CN221189555U - 一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，包括托盘平板及固定安装于托盘平板底部的九个承重墩角，所述承重墩角为中空结构，所述承重墩角与托盘平板联通形成插槽，九个所述承重墩角的任意墩角底部固定安装智能模组。本实用新型同时解决了传感器安装受限制、托盘使用状态识别不准确及既有托盘智能化改造的问题，在实现使用状态监测的同时，减少对货物和堆码稳定性的影响，规避因压力传感器读数相近导致堆码与装载状态混淆，或因射频信号强度接近致使无法判断平铺状态下托盘的使用状态；且本实用新型适用于新生产托盘的制造，也适用于海量已投入运营的九脚塑料托盘的改造工作。

Description

一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘

技术领域

本实用新型属于仓储物流载具技术领域，涉及托盘，特别涉及一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘。

背景技术

九脚塑料托盘一般由托盘载货平面、九个墩角组成，其结构较轻，有很好的高性价比，可以满足轻巧的大件货物进行灵活的周转，保护货物不被破损，是物流快运行业中，较为常见的一种塑料托盘。九脚塑料托盘在仓库储存、物流周转运输过程中，运用较为广泛，可以配合叉车实现四面进叉，进行货物的周转和搬运，有较好的操作性和较长的使用寿命。相比于其他塑料托盘或木托盘，九脚塑料托盘在堆码时上下方托盘会形成套叠，在垂直方向上节约更多空间，且不易发生倾倒。

为了提升托盘循环共用水平，减少托盘资产投入，需要对托盘的使用需求和可供给数量有清晰、及时的数据支撑。可供给托盘数量除新生产补充外，另一重要来源是当前处于空置状态的托盘数量。对于托盘使用状态的识别成为解决问题的关键。

目前，针对九脚塑料托盘的使用状态识别采用的有压力传感器/重力传感器识别、磁感应识别或借助特殊装置识别：

1、压力传感器检测：在九脚塑料托盘载货平面中心位置或墩角结构中安装一个或多个压力传感器，当压力传感器读数增大时，判定托盘为在用状态；反之，托盘状态为空置。一般与货物直接接触或在传感器与货物间设有一层缓冲装置。

该种方法存在的不足之处在于：

传感器无法区分导致托盘型变的外力是来自于托盘上所载货物或是来自于上方堆码托盘的自重，因此仅依靠压力值变化无法有效判别托盘使用状态；

由于九脚塑料托盘结构较为简单，压力传感器或重力传感器只能与墩角安装在一起，作为托盘承重结构之一，或通过将压片放置于托盘表面进行感应。则传感器直接与被检测物接触或通过机械结构间接接触的方式进行机械接触，在复杂物流环境中，极易造成传感器故障、失效或灵敏度降低；

在部分特殊产品运输场景下，被检测货物对表面平整度要求较高，不允许有异常凸起结构与货物接触，从而限制了压力传感器和重力传感器的使用；

为了更好感知托盘承载应力变化，压力传感器和重力传感器一般安装在托盘墩角中，需要在制作托盘时即进行预装或设计相对复杂的结构，对现存托盘的改造通常伴随着对原有托盘结构的大幅度破坏，不但实施困难，改造托盘所需的时间和资金成本也将难以承受。

为保证测量精准，通常需要在每个托盘上同时安装多个压力传感器，最多可达到15个以上，成本方面压力较大。

2、磁感应识别：托盘蹲角外底部安装永磁体，墩角对应的内部安装霍尔传感器，永磁体与霍尔传感器处于托盘俯视平面上同一位置。通过霍尔传感器和永磁体的适当选型，将两者产生感应的距离阈值设置为略大于托盘高度，以避免同一托盘的霍尔传感器与其自身永磁体间建立联系。当托盘处于堆码状态时，上方托盘永磁体将与下方托盘的霍尔传感器发生感应，触发霍尔传感器，此时判定托盘为空置状态；若未霍尔传感器未被激活，说明托盘之间存在货物，判定托盘为在用状态。

若该方法应用于九脚塑料托盘，将产生如下问题：

在堆码状态下处于最上方的托盘无法获取到外部磁感应信号，因而其使用情况将处于未知状态；

相比于木托盘、川字底或田字底塑料托盘等托盘的堆码形态，九脚托盘堆码时上下两个托盘距离十分靠近，又因为九脚所料托盘载货面厚度较小，造成托盘上永磁体与霍尔传感器的距离与堆码状态时上下两托盘的距离十分接近，给设备选型带来极大难度。

平铺于地面的空置状态托盘与平铺的载货托盘均无法获取到外部电磁信号，因此该方案无法有效将平铺状态下的空置托盘和装载托盘做出区分。

3、借助特殊装置识别：设计新型托盘，在托盘上加装固定货物的装置，如伸缩杆。伸缩杆安装在托盘表面，当伸缩杆处于收缩状态时，其高度在托盘平面之下，此时托盘为空置状态。装载货物时，伸缩杆伸出，与货物等高，此时可用胶布或保鲜膜将伸缩杆与货物捆绑在一起，起到加固作用，此时托盘为在用状态。

该种方法存在的不足之处在于：

九脚塑料托盘的结构较为简单，托盘载货平面高度有限，没有充足的空间供其他辅助设备安装，即便能够安装该类装置，也有可能影响到托盘载货面平整性，对托盘堆码和货物装载造成不良影响。

特殊装置的使用致使托盘结构相对复杂，制作成本上升的同时，也会使故障率增加，且对装载货物的规格会产生一定限制，因此该方法的适用性较差。

现有技术的托盘使用状态识别方案中，均将有源RFID、有源蓝牙标签、LoRa、NBIoT、4GCat1等传感器安装于托盘墩角内，或采用无源RFID方式外置于托盘墩角的表面。这些方案仅考虑了新托盘的制作，只有在生产阶段才能按照其设计进行传感器和电子标签的安装。但对于海量的、已在物流系统投入运营托盘的托盘而言，其该类方法的改造成本巨大、所需工期也十分漫长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：包括托盘平板及固定安装于托盘平板底部的九个承重墩角，所述承重墩角为中空结构，所述承重墩角与托盘平板联通形成插槽，九个所述承重墩角的任意墩角底部固定安装智能模组。

而且，所述智能模组包括电池、测距传感器、移动通讯模块及加速度传感器，所述测距传感器、移动通讯模块及加速度传感器均与电池连接，所述测距传感器连接至所述移动通讯模块，所述加速度传感器连接至所述测距传感器，所述移动通讯模块连接至外部云服务器。

而且，所述测距传感器为激光测距传感器、雷达测距传感器或红外测距传感器。

而且，所述承重墩角为上宽下窄的结构，且承重墩角堆码状态下的空间高度大于所述智能模组高度。

而且，所述智能模组的长度小于所述承重墩角底部长度。

而且，所述智能模组两端均设置有安装孔，所述智能模组通过贯穿所述安装孔的自攻钉与承重墩角固定。

而且，所述自攻钉端部套装有封堵帽。

而且，所述智能模组表面设置有信号发射孔，所述智能模组发出的信号与托盘平板平面垂直。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、解决了传感器安装受限制问题。本实用新型的智能九脚塑料托盘将智能模组安装于托盘墩角底部，既避免了安装于载货平面时与货物直接接触，又充分利用堆码状态下上下托盘墩角间空隙，避免了传感器作为承重结构之一反复受到挤压，在实现使用状态监测的同时，减少对货物和堆码稳定性的影响。

2、解决了使用状态识别不准确的问题。本实用新型结合智能模组与智能算法，采用非接触识别方式，对托盘装载、堆码和空置设立特定判别条件，精准区分托盘使用状态，规避了因压力传感器读数相近导致堆码与装载状态混淆，或因射频信号强度接近致使无法判断平铺状态下托盘的使用状态。

3、解决了既有托盘智能化改造问题。智能模组安装简便，无需对托盘结构进行改动，仅通过两颗自攻钉即可完成安装固定，智能模组在托盘上的安装位置可选取托盘9个墩角内任意一个的底部，且水平方向上不做限制，拥有至少9个可选位置。适用于新生产托盘的制造，也适用于海量已投入运营的九脚塑料托盘的改造工作。对在运营中处于堆码状态的托盘，仅需随着托盘拆垛，在托盘装载货物前即可完成智能模组安装，不会影响正常生产物流过程。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为图2的A-A向视图；

图4为图3的A部放大图；

图5为本实用新型的智能模组连接原理图；

图6为本实用新型的智能模组结构示意图；

图7为本实用新型的智能九脚塑料托盘空置状态示意图；

图8为本实用新型的智能九脚塑料托盘空置状态主视图；

图9为图8的B-B向视图。

附图标记说明

1-托盘平板、2-智能模组、3-插槽、4-承重墩角、5-封堵帽、6-自攻钉、7-安装孔、8-信号发射孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其创新之处在于：包括托盘平板1及固定安装于托盘平板底部的九个承重墩角4，所述承重墩角为中空结构，所述承重墩角与托盘平板联通形成插槽3，九个所述承重墩角的任意墩角底部固定安装智能模组2。

智能模组包括电池、测距传感器、移动通讯模块及加速度传感器，所述测距传感器、移动通讯模块及加速度传感器均与电池连接，所述测距传感器连接至所述移动通讯模块，所述加速度传感器连接至所述测距传感器，所述移动通讯模块连接至外部云服务器。测距传感器选用激光测距传感器。

承重墩角为上宽下窄的结构，且承重墩角堆码状态下的空间高度大于所述智能模组高度，智能模组的长度小于所述承重墩角底部长度，保证在托盘堆码时上方托盘墩角的外侧底部与下方托盘蹲角的内侧底部之间的距离大于模组高度，以免对模组形成压迫。

智能模组两端均设置有安装孔7，所述智能模组通过贯穿所述安装孔的自攻钉6与承重墩角固定。

自攻钉端部套装有封堵帽5，防止人为拆卸及外部环境引起的螺钉锈蚀、脱落等现象。

智能模组表面设置有信号发射孔8，所述智能模组发出的信号与托盘平板平面垂直，防止因测距激光发射方向偏离过大导致距离测量失真，从而影响使用状态判别。

对于1100mm*1100mm*160mm的九脚托盘而言，其墩角深度为136mm，模组高度21.5mm，其状态识别过程为：

S1、确定托盘基础参数，包括外部尺寸、墩角深度、模组高度。托盘墩角内部高度约为h_墩角＝136mm，模组高度约为h_模组＝21.5mm；

S2、测距传感器进行测距，记智能模组的激光测距传感器所取得的距离读数为d；

S3、数据处理：

a、当d≈114.5mm时，表明此时激光测距传感器测得的距离为发射孔到托盘载货平面的距离，货物下表面紧贴于托盘载货平面，判定此时托盘处于装载状态；

b、当d≠114.5mm或d＞＞160mm(远大于托盘高度)或(距离为空值)时，表明测距传感器的信号被上方托盘墩角等结构所反射，或无法监检测到上方有遮挡物而不能取得有效读数，判定此时托盘处于空置状态。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (8)

1.一种可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：包括托盘平板及固定安装于托盘平板底部的九个承重墩角，所述承重墩角为中空结构，所述承重墩角与托盘平板联通形成插槽，九个所述承重墩角的任意墩角底部固定安装智能模组。

2.根据权利要求1所述的可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：所述智能模组包括电池、测距传感器、移动通讯模块及加速度传感器，所述测距传感器、移动通讯模块及加速度传感器均与电池连接，所述测距传感器连接至所述移动通讯模块，所述加速度传感器连接至所述测距传感器，所述移动通讯模块连接至外部云服务器。

3.根据权利要求2所述的可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：所述测距传感器为激光测距传感器、雷达测距传感器或红外测距传感器。

4.根据权利要求1所述的可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：所述承重墩角为上宽下窄的结构，且承重墩角堆码状态下的空间高度大于所述智能模组高度。

5.根据权利要求1所述的可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：所述智能模组的长度小于所述承重墩角底部长度。

6.根据权利要求1所述的可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：所述智能模组两端均设置有安装孔，所述智能模组通过贯穿所述安装孔的自攻钉与承重墩角固定。

7.根据权利要求6所述的可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：所述自攻钉端部套装有封堵帽。

8.根据权利要求1所述的可识别使用状态的智能九脚塑料托盘，其特征在于：所述智能模组表面设置有信号发射孔，所述智能模组发出的信号与托盘平板平面垂直。