CN110097154B - 一种基于rfid的工具防遗漏工具箱管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供了一种基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，包括管理员计算机、通信路由、服务器、服务器无线通信模块以及各个工具箱；工具箱包括箱体、显示屏、输入键盘、人员RFID读卡器、工具RFID读卡器、工具抽屉、抽屉锁定机构以及各个RFID标签单元；在箱体中的控制箱内设置有控制器、存储器以及工具箱无线通信模块；在工具抽屉上设置有扫描RFID读卡器。该工具防遗漏工具箱管理系统箱能够将对应维修人员的工卡信息、工具名称、编号以及借出或归还时间存储在存储器中，便于维修工具的使用记录管理，增强飞机维修工具使用管理的可靠性，并利用管理员计算机实现了管理员对工具箱使用情况的远程监控。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种工具防遗漏工具箱管理系统，尤其是一种基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统。
背景技术
目前，现有的飞机维修工具箱在使用时常常出现工具丢失的问题，而在飞机维修时如果工具丢失在飞机上，就会存在安全风险，后果不可估量。现有的飞机维修工具使用时由维修人员在记录本上进行出借和归还进行记录，但是这种记录只是人为记录，还是存在较大的出错风险。因此有必要提供一种基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，能够对各个工具箱的使用进行管理，对工具箱中的维修工具进行及时有效地出借和归还记录，增强飞机维修工具使用管理的可靠性。
发明内容
本发明创造的目的在于：提供一种基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，能够对工具箱中的维修工具进行及时有效地出借和归还记录，增强飞机维修工具使用管理的可靠性。
为了实现上述发明目的，本发明创造提供了一种基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，包括管理员计算机、通信路由、服务器、服务器无线通信模块以及各个工具箱；工具箱包括箱体、显示屏、输入键盘、人员RFID读卡器、工具RFID读卡器、工具抽屉、抽屉锁定机构以及各个用于安装在维修工具上的RFID标签单元；在箱体的前侧设有矩形窗口，显示屏、输入键盘、人员RFID读卡器以及工具RFID读卡器均设置于箱体的外顶部上；在箱体的左右两侧内壁上均间隔设置有抽屉滑槽；在各层工具抽屉的左右两侧边均设有一个条形滑块，条形滑块滑动式安装在对应位置处的抽屉滑槽中；在每层工具抽屉上均设有一块矩形面板状的扫描RFID读卡器，各个RFID标签单元放置于对应层的扫描RFID读卡器上，扫描RFID读卡器用于读取所在层的RFID标签单元；抽屉锁定机构安装在箱体的内部后侧，用于对各个工具抽屉进行锁定；在箱体的内顶部上安装有控制箱，在箱体的内底部上安装有电源模块；在控制箱内设置有控制器、存储器以及工具箱无线通信模块；控制器分别与显示屏、输入键盘、人员RFID读卡器、工具RFID读卡器、扫描RFID读卡器、工具箱无线通信模块以及存储器电连接；电源模块分别为控制器、显示屏、输入键盘、人员RFID读卡器、工具RFID读卡器、扫描RFID读卡器、工具箱无线通信模块以及存储器供电；服务器通过服务器无线通信模块与工具箱无线通信模块进行无线通信；管理员计算机通过通信路由与服务器进行有线网络通信。
进一步地，工具抽屉由抽屉底板、前侧条形面板以及工具限位板构成；前侧条形面板固定安装在抽屉底板的前侧边缘上；在抽屉底板的上侧板面上设有读卡器限位槽；扫描RFID读卡器安装在读卡器限位槽中；工具限位板铺设在扫描RFID读卡器的上侧板面上；在工具限位板上设有用于对各类维修工具进行限位的纵向条形限位孔、横向条形限位孔、大直径限位圆孔以及小直径限位圆孔；条形滑块设置于抽屉底板的左右侧边上；在箱体的底部四个顶角处均设有一个万向轮；在箱体的外侧面上设有推移把手；在前侧条形面板的前侧面上设有抽屉把手；在抽屉底板的左右侧边上均设有一个支撑滑槽；在箱体的左右侧内壁且靠近矩形窗口处设有支撑短杆，且各个支撑短杆的端部插入对应位置处的支撑滑槽内；在各个工具抽屉的抽屉底板的左侧边缘对应位置处均设有一个定位孔；在箱体的左侧内壁上设有与控制器电连接的红外测距传感器；在各个工具抽屉锁紧后红外测距传感器的探头射线方向贯穿各个定位孔；电源模块为红外测距传感器供电。
进一步地，抽屉锁定机构包括竖向条形壳体、摆动驱动电机、横向锁杆、横向条形壳体、两根回弹压簧以及与工具抽屉层数相应的悬吊锁紧结构；每个悬吊锁紧结构均包括钢丝拉绳、竖向悬吊板、两个矩形框以及两个方形滑动块；条形壳体固定安装在箱体的内部后侧；横向条形壳体横向安装在竖向条形壳体内；各个矩形框间隔设置在横向条形壳体内；各个方形滑动块分别滑动式安装在各个矩形框中，且各个相邻方形滑动块的端部相互紧贴；两根回弹压簧分别安装在横向条形壳体内的两端部上，且两根回弹压簧分别弹性支撑在横向条形壳体两端位置处的方形滑动块的端面上；每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块的相对端面位于所安装的两个矩形框之间；在每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块的相对端面的下侧边上均设有一个导向坡面，悬吊锁紧结构的两个方形滑动块的导向坡面构成便于竖向悬吊板插入的V形插入口；在每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块的相对端处均竖向贯穿设有一个矩形槽口；每个悬吊锁紧结构的钢丝拉绳的一端贯穿横向条形壳体的上侧面和矩形槽口后固定安装在竖向悬吊板的上端部上；在工具抽屉的后侧边设有锁扣板，在锁扣板上设有钢绳孔；每个悬吊锁紧结构的钢丝拉绳的另一端通过各个悬吊滑轮组回转后安装在对应工具抽屉的钢绳孔上；每个悬吊锁紧结构的竖向悬吊板的上端部贯穿横向条形壳体的下侧面后分别位于各个V形插入口处；在每个悬吊锁紧结构的竖向悬吊板的下端部均设有一个配重块，并在各个配重块的前侧面上均横向设有一个横向锁杆槽；摆动驱动电机固定安装在竖向条形壳体的内底部上，并在摆动驱动电机的输出轴上固定安装有摆动驱动杆；摆动驱动杆的摆动端与横向锁杆的一端铰接安装在一起，横向锁杆的另一端通过水平摆动杆摆动式安装在竖向条形壳体内；摆动驱动杆与水平摆动杆相平行，摆动驱动杆摆动后推动横向锁杆嵌入横向锁杆槽内；在控制箱内设有与控制器电连接的电机驱动电路；电机驱动电路与摆动驱动电机电连接，用于驱动摆动驱动电机旋转；电源模块分别为电机驱动电路和摆动驱动电机供电。
进一步地，在竖向条形壳体的内底部上间隔设置有条形支撑块，在各个条形支撑块上水平设置有矩形限位孔；横向锁杆水平贯穿各个矩形限位孔；在方形滑动块的侧面设有横向导向滑槽，在矩形框的内侧设有滑动式安装在横向导向滑槽内的横向导向滑块。
进一步地，在各个竖向悬吊板的竖向侧边均竖向设有导向T性滑槽；在竖向条形壳体的后侧内壁上与各个竖向悬吊板对应位置处均设有一个限位固定座；在各个限位固定座上均设有一个滑动式安装在对应位置处的导向T性滑槽中的T形滑块；在竖向悬吊板的上端边缘处设有与导向坡面相对应的斜坡面。
进一步地，每个悬吊滑轮组均包括上滑轮和下滑轮；各个上滑轮通过滑轮座旋转式安装在竖向条形壳体的顶部；在竖向条形壳体的前侧面上且与各个锁扣板对应位置处均设有一个钢丝绳窗口；各个下滑轮分别旋转式安装在各个钢丝绳窗口上；钢丝拉绳由上滑轮处向下回转后再在下滑轮处回转后贯穿钢丝绳窗口。
进一步地，在箱体的内部后侧设置有理线机构；理线机构包括竖向线管以及与各个工具抽屉相对应的摆杆机构；摆杆机构包括第一摆杆和第二摆杆；在竖向线管上间隔设置有各个摆杆铰接座；各个第一摆杆的一端铰接安装在对应位置处的摆杆铰接座上；各个第一摆杆的另一端与第二摆杆的一端相铰接安装；在工具抽屉的下侧面上设有出线管；第二摆杆的另一端铰接安装在出线管上；第一摆杆和第二摆杆均在水平面上摆动；在第一摆杆和第二摆杆的下侧边上均设有线夹；扫描RFID读卡器与控制器的电连接线由出线管穿出后由竖向线管上升后连接至控制箱内；电连接线在第一摆杆和第二摆杆处均夹持在相应的线夹上。
进一步地，线夹为竖向安装的矩形板块，并在线夹的上侧边上设有用于旋转式安装在第一摆杆或第二摆杆上的悬吊轴；在线夹的一侧竖向侧边上设有水平插入槽口；在水平插入槽口的下侧槽边上设有下凹的矩形凹槽；在矩形凹槽的槽口处安装有弯折弹片，弯折弹片的两端分别固定设置在矩形凹槽的两侧槽口边缘处，且弯折弹片两端设置有厚度大于中间位置处厚度的连接加强边条；在弯折弹片上设有上凸弧形弯折段和下凹弧形弯折段，且上凸弧形弯折段靠近水平插入槽口的插入槽口处；在水平插入槽口的上侧槽边上设有上凹V形槽口和下凸V形凸起，且上凹V形槽口与上凸弧形弯折段上下对应设置，下凸V形凸起与下凹弧形弯折段上下对应设置。
进一步地，RFID标签单元包括圆杆状工具标签单元和扁平状工具标签单元，圆杆状工具标签单元包括圆盘形壳体、围绕箍条以及填充橡胶条；在围绕箍条的两端分别设有对接条和对接条形槽；在对接条的端部设有卡扣齿牙，在对接条形槽内间隔设置有调节齿牙；在围绕箍条的侧边设有限位档条，并在限位档条上间隔设置有便于围绕箍条弯折的缺口；围绕箍条的两端对接构成抱箍时，卡扣齿牙卡扣在调节齿牙上；在圆盘形壳体内嵌入设置有RFID电子标签；在圆盘形壳体的圆周边缘设有一个连接块，并在连接块上设有短连接柱，在短连接柱端部设有圆盘形插装块；在围绕箍条的外侧面上设有圆柱形凸起，并在圆柱形凸起的侧边圆周面上设有圆盘插口；在圆柱形凸起的端面上设有U形槽口，且U形槽口与圆盘插口相连通；圆盘形插装块由圆柱形凸起的侧边插装在圆盘插口中，短连接柱由U形槽口处伸出；填充橡胶条用于层叠围绕设置在圆杆状工具上，围绕箍条对接构成的抱箍围绕包裹在填充橡胶条的外围；扁平状工具标签单元包括橡胶环套以及设置于橡胶环套外侧面上的方形凸起；在方形凸起内嵌入设置有RFID电子标签；在橡胶环套的两端套口处均设置有弹性收缩口。
进一步地，在圆盘插口的内侧面上设有防滑棱；在填充橡胶条的正面上沿长度方向设有截面为三角形的三角防滑槽，在填充橡胶条的背侧面上沿长度方向设有截面为三角形的三角防滑条；填充橡胶条层叠围绕时三角防滑条嵌于对应位置处的三角防滑槽内；在围绕箍条对接构成的抱箍内侧面上设有内侧防滑三角凸棱；抱箍围绕包裹在填充橡胶条的外围上时，内侧防滑三角凸棱嵌于填充橡胶条层叠围绕外围的三角防滑槽内。
本发明创造的有益效果在于：利用人员RFID读卡器对维修人员的工卡进行信息读取，记录借出工具和归还工具的人员信息，利用工具RFID读卡器对维修人员借出和归还维修工具的名称和编号，利用安装在维修工具上的RFID标签单元与扫描RFID读卡器配合能够实现工具抽屉中各个维修工具的定时扫描，从而判断是否有维修工具放入或者有维修工具取出，从而将对应维修人员的工卡信息、工具名称、编号以及借出或归还时间存储在存储器中，便于维修工具的使用记录管理，增强飞机维修工具使用管理的可靠性；利用服务器能够实现管理员计算机与各个工具箱之间的数据交换，实现管理员对工具使用情况的远程监控。
附图说明
图1为本发明创造的工具箱整体结构前侧结构示意图；
图2为本发明创造的工具抽屉俯视结构示意图；
图3为本发明创造的箱体内部结构示意图；
图4为本发明创造的抽屉锁定机构的安装结构示意图；
图5为本发明创造的抽屉锁定机构的前侧结构示意图；
图6为本发明创造的抽屉锁定机构的俯视局部结构示意图；
图7为本发明创造的理线机构结构示意图；
图8为本发明创造的线夹结构示意图；
图9为发明创造的扳手上安装扁平状工具标签单元结构示意图；
图10为本发明创造的圆杆状工具标签单元的正面结构示意图；
图11为本发明创造的圆杆状工具标签单元的侧面结构示意图；
图12为本发明创造的抱箍剖视结构示意图；
图13为本发明创造的填充橡胶条截面结构示意图；
图14为本发明创造的螺丝刀上安装圆杆状工具标签单元结构示意图；
图15为本发明创造的起子头上安装圆杆状工具标签单元结构示意图；
图16为本发明创造的套筒头上安装圆杆状工具标签单元结构示意图；
图17为本发明创造的钳子上安装圆杆状工具标签单元结构示意图；
图18为本发明创造的电路结构示意图。
具体实施方式
如图1-18所示，本发明创造公开的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统包括：管理员计算机、通信路由、服务器、服务器无线通信模块以及各个工具箱；工具箱包括箱体1、显示屏2、输入键盘5、人员RFID读卡器3、工具RFID读卡器4、工具抽屉、抽屉锁定机构以及各个用于安装在维修工具上的RFID标签单元；在箱体1的前侧设有矩形窗口7，显示屏2、输入键盘5、人员RFID读卡器3以及工具RFID读卡器4均设置于箱体1的外顶部上；在箱体1的左右两侧内壁上均间隔设置有抽屉滑槽10；在各层工具抽屉的左右两侧边均设有一个条形滑块12，条形滑块12滑动式安装在对应位置处的抽屉滑槽10中；在每层工具抽屉上均设有一块矩形面板状的扫描RFID读卡器15，各个RFID标签单元放置于对应层的扫描RFID读卡器15上，扫描RFID读卡器15用于读取所在层的RFID标签单元；抽屉锁定机构安装在箱体1的内部后侧，用于对各个工具抽屉进行锁定；在箱体1的内顶部上安装有控制箱24，在箱体1的内底部上安装有电源模块25；在控制箱24内设置有控制器、存储器以及工具箱无线通信模块；控制器分别与显示屏2、输入键盘5、人员RFID读卡器3、工具RFID读卡器4、扫描RFID读卡器15、工具箱无线通信模块以及存储器电连接；电源模块25分别为控制器、显示屏2、输入键盘5、人员RFID读卡器3、工具RFID读卡器4、扫描RFID读卡器15、工具箱无线通信模块以及存储器供电；服务器通过服务器无线通信模块与工具箱无线通信模块进行无线通信；管理员计算机通过通信路由与服务器进行有线网络通信。利用人员RFID读卡器3对维修人员的工卡进行信息读取，记录借出工具和归还工具的人员信息，利用工具RFID读卡器4对维修人员借出和归还维修工具的名称和编号，利用安装在维修工具上的RFID标签单元与扫描RFID读卡器15的配合能够实现工具抽屉中各个维修工具的定时扫描，从而判断是否有维修工具放入或者有维修工具取出，从而将对应维修人员的工卡信息、工具名称、编号以及借出或归还时间存储在存储器中，便于维修工具的使用记录管理，增强飞机维修工具使用管理的可靠性；利用服务器能够实现管理员计算机与各个工具箱之间的数据交换，实现管理员对工具使用情况的远程监控。
进一步地，工具抽屉由抽屉底板14、前侧条形面板9以及工具限位板16构成；前侧条形面板9固定安装在抽屉底板14的前侧边缘上；在抽屉底板14的上侧板面上设有读卡器限位槽；扫描RFID读卡器15安装在读卡器限位槽中；工具限位板16铺设在扫描RFID读卡器15的上侧板面上；在工具限位板16上设有用于对各类维修工具进行限位的纵向条形限位孔19、横向条形限位孔20、大直径限位圆孔21以及小直径限位圆孔23；条形滑块12设置于抽屉底板14的左右侧边上；在箱体1的底部四个顶角处均设有一个万向轮8；在箱体1的外侧面上设有推移把手6；在前侧条形面板9的前侧面上设有抽屉把手13；在抽屉底板14的左右侧边上均设有一个支撑滑槽22；在箱体1的左右侧内壁且靠近矩形窗口7处设有支撑短杆11，且各个支撑短杆11的端部插入对应位置处的支撑滑槽22内；在各个工具抽屉的抽屉底板14的左侧边缘对应位置处均设有一个定位孔27；在箱体1的左侧内壁上设有与控制器电连接的红外测距传感器26；在各个工具抽屉锁紧后红外测距传感器26的探头射线方向贯穿各个定位孔27；电源模块25为红外测距传感器26供电。利用四个万向轮8能够方便工具箱移动；利用红外测距传感器26与定位孔27的配合，能够实现工具抽屉的归位检测，且通过距离能够判断是哪一层工具抽屉；利用支撑短杆11与支撑滑槽22的配合，能够增强工具抽屉抽拉时的稳定性，且支撑短杆11还能够对条形滑块12进行限位；扫描RFID读卡器15内部设有板状的射频天线，外侧设有塑料罩壳。
进一步地，抽屉锁定机构包括竖向条形壳体29、摆动驱动电机30、横向锁杆35、横向条形壳体38、两根回弹压簧93以及与工具抽屉层数相应的悬吊锁紧结构；每个悬吊锁紧结构均包括钢丝拉绳82、竖向悬吊板36、两个矩形框88以及两个方形滑动块89；条形壳体29固定安装在箱体1的内部后侧；横向条形壳体38横向安装在竖向条形壳体29内；各个矩形框88间隔设置在横向条形壳体38内；各个方形滑动块89分别滑动式安装在各个矩形框88中，且各个相邻方形滑动块89的端部相互紧贴；两根回弹压簧93分别安装在横向条形壳体38内的两端部上，且两根回弹压簧93分别弹性支撑在横向条形壳体38两端位置处的方形滑动块89的端面上；每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块89的相对端面位于所安装的两个矩形框88之间；在每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块89的相对端面的下侧边上均设有一个导向坡面95，悬吊锁紧结构的两个方形滑动块89的导向坡面95构成便于竖向悬吊板36插入的V形插入口；在每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块89的相对端处均竖向贯穿设有一个矩形槽口90；每个悬吊锁紧结构的钢丝拉绳82的一端贯穿横向条形壳体38的上侧面和矩形槽口90后固定安装在竖向悬吊板36的上端部上；在工具抽屉的后侧边设有锁扣板17，在锁扣板17上设有钢绳孔18；每个悬吊锁紧结构的钢丝拉绳82的另一端通过各个悬吊滑轮组回转后安装在对应工具抽屉的钢绳孔18上；每个悬吊锁紧结构的竖向悬吊板36的上端部贯穿横向条形壳体38的下侧面后分别位于各个V形插入口处；在每个悬吊锁紧结构的竖向悬吊板36的下端部均设有一个配重块33，并在各个配重块33的前侧面上均横向设有一个横向锁杆槽87；摆动驱动电机30固定安装在竖向条形壳体29的内底部上，并在摆动驱动电机30的输出轴上固定安装有摆动驱动杆31；摆动驱动杆31的摆动端与横向锁杆35的一端铰接安装在一起，横向锁杆35的另一端通过水平摆动杆92摆动式安装在竖向条形壳体29内；摆动驱动杆31与水平摆动杆92相平行，摆动驱动杆31摆动后推动横向锁杆35嵌入横向锁杆槽87内；在控制箱24内设有与控制器电连接的电机驱动电路；电机驱动电路与摆动驱动电机30电连接，用于驱动摆动驱动电机30旋转；电源模块25分别为电机驱动电路和摆动驱动电机30供电。利用两根回弹压簧93能够使得各个方形滑动块89始终处于相互挤压的状态，在竖向悬吊板36升起后推动两侧的方形滑动块89横向移动，在竖向悬吊板36下降离开后迅速回弹至挤压状态；利用各个方形滑动块89相互紧贴挤压式安装，在一个竖向悬吊板36提起后，必然造成其余各个方形滑动块89错位，使得其余各个竖向悬吊板36无法提起，且这种设计还能够有效避免两个或多个竖向悬吊板36同一时刻被提起；利用V形插入口的设计能够使得竖向悬吊板36能够顺利插入对两侧的方形滑动块89进行挤压；利用配重块33既实现了横向锁杆35的锁紧固定，又能够使得钢丝拉绳82时刻处于绷紧状态，还能够拉动工具抽屉自动归位。
进一步地，在竖向条形壳体29的内底部上间隔设置有条形支撑块34，在各个条形支撑块34上水平设置有矩形限位孔32；横向锁杆35水平贯穿各个矩形限位孔32；在方形滑动块89的侧面设有横向导向滑槽94，在矩形框88的内侧设有滑动式安装在横向导向滑槽94内的横向导向滑块。利用矩形限位孔32能够对横向锁杆35进行限位，防止横向锁杆35被强行拉弯；利用横向导向滑槽94与横向导向滑块的配合，能够对方形滑动块89的横向位移进行限位和导向。
进一步地，在各个竖向悬吊板36的竖向侧边均竖向设有导向T性滑槽85；在竖向条形壳体29的后侧内壁上与各个竖向悬吊板36对应位置处均设有一个限位固定座37；在各个限位固定座37上均设有一个滑动式安装在对应位置处的导向T性滑槽85中的T形滑块86；在竖向悬吊板36的上端边缘处设有与导向坡面95相对应的斜坡面91。利用导向T性滑槽85与T形滑块86的配合能够实现竖向悬吊板36上下移动的导向性，确保竖向悬吊板36的上端部不会出现左右晃动。
进一步地，每个悬吊滑轮组均包括上滑轮40和下滑轮84；各个上滑轮40通过滑轮座39旋转式安装在竖向条形壳体29的顶部；在竖向条形壳体29的前侧面上且与各个锁扣板17对应位置处均设有一个钢丝绳窗口83；各个下滑轮84分别旋转式安装在各个钢丝绳窗口83上；钢丝拉绳82由上滑轮40处向下回转后再在下滑轮84处回转后贯穿钢丝绳窗口83。利用上滑轮40和下滑轮84构成的悬吊滑轮组能够将钢丝拉绳82在与钢绳孔18安装后处于水平状态，防止抽出时钢丝拉绳82与其余工具抽屉发生摩擦。
进一步地，在箱体1的内部后侧设置有理线机构；理线机构包括竖向线管41以及与各个工具抽屉相对应的摆杆机构；摆杆机构包括第一摆杆44和第二摆杆45；在竖向线管41上间隔设置有各个摆杆铰接座42；各个第一摆杆44的一端铰接安装在对应位置处的摆杆铰接座42上；各个第一摆杆44的另一端与第二摆杆45的一端相铰接安装；在工具抽屉的下侧面上设有出线管28；第二摆杆45的另一端铰接安装在出线管28上；第一摆杆44和第二摆杆45均在水平面上摆动；在第一摆杆44和第二摆杆45的下侧边上均设有线夹46；扫描RFID读卡器15与控制器的电连接线43由出线管28穿出后由竖向线管41上升后连接至控制箱24内；电连接线43在第一摆杆44和第二摆杆45处均夹持在相应的线夹46上。利用第一摆杆44和第二摆杆45的铰接安装，并通过各个线夹46对电连接线43进行夹持固定，能够在工具抽屉抽出和推回时使得电连接线43跟随第一摆杆44和第二摆杆45摆动，防止电连接线43杂乱或受到挤压损坏。
进一步地，线夹46为竖向安装的矩形板块，并在线夹46的上侧边上设有用于旋转式安装在第一摆杆44或第二摆杆45上的悬吊轴51；在线夹46的一侧竖向侧边上设有水平插入槽口47；在水平插入槽口47的下侧槽边上设有下凹的矩形凹槽48；在矩形凹槽48的槽口处安装有弯折弹片，弯折弹片的两端分别固定设置在矩形凹槽48的两侧槽口边缘处，且弯折弹片两端设置有厚度大于中间位置处厚度的连接加强边条54；在弯折弹片上设有上凸弧形弯折段52和下凹弧形弯折段53，且上凸弧形弯折段52靠近水平插入槽口47的插入槽口处；在水平插入槽口47的上侧槽边上设有上凹V形槽口49和下凸V形凸起50，且上凹V形槽口49与上凸弧形弯折段52上下对应设置，下凸V形凸起50与下凹弧形弯折段53上下对应设置。利用上凸弧形弯折段52能够使得水平插入槽口47处的弹性限位，并在上凹V形槽口49的对应配合下实现电连接线43的插入，利用下凹弧形弯折段53的设置能够便于电连接线43的嵌入放置，并在下凸V形凸起50的配合下能够防止电连接线43脱离下凹弧形弯折段53；利用连接加强边条54能够增强弯折弹片两端安装的稳固性，使得弯折部位位于弯折弹片的中部；利用矩形凹槽48能够便于弯折弹片在电连接线43插入时的弯折变形。
进一步地，RFID标签单元包括圆杆状工具标签单元和扁平状工具标签单元，圆杆状工具标签单元包括圆盘形壳体60、围绕箍条55以及填充橡胶条70；在围绕箍条55的两端分别设有对接条62和对接条形槽64；在对接条62的端部设有卡扣齿牙63，在对接条形槽64内间隔设置有调节齿牙65；在围绕箍条55的侧边设有限位档条56，并在限位档条56上间隔设置有便于围绕箍条55弯折的缺口57；围绕箍条55的两端对接构成抱箍时，卡扣齿牙63卡扣在调节齿牙65上；在圆盘形壳体60内嵌入设置有RFID电子标签61；在圆盘形壳体60的圆周边缘设有一个连接块59，并在连接块59上设有短连接柱66，在短连接柱66端部设有圆盘形插装块69；在围绕箍条55的外侧面上设有圆柱形凸起58，并在圆柱形凸起58的侧边圆周面上设有圆盘插口；在圆柱形凸起58的端面上设有U形槽口67，且U形槽口67与圆盘插口相连通；圆盘形插装块69由圆柱形凸起58的侧边插装在圆盘插口中，短连接柱66由U形槽口67处伸出；填充橡胶条70用于层叠围绕设置在圆杆状工具上，围绕箍条55对接构成的抱箍围绕包裹在填充橡胶条70的外围；扁平状工具标签单元包括橡胶环套74以及设置于橡胶环套74外侧面上的方形凸起76；在方形凸起76内嵌入设置有RFID电子标签61；在橡胶环套74的两端套口处均设置有弹性收缩口75。利用对接条62上的卡扣齿牙63与对接条形槽64内的调节齿牙65相啮合，从而实现围绕箍条55的两端对接，便于两端大中间小的维修工具上安装RFID标签单元，同时利用多个调节齿牙65能够便于收缩力度的调节，对内部的填充橡胶条70进行压紧；围绕箍条55的长度有多种型号，满足各种类型维修工具的安装需要；利用圆盘插口与圆盘形插装块69的插装配合，使得围绕箍条55与圆盘形壳体60连接为一体，且在工具损坏跟换时能够快速拆卸安装了RFID电子标签61的圆盘形壳体60安装在更换的新工具上，而无需对RFID电子标签61进行信息改写；利用弹性收缩口75能够增强橡胶环套74在维修工具上的收缩收紧。
进一步地，在圆盘插口的内侧面上设有防滑棱68；在填充橡胶条70的正面上沿长度方向设有截面为三角形的三角防滑槽73，在填充橡胶条70的背侧面上沿长度方向设有截面为三角形的三角防滑条71；填充橡胶条70层叠围绕时三角防滑条71嵌于对应位置处的三角防滑槽73内；在围绕箍条55对接构成的抱箍内侧面上设有内侧防滑三角凸棱72；抱箍围绕包裹在填充橡胶条70的外围上时，内侧防滑三角凸棱72嵌于填充橡胶条70层叠围绕外围的三角防滑槽73内。利用三角防滑槽73和三角防滑条71能够在层叠围绕时实现相互扣合，使得层叠围绕后较为稳定，同时利用三角防滑条71能够在与维修工具相安装时起到防滑的作用，利用三角防滑槽73与内侧防滑三角凸棱72的配合能够使得围绕箍条55与层叠围绕的填充橡胶条70稳定安装；利用填充橡胶条70的层叠围绕能够满足多种直径维修工具的安装，使得围绕箍条55的内侧能够填充严实，确保RFID标签单元在维修工具上安装的可靠性。
本发明创造公开的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统中，控制器为ARM微处理器构成的最小控制系统；显示屏2采用LCD显示屏，用于显示刷卡信息和维修工具的归还、出借信息；人员RFID读卡器3采用现有的RFID读卡器，集成设置有射频天线，用于对维修人员的工卡进行信息读取；工具RFID读卡器4采用现有的RFID读卡器，集成设置有射频天线，用于对维修工具的RFID标签单元进行信息读取；摆动驱动电机30采用现有的步进电机；电机驱动电路采用现有的步进电机驱动电路；电源模块采用蓄电池以及充放电电路构成，外部市电通过充放电电路对蓄电池进行充电，蓄电池通过充放电电路的各个稳压电路通过系统运行的电压；红外测距传感器26采用现有的红外测距传感器即可，能够实现各个抽屉底板14与红外测距传感器26之间的距离测量，如果某个抽屉底板14抽出未推回，定位孔27将与红外射线错开，通过红外测距即可判断是哪一层抽屉底板14未推回；存储器采用现有的存储器即可，用于存储各个读卡器读取的信息数据；输入键盘5设置有各个功能按键，用于维修人员的信息输入；扫描RFID读卡器15用于对各层放置的各个维修工具上的RFID标签单元进行信息读取；工具箱无线通信模块和服务器无线通信模块均采用现有的无线通信模块，例如ZigBee无线通信模块或者4G无线通信模块；服务器采用常规的服务器即可，能够实现数据的存储，便于管理员计算机通过通信路由远程查看。
本发明创造公开的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统在使用时，每个维修人员均佩戴工卡，工卡为RFID卡，在各类维修工具上安装相应的RFID标签单元，并将维修工具放置在对应大小的纵向条形限位孔19、横向条形限位孔20、大直径限位圆孔21或小直径限位圆孔23中；如图14-17分别为圆杆状工具标签单元分别安装在螺丝刀78上、起子头79、套筒头80以及钳子81上的结构示意图；如图9为扁平状工具标签单元安装在扳手77上的结构示意图。
在维修工具出借时，维修人员通过在人员RFID读卡器3上刷工卡，由控制器将工卡信息和刷卡时间记录在存储器中，则在输入键盘5上按下出借按键，此时控制器通过电机驱动电路驱动摆动驱动电机30旋转，使得横向锁杆35从各个横向锁杆槽87中移出，使得各层的工具抽屉均处于解锁状态，维修人员根据需要抽出一个工具抽屉拿取相应的维修工具，在抽出工具抽屉时，由钢丝拉绳82拉动相应的竖向悬吊板36上移插入两个方形滑动块89之间的缝隙中，从而挤压其余各个方形滑动块89相应错位，而导致其余竖向悬吊板36的上端部与V形插入口错开，使得一次只能抽出一个工具抽屉，红外测距传感器26根据测量距离判断哪个工具抽屉被抽出，再将工具抽屉推回，红外测距传感器26检测到工具抽屉推回就位后，再由电机驱动电路驱动摆动驱动电机30旋转，使得横向锁杆35再次插入各个横向锁杆槽87中，使得锁扣结构对各个工具抽屉重新锁定，取出的维修工具再在工具RFID读卡器4上刷一下，控制器获取出借维修工具的名称及编号，同时之前被抽出工具抽屉的扫描RFID读卡器15进行定时扫描，由控制器判断哪个RFID标签单元未扫描到，即判断该维修工具被取出，再与之前RFID读卡器4获得的名称及编号相核对，确认该工具被借出，控制器将维修人员的工卡信息、工具的名称及编号以及出借时间存储在存储器中，从而实现了维修工具的出借过程。
在维修工具归还时，维修人员通过在人员RFID读卡器3上刷工卡，由控制器将工卡信息和刷卡时间记录在存储器中，则在输入键盘5上按下归还按键，此时控制器通过电机驱动电路驱动摆动驱动电机30旋转，使得横向锁杆35从各个横向锁杆槽87中移出，使得各层的工具抽屉均处于解锁状态，维修人员将归还的维修工具在工具RFID读卡器4上刷一下，控制器获取到归还维修工具的名称及编号，再根据需要抽出相应的工具抽屉将维修工具放回至相应的限位孔中，在抽出工具抽屉时，由钢丝拉绳82拉动相应的竖向悬吊板36上移插入两个方形滑动块89之间的缝隙中，从而挤压其余各个方形滑动块89相应错位，而导致其余竖向悬吊板36的上端部与V形插入口错开，使得一次只能抽出一个工具抽屉，红外测距传感器26根据测量距离判断哪个工具抽屉被抽出，扫描之前被抽出工具抽屉的扫描RFID读卡器15进行定时扫描，由控制器判断哪个新增加的RFID标签单元被扫描到，即判断该维修工具被归还，再与之前工具RFID读卡器4获得的名称及编号相核对，确认该工具被归还，控制器将维修人员的工卡信息、工具的名称及编号以及归还时间存储在存储器中，从而实现了维修工具的归还过程。
控制器在每次出借和归还过程完毕后将存储器中新增加的存储内容通过工具箱无线通信模块与服务器无线通信模块的无线通信发送至服务器，管理员计算机通过通信路由对服务器进行远程访问，便于管理员进行查看管理。
通过抽屉锁定机构能够控制一次只能抽出一个工具抽屉，一方面能够防止多个工具抽屉被抽出时重心偏移倾倒，另一方面便于工具箱管理，避免维修工具取出的随意性。
Claims (8)
1.一种基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：包括管理员计算机、通信路由、服务器、服务器无线通信模块以及各个工具箱；工具箱包括箱体(1)、显示屏(2)、输入键盘(5)、人员RFID读卡器(3)、工具RFID读卡器(4)、工具抽屉、抽屉锁定机构以及各个用于安装在维修工具上的RFID标签单元；在箱体(1)的前侧设有矩形窗口(7)，显示屏(2)、输入键盘(5)、人员RFID读卡器(3)以及工具RFID读卡器(4)均设置于箱体(1)的外顶部上；在箱体(1)的左右两侧内壁上均间隔设置有抽屉滑槽(10)；在各层工具抽屉的左右两侧边均设有一个条形滑块(12)，条形滑块(12)滑动式安装在对应位置处的抽屉滑槽(10)中；在每层工具抽屉上均设有一块矩形面板状的扫描RFID读卡器(15)，各个RFID标签单元放置于对应层的扫描RFID读卡器(15)上，扫描RFID读卡器(15)用于读取所在层的RFID标签单元；抽屉锁定机构安装在箱体(1)的内部后侧，用于对各个工具抽屉进行锁定；在箱体(1)的内顶部上安装有控制箱(24)，在箱体(1)的内底部上安装有电源模块(25)；在控制箱(24)内设置有控制器、存储器以及工具箱无线通信模块；控制器分别与显示屏(2)、输入键盘(5)、人员RFID读卡器(3)、工具RFID读卡器(4)、扫描RFID读卡器(15)、工具箱无线通信模块以及存储器电连接；电源模块(25)分别为控制器、显示屏(2)、输入键盘(5)、人员RFID读卡器(3)、工具RFID读卡器(4)、扫描RFID读卡器(15)、工具箱无线通信模块以及存储器供电；服务器通过服务器无线通信模块与工具箱无线通信模块进行无线通信；管理员计算机通过通信路由与服务器进行有线网络通信；
抽屉锁定机构包括竖向条形壳体(29)、摆动驱动电机(30)、横向锁杆(35)、横向条形壳体(38)、两根回弹压簧(93)以及与工具抽屉层数相应的悬吊锁紧结构；每个悬吊锁紧结构均包括钢丝拉绳(82)、竖向悬吊板(36)、两个矩形框(88)以及两个方形滑动块(89)；条形壳体(29)固定安装在箱体(1)的内部后侧；横向条形壳体(38)横向安装在竖向条形壳体(29)内；各个矩形框(88)间隔设置在横向条形壳体(38)内；各个方形滑动块(89)分别滑动式安装在各个矩形框(88)中，且各个相邻方形滑动块(89)的端部相互紧贴；两根回弹压簧(93)分别安装在横向条形壳体(38)内的两端部上，且两根回弹压簧(93)分别弹性支撑在横向条形壳体(38)两端位置处的方形滑动块(89)的端面上；每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块(89)的相对端面位于所安装的两个矩形框(88)之间；在每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块(89)的相对端面的下侧边上均设有一个导向坡面(95)，悬吊锁紧结构的两个方形滑动块(89)的导向坡面(95)构成便于竖向悬吊板(36)插入的V形插入口；在每个悬吊锁紧结构的两个方形滑动块(89)的相对端处均竖向贯穿设有一个矩形槽口(90)；每个悬吊锁紧结构的钢丝拉绳(82)的一端贯穿横向条形壳体(38)的上侧面和矩形槽口(90)后固定安装在竖向悬吊板(36)的上端部上；在工具抽屉的后侧边设有锁扣板(17)，在锁扣板(17)上设有钢绳孔(18)；每个悬吊锁紧结构的钢丝拉绳(82)的另一端通过各个悬吊滑轮组回转后安装在对应工具抽屉的钢绳孔(18)上；每个悬吊锁紧结构的竖向悬吊板(36)的上端部贯穿横向条形壳体(38)的下侧面后分别位于各个V形插入口处；在每个悬吊锁紧结构的竖向悬吊板(36)的下端部均设有一个配重块(33)，并在各个配重块(33)的前侧面上均横向设有一个横向锁杆槽(87)；摆动驱动电机(30)固定安装在竖向条形壳体(29)的内底部上，并在摆动驱动电机(30)的输出轴上固定安装有摆动驱动杆(31)；摆动驱动杆(31)的摆动端与横向锁杆(35)的一端铰接安装在一起，横向锁杆(35)的另一端通过水平摆动杆(92)摆动式安装在竖向条形壳体(29)内；摆动驱动杆(31)与水平摆动杆(92)相平行，摆动驱动杆(31)摆动后推动横向锁杆(35)嵌入横向锁杆槽(87)内；在控制箱(24)内设有与控制器电连接的电机驱动电路；电机驱动电路与摆动驱动电机(30)电连接，用于驱动摆动驱动电机(30)旋转；电源模块(25)分别为电机驱动电路和摆动驱动电机(30)供电；
在箱体(1)的内部后侧设置有理线机构；理线机构包括竖向线管(41)以及与各个工具抽屉相对应的摆杆机构；摆杆机构包括第一摆杆(44)和第二摆杆(45)；在竖向线管(41)上间隔设置有各个摆杆铰接座(42)；各个第一摆杆(44)的一端铰接安装在对应位置处的摆杆铰接座(42)上；各个第一摆杆(44)的另一端与第二摆杆(45)的一端相铰接安装；在工具抽屉的下侧面上设有出线管(28)；第二摆杆(45)的另一端铰接安装在出线管(28)上；第一摆杆(44)和第二摆杆(45)均在水平面上摆动；在第一摆杆(44)和第二摆杆(45)的下侧边上均设有线夹(46)；扫描RFID读卡器(15)与控制器的电连接线(43)由出线管(28)穿出后由竖向线管(41)上升后连接至控制箱(24)内；电连接线(43)在第一摆杆(44)和第二摆杆(45)处均夹持在相应的线夹(46)上。
2.根据权利要求1所述的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：工具抽屉由抽屉底板(14)、前侧条形面板(9)以及工具限位板(16)构成；前侧条形面板(9)固定安装在抽屉底板(14)的前侧边缘上；在抽屉底板(14)的上侧板面上设有读卡器限位槽；扫描RFID读卡器(15)安装在读卡器限位槽中；工具限位板(16)铺设在扫描RFID读卡器(15)的上侧板面上；在工具限位板(16)上设有用于对各类维修工具进行限位的纵向条形限位孔(19)、横向条形限位孔(20)、大直径限位圆孔(21)以及小直径限位圆孔(23)；条形滑块(12)设置于抽屉底板(14)的左右侧边上；在箱体(1)的底部四个顶角处均设有一个万向轮(8)；在箱体(1)的外侧面上设有推移把手(6)；在前侧条形面板(9)的前侧面上设有抽屉把手(13)；在抽屉底板(14)的左右侧边上均设有一个支撑滑槽(22)；在箱体(1)的左右侧内壁且靠近矩形窗口(7)处设有支撑短杆(11)，且各个支撑短杆(11)的端部插入对应位置处的支撑滑槽(22)内；在各个工具抽屉的抽屉底板(14)的左侧边缘对应位置处均设有一个定位孔(27)；在箱体(1)的左侧内壁上设有与控制器电连接的红外测距传感器(26)；在各个工具抽屉锁紧后红外测距传感器(26)的探头射线方向贯穿各个定位孔(27)；电源模块(25)为红外测距传感器(26)供电。
3.根据权利要求1所述的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：在竖向条形壳体(29)的内底部上间隔设置有条形支撑块(34)，在各个条形支撑块(34)上水平设置有矩形限位孔(32)；横向锁杆(35)水平贯穿各个矩形限位孔(32)；在方形滑动块(89)的侧面设有横向导向滑槽(94)，在矩形框(88)的内侧设有滑动式安装在横向导向滑槽(94)内的横向导向滑块。
4.根据权利要求1所述的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：在各个竖向悬吊板(36)的竖向侧边均竖向设有导向T性滑槽(85)；在竖向条形壳体(29)的后侧内壁上与各个竖向悬吊板(36)对应位置处均设有一个限位固定座(37)；在各个限位固定座(37)上均设有一个滑动式安装在对应位置处的导向T性滑槽(85)中的T形滑块(86)；在竖向悬吊板(36)的上端边缘处设有与导向坡面(95)相对应的斜坡面(91)。
5.根据权利要求1所述的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：每个悬吊滑轮组均包括上滑轮(40)和下滑轮(84)；各个上滑轮(40)通过滑轮座(39)旋转式安装在竖向条形壳体(29)的顶部；在竖向条形壳体(29)的前侧面上且与各个锁扣板(17)对应位置处均设有一个钢丝绳窗口(83)；各个下滑轮(84)分别旋转式安装在各个钢丝绳窗口(83)上；钢丝拉绳(82)由上滑轮(40)处向下回转后再在下滑轮(84)处回转后贯穿钢丝绳窗口(83)。
6.根据权利要求1所述的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：线夹(46)为竖向安装的矩形板块，并在线夹(46)的上侧边上设有用于旋转式安装在第一摆杆(44)或第二摆杆(45)上的悬吊轴(51)；在线夹(46)的一侧竖向侧边上设有水平插入槽口(47)；在水平插入槽口(47)的下侧槽边上设有下凹的矩形凹槽(48)；在矩形凹槽(48)的槽口处安装有弯折弹片，弯折弹片的两端分别固定设置在矩形凹槽(48)的两侧槽口边缘处，且弯折弹片两端设置有厚度大于中间位置处厚度的连接加强边条(54)；在弯折弹片上设有上凸弧形弯折段(52)和下凹弧形弯折段(53)，且上凸弧形弯折段(52)靠近水平插入槽口(47)的插入槽口处；在水平插入槽口(47)的上侧槽边上设有上凹V形槽口(49)和下凸V形凸起(50)，且上凹V形槽口(49)与上凸弧形弯折段(52)上下对应设置，下凸V形凸起(50)与下凹弧形弯折段(53)上下对应设置。
7.根据权利要求1所述的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：RFID标签单元包括圆杆状工具标签单元和扁平状工具标签单元，圆杆状工具标签单元包括圆盘形壳体(60)、围绕箍条(55)以及填充橡胶条(70)；在围绕箍条(55)的两端分别设有对接条(62)和对接条形槽(64)；在对接条(62)的端部设有卡扣齿牙(63)，在对接条形槽(64)内间隔设置有调节齿牙(65)；在围绕箍条(55)的侧边设有限位档条(56)，并在限位档条(56)上间隔设置有便于围绕箍条(55)弯折的缺口(57)；围绕箍条(55)的两端对接构成抱箍时，卡扣齿牙(63)卡扣在调节齿牙(65)上；在圆盘形壳体(60)内嵌入设置有RFID电子标签(61)；在圆盘形壳体(60)的圆周边缘设有一个连接块(59)，并在连接块(59)上设有短连接柱(66)，在短连接柱(66)端部设有圆盘形插装块(69)；在围绕箍条(55)的外侧面上设有圆柱形凸起(58)，并在圆柱形凸起(58)的侧边圆周面上设有圆盘插口；在圆柱形凸起(58)的端面上设有U形槽口(67)，且U形槽口(67)与圆盘插口相连通；圆盘形插装块(69)由圆柱形凸起(58)的侧边插装在圆盘插口中，短连接柱(66)由U形槽口(67)处伸出；填充橡胶条(70)用于层叠围绕设置在圆杆状工具上，围绕箍条(55)对接构成的抱箍围绕包裹在填充橡胶条(70)的外围；扁平状工具标签单元包括橡胶环套(74)以及设置于橡胶环套(74)外侧面上的方形凸起(76)；在方形凸起(76)内嵌入设置有RFID电子标签(61)；在橡胶环套(74)的两端套口处均设置有弹性收缩口(75)。
8.根据权利要求7所述的基于RFID的工具防遗漏工具箱管理系统，其特征在于：在圆盘插口的内侧面上设有防滑棱(68)；在填充橡胶条(70)的正面上沿长度方向设有截面为三角形的三角防滑槽(73)，在填充橡胶条(70)的背侧面上沿长度方向设有截面为三角形的三角防滑条(71)；填充橡胶条(70)层叠围绕时三角防滑条(71)嵌于对应位置处的三角防滑槽(73)内；在围绕箍条(55)对接构成的抱箍内侧面上设有内侧防滑三角凸棱(72)；抱箍围绕包裹在填充橡胶条(70)的外围上时，内侧防滑三角凸棱(72)嵌于填充橡胶条(70)层叠围绕外围的三角防滑槽(73)内。
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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