本實(shí)用新型屬于倉儲管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于大型維修及生產(chǎn)場合的智能化的工器具管理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
針對目前現(xiàn)代綜合交通裝備制造與維修行業(yè),在日常工器具管理使用中,需要對大型、固定設(shè)備維修所需使用時,存在的人工效率低下,工器具遺漏嚴(yán)重,安全隱患失察,工器具狀態(tài)信息失控現(xiàn)象,同時降低了工器具的使用效率,缺乏對工器具狀態(tài)管理的控制,工器具的采購和更新缺乏大數(shù)據(jù)的信息支持,滿足不了對工器具標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化管理的要求。
2009年公開的中國專利“具有實(shí)時在線監(jiān)測功能的智能安全工具柜(申請?zhí)枮?00920101277.8)”公開的智能工具柜中公開了一種通過紅外反射探頭對工具柜中的工具進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測并智能化管理的工具柜,使得工具的信息和檔案一目了然,省時省力,管理成本降低,其在現(xiàn)場應(yīng)用中存在以下的不便之處:一、該工具柜設(shè)定在固定地方,通過電源供電且無法移動,難以滿足大型機(jī)車修理等需要工具柜遠(yuǎn)距離移動的場合,以及大規(guī)模使用情況下多個工具柜的集中統(tǒng)一管理。二、工具柜采用紅外反射探頭對工具在位情況進(jìn)行判斷,實(shí)際應(yīng)用中存在紅外反射探頭對工具的顏色及表面光潔度等參數(shù)的依賴,容易出現(xiàn)誤觸發(fā)、誤操作。三、工具柜的界面顯示等不直觀,且使用者識別方式單一,均對其推廣應(yīng)用帶來不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型提出了一種用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng),包括多臺處于同一個無線局域網(wǎng)下的移動工具管理車,基于接近開關(guān)對工具識別的智能工具移動車,并配置了充電電池、卷線器及電池監(jiān)測和提醒裝置,同時集成了身份卡、指紋、人臉識別和虹膜識別等使用者識別方式,并采用在電腦界面上直接顯示工具圖片的方式便于使用者對工具辨識,大大方便了大型車輛維修、大型生產(chǎn)線等場合工具管理的要求,采用一臺終端控制電腦,可查詢工具入庫、出庫、盤點(diǎn)、統(tǒng)計查詢等功能模塊,實(shí)現(xiàn)了工具管理的智能化。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng),包括處于無線局域網(wǎng)區(qū)域內(nèi)交互聯(lián)接的管理終端電腦和若干只移動式智能工具管理車;
移動式智能工具管理車包括柜體、平板電腦、身份識別單元和多層工具抽屜,每層工具抽屜通過電控彈力鎖鎖定在柜體上,所述的柜體底部安裝有滾輪,內(nèi)部設(shè)置有電瓶和控制單元,所述的控制單元與平板電腦、身份識別單元和電控彈力鎖電聯(lián)接;工具抽屜內(nèi)放置有若干工具,每個工具下方設(shè)置有接近開關(guān),接近開關(guān)通過信號傳輸線(22)與所述的控制單元電聯(lián)接。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,管理終端電腦和多臺智能工具管理車之間數(shù)據(jù)交互組成為一個單點(diǎn)對多點(diǎn)的通信系統(tǒng);所述的無線局域網(wǎng)由esp8266串口的無線wifi模塊組成。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,柜體側(cè)面設(shè)置有卷線器,充電電源線收縮后設(shè)置在卷線器內(nèi)。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,柜體前面板上設(shè)置有電源電壓指示單元。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,所述的柜體后背板和抽屜后面板之間設(shè)置有集線器,所述的集線器包括一只多層折疊的彈性鋼片,彈性鋼片的長度方向沿抽屜的寬度方向設(shè)置,彈性鋼片一端通過第一安裝座固定在柜體后背板,另一端通過第二安裝座固定在抽屜后面板上,所述的信號傳輸線固定在彈性鋼片上,彈性鋼片和信號傳輸線隨抽屜的開合而展開和收縮。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,在柜體后背板和抽屜后面板之間設(shè)置有壓簧,所述的壓簧通過彈簧座固定在柜體后背板上。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,工具抽屜內(nèi)設(shè)置有泡沫墊,泡沫墊上刻有容納工具的凹槽,所述的接近開關(guān)設(shè)置在凹槽的底部,在接近開關(guān)上設(shè)置有隔層,接近開關(guān)的輸出端聯(lián)接在信號傳輸線上。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,隔層為0.5-2m厚的纖維布。
上述用于大型維修生產(chǎn)線的智能工具管理系統(tǒng)中,身份識別單元為射頻卡識別模塊、指紋識別模塊、人臉識別模塊和虹膜識別模塊的一種或幾種組合。
本實(shí)用新型具有的有益技術(shù)效果如下:
1、本實(shí)用新型基于移動互聯(lián)技術(shù),集機(jī)電一體化精細(xì)控制,可視化觸屏電腦人機(jī)交互窗口,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)工器具的精細(xì)化管理,適用于對工器具有嚴(yán)格管理要求的航空航天、軍工器械、鐵路航運(yùn)等交通裝備制造維修領(lǐng)域。
2、本實(shí)用新型采用多臺移動車和終端電腦組成的智能工具使用管理系統(tǒng),集成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線Wi-Fi技術(shù)、云計算技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等軟硬件相結(jié)合,可以滿足各類大型制造檢修場所工具使用及倉儲管理者的需求,終端電腦提供了工具入庫、出庫、盤點(diǎn)、統(tǒng)計查詢等功能模塊,實(shí)現(xiàn)了工具管理的智能化,填補(bǔ)了對大型、固定設(shè)備維修所需圍繞使用工具的空白。
3、本實(shí)用新型采用接近開關(guān)對工具的在位情況進(jìn)行識別,避免了測重傳感器的復(fù)雜和傳統(tǒng)紅外傳感器對工具表面的依賴,避免了誤觸發(fā),提高識別準(zhǔn)確度。應(yīng)用中將工具放置在刻有工具外形的泡沫墊內(nèi)部,并在泡沫墊內(nèi)部設(shè)置有接近開關(guān)對工具進(jìn)行識別,同時在接近開關(guān)上部設(shè)置了薄的隔層,在不影響探測的情況下,避免了工具油污及放置時碰撞對接近開關(guān)的損壞。
4、本實(shí)用新型采用移動式結(jié)構(gòu),在底部設(shè)置了滾輪,且電路、電腦和傳感器采用電瓶供電,并設(shè)置了電源電量指示單元,便于使用者對電池耗電情況進(jìn)行監(jiān)測和報警;同時在柜體的側(cè)面設(shè)置有用于隱藏充電電線的卷線器,方便了整車的移動和充電,特別適用于大型機(jī)車維修、大型生產(chǎn)線等場合工具管理的要求。
5、本實(shí)用新型在抽屜后面設(shè)置了集線器,集線器采用折疊為W形或Z形的彈性鋼片組成,信號傳輸線固定在彈性鋼片上。抽屜關(guān)閉時,彈性鋼片和信號傳輸線收縮在抽屜的尾部;當(dāng)抽屜拉開時,彈性鋼片和信號傳輸線隨著抽屜拉動而張開,使得多只接近開關(guān)輸出線在抽屜后部整齊排布,避免了滑動抽屜出現(xiàn)的夾線及線纜摩擦狀況發(fā)生;抽屜推入時,彈性鋼片壓縮成近片狀形狀,藏在抽屜的后部,對柜體的空間影響很小,實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)柜體和滑動抽屜兩個相對運(yùn)動物體之間信號線的有效收放和保護(hù)。
6、本實(shí)用新型采用對電腦數(shù)據(jù)傳輸接口在線監(jiān)測的電源控制電路實(shí)現(xiàn)了整個裝置電源供電的控制,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟件界面對硬件的開、關(guān)機(jī)控制。實(shí)施中由光電傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸端口模塊的工作狀態(tài),從而確定電腦是否工作,再根據(jù)電腦狀態(tài),對控制電路的電源進(jìn)行通斷控制,從而實(shí)現(xiàn)了硬件系統(tǒng)隨軟件的一鍵式開關(guān)機(jī)。平時使用中只有開關(guān)控制電路這個很小的電路模塊通過電瓶供電,耗電極少,一方面達(dá)到電池供電情況下的省電要求,另一方面確保了硬件系統(tǒng)的安全,并方便了使用者的操作。
7、本實(shí)用新型在柜體后背板上設(shè)置了不少于一只的壓簧,當(dāng)采用普通電控彈力鎖彈開抽屜時,壓簧作用可使得工具抽屜在較重情況下的自動彈開;而抽屜復(fù)位時,可通過人力推動壓簧,不影響下一次開啟時的應(yīng)用。
8、本實(shí)用新型采用活動支架固定平板電腦,可在收工不用時,將平板電腦扣放在柜體的頂部,保護(hù)電腦屏幕。
9、本實(shí)用新型集成了射頻卡識別模塊、指紋識別模塊、人臉識別模塊和虹膜識別模塊等多種身份識別方式,滿足了多種場合和特殊人群的應(yīng)用。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型智能工具管理車的主視圖;
圖2為本實(shí)用新型智能工具管理車的側(cè)視圖;
圖3為本實(shí)用新型接近開關(guān)安裝示意圖;
圖4為本實(shí)用新型集線器在車體內(nèi)收縮和展示時結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本實(shí)用新型集線器結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本實(shí)用新型電控彈力鎖及彈簧安裝示意圖;
圖7為本實(shí)用新型電源控制單元結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為本實(shí)用新型電源控制電路原理單元示意圖;
圖9為本實(shí)用新型電腦顯示界面和工具在位關(guān)聯(lián)情況示意圖;
圖10為本實(shí)用新型身份識別單元的組成原理示意圖;
圖11為多臺智能工具車組網(wǎng)形成的的智能工具使用管理系統(tǒng)原理圖。
附圖標(biāo)記如下:
1—柜體;2—卷線器;3—電源電壓指示單元;4—身份識別單元;5—平板電腦;6—支架;7—機(jī)械鎖;8—控制抽屜;9—工具抽屜;10—抽屜拉手;11—滾輪;12—電源插頭;20—后背板;21—總線纜;22—信號傳輸線;23—第一安裝座;24—第二安裝座;25—開啟的抽屜;27—彈性鋼片;30—工具;31—泡沫墊;32—接近開關(guān);33—隔層;35—凹槽;41—彈簧座;42—電控彈力鎖;43—壓簧;51—電瓶;52—開關(guān)控制電路板;53—控制電路板;54—光電傳感器;55—數(shù)據(jù)傳輸端口模塊;56—端口指示燈;61—抽屜選擇菜單;62—工具選擇菜單;63—工具實(shí)物照片;64—工具不在位顯示形式;65—電腦屏幕;66—顯示區(qū)域所在的抽屜層;81—無線wifi模塊;82—管理終端電腦;83—智能工具管理車。
具體實(shí)施方式
如圖1和2所示,本實(shí)用新型的移動式可充電智能工具管理車主體為底部安裝有滾輪11的柜體1,柜體1上設(shè)置有平板電腦5和身份識別單元4,平板電腦5通過支架6固定在柜體1的頂部,支架6可采用活動式,在收工不用時將平板電腦扣放在柜體的頂部,保護(hù)電腦屏幕。柜體1的內(nèi)部嵌有若干只抽屜,其中的一只抽屜為控制抽屜8,內(nèi)部放置工具管理所用的控制電路板5和電瓶51,控制抽屜8通過機(jī)械鎖7鎖定在柜體1上,平時使用者無法打開,只有管理和維護(hù)人員才能打開。其他抽屜為工具抽屜9,通過電控彈力鎖42鎖定在柜體上,只有通過身份識別單元4對使用者的身份確認(rèn)后才能通過電控彈力鎖42自動打開抽屜。每個工具抽屜里放置有若干只工具,每只工具的下方設(shè)置有接近開關(guān)32,接近開關(guān)32通過信號傳輸線22與控制抽屜8內(nèi)的控制單元電聯(lián)接,當(dāng)工具移開原位置時,接近開關(guān)產(chǎn)生觸發(fā)信號,傳輸至控制單元內(nèi)部,對使用者的身份及時間等參數(shù)進(jìn)行記錄,并在電腦的屏幕上進(jìn)行空位顯示。
為了滿足大型生產(chǎn)線及大型機(jī)車維修的方便,本實(shí)用新型的智能車采用電瓶51供電,柜體1側(cè)面設(shè)置有卷線器2,充電電源線收縮后設(shè)置在卷線器2內(nèi),同時控制抽屜8的前面板或者柜體1的其他部位設(shè)置有電源電壓指示單元3,直觀顯示電池電壓或電量百分比,當(dāng)小于設(shè)定值時,則有聲音報警提示,此時拉開柜體側(cè)面的自動卷線裝置的充電頭,插入交流電則自動充電,充電指示燈常亮,報警聲音消失。當(dāng)蓄電池充滿后,飽和指示燈變色,提示可以拔掉插頭,收緊卷線裝置。
如圖3所示,工具抽屜9內(nèi)設(shè)置有泡沫墊31,泡沫墊31上采用成型雕刻的方法刻有容納工具30的凹槽35,每個工具30的下方設(shè)置有一只接近開關(guān)32,接近開關(guān)32設(shè)置在凹槽35的底部,在接近開關(guān)32上設(shè)置有隔層33,隔層可以為0.5-2m厚的纖維布,在不影響探測的情況下,避免了工具油污及放置碰撞對接近開關(guān)32的損壞。
如圖4和圖5所示,柜體1的總線纜21從上至下,再通過信號傳輸線22延伸至每層抽屜的接近開關(guān)32輸出端,為防止抽屜滑動對信號傳輸線22的摩擦,在柜體后背板20和抽屜后面板之間設(shè)置有集線器,集線器包括一只多層折疊的彈性鋼片27,彈性鋼片27的長度方向沿抽屜的寬度方向設(shè)置,由于抽屜具有一定的寬度,故這樣可確保彈性鋼片27展開時具有足夠的長度。彈性鋼片一端通過第一安裝座23固定在柜體后背板20,另一端通過第二安裝座24固定在抽屜后面板上,信號傳輸線22則通過雙面膠或掛線環(huán)與彈性鋼片連接在一體,兩端的線頭分別通過第一安裝座23和第二安裝座24壓貼在彈性鋼片27上。彈性鋼片27和信號傳輸線22隨抽屜的開合而展開和收縮,滑動抽屜拉出時,彈性鋼片和信號線隨之張開成W形或Z形,抽屜推入時,彈性鋼片27壓縮成近片狀形狀,藏在抽屜的后部,對柜體的空間影響很小。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)柜體和滑動抽屜兩個相對運(yùn)動物體之間信號線的有效收放和保護(hù)。
如圖6所示,在柜體后背板20和抽屜后面板之間設(shè)置有壓簧43,壓簧43的一端通過彈簧座41固定在柜體后背板20上,另一端懸空。其目的是在采用普通電控彈力鎖需要彈開抽屜時,壓簧作用可使得工具抽屜較重情況下的自動彈開;而抽屜復(fù)位時,可通過人力推動壓簧,不影響下一次開啟時的應(yīng)用。
如圖7和圖8所示,為了節(jié)約蓄電池電能,本實(shí)用新型采用一鍵開關(guān)機(jī)的節(jié)電方式,即軟件開關(guān)機(jī)同時帶動硬件開關(guān)機(jī),平時由開關(guān)控制電路采用電瓶供電,由電腦完成對工具箱對象的監(jiān)測和控制。作為一個完整的系統(tǒng),電腦開機(jī),系統(tǒng)應(yīng)能自動上電進(jìn)入工作狀態(tài),電腦關(guān)機(jī),系統(tǒng)也能自行斷電,進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài),這就是所謂的一鍵開關(guān)機(jī)功能。其優(yōu)點(diǎn)在于:一方面便于使用者操作,另一方面避免軟件關(guān)機(jī)后遺忘硬件關(guān)機(jī)所帶來的耗電。
一鍵開關(guān)機(jī)的具體技術(shù)方案是:控制單元包括控制電路、開關(guān)控制電路、數(shù)據(jù)傳輸端口模塊和光電傳感器,電腦通過數(shù)據(jù)傳輸端口模塊與控制電路雙向通信,開關(guān)控制電路由充電電池供電,所述的光電傳感器與開關(guān)控制電路電聯(lián)接,光電傳感器的光敏元設(shè)置在數(shù)據(jù)傳輸端口模塊的指示燈發(fā)光位置處,開關(guān)控制電路上設(shè)置有開關(guān)控制電路電源的開關(guān)模塊,根據(jù)光電傳感器感知數(shù)據(jù)傳輸端口模塊指示燈的亮度,判斷電腦開機(jī)與否,并根據(jù)電腦開機(jī)與否,關(guān)閉或開啟控制電路的電源,這是只保留開關(guān)控制電路這一耗電很少的模塊在工作,大大節(jié)約了電能。
圖8給出了控制抽屜8的組成,其內(nèi)置有電瓶51、控制電路板53、開關(guān)控制電路板52、數(shù)據(jù)傳輸端口模塊55和光電傳感器54,其中控制電路板53通過總線纜21與每個抽屜的信號傳輸線22相聯(lián),平板電腦5通過數(shù)據(jù)傳輸端口模塊55與控制電路板53相聯(lián),開關(guān)控制電路板52與電瓶51電聯(lián)接,光電傳感器54與開關(guān)控制電路板52電聯(lián)接,其光敏元設(shè)置在數(shù)據(jù)傳輸端口模塊55的指示燈56發(fā)光位置處。打開電腦時,用于連接電腦與控制電路的數(shù)據(jù)傳輸端口模塊得電開始工作,其上的LED指示燈被點(diǎn)亮,光電傳感器感應(yīng)這個亮度,將信號傳遞給開關(guān)控制電路,開關(guān)控制電路隨即閉合電瓶至控制電路的電源開關(guān),控制電路上電工作。關(guān)閉電腦時,此過程正好相反。其中光電傳感器為光敏電阻或光電二極管,數(shù)據(jù)傳輸端口模塊可采用USB-485模塊,其上帶有表示接口正常工作的指示燈。
如圖9所示,本實(shí)用新型給初次使用者提供了一種方便的工具挑選方案,電腦界面包括抽屜選擇菜單61和工具選擇菜單62,抽屜選擇菜單61表示軟件界面上顯示的是哪一層抽屜,顯示區(qū)域所在的抽屜層66則采取不同顏色或高亮的顯示方式,以清楚的提醒使用者,并可通過觸摸的方式進(jìn)行抽屜更換;工具選擇菜單中采用工具實(shí)物照片顯示在工具所在的區(qū)域,當(dāng)工具取走時則顯示空位,并顯示取走人的姓名和電話;當(dāng)工具歸還時,軟件界面中此工具的實(shí)物圖片又會重新顯示。圖中分別給出了工具在位時的示意和工具不在位顯示形式64。這種方式很直觀、簡潔,便于用戶操作。
如圖10所示,本實(shí)用新型的身份識別單元4為射頻卡識別模塊71、指紋識別模塊72、人臉識別模塊73和虹膜識別模塊74的一種或幾種組合,采用多種識別方式的目的在于方便用戶,應(yīng)付丟失或忘帶射頻卡或使用者手臟時無法指紋識別的不足,滿足了多種場合和特殊人群的應(yīng)用。
如圖11所示,若干臺通過無線局域網(wǎng)內(nèi)交互聯(lián)接的移動工具車83和管理終端電腦82,可組成智能工具管理系統(tǒng)。管理終端電腦82和多臺智能工具管理車83之間數(shù)據(jù)交互組成為一個單點(diǎn)對多點(diǎn)的通信系統(tǒng);所述的無線局域網(wǎng)由esp8266串口的無線wifi模塊81生成。每臺車獨(dú)立操作使用,通過每臺車上的平板電腦5可以查詢本車及其他車輛的工具在位及借出情況,管理者還可通過該無線局域網(wǎng)內(nèi)的終端設(shè)備82實(shí)時掃描每臺移動車83的數(shù)據(jù),統(tǒng)一采集匯總并進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理與處理。此外通過APP軟件,使用者可在手持移動終端設(shè)備上鍵入移動式工具車的編號進(jìn)行多條件分類精細(xì)查詢,并根據(jù)查詢結(jié)果到相應(yīng)的管理車上送取工具。
下面對智能工具車的操作步驟進(jìn)行詳述:
一、移動本工具車至所需工作位置,鎖死腳輪進(jìn)行定位后啟動觸屏電腦,電腦啟動后自動進(jìn)入管理軟件界面,同時硬件裝置啟動。
二、查詢管理軟件默認(rèn)顯示抽屜中的工器具現(xiàn)有狀態(tài),實(shí)物照片實(shí)際位置可視化顯示,可點(diǎn)擊不同抽屜層進(jìn)行查詢;也可劃屏或點(diǎn)擊切換按鈕進(jìn)入查詢界面,可選擇多條件分類查詢工器具的存取記錄;也可以在手持移動終端設(shè)備上鍵入移動式工具車的IP地址進(jìn)行多條件分類精準(zhǔn)查詢。
三、采用刷卡、指紋、虹膜等識別方式,對操作身份進(jìn)行識別,若讀取數(shù)據(jù)成功,響聲提示后即可選擇所需工具放置抽屜,點(diǎn)擊進(jìn)行開鎖操作,同時系統(tǒng)會生成一條刷卡信息并記錄存儲。
四、取用/歸還工具 選擇所需的抽屜層后,在觸屏電腦上點(diǎn)擊開鎖按鈕,柜體的抽屜電控鎖會立即動作,并自動彈開抽屜,電腦界面會有高對比度顏色按鈕凸出顯示,使用者打開抽屜,即可進(jìn)行取用或歸還所需的工具,當(dāng)取出工具后,電腦界面中此工具位置會顯示空無狀態(tài),并顯示取用者的姓名和電話,當(dāng)歸還工具后,電腦界面中此工具會實(shí)景圖片顯示,系統(tǒng)會同時記錄并存儲一條與使用者身份相對應(yīng)的存取信息。
五、關(guān)閉抽屜 使用者在完成存取工器具操作后,推進(jìn)抽屜關(guān)閉,系統(tǒng)會記錄行程開關(guān)的信息和與之對應(yīng)的操作者的身份信息,當(dāng)抽屜關(guān)閉后,電腦界面會取消高對比度按鈕顏色,系統(tǒng)會倒計時注銷當(dāng)前操作者的身份信息,若點(diǎn)擊軟件界面的注銷按鈕,則立即注銷當(dāng)前用戶。
六、停止使用時,關(guān)閉電腦,軟件退出,同時硬件系統(tǒng)也自動關(guān)閉。
本實(shí)用新型采用蓄電池供電、可自由移動工具車、自動身份識別與權(quán)限管理開啟電控鎖,并由觸屏電腦可視化界面實(shí)時單機(jī)控制,實(shí)現(xiàn)工具車內(nèi)的工器具精細(xì)化管理,自動形成工器具借出還入檔案及使用頻次匯總,多臺工具車通過局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通訊,實(shí)現(xiàn)服務(wù)器終端統(tǒng)一匯總和數(shù)據(jù)管理。