DE202022103714U1 - Vorrichtung zur Pulkerfassung von mit RFID-Chips versehenen Elementen - Google Patents

Vorrichtung zur Pulkerfassung von mit RFID-Chips versehenen Elementen Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Pulkerfassung einer Vielzahl von Elementen, die mit RFID-Chips versehen sind und sich in einem Behälter befinden, mit wenigstens einer RFID-Antenne (5), die an einem Portal befestigt ist, in dessen Bereich die Antenne (5) und der Behälter aneinander vorbei bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente Kabel oder konfektionierte Kabel sind und dass die Antenne (5) und der Behälter motorisch aneinander vorbei bewegt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Pulkerfassung einer Vielzahl von Elementen, die mit RFID-Chips versehen sind und sich in einem Behälter befinden, mit wenigstens einer RFID-Antenne, die an einem Portal befestigt ist, in dessen Bereich die Antenne und der Behälter aneinander vorbei bewegt werden.
  • RFID steht für „Radio-Frequency IDdentification“. Dabei wird über eine Antenne ein elektromagnetisches Feld emitiert, das von einem RFID-Chip bzw. -Transponder aufgefangen wird. Das elektromagnetische Feld induziert Strom in einer Antenne des RFID-Chips. Dieser Strom erzeugt die Energie, mit der der RFID-Chip betrieben wird. Der RFID Chip führt eine Modulation des von der Antenne erhaltenen Signals aus, die dann wieder über die Antenne empfangen wird.
  • Es wird immer wieder versucht, die eingangs angesprochenen Vorrichtungen zur Pulkerfassung einer Vielzahl von Elementen, die mit RFID-Chips versehen sind, in Supermärkten einzusetzen: dabei werden die von einem Kunden in einen Einkaufswagen gelegten Produkte, die jeweils mit einem spezifischen RFID-Chip versehen sind, in dem Einkaufswagen durch ein Portal bzw. an einem Portal vorbeigeschoben, das mit einer entsprechenden RFID-Antenne versehen ist.
  • Ein technisches Problem bei diesen Versuchen liegt darin, dass die Einkaufswagen von unterschiedlichen Personen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch das Portal oder an der Antenne vorbei geschoben werden. Dies kann die Erkennungsgenauigkeit erheblich beeinflussen.
  • Unter kaufmännischen Gesichtspunkten setzt sich dieses Verfahren aber in Supermärkten insbesondere aufgrund der Kosten nicht durch, die für die RFID-Chips zu kalkulieren sind, da die RFID-Chips nur einmalig zu verwenden sind und beim Endkunden entsorgt werden.
  • Anders sieht dies aus bei Logistikunternehmen etc. Hier werden entweder Transportkisten oder aber höherpreisige Einzelgüter mit entsprechenden RFID-Chips versehen. Die angesprochenen Transportkisten werden dann üblicherweise im Umlauf mehrmals genutzt, so dass sich der Einsatz von RFID-Chips rechnet. Bei den höherpreisigen Einzelgütern fallen die Kosten für deren Kennzeichnung mit einem RFID-Chip nicht ins Gewicht. So können derartige Transportkisten und/oder Einzelgüter während ihres Transportes zum Beispiel innerhalb eines Betriebes über RFID-Chips verfolgt werden.
  • Ein bei der vorliegenden Erfindung aber besonders im Vordergrund stehender Anwendungsfall findet sich bei Event-Veranstaltungen: für derartige Events halten Event-Veranstalter entsprechendes Equipment vor, das bedarfsweise gemietet werden kann. Dieses Equipment wird dabei in geschlossenen Behältern in Form von Truhen, sogenannten „Universal-Cases“, gelagert, ausgeliehen, transportiert und auch zurückgegeben bzw. -genommen. Derartige Truhen bestehen üblicherweise aus (wasserfesten) Multiplexholz- oder Kunststoff-Wänden, die durch Metallkanten verbunden werden und auch metallische Eckenschoner haben.
  • In derartigen Truhen werden dabei außer Scheinwerfern u.ä. größeren Gerätschaften auch konfektionierte Elektro-, Lautsprecher- und/oder Mikrofonkabel in verschieden zusammengestellten Sortimenten verliehen.
  • Wenn derartige Sortimente an einen Verleiher zurückgegeben werden, werden sie dort auf Vollständigkeit überprüft, wobei das entsprechende Zählen bisher händisch erfolgt mit einer Einzelentnahme der zu zählenden Kabel, was einen erheblichen Personal- und Zeitaufwand bedeutet.
  • Seitens der Event-Veranstalter ergibt sich damit der Wunsch, eine derartige Überprüfung auf Vollständigkeit zu automatisieren.
  • Für eine derartige automatische Überprüfung bietet sich eine Vorrichtung zur Pulkerfassung einer Vielzahl von mit RFID-Chips versehenen Elementen grundsätzlich an. Allerdings ist zu bedenken, dass der Aufbau derartiger Kabel aus einem metallischen Kern (aus Draht oder Litze) mit einer Kunststoffummantelung für die Anwendung der RFID-Technologie in einem üblichen Portal hinderlich ist, da durch diesen Aufbau Abschattungen etc. entstehen, sodass eventuell einzelne Kabel bzw. die an diesen angebrachten RFID-Chips nicht erfasst werden. Dies wird noch dadurch verstärkt, dass die Kabel üblicherweise in aufgerolltem Zustand in den Truhen aufbewahrt werden, wodurch mit den Kabeln bzw. deren metallischen Kernen die RFID-Technik besonders stark behindernde Schleifen und Schlaufen gebildet werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung wie oben angegeben dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie auch für den beschriebenen schwierigen Anwendungsfall geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung wie oben angegeben, bei der die Elemente Kabel oder konfektionierte Kabel sind, die Antenne und der Behälter, in dem sich die Kabel befinden, gleichmäßig motorisch aneinander vorbei bewegt werden.
  • Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch eine mit einem Motor mögliche langsame und insbesondere gleichmäßige Relativbewegung von Antenne und Behälter zueinander die durch die Kabel bewirkten Abschattungen sich dabei so verändern, dass alle innerhalb des Behälters befindlichen RFID-Chips zumindest zeitweise nicht in einem abgeschatteten Bereich liegen und damit sicher erfasst werden können.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die wenigstens eine Antenne an einem sie tragenden Linearantrieb befestigt und dann entlang des die Elemente enthaltenden Behälters bewegt.
  • Hierdurch wird eine besonders betriebssichere Konstruktion ermöglicht.
  • Der Linearantrieb kann die Antenne dabei sowohl in einer Vertikal- als auch in bevorzugter Weise in einer Horizontalrichtung oder auch in einer bezüglich des Behälters diagonalen Richtung innerhalb einer sich seitlich des Behälters befindlichen Vertikalebene bewegen.
  • Es hat sich dabei herausgestellt, dass eine besonders genaue Erfassung der in dem Behälter befindlichen Elemente erfolgt, wenn die Antenne mit einer leichten Neigung gegenüber der Normalen dieser Vertikalebene ausgerichtet ist. Diese Neigung sollte insbesondere in die Bewegungsrichtung sein und in einem Bereich zwischen 2° und 10°, vorzugsweise bei etwa 4° liegen.
  • Auch durch ein der Antenne auf der anderen Seite des Behälters gegenüberliegend angeordnetes flächiges Metallblech kann die Erfassung von innerhalb des Behälters befindlichen, mit RFID-Chips versehenen Elementen verbessert werden.
  • Dieses flächige Metallblech kann dabei sowohl als Abschirmung dienen gegen Störstrahlungen als auch als Reflexionselement für von der Antenne ausgesendete Strahlen.
  • Eine überraschende Verbesserung der Erkennung von innerhalb des Behälters befindlichen, mit RFID-Chips versehenen Elementen ergab sich auch durch das Vorsehen einer weiteren Antenne, sodass beidseits des Behälters Antennen in einer im Wesentlichen einander zugewandten Ausrichtung montiert sind. Überraschend war diese Verbesserung deswegen, weil der Zeitraum zur Erkennung aller im Behälter befindlichen Kabel bzw. RFID-Chips mehr als halbiert werden konnte.
  • Es ist dabei möglich, die beidseits des Behälters vorgesehenen Antennen durch die sie jeweils tragenden Linearantriebe sowohl in gleicher Richtung als auch in bevorzugter Weise gegengleich entlang des Behälters zu führen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt:
    • 1 die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,
    • 2 die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schnittansicht
  • In 1 erkennt man die perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Pulkerfassung einer Vielzahl von Elementen, insbesondere von konfektionierten Elektrokabeln, die mit RFID-Chips versehen sind und sich in einem nicht dargestellten, insbesondere geschlossenen Behälter in Form einer Truhe bzw. eines Universal-Case befinden.
  • Ein derartiger Behälter wird auf den Boden 1 eines U-förmigen Portals geschoben und damit in dessen Bereich gebracht.
  • Der genannte Boden 1 ist an seinen Seitenkanten mit Stoßleisten 2 versehen, die sowohl eine Zentrierung des Behälters als auch dessen Führung innerhalb des Portals ermöglichen.
  • Seitlich unmittelbar an die Stoßleisten 2 angrenzend ragen auf beiden Seiten des Bodens 1 Wandelemente 3 in senkrechter Richtung nach oben.
  • Innerhalb dieser Wandelemente 3, die kastenförmig ausgebildet sind, sind mit vertikalem Abstand zu der durch den Boden 1 gebildeten Ebene jeweils Linearantriebe 4 in einer horizontalen Richtung angeordnet, mit denen RFID-Antennen 5, die an den Linearantrieben 4 befestigt sind, durch diese gleichmäßig motorisch seitlich entlang des auf dem Boden 1 stehenden Behälters vorbei bewegt werden können. Bei Bedarf kann der Abstand der Linearantriebe 4 zum Boden 1 derart verstellt werden, dass die Mitte der an diesen befestigten RFID-Antennen 5 etwa auf halber Höhe eines danebenstehenden Behälters liegt. - Dies nutzt die RFID-Anordnung bestmöglich aus.
  • Alternativ ist es auch möglich, die Linearantriebe 4 in einer Vertikalstellung oder aber auch in einer diagonalen Position innerhalb der kastenförmigen Wandelemente 3 anzuordnen und die an ihnen befestigten RFID-Antennen 5 dann von unten nach oben oder in einer Diagonalrichtung an dem Behälter vorbei zu führen
  • Grundsätzlich ist es zwar auch möglich, die RFID-Antennen 5 starr, also unbeweglich zu montieren und stattdessen den Behälter an ihnen vorbei zu führen. Hierfür benötigt man aber einen größeren Bauraum und aufgrund des höheren Gewichtes der Behälter auch einen stärkeren motorischen Antrieb.
  • Entsprechende RFID-Antennen, wie sie zum Einsatz vorgeschlagen werden, werden beispielsweise kommerziell angeboten von der Firma Invengo Technologies, La Ciotat, Frankreich unter der Handelsbezeichnung XC - AF 26.
  • Die entsprechende Steuerung für die diese Antennen 5 tragenden Linearantriebe 4 ist in einer Rechnereinheit 6 vorgesehen.
  • In der 2, die eine Aufsicht auf eine Schnittansicht des U-förmigen Portals aus 1 darstellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, erkennt man, dass die RFID-Antennen 5, die eine im wesentlichen lineare Abstrahlrichtung entsprechend den strichpunktierten Linien 6 haben, gegenüber einer Normalen 7, die in einem rechten Winkel zu einem Linearantrieb 4 ist, einen Winkel 8 einschließt. Eine bevorzugte Größe für diesen Winkel liegt bei etwa 4°.
  • Die Auslenkung der sich gegenüberliegenden RFID-Antennen 5 ist dabei in die gleiche Richtung, d.h. zum selben Ende des aus Boden 1 und Wandelementen 3 gebildeten U-förmigen Portals gerichtet, sodass sich die Strahlen, die durch die sich gegenüberliegenden RFID-Antennen 5 ausgesendet werden, gegebenenfalls auch kreuzen.
  • Grundsätzlich können die Antennen 5 durch die Linearantriebe 4 beide in die gleiche Richtung bewegt werden, in der 2 also beide gleichzeitig von links nach rechts und auch wieder von rechts nach links oder aber, was grundsätzlich bevorzugt wird, die entsprechenden Bewegungen der Antennen 5 sind in entgegengesetzter Richtung. Das heißt, dass (bezogen auf die 2) bei Bewegung der einen Antenne 5 von links nach rechts die ihr gegenüberliegende Antenne 5 sich von rechts nach links bewegt und andersherum.
  • Die von den Antennen 5 ausgesendeten Strahlen werden innerhalb des zwischen die Wandelemente 3 gestellten Behälters befindlichen, aufgewickelten Kabel bzw. konfektionierten Kabel, die mit RFID-Chips versehen sind, aufgenommen und die RFID-Chips geben entsprechende Signale an die Antennen 5 zurück. Diese Signale werden dann in die Recheneinheit 6 weitergeleitet, wo sie hinsichtlich des damit zu identifizierenden Inhalts des Behälters ausgewertet werden.
  • Durch die Linearantriebe 4 ist es möglich, die Antennen 5 in sehr gleichmäßiger und auch niedriger Geschwindigkeit an einem Behälter vorbeizuführen. Eine bevorzugte Geschwindigkeit der Antennenbewegung hat einen Wert zwischen 10 und 20 cm/s, bevorzugt etwa 15 - 17 cm/s. Damit benötigt man für einen Behälter von ca. 1 m Länge in etwa 6 Sekunden. Dadurch kann eine besonders präzise Erfassung aller in dem Behälter vorhandenen RFID-Chips gewährleistet werden.
  • Dies kann noch verbessert werden, indem die außen liegenden Rückseiten 10, der Wandelemente 3 als flächige Metallbleche ausgeführt sind, mit denen einerseits die von den Antennen 5 ausgesandten Strahlen reflektiert werden, andererseits aber auch Störstrahlungen auf die Antennen 5 abgeschirmt und damit vermindert werden.
  • Insgesamt stellt die hier beschriebene Vorrichtung somit eine sehr betriebssichere Vorrichtung dar, um insbesondere Kabel und konfektionierte Kabel, die mit RFID-Chips versehen sind, innerhalb eines Behälters zu identifizieren, wenn sie, nachdem sie ausgeliehen worden sind, bei einem Event-Veranstalter zurückgegeben werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Boden
    2
    Stoßleisten
    3
    Wandelemente
    4
    Linearantriebe
    5
    RFID Antennen
    6
    Rechnereinheit
    7
    strichpunktierte Linie
    8
    Normale
    9
    Winkel
    10
    Rückseiten

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Pulkerfassung einer Vielzahl von Elementen, die mit RFID-Chips versehen sind und sich in einem Behälter befinden, mit wenigstens einer RFID-Antenne (5), die an einem Portal befestigt ist, in dessen Bereich die Antenne (5) und der Behälter aneinander vorbei bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente Kabel oder konfektionierte Kabel sind und dass die Antenne (5) und der Behälter motorisch aneinander vorbei bewegt werden.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Antenne (5) mittels eines sie tragenden Linearantriebs (4) an dem die Elemente enthaltenden Behälter vorbei bewegbar ist.
  3. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (5) mit einer Neigung in einem Winkel (9) zur Bewegungsrichtung ausgerichtet ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (9) in einem Bereich von 2° bis 10°, vorzugsweise von 4° ist.
  5. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antenne (5) gegenüber ein auf der anderen Seite des Behälters angeordnetes Metallblech (10) ist.
  6. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits des Behälters wenigstens zwei Antennen (5) in einander im Wesentlichen zugewandter Ausrichtung befestigt sind.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei auf entgegengesetzten Seiten des Behälters befindlichen Antennen (5) jeweils an einem parallel zueinander ausgerichteten Linearantrieb (4) befestigt sind.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Antennen (5) gegengleich zueinander entlang der sie tragenden Linearantriebe (4) bewegbar sind.
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