EP2219990A1 - Industrial truck having rfid-supported device for identifying cargo goods - Google Patents

Industrial truck having rfid-supported device for identifying cargo goods

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Publication number
EP2219990A1
EP2219990A1 EP08861469A EP08861469A EP2219990A1 EP 2219990 A1 EP2219990 A1 EP 2219990A1 EP 08861469 A EP08861469 A EP 08861469A EP 08861469 A EP08861469 A EP 08861469A EP 2219990 A1 EP2219990 A1 EP 2219990A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
slot
fork
truck according
rfid
Prior art date
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Granted
Application number
EP08861469A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2219990B1 (en
Inventor
Roland Fischer
Willibald GÜNTHNER
Michael Salfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Muenchen
Original Assignee
Technische Universitaet Muenchen
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Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Muenchen filed Critical Technische Universitaet Muenchen
Publication of EP2219990A1 publication Critical patent/EP2219990A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2219990B1 publication Critical patent/EP2219990B1/en
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/0755—Position control; Position detectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/12—Platforms; Forks; Other load supporting or gripping members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/18—Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas

Definitions

  • the present invention relates to an industrial truck with an RFID-based
  • an RFI D application consists of a read / write device, a cable-connected antenna and a mobile data memory that can be attached to any object.
  • a signal is generated, which is emitted on one of the frequency bands released for RFI D applications via the antenna as an electromagnetic field.
  • the mobile data memory extracts energy and data from this field and sends data back to an antenna on request.
  • Transponders can either be described with data or only data from transponders can be read out.
  • a transport container with an RFID transponder unit can be seen, for example, from DE 20 2007 005 620 U1.
  • RFI D systems are generally used very frequently to control the flow of goods for logistics purposes, so that the data obtained can provide valuable information for comprehensive logistics planning and control.
  • Known applications in the field of logistics use RFI D systems that communicate in frequency ranges of, for example, 13.56 MHz or 868 or 915 MHz. At high frequencies is usually worked with inductive coupling, while working at the ultra-high frequency with microwaves.
  • DE 10 2006 014 447 A1 describes an industrial truck with a load-carrying means and an RFID transmitting / receiving unit whose transmitting and receiving area is directed onto a region of the load-carrying means and onto a region in front of the load-carrying means. Similar industrial trucks continue to emerge from DE 10 2006 010 290 A1, from DE 10 2006 010 291 A1, from DE 10 2006 010 292 A1 and from DE 10 2006 010 293 A1.
  • DE 20 2005 005 409 U1 describes an industrial truck with at least one vertically movable fork, comprising at least two forks, and at least one device in the region of the fork for wireless communication with an RFID transponder.
  • the communication device is disposed on an outside of an approximately vertical side wall of a fork of the forklift.
  • the device is for receiving and / or transmitting signals in a wavelength range of 868 MHz to 920 MHz and / or in a wavelength range of 125 kHz to 135 kHz and / or with a wavelength of approximately 13.56 MHz and / or with a Wavelength of approximately 2.45 GHz provided.
  • DE 10 2005 024 882 A1 describes a similar industrial truck.
  • DE 10 2005 016 276 A1 discloses an industrial truck with at least one device arranged on a fork carriage for communication with a communication system, in particular with an RFID transponder. Furthermore, means are proposed for changing the coverage area covered by the device for communication with an identification system.
  • the NL 940 18 36 A shows an automatic identification system for with a
  • RFID transponder equipped pallets that can be handled with a forklift.
  • For a wireless signal reception two forked each with a ferrite core and aligned orthogonal to the longitudinal axis of the fork antenna antennas are arranged in the forks of the forklift fork for each fork of the forklift.
  • the antennas are usually mounted on the front of the truck and send the fields thus directed in the direction of travel, in order to identify transponders on carriers or goods in this way.
  • the existing solutions on the front of the trucks are designed so that transponders on the top of the loads can be read well. Reading attempts become problematic if the loading unit contains metal or is made of metal. The communication path from the RFID antenna to the transponder of the charge is then too much attenuated by the metal in the propagation path and the transponder can sometimes no longer be read correctly.
  • the antenna is brought close to the antenna to be read transponder, which greatly reduces the environmental impact.
  • the antenna mounted on the fork tine must be mechanically very robust in order to withstand the harsh operating environment. The risk of shearing the patch antenna from the fork is very high.
  • the object of the present invention is therefore seen to provide an industrial truck with an RFID transceiver unit, which makes it possible to detect mobile data storage on charge carriers by an RFID antenna assigned to a load-bearing means of the industrial truck and to independently determine its data content read the loaded goods.
  • the solution should also be as robust as possible mechanically and flexible in the use of multiple pallet clips.
  • an industrial truck has an RFID transmitter / receiver unit for detecting and reading out memory contents of mobile data memories of loads and at least one RFID antenna which is assigned to a load-bearing means of the industrial truck. It is provided that the RFID antenna is disposed within the outline of the load-bearing means and integrated into this structurally.
  • the RFID antenna is designed in particular as a slot antenna with a slot-shaped cavity within the load-bearing means. The RFID antenna can thus be integrated into the load-carrying device in a robust and non-shattering manner.
  • the transponder introduced into the charge carriers are not endangered and / or damaged by the antenna or its attachment, although they can be pushed very close to them.
  • the load-bearing means may in particular be a fork tine and / or a fork shoe of the industrial truck.
  • transponders which are located on charge carriers can be reliably read out at any time, even if the charge has large metal shares, since a transponder arranged on the underside of a load carrier or a pallet can be read out without problems by means of the RFID antenna according to the invention, without the risk of damage to the transponder would be given.
  • the smooth-surfaced outer contour of the forks prevents such damage.
  • a first variant of the invention provides that the slot antenna has a continuous slot.
  • a slot with a length is introduced into the fork tine or a fork shoe of the truck, which is half Wavelength of the frequency used multiplied by an antenna shape specific extension factor.
  • the height of the slot determines the usable bandwidth of the antenna; the lower the slot height, the lower the usable bandwidth.
  • the slot must be pulled completely through the fork in this variant.
  • the electrical connection of the antenna via a suitable high-frequency cable, usually via a coaxial cable. Its two poles must be attached to the slot in a manner such that the first and second contacts are opposite each other.
  • a variation of the contact position to the side can be used for impedance transformation when connecting cables that do not correspond to 50 ohms.
  • a displacement of the contacts in the transverse direction of the fork does not change the operation.
  • the connection should be made on one of the two outer sides of the antenna. If the slot is not guided through the fork with a constant cross-section (eg due to manufacturing technology), the position of the coupling in the transverse direction also plays a role. By simulation, this point can be found for each slot geometry.
  • the slot antenna has a slot open on one side.
  • the one-sided open slot may in particular have the contour of a cuboid, one-sided open cavity.
  • the slot is not completely pulled through the fork here.
  • the depth of the slot is approximately one quarter of the free space wavelength, which is used to achieve an impedance transformation from short to open.
  • the excitation (first and second contact) is located at the front of the antenna opening. Due to the impedance transformation with the slot having a depth of a quarter of the wavelength used, the short circuit at the rear of the antenna looks like an open circuit, and thus does not affect the function of the antenna.
  • the feed can be moved laterally just as in the variant described above.
  • the antenna can also be shaped like one in the
  • High-frequency technology usual transition between cable and a waveguide.
  • the milled cuboid corresponds in dimensions to a waveguide at the frequency used.
  • the excitation takes place here as in the variant described above a contact at a distance of one quarter of the wavelength used to the rear wall of the cuboid.
  • the slot must have a length and width that is matched to a used transmit / receive wavelength and / or wavelength bandwidth.
  • Another variant may provide that the antenna as a module in the
  • the antenna can in this case be pulled out of the fork as a block or else mounted in this way.
  • the antenna function of this block can be manufactured using the same designs as in the three aforementioned variants.
  • antenna types other than those described in the variants e.g. Planar antennas on a circuit board
  • the contacting of the antenna in the block may differ depending on the antenna structure.
  • All variants can be used not only directly in the fork, but also as a retrofit solution by integrating the antenna into a fork shoe.
  • Such fork shoes are used if the original forks of the truck are not long or not wide enough. Since a fork shoe can not be made of solid material in principle, the same space is no longer available for integration as in a normal fork tine. The different variants are therefore only with a strong reduction of the antenna in the shoe to integrate, which will require a lower efficiency.
  • the first variant with the continuous slot is not dependent on the depth of the slot and can be integrated into a fork shoe without any problems. The fork on the inside of the fork shoe affects the slot antenna negative, which is why a certain distance must be maintained.
  • the antennas can each be arranged laterally in the fork tine or the fork shoe.
  • This transponder which are located on the side of the fork, can be read, but not transponder, which are located at the top of the fork.
  • the antennas to be installed can also be rotated arbitrarily about the longitudinal axis of the fork, so that transponders that are not on the side of the fork, can be read.
  • the cable is routed to the outside of the fork, this too can be included in the radiation.
  • a non-ideal connection to the antenna causes reflections which propagate on the cable and are also emitted.
  • the cable can thus be used in its entire length as an antenna.
  • This reading field along the cable can support the detection of transponders by spanning a smaller, but in the dimension of the length of the cable large reading field. To achieve this effect, there must be no antenna at the end of the cable, only the radiation of the cable can be used. To support the radiation of the cable, this can be slit lengthwise. This slot allows the field to propagate outward within the cable.
  • This design as a leak wave radiator has the advantage that it is easy to install and to lay.
  • the RFI D antenna is arranged in a horizontal or approximately horizontal support region of the load-carrying means, for example in the horizontal, forwardly projecting portion of a height-adjustable fork tine.
  • an RFID antenna can be arranged in a vertical or approximately vertical support region of the load-bearing means.
  • the RFID antennas formed for example by slot antennas can thus be arranged vertically and / or horizontally. With a slot or an RFID antenna on the vertical, vehicle-proximate support region of the load-carrying means or the fork transponder, which are positioned laterally to the fork, detected and read their data.
  • This slot can also be placed vertically on to read this way transponder, which are arranged above the fork.
  • the two differently oriented RFID antennas or slots may also overlap.
  • the vertical slot can intersect with the horizontal slot, so that only one common cable connection is required to power both slots and to transmit the signal.
  • the effective transmission power of the RFID transceiver unit according to the invention with the associated RFID antenna, according to the present invention preferably formed by a slot antenna can be set or defined by constructional or constructional boundary conditions.
  • the distance to which a transponder is read is primarily determined by the power radiated by the antenna relative to the space segment reached by the antenna.
  • Detuning This targeted detuning of the antenna can be achieved, for example, by choosing an unfavorable connection point, by using a filling material with higher losses, by not optimally selected slot length or by reducing the antenna performance.
  • a reduction in the antenna power can be achieved, for example, by interposing an attenuator.
  • the slot-shaped cavity of the slot antenna is provided with a filling material.
  • This filling material may optionally have a regular or irregular patterning and / or perforation.
  • the tuning of the antenna can be greatly influenced by the fill material used for the slot. A shift of the resonance frequency of the antenna can be achieved in a desired manner by a variation of the filling material or by a suitable structuring of the same. Thus, for example, an antenna with too low a tuned resonance frequency can be tuned to a higher frequency by introducing holes into the filler material.
  • this voting option can be used for country-specific adjustments of the frequency ranges of the antenna, since different transmission frequencies for the desired intended use of the RFID unit are available in different countries.
  • the RFI D antenna can be either an electrically conductive line connection or an inductively coupled, galvanically isolated
  • connection of the antenna for example, in a conventional manner, by directly connecting a cable or a suitable
  • a galvanically isolated feed can be provided, for example by an inductive coupling at one end of the slot-shaped cavity of the slot antenna. This is done by a coil on
  • Cable end generates a magnetic field that excites the antenna to vibrate.
  • Fig. 1 shows a schematic perspective view of an industrial truck in the form of a forklift.
  • Fig. 2 shows two views of a first variant of an RFID antenna according to the invention in a fork tine of a truck.
  • Fig. 3 shows two views of a second variant of the fork with inventive RFID antenna.
  • FIG. 4 shows two views of a third variant of the fork with inventive RFID antenna.
  • FIG. 5 shows two views of a fourth variant of the fork with inventive RFID antenna.
  • FIG. 6 shows two views of a fifth variant of an RFID antenna according to the invention in a fork shoe which can be pushed onto a fork tine of a truck.
  • FIG. 7 shows two views of a production variant of the first variant of the RFID antenna according to FIG. 2.
  • FIG. 8 shows two views of a sixth variant of a fork with RFID antenna according to the invention.
  • FIG 9 shows two views of a seventh variant of a fork with inventive RFID antenna.
  • FIG. 1 shows a variant of a
  • Industrial truck 10 in the form of a conventional forklift 12.
  • the forklift 12 on a front load handling device 18 which a lifting frame 20 and along this lifting frame 20 in the vertical direction can be raised and lowered, substantially horizontally front fork pair fork 22 has.
  • the lifting frame 20 can be moved backwards by a defined angle about a pivot axis that is close to the ground, horizontal, transverse to the vehicle longitudinal direction. be tilted towards the cab 16, which helps especially in heavier and / or bulky loads to shift the center of gravity to the rear to prevent vehicle instability or tilting of the entire forklift 12 forward.
  • At least one of the two forks 24 of the pair of forks 22 has an RFID antenna 26 according to the invention, which is provided within the outer circumference of a flat, rectangular cross-section fork 29, i. is integrated in this.
  • RFID antenna 26 according to the invention, which is provided within the outer circumference of a flat, rectangular cross-section fork 29, i. is integrated in this.
  • FIG. 2 shows two views of a first variant of the RFID antenna 26 according to the invention in a fork tine 24 of an industrial truck.
  • the upper view shows a top view of the fork tine 24, while the lower view shows a side view of the fork tine 24.
  • the RFID antenna 26 is formed as a flat slot 28 which extends at a constant height over the entire width of the fork tine 24.
  • the slot 28 may in particular a Have length 30, which corresponds to half the wavelength of the transmission and reception frequency used multiplied by a specific for the respective antenna shape extension factor.
  • the width 32 of the slot 28 corresponds to the width of the fork tine 24, while the height 34 determines the usable bandwidth of the antenna 26. The smaller the slot height 34 is, the lower the usable bandwidth of the antenna 26.
  • the slot in this first variant has to be pulled completely through the fork tine 24.
  • the electrical connection of the antenna 26 via a suitable high-frequency cable, normally a coaxial cable (not shown). Its two contact poles 36 and 38 must be attached to the slot 28 in a manner such that the first and second contacts 36, 38 face each other as shown in FIG.
  • a variation of the contact position to the side can be used for impedance transformation when connecting cables that do not correspond to 50 ohms.
  • a displacement of the contacts 36 and 38 in the transverse direction of the fork tine 24 does not change the operation.
  • the connection should be made on one of the two outer sides of the antenna 26.
  • the cable can preferably be installed in a longitudinal slot and / or covered or clad, which can reduce the risk of damage and breakage of the cable.
  • the position of the coupling in the transverse direction also plays a role.
  • an optimal coupling point can be found for each slot geometry.
  • FIG. 3 shows two views of a second variant of the fork prong 24 with inventive RFID antenna 26.
  • the slot 28 is not completely drawn through the fork tine 24, but has a smaller depth 40 on.
  • the depth 40 of the slot 28 is preferably about one quarter of the wavelength in the antenna of the transmit and receive wavelengths used, respectively, which can be used to achieve impedance transformation from short to open. This is too notice that the wavelength in the antenna depends on the filler used.
  • the excitation (contacts 36 and 38) are for this purpose at the front of the antenna opening 42.
  • the short circuit at the rear of the antenna 26 looks like an idle, and Thus, does not affect the function of the antenna 26.
  • the feed through the contact poles 36 and 38 can be moved laterally as well as in the variant of FIG.
  • FIG. 4 shows two views of a third variant of the fork prong 24 with RFID antenna 26 according to the invention.
  • the antenna 26 is shaped like a transition between cable and a waveguide common in high-frequency technology.
  • the milled box 44 of the antenna 26 corresponds in size to a waveguide at the frequency used.
  • the excitation takes place here as in the second variant according to FIG. 3 with a contact pair 36, 38 at a distance of ⁇ / 4 to the rear wall 46 of the cuboid 44.
  • FIG. 5 shows two views of a fourth
  • Variant of fork 29 with inventive RFID antenna 26 is mounted here as a module 48 in the fork tine 24, so it can be pulled out as a block from the fork tine 24 or mounted as a complete block in this.
  • the antenna function of this block can be manufactured using the same designs as in the three aforementioned variants.
  • the use of other types of antennas as in the variants according to FIG. 2 to FIG. Planar antennas on a circuit board, is in principle also possible here.
  • the contacting of the antenna 26 can be carried out in the module 48 depending on the antenna structure in various ways.
  • the external contact is made via a cable going directly into the block 48 or a suitable high frequency connection on the outside of the block 48.
  • FIG. 6 shows two views of a fifth variant of an RFID antenna 26 according to the invention in a fork shoe 50 which can be pushed onto a fork tine 24 of a truck.
  • all variants shown can be used not only directly in the fork tine 24 but also as Retrofit solution by the antenna 26 is integrated into a fork shoe 50.
  • Such fork shoes 50 are used if the original forks of the truck are not long or not wide enough. Since a fork shoe 50 can in principle not consist of solid material, there is no longer as much space available for integration as in a normal fork 24. The various variants of the antenna 26 are therefore only with a strong reduction of the antenna 26 in the shoe 50 to integrate.
  • FIG. 7 shows two views of a
  • the slot 28 may for example be made by two Einfräsungen with a side milling cutter, so that there is no constant slot width as in the variant of FIG. 2, but an irregular slot contour ,
  • the antennas 26 are each drawn on the side of the fork tine 24 or the fork shoe 50.
  • This transponder, which are located on the side of the fork tine 24 are read, but not transponder, which are located at the top of the fork tine 24.
  • the antennas to be installed 26 can also be rotated arbitrarily about the longitudinal axis of the fork tine 24 so that transponders that are not on the side of the fork, can be read.
  • FIG. 8 shows two views of a sixth variant of a fork with RFID antenna according to the invention.
  • one of the fork tine 24 is equipped with a passive slot 54.
  • the fork itself is shaped as if it contained an antenna, but not connected to a cable.
  • Passive radiator 54 passes the EM-FeId on the other side of the fork, which can be used in collapsible multi-pallet clamps, with an installed antenna radiation of the antenna to both sides in the
  • All variants shown in FIGS. 2 to 8 can be further miniaturized using suitable filling material with a dielectric constant greater than air.
  • the efficiency of the antenna 26 in this case is worse, but this can be compensated by a larger transmission power.
  • FIG. 9 shows two views of a seventh variant of a fork with inventive RFID antenna. If the cable 56 is laid on the outside of the fork tine 24, this can also be included in the radiation. Such a variant is explained in more detail with reference to FIG. 9.
  • a non-ideal connection to the antenna gives rise to reflections which propagate on the cable 56 and are also emitted.
  • the cable 56 can thus be used in its entire length as an antenna. This reading field along the cable 56 can support the detection of transponders by spanning a smaller, but in the dimension of the length of the cable 56 large reading field. To achieve this effect, no antenna must be at the end of the cable 56, only the radiation of the cable 56 can be used. To support the radiation of the cable 56, this can be slit lengthwise. This slot allows the field to propagate outward within the cable.
  • This design as a leak wave radiator has the advantage that it is easy to install and to lay.

Landscapes

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Abstract

The present invention relates to an industrial truck having an RFID-supported device for identifying cargo goods. The industrial truck (10) comprises an RFID transceiver for detecting and reading memory content of mobile data memories of loads and at least one RFID antenna (26), which is associated with a load bearing means (18) of the industrial truck (10). The RFID antenna (26) is arranged within the outline of the load bearing means (18) and is physically integrated therein.

Description

Fl u rförderzeu g m it ei ner RFID-gestützte n Fl u res conveying w ith an RFID-aided n
E i n ric htu ng zu r Ide ntifi kation vonE nificio n to ide ideifi cation of
Lad u ngsg üternCharge your car
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer RFID-gestütztenThe present invention relates to an industrial truck with an RFID-based
Einrichtung zur Identifikation von Ladungsgütern.Device for the identification of cargo.
Der innerbetriebliche Transport vieler Güter wird meist mit sog. Flurförderzeugen durchgeführt. Hierbei spielen besonders Gabelstapler eine entscheidende Rolle. Durch ein höhenverstellbares und/oder seitlich schwenkbares und/oder kippbares Anbaugerät mit Zinken, die sog. Gabel, ist es möglich, Güter einfach aufzunehmen, zu transportieren und wieder abzugeben. Solche Flurförderzeuge können sowohl mittels eines Fahrers gesteuert als auch als sog. selbst fahrende Fahrzeuge mit Fernbedienung und/oder Robotersteuerung ausgeführt sein. Bekannte Gabelstapler verfügen meist über ein Gabelzinkenpaar oder über eine Mehrfach-Palettenklammer mit Zinken verschiedener Längen, mit welchen es möglich ist, einen oder mehrere Ladungsträger mit Waren aufzunehmen. Zur Variation der Höhe sind die Gabelpaare an einem Hubgerüst angebracht, so dass die Waren bspw. aus einem Hochregal entnommen und auf eine bestimmte Höhe gehoben und dort abgelegt werden können.The internal transport of many goods is usually carried out with so-called. Industrial trucks. Forklift trucks play a key role here. By means of a height-adjustable and / or laterally pivotable and / or tiltable attachment with prongs, the so-called fork, it is possible to easily pick up, transport and return goods. Such trucks can be both controlled by a driver and run as a so-called. Self-propelled vehicles with remote control and / or robot control. Known forklifts usually have a pair of forks or a multi-pallet clamp with tines of different lengths, with which it is possible to take one or more carriers with goods. To vary the height of the fork pairs are mounted on a mast, so that the goods, for example. Removed from a high bay and lifted to a certain height and stored there.
Um die Ladungsträger, auf welchen die Waren transportiert werden, zu identifizieren, werden an Flurförderzeugen häufig sog. RFID-Antennen angebracht. Eine RFI D-Applikation besteht in den meisten Fällen aus einem Schreib-/Lesegerät, einer mit einem Kabel verbundenen Antenne und einem mobilen Datenspeicher, der an einem beliebigen Objekt angebracht sein kann. Im Schreib-/Lesegerät wird ein Signal erzeugt, welches auf einem der für RFI D-Anwendungen freigegebenen Frequenzbänder über die Antenne als elektromagnetisches Feld ausgestrahlt wird. Der mobile Datenspeicher (Transponder) entnimmt aus diesem Feld Energie und Daten und sendet auf Anforderung Daten an eine Antenne zurück. Dabei können Transponder wahlweise mit Daten beschrieben werden oder auch nur Daten aus Transpondern ausgelesen werden. Bei Flurförderzeugen mit RFID-Antennen können diese mit den an Waren oder Ladungsträgern angebrachten mobilen Datenspeichern bzw. Transpondern kommunizieren und stellen die Information für den Führer des Flurförderzeugs oder allgemein für eine Rechenzentrale bereit. Auf Basis dieser Informationen können Buchungen erfolgen oder Entscheidungen getroffen werden, wie die Güter im Prozess zu handhaben sind. Ein Transportbehälter mit einer RFID-Transponder-Einheit geht bspw. aus der DE 20 2007 005 620 U1 hervor.In order to identify the load carriers on which the goods are transported, so-called RFID antennas are frequently attached to industrial trucks. In most cases, an RFI D application consists of a read / write device, a cable-connected antenna and a mobile data memory that can be attached to any object. In the read / write device, a signal is generated, which is emitted on one of the frequency bands released for RFI D applications via the antenna as an electromagnetic field. The mobile data memory (transponder) extracts energy and data from this field and sends data back to an antenna on request. Transponders can either be described with data or only data from transponders can be read out. For industrial trucks with RFID antennas they can communicate with the mounted on goods or carriers mobile data storage devices or transponders and provide the information for the driver of the truck or generally ready for a computer center. On the basis of this information, bookings can be made or decisions can be made as to how the goods are to be handled in the process. A transport container with an RFID transponder unit can be seen, for example, from DE 20 2007 005 620 U1.
Derartige RFI D-Anlagen werden allgemein sehr häufig zur Kontrolle des Warenflusses für Logistikzwecke eingesetzt, so dass die gewonnenen Daten wertvolle Informationen für eine umfassende Logistikplanung und -Steuerung liefern können. Bekannte Anwendungen im Logistikbereich verwenden RFI D-Anlagen, die in Frequenzbereichen von bspw. 13,56 MHz oder 868 bzw. 915 MHz kommunizieren. Bei hohen Frequenzen wird meist mit induktiver Kopplung gearbeitet, während bei der ultrahohen Frequenz mit Mikrowellen gearbeitet wird.Such RFI D systems are generally used very frequently to control the flow of goods for logistics purposes, so that the data obtained can provide valuable information for comprehensive logistics planning and control. Known applications in the field of logistics use RFI D systems that communicate in frequency ranges of, for example, 13.56 MHz or 868 or 915 MHz. At high frequencies is usually worked with inductive coupling, while working at the ultra-high frequency with microwaves.
Es ist zu erwarten, dass sich in Zukunft viele Prozesse im Umfeld der innerbetrieblichen Logistik durch Nutzung dezentraler Informationstechnologien verändern, wobei Flurförderzeuge in Zukunft als eigenständige, mit lokaler Intelligenz ausgestattete Subsysteme im Materialfluss fungieren können. Sie stellen als zentrale Schnittstelle die informationstechnische Verbindung zu Ware, Ladungsträgern und Übergabestationen sicher. Vor allem der zunehmende Einsatz der RFID-Technik lässt Systemarchitekturen möglich werden, bei denen sich viele kleine, untereinander vernetzte Subsysteme zu einem flexiblen logistischen Gesamtkonzept verbinden lassen. Da kurze Lieferzeiten innerbetrieblich und zwischen Betrieben zunehmend wichtiger werden und oftmals als entscheidendes Differenzierungsmerkmal der Unternehmen verstanden werden, stellt die Reduzierung der Durchlaufzeiten sowie die Erhöhung der Umschlagsgeschwindigkeit wesentliche Anforderungen für neue Lösungen in der Intralogistik dar, welche ein hohes Maß an Zuverlässigkeit, Robustheit, Überwachbarkeit, Nachverfolgbarkeit und Flexibilität erfordern. Die Hauptvorteile der RFID-basierten Lösungen werden von vielen Anwendern in der Lesbarkeit der Tags ohne Sichtkontakt, in der automatisierten Erfassung, in der Reduzierung der Identifikationsfehler sowie in der Vereinfachung des Materialmanagements gesehen. Die DE 10 2006 014 447 A1 beschreibt ein Flurförderzeug mit einem Lasttragemittel und einer RFID-Sende-/Empfangseinheit, deren Sende- und Empfangsbereich auf einen Bereich des Lasttragemittels und auf einen Bereich vor dem Lasttragemittel gerichtet ist. Ähnliche Flurförderzeuge gehen weiterhin aus der DE 10 2006 010 290 A1, aus der DE 10 2006 010 291 A1 , aus der DE 10 2006 010 292 A1 und aus der DE 10 2006 010 293 A1 hervor.It is to be expected that in future many processes in the field of internal logistics will change as a result of the use of decentralized information technologies, with industrial trucks in the future being able to function as independent, locally intelligent subsystems in the material flow. As the central interface, they ensure the IT connection to goods, load carriers and transfer stations. Above all, the increasing use of RFID technology makes system architectures possible, in which many small, interconnected subsystems can be combined into a flexible overall logistic concept. As short delivery times become increasingly important within companies and between companies and are often seen as a decisive differentiating feature of companies, the reduction of throughput times as well as the increase in turnover speed are essential requirements for new solutions in intralogistics, which offer a high degree of reliability, robustness and controllability , Traceability and flexibility require. The main advantages of RFID-based solutions are seen by many users in the readability of the tags without visual contact, in the automated detection, in the reduction of identification errors and in the simplification of material management. DE 10 2006 014 447 A1 describes an industrial truck with a load-carrying means and an RFID transmitting / receiving unit whose transmitting and receiving area is directed onto a region of the load-carrying means and onto a region in front of the load-carrying means. Similar industrial trucks continue to emerge from DE 10 2006 010 290 A1, from DE 10 2006 010 291 A1, from DE 10 2006 010 292 A1 and from DE 10 2006 010 293 A1.
Aus der US 2003/0089771 A1 ist es bekannt, Antennen zur Kommunikation mit Transpondern an einem lastseitigen Teil eines Gabelträgers bündig mit diesem oder in Richtung der Last vorstehend anzuordnen.From US 2003/0089771 A1 it is known to arrange antennas for communication with transponders on a load-side part of a fork carriage flush with this or in the direction of the load.
Die DE 20 2005 005 409 U1 beschreibt ein Flurförderzeug mit mindestens einer vertikal bewegbaren, mindestens zwei Gabelzinken umfassenden Lastgabel und mindestens einer im Bereich der Lastgabel angebrachten Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem RFID-T ransponder. Die Kommunikationsvorrichtung ist an einer Außenseite einer annähernd vertikalen Seitenwand einer Gabelzinke der Lastgabel angeordnet. Die Vorrichtung ist zum Empfang und/oder zur Aussendung von Signalen in einem Wellenlängenbereich von 868 MHz bis 920 MHz und/oder in einem Wellenlängenbereich von 125 kHz bis 135 kHz und/oder mit einer Wellenlänge von annähernd 13,56 MHz und/oder mit einer Wellenlänge von annähernd 2,45 GHz vorgesehen. Die DE 10 2005 024 882 A1 beschreibt ein ähnliches Flurförderzeug.DE 20 2005 005 409 U1 describes an industrial truck with at least one vertically movable fork, comprising at least two forks, and at least one device in the region of the fork for wireless communication with an RFID transponder. The communication device is disposed on an outside of an approximately vertical side wall of a fork of the forklift. The device is for receiving and / or transmitting signals in a wavelength range of 868 MHz to 920 MHz and / or in a wavelength range of 125 kHz to 135 kHz and / or with a wavelength of approximately 13.56 MHz and / or with a Wavelength of approximately 2.45 GHz provided. DE 10 2005 024 882 A1 describes a similar industrial truck.
Die DE 10 2005 016 276 A1 offenbart ein Flurförderzeug mit mindestens einer, an einem Gabelträger angeordneten Vorrichtung zur Kommunikation mit einem Kommunikationssystem, insbesondere mit einem RFID-Transponder. Es werden weiterhin Mittel zur Veränderung des von der Vorrichtung zur Kommunikation mit einem Identifikationssystem abgedeckten Erfassungsbereichs vorgeschlagen.DE 10 2005 016 276 A1 discloses an industrial truck with at least one device arranged on a fork carriage for communication with a communication system, in particular with an RFID transponder. Furthermore, means are proposed for changing the coverage area covered by the device for communication with an identification system.
Die NL 940 18 36 A zeigt ein automatisches Identifikationssystem für mit einemThe NL 940 18 36 A shows an automatic identification system for with a
RFID-Transponder ausgestatteten Paletten, die mit einem Gabelstapler gehandhabt werden können. Für einen drahtlosen Signalempfang sind je Gabelzinke des Gabelstaplers zwei mit je einem Ferritkern bestückte und orthogonal zur Längsachse der Gabelzinke ausgerichtete Antennenspulen in den Gabelzinken der Lastgabel des Gabelstaplers angeordnet. Darüber hinaus ist der Einsatz der RFID-Technik zur Ortung vonRFID transponder equipped pallets that can be handled with a forklift. For a wireless signal reception two forked each with a ferrite core and aligned orthogonal to the longitudinal axis of the fork antenna antennas are arranged in the forks of the forklift fork for each fork of the forklift. In addition, the use of RFID technology for locating
Flurförderzeugen bekannt. Hierbei ist das Flurförderzeug im Bereich seinesForklifts known. Here the truck is in the area of its
Unterbodens mit einer RFID-Antenne und einer Schreib-Lese-Einheit ausgerüstet, so dass in die Fahrfläche eingebrachte Transponder ausgelesen werden können. Somit kann das Flurförderzeug jedem Punkt auf dieser Fläche zugeordnet werden.Underfloor equipped with an RFID antenna and a read-write unit, so that in the driving surface introduced transponders can be read. This means that the truck can be assigned to every point on this surface.
Nachteilig an den bekannten RFI D-Anwendungen an den Lasttragemitteln vonA disadvantage of the known RFI D applications on the load bearing means of
Flurförderzeugen ist neben ihrer exponierten Platzierung und der damit verbundenenIndustrial trucks is next to their exposed placement and associated
Beschädigungsgefahr bei der Handhabung von Lasten der zusätzliche Bauaufwand durch Befestigungsmittel, was unter Umständen auch die Handhabung von Lasten stören kann, weil sich diese bspw. mit den Befestigungsmitteln verhaken können.Danger of damage when handling loads of additional construction costs due to fasteners, which may also interfere with the handling of loads, because these can, for example, get caught with the fasteners.
Zudem sind die Antennen meist an der Vorderseite der Stapler angebracht und senden die Felder somit gerichtet in Fahrtrichtung aus, um auf diese Weise Transponder an Ladungsträgern oder Waren zu identifizieren. Die bestehenden Lösungen an den Vorderseiten der Flurförderzeuge sind so aufgebaut, dass Transponder auf der Oberseite der Ladungen gut ausgelesen werden können. Problematisch werden Leseversuche, wenn die Ladeeinheit Metall enthält oder aus Metall ist. Die Kommunikationsstrecke von der RFID-Antenne zu dem Transponder der Ladung wird dann durch das Metall im Ausbreitungsweg zu stark gedämpft und der Transponder kann teilweise nicht mehr korrekt ausgelesen werden.In addition, the antennas are usually mounted on the front of the truck and send the fields thus directed in the direction of travel, in order to identify transponders on carriers or goods in this way. The existing solutions on the front of the trucks are designed so that transponders on the top of the loads can be read well. Reading attempts become problematic if the loading unit contains metal or is made of metal. The communication path from the RFID antenna to the transponder of the charge is then too much attenuated by the metal in the propagation path and the transponder can sometimes no longer be read correctly.
Bei den bekannten Anordnungen mit auf einer Gabelzinke angebrachtenIn the known arrangements with mounted on a fork
Antennen wird zwar die Antenne nahe an den auszulesenden Transponder gebracht, was den Umgebungseinfluss stark verringert. Die auf die Gabelzinke aufgesetzte Antenne muss jedoch mechanisch sehr robust sein, um dem rauen Einsatzumfeld widerstehen zu können. Die Gefahr des Abscherens der aufgesetzten Antenne von der Gabelzinke ist sehr hoch.Although the antenna is brought close to the antenna to be read transponder, which greatly reduces the environmental impact. However, the antenna mounted on the fork tine must be mechanically very robust in order to withstand the harsh operating environment. The risk of shearing the patch antenna from the fork is very high.
Zudem kann bei der Anordnung mit einer auf einer Gabelzinke angebrachten Antenne keine Mehrfachpalettenklammer mehr zum Einsatz kommen, da bei zusammenfahren der Gabelzinken die aufgesetzte Antenne zerstört oder unwirksam gemacht wird. Außerdem wären die Gabelzinken mit einer aufgesetzten Antenne möglicherweise zu breit um im zusammengefahrenen Zustand in einen Ladungsträger einfahren zu können. Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird deshalb darin gesehen, ein Flurförderzeug mit einer RFID-Sende-/Empfangseinheit zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, mobile Datenspeicher an Ladungsträgern durch eine einem Lasttragemittel des Flurförderzeugs zugeordnete RFID-Antenne zu erfassen und deren Dateninhalt unabhängig von der geladenen Ware auszulesen. Die Lösung soll zudem mechanisch möglichst robust aufgebaut und flexibel bei der Nutzung von Mehrfachpalettenklammern sein.In addition, in the arrangement with a mounted on a fork antenna antenna no multi-pallet clamp can be used more, since when moving the forks the patch antenna is destroyed or made ineffective. In addition, the forks with an attached antenna may be too wide to retract when collapsed in a carrier can. The object of the present invention is therefore seen to provide an industrial truck with an RFID transceiver unit, which makes it possible to detect mobile data storage on charge carriers by an RFID antenna assigned to a load-bearing means of the industrial truck and to independently determine its data content read the loaded goods. The solution should also be as robust as possible mechanically and flexible in the use of multiple pallet clips.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object of the invention is achieved with the subject matter of independent claim 1. Features of advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.
Dem gemäß weist ein erfindungsgemäßes Flurförderzeug eine RFID-Sende- /Empfangseinheit zur Erfassung und Auslesung von Speicherinhalten mobiler Datenspeicher von Lasten sowie wenigstens eine RFID-Antenne auf, die einem Lasttragemittel des Flurförderzeugs zugeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die RFID-Antenne innerhalb des Umrisses des Lasttragemittels angeordnet und in dieses baulich integriert ist. Die RFID-Antenne ist insbesondere als Schlitzantenne mit einem schlitzförmigen Hohlraum innerhalb des Lasttragemittels ausgebildet. Die RFID- Antenne kann somit robust und abschersicher in das Lasttragemittel integriert werden. Zudem werden die in den Ladungsträger eingebrachten Transponder nicht durch die Antenne oder deren Befestigung gefährdet und/oder beschädigt, obwohl sie sehr nahe an diesen vorbei geschoben werden können.Accordingly, an industrial truck according to the invention has an RFID transmitter / receiver unit for detecting and reading out memory contents of mobile data memories of loads and at least one RFID antenna which is assigned to a load-bearing means of the industrial truck. It is provided that the RFID antenna is disposed within the outline of the load-bearing means and integrated into this structurally. The RFID antenna is designed in particular as a slot antenna with a slot-shaped cavity within the load-bearing means. The RFID antenna can thus be integrated into the load-carrying device in a robust and non-shattering manner. In addition, the transponder introduced into the charge carriers are not endangered and / or damaged by the antenna or its attachment, although they can be pushed very close to them.
Das Lasttragemittel kann insbesondere eine Gabelzinke und/oder ein Gabelschuh des Flurförderzeugs sein. Bei einer solchen Anordnung können Transponder, die sich an Ladungsträgern befinden, jederzeit zuverlässig ausgelesen werden, auch wenn die Ladung große Metallanteile aufweist, da mittels der erfindungsgemäßen RFID-Antenne ein an der Unterseite eines Ladungsträgers bzw. einer Palette angeordneter Transponder problemlos ausgelesen werden kann, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung des Transponders gegeben wäre. Die glattflächige äußere Kontur der Gabelzinken verhindert solche Beschädigungen.The load-bearing means may in particular be a fork tine and / or a fork shoe of the industrial truck. In such an arrangement, transponders which are located on charge carriers can be reliably read out at any time, even if the charge has large metal shares, since a transponder arranged on the underside of a load carrier or a pallet can be read out without problems by means of the RFID antenna according to the invention, without the risk of damage to the transponder would be given. The smooth-surfaced outer contour of the forks prevents such damage.
Eine erste Variante der Erfindung sieht vor, dass die Schlitzantenne einen durchgängigen Schlitz aufweist. Hierbei ist in die Gabelzinke oder einen Gabelschuh des Flurförderzeugs ein Schlitz mit einer Länge eingebracht, die der halben Wellenlänge der benutzten Frequenz, multipliziert mit einem Antennenformspezifischen Verlängerungsfaktor, entspricht. Die Höhe des Schlitzes bestimmt die nutzbare Bandbreite der Antenne; je geringer die Schlitzhöhe ist, desto geringer ist die nutzbare Bandbreite. Der Schlitz muss bei dieser Variante ganz durch die Gabel durchgezogen werden. Der elektrische Anschluss der Antenne erfolgt über ein geeignetes Hochfrequenzkabel, im Normalfall über ein Koaxialkabel. Dessen zwei Pole müssen in einer Art und Weise an dem Schlitz angebracht werden, dass der erste und der zweite Kontakt sich gegenüberliegen. Eine Variation der Kontaktposition zur Seite kann zur Impedanztransformation bei einem Anschluss von Kabeln, die nicht 50 Ohm entsprechen, genutzt werden. Eine Verschiebung der Kontakte in Querrichtung der Gabel ändert nichts an der Funktionsweise. Im Sinne einer einfachen Fertigung der Antennen sollte der Anschluss an einer der beiden Außenseiten der Antenne erfolgen. Falls der Schlitz nicht mit gleich bleibendem Querschnitt durch die Gabel geführt wird (z.B. fertigungstechnisch bedingt), spielt auch die Position der Ankopplung in Querrichtung eine Rolle. Durch Simulation kann dieser Punkt für jede Schlitzgeometrie gefunden werden.A first variant of the invention provides that the slot antenna has a continuous slot. Here, a slot with a length is introduced into the fork tine or a fork shoe of the truck, which is half Wavelength of the frequency used multiplied by an antenna shape specific extension factor. The height of the slot determines the usable bandwidth of the antenna; the lower the slot height, the lower the usable bandwidth. The slot must be pulled completely through the fork in this variant. The electrical connection of the antenna via a suitable high-frequency cable, usually via a coaxial cable. Its two poles must be attached to the slot in a manner such that the first and second contacts are opposite each other. A variation of the contact position to the side can be used for impedance transformation when connecting cables that do not correspond to 50 ohms. A displacement of the contacts in the transverse direction of the fork does not change the operation. In the sense of a simple manufacture of the antennas, the connection should be made on one of the two outer sides of the antenna. If the slot is not guided through the fork with a constant cross-section (eg due to manufacturing technology), the position of the coupling in the transverse direction also plays a role. By simulation, this point can be found for each slot geometry.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantenne einen einseitig offenen Schlitz aufweist. Der einseitig offene Schlitz kann insbesondere die Kontur eines quaderförmigen, einseitig offenen Hohlraums aufweisen. Im Unterschied zur zuvor beschriebenen Variante ist der Schlitz hierbei nicht komplett durch die Gabel gezogen. Die Tiefe des Schlitzes beträgt in etwa ein Viertel der Freiraumwellenlänge, was dazu genutzt wird, eine Impedanztransformation von Kurzschluss auf Leerlauf zu erreichen. Die Anregung (erster und zweiter Kontakt) befindet sich hierzu an der Vorderseite der Antennenöffnung. Durch die Impedanztransformation mit dem Schlitz mit einer Tiefe eines Viertels der verwendeten Wellenlänge sieht der Kurzschluss an der Hinterseite der Antenne wie ein Leerlauf aus, und beeinflusst somit nicht die Funktion der Antenne. Die Speisung kann genau wie in der zuvor beschriebenen Variante seitlich verschoben werden.Another variant of the truck according to the invention is characterized in that the slot antenna has a slot open on one side. The one-sided open slot may in particular have the contour of a cuboid, one-sided open cavity. In contrast to the variant described above, the slot is not completely pulled through the fork here. The depth of the slot is approximately one quarter of the free space wavelength, which is used to achieve an impedance transformation from short to open. The excitation (first and second contact) is located at the front of the antenna opening. Due to the impedance transformation with the slot having a depth of a quarter of the wavelength used, the short circuit at the rear of the antenna looks like an open circuit, and thus does not affect the function of the antenna. The feed can be moved laterally just as in the variant described above.
Wahlweise kann die Antenne auch geformt sein wie ein in derOptionally, the antenna can also be shaped like one in the
Hochfrequenztechnik üblicher Übergang zwischen Kabel und einem Hohlleiter. Der ausgefräste Quader entspricht in den Abmessungen einem Hohlleiter bei der benutzten Frequenz. Die Anregung erfolgt hier wie bei der zuvor beschriebenen Variante mit einem Kontakt im Abstand von einem Viertel der verwendeten Wellenlänge zur hinteren Wand des Quaders.High-frequency technology usual transition between cable and a waveguide. The milled cuboid corresponds in dimensions to a waveguide at the frequency used. The excitation takes place here as in the variant described above a contact at a distance of one quarter of the wavelength used to the rear wall of the cuboid.
Bei allen Varianten gilt generell, dass der Schlitz eine Länge und Breite aufweisen muss, die auf eine verwendete Sende-/Empfangswellenlänge und/oder Wellenlängenbandbreite abgestimmt ist.In all variants, it is generally the case that the slot must have a length and width that is matched to a used transmit / receive wavelength and / or wavelength bandwidth.
Eine weitere Variante kann vorsehen, dass die Antenne als ein Modul in derAnother variant may provide that the antenna as a module in the
Gabel angebracht sein kann. Die Antenne kann hierbei als ein Block aus der Gabel herausgezogen bzw. auch so montiert werden. Die Antennenfunktion dieses Blocks kann über dieselben Bauformen wie in den drei vorher genannten Varianten hergestellt werden.Fork can be attached. The antenna can in this case be pulled out of the fork as a block or else mounted in this way. The antenna function of this block can be manufactured using the same designs as in the three aforementioned variants.
Die Verwendung von anderen Antennenbauformen als in den beschriebenen Varianten, wie z.B. Planarantennen auf einer Leiterplatte, ist hier prinzipiell auch möglich. Die Kontaktierung der Antenne im Block kann sich je nach Antennenaufbau unterscheiden. Die Kontaktierung nach außen erfolgt über ein Kabel, das direkt in den Block hineinreicht, oder über einen hochfrequenz-geeigneten Anschluss an der Außenseite des Blocks.The use of antenna types other than those described in the variants, e.g. Planar antennas on a circuit board, is in principle also possible here. The contacting of the antenna in the block may differ depending on the antenna structure. The contact to the outside via a cable that extends directly into the block, or via a high-frequency-suitable connection on the outside of the block.
Alle Varianten sind noch weiter miniaturisierbar unter Verwendung von geeignetem Füllmaterial mit einer Dielektrizitätskonstante, die größer ist als die von Luft. Im Allgemeinen wird der Wirkungsgrad der Antenne hierbei schlechter, was jedoch durch eine größere Sendeleistung ausgeglichen werden kann.All variants are even more miniaturizable using suitable filler material with a dielectric constant that is greater than that of air. In general, the efficiency of the antenna is doing worse, but this can be compensated by a larger transmission power.
Alle Varianten können wahlweise nicht nur direkt in der Gabel verwendet werden, sondern auch als Nachrüstlösung, indem die Antenne in einen Gabelschuh integriert wird. Solche Gabelschuhe werden verwendet, falls die Originalgabeln des Staplers nicht lang oder nicht breit genug sind. Da ein Gabelschuh prinzipiell nicht aus Vollmaterial bestehen kann, steht nicht mehr der gleiche Bauraum zur Integration zur Verfügung wie bei einer normalen Gabelzinke. Die verschiedenen Varianten sind deshalb nur mit einer starken Verkleinerung der Antenne in den Schuh zu integrieren, was einen geringeren Wirkungsgrad bedingen wird. Die erste Variante mit dem durchgängigen Schlitz hingegen ist nicht von der Tiefe des Schlitzes abhängig und kann ohne Probleme in einen Gabelschuh integriert werden. Die Gabelzinke auf der Innenseite des Gabelschuhs beeinflusst die Schlitzantenne negativ, weshalb ein gewisser Abstand zueinander gewahrt bleiben muss. Dieser Abstand kann durch das Einbringen von Absorbermaterial, das das einfallende elektromagnetische Feld durch Verluste dämpft, verringert werden. Für die Varianten mit nicht durchgängigem, sondern nur einseitig offenem Schlitz spielt der Abstand zur Gabelzinke keine Rolle, da die Antenne jeweils nach hinten mit einer Metallwand abgeschlossen ist.All variants can be used not only directly in the fork, but also as a retrofit solution by integrating the antenna into a fork shoe. Such fork shoes are used if the original forks of the truck are not long or not wide enough. Since a fork shoe can not be made of solid material in principle, the same space is no longer available for integration as in a normal fork tine. The different variants are therefore only with a strong reduction of the antenna in the shoe to integrate, which will require a lower efficiency. The first variant with the continuous slot, however, is not dependent on the depth of the slot and can be integrated into a fork shoe without any problems. The fork on the inside of the fork shoe affects the slot antenna negative, which is why a certain distance must be maintained. This distance can be through the Incorporation of absorber material, which dampens the incident electromagnetic field by losses can be reduced. For the variants with non-continuous, but only one-sided open slot, the distance to the fork tine does not matter because the antenna is closed at the back with a metal wall.
Die Antennen können jeweils seitlich in der Gabelzinke oder dem Gabelschuh angeordnet sein. Damit können Transponder, die sich an der Seite der Gabel befinden, ausgelesen werden, nicht jedoch Transponder, die sich an der Oberseite der Gabel befinden. Hierfür können die einzubauenden Antennen auch beliebig um die Längsachse der Gabel gedreht werden, damit auch Transponder, die sich nicht an der Seite der Gabel befinden, gelesen werden können.The antennas can each be arranged laterally in the fork tine or the fork shoe. This transponder, which are located on the side of the fork, can be read, but not transponder, which are located at the top of the fork. For this purpose, the antennas to be installed can also be rotated arbitrarily about the longitudinal axis of the fork, so that transponders that are not on the side of the fork, can be read.
Falls das Kabel an der Außenseite der Gabel verlegt wird, kann auch dieses in die Abstrahlung mit einbezogen werden. Durch einen nicht-idealen Anschluss an der Antenne entstehen Reflexionen, welche sich auf dem Kabel ausbreiten und auch abgestrahlt werden. Das Kabel kann somit in seiner ganzen Länge auch als Antenne verwendet werden. Dieses Lesefeld entlang des Kabels kann die Erfassung von Transpondern unterstützen, indem es ein zwar kleineres, dafür aber in der Dimension der Länge des Kabels großes Lesefeld aufspannt. Um diesen Effekt zu erreichen, muss am Ende des Kabels keine Antenne sein, es kann auch nur die Abstrahlung des Kabels genutzt werden. Um die Abstrahlung des Kabels zu unterstützen, kann dieses der Länge nach aufgeschlitzt werden. Durch diesen Schlitz kann sich das Feld , innerhalb des Kabels nach außen hin ausbreiten. Diese Bauform als Leckwellenstrahler hat den Vorteil, dass sie einfach einzubauen und zu verlegen ist.If the cable is routed to the outside of the fork, this too can be included in the radiation. A non-ideal connection to the antenna causes reflections which propagate on the cable and are also emitted. The cable can thus be used in its entire length as an antenna. This reading field along the cable can support the detection of transponders by spanning a smaller, but in the dimension of the length of the cable large reading field. To achieve this effect, there must be no antenna at the end of the cable, only the radiation of the cable can be used. To support the radiation of the cable, this can be slit lengthwise. This slot allows the field to propagate outward within the cable. This design as a leak wave radiator has the advantage that it is easy to install and to lay.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs ist die RFI D-Antenne in einem horizontalen oder annähernd horizontalen Tragebereich des Lasttragemittels angeordnet, bspw. im horizontalen, nach vorne ragenden Abschnitt einer höhenverstellbaren Gabelzinke. Wahlweise oder zusätzlich kann eine RFID-Antenne in einem vertikalen oder annähernd vertikalen Stützbereich des Lasttragemittels angeordnet sein. Die beispielsweise durch Schlitzantennen gebildeten RFID-Antennen können somit senkrecht und/oder waagrecht angeordnet sein. Mit einem Schlitz bzw. einer RFID-Antenne am senkrechten, fahrzeugnahen Stützbereich des Lasttragemittels bzw. der Gabel können Transponder, die seitlich zur Gabel positioniert sind, erfasst und deren Daten ausgelesen werden. Dieser Schlitz kann auch senkrecht angeordnet werden, um auf diese Weise Transponder auslesen zu können, die oberhalb der Gabel angeordnet sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung können sich die beiden unterschiedlich orientierten RFID-Antennen bzw. Schlitze auch überschneiden. So kann sich bspw. der senkrechte Schlitz mit dem waagrechten Schlitz schneiden, so dass nur ein gemeinsamer Kabelanschluss zur Energieversorgung beider Schlitze sowie zur Signalübertragung erforderlich ist.In a preferred embodiment of the truck according to the invention, the RFI D antenna is arranged in a horizontal or approximately horizontal support region of the load-carrying means, for example in the horizontal, forwardly projecting portion of a height-adjustable fork tine. Optionally or additionally, an RFID antenna can be arranged in a vertical or approximately vertical support region of the load-bearing means. The RFID antennas formed for example by slot antennas can thus be arranged vertically and / or horizontally. With a slot or an RFID antenna on the vertical, vehicle-proximate support region of the load-carrying means or the fork transponder, which are positioned laterally to the fork, detected and read their data. This slot can also be placed vertically on to read this way transponder, which are arranged above the fork. According to a further embodiment of the invention, the two differently oriented RFID antennas or slots may also overlap. For example, the vertical slot can intersect with the horizontal slot, so that only one common cable connection is required to power both slots and to transmit the signal.
Es kann an dieser Stelle erwähnt werden, dass die effektive Sendeleistung der erfindungsgemäßen RFID-Sende-/Empfangseinheit mit der zugehörigen RFID- Antenne, gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise gebildet durch eine Schlitzantenne, durch bauliche bzw. konstruktive Randbedingungen einstellbar bzw. definierbar ist. So wird die Entfernung, bis zu der ein Transponder gelesen wird, in erster Linie bestimmt durch die von der Antenne abgestrahlte Leistung, bezogen auf das von der Antenne erreichte Raumsegment. Man kann die Entfernung, bis zu der ein Transponder gelesen wird, je nach Bedarf mittels einer künstlichen Verschlechterung des Antennenwirkungsgrads einstellen, insbesondere durch deren sog. Verstimmung. Diese gezielte Verstimmung der Antenne kann bspw. durch Wahl eines ungünstigen Anschlusspunktes, durch Verwendung eines Füllmaterials mit höheren Verlusten, durch eine nicht optimal gewählte Schlitzlänge oder auch durch eine Verringerung der Antennenleistung erreicht werden. Eine Verringerung der Antennenleistung kann bspw. durch Zwischenschaltung eines Abschwächers erreicht werden.It may be mentioned at this point that the effective transmission power of the RFID transceiver unit according to the invention with the associated RFID antenna, according to the present invention preferably formed by a slot antenna, can be set or defined by constructional or constructional boundary conditions. Thus, the distance to which a transponder is read is primarily determined by the power radiated by the antenna relative to the space segment reached by the antenna. You can adjust the distance to which a transponder is read, as needed by means of an artificial deterioration of the antenna efficiency, in particular by their so-called. Detuning. This targeted detuning of the antenna can be achieved, for example, by choosing an unfavorable connection point, by using a filling material with higher losses, by not optimally selected slot length or by reducing the antenna performance. A reduction in the antenna power can be achieved, for example, by interposing an attenuator.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderfahrzeugs ist der schlitzförmige Hohlraum der Schlitzantenne mit einem Füllmaterial versehen. Dieses Füllmaterial kann wahlweise eine regelmäßige oder unregelmäßige Strukturierung und/oder Perforierung aufweisen. Zudem kann wahlweise vorgesehen sein, dass das der schlitzförmige Hohlraum der Schlitzantenne abschnittsweise oder vollständig mit Füllmaterial ausgefüllt ist. Die Abstimmung der Antenne kann stark durch das verwendete Füllmaterial für den Schlitz beeinflusst werden. Eine Verschiebung der Resonanzfrequenz der Antenne lässt sich in gewünschter Weise durch eine Variation des Füllmaterials oder auch durch eine geeignete Strukturierung desselben erreichen. So lässt sich bspw. eine Antenne mit zu niedrig abgestimmter Resonanzfrequenz durch Einbringen von Löchern in das Füllmaterial auf eine höhere Frequenz abstimmen. Dies kann auch dazu genutzt werden, die Variantenvielfalt der Antennen bzw. der mit Schlitzantennen versehenen Lasttragemittel zu reduzieren, so dass bspw. gleichartige Gabelrohlinge durch Einsetzen verschiedener Füllstücke auf den jeweils gewünschten Frequenzbereich abgestimmt werden können. Dies kann bspw. dazu genutzt werden, gleichartige Gabelrohlinge durch Variation der verwendeten Füllstücke auf den im jeweiligen Einsatzort passenden Frequenzbereich abzustimmen. Besonders vorteilhaft kann diese Abstimmungsmöglichkeit für länderspezifische Anpassungen der Frequenzbereiche der Antenne genutzt werden, da in verschiedenen Ländern jeweils unterschiedliche Sendefrequenzen für den gewünschten Einsatzzweck der RFID- Einheit zur Verfügung stehen.In a further embodiment variant of the industrial truck according to the invention, the slot-shaped cavity of the slot antenna is provided with a filling material. This filling material may optionally have a regular or irregular patterning and / or perforation. In addition, it can optionally be provided that the slot-shaped cavity of the slot antenna is partially or completely filled with filler. The tuning of the antenna can be greatly influenced by the fill material used for the slot. A shift of the resonance frequency of the antenna can be achieved in a desired manner by a variation of the filling material or by a suitable structuring of the same. Thus, for example, an antenna with too low a tuned resonance frequency can be tuned to a higher frequency by introducing holes into the filler material. This can also be used to reduce the variety of variants of the antennas or provided with slot antennas load bearing means, so that, for example, similar fork blanks through Inserting different patches can be matched to the particular desired frequency range. This can be used, for example, to match similar fork blanks by varying the filling pieces used to the frequency range suitable in the respective place of use. Particularly advantageously, this voting option can be used for country-specific adjustments of the frequency ranges of the antenna, since different transmission frequencies for the desired intended use of the RFID unit are available in different countries.
Die RFI D-Antenne kann wahlweise einen elektrisch leitenden Leitungsanschluss oder einen induktiv gekoppelten, galvanisch getrenntenThe RFI D antenna can be either an electrically conductive line connection or an inductively coupled, galvanically isolated
Leitungsanschluss aufweisen. So kann der Anschluss der Antenne bspw. auf herkömmliche Weise, durch direktes Anklemmen eines Kabels bzw. einer geeignetenHave line connection. Thus, the connection of the antenna, for example, in a conventional manner, by directly connecting a cable or a suitable
Zuleitung erfolgen. Alternativ dazu kann eine galvanisch getrennte Einspeisung vorgesehen sein, bspw. durch eine induktive Koppelung an einem Ende des schlitzförmigen Hohlraums der Schlitzantenne. Hierzu wird durch eine Spule amFeed line. Alternatively, a galvanically isolated feed can be provided, for example by an inductive coupling at one end of the slot-shaped cavity of the slot antenna. This is done by a coil on
Kabelende ein magnetisches Feld erzeugt, das die Antenne zu Schwingungen anregt.Cable end generates a magnetic field that excites the antenna to vibrate.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derFurther features, objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the
Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleicheInvention, which serves as a non-limiting example and reference to the accompanying drawings. The same components basically have the same
Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.Reference numerals and are partially not explained several times.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Perspektivdarstellung ein Flurförderzeug in Gestalt eines Gabelstaplers.Fig. 1 shows a schematic perspective view of an industrial truck in the form of a forklift.
Fig. 2 zeigt zwei Ansichten einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen RFID-Antenne in einer Gabelzinke eines Flurförderzeugs.Fig. 2 shows two views of a first variant of an RFID antenna according to the invention in a fork tine of a truck.
Fig. 3 zeigt zwei Ansichten einer zweiten Variante der Gabelzinke mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne.Fig. 3 shows two views of a second variant of the fork with inventive RFID antenna.
Fig. 4 zeigt zwei Ansichten einer dritten Variante der Gabelzinke mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne.4 shows two views of a third variant of the fork with inventive RFID antenna.
Fig. 5 zeigt zwei Ansichten einer vierten Variante der Gabelzinke mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne. Fig. 6 zeigt zwei Ansichten einer fünften Variante einer erfindungsgemäßen RFID-Antenne in einem, auf eine Gabelzinke eines Flurförderzeugs aufschiebbaren Gabelschuh.5 shows two views of a fourth variant of the fork with inventive RFID antenna. FIG. 6 shows two views of a fifth variant of an RFID antenna according to the invention in a fork shoe which can be pushed onto a fork tine of a truck.
Fig. 7 zeigt zwei Ansichten einer Fertigungsvariante der ersten Variante der RFID-Antenne gemäß Fig. 2.FIG. 7 shows two views of a production variant of the first variant of the RFID antenna according to FIG. 2.
Fig. 8 zeigt zwei Ansichten einer sechsten Variante einer Gabelzinke mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne.8 shows two views of a sixth variant of a fork with RFID antenna according to the invention.
Fig. 9 zeigt zwei Ansichten einer siebten Variante einer Gabelzinke mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne.9 shows two views of a seventh variant of a fork with inventive RFID antenna.
Die schematische Perspektivdarstellung der Fig. 1 zeigt eine Variante einesThe schematic perspective view of FIG. 1 shows a variant of a
Flurförderzeuges 10 in Gestalt eines herkömmlichen Gabelstaplers 12. Neben einem Fahrgestell 14 mit einer Fahrerkabine 16 weist der Gabelstapler 12 eine frontseitig angeordnete Lasttrageeinrichtung 18 auf, die ein Hubgestell 20 und ein entlang dieses Hubgestells 20 in vertikaler Richtung heb- und senkbares, im wesentlichen horizontal nach vorne ragendes Gabelzinkenpaar 22 aufweist. Normalerweise kann das Hubgestell 20 um einen definierten Winkel um eine bodennahe, horizontale, quer zur Fahrzeuglängsrichtung liegende Schwenkachse nach hinten, d.h. in Richtung zur Fahrerkabine 16 verkippt werden, was insbesondere bei schwereren und/oder großvolumigen Lasten hilft, den Schwerpunkt nach hinten zu verlagern, um Fahrzeuginstabilitäten bzw. ein Kippen des gesamten Gabelstaplers 12 nach vorne zu verhindern. Zumindest eine der beiden Gabelzinken 24 des Gabelzinkenpaares 22 weist eine erfindungsgemäße RFID-Antenne 26 auf, die innerhalb des Außenumfangs der einen flachen, rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Gabelzinke 24, d.h. in dieser integriert ist. Verschiedene Ausführungsvarianten dieser RFID-Antenne werden nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 9 näher erläutert.Industrial truck 10 in the form of a conventional forklift 12. In addition to a chassis 14 with a driver's cab 16, the forklift 12 on a front load handling device 18 which a lifting frame 20 and along this lifting frame 20 in the vertical direction can be raised and lowered, substantially horizontally front fork pair fork 22 has. Normally, the lifting frame 20 can be moved backwards by a defined angle about a pivot axis that is close to the ground, horizontal, transverse to the vehicle longitudinal direction. be tilted towards the cab 16, which helps especially in heavier and / or bulky loads to shift the center of gravity to the rear to prevent vehicle instability or tilting of the entire forklift 12 forward. At least one of the two forks 24 of the pair of forks 22 has an RFID antenna 26 according to the invention, which is provided within the outer circumference of a flat, rectangular cross-section fork 29, i. is integrated in this. Various embodiments of this RFID antenna will be explained in more detail with reference to Figures 2 to 9.
Die schematische Darstellung der Fig. 2 zeigt zwei Ansichten einer ersten Variante der erfindungsgemäßen RFID-Antenne 26 in einer Gabelzinke 24 eines Flurförderzeugs 10. Die obere Ansicht zeigt eine Draufsicht auf die Gabelzinke 24, während die untere Ansicht eine Seitenansicht der Gabelzinke 24 zeigt. Die RFID- Antenne 26 ist als flacher Schlitz 28 ausgebildet, der sich mit konstanter Höhe über die gesamte Breite der Gabelzinke 24 erstreckt. Der Schlitz 28 kann insbesondere eine Länge 30 aufweisen, die der halben Wellenlänge der verwendeten Sende- und Empfangsfrequenz, multipliziert mit einem für die jeweilige Antennenform spezifischen Verlängerungsfaktor, entspricht. Die Breite 32 des Schlitzes 28 entspricht der Breite der Gabelzinke 24, während die Höhe 34 die nutzbare Bandbreite der Antenne 26 bestimmt. Je geringer die Schlitzhöhe 34 ist, desto geringer ist die nutzbare Bandbreite der Antenne 26. Wie bereits erwähnt, muss der Schlitz bei dieser ersten Variante ganz durch die Gabelzinke 24 durchgezogen werden. Der elektrische Anschluss der Antenne 26 erfolgt über ein geeignetes Hochfrequenz-Kabel, im Normalfall ein Koaxialkabel (nicht dargestellt). Dessen zwei Kontaktpole 36 und 38 müssen in einer Art und Weise an dem Schlitz 28 angebracht werden, dass der erste und der zweite Kontakt 36, 38 sich wie in Fig. 2 gezeigt, gegenüber liegen.The schematic representation of FIG. 2 shows two views of a first variant of the RFID antenna 26 according to the invention in a fork tine 24 of an industrial truck. The upper view shows a top view of the fork tine 24, while the lower view shows a side view of the fork tine 24. The RFID antenna 26 is formed as a flat slot 28 which extends at a constant height over the entire width of the fork tine 24. The slot 28 may in particular a Have length 30, which corresponds to half the wavelength of the transmission and reception frequency used multiplied by a specific for the respective antenna shape extension factor. The width 32 of the slot 28 corresponds to the width of the fork tine 24, while the height 34 determines the usable bandwidth of the antenna 26. The smaller the slot height 34 is, the lower the usable bandwidth of the antenna 26. As already mentioned, the slot in this first variant has to be pulled completely through the fork tine 24. The electrical connection of the antenna 26 via a suitable high-frequency cable, normally a coaxial cable (not shown). Its two contact poles 36 and 38 must be attached to the slot 28 in a manner such that the first and second contacts 36, 38 face each other as shown in FIG.
Eine Variation der Kontaktposition zur Seite, kann zur Impedanztransformation bei einem Anschluss von Kabeln, die nicht 50 Ohm entsprechen, genutzt werden. Eine Verschiebung der Kontakte 36 und 38 in Querrichtung der Gabelzinke 24 ändert nichts an der Funktionsweise. Im Sinne einer einfachen Fertigung der Antenne 26 sollte der Anschluss an einer der beiden Außenseiten der Antenne 26 erfolgen. Das Kabel kann vorzugsweise in einem Längsschlitz verlegt und/oder abgedeckt oder verkleidet sein, was die Beschädigungs- und Bruchgefahr für das Kabel reduzieren kann.A variation of the contact position to the side can be used for impedance transformation when connecting cables that do not correspond to 50 ohms. A displacement of the contacts 36 and 38 in the transverse direction of the fork tine 24 does not change the operation. In the sense of a simple production of the antenna 26, the connection should be made on one of the two outer sides of the antenna 26. The cable can preferably be installed in a longitudinal slot and / or covered or clad, which can reduce the risk of damage and breakage of the cable.
Falls das Kabel an der Außenseite der Gabel verlegt wird, kann auch dieses in die Abstrahlung mit einbezogen werden. Eine solche Variante wird anhand der Fig. 9 näher erläutert. iIf the cable is routed to the outside of the fork, this too can be included in the radiation. Such a variant is explained in more detail with reference to FIG. 9. i
Falls der Schlitz 28 nicht mit gleich bleibendem Querschnitt durch die Gabelzinke 24 geführt wird (z.B. fertigungstechnisch bedingt, wie dargestellt in Fig. 7), spielt auch die Position der Ankopplung in Querrichtung eine Rolle. Durch Simulation kann ein optimaler Ankoppelpunkt für jede Schlitzgeometrie gefunden werden.If the slot 28 is not routed through the fork 29 with a constant cross-section (for example, due to manufacturing technology, as shown in Fig. 7), the position of the coupling in the transverse direction also plays a role. By simulation, an optimal coupling point can be found for each slot geometry.
Die schematische Darstellung der Fig. 3 zeigt zwei Ansichten einer zweiten Variante der Gabelzinke 24 mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne 26. Im Unterschied zur ersten Variante gemäß Fig. 2 ist hierbei der Schlitz 28 nicht komplett durch die Gabelzinke 24 gezogen, sondern weist eine geringere Tiefe 40 auf. Die Tiefe 40 des Schlitzes 28 beträgt vorzugsweise in etwa ein Viertel der Wellenlänge in der Antenne der verwendeten Sende- bzw. Empfangswellenlänge, was dazu genutzt werden kann, eine Impedanztransformation von Kurzschluss auf Leerlauf zu erreichen. Hierzu ist zu bemerken, dass die Wellenlänge in der Antenne vom verwendeten Füllmaterial abhängt. Die Anregung (Kontakte 36 und 38) befinden sich hierzu an der Vorderseite der Antennenöffnung 42. Durch die Impedanztransformation mit dem Wert λ/4 (λ = Wellenlänge) tiefen Schlitz 28 sieht der Kurzschluss an der Hinterseite der Antenne 26 wie ein Leerlauf aus, und beeinflusst somit nicht die Funktion der Antenne 26. Die Speisung durch die Kontaktpole 36 und 38 kann ebenso wie bei der Variante gemäß Fig. 2 seitlich verschoben werden.The schematic representation of Fig. 3 shows two views of a second variant of the fork prong 24 with inventive RFID antenna 26. In contrast to the first variant of FIG. 2 in this case the slot 28 is not completely drawn through the fork tine 24, but has a smaller depth 40 on. The depth 40 of the slot 28 is preferably about one quarter of the wavelength in the antenna of the transmit and receive wavelengths used, respectively, which can be used to achieve impedance transformation from short to open. This is too notice that the wavelength in the antenna depends on the filler used. The excitation (contacts 36 and 38) are for this purpose at the front of the antenna opening 42. By the impedance transformation with the value λ / 4 (λ = wavelength) deep slot 28, the short circuit at the rear of the antenna 26 looks like an idle, and Thus, does not affect the function of the antenna 26. The feed through the contact poles 36 and 38 can be moved laterally as well as in the variant of FIG.
Die schematische Darstellung der Fig. 4 zeigt zwei Ansichten einer dritten Variante der Gabelzinke 24 mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne 26. Hierbei ist die Antenne 26 geformt wie ein in der Hochfrequenztechnik üblicher Übergang zwischen Kabel und einem Hohlleiter. Der ausgefräste Quader 44 der Antenne 26 entspricht in den Abmessungen einem Hohlleiter bei der benutzten Frequenz. Die Anregung erfolgt hier wie bei der zweiten Variante gemäß Fig. 3 mit einem Kontaktpaar 36, 38 im Abstand von λ/4 zur hinteren Wand 46 des Quaders 44.The schematic representation of FIG. 4 shows two views of a third variant of the fork prong 24 with RFID antenna 26 according to the invention. In this case, the antenna 26 is shaped like a transition between cable and a waveguide common in high-frequency technology. The milled box 44 of the antenna 26 corresponds in size to a waveguide at the frequency used. The excitation takes place here as in the second variant according to FIG. 3 with a contact pair 36, 38 at a distance of λ / 4 to the rear wall 46 of the cuboid 44.
Die schematische Darstellung der Fig. 5 zeigt zwei Ansichten einer viertenThe schematic representation of FIG. 5 shows two views of a fourth
Variante der Gabelzinke 24 mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne 26. Die Antenne 26 ist hier als ein Modul 48 in der Gabelzinke 24 angebracht, kann also als ein Block aus der Gabelzinke 24 herausgezogen bzw. als kompletter Block in dieser montiert werden. Die Antennenfunktion dieses Blocks kann über dieselben Bauformen wie in den drei vorher genannten Varianten hergestellt werden.Variant of fork 29 with inventive RFID antenna 26. The antenna 26 is mounted here as a module 48 in the fork tine 24, so it can be pulled out as a block from the fork tine 24 or mounted as a complete block in this. The antenna function of this block can be manufactured using the same designs as in the three aforementioned variants.
Die Verwendung von anderen Antennenbauformen wie in den Varianten gemäß Fig. 2 bis Fig. 4, wie z.B. Planarantennen auf einer Leiterplatte, ist hier prinzipiell auch möglich. Die Kontaktierung der Antenne 26 kann im Modul 48 je nach Antennenaufbau auf verschiedene Weise erfolgen. Die Kontaktierung nach außen erfolgt über ein Kabel, das direkt in den Block 48 hineingeht, oder einen geeigneten Hochfrequenz- Anschluss an der Außenseite des Blocks 48.The use of other types of antennas as in the variants according to FIG. 2 to FIG. Planar antennas on a circuit board, is in principle also possible here. The contacting of the antenna 26 can be carried out in the module 48 depending on the antenna structure in various ways. The external contact is made via a cable going directly into the block 48 or a suitable high frequency connection on the outside of the block 48.
Die schematische Darstellung der Fig. 6 zeigt zwei Ansichten einer fünften Variante einer erfindungsgemäßen RFID-Antenne 26 in einem, auf eine Gabelzinke 24 eines Flurförderzeugs aufschiebbaren Gabelschuh 50. Grundsätzlich können alle gezeigten Varianten nicht nur direkt in der Gabelzinke 24 verwendet werden, sondern auch als Nachrüstlösung, indem die Antenne 26 in einen Gabelschuh 50 integriert wird. Solche Gabelschuhe 50 werden verwendet, falls die Originalgabeln des Staplers nicht lang oder nicht breit genug sind. Da ein Gabelschuh 50 prinzipiell nicht aus Vollmaterial bestehen kann, steht nicht mehr soviel Platz zur Integration zur Verfügung wie in einer normalen Gabelzinke 24. Die verschiedenen Varianten der Antenne 26 sind deshalb nur mit einer starken Verkleinerung der Antenne 26 in den Schuh 50 zu integrieren. Die erste Variante gemäß Fig. 2 hingegen ist nicht von der Tiefe des Schlitzes 28 abhängig und kann ohne Probleme in einen Gabelschuh 50 integriert werden. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Die Gabelzinke 24 auf der Innenseite des Gabelschuhs 50 beeinflusst die Schlitzantenne negativ, weshalb ein gewisser Abstand zueinander gewahrt bleiben muss. Dieser Abstand kann durch das Einbringen von Absorbermaterial 52, das das einfallende elektromagnetische Feld durch Verluste dämpft, verringert werden. Für die Varianten gemäß Fig. 3 bis Fig. 5 spielt der Abstand zur Gabelzinke 24 keine Rolle, da die Antenne 26 jeweils nach hinten mit einer Metallwand abgeschlossen ist.The schematic representation of FIG. 6 shows two views of a fifth variant of an RFID antenna 26 according to the invention in a fork shoe 50 which can be pushed onto a fork tine 24 of a truck. In principle, all variants shown can be used not only directly in the fork tine 24 but also as Retrofit solution by the antenna 26 is integrated into a fork shoe 50. Such fork shoes 50 are used if the original forks of the truck are not long or not wide enough. Since a fork shoe 50 can in principle not consist of solid material, there is no longer as much space available for integration as in a normal fork 24. The various variants of the antenna 26 are therefore only with a strong reduction of the antenna 26 in the shoe 50 to integrate. The first variant of FIG. 2, however, is not dependent on the depth of the slot 28 and can be integrated into a fork shoe 50 without any problems. This is shown in FIG. The fork 29 on the inside of the fork shoe 50 affects the slot antenna negative, which is why a certain distance must be maintained. This distance can be reduced by introducing absorber material 52, which attenuates the incident electromagnetic field by losses. For the variants according to FIGS. 3 to 5, the distance to the fork tine 24 is irrelevant, since the antenna 26 is in each case closed to the rear with a metal wall.
Die schematische Darstellung der Fig. 7 zeigt zwei Ansichten einerThe schematic representation of FIG. 7 shows two views of a
Fertigungsvariante der ersten Variante der RFID-Antenne 26 gemäß Fig. 2. Hierbei kann der Schlitz 28 bspw. durch zwei Einfräsungen mit einem Scheibenfräser hergestellt sein, so dass sich keine konstante Schlitzbreite ergibt wie bei der Variante gemäß Fig. 2, sondern eine unregelmäßige Schlitzkontur.In this case, the slot 28 may for example be made by two Einfräsungen with a side milling cutter, so that there is no constant slot width as in the variant of FIG. 2, but an irregular slot contour ,
In den Zeichnungen sind die Antennen 26 jeweils seitlich an der Gabelzinke 24 oder dem Gabelschuh 50 gezeichnet. Damit können Transponder, die sich an der Seite der Gabelzinke 24 befinden gelesen werden, nicht jedoch Transponder, die sich an der Oberseite der Gabelzinke 24 befinden. Hierfür können die einzubauenden Antennen 26 auch beliebig um die Längsachse der Gabelzinke 24 gedreht werden, damit auch Transponder, die sich nicht an der Seite der Gabel befinden, gelesen werden können.In the drawings, the antennas 26 are each drawn on the side of the fork tine 24 or the fork shoe 50. This transponder, which are located on the side of the fork tine 24 are read, but not transponder, which are located at the top of the fork tine 24. For this purpose, the antennas to be installed 26 can also be rotated arbitrarily about the longitudinal axis of the fork tine 24 so that transponders that are not on the side of the fork, can be read.
Fig. 8 zeigt zwei Ansichten einer sechsten Variante einer Gabelzinke mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne. Hierbei ist eine der Gabelzinke 24 mit einem passiven Schlitz 54 ausgestattet. Dafür wird die Gabel selbst so geformt, als ob diese eine Antenne beinhalten würde, jedoch nicht an ein Kabel angeschlossen. Dieser8 shows two views of a sixth variant of a fork with RFID antenna according to the invention. Here, one of the fork tine 24 is equipped with a passive slot 54. For this, the fork itself is shaped as if it contained an antenna, but not connected to a cable. This
Passivstrahler 54 leitet das EM-FeId weiter auf die andere Seite der Gabel, was bei zusammenfahrbaren Mehrfachpalettenklammern genutzt werden kann, um mit einer installierten Antenne eine Abstrahlung der Antenne nach beiden Seiten auch imPassive radiator 54 passes the EM-FeId on the other side of the fork, which can be used in collapsible multi-pallet clamps, with an installed antenna radiation of the antenna to both sides in the
Zusammengefahrenen Zustand zu gewährleisten. Alle in den Figuren 2 bis 8 gezeigten Varianten sind noch weiter miniaturisierbar unter Verwendung von geeignetem Füllmaterial mit einer Dielektrizitätskonstanten größer als Luft. Im Allgemeinen wird der Wirkungsgrad der Antenne 26 hierbei schlechter, was jedoch durch eine größere Sendeleistung ausgeglichen werden kann.To ensure a collapsed condition. All variants shown in FIGS. 2 to 8 can be further miniaturized using suitable filling material with a dielectric constant greater than air. In general, the efficiency of the antenna 26 in this case is worse, but this can be compensated by a larger transmission power.
Fig. 9 zeigt zwei Ansichten einer siebten Variante einer Gabelzinke mit erfindungsgemäßer RFID-Antenne. Falls das Kabel 56 an der Außenseite der Gabelzinke 24 verlegt wird, kann auch dieses in die Abstrahlung mit einbezogen werden. Eine solche Variante wird anhand der Fig. 9 näher erläutert. Durch einen nicht-idealen Anschluss an der Antenne entstehen Reflexionen, welche sich auf dem Kabel 56 ausbreiten und auch abgestrahlt werden. Das Kabel 56 kann somit in seiner ganzen Länge auch als Antenne verwendet werden. Dieses Lesefeld entlang des Kabels 56 kann die Erfassung von Transpondern unterstützen, indem es ein zwar kleineres, dafür aber in der Dimension der Länge des Kabels 56 großes Lesefeld aufspannt. Um diesen Effekt zu erreichen, muss am Ende des Kabels 56 keine Antenne sein, es kann auch nur die Abstrahlung des Kabels 56 genutzt werden. Um die Abstrahlung des Kabels 56 zu unterstützen, kann dieses der Länge nach aufgeschlitzt werden. Durch diesen Schlitz kann sich das Feld innerhalb des Kabels nach außen hin ausbreiten. Diese Bauform als Leckwellenstrahler hat den Vorteil, dass sie einfach einzubauen und zu verlegen ist. 9 shows two views of a seventh variant of a fork with inventive RFID antenna. If the cable 56 is laid on the outside of the fork tine 24, this can also be included in the radiation. Such a variant is explained in more detail with reference to FIG. 9. A non-ideal connection to the antenna gives rise to reflections which propagate on the cable 56 and are also emitted. The cable 56 can thus be used in its entire length as an antenna. This reading field along the cable 56 can support the detection of transponders by spanning a smaller, but in the dimension of the length of the cable 56 large reading field. To achieve this effect, no antenna must be at the end of the cable 56, only the radiation of the cable 56 can be used. To support the radiation of the cable 56, this can be slit lengthwise. This slot allows the field to propagate outward within the cable. This design as a leak wave radiator has the advantage that it is easy to install and to lay.

Claims

Pate nta ns prü che Pate nta ns check
1. Flurförderzeug (10) mit einer RFID-Sende-/Empfangseinheit zur Erfassung und Auslesung von Speicherinhalten mobiler Datenspeicher von Lasten, und mit wenigstens einer RFI D-Antenne (26), die einem Lasttragemittel (18) desAn industrial truck (10) having an RFID transceiver unit for detecting and reading out memory contents of mobile data stores of loads, and having at least one RFI D antenna (26) connected to a load carrying means (18) of the
Flurförderzeugs (10) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID- Antenne (26) innerhalb des Umrisses des Lasttragemittels (18) angeordnet und in dieses baulich integriert ist.Truck (10) is assigned, characterized in that the RFID antenna (26) within the outline of the load-bearing means (18) is arranged and integrated into this structurally.
2. Flurförderzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die RFID- Antenne (26) als Schlitzantenne (28) mit einem schlitzförmigen Hohlraum innerhalb des Lasttragemittels (18) ausgebildet ist.2. Truck according to claim 1, characterized in that the RFID antenna (26) as a slot antenna (28) is formed with a slot-shaped cavity within the load carrying means (18).
3. Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasttragemittel (18) eine Gabelzinke (24) und/oder ein Gabelschuh (50) des Flurförderzeugs umfasst.3. Truck according to claim 1 or 2, characterized in that the load-carrying means (18) comprises a fork prong (24) and / or a fork shoe (50) of the truck.
4. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantenne einen durchgängigen Schlitz (28) aufweist.4. Truck according to one of claims 2 or 3, characterized in that the slot antenna has a continuous slot (28).
5. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantenne einen einseitig offenen Schlitz (28, 42) aufweist.5. Truck according to one of claims 2 or 3, characterized in that the slot antenna has a one-sided open slot (28, 42).
6. Flurförderzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der einseitig offene Schlitz (28, 42) die Kontur eines quaderförmigen, einseitig offenen6. Truck according to claim 5, characterized in that the unilaterally open slot (28, 42), the contour of a cuboid, one-sided open
Hohlraums aufweist.Has cavity.
7. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (28, 42) eine Länge und Breite aufweist, die auf eine verwendete Sende-/Empfangswellenlänge und/oder Wellenlängenbandbreite abgestimmt ist.7. Truck according to one of claims 2 to 6, characterized in that the slot (28, 42) has a length and width, which is tuned to a used transmission / reception wavelength and / or wavelength bandwidth.
8. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne als ein Modul in der Gabel angebracht ist. 8. Truck according to one of claims 2 to 7, characterized in that the antenna is mounted as a module in the fork.
9. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 2 bis δ, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antenne durch ein der Längserstreckungsrichtung der Gabelzinke (24) folgendes Kabel (56) gebildet ist.9. Truck according to one of claims 2 to δ, characterized in that the RFID antenna by one of the longitudinal extension direction of the fork tine (24) the following cable (56) is formed.
10. Flurförderzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (56) der Länge nach aufgeschlitzt ist und als Leckwellenstrahler fungiert.10. Truck according to claim 9, characterized in that the cable (56) is slit lengthwise and acts as a leak wave emitter.
11. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antenne (26) in einem horizontalen oder annähernd horizontalen Tragebereich des Lasttragemittels (18) angeordnet ist.11. Truck according to one of claims 1 to 10, characterized in that the RFID antenna (26) in a horizontal or approximately horizontal support region of the load-bearing means (18) is arranged.
12. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antenne (26) in einem vertikalen oder annähernd vertikalen12. Truck according to one of claims 1 to 11, characterized in that the RFID antenna (26) in a vertical or approximately vertical
Stützbereich des Lasttragemittels (18) angeordnet ist.Supporting region of the load bearing means (18) is arranged.
13. Flurförderfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der schlitzförmige Hohlraum der Schlitzantenne (28) mit einem Füllmaterial versehen ist.13. Industrial truck according to one of claims 2 to 12, characterized in that the slot-shaped cavity of the slot antenna (28) is provided with a filling material.
14. Flurförderfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das14. Industrial truck according to claim 13, characterized in that the
Füllmaterial eine regelmäßige oder unregelmäßige Strukturierung und/oder Perforierung aufweist.Filler material has a regular or irregular structuring and / or perforation.
15. Flurförderfahrzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das der schlitzförmige Hohlraum der Schlitzantenne (28) abschnittsweise oder vollständig mit Füllmaterial ausgefüllt ist.15. Industrial truck according to claim 13 or 14, characterized in that the slot-shaped cavity of the slot antenna (28) is partially or completely filled with filler.
16. Flurförderfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antenne (26) einen elektrisch leitenden Leitungsanschluss aufweist.16. Industrial truck according to one of claims 1 to 15, characterized in that the RFID antenna (26) has an electrically conductive line connection.
17. Flurförderfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antenne (26) einen induktiv gekoppelten, galvanisch getrennten Leitungsanschluss aufweist. 17. Industrial truck according to one of claims 1 to 15, characterized in that the RFID antenna (26) has an inductively coupled, galvanically isolated line connection.
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