專利名稱：一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于辦公設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
碎紙機是常用的辦公設(shè)備之一，目前碎紙機具有的功能越來越多，消費者對碎紙機的功能要求也越來越高，碎紙機的耗電能力是消費者特別關(guān)心的部分，如何減少能源的消耗也是碎紙機制造商追求的目標。
碎紙機的工作原理較為簡單，但是卻帶來了一些問題眾所周知，碎紙機進紙口紙張數(shù)量的不同，電機在碎紙時所需的輸出功率也并不相同。但是在實際碎紙時，電機基本上是維持在一個近乎恒定的功率進行碎紙的。這就容易造成當待碎紙紙張數(shù)量大于電機的負荷時，會導(dǎo)致電機停止工作；而當待碎紙紙張數(shù)量太少時，則會造成電機功耗的白白浪費。日常使用時的碎紙機，很多時候每次碎紙時都未能使電機達到最充分地利用，因此，這種碎紙機在很大程度上對電能造成了浪費。
為此，人們設(shè)計出了一些能根據(jù)碎紙數(shù)量對電機的輸出功率進行調(diào)節(jié)的碎紙機，如中國專利公開了一種智能換檔碎紙機構(gòu)及其自動換檔方法(其公開號為CN1803299A)，該專利中的堵轉(zhuǎn)檢測電機檢測到當前檔位不能碎動紙張時，切換至上一級的較高檔位，若還是無法碎動紙張，繼續(xù)向更高一級檔位切換，以此類推， 直至選擇到最為合適的檔位進行碎紙。
上述專利雖然可將碎紙機的輸出功率從低檔向高檔逐檔切換，但是在一連串的碎紙過程中，碎紙機的輸出功率只能由低檔往高檔切換，缺乏由高檔往低檔切換的功能，因此還是無法徹底 解決讓電機達到最充分地利用的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的碎紙機所存在的上述問題， 而提出了一種能根據(jù)碎紙數(shù)量對電機的輸出功率進行調(diào)節(jié)，并能 實現(xiàn)電機低檔與高檔之間自由切換的碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)。
本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn) 一種碎紙機 的自動調(diào)檔系統(tǒng)，連接在電機工作電路上，包括電源、與電機M相連的電機換檔電路M3和控制電路M0，所述的電機換檔電路M3 用于調(diào)節(jié)電機M的輸出功率，電源對控制電路M0及電機換檔電路 M3供電，其特征在于，所述的控制電路M0上聯(lián)接有用于測試電 機M轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感電路Ml，控制電路M0根據(jù)檢測到的轉(zhuǎn)速通 過電機換檔電路M3調(diào)節(jié)電機M的輸出功率。
本碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)根據(jù)電機M在碎紙時的實際轉(zhuǎn)速來 判斷電機M是否處在最佳的工作檔位，再根據(jù)需要切換檔位。轉(zhuǎn) 速傳感電路Ml將檢測到的電機轉(zhuǎn)速信號傳輸給控制電路M0，控 制電路MO將電機轉(zhuǎn)速與電機M位于當前檔位時的空轉(zhuǎn)速度進行比 較，根據(jù)兩者之間的差值大小判斷是否需要切換檔位。需要切換 檔位時，由控制電路M0控制電機換檔電路M3對電機M的輸出功 率進行調(diào)節(jié)。
在上述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)中，所述的控制電路M0 包括中央處理器Ul和繼電器驅(qū)動電路M2，中央處理器Ul上設(shè)有 與轉(zhuǎn)速傳感電路M1聯(lián)接的轉(zhuǎn)速信號輸入端RB3和與繼電器驅(qū)動電 路M2聯(lián)接的控制信號輸出端RB0。
轉(zhuǎn)速傳感電路Ml輸出的電機轉(zhuǎn)速信號由中央處理器Ul上的 轉(zhuǎn)速信號輸入端RB3接收，中央處理器Ul處理后，從控制信號輸 出端RBO對繼電器驅(qū)動電路M2發(fā)出控制信號，再由繼電器驅(qū)動電路M2控制電機換檔電路M3對電機M的輸出功率進行調(diào)節(jié)。
在上述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)中，所述的繼電器驅(qū)動 電路M2包括第一繼電器Jl的線圈J1B和三極管Ql，三極管Ql 的發(fā)射極接地，集電極與線圈J1B串接，基極與上述的控制信號 輸出端RB0聯(lián)接。
系統(tǒng)通過中央處理器U1上的控制信號輸出端RB0輸出的高低 電平來控制繼電器驅(qū)動電路M2中的線圈J1B的通斷狀況。當控制 信號輸出端RB0輸出高電平時，三極管Q1的集電極與發(fā)射極導(dǎo)通， 同時第一繼電器Jl的線圈J1B被導(dǎo)通，反之，線圈JIB斷開。
在上述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)中，所述的電機換檔電 路M3包括第一繼電器Jl的常開觸點J12和常閉觸點J13，上述 的常開觸點J12和常閉觸點J13并聯(lián)后一端接在電機繞組的不同 抽頭上，另一端與電源聯(lián)接。
本系統(tǒng)中的電機換檔技術(shù)采用抽頭變檔原理來實現(xiàn)的，常開 觸點J12和常閉觸點J13連接在電機定子繞組的不同抽頭上，即 改變主副繞組匝數(shù)使之減弱定子的磁場強度以達到目的。常開觸 點J12和常閉觸點J13兩者的通斷情況均由繼電器驅(qū)動電路M2 中的線圈J1B來控制。
在上述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)中，所述的轉(zhuǎn)速傳感電 路M1包括一對相互配合設(shè)置的發(fā)射管和接收管，接收管和發(fā)射管 并聯(lián)后由電源供電，上述的接收管能間隙地接收到發(fā)射管發(fā)出的 光線，接收管的信號輸出端OUT與控制電路MO連接。
電機M在轉(zhuǎn)動過程中，可使發(fā)射管發(fā)出的光線信號間隙地被 接收管所接收，接收管連續(xù)兩次接收到光線信號的間隔時間受電 機M轉(zhuǎn)速影響。接收管每接收到一次光線信號，均可從信號輸出 端OUT對控制電路M0發(fā)出一個接收信號，控制電路M0根據(jù)接收 管在一定時間內(nèi)發(fā)出的接收信號的數(shù)量即可計算出電機M當前的 轉(zhuǎn)速。
在上述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)中，所述的發(fā)射管和接
收管配合設(shè)置在電機M轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，并在電機M轉(zhuǎn)子上開有一個 垂直于電機M轉(zhuǎn)子軸心的通孔，上述發(fā)射管發(fā)出的光線可穿過通 孔被接收管接收。
電機M每轉(zhuǎn)一圈，發(fā)射管、接收管和通孔均會有兩次處于同 一條直線上；通孔的兩端分別正對著發(fā)射管和接收管時，發(fā)射管 發(fā)出的光線信號剛好能穿過通孔被接收管所接收，當通孔側(cè)對著 發(fā)射管與接收管時，發(fā)射管發(fā)出的光線被轉(zhuǎn)子所阻擋，接收管無 法接收到發(fā)射管發(fā)出的光線。因此，可以根據(jù)接收管在一定時間 內(nèi)接收到光線信號的次數(shù)來表示當前電機的轉(zhuǎn)速。
在上述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)中，所述的發(fā)射管為紅 外線發(fā)光二極管D0，接收管為光敏三極管Q0。紅外線發(fā)射管發(fā)出 的紅外線信號可被光敏三極管Q0接收。
在上述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)中，所述的電機換檔電 路M3中還設(shè)有反轉(zhuǎn)開關(guān)電路，反轉(zhuǎn)開關(guān)電路包括第二繼電器J2 常開觸點J45、常閉觸點J46和第三繼電器J3的常開觸點J78， 第二繼電器J2和第三繼電器J3線圈的通電狀況由上述的控制電 路控制M0。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)利用電機的轉(zhuǎn)速 來判斷當前電機是否處在最佳的工作檔位，并可以根據(jù)負載的變 化，在電機的低檔位和高檔位之間隨意切換，智能化地調(diào)節(jié)電機 的功耗，從而達到節(jié)能的目的。電機實際轉(zhuǎn)速與空載轉(zhuǎn)速之間采 用差值算法判斷，可以極大的提高系統(tǒng)對不同頻率電源和不同轉(zhuǎn) 速電機的兼容性。


圖1是本碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)的原理方框圖。
圖2是本碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)的電路圖。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型 的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。 如圖1所示，本碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，連接在電機工作電路上，包括轉(zhuǎn)速傳感電路M1、控制電路M0、電機切換電路M3以 及進行供電的系統(tǒng)電源，轉(zhuǎn)速傳感電路Ml和電機切換電路M3均 與控制電路MO聯(lián)接，轉(zhuǎn)速傳感電路M1用于檢測電機M的轉(zhuǎn)速， 控制電路M0通過控制電機換檔電路M3來調(diào)節(jié)電機M的輸出功率。
如圖2所示，市電E輸入后，經(jīng)變壓器的變壓以及整流橋堆 的整流后，將交流電整流成直流電，如圖所示的VDD輸出端表示 經(jīng)橋堆整流后經(jīng)電容C6濾波的初級直流電+ 12V，之后經(jīng)三端穩(wěn)壓 器U2穩(wěn)壓后，由VCC端穩(wěn)定地輸出+5V的直流電，控制電路MO 和轉(zhuǎn)速傳感電路M1均由系統(tǒng)電源的VDD端和VCC端供電。電機工 作電路直接由市電E進行供電。
控制電路MO中包括有中央處理器U1、第一繼電器Jl的線圈 J1B和三極管Q3，中央處理器Ul上設(shè)有轉(zhuǎn)速信號輸入端RB3、控 制信號輸出端RBO、 RB1和RB2，三極管Ql的發(fā)射極接地，集電 極與線圈J1B串接，基極與上述的控制信號輸出端RBO聯(lián)接，線 圈J1B的另一端與系統(tǒng)電源的VDD端連接。
轉(zhuǎn)速傳感電路Ml包括一對相互配合設(shè)置的紅外線發(fā)光二極 管DO和光敏三極管QO，分別由電源的VDD端和VCC端供電，光 敏三極管QO的集電極串接一個分壓電阻Rl后與電源的VCC端連 接，分壓電阻Rl與光敏三極管QO的集電極之間設(shè)有信號輸出端 OUT，用于與中央處理器Ul上的轉(zhuǎn)速信號輸入端RB3聯(lián)接。發(fā)光二 極管DO和光敏三極管Q0安裝在電機M轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，電機M轉(zhuǎn)子 上開有垂直于電機M轉(zhuǎn)子軸心的通孔。
電機換檔電路M3中包括第一繼電器Jl的常開觸點J12和常
閉觸點J13，電機M的換檔采用抽頭變檔的原理來實現(xiàn)，是通過 變換各抽頭(a, b)的位置來改變電機主副繞組匝數(shù)分配使之改變 定子的磁場強度以達到目的。上述的常開觸點J12和常閉觸點J13 并聯(lián)后一端接在電機繞組的不同抽頭(a、 b)上，即改變主副繞組 匝數(shù)使之改變定子的磁場強度以達到目的，另一端與市電E聯(lián)接。
本碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)根據(jù)電機M在碎紙時的實際轉(zhuǎn)速來 判斷電機M是否處在最佳的工作檔位，再根據(jù)需要切換檔位。電 機M在工作過程中，電機M每轉(zhuǎn)一圈，發(fā)光二級管D0、光敏三極 管Q0和通孔均會有兩次處于同一條直線上；通孔的兩端分別正對 著發(fā)光二極管DO和光敏三極管Q0時，窄發(fā)射角的紅外發(fā)光電二 極管DO發(fā)出近似束射的紅外線信號剛好能穿過通孔被光敏三極 管Q0所接收，此時光敏三極管Q0的基極處于高電平，光敏三極 管Q0的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，信號輸出端OUT對中央處理器Ul 發(fā)出光線信號，我們設(shè)定該狀態(tài)為"1";當通孔側(cè)對著發(fā)光二極 管DO與光敏三極管Q0時，發(fā)光二極管DO發(fā)出的紅外線被轉(zhuǎn)子所 阻擋，光敏三極管QO無法接收到紅外線信號，相應(yīng)的光敏三極管 Q0的基極處于低電平，光敏三極管Q0的集電極和發(fā)射極不導(dǎo)通， 我們設(shè)定該狀態(tài)為"0"。由于通孔是穿透轉(zhuǎn)子的，所以在電機M 每轉(zhuǎn)一圈，會出現(xiàn)兩個周期的l一0變化，因此，中央處理器Ul 可以根據(jù)光敏三極管QO在一定時間內(nèi)接收到光線信號的次數(shù)來 精確計算出電機M的轉(zhuǎn)速。
電機M剛開始啟動時，默認設(shè)置為低檔位運行，中央處理器 Ul根據(jù)1—O周期信號計算并記錄電機M空載時的轉(zhuǎn)速VQ1，此時 控制信號輸出端RBO輸出低電平，線圈J1B未導(dǎo)通，市電E經(jīng)由 常閉觸點J13對交流電機M供電，常閉觸點J13連接在如圖示電 機繞組的抽頭a處，電機M維持在低檔位運行。
開始碎紙時，由于電機轉(zhuǎn)速與負載成反比關(guān)系，當負載增加 時，轉(zhuǎn)速會相應(yīng)降低，根據(jù)這一原理，我們只需判斷電機轉(zhuǎn)速的變化，即可知道電機M負載的相應(yīng)變化。碎紙過程中，持續(xù)對電 機M在低檔位時的實際轉(zhuǎn)速Vu實時測量，由于存在負載的關(guān)系， 電機M的實際轉(zhuǎn)速Vx,會比低檔空轉(zhuǎn)速度V。，小，中央處理器Ul將 低檔位時的實際轉(zhuǎn)速V"與低檔空轉(zhuǎn)速度Vcu進行比較，當V。i-VX1〉N1時(Nl為系統(tǒng)設(shè)定的固定值)，即可判斷負載過大，需要 切換到高檔位運行。中央處理器Ul的控制信號輸出端RB0輸出高 電平，三極管Ql的集電極與發(fā)射極導(dǎo)通，線圈JIB導(dǎo)通，常開觸 點J12吸合，常閉觸點J13斷開；市電E通過常開觸點J12對電 機M供電，常開觸點J12連接在如圖示電機繞組的抽頭b處，電 機M以高檔位功率工作。
電機M切換到高檔位后，需要對電機M的大負載轉(zhuǎn)速初始值 進行重新測量并記錄，我們設(shè)定為V。2。由于剛切換到高檔位時， 電機M負載還較大，當負載變小時，電機M在高檔時的實際轉(zhuǎn)速 Vx2將大于V。2，當V。2-Vx2〉N2時(N2為系統(tǒng)設(shè)定的固定值)，即可 判斷出電機M負載已變小，需切換到低檔位運行。此時，中央處 理器Ul上的控制信號輸出端RB0輸出低電平，線圈J1B被斷開， 電機M返回到與常閉觸點J13導(dǎo)通的狀態(tài)，電機M以低檔位工作。 系統(tǒng)根據(jù)上述原理循環(huán)工作，直至碎紙完成。
系統(tǒng)還具有退紙功能，此功能由第二繼電器J2的常開觸點 J45、常閉觸點J46和第三繼電器J3的常開觸點J78來實現(xiàn)，它 們的通斷狀況由分別連接在中央處理器Ul信號輸出端RB1和RB2 上的線圈J2B和線圈J3B控制。線圈J2B和線圈J3B的通斷原理 同線圈J1B相同(如圖所示)，在此不予具體描述。正常進紙時， 常開觸點J45斷開，常閉觸點J46和J78吸合；需要退紙時，常 開觸點J45吸合，常閉觸點J46和J78斷開，電機反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)退 紙。
權(quán)利要求1、一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，連接在電機工作電路上，包括電源、與電機(M)相連的電機換檔電路(M3)和控制電路(M0)，所述的電機換檔電路(M3)用于調(diào)節(jié)電機(M)的功耗，電源對控制電路(M0)及電機換檔電路(M3)供電，其特征在于，所述的控制電路(M0)上聯(lián)接有用于測試電機(M)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感電路(M1)，控制電路(M0)根據(jù)檢測到的轉(zhuǎn)速通過電機換檔電路(M3)調(diào)節(jié)電機(M)的功耗。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，其特 征在于，所述的控制電路(M0)包括中央處理器(U1)和繼電器驅(qū)動 電路(M2)，中央處理器(U1)上設(shè)有與轉(zhuǎn)速傳感電路(M1)聯(lián)接的轉(zhuǎn) 速信號輸入端(RB3)和與繼電器驅(qū)動電路(M2)聯(lián)接的控制信號輸 出端(RBO)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，其特 征在于，所述的繼電器驅(qū)動電路(M2)包括第一繼電器(J1)的線圈 (J1B)和三極管(Q1)，三極管(Q1)的發(fā)射極接地，集電極與線圈 (J1B)串接，基極與上述的控制信號輸出端(RBO)聯(lián)接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系 統(tǒng)，其特征在于，所述的電機換檔電路(M3)包括第一繼電器(J1) 的常開觸點(J12)和常閉觸點(J13)，上述的常開觸點(J12)和常閉 觸點(J13)并聯(lián)后一端接在電機繞組的不同抽頭上，另一端與電源 聯(lián)接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系 統(tǒng)，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)速傳感電路(M1)包括一對相互配合設(shè) 置的發(fā)射管和接收管，接收管和發(fā)射管并聯(lián)后由電源供電，上述 的接收管能間隙地接收到發(fā)射管發(fā)出的光線，接收管的信號輸出 端(OUT)與控制電路(MO)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，其特 征在于，所述的發(fā)射管和接收管配合設(shè)置在電機(M)轉(zhuǎn)子的兩側(cè)， 并在電機(M)轉(zhuǎn)子上開有一個垂直于電機(M)轉(zhuǎn)子軸心的通孔，上 述發(fā)射管發(fā)出的光線可穿過通孔被接收管接收。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，其特 征在于，所述的發(fā)射管為紅外線發(fā)光二極管(DO)，接收管為光敏 三極管(Q0)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，其特 征在于，所述的電機換檔電路(M3)中還設(shè)有反轉(zhuǎn)開關(guān)電路，反轉(zhuǎn) 開關(guān)電路包括第二繼電器(J2)常開觸點(J45)、常閉觸點(J46)和 第三繼電器(J3)的常開觸點(J78)，第二繼電器(J2)和第三繼電器 (J3)線圈的通電狀況由上述的控制電路控制(M0)。
專利摘要本實用新型提供了一種碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)，屬于辦公設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有碎紙機的調(diào)檔系統(tǒng)在一次碎紙過程中只能由低檔往高檔切換的問題。本碎紙機的自動調(diào)檔系統(tǒng)連接在電機工作電路上，包括電源、與電機M相連的電機換檔電路M3和控制電路M0，所述的電機換檔電路M3用于調(diào)節(jié)電機M的功耗，電源對控制電路M0及電機換檔電路M3供電，所述的控制電路M0上聯(lián)接有用于測試電機M轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感電路M1，控制電路M0根據(jù)檢測到的轉(zhuǎn)速通過電機換檔電路M3調(diào)節(jié)電機M的功耗。本系統(tǒng)利用電機的轉(zhuǎn)速來判斷是否需要調(diào)節(jié)電機的功耗，并可使電機在低檔位和高檔位之間隨意切換，智能化地調(diào)節(jié)電機的功耗，從而達到節(jié)能的目的。
文檔編號B02C25/00GK201181926SQ2008200851
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者林夏森 申請人:三木控股集團有限公司