一种校园用智能碎纸机的制作方法

本实用新型涉及一种碎纸技术领域，尤其涉及一种校园用智能碎纸机，适用于校园重要纸质文件的销毁工作。

背景技术：

碎纸机是由一组旋转的刀刃、纸梳和驱动马达组成的。纸张从相互咬合的刀刃中间送入，被分割成很多的细小纸片，以达到保密的目的。根据碎纸刀的组成方式，现有的碎纸方式有：碎状、粒状、段状、沫状、条状、丝状等。不同的碎纸方式适用于不同的场合，如果是一般性的办公场合则 选择段状、粒状、丝状，条状的就可以了。但如果是用到一些对保密要求比较高的场合就一定要用沫状的。当前采用四把刀组成的碎纸方式是最先进的工作方式，碎纸的纸粒工整利落，能达到保密的效果。

目前校园一些重要文件也需要保密，但由于其应用不多，利用率不高，很多校园不会在每个办公室采购碎纸机，这样就会对一些办公人员带来了不便。而在校园办公楼每层一个碎纸机既可以满足需要，但其移动不方便成为亟待解决的问题。保密电子文件比如光盘和卡类文件的破碎和回收也是校园破碎的重要文件，考虑其与纸质材料的材料和横向宽度不同，需要一种适用性广的碎纸机以适应校园的需求。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种校园用智能碎纸机以，目的是为了解决现有技术存在的缺点，该碎纸机集成化设置，宜于破碎不同宽幅的纸张和光盘以及卡类文件，并可分类回收碎屑。通过办公人员远程选择需要破碎的办公室，碎纸机根据办公人员发出的指令实时定位并移动至目标位置，无需人工搬运，满足了整层办公楼对碎纸的需求；其设置多个可旋转回收桶，满足不同材料碎屑的回收；该碎纸机的适应性较广、成本低廉，适用于校园的碎纸。

一种校园用智能碎纸机，智能碎纸机包括机壳、移动定位装置、旋转式碎屑回收箱、卡纸报警装置、安全检测装置和控制系统；其中移动定位装置、旋转式碎屑回收箱、卡纸报警装置、安全检测装置均与控制系统电连接；

所述机壳由圆形盖板、圆柱筒体、多层进纸单元、切刀装置、路径切换单元和输送单元构成；

所述圆形盖板设置在圆柱筒体上方，用于盖住圆柱筒体；

所述圆柱筒体的侧面上设置一个可自由打开的侧门，当回收箱即将达到满溢时，可以将满溢信号发送给操作人员提醒换桶，此时打开圆柱筒体的侧门，将满溢的回收箱抽出，并放入对应大小的空回收箱；

所述多层进纸单元包括多层进纸托盘、检测单元、幅宽调节单元和搓纸轮组成；多层进纸托盘设置在圆形盖板上，进纸托盘之间上下层叠设置，托盘之间设置有可以放置待破碎的堆叠纸张的空间；在多层进纸托盘下游侧与路径切换单元交接处设置搓纸轮；多层进纸托盘两侧边设置有幅宽调节单元，当将纸张放置到进纸托盘上时，启动碎纸机，碎纸机的检测单元可以实时检测每层进纸托盘的纸张数量发送至控制系统更新每层纸张余量数据，碎纸机选择其中一层的堆叠的纸张开始碎纸，此时选择的那层进纸托盘的幅宽调节单元从托盘两侧向中间位置移动，对纸张进行对齐和幅宽检测，并将纸张幅宽数据发送至控制系统，保证了纸张传送路径中对不同幅宽纸张整齐顺畅的传输；

路径切换单元设置在多层进纸单元的下游侧，其由液压缸、伸缩式传送单元和对辊组件组成，在液压缸的作用下可实现路径切换单元与不同的进纸托盘之间的对接，保证了不停机碎纸；当检测单元检测到正在碎纸的托盘即将无纸时，检测单元将托盘无纸信号发送至控制系统，控制系统根据记载的每层进纸托盘的数量选择有纸的托盘，随后路径切换单元的液压缸工作，将路径切换单元与选择的有纸托盘对接，实现了碎纸机的不停机碎纸。

输送单元设置在路径切换单元的下游侧；将纸张放置在多层进纸托盘上，多层进纸托盘两边上的幅宽调节单元对纸张适应性调节，实现对纸张侧边的定位；最上面的一张纸在搓纸轮的摩擦力作用下输送至路径切换单元，路径切换单元上的对辊组件夹送纸张向前输送至输送单元处；输送单元包括五种输送路径，所述切刀装置设置在不同的输送路径下游侧；

所述切刀装置设置在输送单元的下游侧；五种切刀装置对应五种输送路径分别设置五种切刀，当在操作人员通过远程遥控器选择不同的碎纸方式，纸张或者卡类片材可在控制系统的控制下传送至对应的切刀位置进行破碎；五种切刀装置根据不同厚度、硬度的片材设置不同密度的切刀，五种切刀装置按照刀片密度等级分别为一级切刀装置、二级切刀装置、三级切刀装置、四级切刀装置、五级切刀装置，一级切刀装置、二级切刀装置、三级切刀装置、四级切刀装置、五级切刀装置的切刀装置的数量依次递增；

每个切刀装置包括平行设置的第一转轴和第二转轴，第一转轴和第二转轴分别与电机相连接；第一转轴上周向间隔设有若干第一刀片，第二转轴上周向间隔设有若干第二刀片，第一刀片和第二刀片交错设置；若干个第一刀片之间通过间隔套隔开，并通过固定孔固定于第一转轴上，在第一转轴的两端设置刀盘架，若干个第一刀片设置于两个刀盘架之间；第一刀片包括刀盘和刀齿，刀齿包括大齿、小齿，大齿和小齿间隔设置在刀盘上，大齿和小齿的结构一样，只是大小不同，每个刀齿均由两层刀刃组成，厚度为1.5mm，刀齿的每个刀刃都有一刃口，刃口具有相同的倾斜角度，倾斜角度为45度，两层刀刃之间通过螺栓固定，便于刀刃磨损或损坏后进行更换和维修；第二刀片的结构与第一刀片的结构相同。

所述移动定位装置包括底板、设置在底板底部的四个支撑块和四个移动轮、转向单元、远程遥控器和移动定位控制单元；所述移动定位装置设置在机壳下部，并通过底板与机壳固定，用于支撑和定向移动碎纸机。

底板为圆形板材，底板下面边缘均匀设置四个支撑块和对应的四个移动轮，支撑块为倒置的等腰梯形，支撑块的下表面设有未贯穿的凹槽，凹槽形状与移动轮大小形状匹配，凹槽位置用于安装移动轮；每个移动轮由两个轮毂和多个辊子组成，多个辊子两端由两个轮毂分别支撑，辊子轴线与轮毂轴线夹角为±30度。四个移动轮中两个左旋和两个右旋，两左两右四个移动轮对称设置安装在移动定位装置左右两侧。

所述转向单元包括四个伺服电机和四个减速器；每个移动轮由一个伺服电机和一个减速器独立驱动，基于此，转向单元通过控制四个移动轮的转速实现对移动定位装置的位置和方向控制，进而实现移动定位装置的转向。

移动定位控制单元包括供电单元、存储单元、传输单元、导航单元、驱动单元；供电单元设置在碎纸机原始位置处；移动定位装置在接收到操作人员的信号时，驱动单元驱动行驶轮行驶到目的位置，存储单元记录移动定位装置所在区域的地图信息以方便依据在存储单元记载的路径以及遇到的障碍物等多种因素选取最佳路径；操作人员可以通过远程遥控器对移动定位装置下发导航、跟随命令、目的位置等，实现对移动定位装置远程遥控；当碎纸机未被使用时，若碎纸机的导航单元定位碎纸机所在的当前位置未在碎纸机原始位置，移动定位单元能够通过导航单元自动返回至碎纸机原始位置。在移动定位单元侧面上设置防撞传感器，防撞传感器与移动定位控制单元电连接，防撞传感器在移动定位装置移动过程中识别障碍物并通过移动定位控制单元选择最佳路径传输至目的位置；碎纸机到达原始位置处，移动定位控制单元将位置信号传输至控制系统，随后碎纸机通过电量检测单元检测移动定位单元的电池电量，当电量低于某一个数值时，可以自行连接供电单元充电。远程控制信号可通过wifi无线传输、蓝牙无线传输、GPRS无线传输或者红外无线传输等方式，但不仅限于上述的其中一种或任意组合。

所述旋转式碎屑回收箱设置在圆柱筒体内部，包括回收箱组件、旋转装置和旋转驱动装置；回收箱组件由四个不同大小的扇形回收箱组合而成，回收箱组件底部固定于旋转装置上，旋转装置可旋转地设置于移动定位装置上，可实现回收箱在移动定位装置上的旋转。

不同大小的扇形回收箱用于回收不同材料的碎屑，对于磁盘类由于运用较少，选择较小的扇形回收箱进行回收，这样不仅满足碎屑的分类回收，同时提高了回收箱的利用率；当操作人员通过远程遥控器选择破碎类型和破碎方式后，对应材料的回收箱在旋转驱动装置的驱动下转动到相应破碎方式的切刀装置下侧，以实现对碎屑的回收。

所述卡纸报警装置包括微动开关和报警电路，在对辊组件的支架上设置微动开关，当在无纸通过状态下，微动开关为断开状态，当纸张通过对对辊组件施压，微动开关闭合；微动开关上耦接延时报警电路，当微动开关在延时时间内通过纸张则不报警，当微动开关在延时时间内报警，则表明出现卡纸；微动开关的延时时间是根据输纸速度与纸张长度设定；

所述安全检测装置，防止操作人员误将手指伸入碎纸机入纸口，导致意外事故的发生，提高了碎纸机的安全性。

所述控制系统采用PLC控制器，但不仅限于该种控制系统。

另外，本实用新型公开了一种校园用智能碎纸机的操作方法；首先，碎纸机设置在碎纸机原始位置处，操作人员可以通过远程遥控器对移动定位装置下发任务指令，碎纸机在接收到操作人员的信号时，驱动单元驱动行驶轮行驶到目的位置；其次，操作人员先将纸张放置在多层进纸托盘上，随后操作人员通过远程遥控器选择不同的碎纸方式，纸张或者卡类片材可在控制系统的控制下传送至对应的切刀位置进行破碎，多层进纸托盘两边上的幅宽调节单元对纸张适应性调节，实现对纸张侧边的定位；待破碎的堆叠纸张最上面的一张纸在搓纸轮的摩擦力作用下输送至路径切换单元，路径切换单元上的对辊组件夹送纸张向前输送至输送单元处；并经过选择的输送单元的相应的输送路径将待破碎纸张传输至所述切刀装置进行破碎；破碎的纸屑落入放置相应材料的回收箱中；最后，当碎纸机完成破碎任务时，碎纸机的当前位置未在碎纸机原始位置，移动定位单元通过导航单元自动返回至碎纸机原始位置；在碎纸机原始位置处，碎纸机通过电量检测单元检测移动定位单元的电池电量，当检测到电池电量低于某一个数值时，可以自行连接供电单元充电；与现有技术相比较，本实用新型具有如下的优点：

（1）第一，碎纸机集成化设置，宜于破碎不同宽幅的纸张和光盘以及卡类文件，设置多个可旋转回收桶，可满足不同材料碎屑的分类回收。

（2）第二，通过办公人员远程控制手动选择需要破碎的办公室，碎纸机根据办公人员的需要实时定位并移动至目标位置，无需人工搬运，满足了整层办公楼上对碎纸需求，提高了碎纸机的利用率。

（3）第三，实现不停机碎纸，提高了碎纸机的碎纸效率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型智能碎纸机具体的结构示意图；

图3是本实用新型切刀装置结构示意图；

附图标记如下：

碎纸机1、机壳2、圆形盖板2-1、圆柱筒体2-2、侧门2-2-1、多层进纸单元2-3、多层进纸托盘2-3-1、幅宽调节单元2-3-2、搓纸轮2-3-3、切刀装置2-4、第一转轴2-4-1、第二转轴2-4-2、第一刀片2-4-3、第二刀片2-4-4、路径切换单元2-5、液压缸2-5-1、伸缩式传送单元2-5-2、输送单元2-6、移动定位装置3、底板3-1、支撑块3-2、移动轮3-3、旋转式碎屑回收箱4。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

一种校园用智能碎纸机1，智能碎纸机1包括机壳2、移动定位装置3、旋转式碎屑回收箱4、卡纸报警装置、安全检测装置和控制系统；其中移动定位装置3、旋转式碎屑回收箱4、卡纸报警装置、安全检测装置均与控制系统电连接；

所述机壳2由圆形盖板2-1、圆柱筒体2-2、多层进纸单元2-3、切刀装置2-4、路径切换单元2-5和输送单元2-6构成；

所述圆形盖板2-1设置在圆柱筒体2-2上方，用于盖住圆柱筒体2-2；

所述圆柱筒体2-2的侧面上设置一个可自由打开的侧门2-2-1，当回收箱即将达到满溢时，可以将满溢信号发送给操作人员提醒换桶，此时打开圆柱筒体2-2的侧门2-2-1，将满溢的回收箱抽出，并放入对应大小的空回收箱；

所述多层进纸单元2-3包括多层进纸托盘2-3-1、检测单元、幅宽调节单元2-3-2和搓纸轮2-3-3组成；多层进纸托盘2-3-1设置在圆形盖板2-1上，进纸托盘之间上下层叠设置，托盘之间设置有可以放置待破碎的堆叠纸张的空间；在多层进纸托盘2-3-1下游侧与路径切换单元2-5交接处设置搓纸轮2-3-3；多层进纸托盘2-3-1两侧边设置有幅宽调节单元2-3-2，当将纸张放置到进纸托盘上时，启动碎纸机1，碎纸机1的检测单元可以实时检测每层进纸托盘的纸张数量发送至控制系统更新每层纸张余量数据，碎纸机1选择其中一层的堆叠的纸张开始碎纸，此时选择的那层进纸托盘的幅宽调节单元2-3-2从托盘两侧向中间位置移动，对纸张进行对齐和幅宽检测，并将纸张幅宽数据发送至控制系统，保证了纸张传送路径中对不同幅宽纸张整齐顺畅的传输；

路径切换单元2-5设置在多层进纸单元2-3的下游侧，其由液压缸2-5-1、伸缩式传送单元2-5-2和对辊组件组成，在液压缸2-5-1的作用下可实现路径切换单元2-5与不同的进纸托盘之间的对接，保证了不停机碎纸；当检测单元检测到正在碎纸的托盘即将无纸时，检测单元将托盘无纸信号发送至控制系统，控制系统根据记载的每层进纸托盘的数量选择有纸的托盘，随后路径切换单元2-5的液压缸2-5-1工作，将路径切换单元2-5与选择的有纸托盘对接，实现了碎纸机1的不停机碎纸。

输送单元2-6设置在路径切换单元2-5的下游侧；将纸张放置在多层进纸托盘2-3-1上，多层进纸托盘2-3-1两边上的幅宽调节单元2-3-2对纸张适应性调节，实现对纸张侧边的定位；最上面的一张纸在搓纸轮2-3-3的摩擦力作用下输送至路径切换单元2-5，路径切换单元2-5上的对辊组件夹送纸张向前输送至输送单元2-6处；输送单元2-6包括五种输送路径，所述切刀装置2-4设置在不同的输送路径下游侧；

所述切刀装置2-4设置在输送单元2-6的下游侧；五种切刀装置2-4对应五种输送路径分别设置五种切刀，当在操作人员通过远程遥控器选择不同的碎纸方式，纸张或者卡类片材可在控制系统的控制下传送至对应的切刀位置进行破碎；五种切刀装置2-4根据不同厚度、硬度的片材设置不同密度的切刀，五种切刀装置2-4按照刀片密度等级分别为一级切刀装置2-4、二级切刀装置2-4、三级切刀装置2-4、四级切刀装置2-4、五级切刀装置2-4，一级切刀装置2-4、二级切刀装置2-4、三级切刀装置2-4、四级切刀装置2-4、五级切刀装置2-4的切刀装置2-4的数量依次递增；

每个切刀装置2-4包括平行设置的第一转轴2-4-1和第二转轴2-4-2，第一转轴2-4-1和第二转轴2-4-2分别与电机相连接；第一转轴2-4-1上周向间隔设有若干第一刀片2-4-3，第二转轴2-4-2上周向间隔设有若干第二刀片2-4-4，第一刀片2-4-3和第二刀片2-4-4交错设置；若干个第一刀片2-4-3之间通过间隔套隔开，并通过固定孔固定于第一转轴2-4-1上，在第一转轴2-4-1的两端设置刀盘架，若干个第一刀片2-4-3设置于两个刀盘架之间；第一刀片2-4-3包括刀盘和刀齿，刀齿包括大齿、小齿，大齿和小齿间隔设置在刀盘上，大齿和小齿的结构一样，只是大小不同，每个刀齿均由两层刀刃组成，厚度为1.5mm，刀齿的每个刀刃都有一刃口，刃口具有相同的倾斜角度，倾斜角度为45度，两层刀刃之间通过螺栓固定，便于刀刃磨损或损坏后进行更换和维修；第二刀片2-4-4的结构与第一刀片2-4-3的结构相同。

所述移动定位装置3包括底板3-1、设置在底板3-1底部的四个支撑块3-2和四个移动轮3-3、转向单元、远程遥控器和移动定位控制单元；所述移动定位装置3设置在机壳2下部，并通过底板3-1与机壳2固定，用于支撑和定向移动碎纸机1。

底板3-1为圆形板材，底板3-1下面边缘均匀设置四个支撑块3-2和对应的四个移动轮3-3，支撑块3-2为倒置的等腰梯形，支撑块3-2的下表面设有未贯穿的凹槽，凹槽形状与移动轮3-3大小形状匹配，凹槽位置用于安装移动轮3-3；每个移动轮3-3由两个轮毂和多个辊子组成，多个辊子两端由两个轮毂分别支撑，辊子轴线与轮毂轴线夹角为±30度。四个移动轮3-3中两个左旋和两个右旋，两左两右四个移动轮3-3对称设置安装在移动定位装置3左右两侧。

所述转向单元包括四个伺服电机和四个减速器；每个移动轮3-3由一个伺服电机和一个减速器独立驱动，基于此，转向单元通过控制四个移动轮3-3的转速实现对移动定位装置3的位置和方向控制，进而实现移动定位装置3的转向。

移动定位控制单元包括供电单元、存储单元、传输单元、导航单元、驱动单元；供电单元设置在碎纸机1原始位置处；移动定位装置3在接收到操作人员的信号时，驱动单元驱动行驶轮行驶到目的位置，存储单元记录移动定位装置3所在区域的地图信息以方便依据在存储单元记载的路径以及遇到的障碍物等多种因素选取最佳路径；操作人员可以通过远程遥控器对移动定位装置3下发导航、跟随命令、目的位置等，实现对移动定位装置3远程遥控；当碎纸机1未被使用时，若碎纸机1的导航单元定位碎纸机1所在的当前位置未在碎纸机1原始位置，移动定位单元能够通过导航单元自动返回至碎纸机1原始位置。在移动定位单元侧面上设置防撞传感器，防撞传感器与移动定位控制单元电连接，防撞传感器在移动定位装置3移动过程中识别障碍物并通过移动定位控制单元选择最佳路径传输至目的位置；碎纸机1到达原始位置处，移动定位控制单元将位置信号传输至控制系统，随后碎纸机1通过电量检测单元检测移动定位单元的电池电量，当电量低于某一个数值时，可以自行连接供电单元充电。远程控制信号可通过wifi无线传输、蓝牙无线传输、GPRS无线传输或者红外无线传输等方式，但不仅限于上述的其中一种或任意组合。

所述旋转式碎屑回收箱4设置在圆柱筒体2-2内部，包括回收箱组件、旋转装置和旋转驱动装置；回收箱组件由四个不同大小的扇形回收箱组合而成，回收箱组件底部固定于旋转装置上，旋转装置可旋转地设置于移动定位装置3上，可实现回收箱在移动定位装置3上的旋转。

不同大小的扇形回收箱用于回收不同材料的碎屑，对于磁盘类由于运用较少，选择较小的扇形回收箱进行回收，这样不仅满足碎屑的分类回收，同时提高了回收箱的利用率；当操作人员通过远程遥控器选择破碎类型和破碎方式后，对应材料的回收箱在旋转驱动装置的驱动下转动到相应破碎方式的切刀装置2-4下侧，以实现对碎屑的回收。

所述卡纸报警装置包括微动开关和报警电路，在对辊组件的支架上设置微动开关，当在无纸通过状态下，微动开关为断开状态，当纸张通过对对辊组件施压，微动开关闭合；微动开关上耦接延时报警电路，当微动开关在延时时间内通过纸张则不报警，当微动开关在延时时间内报警，则表明出现卡纸；微动开关的延时时间是根据输纸速度与纸张长度设定；

所述安全检测装置，防止操作人员误将手指伸入碎纸机1入纸口，导致意外事故的发生，提高了碎纸机1的安全性。

所述控制系统采用PLC控制器，但不仅限于该种控制系统。

另外，本实用新型公开了一种校园用智能碎纸机1的操作方法；首先，碎纸机1设置在碎纸机1原始位置处，操作人员可以通过远程遥控器对移动定位装置3下发任务指令，碎纸机1在接收到操作人员的信号时，驱动单元驱动行驶轮行驶到目的位置；其次，操作人员先将纸张放置在多层进纸托盘2-3-1上，随后操作人员通过远程遥控器选择不同的碎纸方式，纸张或者卡类片材可在控制系统的控制下传送至对应的切刀位置进行破碎，多层进纸托盘2-3-1两边上的幅宽调节单元2-3-2对纸张适应性调节，实现对纸张侧边的定位；待破碎的堆叠纸张最上面的一张纸在搓纸轮2-3-3的摩擦力作用下输送至路径切换单元2-5，路径切换单元2-5上的对辊组件夹送纸张向前输送至输送单元2-6处；并经过选择的输送单元2-6的相应的输送路径将待破碎纸张传输至所述切刀装置2-4进行破碎；破碎的纸屑落入放置相应材料的回收箱中；最后，当碎纸机1完成破碎任务时，碎纸机1的当前位置未在碎纸机1原始位置，移动定位单元通过导航单元自动返回至碎纸机1原始位置；在碎纸机1原始位置处，碎纸机1通过电量检测单元检测移动定位单元的电池电量，当检测到电池电量低于某一个数值时，可以自行连接供电单元充电。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。