具有发光二极管(led)传感器的切碎机的制作方法

专利名称：具有发光二极管(led)传感器的切碎机的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种切碎机，该切碎机具有作为发射器和探测器的至少一个发光 二极管(LED)，以帮助确定用于切碎物品的刀具元件的操作。
背景技术：
普通类型的切碎机具有切碎机构，该切碎机构包含在壳体内并且安装在容器的顶 部上。切碎机构典型地包括切削头组件，切削头组件包括一系列刀具元件，这些刀具元件切 碎被送入其中的物品，如纸、⑶、DVD、信用卡等，并且将切碎的物品向下排放到容器中。这种 切碎机的例子可以例如在美国专利7，040, 559中找到，该专利通过引用全部结合在此。当用户将物品送入切碎机构中时，可以提供传感器以探测这些物品的存在，由此 致动切碎机构以切碎物品。也可以提供一个或多个传感器来探测容器是否充满了被切碎的 物品。通常使用光学传感器，因为它们没有活动部分。然而，在切碎机中使用的光学传感器 优选具有宽范围的电特性和/或灵敏度以探测宽范围的物品和介质(例如，各种颜色、材料 的物品)，并且在传感器寿命期间不提供用于致动切碎机构的任何虚假的肯定信号。例如， 传感器的驱动信号必须提供灵敏的光强度以探测纸和CD和/或被切碎的物品。光学传感器的典型例子包括具有用来发射和用来探测诸如红外(IR)波束之类的 光或辐射的分立元件的那些传感器。这样的传感器需要波束在发射器与探测器之间中断 (即，断开)来感测状态。可替换地，可以使用反射型传感器(例如，探测反射的光或波束的 反射型传感器)，其可以使用简单的组合件而不是分立的元件。无论如何，对切碎机中所使 用的传感器的成本、装配、及结构的改进将是有益的。

发明内容
本发明的一个方面提供一种切碎机，所述切碎机包括具有进料口(throat)的切 碎机壳体和容纳在所述壳体中的切碎机构，所述进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通 过该进料口。所述切碎机构包括马达和刀具元件，并且使待切碎的所述至少一个物品能够 被送入所述刀具元件中。所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件，使得所述 刀具元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成颗粒。所述切碎机还包括可作为传感器 操作的至少一个发光二极管。所述至少一个发光二极管传感器被配置成当在正向偏置方向 上操作时用作发射器，并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器。控制器被耦 接到所述传感器和所述切碎机构，并且被配置成使所述发光二极管的输入在所述正向偏置 方向和所述反向偏置方向之间交替。所述控制器还可操作用于基于所述传感器探测到的辐 射来控制所述切碎机构的操作。
本发明的另一个方面包括一种切碎机，所述切碎机包括具有进料口的切碎机壳体 和容纳在所述壳体中的切碎机构，所述进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料 口。所述切碎机构包括马达和刀具元件，并且使待切碎的所述至少一个物品能够被送入所 述刀具元件中。所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件，使得所述刀具元件 将被送入其中的所述至少一个物品切碎成颗粒。所述切碎机还包括用于接纳切碎颗粒的容 器。在所述切碎机中设置一系列发光二极管，所述一系列发光二极管被定位成接收从堆积 在所述容器中的所述切碎颗粒反射的辐射并确定所反射的辐射的强度。所述强度对应于堆 积在所述容器中的切碎颗粒的量。同样，所述一系列发光二极管被配置成当在正向偏置方 向上操作时用作发射器，并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器。控制器被 耦接到所述一系列发光二极管和所述切碎机构，并且被配置成使所述一系列发光二极管的 输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替。所述控制器可操作用于基于所述 传感器的探测来控制所述切碎机构的操作。本发明的又一个方面提供一种在切碎机中执行的方法，所述切碎机包括具有进料 口的切碎机壳体和容纳在所述壳体中的切碎机构，所述进料口用于接纳待切碎的至少一个 物品通过该进料口。所述切碎机构包括马达和刀具元件，并且使待切碎的所述至少一个物 品能够被送入所述刀具元件中。所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件，使 得所述刀具元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成切碎颗粒。所述切碎机还包括可 作为传感器操作的至少一个发光二极管，所述至少一个发光二极管传感器被配置成当在正 向偏置方向上操作时用作发射器，并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器。 控制器被耦接到所述传感器和所述切碎机构，并且被配置成使所述发光二极管的输入在所 述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替。所述控制器可操作用于基于所述传感器探 测到的辐射来控制所述切碎机构的操作。所述方法包括使所述发光二极管的所述输入在 所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替；利用所述发光二极管探测反射的辐射； 以及利用所述控制器，基于所述发光二极管探测到的辐射来控制所述切碎机构的操作。本发明的其它方面、特征及优点将从以下的详细描述、附图、及所附的权利要求书 而变得清楚。


图1是根据本发明的一个实施例构造的包括至少一个感测装置切碎机设备的俯 视立体图；图2是图1的分解立体图；图3是切碎机设备的切碎机壳体的下侧的详细立体图，该切碎机设备包括根据本 发明的一个实施例的至少一个感测装置；图4是切碎机设备的切碎机壳体的下侧的详细立体图，该切碎机设备包括根据本 发明的一个实施例的一个或多个传感器；图5a_5c示出电路图，这些电路图表示根据本发明的一个实施例，使用发光二极 管作为传感器来发射和探测辐射的步骤；图6是根据本发明的一个实施例的切碎机的控制器与其它部分之间的相互作用 的示意性说明；
图7是根据本发明的一个实施例的用于校准传感器的方法的流程图；图8示出流程图，表明确定需要对致动传感器执行校准的方法，及图9示出流程图，表明确定需要对箱子充满或废物水平传感器执行校准的方法。
具体实施例方式以下实施例参照附图被描述，并且绝不限制在它们的范围中。图1是根据本发明的一个实施例构造的切碎机设备10的俯视立体图。切碎机10 被设计成摧毁或切碎诸如纸、纸产品、CD、DVD、信用卡和其它物体之类的物品。在一个实施 例中，切碎机10可以包括轮子(未示出)以帮助移动切碎机10。切碎机10包括切碎机壳 体12，该切碎机壳体12置于例如容器18的顶部上。切碎机壳体12包括在壳体12的上侧24 (或上壁或顶侧或顶壁)上的至少一个输 入开口 14，用来接纳待切碎的材料。输入开口 14在横向方向上延伸，并且也常常称作进料 口。输入开口或进料口 14可以大体平行于切碎机构20 (在下面描述)并在其上方延伸。输 入开口或进料口 14可以比较窄，从而防止过厚的物品——如大堆文档——被送入其中。然 而，进料口 14可以具有任何构造。在一个实施例中，在切碎机壳体12中可以提供附加的或 第二输入开口(未示出)。例如，可以提供输入开口 14以接纳纸、纸产品和其它物品，同时 可以提供第二输入开口(未示出)以接纳诸如⑶和DVD之类的物体。切碎机壳体12还包 括在下侧26 (或底侧或底壁或下面或箱子侧)上的输出开口 16，诸如图2中所示的。在一 个实施例中，切碎机壳体12可以包括带有下侧26的底部托座38，以在其中容纳切碎机构 20。底部托座38例如由紧固件固定到上侧24或顶壁的内面。托座38在其底侧26或底壁 中具有输出开口 16，通过该输出开口 16排放切碎颗粒。一般而言，切碎机10可以具有任何适当的构造或配置，并且这里提供的所说明的 实施例不意图以任何方式进行限制。另外，贯穿本说明书的可互换使用的术语“切碎机”或 “切碎机设备”不意图限于字面上“切碎”文档和物品的装置，而是代之以意图覆盖通过使文 档和物品难以辨认和/或无用的方式来摧毁这些文档和物品的任何装置。如所提到的，切碎机10还包括在切碎机壳体12中的切碎机构20 ( 一般性地表示 在图2中)。当物品被插入到至少一个输入开口或进料口 14中时，它们被引导为朝向并进 入切碎机构20。“切碎机构”是用于表示使用至少一个刀具元件摧毁物品的装置的一般性 结构术语。摧毁可以以任何特定方式进行。切碎机构20包括驱动系统32 ( 一般性地表示 在图2中)和多个刀具元件21 (见图3)，该驱动系统32具有至少一个诸如电动马达之类 的马达34。刀具元件21安装在一对平行安装轴(未示出)上。马达34使用电力操作，以 通过常规传动装置36可转动地驱动切碎机构20的第一和第二可转动轴及其对应的刀具元 件21，从而刀具元件21切碎或摧毁被送入其中的材料或物品，然后经输出开口 16将切碎的 材料堆积到容器18的开口 15中。切碎机构20还可以包括用来例如将轴、马达和传动装置 安装到壳体12中的子框架31。驱动系统可以具有任意数量的马达，并且可以包括一个或 多个传动装置。而且，多个刀具元件21可以以任何适当的方式安装在第一和第二可转动轴 上。例如，在一个实施例中，刀具元件21以交错关系转动以便切碎被送入其中的纸张和其 它物品。在一个实施例中，刀具元件21可以以堆叠(stacked)关系设置。这样的切碎机构 20的操作和构造是熟知的，这里不必详细地讨论。这样，至少一个输入开口或进料口 14被配置成接纳被插入其中的材料，以馈送该材料穿过切碎机构20，并通过输出开口 16堆积或排出被切碎的材料。切碎机壳体12被配置成放置在容器18上方或上面。如图2中所示，切碎机壳体 12可以包括可拆下的纸切碎机构。即，在一个实施例中，切碎机壳体12可相对于容器18被 取下，以便于或有助于清空切碎材料的容器18。在一个实施例中，切碎机壳体12包括在尺 寸和形状上与容器18的顶部边缘19相对应的唇边(Iip) 22或其它结构布置。容器18在 其开口 15中接纳由切碎机10切碎的纸或物品。更特别地，在材料被插入到输入开口 14中 以被刀具元件21切碎之后，切碎的材料或物品从位于切碎机壳体12的下侧26上的输出开 口 16被堆积到容器18的开口 15中。容器18可以是例如废物箱。在一个实施例中，容器18可以位于切碎机壳体12下方的框架中。例如，该框架可 以用来支撑切碎机壳体12，并包括容纳容器的空间，从而容器18可以从中取下。例如，在一 个实施例中，容器18可以设置成像抽屉那样相对于框架滑动、铰接地安装到框架上、或者 包括脚蹬或踏板装置，以帮助从框架拉动或取下容器。容器18可以包括开口、把手、或凹口 17以便于用户能够抓住箱子(或抓住接近凹口 17的区域)，因而提供使用户容易抓住的区 域以将容器18从切碎机壳体12分离，由此能够存取(access)切碎材料。容器18可以基 本上或完全取下，而不再处于与切碎机壳体12 —起的操作状态中，以便清空位于其中的切 碎材料，诸如碎片或条带(即，废物或废料)。在一个实施例中，为了考虑到物品在其中的堆 积，容器或箱子18可以包括一个或多个存取开口(未示出)。—般地，术语“容器”、“废物箱”、及“箱子”被定义为用于接纳从切碎机构20的输 出开口 16排放的切碎材料的装置，这样的术语在整个说明书中可互换地使用。然而，这样 的术语不应该是限制性的。容器18可以具有任何适当的构造或配置。典型地，到切碎机10的电力供应将是标准电源线44，该电源线44在其端部上具有 插入标准AC电源插座中的插头48。而且，可以提供控制面板以与切碎机10—起使用。通 常，控制面板的使用在现有技术中是已知的。如图1中所示，可以提供电源开关100或多个 开关以控制切碎机10的操作。电源开关100可以设置在例如切碎机壳体12的上侧24上， 或者在切碎机10上的其它任何地方。上侧24可以具有开关凹口 28，该开关凹口 28具有穿 过其的开口。通/断开关100包括开关模块(未示出)和手动可啮合(engageable)部分 30，该开关模块通过紧固装置安装到凹口 28下面的壳体12上，该手动可啮合部分30在凹 口 28内横向移动。开关模块具有活动元件(未示出)，该活动元件连接到手动可啮合部分 30上，以使开关模块在其状态之间移动。开关100的手动可啮合部分的移动使得开关模块 在状态之间移动。图2所示的说明实施例中，开关模块将马达34连接到电源上。这种连接 可以是直接的或间接的，如经控制器56连接(图6所示)。术语“控制器”用于定义具有中 央处理单元(CPU)和输入/输出装置的装置或微控制器，该输入/输出装置用于监控来自 可操作地耦接到控制器的装置的参数。输入/输出装置还允许CPU与可操作地耦接到控制 器的装置(例如，诸如传感器50或马达34)进行通信并对其加以控制。如现有技术中普遍 已知的那样，控制器可以可选地包括任意数量的诸如内存或存储器之类的存储介质，用于 监视或控制耦接到控制器的传感器。控制器56同样与切碎机构20的马达34通信(示意性地表示在图6中)。当开关 100移动到通位置时，控制器56可发送电信号给马达34的驱动器，从而它在切碎方向上转动切碎机构20的刀具元件21，因而使得送入进料口 14中的纸张被切碎。作为附加或可替 换地，当开关100处于通位置时，开关100可以设置为空闲(idle)或就绪(ready)位置，其 与控制面板通信。空闲或就绪位置可以对应于例如选择性地致动切碎机构20。如下面将进 一步描述的那样，控制器56可以基于由诸如致动传感器之类的传感器50对在进料口 14中 的至少一个物品(例如，纸)的存在或插入的探测，选择性地启用切碎机构20的操作。而 且，在一个实施例中，控制器56可以基于由诸如废物水平或箱子充满传感器之类的传感器 72对在容器或箱子18中积累的切碎颗粒的探测，选择性地启用切碎机构20的操作。开关 100也可以移动到断位置，这使控制器56停止马达34的操作。
开关模块包含用于将开关的手动可啮合部分的位置用信号发送的适当触点。作为 选择，开关100也可以具有反向位置，该反向位置向控制器56发信号以便按反向方式操作 马达34。这通过使用可逆马达和施加相对于通位置具有相反极性的电流而实现。例如，为 了以相反方向运动刀具元件21以清除阻塞，按反向方式操作马达34的能力是所希望的。为 了提供上述位置中的每一个，开关100可以是滑动开关、旋转开关、或摇杆开关。而且，开关 100可以是按压开关类型，该开关被简单地压下以使控制器56循环经过多个状态。另外，控 制器56可以确定(例如，经一个或多个传感器50)进料口 14中没有清除掉物品，从而以相 反方向操作马达34(例如这样操作一短时间段)以便从切碎机10的进料口 14中清除任何 残余物品(或其各部分)。一般地，用来控制马达的开关100和控制器56的构造和操作是熟知的，并且可以 使用用于它们的任何构造。例如，触摸屏开关、薄膜开关、或拨动开关是可以使用的开关的 其它例子。而且，开关不必具有与通/断/空闲/反向相对应的不同位置，这些状态可以是 通过操作开关而在控制器中选择的态。任意状态也可以用光作为信号来表示、在显示屏幕 上用信号表示、或通过别的方式表示。如提到的那样，切碎机10可以具有一个或多个致动传感器50和/或一个或多个 废物水平或箱子充满传感器72。致动传感器50发射和探测辐射，并且可操作用于基于由传 感器探测到的辐射的变化而探测至少一个物品的存在或插入。在某些情况下，这样探测到 的变化可以由物品插入到进料口中而引起。如将进一步描述的那样，一个或多个致动传感 器50可以是用来发射和探测辐射的单体双功能装置，诸如发光二极管或LED。可替换地，致 动传感器包括多个LED。辐射可以包括但不限于可见光、红外(IR)光和紫外光、或其任意组
I=I ο如图1所示，一个或多个致动传感器50可以位于进料口 14中。例如，传感器50 可以位于上壁24之下，并且在切碎机构20的刀具元件21之上。然而，传感器50的位置不 应该受到限制。传感器50可以设置在与切碎机壳体12或切碎机构20有关的任意数量的 位置处。例如，用于探测至少一个待切碎物品的存在的一个或多个致动传感器50a和/或 50b可以设置在进料口 14中、其周围、其附近、或与其相邻的可替换位置。在某些实施例中， 致动传感器50a可以设置在例如进料口 14的右侧或左侧附近。在某些实施例中，致动传感 器50b可以设置在进料口 14的端部上或其附近。另外，多个传感器(例如，在中心、在入口 下面、在侧面、在端部)可以设置在进料口 14中、其周围、其附近、或与其相邻，并且是可以 想到的。另外，致动传感器50可以设置在切碎机构20中在刀具元件21上方的位置。在某 些实例中，元件也可安装成彼此面对，很像现有的发射器和接收器传感器。例如，如果希望的话，LED可以按这种方式安装，以确定当物品或纸插入到进料口 14中时是否有清晰的状态变化(例如，遮挡/不遮挡)。致动传感器50可操作地连接到切碎机构20。例如，当传感器50感测到进料口 14 中有物品存在时，切碎机构20被致动以切碎物品。然而，当传感器50确定进料口中没有物 品存在时，切碎机构20变成不可操作。特别地，当探测到进料口 14中没有物品存在时，致 动传感器50将与控制器56通信，以禁用到切碎机马达34的供电(例如，通过断开开关以 使电力无法被送到马达34)。例如，假定开关100处于例如通(或空闲)位置，当纸或物品被插入进料口 14中 时，控制器56通过致动马达34在切碎方向上驱动刀具元件21，来启用切碎机构20的操作。 致动传感器50的使用是所希望的，因为它允许用户通过将开关100移动到其通位置而使切 碎机10就绪，但直到传感器50探测到进料口 14中一个或多个物品的存在或插入，控制器 56才操作切碎机构20开始切碎。一旦至少一个物品已经通入切碎机构20越过了致动传感 器50，控制器56就将停止切碎机构20的刀具元件21的运动或转动，因为这对应着物品已 经被完全送入并被切碎。典型地，在停止切碎机构20之前使用稍许时间延迟，诸如3-5秒， 以保证物品已经完全被刀具元件21切碎并且从切碎机构20排出。这种致动传感器50的 使用是有益的，因为它允许用户执行多个切碎任务而不会使切碎机构20在任务之间操作 及产生噪声。它也减小了切碎机构20的磨损，因为它仅当片材被送入其中时才操作，并且 不会连续地操作。将参考图5a-5c提供关于致动传感器50的LED如何确定物品的存在的 进一步描述。在一些实施例中，切碎机10可以包括一个或多个废物水平或箱子充满感测装置 72，诸如图3和图4中所示的。废物水平传感器72也包括用于发射和探测辐射的单体装置。 废物水平传感器72包括一个或多个发光二极管(LED)。传感器72所发射的辐射可以包括 可见光谱中的光、红外辐射、和/或紫外辐射。由切碎机构20排出并且积累在容器或箱子 18中的切碎颗粒将由感测装置72探测。LED传感器72可以位于切碎机10中的多个位置。 例如，在某些实施例中，切碎机10可以包括一个或多个感测装置72，如图3和图4中所示。 LED感测装置72被定位成针对容器或箱子18发射和探测辐射。在某些实施例中，多个传感 器72或一系列LED可以按间隔开的关系布置。一般地，可以设置任意数量的LED感测装置 72，并且可以以多种方式安装，因此不应该是限制性的。更特别地，一个或多个废物水平/箱子充满LED感测装置72可以设置在切碎机壳 体12的底壁或下侧26上。在某些实施例中，感测装置72可以设置在输出开口 16或进料 口 14附近或与其相邻，如在图3中描绘的那样。在某些实施例中，安装到壳体12的下侧26 上的一个或多个传感器72与下侧26的底壁平齐。在某些实施例中，一个或多个传感器72a 设置在从底壁或下侧26向下延伸的结构78上，如图4中所示。在某些情况下，例如，如图 4中示出的那样，多个LED传感器72按阵列或系列设置，诸如按水平行设置——如72b所表 示的，或者按一系列行或某种形状设置——如72c所表示的。当设置多个传感器72时，这些元件可以相对很接近地、彼此相邻地安装。在某些 实例中，接近程度可能取决于要探测的距离(例如，从传感器到容器18底部的距离)和/ 或LED本身的特性(例如，视角、光强度、等等)。当LED传感器72以这种方式安装时，这些 元件能够一起工作(例如，看见来自其它LED的辐射或光)。在某些实例中，这些元件也可安装成彼此面对，很像现有的发射器和接收器传感器。例如，如果希望的话，LED可以按这 种方式安装，以确定是否有清晰的状态变化(例如，遮挡/不遮挡)。可替换地，尽管未示出，但是传感器72可以安装在容器18的一个或多个侧壁上或 者以任何其它方式安装，以将辐射发射到容器18中。在某些实例中，感测装置72可以设置 在容器18的一个或多个侧壁上，例如靠近唇边19。因此，感测装置72的位置或安装不应该 是限制性的，从而该配置使传感器72能够感测进入箱子18的废物开口或在其中积累的切 碎颗粒。
感测装置72无论其位置如何，都用于确定箱子或容器18是正在积累还是充满了 切碎颗粒。废物水平或箱子充满传感器72也可操作地连接到切碎机构20。例如，当用户切 碎物品时，切碎颗粒由切碎机构20通过开口 16排出(例如，进入容器18)。随着切碎颗粒 的累积，感测装置72可以探测容器18中切碎颗粒的积累或水平，从而警告用户，或者可替 换地，探测到容器18充满，从而与控制器56通信以停止切碎机构20的操作，直到容器18 至少部分清空为止。将参考图5a-5c给出关于废物水平或箱子充满感测装置72的LED如 何确定切碎颗粒的积累的进一步描述。例如，假定开关100处于通(或空闲)位置，控制器56依据容器18有多满(例如 使用某种计算方法)或探测到多少积累颗粒(例如利用堆的高度)，通过致动或停止用于驱 动刀具元件21的马达34来控制切碎机构20的操作。废物水平/箱子充满传感器72的使 用是所希望的，因为当传感器72探测到切碎颗粒的积累几乎或基本上填满了箱子18时，控 制器56将不操作切碎机构20。这是有益的，因为它也减小了切碎机构20的磨损，并且有助 于防止在切碎机构或输出开口 16中的可能的阻塞，因为它仅仅在箱子没有充满积累颗粒 时才操作。上面描述的在切碎机10中的致动传感器50和废物水平传感器72是单体双功能 装置。作为单体双功能装置，它们能够发射和探测辐射。例如，传感器50和72是LED传感 器。发光二极管(LED)是可以用于发光和/或用作发射器和探测器的源的例子。一般地， LED或单体装置由于其双极性特性，可以通过在以用于发射辐射的正向偏置模式操作和以 用于探测辐射的反向偏置模式操作之间交替，而用作感测装置。图5a_5c示出电路图80，表示使用发光二极管(LED)作为传感器50或72来 发射和探测辐射的步骤。图5a_5c的电路图是从出版物“Very Low-Cost Sensing and Communication Using BidirectionalLEDs，，，by Dietz et al. for Mitsubishi Electric ResearchLaboratories, 2003复制的。电路80连接到例如诸如控制器56之类的微控制 器。控制器56可以响应于LED探测到的信号电平而采取适当的动作，或者可以启用/禁用 到LED元件的电力输送。电路80可以包括串联连接的电压源Vcc、发光二极管82、电阻器 84、及电路地。然而，电阻器84是可选的，并且不必提供。而且，尽管示出单个二极管，但是 可以设置一个或多个二极管，诸如LED阵列或系列，以帮助提供一致性并增大感测面积。如 所示的那样配置电路80的使用，允许单个元件(LED 82)作为双用途装置。LED的引脚或引 线——也称作阳极和阴极——连接到微控制器的引脚上。本领域技术人员很容易理解电路80的一般性工作原理。为了利用由一个或多个 LED(可见光或IR)提供的光敏和双极性特性以使得一个或多个LED可以用作发射器和探 测器，即单体双功能装置50和/或72，LED首先被正向偏置以导通LED，即发射光并作为发射器，如图5a中所示。在预定时间量之后，微控制器的引脚的电平颠倒。颠倒引脚的预定时间量可以包括任意时间量，并且不应该是限制性的。从而，LED被反向偏置，如图5b中所 示。这使得LED能够作为光传感器或探测器。如本领域技术人员将理解的，LED在这个阶 段期间累积电荷并作为光敏电容器。即，LED作为电容性传感器，因为它探测物体(例如， 物品、文档、切碎颗粒、及其它)的存在而无需物理接触。因而，当物品或切碎颗粒运动得靠 近或接近LED传感器50或72时，电容增大。这种电容增大可以使LED指示(并从而与控 制器56通信)在进料口 14中物品的存在或在箱子18中积累有切碎颗粒。在另一预定时间量之后，LED的阴极侧变成输入，如图5c中所示。同样，该时间量 不应该是限制性的。通过RC网络(S卩，LED)放电的速率与传感器所暴露于的光量成正比。 LED响应于与其在正向偏置时发射的光具有类似频率的光。从而，这里所描述的LED感测装置72被设计成探测光强度的变化。在LED是阵列 或系列的一部分的情况下，LED可以基于感测所反射的从其它LED装置(例如在其附近的 LED装置)发射的辐射来探测光强度的变化。然而，如果LED不设置在阵列或系列中，则LED 可以提供几个功能。在某些情况下，单个LED可以确定环境光量，从而LED所确定的探测到 的强度变化可以与物体(例如，切碎颗粒)遮挡来自它的环境光的强度变化相关。一般地， 物体离LED越近，LED探测到的环境光越少。在这种情况下，单个LED在发射辐射时可以作 为用户指示装置。参照图1，例如，致动传感器50可以是用于向用户指示插入物品的位置的 单个LED装置。单个LED也可以设置成在切碎机可用或准备好使用时发射光，作为用于增 加可视性的指引，或者在切碎机正在操作时发射光。从而，LED装置发射光以引起用户注意 和作为功能指示器。例如，LED可以用作双功能进料口传感器，该进料口传感器既作为用于探测物品的 探测器，也作为用户指示器。即，传感器安装到进料口，所以其至少一部分在切碎机外部是 可见的(即，通过用户观看它)。到发光二极管的交替输入使二极管在正向偏置方向上发射 辐射并且作为用户指示器，从而指示例如切碎机已接通并且准备好使用。二极管也可以在 反向偏置方向上作为探测器，其基于环境光的变化探测至少一个物品的插入。在某些实施 例中，二极管在正向偏置和反向偏置方向之间交替的速率可以足够高(或快)以使得人眼 无法感测到发射与探测之间的变化。在某些实施例中，二极管可以闪烁。闪烁可以发生是 因为二极管输入在正向和反向偏置之间交替，从而提供闪烁效果。在任一情况下，LED以预 定速率在双极性状态之间交替。同样，应该注意，LED的指示功能不应当是限制性的。在某些情况下，单个LED被设置作为光探测器，由此探测环境光的缺少。应该注意，尽管在某些情况下，一些残余电荷可能从充电/放电循环(即，在图 5a-5c中提供的正向偏置和反向偏置)留下——这可变化并且依赖于探测到的辐射量，但 残余电荷不会引起LED的电特性的较大变化。通过操纵LED以使它们可作为电容性传感器，人们可以使用LED来探测辐射强度， 该辐射强度对应于(a)进料口 14中物品的存在，或(b)箱子18中堆积的切碎材料量。重 要的是，要注意感测装置50和72用于确定物品存在或者箱子充满或基本充满的方式。传 感器50、72可以使用任何种类的电路、软件、逻辑、计算机可读介质、或其组合来确定这样 的操作方式。例如，在LED致动传感器50的情况下，电路和/或逻辑可以用来指示，所发射 的光的强度变化(即，电容变化)与物品、文档、或纸张的存在成正比。即，如果确定强度或电容增大，则探测到在进料口 14中存在物品。可替换地，如果强度或电容减小，则确定在进 料口 14中不存在物品。在LED废物水平或箱子充满传感器72 (可以包括一个或多个LED)的情况下，电路 和/或逻辑可以用来指示，所发射的光的强度变化(即，电容变化)可以与箱子中的切碎材 料量成正比。即，如果确定LED中的电容减小或增大，则分别探测到在箱子18中的切碎材 料量的减少或增加。特别地，感测装置72所探测到的LED电容(即，辐射强度)的增大与 在箱子中堆积的切碎材料量的增加相对应。可替换地，随着积累的切碎颗粒与LED传感器 72之间的距离减小，它们之间的电容也减小。电容的这种减小导致传感器/LED中减小的信 号电平。使用LED感测装置50和/或72的优点包括传感器的成本降低。使用诸如LED之 类的单体装置比诸如IR/PT组合或其它已知装置之类的其它组合的成本要低。另外，LED感 测装置简化了切碎机10和/或切碎机壳体12的制造。例如，在切碎机10中装配一个或多 个LED致动传感器50的情况下，切碎机壳体12中的导线布置被简化，因为装配被限定到进 料口 14的一侧(例如，而不是像提供分离的发射器和探测器时那样需要在两侧上都操纵和 装配导线)。此外，使用LED感测装置改进了整体机器质量。而且，LED感测装置看起来像 是一般的LED指示器，因而提供简单的设计。LED致动传感器50在例如其用于探测可插入进料口中的纸或其它物品的灵敏度 方面也可提供优点。在某些情况下，传感器50的输出可以被解释为(例如，使用软件)模 拟信号或脉宽调制(PWM)数字信号。当使用PWM数字信号时，基于探测到的光强度确定输 出，则允许传感器50的灵敏度在必要时被调节。这是有利的，因为现有的自动启动信号典 型地是数字信号，因而较难以调节元件的灵敏度。使用LED作为致动传感器50考虑到了灵 敏度的调节。诸如致动传感器50或箱子充满感测装置72之类的LED传感器的使用，优选能够 在传感器50或72的寿命期间始终如一地探测宽范围的物品和介质以及探测单张纸或切碎 颗粒的存在，而不提供任何虚假的肯定信号(例如，从控制器56提供给切碎机构20的马达 34)。在某些实施例中，来自致动传感器50和/或箱子充满感测装置72的辐射发射提供一 定水平的光强度(或亮度)。然而，由于老化、未对准、容差的变化、和/或不同的传感器等 级，从传感器发射的光束或辐射的强度或亮度有变化。例如，传感器的强度可能由于老化和 在元件上及其周围的灰尘或残余物的增加而降低。强度降低表明传感器的性能正在下降。 当传感器感受到的强度减小时，可能从控制器56发送虚假的肯定信号，从而产生用于切碎 机10的“接续(rim-on)”状态。当出现关于传感器探测到容器充满了切碎颗粒的虚假的肯 定信号时，切碎机构可能不运行(或者它可能在箱子充满时运行)，也会使用户感到挫折。为了补偿致动传感器50或箱子充满感测装置72所需要的特性、灵敏度、及其它特 征，传感器50或72发射的辐射的强度可以调节和修改，以使得传感器能够探测前面所述的 这些事件。例如，为感测装置50和/或72使用LED改进了机器或装置的质量，因为它考虑 到可能的自校准(例如，通过调节辐射的强度)。设置在切碎机10中的每个LED传感器可以被校准，以定义其零位置。感测装置的 “零位置”则可以定义为当切碎机10通电并且没有探测到动作(例如，在进料口 14中没有 物品存在，或者在箱子18中没有切碎颗粒存在(例如，没有探测到切碎颗粒的积累))时，传感器所呈现的位置。例如，由切碎机构20排出并进入箱子18中的切碎颗粒将增大LED 感测装置72的电容。从而，为了将LED传感器设定到它们相应的零位置，可以执行校准或 重新校准以确定这些位置。例如，图7示出根据本发明的一个实施例，用于操作具有传感器50和/或感测装 置72的切碎机的方法60或循环。在如62所示的给切碎机通电之后，校准来自传感器50 或72的辐射的强度，如64所示。然后可以对插入到进料口 14中待切碎的至少一个物品执 行典型的机器操作(例如，切碎)，如66所示。在切碎机构20的操作之后，可以重新校准辐 射强度，如68所示。
为了校准和/或重新校准传感器50和/或72的辐射强度，控制器56可以提供指 令或信号给传感器50和/或72。例如，控制器56可以接收用于停止马达34的操作的信 号，然后立即执行传感器50和/或72的自动校准。在这种情况下，“自动”校准、或自动执 行方法，是指在传感器探测(例如，对纸或切碎颗粒的探测)之后校准辐射强度。在一个实 施例中，当不存在物品或切碎颗粒以改变传感器所探测到的辐射时，或者当箱子18中没有 积累切碎颗粒时，传感器所发射的辐射强度被调节到探测器可探测的最小水平之上的预定 量，或被调节到该预定量之内。在诸如LED传感器50之类的致动传感器的情况中，优选设定的强度水平可通常 定义为阈值探测点，其中在该阈值探测点处，传感器能够确定由正插入到切碎机10的进料 口 14中的一个或多个物品的插入所引起的电容增大，同时仍然灵敏以探测辐射的变化(例 如，由一张或多张纸引起的辐射变化)。在诸如LED感测装置72之类的箱子充满感测装置 的情况下，优选设定的强度水平可通常定义为，对于切碎机构排放积累切碎颗粒，传感器探 测到电容增大的点。例如，在某些情况下，优选设定的强度水平可通常定义为，作为辐射被 箱子中的积累切碎颗粒反射、或被箱子本身反射的结果，传感器探测到最小电容的点。在 某些情况下，为任一感测装置优选设定的强度水平可通常定义为由控制器56使用规则、逻 辑、计算机可读介质、和/或软件所确定的点。因此，控制器56能够特别考虑到当前的光输 出、所希望的光输出、及光输出的变化而修改所发射的辐射或光的强度。在一个实施例中，控制器56可以通过调节LED感测装置50、72来调节辐射强度， 从而它们被校准到在最小阈值探测水平的预定量处或其内的点。LED可以例如通过脉宽调 制(PWM)而被校准或调制，以确定最小辐射强度水平。因此，控制器56可用于帮助提供所 希望的强度水平。图7的循环或方法考虑到了对元件老化、轻微未对准、元件容差的变化、及不同元 件等级的补偿，从而这样的特征变得对于传感器50或感测装置72发射和探测光束不那么 相关。而且，校准感测装置50和/或72有助于基本上消除如下可能的问题驱动信号功 率过大达到使传感器50不与控制器56通信以在需要时致动切碎机构20的点。例如，当单 个物品(例如，纸片)被插入进料口中时，传感器50可以与控制器56通信以致动切碎机构 20，或者可替换地，感测装置72将与控制器56通信，以便当探测到容器18或箱子充满积累 的切碎颗粒时停止切碎机构20。校准传感器50和/或72的循环或方法，诸如图7中所示的实施例，可以在任何时 候重复。例如，在某些实施例中，传感器50、72的辐射强度可以在切碎机通电之后被立即或 自动校准。在某些实施例中，校准可以在切碎机构20的预定量的不活动之后、在休眠模式期间(例如，当切碎机10限制发送到其元件的功率量时)、紧随在切碎操作之后、或者在其它操作之前、之中、或之后执行。图8示出流程图的例子，表明确定需要对致动传感器50执行校准的方法90。在 92通电之后，可以执行正常机器操作，如94所示。在96，机器或切碎机进入休眠模式。在 98，致动传感器50被校准以确定阈值探测点或水平。然后，在100，分析校准数据以确定它 是否在期望范围内。如果校准数据在期望范围内，即“是”，则致动传感器50被校准并被设 定到最小阈值探测水平，如102所示，并且正常机器操作可以继续，如94所示。如果校准数 据不在期望范围内，即“否”，则在98所确定的探测点/水平和数据在104被丢弃，并且正常 机器操作可以继续，如94所示，直到用于可能的校准的另一个事件被确定。图9示出流程图，表明确定需要对例如箱子充满或废物水平传感器72执行校准的 方法106。在108给切碎机通电之后，可以执行正常机器操作，如110所示。在112，机器或 切碎机确定到容器的门是否被打开(或例如脱离或停止马达操作的其它类似动作)。如果 门未被打开(或者未探测到其它类似动作)，即“否”，则在110继续正常机器操作。如果确 定门被打开(或者已发生其它类似动作)，即“是”，则方法106等待，直到确定门被关闭，如 114所示(或者执行满足门敞开的某个其它动作或其它类似动作)。在116，确定箱子充满 传感器72的强度读数是否接近零位置或零值。如果位置接近零位置，即“是”(并且很可能 在箱子或容器中没有颗粒存在)，则执行校准，并将辐射强度设定到新的零位置，如118所 示。可替换地，如果读数不接近零位置，即“否”(并且很可能在箱子或容器中有颗粒存在)， 则切碎机的正常机器操作继续，如110所示。另外，可以想到，控制器56可以在存储器中包括机器或处理器可执行指令的程序 代码，该程序代码在被执行时，指令控制器操作切碎机10并在适当时候校准或重新校准致 动传感器50或箱子充满感测装置72的驱动信号。在某些实施例中，如果发生要求动作的外部事件，则校准循环或方法可被中断，并 且可执行针对该外部事件的所要求的动作。例如，切碎机10(及其部分，例如，附加的传感 器和控制器56)可能探测到用户的手/手指在进料口 14附近、探测到在用户界面或显示屏 上的输入、探测到纸厚度、或其它事件，并从而超弛(override)传感器50、72的校准，直到 下次机会。在某些实例中，控制器56也可以确定传感器的强度是否小于(或大于)其先前的 零位置并且要求校准。如果控制器56确定传感器信号与先前记下的零位置不同，则控制器 56重新校准传感器。一般地，可以根据需要，对于在零位置与新确定位置之间发现的任何数 量的差异，校准或重新校准传感器。在某些实例中，控制器56使用规则、逻辑、和/或软件来 确定是否需要校准或重新校准。例如，如果第一传感器读数确定容器18基本上是空的，而 在短时间段之后，第二传感器读数确定容器18基本上充满，则这样的逻辑可以用来表明， 基于已被切碎的物品的数量，容器18很可能未充满，因而已形成了虚假读数。则传感器的 强度可以重新校准到最近一次的零位置，或者可替换地，在例如切碎机构的操作之后重新 校准。使用逻辑、代码等的另外的例子将在下面更详细描述。单个装置或LED的强度设置在基线电压(base line voltage)处。基线电压至少 包括用于确定被发射和探测的辐射的第一或起始强度的值。传感器的基线电压由控制器56 设置在零位置处。LED所发射的辐射随时间而强度减小。根据一个实施例，控制器56通过将基线电压调节到第二强度而自动校准传感器的辐射强度。当将多个LED用作致动传感器50和/或箱子充满传感器72时，可以采用与以上 提到的相类似的方式校准LED。例如，当多个LED被设置作为切碎机壳体12上的箱子充满 感测装置72时，可以使用逻辑来确定虚假的肯定读数。在操作之后，如果第一 LED确定的 读数比第二 LED确定的高10%，则控制器56可以使用这样的逻辑来确定需要校准，因为在 探测积累的切碎颗粒时不可能有这样的差别。除了防止从控制器56发送虚假的肯定信号给切碎机构20以外，校准LED还可以 通过将其辐射发射保持在与LED所发射的光的强度变化有关的范围内，来增加传感器50和 /或72的寿命。另外，使用控制器56校准LED例如可能有利于区分虚假错误或将传感器重 新校准到新的零位置的需要。如前面提到的那样，如果控制器56确定传感器信号小于先前 记下的零位置，则控制器56重新校准传感器。然而，在某些实例中，控制器56可能忽略将 强度的任何偏移作为错误，诸如当灰尘或切碎颗粒临时改变辐射强度时。在某些实施例中， 控制器可以确定偏移，并且在操作或在默认回到先前的零位置之前的预定时间段期间调节 强度。而且，控制器56可以配置为确定在多次调节之后应该重新校准辐射强度。
更特别地，例如，控制器56和/或逻辑、代码、软件、计算机可读介质等，可以用来 在探测到清空过程之后校准传感器。例如，如果感测装置72确定箱子充满了积累的颗粒， 则用户可以清空箱子18。附加的传感器和/或逻辑可以确定例如指示有可能的清空过程的 一个或多个事件，所述事件包括但不限于容器18的移动、针对或相对于框架移动容器18、 框架门的打开、切碎机壳体12和箱子18的分离、等等。然后，感测装置72可以被校准。如 果确定传感器读数接近或基本上靠近先前的零位置，则控制器56假定箱子或容器18已被 清空，并且可以将阈值探测水平设定为基本上等于传感器读数。在某些实例中，如果传感器 读数不是基本上等于先前零位置的阈值探测水平，但是在预定量之内(例如，2%的差别)， 则可以使用逻辑来使强度或基线电压归零到先前的零位置。例如，可以假定这样的轻微差 别归因于灰尘或小颗粒。作为附加或可替换地，传感器的第一和第二读数的显著大变化可 以被确定为指示清空过程。因此，可以使用第二读数来为基线电压和强度设定新的零位置， 以便确定箱子18的废物水平。在某些实例中，控制器56可以确定探测的强度是不准确的，并且感测装置72必 须基于先前的传感器读数、在存储器中存储的强度值等而被校准。例如，一旦感测装置72 在清空过程之后被校准，就可以确定第二传感器读数高于预定量，或者可替换地，与第一读 数显著不同(例如，20%的差别)。因为控制器56已经确定清空过程已经发生，所以控制 器56也可以确定对于第二传感器读数的大致结果。即，在清空容器18之后所反射的辐射 的大致强度通常是已知的。当第一和第二读数之间的这种差别被确定时，第一和第二读数 的该差别可被测量，以确定这样的第二读数是准确的还是，可替换地，由于灰尘和/或其它 颗粒而是错误的。如果确定读数是准确的，则感测装置72被校准到由第二读数确定的值。 如果确定读数是不正确的，则感测装置72被校准到先前的或默认的基线电压/零位置。在某些实施例中，校准可能发生在清空过程期间。例如，如果控制器56与探测到 容器18从切碎机壳体12分离(或上面提到的用于清空的某个其它类似动作)的传感器通 信，则控制器56可以校准感测装置72。在该过程期间校准感测装置72是有益的，因为强 度是在容器18中没有或几乎没有切碎颗粒时被设定的。特别地，在其中箱子或容器18可以从框架取下(例如，从其像抽屉一样滑动)的一个实施例中，可以基于探测在空框架内 所反射的辐射来确定用于感测装置72的基线电压或强度设置。即，当容器18基本从框架 取下时，感测装置72的基线电压可以被调节以确定强度的阈值探测水平。而且，在某些实 施例中，在重新放置容器18之后，如果读数与在清空过程期间将容器18基本从框架取下 时获得的读数不同，则控制器56可以估计或确定读数是否是准确的，并且如有必要，估测 (approximate)容器18中可能存在的灰尘和/或颗粒的量。当然，感测装置50可以以这样类似的方式被校准和/或重新校准。将LED用作感测装置50或72的其它优点，例如包括它们被校准到任何所希望的零点的能力。在某些实例中，感测装置50或72的阈值探测水平可以由用户或制造商设定。 例如，如果用户发现箱子18在发出警告或停止切碎过程之前变得被切碎颗粒填充得太满， 则用户可以可选地通过设定或调节传感器72的阈值探测点而手动超弛默认设置和控制器 56的动作。应该注意，用于确定所感测的动作(例如，物品的插入或材料的积累)的方法不应 该是限制性的。例如，切碎机10中的控制器和/或其它硬件或软件可以估计正被切碎的材 料的量。如图3中所示，一个或多个传感器72可以设置在输出开口 16中或其附近，以便在 切碎颗粒从切碎机构20堆积时探测切碎颗粒。例如，可以使用计时器，基于在探测切碎颗 粒之间的时间来进行这样的估计。也可以使用用于估计箱子18中的材料量的逻辑和/或 其它操作。另外，可以提供延伸到进料口 14中的触点(contact)或机械部件(未示出)，该触 点或机械部件响应于至少一个物品被插入到进料口 14中而被致动。在一个实施例中，可以 提供触点或机械部件(未示出)以帮助致动切碎机构20的操作。可替换地，可以提供触点 部件(未示出)以帮助识别或指示物品堆的厚度。尽管在以上给出的说明性实施例中已经使本发明的原理清楚，但对于本领域的技 术人员将显然的是，可以对在本发明的实践中使用的结构、布置、比例、元素、材料、及元件 进行各种修改。对其应用捕获装置的切碎机10的类型不应该是限制性的。例如，捕获装置可以应 用于包括掀离式(lift-off)切碎机壳体的切碎机。而且，切碎机10可以包括切碎机构20 和刀具元件21的多种配置。上述机构可以在所有横切机(cross cut machine)或切条机 (strip cuttingmachine)中实施。另外，一个或多个传感器50和/或72可以用来与切碎机10中的一个或多个其它 传感器装置协作。这样的传感器装置可以是下述装置，该装置能够但不限于确定最大厚度 (例如，指示被插入到进料口 14中的至少一个物品的厚度至少等于预定厚度)、探测容器18 的移动、探测位于输出开口 16中或其周围的切碎材料、探测切碎机10的功率或切碎机构20 是接通还是断开、和/或探测和指示输出开口 16被限制或关闭。而且，传感器装置可以用 来与任意数量的机械、机电、或电气装置协作。例如，在用于探测容器移动的传感器的情况 下，如果废物容器或箱子18从切碎机壳体12取下，则切碎机构20将不操作。另外，可以想到，这里所描述的校准方法可以与切碎机上设置的任何类型的LED 传感器一起使用。而且，可以为切碎机上设置的任一、某些、或所有LED传感器执行自动校 准。
在某些实施例中，可以使用具有例如光或警报形式的任意数量的可见或可听信号来与传感器和切碎机协作。例如，可以想到，在诸如指示箱子已充满之类的情况下可以使用 这样的信号。可以使用任何适当的指示器。因此，将看到已经完全、有效地实现了本发明的目的。然而，将认识到，上述优选的 具体实施例是出于说明本发明的功能和结构原理的目的而被示出和描述的，并且可进行变 化而不背离这些原理。因此，本发明包括在如下权利要求书的精神和范围内包容的所有修 改。
权利要求
一种切碎机，包括具有进料口的切碎机壳体，所述进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口；容纳在所述壳体中的切碎机构，所述切碎机构包括马达和刀具元件，所述切碎机构使待切碎的所述至少一个物品能够被送入所述刀具元件中，并且所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件，使得所述刀具元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成切碎颗粒；可作为传感器操作的至少一个发光二极管，所述至少一个发光二极管传感器被配置成当在正向偏置方向上操作时用作发射器，并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器；耦接到所述传感器和所述切碎机构的控制器，所述控制器被配置成在使所述发光二极管的输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替，并且所述控制器可操作用于基于所述传感器探测到的辐射来控制所述切碎机构的操作。
2.根据权利要求1所述的切碎机，所述传感器选自包括以下项的组之一(a)进料口传 感器，可操作用于基于所述传感器探测到的辐射变化，探测所述至少一个物品到所述进料 口中的插入；和(b)废物水平传感器，可操作用于基于所述传感器探测到的辐射变化，探测 所述切碎机构排放的切碎颗粒的积累。
3.根据权利要求2所述的切碎机，其中所述切碎机包括进料口传感器和废物水平传感 器，并且所述控制器耦接到所述传感器。
4.根据权利要求1所述的切碎机，其中所述切碎机壳体具有底壁，所述底壁上具有输 出开口，并且所述发光二极管被安装到所述底壁。
5.根据权利要求1所述的切碎机，其中所述发光二极管发射的辐射选自包括以下项的 组在可见光谱中的光、红外辐射、和紫外辐射。
6.根据权利要求1所述的切碎机，其中所述马达以交错关系转动所述刀具元件，以便 切碎通过输入开口被送入其中的物品。
7.根据权利要求1所述的切碎机，还包括用于接纳所述至少一个切碎物品或切碎颗粒 的容器。
8.根据权利要求7所述的切碎机，其中所述至少一个发光二极管设置在所述容器上或 者与所述容器相邻。
9.根据权利要求2所述的切碎机，其中所述控制器被配置成执行所述至少一个发光二 极管的自动校准，其中当没有物品或切碎颗粒存在以改变所述传感器探测到的辐射时，所 述至少一个发光二极管发射的辐射的强度被调节到在最小阈值探测水平之上的预定量或 在该预定量之内。
10.根据权利要求9所述的切碎机，其中在所述切碎机构的操作之后执行所述校准。
11.根据权利要求1所述的切碎机，其中基于所述至少一个发光二极管探测到的电容 变化来确定所述传感器探测到的辐射。
12.根据权利要求1所述的切碎机，其中，多个发光二极管被提供并可作为所述传感器 操作，并且所述多个发光二极管按阵列安装在所述壳体上。
13.根据权利要求1所述的切碎机，其中所述发光二极管发射的所述辐射在可见光谱中，并且所述传感器是可操作用于基于所述传感器探测到的辐射变化来探测所述至少一个 物品的插入的进料口传感器，其中所述传感器安装在所述进料口处，所以其至少一部分在 所述切碎机外面是可见的，从而，所述发光二极管的输入的交替使得所述发光二极管在正 向偏置方向上作为用户指示器，同时在反向偏置方向上用作基于环境光辐射的变化探测所 述至少一个物品的插入的探测器。
14.一种切碎机，包括具有进料口的切碎机壳体，所述进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口 ；容纳在所述壳体中的切碎机构，所述切碎机构包括马达和刀具元件，所述切碎机构使 待切碎的所述至少一个物品能够被送入所述刀具元件中，并且所述马达可操作用于在切碎 方向上驱动所述刀具元件，使得所述刀具元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成颗 粒；用于接纳切碎颗粒的容器；一系列发光二极管，定位成接收从堆积在所述容器中的所述切碎颗粒反射的辐射并确 定所反射的辐射的强度，所述强度对应于堆积在所述容器中的切碎颗粒的量；所述一系列发光二极管被配置成当在正向偏置方向上操作时用作发射器，并且被配置 成当在反向偏置方向上操作时用作探测器；耦接到所述一系列发光二极管和所述切碎机构的控制器，所述控制器被配置成使所述 一系列发光二极管的输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替，以及所述控制器可操作用于基于所述传感器的探测来控制所述切碎机构的操作。
15.根据权利要求14所述的切碎机，其中所述控制器被配置成，当满足所述切碎机的 条件时，将所述发光二极管接收的辐射的强度调节到在最小阈值探测水平处或之上的预定 量或该预定量之内。
16.根据权利要求15所述的切碎机，其中所述条件由所述容器相对于所述切碎机壳体 的移动来限定。
17.根据权利要求14所述的切碎机，其中所述切碎机壳体具有底壁，并且所述一系列 发光二极管被安装到所述底壁以探测所述容器中的切碎颗粒。
18.根据权利要求15所述的切碎机，其中在所述切碎机构的操作之后执行所述强度的 所述调节。
19.根据权利要求14所述的切碎机，其中基于所述一系列发光二极管探测到的电容变 化来确定所述辐射的所述强度。
20.根据权利要求14所述的切碎机，其中所述一系列发光二极管按阵列安装到所述壳体。
21.—种在切碎机中执行的方法，所述切碎机包括具有进料口的切碎机壳体，所述进 料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口 ；容纳在所述壳体中的切碎机构，所述 切碎机构包括马达和刀具元件，所述切碎机构使待切碎的所述至少一个物品能够被送入所 述刀具元件中，并且所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件，使得所述刀具 元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成切碎颗粒；可作为传感器操作的至少一个发 光二极管，所述至少一个发光二极管传感器被配置成当在正向偏置方向上操作时用作发射器，并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器；耦接到所述传感器和所述切碎 机构的控制器，所述控制器被配置成使所述发光二极管的输入在所述正向偏置方向和所述 反向偏置方向之间交替，并且所述控制器可操作用于基于所述传感器探测到的辐射来控制 所述切碎机构的操作，所述方法包括 使所述发光二极管的所述输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替； 利用所述发光二极管探测辐射；以及利用所述控制器，基于所述发光二极管探测到的辐射来控制所述切碎机构的操作。
全文摘要
公开了一种切碎机，该切碎机具有进料口和容纳在切碎机壳体中的切碎机构，进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口，切碎机构被驱动以切碎被送入其中的至少一个物品。至少一个发光二极管通过当在正向偏置和反向偏置方向上操作时发射和探测辐射而作为传感器。发光二极管可以用来探测至少一个物品在进料口中的存在或在容器或箱子中切碎颗粒的量。发光二极管与控制器通信以操作切碎机构。控制器还将辐射的强度校准到在最小水平之上的预定量或其内，以便减少磨损和接续状态。
文档编号B02C25/00GK101811082SQ201010002958
公开日2010年8月25日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月16日
发明者M·D·詹森 申请人:斐乐公司