控制系統內電子元件的電路圖；圖10為又一具體實施例中根據本實用新型的教導例示的觸敏碎紙機控制系統的頂視平面圖；圖11為再一具體實施例中根據本實用新型的教導例示的觸敏碎紙機控制系統的頂視平面圖。下面將結合附圖對一些具體實施例進行詳細說明。其他具體實施例、技術特徵和/ 或優點通過以下描述將顯而易見，或者能夠通過實施本實用新型而獲得。附圖未按比例繪製，其中相同的編號在整個實用新型描述部分當中代表相同的技術特徵。以下描述僅用於說明本實用新型的一般原理，而不是對本實用新型的限制。
具體實施方式
在一個具體實施例中，觸敏碎紙機控制系統可以包括以下部件功能模塊、電源模塊和碎紙機機械部分。參考圖2，功能模塊包括觸摸檢測電路單元4、電機倒轉檢測電路單元7、進紙檢測電路單元5、過載保護電路單元6、控制電路單元3和功能開關86。除功能開關外，功能模塊中所有其它單元都直接與控制電路單元聯接；功能開關與控制電路單元一起控制電機驅動電路單元2，進而控制碎紙機的機械部件1。導電觸摸面板與觸摸檢測電路單元4聯接，觸摸檢測電路單元4由生物電控制開關電路和接地開關電路組成。電源模塊包括交流電源接口開關81、安全開關82、熔絲83、控制開關84、控制電路單元的電源85和電機驅動電路單元2。控制開關是繼電器開關，而安全開關是門開關。該單元的前四個元件串聯在一起，並通過功能開關86的控制與電機驅動電路單元聯接。電源通過熔絲與控制電路單元的電源聯接，進而與控制電路單元聯接。參考圖3，在一個具體實施例中，生物電控制開關電路主要是開關電晶體電路。導電觸摸面板經由電阻R5與開關電晶體Q4的基極聯接。電晶體Q4的基極通過並聯的電容器C7和電阻R6接地，其集電極直接與電源VCC聯接，發射極通過並聯的電容器C8和電阻 R16接地。Q4的發射極還直接與接地開關電路聯接。接地開關電路也是開關電晶體電路。生物電控制開關電路的輸出端與接地開關電路的輸入端即電晶體Q2的發射極聯接。電晶體Q2的發射極直接接地，其集電極通過電阻 R7與VCC聯接，通過光耦合器Ul與控制電路單元的輸入端聯接。 參考圖4，在另一個具體實施例中，生物電控制開關電路基於電晶體Q3。觸摸面板通過串聯電阻R6和R7與生物電控制開關電路的輸入端，即開關電晶體Q3的基極聯接。電晶體Q3的基極經由並聯的電容器C3、二極體D4和電阻R8接地，集電極通過並聯的電源指示器和觸摸指示器LED3與電源VCC聯接，而發射極直接與接地開關電路的輸入端聯接。
7[0042]接地開關電路也是電晶體電路。生物電控制開關電路的輸出端，即電晶體Q3的發射極直接與開關電晶體Q2的基極聯接。電晶體Q2的發射極直接接地，其集電極與控制電路單元3的輸入端聯接。參考圖2，進紙檢測電路單元與控制電路單元3聯接。參考圖3，進紙檢測電路單元包括發光二極體ITI和光敏二極體頂1，兩者面對面地分別設置在碎紙機入紙通道的兩壁上。過載保護電路單元6和電機倒轉檢測電路單元7都與觸敏碎紙機的控制電路單元3 聯接。再參考圖2，電機倒轉檢測電路單元7和進紙檢測電路單元5都與控制電路單元3 聯接，然後與電機驅動電路單元2聯接，進而與碎紙機機械部分1聯接。電機倒轉檢測電路單元7檢測倒轉信號，將電信號發送給控制電路單元3，然後電控碎紙機機械部分1通過電機驅動電路單元2使電機倒轉。進紙檢測電路單元5檢測入紙通道上的紙張饋入情況，將信號發送給控制電路單元，然後通過電機驅動電路單元驅動碎紙機機械部分碎紙。參考圖5，在碎紙過程中，如果人體觸碰入紙通道的觸摸面板，碎紙機將立即制動。 觸摸信號被發送給觸摸檢測電路單元4，然後到達控制電路單元3，並通過切斷電機驅動電路單元2的電源使碎紙機停止運轉。如果人體未觸摸導電觸摸面板，控制電路單元將解除對電機驅動電路單元2的控制，使機械部分能夠獨立工作。參考圖3，碎紙機具有如下功能過載保護、光控碎紙、碎紙、停機和倒轉功能、以及自動觸停。下面描述控制電路單元的電源。交流電輸入被由電阻Rl和R2、電容器Cl和C2、 二極體D5和D6以及齊納二極體ZDl組成的電路分流、整流、調節、濾波。控制電路單元的電源為經過調節的M伏直流電。它遠低於人體能承受的安全電壓，不會對人或動物造成傷害。下面描述觸摸檢測電路單元的電源。交流電輸入經橋式整流器調節和濾波後輸出 12伏直流電壓。電路包括二極體D1-D4、齊納二極體ZD2、電阻R12和電容器C3。當人觸摸金屬面板時，人體的生物電經由1ΜΩ電阻到達電晶體Q4的基極。該生物電觸發電晶體Q4和Q2接通並使電晶體Q3斷開，從而切斷電機電源，致使碎紙機在人體接觸入紙通道時自動停止。參考圖4，本具體實施例中的碎紙機具有如下功能接通-斷開LED指示器、觸摸保護LED指示器、過載LED指示器、交流電源指示器、光控碎紙、碎紙、停機和倒轉功能。過載保護和開門LED指示功能通過由R18、R14、R13、R11和R12，發光二極體LEDl 和LED2，二極體D10、D9和D6，齊納二極體ZD2，電容器C5及可控矽整流器SCR組成的電路實現。控制電路單元的電源電路由電阻Rl和R2、電容器Cl和C2、二極體Dl和D2、齊納二極體ZD1、和電容器C2組成。控制電路單元的電源同樣使用經過調節的M伏直流電。它遠低於人體能承受的安全電壓，不會對人或動物造成傷害。下面描述觸摸功能。當人觸摸金屬面板時，人體的生物電經由電阻R6和R7到達電晶體Q3的基極。該信號觸發電晶體Q3和Q2接通，導致電晶體Ql斷開，並切斷電機的電源。電機停止轉動從而使人得到保護。如果使用獨立的橋式電源，並通過光耦合器與電機隔離，觸摸檢測電路單元將更加穩定。[0054]當人觸摸面板時，人對面板金屬部分的觸摸提供了經由基極偏置電路接通Q3的觸發信號。基極偏置電路由電阻R7、R6、R8，二極體D4和電容器C3組成。來自人體的足夠高的正向電壓將導致Q3和Q2接通。當Q2接通時，其集電極電壓下降，從而經由電阻R5接通觸摸指示器，經由D16斷開Q5，並經由D15斷開Q1。如果機器此時反向轉動，則Q5接通。 但是，觸摸電壓會切斷Q5和電機。另一種狀況發生在機器處於碎紙的狀態中。在這種情況下，Ql接通，電機正向轉動。但是，由於人的觸摸，Ql被切斷，電機也被切斷。在任一種情況下，機器都會停止運轉，從而保證了人的安全。當人不再觸摸機器的金屬面板時，因為沒有觸發電壓，電晶體Q3斷開，機器返回到正常工作狀態。電源接通指示電路的工作原理如下。當機器處於從功能開關中選擇的碎紙或倒轉狀態時，電源接通指示器接通，而當機器處於停止狀態時，電源接通指示器斷開。 指示電路包括指示燈、電阻R17和R16以及電晶體Q4。當機器處於停止狀態時，指示器因電晶體Q4未導通而斷開。倒轉狀態下，電晶體Q4的發射結、二極體D12和功能開關構成完整的電路，電源接通指示器接通。而當機器處於切碎狀態時，Q4的發射極、二極體D13和功能開關構成完整的電路，電源接通指示器接通。手小的人，尤其幼兒的手指，很可能無法得到碎紙機機械安全系統的保護。於是， 本實用新型的具體實施例包括因接觸碎紙刀而被激活的碎紙機安全系統。與當目標與碎紙機機殼達到預定距離時就開啟安全措施的接近檢測器不同，本文所述的碎紙刀接觸安全系統因目標與碎紙刀的接觸而開啟。一般而言，當觸敏碎紙刀控制系統因接觸碎紙刀而被激活時，碎紙機電機斷電。尤其當人或動物接觸碎紙刀時，與碎紙刀耦合的生物傳感器能夠感測由人或動物生成的生物電信號。接收到的生物電信號激活控制電路單元，導致安全性停轉，其中至少碎紙電機制動。參考圖6，其中例示了本實用新型的另外一些具體實施例。控制電路35可以激活快速反應筒形線圈27，以便控制限制碎紙刀旋轉的機械動力限制器25。例如，可以將限制器25設置於電機與刀片之間的動力傳輸系統的動力元件附近，所述動力元件如嚙合齒輪 55，該齒輪與碎紙刀同步旋轉。當被激活和調動時，限制器25可以與主動齒輪，從動齒輪或其二者接合。一旦與碎紙刀接觸，用戶的生物電信號使限制器25被調配到主動齒輪的咬合輪齒55與從動齒輪之間，使碎紙機的刀片迅速減速並停止轉動。限制器25最好由持久、彈性、耐磨和減震的材料構成，以吸收碎紙刀的殘餘轉動動量，材料包括但不限於高密度聚乙烯，還可選用硬化天然橡膠等其它材料。限制器25的材料優選比較便宜且不會損害嚙合齒輪齒55的材料。限制器25可以是被安裝到快速反應筒形線圈27上的橡膠止動器；這樣設置限制器25既迅速又牢固。該止動器可以由橡膠等持久、彈性、耐磨和減震的材料構成。通常，筒形線圈27可以是推式筒形線圈，由控制電路35響應與碎紙刀接觸的人或動物發出的生物電信號激活。在調動限制器25之前，可以先停止碎紙機電機後再開啟筒形線圈27，從而將止動器25插在嚙合齒輪55之間，以達到迅速「軟停止」的效果。「軟停止」 將顯著降低嚙合齒輪、其它機械動力傳輸系統元件以及接觸碎紙刀的用戶因與碎紙刀的接觸而受傷的可能性。其它具體實施例可應用離合器作為機械動力限制器25來使碎紙機制動。例如，離合器可以分離齒輪和與之聯接的轉軸，從而使轉軸因與刀片相互作用產生的摩擦力而停止轉動。另一個離合器例子可以是置於電機與齒輪箱之間擺脫電機傳遞的力矩的離合器。另一個具體實施例中包括一個電路，它在一定程度上向電機提供反向電流抵消電機的運動方向，從而造成電磁製動。這樣的系統可以使電機產生即使有也是非常小的反向轉動。圖7例示了觸敏碎紙機控制系統的雙階段操作法700。在第一階段中，碎紙機在第一感測過程中發出第一傳感器響應。在第二階段中，碎紙機在第二感測過程中發出第二傳感器響應。在本文的具體實施例中，第一階段可以包括碎紙刀傳感器，其接收來自人或動物的生物電(「生物電信號」)，感測與人或動物的接觸並指示該接觸。在本文的具體實施例中，第二階段可以包括導電觸摸面板，其接收來自人或動物的生物電信號，感測與人或動物的接觸並指示該接觸。在某些實施例中，第一階段可以包括將生物電信號耦接到控制電路單元的處理過程。作為響應，控制電路單元可以對碎紙機電機斷電，使限制器介入機械動力傳輸系統，並使碎紙刀迅速而完全地停止工作。類似地，第二階段可以包括將生物電信號耦接到觸摸面板的處理過程，觸摸面板隨後將代表該生物電信號的信號耦接到控制電路單元。作為響應，控制電路單元可以對碎紙機電機斷電，使碎紙刀停止工作。在其他的具體實施例中，可以將第一感測過程作為第一階段，其中碎紙刀傳感器接收來自人或動物生物電信號，感測與人或動物的接觸並指示該接觸。隨後可以將代表生物電信號的信號耦接到控制電路單元。作為響應，控制電路單元可以對碎紙機電機斷電，使限制器介入機械動力傳輸系統，並使碎紙刀迅速而完全地停止工作。圖8例示了觸敏碎紙刀控制電路800的一個示範性具體實施例的電路圖。儘管圖 8與圖3所示的觸摸面板控制電路功能上具有相似性，但本領域的普通技術人員應當樂見圖8中的觸敏碎紙刀控制電路800與圖3所示電路的區別，最明顯的就是觸摸控制系統810 能夠感測碎紙刀820上從人或動物處接收的生物電。響應於感測到的人或動物對金屬碎紙刀的觸摸，觸摸控制系統810激活(ON)級聯電晶體Q3和Q4，產生代表感測生物電的信號825。生物信號825可以通過光電耦合器0PT01 耦接到主控電路850的Q2。0PT01可以進一步將觸摸碎紙刀820的人或動物與用於激活電機840的潛在致命電源隔離。電晶體Q2可以起到開關的作用，當從0PT01接收到代表生物信號的信號時，Q2可以斷開，從而激活機電限制元件860。機電限制元件860可以包括繼電器線圈，當Q2斷開時，該繼電器線圈可以對電機840斷電。另外，機電限制元件860可以包括與機械動力傳輸限制器耦合的筒形線圈。圖6所示的非限制性實施例中，與機械動力傳輸限制器耦合的筒形線圈可以是與機械動力傳輸限制器25耦合的筒形線圈27。當Q2斷開時，該筒形線圈斷電，致使機械動力傳輸限制器25介入到諸如嚙合齒輪55的機械動力傳輸元件中。在另一個非限制性實施例中，機械動力傳輸限制器可以替換成與機電限制元件860耦合的離合器。在其他非限制性替代實施例中，機械動力傳輸限制器25可以使用需要確定機電冗餘度的止動器和離合器共同實現。圖9例示的電路圖為觸敏碎紙刀控制電路900的另一個示範性具體實施例。刀片觸摸傳感器910可以在諸如引腳16處與集成電路ICl 920耦合。PIN 16接收從刀片生物傳感器910接收的生物信號，然後去激或設置PIN 15上的LOW(低電平)信號。NPN電晶體 Ql接收LOW電信號並響應該信號而斷開，進而致使電機930斷電。另外，可以使ICl 920在PIN 14(電機正轉/反轉)上輸出HIGH(高電平)信號。可以用來自PIN 14的HIGH信號耦合接通NPN電晶體Q2，使電機930反轉；接通時間至少足以對碎紙刀進行電制動。另外， 電晶體Q2和繼電器RLY-2. 3可以是機電限制元件的部件，機電限制元件還可以包括止動器機械限制器，離合器機械限制器或兩者的結合。在本實用新型的其它具體實施例中，具有金屬化接觸元件的高腳生物傳感器可以聯接到碎紙機內部的組件上，而不是碎紙刀上。當人或動物與金屬化觸件接觸時，高腳生物傳感器激活控制電路單元，使機器安全停止。安全停止可以是指斷開正向運轉(碎紙)的碎紙機電機。此外，在安全停止中，可以啟用限制器確保碎紙刀立即停止運轉。而且，在安全停止中，可對碎紙機電機短時反向供電，產生電力制動。圖10中，可為碎紙機組裝件(「碎紙機」)1000配備可放置碎紙刀1020的內殼 1010。碎紙機1000的內殼1010可以包括基本在1030上、但至少局部包圍刀片1020的框架。框架1030可以包括一個或多個大致水平的支撐框架構件，如構件1032，及一個或多個大致垂直的支撐框架構件，如構件1034 ( 「水平」是指與碎紙刀1020的縱軸平行)。在所選的幾個關於碎紙機1000的非限制性示範實施例中，可以將支撐框架1010 的至少一個構件的至少一部分金屬化，形成金屬化接觸元件。金屬化接觸元件可以是金屬化框架構件的一部分。在某些所選的具體實施例中，支撐框架1010可以由導電金屬構件構成，從而整個支撐框架基本上都可以成為金屬化觸點。可以將金屬化支撐框架1010支撐在碎紙機的下機殼1060上。框架1010可以為碎紙機1000內的碎紙刀1020，或者為碎紙機電機1090和以電機主動軸1095為代表的機械動力傳輸機構提供改進的結構支撐。一般而言，以支撐框架構件1032、1034為代表的金屬化接觸元件與碎紙刀分離 (即不與之接觸)，且可置於碎紙刀的入口(在上機殼中，未示出)與碎紙刀1020本身之間。 通常情況下，金屬化接觸元件1032與換能器1050耦合，換能器1050接收人或動物(未示出)與金屬化接觸元件1032接觸時產生的生物電信號1052，並產生代表生物電信號的信號 10M。與換能器1050耦合的金屬化接觸元件1032可以被描述為高腳生物傳感器(綜合為高腳生物傳感器1051)，而代表生物電信號的信號IOM可以被描述為生物信號。高腳生物傳感器1051激活後可將生物信號IOM耦接到控制電路單元1055。人或動物(未示出)只需接近而無需接觸碎紙刀1020時高腳生物傳感器1051即可感知。響應於高腳生物傳感器1051檢測到人或動物的接近，控制電路單元1055可以安全停止，致使碎紙刀1020迅速且完全地停止工作。在安全停止期間，控制電路單元1055切斷碎紙機電機1090的電源1094，並可將上述限制器調配到機械動力傳輸系統1095中，或碎紙機電機1090和機械動力傳輸系統1095兩者中。在允許電機倒轉的具體實施例中，控制電路單元1055可以對碎紙機電機1090暫時反向供電並產生電動制動，這可以進一步快速降低正向旋轉的碎紙刀的轉速。在其他描繪圖10內容的非限制性可替代實施例中，金屬化接觸元件可以是置於碎紙機中與碎紙刀1020隔開並相對於向碎紙刀1020送紙的方向高於碎紙刀1020的片段、 窄條或圓環。金屬化接觸元件可以是連續的也可以是間斷的。如圖10所示，窄條型金屬化接觸元件的非限制性具體實施例可以包括能夠插在相鄰刀據元件1042A、1042B之間的金屬化刀具間隔片1040。一個或多個金屬化刀具間隔片1040可以與換能器1050耦合，以便在有人或動物(未示出)接觸時，換能器1050可以從金屬化刀具間隔片1040接收生物電信號1041。刀具間隔片1040通常配有與相鄰刀具元件(「刀件1042A和1042B」)分離並相對於該刀具元件分隔的隔片接觸表面。在這樣的具體實施例中，人或動物與金屬化元件1040接觸可以激活生物傳感器換能器1050，以將生物信號IOM發送到控制電路單元1055。接著，控制電路單元1055可以對電源1094斷電，進而對碎紙機電機1090斷電，致使該電機安全停止。在安全停止期間，控制電路單元1055還可以將上述限制器調配到到機械動力傳輸系統1095中，使碎紙刀 1020迅速且完全停止工作。在將碎紙機電機1090配置成作反向運動的情況下，控制電路單元1055可以通過對電機1090供電使之反轉來引起電動制動。在使用電動制動的一些具體實施例中，控制電路單元1055通常可以調配上述限制器暫時電動制動足夠長的時間，以使碎紙刀1020迅速且完全停止工作。本領域普通技術人員可以按照本說明書內容輕易理解上述安全元件的組合。在第一非限制性實施例中，支撐框架1010的多個金屬化構件可以彼此電耦合，亦可與換能器 1050電耦合，從而使控制電路單元1055能夠響應人或動物與框架1010的耦合表面之間的接觸，產生安全停止。在第二非限制性實施例中，多個金屬化刀具間隔片1040可與換能器 1050電耦合，從而使控制電路單元1055能夠響應人或動物與某個金屬化刀具間隔片1040 的接觸，產生安全停止。在第三非限制性實施例中，支撐框架1010的多個金屬化構件及多個金屬化刀具間隔片1040可以與換能器1050電耦合，從而使控制電路單元1055能夠響應人或動物與金屬化構件、金屬化刀具間隔片或兩者的接觸，產生安全停止。圖11例示了具有圖10中碎紙機1000類似優勢的碎紙機1100的頂視圖。在按照本實用新型所選的其它非限制示範性具體實施例中，碎紙機框架(通常在1110上)可以與刀片保護件1111、1112耦合，各個刀片保護構件1111和1112相對於碎紙刀1120的縱軸相隔預定的保護間隙1115。預定保護間隙1115的大小可以設成能夠防止待碎物落入保護間隙1115中。刀片保護構件1111和1112可以置於碎紙刀1120的上面，並與之分隔。保護間隙1115通常可以設置在碎紙機1100的送紙口(未示出)的下面，並與其縱向對齊。保護間隙1115離刀片1120足夠遠，以保證碎紙機1100能夠進行預期的正常操作，但要限制接近碎紙刀1120以及其危險周邊。刀片保護件1111、1112之一或兩者可以與生物傳感器換能器1150電耦合，從而形成組合生物傳感器1151。刀片保護件1111，1112接收來自與電耦合刀片保護件1111、1112 接觸的人或動物的生物電信號1141，並能夠將生物電信號1141發送給換能器1150。作為響應，換能器1150可以生成能夠被控制電路單元1155接收的生物信號1130。當生物信號 1130被控制電路單元1155接收時，控制電路單元1155可以作出安全停止的響應。與對應於圖10中的碎紙機1000的安全停止類似，控制電路單元1055響應於生物信號1130，可以對電源1160斷電，進而對碎紙機電機1190斷電，使碎紙刀1120迅速且完全停止工作。在一些具體實施例中，控制電路單元1巧5引起的安全停止也可以將上述限制器調配到機械動力傳輸系統1195中。至於圖10中的碎紙機1000、控制電路單元1155引起的安全停止也可以產生電動制動，以減小碎紙刀1120的慣性運動。刀片保護件1111、1112可以提高碎紙機 1100的結構強度和完整性，並且還能夠提高產品的可靠性，延長產品使用壽命，並降低運行成本。而且，可以調整刀片保護件1111、1112之間的保護間隙1115的寬度，以使其與碎紙機1100送紙入口(未示出)中附近相應的間隙大致相同。還可以使保護間隙1115與碎紙機1100送紙入口(未示出)中附近相應的間隙大致相同。另外，在不妨礙向刀片1120送紙的同時，可以使保護間隙1115稍窄於碎紙機1100送紙入口(未示出)中附近相應的間隙。在保護間隙1115稍窄於碎紙機1100送紙入口(未示出)中附近相應的間隙的示範性實施例中，人或動物與生物傳感器1151的金屬化接觸傳感器1111、1112之間的接觸能夠在人或動物接觸碎紙刀1120之前引起安全停止。這樣的設計可以改進碎紙機1100的安全性能，甚至在人或動物可能直接接觸碎紙機1100內部機構，或正在對通電的碎紙機1100進行維護或測試的環境下，也能保證安全。在其它可替代的具體實施例中，針對圖10中的碎紙機1000和圖11中的碎紙機 1100所述的安全停止裝置和方法可以單獨或結合使用。在第四非限制性實施例中，人或動物與和換能器1150電耦合的刀片保護件1111之間的接觸可以使控制電路單元1155安全停止。此外，圖11中的刀片保護件具體實施例還可以與圖10所述的一個或多個非限制性實施例結合使用。在第五非限制性實施例中，人或動物與支撐框架1010的一個或多個金屬化構件或金屬化刀具間隔片以及一個或多個可以與換能器1050或1150電耦合的刀片保護件1111、1112之間的接觸能夠使控制電路單元1055或1155產生安全停止。不僅如此，還可以對前述任一非限制性實施例進行改進，以便能夠使對碎紙刀1020或1120、一個或多個金屬化框架構件、金屬化刀具間隔片或刀片保護件的接觸引起控制電路單元1055或1155 等產生安全停止。本領域普通技術人員應該能夠根據前述公開內容辨別可預見的改進和可替代產品。有益的用塗本實用新型的具體實施例提供了如下有益用途1.提高了包括成年人、孩子以及寵物在內的安全保護；2.改進了碎紙機組件的結構支撐；3.提高了碎紙機1100的結構完整性；4.提高了產品的可靠性；5.延長了產品的使用壽命；6.降低了產品的運行成本和維護費用。如上所述，觸敏碎紙機控制系統採用了級聯電路。在機器入紙通道上設有刀片觸摸傳感器，其與生物電控制開關電路、接地開關電路、以及包括刀片限制器在內的碎紙機機械部分聯接。當人或動物觸摸觸敏碎紙刀時，所有這些電路都能保證安全。人體的生物電激活生物電控制開關電路，進而啟動所有相聯電路。控制電路單元禁止碎紙機的機械部分動作，保證人身安全。即便人在電源開關接通的情況下觸摸觸敏碎紙刀，碎紙機的機械部分也不會工作。對於上述觸敏面板，碎紙機可以使用觸敏碎紙刀以及既安全又敏感的控制過程實現實時監測。機器性能既穩定又可靠。操作簡便且無需人為介入；可以廣泛應用，並能夠保證安全。雖然本實用新型已通過電路圖和實施例作了描述，但應該注意到，對本實用新型的各種改變和修改對於本領域普通技術人員來說是顯而易見的。因此，除非這樣的改變和修改偏離本實用新型的範圍，否則應該認為它們也包括在本實用新型之中。
權利要求1.一種觸敏碎紙機控制系統，包括 與碎紙刀結合的碎紙機機械部分；與所述碎紙機機械部分以及與所述碎紙刀耦合的控制系統，所述控制系統檢測人或動物施加於所述碎紙刀的生物電；以及響應所述控制系統檢測人和動物施加於所述碎紙刀的生物電，停止所述碎紙刀的機械限制器。
2.根據權利要求1所述的觸敏碎紙機控制系統，其中，所述機械限制器包括離合器。
3.根據權利要求1所述的觸敏碎紙機控制系統，其中，所述控制系統進一步包括對電機實現電磁製動的電路。
4.根據權利要求1所述的觸敏碎紙機控制系統，其中 所述碎紙機機械部分包括可倒轉的碎紙機電機；所述控制系統包括具有接通、斷開和倒轉三個位置的功能開關；且當所述功能開關處於接通或倒轉位置時，所述控制系統禁止所述可倒轉的碎紙機電機動作。
5.根據權利要求4所述的觸敏碎紙機控制系統，其中 繼電器開關控制對所述可倒轉的碎紙機電機的供電。
6.一種觸敏碎紙機控制系統，包括 碎紙機電機；帶有生物傳感器的生物電控制開關電路，其中，所述生物傳感器與碎紙刀耦合； 耦合在所述生物電控制開關電路與所述碎紙機電機之間的碎紙機控制系統。
7.根據權利要求6所述的觸敏碎紙機控制系統，進一步包括光耦合器，設置在介於所述觸摸面板與所述碎紙機控制系統之間的電路中。
8.根據權利要求7所述的觸敏碎紙機控制系統，進一步包括耦合的接地開關電路，向所述光耦合器發送從所述生物電控制開關電路接收的生物電信號。
9.根據權利要求8所述的觸敏碎紙機系統，其中，所述生物電控制開關電路進一步包括與碎紙刀耦合的生物傳感器；第一級聯電晶體，具有與所述生物傳感器耦合的基極、與電源耦合的集電極、和與第二級聯電晶體的基極耦合的發射極，其中，所述第二級聯電晶體的發射極與光耦合器輸入端華禹合。
10.一種觸敏碎紙機控制系統，包括 碎紙刀；與所述碎紙刀耦合的帶電碎紙機電機；與所述碎紙刀耦合的觸摸傳感器；控制電路單元，具有與帶電電機耦合的控制開關；以及光隔離器，耦合接收從所述觸摸傳感器接收的觸摸信號，並對傳輸給所述控制電路單元的電信號實施電隔離，其中，所述觸摸信號代表生物電，其中，所述光隔離器耦接來將所述觸摸信號發送給所述控制電路單元， 其中，所述控制開關是簧片開關。
11.一種碎紙機安全系統，包括 碎紙刀；與所述碎紙刀耦合的可倒轉的帶電碎紙機電機； 與所述可倒轉的帶電碎紙機電機耦合的安全控制電路； 與所述安全控制電路耦合的接地開關電路；與所述安全控制電路耦合且包括觸敏刀具傳感器的生物電控制開關電路。
12.根據權利要求11所述的碎紙機安全系統，進一步包括安全開關，具有與所述安全控制電路耦合的電氣元件和與碎紙機底盤咬合部分接近配合的機械構件，其中，所述電器元件包括所述觸敏傳感器。
專利摘要本實用新型旨在提供一種觸敏碎紙機控制系統。觸摸功能通過一系列電路實現從碎紙機入紙通道上的導電觸摸面板上獲取輸入信號，處理該信號，並通過電機驅動電路停止碎紙機的機械部分。該系統具有觸摸檢測電路單元，其中包括感測導電觸摸面板的生物電控制開關電路。生物電控制開關電路能夠觸發向多功能控制電路單元輸出信號的觸摸檢測電路單元的接地開關電路。控制電路單元隨後處理其他保護問題。碎紙機觸摸裝置通過自動並實時監測功能保護人和包括寵物在內的動物免受傷害。整個控制過程既安全又敏銳。
文檔編號B02C18/00GK202078958SQ2010205663
公開日2011年12月21日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年10月9日
發明者蔡崇詩, 陳信雄, 陳凱富 申請人:上海震旦辦公設備有限公司