SK9641Y1 - Objímkové zariadenie na sledovanie plynových fliaš - Google Patents

Abstract

Zariadenie na sledovanie plynových fliaš (1) obsahuje objímku (10) z plastového materiálu, najmä polykarbonátu, tvarovanú na umiestnenie okolo hrdla (2) fľaše, v ktorej je umiestnený najmenej jeden RFID tag (5).

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka objímkového zariadenia na sledovanie plynových fliaš.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti sa sledovateľnosť fliaš zabezpečuje pomocou čiarového kódu. Čítaním čiarového kódu pomocou špeciálnej čítačky sa sleduje životnosť fľaše v rôznych fázach prevádzky. Čiarové kódy čítajú ľudia: ide teda o identifikačný systém s vysokým podielom manuálnej práce.

Pasívna technológia RFID existuje a používa sa vo viacerých oblastiach, napríklad na sledovanie oblečenia v obchode a pri pokladni: táto technológia umožňuje rýchle a automatizované čítanie.

Aplikácia technológie RFID na fľaše však predstavuje ťažkosti, pretože fľaše majú značnú kovovú hmotu, ktorá na jednej strane podporuje odraz vln na čítanie pasívnych RFID, ale na druhej strane ich môže „skryť pred čítaním a zabrániť ich 100 % sledovateľnosti. Problém sa ešte zhoršuje v dôsledku spôsobu skladovania fliaš (v regáloch, pričom sú tesne zabalené jedna vedľa druhej), ich tvaru a skutočnosti, že v jednom balení môžu byť fľaše rôznej výšky.

Na druhej strane je používanie RFID nevyhnutné na automatizáciu operácií a umožnenie automatizovanej sledovateľnosti, napr. prostredníctvom použitia portálov s čítačkami RFID.

Podstata technického riešenia

Predmetom tohto riešenia je poskytnúť zariadenie, ktoré umožňuje aplikáciu RFID tagov na plynové fľaše, čím sa odstránia uvedené nedostatky.

Jedným z cieľov vynálezu je najmä poskytnúť také zariadenie, ktoré umožňuje použiť na plynových fľašiach okrem RFID tagov aj čiarové kódy a prípadne NFC tag (Near Field Communication), aby sa výrazne zvýšila kapacita na ukladanie údajov v zariadení, dosiahnuteľná rôznymi režimami čítania, a následne možnosť čítania údajov zaznamenaných na fľašiach.

Ďalším cieľom technického riešenia je poskytnúť také zariadenie, ktoré je jednoduché a lacné vzhľadom na výrobu, ľahko sa aplikuje na fľašu, má dlhú životnosť a umožňuje čítanie zaznamenaných údajov za akýchkoľvek podmienok používania alebo skladovania fľaše.

Tieto a ďalšie ciele sa dosahujú pomocou zariadenia podľa technického riešenia, ktoré má znaky uvedené v priloženom nezávislom nároku 1.

Výhodné uskutočnenia technického riešenia sú uvedené v závislých nárokoch.

Zariadenie na sledovanie fliaš podľa technického riešenia v podstate obsahuje objímku z plastového materiálu, tvarovanú na umiestnenie okolo hrdla fľaše, v ktorej je umiestnený najmenej jeden RFID tag.

Podľa výhodného uskutočnenia je objímka vybavená: najmenej jedným RFID tagom, najmenej jedným čiarovým kódom, najmenej jedným NFC.

Je výhodné, keď uvedená objímka nesie štyri RFID tagy usporiadané v podstate pod uhlom 90° jeden proti druhému.

Po rozsiahlych experimentoch prihlasovateľ zistil, že optimálne riešenie pozostáva z objímky z plastového materiálu, ktorá obsahuje: 4 RFID tagy, ktoré sú do nej vložené a ktoré sú podopreté špeciálnymi podperami vnútri objímky; NFC tag a 4 čiarové kódy laserom vygravírované na štyroch stranách objímky.

Po vložení RFID a NFC tagov sa objímka, do ktorej sa vygravírujú 4 čiarové kódy, náležíte uzavrie zváraním.

Ťažkosti súviseli najmä s výberom polohy - kam umiestniť RFID: RFID priamo nalepené na fľašu, dokonca aj s použitím typu špeciálne navrhnutého na aplikáciu na kov (tzv. RFID typu „tag-on-metal), sa v testoch neosvedčili, ani keď boli aplikované jednotlivo, ani keď boli na každú fľašu umiestnené dva. Umiestnenie veľkého počtu RFID typu „tag-on-metal na rameno fľaše (horná šikmá časť fľaše) tiež zakrylo pečiatky, ktoré musia byť povinne viditeľné.

Preto sa rozhodlo o inom riešení, ktoré viedlo k vytvoreniu objímky, ktorá:

- nepokrývala pečiatky fliaš;

- umožňovala jednoduché čítanie v každom smere (z tohto dôvodu sa nakoniec rozhodlo pre štyri RFID);

- bola v každom prípade lacná; RFID typu „tag-on-metal predstavujú v skutočnosti značné náklady, aj vzhľadom na ich potrebný počet. Náklady na RFID typu „tag-on-metal sú 5-krát až 10-krát vyššie ako náklady na „bežné RFID (tie, ktoré sa môžu aplikovať na nekovové povrchy) a použitie mnohých RFID typu „tag-onmetal by viedlo k vysokým nákladom. Použitie plastovej objímky umožňuje, aby RFID neboli umiestnené na kovovej hmote, a preto sa môžu použiť bežné RFID, ktoré majú nízke náklady.

Štyri RFID a štyri čiarové kódy majú rovnaké identifikačné číslo kódovania. Tento aspekt je dôležitý z toho dôvodu, že umožňuje identifikáciu fľaše pomocou čítačky buď čiarového kódu, alebo RFID v závislosti od miesta a dostupného vybavenia.

RFID môže mať okrem kódov na čiarovom kóde aj iné kódy, pretože jeho pamäť je širšia ako pamäť čiarového kódu.

Na NFC sú rôzne informácie, ktoré možno čítať aj priamo z bežného mobilného telefónu, s možnosťou pripojenia jednej alebo viacerých webových stránok na vykonávanie operácií (napr. opätovné objednanie) alebo na získanie podrobných informácií o výrobku alebo bezpečnosti.

Ako plastový materiál na objímku bol zvolený polykarbonát, ktorý prešiel testami odolnosti, ktorá sa odhaduje na minimálne 10 rokov, a to pre RFID aj čiarový kód (napríklad ABS neprešiel testami odolnosti).

Skutočnosť, že čiarový kód je čitateľný 10 rokov, rieši praktický a nákladový problém, pretože súčasné čiarové kódy používané v tejto oblasti nepresahujú 2 - 3 roky životnosti, potom vyblednú alebo sa poškodia, pretože fľaša je často vystavená poveternostným vplyvom, a preto sa musia často vymieňať, čo si vyžaduje relatívne vysoké náklady na prácu.

Testy čitateľnosti v oblasti RFID objímok preukázali 100 % čitateľnosť aj pri konfiguráciách v baleniach a pri fľašiach umiestnených v najhorších podmienkach (napr. malé fľaše umiestnené medzi vysokými fľašami; 20 - 30 cm vysoké fľaše ukryté medzi 40 alebo 50 litrovými fľašami vysokými viac ako 1,5 metra).

Kódovanie RFID je po zápise zablokované.

Namiesto toho je kódovanie NFC ponechané otvorené, ale na prístup k nemu a jeho prekódovanie je potrebné heslo. NFC má polia zakódované takým spôsobom, že do nich možno zapísať rôzne informácie, ktoré sa dajú použiť ako odkazy na webové stránky alebo na účelovo vytvorenú aplikáciu.

Priemer RFID objímok je definovaný podľa priemeru hrdla plynových fliaš, ktorý je štandardný. Existujú však výrobné tolerancie hrdiel fliaš, ktoré bránia dokonalému nasadeniu RFID objímky na hrdlo fľaše. Tie majú v skutočnosti tolerancie 1 - 2 mm. Upnutie RFID objímky na hrdlo fľaše je dôležité, aby sa zabránilo vibráciám počas prepravy fliaš a aby sa zabránilo jej neúmyselnému odstráneniu z jej polohy pri odstránení uzáveru fľaše (uzáver fľaše je povinný, ale pri určitých procesoch alebo použitiach sa môže odstrániť).

Preto sa skúmal aj systém pripevnenia RFID objímky k hrdlu fľaše.

Zistené riešenie spočíva v použití kužeľovitých krúžkov, ktoré sa vložia a vtlačia medzi RFID objímku a hrdlo fľaše. Tieto krúžky s kužeľovitým profilom sa vložia medzi hrdlo fľaše a RFID objímku a po stlačení spôsobia, že RFID objímka sa upne na hrdlo fľaše. Krúžky v skutočnosti zaberajú priestor medzi hrdlom fľaše a RFID objímkou, ktorý vznikol výrobnou toleranciou hrdla fľaše. Upínacie krúžky sú otvorené, aby sa uľahčilo ich vloženie do uvedeného priestoru, a môžu byť vyrobené z akéhokoľvek materiálu. Materiál krúžkov je výhodne polykarbonát, t. j. rovnaký materiál, ako je materiál RFID objímky.

Cieľom technológie RFID/NFC umiestnenej v objímke je:

- sledovať, pomocou automatického čítania, polohy fliaš, kontajnerov, balení, čo umožňuje:

• prehľad o fľašiach v určitých oblastiach (oddelenia, dvory);

• sledovanie ich vnútorného pohybu;

• stav a automatické čítanie nákladu na dopravných prostriedkoch;

• kontrola kontajnerov vstupujúcich a vystupujúcich z každého miesta a ich korelácia s príchodmi na ďalšie miesto;

• kontrola kontajnerov vstupujúcich a vystupujúcich z každej čerpacej stanice a ich korelácia s príchodmi na ďalšiu čerpaciu stanicu;

• vykonávanie skladových kontrol pomocou čítačiek zón, portálov alebo dronov;

• prepojenie (registrácia) operácií na kontajneroch so samotným kontajnerom (na sledovanie činností, na bezpečnostné kontroly, na automatické vykonávanie operácií);

- disponovať systémom, ktorý umožňuje aktiváciu týchto služieb:

• rozpoznanie skladov v agentúrach a u zákazníkov alebo v každom prípade zásob inštaláciou antény, portálu alebo v každom prípade systému na čítanie RFID;

• ponúkanie zákazníkom možnosti mať svoje sklady fliaš lepšie pod kontrolou;

• vykonávanie automatických alebo zjednodušených opakovaných objednávok prostredníctvom technológie NFC (napr. prostredníctvom špeciálnej aplikácie);

• umiestnenie informácií priamo na fľašu, ktoré sú čitateľné bežným mobilným telefónom, aby boli k dispozícii okamžité online informácie o kartách bezpečnostných údajov, spôsoboch používania výrobku, na otvorenie internetového rozhovoru s ľuďmi z dodávateľskej spoločnosti na získanie technických a obchodných informácií atď.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie znaky technického riešenia objasní nasledujúci podrobný opis, ktorý sa vzťahuje na jedno z jeho uskutočnení výlučne ako neobmedzujúci príklad, znázornený na priložených výkresoch, na ktorých:

obrázky 1, 2 a 3 príslušne predstavujú perspektívny pohľad zhora, pôdorysný pohľad zhora a pôdorysný pohľad zdola na objímku podľa technického riešenia, pričom na obrázkoch 1 a 2 je zobrazený aj kužeľovitý upínací krúžok;

obrázky 4 a 5 príslušne predstavujú perspektívny pohľad zhora a pôdorysný pohľad zhora na objímku a na podperu pre RFID tagy;

obrázok 6 je schematický rez objímkou so zodpovedajúcou podperou pre RFID tagy pripevnenou k fľaši;

obrázok 7 je čiastočný bočný pohľad, na ktorom je znázornená objímka aplikovaná na fľašu, ktorá je vybavená ochranným uzáverom.

Na čiastočnom pohľade na obrázku 7 je znázornená horná časť fľaše 1 v oblasti jej hrdla 2, kde je podľa vynálezu usporiadaná objímka, označená vzťahovou značkou 10.

Na obrázku je znázornený aj ochranný uzáver 3, ktorý je zvyčajne umiestnený na fľaši 1, v tomto prípade nad objímkou 10.

Príklady uskutočnenia

Objímka 10, vyrobená z polykarbonátu, je podrobnejšie znázornená na obrázkoch 1 až 3. Konkrétne je na obrázkoch 1 a 2 znázornený tiež krúžok 30 s kužeľovitou hrúbkou, vybavený výrezom 31, ktorý je umiestnený medzi objímkou 10 a hrdlom 2 fľaše na vytvorenie bezpečného upnutia, ako už bolo uvedené. Objímka 10 má tvar dutej šišky (donut) so stredovou vnútornou stenou 11, ktorá určuje kruhový otvor 13 s rozmermi v podstate zodpovedajúcimi rozmerom hrdla 2 fľaše, a obvodovou vonkajšou stenou 12 so štvorcovým profilom so zaoblenými hranami tak, že vymedzuje štyri strany, pričom medzi stenami 11, 12 je vytvorené prstencovité sedlo 14.

Prirodzene, vonkajší profil, t. j. obvodová vonkajšia stena 12 objímky 10, môže mať iný tvar, napríklad tiež kruhový, hoci z dôvodov, ktoré budú uvedené, je výhodný zobrazený tvar.

Vonkajšia obvodová stena 12 je v podstate vertikálna alebo mierne naklonená smerom von a je spojená s vnútornou stredovou stenou 11, ktorá je tiež vertikálna, pomocou silne nakloneného takmer plochého spojovacieho úseku 15.

Výška objímky 10, konkrétne jej vonkajšej obvodovej steny 12, sa volí podľa typu fľaše, na ktorú sa má objímka aplikovať.

Objímka 10 bola navrhnutá na aplikáciu RFID na fľašu 1 tak, aby sa zabránilo kontaktu s jej kovovou hmotou.

Konkrétne RFID tagy sú umiestnené na vnútornej strane obvodovej steny 12 objímky 10, obyčajne po jednom na každej z jej štyroch strán, aby zostali v dostatočnej vzdialenosti od kovovej hmoty fľaše, čím sa predíde problémom uvedeným v predchádzajúcom texte.

Ako je znázornené na obrázkoch 4 a 5, RFID tagy 5 sa môžu pohodlne umiestniť na podperu 20 vytvorenú ako nosník, tiež z polykarbonátu, ktorá v podstate kopíruje vnútorný tvar objímky 10, pričom je vhodná na umiestnenie v prstencovitom sedle 14, pričom RFID tagy 5 sú otočené smerom k vnútornej strane obvodovej steny 12 objímky. Nosníky, resp. podpery 20 sú vyrobené podľa dĺžky umiestňovanej RFID antény tagu 5 a môžu byť rovné v prípade, že nie je vhodné ohýbať RFID anténu tagu 5.

Na schematickom reze na obrázku 6 je znázornená podpera 20 umiestnená v sedle 14 objímky 10, ako aj kužeľovitý upínací krúžok 30 umiestnený medzi objímkou 10 a hrdlom 2 fľaše a konkrétne medzi hrdlom 2 fľaše a vnútornou stredovou stenou 11.

Na štyroch vonkajších stranách objímky 10 je laserom vygravírovaný rovnaký počet čiarových kódov 6, zatiaľ čo do horného šikmého spojovacieho úseku 15 obvodovej steny 12 (pozri najmä obrázok 1) je vnútorne vložený NFC tag 7 a na objímke 10 je vygravírovaný nápis, ktorý znázorňuje jeho polohu.

Z toho, čo bolo uvedené, sú zrejmé výhody zariadenia s objímkou 10 podľa navrhovaného technického riešenia.

Technické riešenie však nie je obmedzené na opísané konkrétne uskutočnenie znázornené na priložených výkresoch, ale v rámci možností odborníka v tejto oblasti možno vykonať rôzne zmeny bez toho, aby sa tým vybočilo z rozsahu samotného technického riešenia, ako je definované v priložených nárokoch.

Priemyselná využiteľnosť

Objímkové zariadenie podľa tohto technického riešenia je možné využiť na sledovanie rôznych informácií o plynových fľašiach pomocou technológie RFID/NFC.

Zoznam vzťahových značiek plynová fľaša hrdlo fľaše

RFID tag čiarový kód NFC tag objímka stredová vnútorná stena objímky obvodová vonkajšia stena objímky kruhový otvor prstencovité sedlo spojovací úsek podpera kužeľovitý upínací krúžok výrez

Claims (9)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zariadenie na sledovanie plynových fliaš (1), vyznačujúce sa tým , že obsahuje objímku (10) z plastového materiálu, tvarovanú na umiestnenie okolo hrdla (2) plynovej fľaše, v ktorej je umiestnený najmenej jeden RFID tag (5).

2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým , že v objímke (10) sú umiestnené štyri RFID tagy (5) usporiadané v podstate pod uhlom 90° jeden proti druhému.

3. Zariadenie podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým , že objímka (10) má tvar dutej šišky s vnútornou stredovou stenou (11), ktorá určuje kruhový otvor (13) s rozmermi v podstate zodpovedajúcimi rozmerom hrdla (2) fľaše, a vonkajšou obvodovou stenou (12), pričom medzi stenami (11, 12) je vytvorené prstencovité sedlo (14), pričom najmenej jeden RFID tag (5) je umiestnený na vnútornej strane vonkajšej obvodovej steny (12).

4. Zariadenie podľa nároku 3, v y značujúce sa tým , že obvodová vonkajšia stena (12) má štvorcový profil so zaoblenými hranami na vymedzenie štyroch strán, na ktorých vnútornej strane sú umiestnené RFID tagy (5).

5. Zariadenie podľa nárokov 3 alebo 4, vyznačujúce sa tým , že RFID tagy (5) sú umiestnené na prstencovitej podpere (20), v podstate kopírujúcej vnútorný tvar objímky (10), vhodnej na umiestnenie v prstencovitom sedle (14), pričom RFID tagy (5) sú otočené smerom k vnútornej strane obvodovej steny (12) objímky.

6. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým , že na vonkajšej strane objímky (10) je vygravírovaný najmenej jeden čiarový kód (6), výhodne štyri čiarové kódy (6) uhlovo rovnako vzdialené.

7. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, v y z n a č u j ú c e sa tým , že v objímke (10) je vložený aj najmenej jeden NFC tag (7).

8. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým , že medzi objímkou (10) a hrdlom (2) fľaše je umiestnený kužeľovitý upínací krúžok (30) vybavený výrezom (31).

9. Zariadenie podľa nároku 8 a ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým , že objímka (10), podpera (20) a kužeľovitý krúžok (30) sú vyrobené z polykarbonátu.