CN213812547U - 一种称重模块及其组成的可扩展型智能物料管理柜组 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种称重模块及其组成的柜组，其中的称重模块包括：重力传感器、变送器模块和模拟量转串口模块，所述重力传感器的输出端联接所述变送器模块的输入端，所述变送器模块的输出端联接所述模拟量转串口模块的输入端；其中，所述重力传感器将转换为电阻值的试剂重量，传输给所述变送器模块，所述变送器模块转换为电压值，并通过所述模拟量转串口模块传送至主机。本实用新型采用模块化设计，并通过一主机加多扩展柜的组合，用户根据自身需要选择扩展柜的数量，由主机对扩展柜的试剂进出信息、称重及保质期等信息进行管理，实现高效、可靠的物料管理。

Description

一种称重模块及其组成的可扩展型智能物料管理柜组

技术领域

本实用新型涉及一种称重模块及其物料管理柜组，尤其是一种称重模块及其组成的可扩展型智能物料管理柜组。

背景技术

在高端智能制造和维修行业的物料和零件管理使用中，存在的人工效率低下，零件和物料补给不及时，数量统计不准确等缺点，满足不了对物料和零件进出库标准化、精细化管理的要求，为此产生了智能物料管理技术。

发明名称为：物料管理装置，申请号：201610303077.5的中国专利公开了一种物料管理装置，包括抽屉式物料柜，该物料柜包括箱式壳体和若干抽屉，上述抽屉内设有若干物料储存单元，上述抽屉各自装配有锁紧机构。该发明的效果为：借助计算机管理系统，可以快速的查找所需要的物料，避免人工查找速度慢的特性，但是其没有设置物料称重单元，没法给出物料抽屉中物料的数量，从而给提醒物料及时补充。

再纵观目前企业的情况，对物料的管理普遍存在以下缺陷：

第一，采用手工账本，浪费大量人力；

第二，物料出入库靠人员来记录容易出现人为失误；

第三，物料全生命周期无法或者很难追溯查询；

第四，人员权限流程繁琐、管理混乱；

第五，物料管理混乱，不能及时精准定位；

第六，无法依据库存情况及时判断预警；

第七，不能合理分配和调度物料。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种称重模块及其组成的可扩展型智能物料管理柜组，采用模块化设计，并通过一主机加多扩展柜的组合，用户根据自身需要选择扩展柜的数量，由主机对扩展柜的试剂进出信息、称重及保质期等信息进行管理，实现高效、可靠的物料管理。

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

本实用新型公开了一种称重模块，其特征在于，包括：

重力传感器、变送器模块和模拟量转串口模块，所述重力传感器的输出端联接所述变送器模块的输入端，所述变送器模块的输出端联接所述模拟量转串口模块的输入端；

其中，所述重力传感器将转换为电阻值的试剂重量，传输给所述变送器模块，所述变送器模块转换为电压值，并通过所述模拟量转串口模块传送至主机。

比较好的是，本实用新型进一步公开了一种称重模块，其特征在于，所述称重模块进一步包括：

集线器模块，其输入端连接所述重力传感器的输出端，其输出端连接所述变送器模块的输入端。

本实用新型还提供了一种可扩展型智能物料管理柜组，包括上述的称重模块，其特征在于，所述柜组还包括：

所述主机和若干个扩展柜，所述主机包括称重模块；

所述扩展柜和所述主机都包括快插接口，所述主机与任一所述扩展柜、所述扩展柜两两之间通过所述快插结构联接并通信。

本实用新型还进一步提供了一种可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，所述扩展柜进一步包括

远程IO控制器和通信模块；

所述主机的USB转串口模块与所述扩展柜的远程IO控制器和通信模块通过RS485总线连接，完成所述主机和单个所述扩展柜的组网；

所述扩展柜之间采用串联接将两台扩展柜的远程IO控制器和通信模块通过RS485连接，完成全部所述扩展柜的组网。

本实用新型还进一步提供了一种可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述主机还包括电脑、摄像头模块、触摸显示器和读写器，所述摄像头模块、触摸显示器、称重模块读写器与所述电脑联接。

本实用新型还进一步提供了一种可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述读写器包括与所述电脑联接的RFID读写器和IC卡读写器。

本实用新型还进一步提供了一种可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述扩展柜包括电子锁、门磁、开关电源、声光控制器、声光单元和所述通信模块；

其中，所述声光控制器电连接所述声光单元、开关电源、通信模块。

本实用新型还进一步提供了一种可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述通信模块包括TTL转485模块。

本实用新型采用模块化设计，各个模块相互独立，可应对各种复杂环境，便于安装维护，此外还通过一主机加多扩展柜的组合，用户根据自身需要选择扩展柜的数量，由主机对扩展柜的试剂进出信息、称重及保质期等信息进行管理，实现高效、可靠的物料管理。

附图说明

现在将详细参考附图描述本公开的实施例。现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本实用新型物料管理柜组中主机100的外观主视图；

图2是本实用新型物料管理柜组中主机100的外观立体图；

图3是本实用新型的可扩展型智能物料管理柜组的组成示意图；

图4示意了各模块所构成主机的组成框图；

图5是称重模块104的组成框图；

图6进一步示意了本实用新型物料管理柜组中扩展柜200的组成框图。

附图标记

100――主机

101――电脑

102――摄像头模块

103――触摸显示器

104――称重模块

105――IC卡读写器

106――RFID读写器

107――USB接口

200――扩展柜

201――电子锁

202――门磁

203――开关电源

204――LED指示灯

205――声光控制器

206――蜂鸣器

207――开关电源

208――通信模块

501—重力传感器

502――集线器模块

503――变送器模块

504――模拟量转串口模块

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

请参见图3所示的本实用新型的可扩展型智能物料管理柜组的组成示意图。

该柜组包括一个主机100和可根据需要增减数量的若干个扩展柜200，主机100和若干个扩展柜200之间进行通信联接。

由此形成“一主多从”的模式，即一台主机可以按照用户需求选配一定数量的扩展柜。

图1、2进一步给出了主机100的主视图和立体图。

主机100包括有电脑101、摄像头模块102、触摸显示器103、称重模块104、IC卡读写器105、RFID读写器106和USB接口107。

该主机100的主要功能是提供人机交互界面、扫描试剂信息、记录试剂重量、拍摄过程影像、记录用户数据、控制扩展柜做出相关动作。

图3示意了一台主机与三台扩展柜组合的示意图。

其中，扩展柜200的主要功能是提供储存空间、保证试剂安全、排出试剂挥发气体、声光指示方便用户寻找。

各个扩展柜200的组成包括电子锁201、门磁202、开关电源203、LED指示灯204等，此外，还根据需要选择蜂鸣器、远程IO控制器、灯光控制器、TTL转485通信模块、LED指示灯带等组成。

本实用新型一个创新点在于：主机100和扩展柜200都配备有快插接口，可将主机100上的USB转串口模块与扩展柜200的远程IO控制器和TTL转485通信模块通过RS485总线进行连接，即可完成组网，实现本实用新型柜组的可扩展性。两两扩展柜200之间可以采用串联接法将两台扩展柜的远程IO控制器和TTL转485模块通过RS485连接，即可完成与主机100的组网。

扩展柜200的理论数量最大为127*127＝16129个。

本实用新型的物料管理柜组在使用时，重量是试剂的重要信息，主机100上配有称重模块104，在扫描试剂信息的同时会记录试剂的重量，并根据取出和存放时的重量差，计算得到用户的试剂使用量。此外，试剂的重量还可以用以计算试剂的挥发(或吸水)程度，判断试剂品质是否合格。最后会根据试剂的剩余量多少来判断该瓶试剂是否进入报废流程。

如图5，所示为图1中称重模块104的组成框图。

该称重模块104包括电阻式重力传感器501、集线器模块502、变送器模块503、模拟量转串口模块504。

其中，重力传感器501将试剂的重量转化为电阻值，并通过集线器模块502传递至变送器模块503，变送器模块503将采集到的的电阻值转换为0-10V或4-20MA的模拟量信号，并传送至模拟量转串口模块504的输入端，模拟量转串口模块504将采集到的模拟量信号转换为0-65535的数值数据，并通过RS485使用MODBUS RTU协议将数值数据传送至主机100，主机100采集到的数值数据后，通过重量计算公式，得到精确的重量数据。

本实用新型采用模块化设计，各个模块相互独立，可应对各种复杂环境，便于安装维护；在传感器近端将模拟量的数据转换为数字量的数据，并通过通讯模块传输至主机，可以减少外界环境对测量数据的干扰；通讯总线选择RS485可用于远距离传输，电磁兼容性较强；采用标准MODBUS RTU协议可以使组网更加方便快捷。图6进一步示意了本实用新型可扩展智能物料管理柜组中扩展柜200的组成框图。

扩展柜200内相关的构成模块包括扩展柜声光控制器205、蜂鸣器206、开关电源207、LED指示灯204、通信模块208，206～208的若干模块都与声光控制器205电连接。

主机100上配有音响，在操作过程中系统会通过语音提示用户进行操作，如果用户有错误操作，系统也会触发相应的语音报警。

扩展柜200上的蜂鸣器206和LED指示灯204连接在声光控制器205上并受控制器205的控制。声光控制器205通过TTL转485通信模块208与主机100连接，并受主机100通信控制。

当扩展柜200的电子门锁打开时，主机100向对应扩展柜200的TTL转485通信模块208发出信号，TTL转485通信模块208收到信号后传送给声光控制器205，声光控制器205分辨主机100发送的信号内容，然后驱动蜂鸣器206发出提示音，控制LED指示灯204亮起对应的颜色，以此提示用户门锁已打开。

当扩展柜200的电子门锁关闭时，主机100向对应扩展柜的TTL转485通信模块208发出信号，TTL转485通信模块208收到信号后传送给声光控制器205，声光控制器205分辨主机100发送的信号内容，然后驱动蜂鸣器206发出提示音，控制LED指示灯204熄灭，以此提示用户门锁已关闭。

当用户触发系统错误，蜂鸣器206和LED指示灯204也会做出对应的反应，用以提示用户错误操作。

上述LED指示灯204根据需要可以选用全彩LED灯带。

本实用新型的可扩展智能物料管理柜组中，所有柜子事先会按照酸碱性，有机无机，易制毒，易制爆进行分类，每个柜子可以存放数量多少，存放瓶子的大中小规格进行自定义；

存放过程中会优先根据试剂的酸碱性，有机无机，易制毒，易制爆优先分配试剂柜，如果试剂可以存放在两个柜子内，则根据现在柜子内的数量多少优先选择试剂较少的柜子进行存放；

拿取的时候会根据选择拿取的试剂信息分类进行试剂查询，优先选择快到期的试剂和柜子试剂较多的柜子开门拿取。

此外，本实用新型采购的试剂首先进行写码入库，会记录当前的试剂信息，包括酸碱性，有机无机，易制毒，易制爆，试剂的重量，供应商，销售商，入库日期，生产日期，使用日期，试剂分类，试剂编号，包装材质等信息；

每次存取试剂都有人员信息记录，重量变化记录，出入库信息记录，影像留存，操作时间记录等；

试剂最后报废进入待处理阶段，等待专业人员进行处理，处理完毕则该试剂周期完结，历史记录信息随时可以查看。

此外，本实用新型中，每台操作主机100都会配有IC卡识别装置，用来区分操作人员的身份，时刻记录操作步骤，便于物料的全程生命周期管理；

在关键的操作步骤会提醒操作人员进行IC卡识别，并拍照留证；

IC卡绑定的人员身份信息不一致，每个人都有唯一对应的IC卡，身份和等级明确，不同人员的操作权限不一致，操作界面也不一样，分工明确，减少不必要的操作，节省时间。

在数据传输方面，主机100与称重模块104的数据传输采用ModBus RTU协议，物理接口为RS485。

主机100与从机的远程IO控制器通讯采用ModBus RTU协议，物理接口为RS485。

主机100与RFID读写器采用TCP/IP协议，物理接口为RJ45网口。

主机100与IC卡读写器使用USB总线进行数据传输。

本实用新型详细记录试剂基础信息，重量变化信息等，例如试剂的重量，供应商，销售商，入库日期，生产日期，使用日期，试剂分类，试剂编号，包装材质等信息。

而且，应用本实用新型时，实时记录操作步骤和操作人员信息，关键步骤有影像留存，试剂的操作信息和操作人员绑定，每一步操作都有时间记录，试剂的信息记录，人员信息记录，实现人事时地物全周期记录。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种称重模块，其特征在于，包括：

重力传感器、变送器模块和模拟量转串口模块，所述重力传感器的输出端联接所述变送器模块的输入端，所述变送器模块的输出端联接所述模拟量转串口模块的输入端；

其中，所述重力传感器将转换为电阻值的试剂重量，传输给所述变送器模块，所述变送器模块转换为电压值，并通过所述模拟量转串口模块传送至主机。

2.根据权利要求1所述的称重模块，其特征在于，所述称重模块进一步包括：

集线器模块，其输入端连接所述重力传感器的输出端，其输出端连接所述变送器模块的输入端。

3.一种可扩展型智能物料管理柜组，包括权利要求1或2所述的称重模块，其特征在于，所述柜组还包括：

所述主机和若干个扩展柜，所述主机包括称重模块；

所述扩展柜和所述主机都包括快插接口，所述主机与任一所述扩展柜、所述扩展柜两两之间通过所述快插结构联接并通信。

4.根据权利要求3所述的可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，所述扩展柜进一步包括

远程IO控制器和通信模块；

所述主机的USB转串口模块与所述扩展柜的远程IO控制器和通信模块通过RS485总线连接，完成所述主机和单个所述扩展柜的组网；

所述扩展柜之间采用串联接将两台扩展柜的远程IO控制器和通信模块通过RS485连接，完成全部所述扩展柜的组网。

5.根据权利要求4所述的可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述主机还包括电脑、摄像头模块、触摸显示器和读写器，所述摄像头模块、触摸显示器、称重模块读写器与所述电脑联接。

6.根据权利要求5所述的可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述读写器包括与所述电脑联接的RFID读写器和IC卡读写器。

7.根据权利要求6所述的可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述扩展柜包括电子锁、门磁、开关电源、声光控制器、声光单元和所述通信模块；

其中，所述声光控制器电连接所述声光单元、开关电源、通信模块。

8.根据权利要求7所述的可扩展型智能物料管理柜组，其特征在于，

所述通信模块包括TTL转485模块。

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