專利名稱：一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于碎紙機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前碎紙機在辦公室中越來越普及，漸漸成為辦公室中不可缺少的辦公用品，在 國外，碎紙機甚至已廣泛進入各家各戶。相信在不久的將來碎紙機將廣泛出現(xiàn)在國內(nèi)的家 庭中。 傳統(tǒng)碎紙機用于家庭中，曾經(jīng)出現(xiàn)多次事故，尤其是傷及兒童手指。因此提高碎紙 機的安全性能尤其必要，以免兒童誤將手指插入碎紙機的進紙口，導(dǎo)致意外事故的發(fā)生。即 使在辦公應(yīng)用場合，也經(jīng)常發(fā)生工作人員誤將手指伸入碎紙機入紙口 ，導(dǎo)致意外事故的發(fā) 生。 因此，加強碎紙機的安全功能越來越受到業(yè)界的重視。 2006年11月8號，CN200610060917. 6號專利申請公開了一種碎紙機進紙安全結(jié) 構(gòu)，其在碎紙機進紙口邊沿設(shè)有保護按板，保護按板的底面由彈性物支撐，并與控制碎紙機 動力電源的微動開關(guān)的壓柄零壓力接觸。優(yōu)選的是，保護按板是組成貼近碎紙機進紙口邊 沿的窄長條形保護環(huán)的一塊保護按板，其底面由至少兩個壓簧支撐，并與控制碎紙機動力 電源的微動開關(guān)的壓柄零壓力接觸。 實際應(yīng)用中，由于彈性物尤其是壓簧容易因機械疲勞而失去彈性，且微動形狀也
容易失去靈敏度，因此，申請人認(rèn)為，該種技術(shù)方案難以帶來較好的安全效果。 繼而在2007年9月12日，200710027314. 0號專利申請公開了安全碎紙機及其進
紙口觸摸感應(yīng)裝置，其包括兩個導(dǎo)電件和開關(guān)電路，兩個導(dǎo)電件以一定間隙相鄰近裝設(shè)于
碎紙機進紙口上，并分別與開關(guān)電路電性連接，開關(guān)電路提供控制信號給碎紙機的控制電
路以供切換碎紙機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。優(yōu)選的是，其在傳統(tǒng)碎紙機的基礎(chǔ)上增設(shè)進紙口觸摸感應(yīng)
裝置，以較高的靈敏度感應(yīng)手指等可導(dǎo)電性物體接觸進紙口 ，而無需通過機械的方式來手
動控制操作，繼而及時切換碎紙機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，可提高碎紙機的安全性能，以免出現(xiàn)誤傷手
指等意外的發(fā)生。 200710027314. 0號專利申請的技術(shù)方案，實質(zhì)上是利用人體手指是一電阻導(dǎo)體的 原理，當(dāng)手指沒有觸摸時，開關(guān)電路中的三級管截止，開關(guān)電路輸出端OUT點輸出高電平， 當(dāng)手指同時觸及第一導(dǎo)電件和第二導(dǎo)電件時，手指以電阻導(dǎo)體的形式被引入到開關(guān)電路 中，開關(guān)電路中的三極管導(dǎo)通，OUT點輸出低電平，控制電路根據(jù)OUT點的電平狀態(tài)，在高電 平時恢復(fù)碎紙機的正常運轉(zhuǎn)，在低電平時停止碎紙機運轉(zhuǎn)。但是，申請人認(rèn)為在實際應(yīng)用 中，由于碎紙機入紙口的大小固定不變，但不同的人的手指大小不一樣，尤其是應(yīng)用在家里 的碎紙機，兒童的手指就更小，這就造成有些人的手指比入紙口的寬度小，當(dāng)觸摸時不可能 會同時觸及第一導(dǎo)電件和第二導(dǎo)電件，而且隨著碎紙機使用時間的過長，導(dǎo)電件的表面會 存留一些比如灰塵等導(dǎo)電性差甚至絕緣的介質(zhì)，當(dāng)手指同時觸及第一導(dǎo)電件和第二導(dǎo)電件 時，開關(guān)電路并沒有導(dǎo)通，此時開關(guān)電路中的三級管還處在截止?fàn)顟B(tài)，OUT輸出處在高電平狀態(tài)，從而造成事故的發(fā)生。因此，該方案難以達到高安全性能的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種安全性能高、手
指觸摸檢測精度和準(zhǔn)確性高及能適應(yīng)工作環(huán)境變化對參數(shù)影響的碎紙機觸停安全系統(tǒng)。 本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)，其特
征在于，該系統(tǒng)包括自振蕩電路和連接在自振蕩電路上用于根據(jù)自振蕩電路產(chǎn)生的信號控
制切換碎紙機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的中央處理器，所述的自振蕩電路包括輸入電容C，該輸入電容C包
括固定在碎紙機的入紙口兩側(cè)且相對設(shè)置的導(dǎo)體板，上述的自振蕩電路在輸入電容C的電
容量發(fā)生變化時會產(chǎn)生使中央處理器控制碎紙機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號。 本碎紙機觸停安全系統(tǒng)中輸入電容C的電容量Cs包括手指沒觸摸時的設(shè)置在入紙口兩側(cè)的導(dǎo)體板上自帶的電容量Cp和手指觸摸時手指帶的電容量Cf 。碎紙機通電后，當(dāng)手指沒有觸摸時，相當(dāng)于電容量Cf為零，輸入電容C的電容量Cs等同于導(dǎo)體板上自帶的電容量Cp ;當(dāng)手指有觸摸時，輸入電容C的電容量Cs由于引入了手指帶的電容量Cf，此時Cs
二Cp+Cf，由于自振蕩電路的振蕩頻率f二:^，故Cs與振蕩頻率成反比關(guān)系，因此自振蕩
電路的輸出頻率發(fā)生變化，以比原先手指沒有觸摸時低的頻率信號輸送給中央處理器，中央處理器根據(jù)接收來的低頻率信號控制碎紙機停止工作，從而避免了手指因不小心接觸到入紙口而被刮傷的情況發(fā)生。 在上述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)中，所述的自振蕩電路還包括比較器Cl、比較器C2、電阻R及RS觸發(fā)器，所述的比較器Cl的正輸入端接參考電壓VI，其輸出端接有反相器并與RS觸發(fā)器的"S"端連接，所述的比較器C2的正輸入端接參考電壓V2，其輸出端與RS觸發(fā)器的"R"端連接，所述的參考電壓V1大于參考電壓V2，所述的比較器C1的負(fù)輸入端與比較器C2的負(fù)輸入端相連，所述的輸入電容C 一端接地，另一端與比較器C2的負(fù)輸入端連接，所述的RS觸發(fā)器的輸出端5通過電阻R與比較器C2的負(fù)輸入端連接，該RS觸發(fā)器的輸出端5還與中央處理器連接。 該自振蕩電路中，Cl 、 C2為兩個比較器，當(dāng)比較器Cl的正輸入端電壓大于負(fù)輸入端電壓時，其輸出為"0"，否則為"1";當(dāng)比較器C2的正輸入端電壓大于負(fù)輸入端電壓時，其輸出為"1"，否則為"0"。比較器C1的正輸入端接參考電壓V1，比較器C2的正輸入端接參考電壓V2， VI大于V2，比較器Cl和比較器C2的輸出端分別接RS觸發(fā)器的"S"端和"R"端，RS觸發(fā)器的邏輯如下表所示。
RSQ5
1010
0101
00不定11不變[0015] 當(dāng)比較器C1、 C2的負(fù)輸入端電壓高于參考電壓V1時，RS觸發(fā)器的輸出端5輸出"0"，輸入電容C開始放電；當(dāng)比較器Cl 、 C2的負(fù)輸入端電壓低于參考電壓V2時，輸入電容
4C開始充電。其產(chǎn)生的振蕩波形如下圖所示。 該自振蕩電路中，當(dāng)沒有手指觸摸時，Cs 1
f =
Cp ;否則，Cs = Cp+Cf 。由于振蕩頻率 故Cs與振蕩頻率成反比關(guān)系。手指的觸摸將導(dǎo)致Cs的增大，也就會使頻率f降
低，當(dāng)手指觸摸時，自振蕩電路中的RS觸發(fā)器的輸出端5就會輸出一個比原先手指沒有觸 摸時低的頻率信號給中央處理器，中央處理器根據(jù)這一信號控制碎紙機停止工作，從而避 免了手指因不小心接觸到入紙口而被刮傷的情況發(fā)生。 在上述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)中，所述的中央處理器包括依次連接的信號輸 入單元、計數(shù)單元、軟件處理單元和信號輸出單元，所述的計數(shù)單元包括計數(shù)器Tl和定時 器T0。 該碎紙機觸停安全系統(tǒng)中自振蕩電路的RS觸發(fā)器的輸出端5輸出的頻率信號通 過中央處理器的信號輸入單元輸送到計數(shù)器Tl的計數(shù)端，通過定時器T0設(shè)置一個固定的 時間段Tx，可以得到一個在Tx時間內(nèi)的Tl計數(shù)值X，而X就是一個反應(yīng)自蕩電路頻率的值， 通過比較X的值，可以檢測是否有頻率變化，也就是說可以檢測是否有手指的觸摸，當(dāng)手指 有觸摸時，輸入電容C的電容量Cs增大，自振蕩電路輸出的頻率降低，計數(shù)器T1計數(shù)到的X 值變小，中央處理器通過信號輸出單位發(fā)送控制信號控制碎紙機停止工作。為了避免不同 的工作環(huán)境對這個系統(tǒng)電路的影響從而降低檢測手指是否有觸摸的準(zhǔn)確性，中央處理器中 設(shè)置了軟件處理單元，該軟件處理單元的具體工作原理如下 當(dāng)碎紙機上電初始階段，軟件處理單元將采集到一個初始值X0，該值作為一個基 準(zhǔn)值保存。此后的信號采集和判斷將按下面的邏輯進行。 1、當(dāng)此后再次的采集值X+M > X0時(M是人為設(shè)定的一個閾值)，基準(zhǔn)值X0進行
-次加權(quán)處理，即xo二
o 二XO+^^，等式最左邊的xo為計算得出的新的基準(zhǔn)
值，其余XO為上次采樣計算的基準(zhǔn)值；當(dāng)X+M <= XO時，不作上述處理。 2、當(dāng)此后再次的采集值X+N < XO時(N是人為設(shè)定的一個閾值，且N > M)，系統(tǒng)將
判斷為有觸摸操作，置系統(tǒng)標(biāo)志，且不再對基準(zhǔn)值作任何改變。 3、當(dāng)此后再次的采集值X+L > XO時(L是人為設(shè)定的一個閾值，且N > L > M)，系 統(tǒng)將判斷為沒有觸摸操作，清除系統(tǒng)標(biāo)志，且不對基準(zhǔn)值作任何改變。 以上3點在數(shù)據(jù)處理時將依次進行比較，由于對基準(zhǔn)值進行了動態(tài)的加權(quán)調(diào)整，
可以使機器能較好的適應(yīng)工作環(huán)境變化對參數(shù)的影響；由于判斷有觸摸操作閾值N和沒有
觸摸操作的閾值L之間有一定的差值，則可以很好的避開了數(shù)據(jù)的臨界點。 在上述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)中，所述的固定在碎紙機的入紙口兩側(cè)且相對
設(shè)置的導(dǎo)體板為一體式。[0026] 本碎紙機觸停安全系統(tǒng)中的導(dǎo)體板為一塊根據(jù)入紙口形狀彎曲而固定設(shè)置在碎紙機的入紙口兩側(cè)的導(dǎo)體板，該導(dǎo)體板與大地之間形成電容，這樣當(dāng)手指有觸摸時(不論手指只觸摸到入紙口一側(cè)的導(dǎo)體板還是兩側(cè)的導(dǎo)體板都觸摸到)，該系統(tǒng)相當(dāng)于引進導(dǎo)體板通過人體與大地之間形成的又一電容，此時輸入電容C的電容量Cs為設(shè)置在入紙口兩側(cè)的導(dǎo)體板上自帶的電容量Cp和手指帶的電容量Cf之和。 在上述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)中，所述的導(dǎo)體板為金屬導(dǎo)體板或電鍍導(dǎo)體板。 本碎紙機觸停安全系統(tǒng)中的導(dǎo)體板可以為金屬導(dǎo)體板，也可以為電鍍導(dǎo)體板，這
兩種導(dǎo)體板均能使本碎紙機觸停安全系統(tǒng)達到很好的效果。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本碎紙機觸停安全系統(tǒng)具有如下優(yōu)點 本碎紙機觸停安全系統(tǒng)中通過將手指有觸摸帶來的自振蕩電路的輸入電容的電容量的變化，使自振蕩電路輸出的頻率發(fā)生變化，再加上中央處理器中軟件處理單元對基準(zhǔn)值的動態(tài)加權(quán)調(diào)整，使得中央處理器能夠更加準(zhǔn)確地發(fā)出控制信號控制碎紙機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使機器能更好地適應(yīng)工作環(huán)境變化對參數(shù)的影響，大大提高了對手指是否有觸摸的檢測的精度和準(zhǔn)確性，保障了碎紙機工作的安全性。

圖1是本實用新型的電路原理圖。
圖2是本實用新型中碎紙機入紙口處的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型自振蕩電路中輸入電容C的等效電容示意圖。
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，本碎紙機觸停安全系統(tǒng)包括自振蕩電路和連接在自振蕩電路上用于根據(jù)自振蕩電路產(chǎn)生的信號控制切換碎紙機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的中央處理器，自振蕩電路包括輸入電容C、比較器Cl、比較器C2、電阻R及RS觸發(fā)器，輸入電容C包括固定在碎紙機的入紙口兩側(cè)且相對設(shè)置的金屬導(dǎo)體板，比較器Cl與比較器C2并聯(lián)后，其輸出端分別與RS觸發(fā)器的"S"和"R"端連接，比較器Cl的正輸入端接參考電壓VI，比較器C2的正輸入端接參考電壓V2，比較器Cl的負(fù)輸入端與比較器C2的負(fù)輸入端相連接，輸入電容C 一端接地，另一端與比較器C2的負(fù)輸入端連接，RS觸發(fā)器的輸出端5通過電阻R與比較器C2的負(fù)輸入端連接，RS觸發(fā)器的輸出端5還與中央處理器相連。 如圖2和3所示，自振蕩電路中輸入電容C的電容量Cs包括手指沒觸摸時的設(shè)置在入紙口兩側(cè)的金屬導(dǎo)體板上自帶的電容量Cp和手指觸摸時手指帶的電容量Cf 。碎紙機通電后，當(dāng)手指沒有觸摸時，相當(dāng)于電容量Cf為零，輸入電容C的電容量Cs等同于金屬導(dǎo)體板上自帶的電容量Cp，此時Cs = Cp ;當(dāng)手指有觸摸時，輸入電容C的電容量Cs由于引入了手指帶的電容量Cf，此時Cs = Cp+Cf。 中央處理器包括依次連接的信號輸入單元、計數(shù)單元、軟件處理單元和信號輸出單元。計數(shù)單元包括計數(shù)器Tl和定時器T0。[0038] 在工作過程中，碎紙機通電后，自振蕩電路會輸出一個初始頻率f。給中央處理器，通過計數(shù)單元中計數(shù)器T1和定時器T0的定時計數(shù)將采集到初始值XO (X0是一個反應(yīng)自振蕩電路輸出頻率的值)，當(dāng)手指有接觸時，自振蕩電路的輸入電容C的電容量會發(fā)生改變，從而自振蕩電路的輸出頻率會發(fā)生變化，此時中央處理器中計數(shù)單元采集到與初始值XO不一樣的數(shù)值XI，中央處理器中的軟件處理單元根據(jù)采集到的這些數(shù)值進行分析處理并產(chǎn)生控制信號控制碎紙機停止工作，軟件處理單元在外界環(huán)境等發(fā)生變化時會對初始值X0等進行動態(tài)的加權(quán)調(diào)整，以更好地適應(yīng)工作環(huán)境等的變化對參數(shù)的影響，從而大大提高了手指有沒觸摸檢測的準(zhǔn)確性和精度，保障了用戶使用碎紙機的安全。[0039] 本實施例中的金屬導(dǎo)體板也可以以電鍍導(dǎo)體板來代替。 本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括自振蕩電路和連接在自振蕩電路上用于根據(jù)自振蕩電路產(chǎn)生的信號控制切換碎紙機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的中央處理器，所述的自振蕩電路包括輸入電容C，該輸入電容C包括固定在碎紙機的入紙口兩側(cè)且相對設(shè)置的導(dǎo)體板，上述的自振蕩電路在輸入電容C的電容量發(fā)生變化時會產(chǎn)生使中央處理器控制碎紙機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)，其特征在于，所述的自振蕩電路 還包括比較器Cl、比較器C2、電阻R及RS觸發(fā)器，所述的比較器Cl的正輸入端接參考電壓 V1，其輸出端接有反相器并與RS觸發(fā)器的"S"端連接，所述的比較器C2的正輸入端接參考 電壓V2，其輸出端與RS觸發(fā)器的"R"端連接，所述的參考電壓VI大于參考電壓V2，所述的 比較器C1的負(fù)輸入端與比較器C2的負(fù)輸入端相連，所述的輸入電容C一端接地，另一端與 比較器C2的負(fù)輸入端連接，所述的RS觸發(fā)器的輸出端Q通過電阻R與比較器C2的負(fù)輸入 端連接，該RS觸發(fā)器的輸出端Q還與中央處理器連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)，其特征在于，所述的中央處理器 包括依次連接的信號輸入單元、計數(shù)單元、軟件處理單元和信號輸出單元，所述的計數(shù)單元 包括計數(shù)器Tl和定時器T0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)，其特征在于，所述的固定在碎紙 機的入紙口兩側(cè)且相對設(shè)置的導(dǎo)體板為一體式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)體板可 以為金屬導(dǎo)體板或電鍍導(dǎo)體板。
專利摘要本實用新型屬于碎紙機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種碎紙機觸停安全系統(tǒng)。它解決了現(xiàn)有的碎紙機觸停安全系統(tǒng)安全性能差且手指觸摸檢測精度和準(zhǔn)確性不高等問題。本碎紙機觸停安全系統(tǒng)，包括自振蕩電路和連接在自振蕩電路上用于根據(jù)自振蕩電路產(chǎn)生的信號控制切換碎紙機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的中央處理器，自振蕩電路包括輸入電容C，該輸入電容C包括固定在碎紙機的入紙口兩側(cè)且相對設(shè)置的導(dǎo)體板，自振蕩電路在輸入電容C的電容量發(fā)生變化時會產(chǎn)生使中央處理器控制碎紙機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號。本碎紙機觸停安全系統(tǒng)具有手指觸摸檢測精度和準(zhǔn)確性高及能適應(yīng)工作環(huán)境變化對參數(shù)影響，從而使安全性能更高的優(yōu)點。
文檔編號B02C25/00GK201454614SQ200920122160

公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者林夏森 申請人:三木控股集團有限公司