一種智能工具管理車的制作方法

本實用新型屬于倉儲管理系統技術領域，具體涉及一種智能工具管理車。

背景技術：

針對目前現代綜合交通裝備制造與維修行業，在日常工器具管理使用中，需要對大型、固定設備維修所需使用時，存在的人工效率低下，工器具遺漏嚴重，安全隱患失察，工器具狀態信息失控現象，同時降低了工器具的使用效率，缺乏對工器具狀態管理的控制，工器具的采購和更新缺乏大數據的信息支持，滿足不了對工器具標準化、精細化管理的要求。

2009年公開的中國專利“具有實時在線監測功能的智能安全工具柜(申請號為200920101277.8)”公開的智能工具柜中公開了一種通過紅外反射探頭對工具柜中的工具進行實時監測并智能化管理的工具柜，使得工具的信息和檔案一目了然，省時省力，管理成本降低，其在現場應用中存在以下的不便之處：一、該工具柜設定在固定地方，通過電源供電且無法移動，難以滿足大型機車修理等需要工具柜遠距離移動的場合。二、工具柜采用紅外反射探頭對工具在位情況進行判斷，實際應用中存在紅外反射探頭對工具的顏色及表面光潔度等參數的依賴，容易出現誤觸發、誤操作。三、工具柜的界面顯示等不直觀，且使用者識別方式單一，均對其推廣應用帶來不便。

技術實現要素：

本實用新型提出了一種智能工具管理車，集成了身份卡、指紋、人臉識別和虹膜識別等使用者識別方式，并采用在電腦界面上直接顯示工具圖片的方式便于使用者對工具辨識，大大方便了大型車輛維修、大型生產線等場合工具管理的要求，提供了工具入庫、出庫、盤點、統計查詢等功能模塊，實現了工具管理的智能化。

本實用新型的技術方案如下：

一種智能工具管理車，包括柜體、平板電腦、身份識別單元、控制單元和多層工具抽屜；平板電腦通過支架固定在柜體的頂部，每層工具抽屜通過電控彈力鎖鎖定在柜體上，所述的控制單元分別與平板電腦、身份識別單元和電控彈力鎖之間電聯接；工具抽屜內放置有若干工具，每個工具下方設置有接近開關，接近開關通過信號傳輸線與所述的控制單元電聯接；在柜體后背板和抽屜后面板之間設置有壓簧，所述的壓簧通過彈簧座固定在柜體后背板上。

上述智能工具管理車中，平板電腦顯示器上以工具實物照片顯示工具的在位情況。

上述智能工具管理車中，在柜體后背板和抽屜后面板之間設置有集線器，所述的集線器包括一只多層折疊的彈性鋼片，彈性鋼片的長度方向沿抽屜的寬度方向設置，彈性鋼片一端通過第一安裝座固定在柜體后背板，另一端通過第二安裝座固定在抽屜后面板上，所述的信號傳輸線固定在彈性鋼片上，彈性鋼片和信號傳輸線隨抽屜的開合而展開和收縮。

上述智能工具管理車中，第一安裝座和第二安裝座將信號傳輸線壓貼在彈性鋼片上。

上述智能工具管理車中，工具抽屜內設置有泡沫墊，泡沫墊上刻有容納工具的凹槽，所述的接近開關設置在凹槽的底部，在接近開關上設置有隔層，接近開關的輸出端聯接在信號傳輸線上。

上述智能工具管理車中，隔層為0.5-2m厚的纖維布。

上述智能工具管理車中，工具抽屜內壁設置有感應式照明裝置和警報裝置。

上述智能工具管理車中，身份識別單元為射頻卡識別模塊、指紋識別模塊、人臉識別模塊和虹膜識別模塊的一種或幾種組合。

上述智能工具管理車中，支架為活動支架。

本實用新型具有的有益技術效果如下：

1、本實用新型基于移動互聯技術，集機電一體化精細控制，可視化觸屏電腦人機交互窗口，實現物聯網內工器具的精細化管理，適用于對工器具有嚴格管理要求的航空航天、軍工器械、鐵路航運等交通裝備制造維修領域。

2、本實用新型采用接近開關對工具的在位情況進行識別，避免了測重傳感器的復雜和傳統紅外傳感器對工具表面的依賴，避免了誤觸發，提高識別準確度。應用中將工具放置在刻有工具外形的泡沫墊內部，并在泡沫墊內部設置有接近開關對工具進行識別，同時在接近開關上部設置了薄的隔層，在不影響探測的情況下，避免了工具油污及放置時碰撞對接近開關的損壞。

3、本實用新型采用移動式結構，在底部設置了滾輪，且電路、電腦和傳感器采用電瓶供電，并設置了電源電量指示單元，便于使用者對電池耗電情況進行監測和報警；同時在柜體的側面設置有用于隱藏充電電線的卷線器，方便了整車的移動和充電，特別適用于大型機車維修、大型生產線等場合工具管理的要求。

4、本實用新型在抽屜后面設置了集線器，集線器采用折疊為W形或Z形的彈性鋼片組成，信號傳輸線固定在彈性鋼片上。抽屜關閉時，彈性鋼片和信號傳輸線收縮在抽屜的尾部；當抽屜拉開時，彈性鋼片和信號傳輸線隨著抽屜拉動而張開，使得多只接近開關輸出線在抽屜后部整齊排布，避免了滑動抽屜出現的夾線及線纜摩擦狀況發生；抽屜推入時，彈性鋼片壓縮成近片狀形狀，藏在抽屜的后部，對柜體的空間影響很小，實現了靜態柜體和滑動抽屜兩個相對運動物體之間信號線的有效收放和保護。

5、本實用新型采用對電腦數據傳輸接口在線監測的電源控制電路實現了整個裝置電源供電的控制，實現了系統軟件界面對硬件的開、關機控制。實施中由光電傳感器監測數據傳輸端口模塊的工作狀態，從而確定電腦是否工作，再根據電腦狀態，對控制電路的電源進行通斷控制，從而實現了硬件系統隨軟件的一鍵式開關機。平時使用中只有開關控制電路這個很小的電路模塊通過電瓶供電，耗電極少，一方面達到電池供電情況下的省電要求，另一方面確保了硬件系統的安全，并方便了使用者的操作。

6、本實用新型在柜體后背板上設置了不少于一只的壓簧，當采用普通電控彈力鎖彈開抽屜時，壓簧作用可使得工具抽屜在較重情況下的自動彈開；而抽屜復位時，可通過人力推動壓簧，不影響下一次開啟時的應用。

7、本實用新型采用活動支架固定平板電腦，可在收工不用時，將平板電腦扣放在柜體的頂部，保護電腦屏幕。

8、感應式照明裝置為施工人員取放工具提供幫助，以快速、準確地找到工具位。感應式警報裝置用于防止工具丟失或被盜。

9、本實用新型集成了射頻卡識別模塊、指紋識別模塊、人臉識別模塊和虹膜識別模塊等多種身份識別方式，滿足了多種場合和特殊人群的應用。

10、本實用新型采用多臺移動車組成的智能工具使用管理系統，集成了物聯網技術、無線Wi-Fi技術、云計算技術、機電一體化技術等軟硬件相結合，以移動終端智能工具車為載體，專門為日常工具使用、管理而開發的一款智能化移動工具車，可以滿足各類制造檢修場所工具使用及倉儲管理者的需求，填補了對大型、固定設備維修所需圍繞使用工具的空白。本系統提供了工具入庫、出庫、盤點、統計查詢等功能模塊，實現了工具管理的智能化。

附圖說明

圖1為本實用新型智能工具管理車的主視圖；

圖2為本實用新型智能工具管理車的側視圖；

圖3為本實用新型接近開關安裝示意圖；

圖4為本實用新型集線器在車體內收縮和展示時結構示意圖；

圖5為本實用新型集線器結構示意圖；

圖6為本實用新型電控彈力鎖及彈簧安裝示意圖；

圖7為本實用新型電源控制單元組成結構示意圖；

圖8為本實用新型電源控制電路原理單元示意圖；

圖9為本實用新型電腦顯示界面和工具在位關聯情況示意圖；

圖10為本實用新型身份識別單元的組成原理示意圖；

圖11為多臺智能工具車組網形成的的智能工具使用管理系統原理圖。

附圖標記如下：

1—柜體；2—卷線器；3—電源電壓指示單元；4—身份識別單元；5—平板電腦；6—支架；7—機械鎖；8—控制抽屜；9—工具抽屜；10—抽屜拉手；11—滾輪；12—電源插頭；20—后背板；21—總線纜；22—信號傳輸線；23—第一安裝座；24—第二安裝座；25—開啟的抽屜；27—彈性鋼片；30—工具；31—泡沫墊；32—接近開關；33—隔層；35—凹槽；41—彈簧座；42—電控彈力鎖；43—壓簧；51—電瓶；52—開關控制電路板；53—控制電路板；54—光電傳感器；55—數據傳輸端口模塊；56—端口指示燈；61—抽屜選擇菜單；62—工具選擇菜單；63—工具實物照片；64—工具不在位顯示形式；65—電腦屏幕；66—顯示區域所在的抽屜層；81—無線路由器；82—終端設備；83—智能工具管理車。

具體實施方式

如圖1和2所示，本實用新型的移動式可充電智能工具管理車主體為底部安裝有滾輪11的柜體1，柜體1上設置有平板電腦5和身份識別單元4，平板電腦5通過支架6固定在柜體1的頂部，支架6可采用活動式，在收工不用時將平板電腦扣放在柜體的頂部，保護電腦屏幕。柜體1的內部嵌有若干只抽屜，其中的一只抽屜為控制抽屜8，內部放置工具管理所用的控制電路板5和電瓶51，控制抽屜8通過機械鎖7鎖定在柜體1上，平時使用者無法打開，只有管理和維護人員才能打開。其他抽屜為工具抽屜9，通過電控彈力鎖42鎖定在柜體上，只有通過身份識別單元4對使用者的身份確認后才能通過電控彈力鎖42自動打開抽屜。每個工具抽屜里放置有若干只工具，每只工具的下方設置有接近開關32，接近開關32通過信號傳輸線22與控制抽屜8內的控制單元電聯接，當工具移開原位置時，接近開關產生觸發信號，傳輸至控制單元內部，對使用者的身份及時間等參數進行記錄，并在電腦的屏幕上進行空位顯示。

為了滿足大型生產線及大型機車維修的方便，本實用新型的智能車采用電瓶51供電，柜體1側面設置有卷線器2，充電電源線收縮后設置在卷線器2內，同時控制抽屜8的前面板或者柜體1的其他部位設置有電源電壓指示單元3，直觀顯示電池電壓或電量百分比，當小于設定值時，則有聲音報警提示，此時拉開柜體側面的自動卷線裝置的充電頭，插入交流電則自動充電，充電指示燈常亮，報警聲音消失。當蓄電池充滿后，飽和指示燈變色，提示可以拔掉插頭，收緊卷線裝置。

如圖3所示，工具抽屜9內設置有泡沫墊31，泡沫墊31上采用成型雕刻的方法刻有容納工具30的凹槽35，每個工具30的下方設置有一只接近開關32，接近開關32設置在凹槽35的底部，在接近開關32上設置有隔層33，隔層可以為0.5-2m厚的纖維布，在不影響探測的情況下，避免了工具油污及放置碰撞對接近開關32的損壞。工具抽屜9內壁還設置有設有感應式照明裝置和警報裝置，方便夜間工作。

如圖4和圖5所示，柜體1的總線纜21從上至下，再通過信號傳輸線22延伸至每層抽屜的接近開關32輸出端，為防止抽屜滑動對信號傳輸線22的摩擦，在柜體后背板20和抽屜后面板之間設置有集線器，集線器包括一只多層折疊的彈性鋼片27，彈性鋼片27的長度方向沿抽屜的寬度方向設置，由于抽屜具有一定的寬度，故這樣可確保彈性鋼片27展開時具有足夠的長度。彈性鋼片一端通過第一安裝座23固定在柜體后背板20，另一端通過第二安裝座24固定在抽屜后面板上，信號傳輸線22則通過雙面膠或掛線環與彈性鋼片連接在一體，兩端的線頭分別通過第一安裝座23和第二安裝座24壓貼在彈性鋼片27上。彈性鋼片27和信號傳輸線22隨抽屜的開合而展開和收縮，滑動抽屜拉出時，彈性鋼片和信號線隨之張開成W形或Z形，抽屜推入時，彈性鋼片27壓縮成近片狀形狀，藏在抽屜的后部，對柜體的空間影響很小。該結構實現了靜態柜體和滑動抽屜兩個相對運動物體之間信號線的有效收放和保護。

如圖6所示，在柜體后背板20和抽屜后面板之間設置有不少于一只的壓簧43，壓簧43的一端通過彈簧座41固定在柜體后背板20上，另一端懸空。其目的是在采用普通電控彈力鎖需要彈開抽屜時，壓簧作用可使得工具抽屜較重情況下的自動彈開；而抽屜復位時，可通過人力推動壓簧，不影響下一次開啟時的應用。

如圖7和圖8所示，為了節約蓄電池電能，本實用新型采用一鍵開關機的節電方式，即軟件開關機同時帶動硬件開關機，平時由開關控制電路采用電瓶供電，由電腦完成對工具箱對象的監測和控制。作為一個完整的系統，電腦開機，系統應能自動上電進入工作狀態，電腦關機，系統也能自行斷電，進入關機狀態，這就是所謂的一鍵開關機功能。其優點在于：一方面便于使用者操作，另一方面避免軟件關機后遺忘硬件關機所帶來的耗電。

一鍵開關機的具體技術方案是：控制單元包括控制電路、開關控制電路、數據傳輸端口模塊和光電傳感器，電腦通過數據傳輸端口模塊與控制電路雙向通信，開關控制電路由充電電池供電，所述的光電傳感器與開關控制電路電聯接，光電傳感器的光敏元設置在數據傳輸端口模塊的指示燈發光位置處，開關控制電路上設置有開關控制電路電源的開關模塊，根據光電傳感器感知數據傳輸端口模塊指示燈的亮度，判斷電腦開機與否，并根據電腦開機與否，關閉或開啟控制電路的電源，這是只保留開關控制電路這一耗電很少的模塊在工作，大大節約了電能。

圖8給出了控制抽屜8的組成，其內置有電瓶51、控制電路板53、開關控制電路板52、數據傳輸端口模塊55和光電傳感器54，其中控制電路板53通過總線纜21與每個抽屜的信號傳輸線22相聯，平板電腦5通過數據傳輸端口模塊55與控制電路板53相聯，開關控制電路板52與電瓶51電聯接，光電傳感器54與開關控制電路板52電聯接，其光敏元設置在數據傳輸端口模塊55的指示燈56發光位置處。打開電腦時，用于連接電腦與控制電路的數據傳輸端口模塊得電開始工作，其上的LED指示燈被點亮，光電傳感器感應這個亮度，將信號傳遞給開關控制電路，開關控制電路隨即閉合電瓶至控制電路的電源開關，控制電路上電工作。關閉電腦時，此過程正好相反。其中光電傳感器為光敏電阻或光電二極管，數據傳輸端口模塊可采用USB-485模塊，其上帶有表示接口正常工作的指示燈。

如圖9所示，本實用新型給初次使用者提供了一種方便的工具挑選方案，電腦界面包括抽屜選擇菜單61和工具選擇菜單62，抽屜選擇菜單61表示軟件界面上顯示的是哪一層抽屜，顯示區域所在的抽屜層66則采取不同顏色或高亮的顯示方式，以清楚的提醒使用者，并可通過觸摸的方式進行抽屜更換；工具選擇菜單中采用工具實物照片63顯示在工具所在的區域，當工具取走時則顯示空位，并顯示取走人的姓名和電話；當工具歸還時，軟件界面中此工具的實物圖片又會重新顯示。圖中分別給出了工具在位時的示意和工具不在位顯示形式64。這種方式很直觀、簡潔，便于用戶操作。

如圖10所示，本實用新型的身份識別單元4為射頻卡識別模塊71、指紋識別模塊72、人臉識別模塊73和虹膜識別模塊74的一種或幾種組合，采用多種識別方式的目的在于方便用戶，應付丟失或忘帶射頻卡或使用者手臟時無法指紋識別的不足，滿足了多種場合和特殊人群的應用。

如圖11所示，若干臺通過無線局域網內互聯的移動工具車83，可組成智能工具使用管理系統。每臺車獨立操作使用，通過每臺車上的平板電腦5可以查詢本車及其他車輛的工具在位及借出情況，管理者還可通過該無線局域網內的終端設備82實時掃描每臺移動車83的數據，統一采集匯總并進行數據的管理與處理。此外通過APP軟件，使用者可在手持移動終端設備上鍵入移動式工具車的編號進行多條件分類精細查詢。

下面對智能工具車的操作步驟進行詳述：

一、移動本工具車至所需工作位置，鎖死腳輪進行定位后啟動觸屏電腦，電腦啟動后自動進入管理軟件界面，同時硬件裝置啟動。

二、查詢管理軟件默認顯示抽屜中的工器具現有狀態，實物照片實際位置可視化顯示，可點擊不同抽屜層進行查詢；也可劃屏或點擊切換按鈕進入查詢界面，可選擇多條件分類查詢工器具的存取記錄；也可以在手持移動終端設備上鍵入移動式工具車的IP地址進行多條件分類精準查詢。

三、采用刷卡、指紋、虹膜等識別方式，對操作身份進行識別，若讀取數據成功，響聲提示后即可選擇所需工具放置抽屜，點擊進行開鎖操作，同時系統會生成一條刷卡信息并記錄存儲。

四、取用/歸還工具選擇所需的抽屜層后，在觸屏電腦上點擊開鎖按鈕，柜體的抽屜電控鎖會立即動作，并自動彈開抽屜，電腦界面會有高對比度顏色按鈕凸出顯示，使用者打開抽屜，即可進行取用或歸還所需的工具，當取出工具后，電腦界面中此工具位置會顯示空無狀態，并顯示取用者的姓名和電話，當歸還工具后，電腦界面中此工具會實景圖片顯示，系統會同時記錄并存儲一條與使用者身份相對應的存取信息。

五、關閉抽屜使用者在完成存取工器具操作后，推進抽屜關閉，系統會記錄行程開關的信息和與之對應的操作者的身份信息，當抽屜關閉后，電腦界面會取消高對比度按鈕顏色，系統會倒計時注銷當前操作者的身份信息，若點擊軟件界面的注銷按鈕，則立即注銷當前用戶。

六、停止使用時，關閉電腦，軟件退出，同時硬件系統也自動關閉。

本實用新型采用蓄電池供電、可自由移動工具車、自動身份識別與權限管理開啟電控鎖，并由觸屏電腦可視化界面實時單機控制，實現工具車內的工器具精細化管理，自動形成工器具借出還入檔案及使用頻次匯總，多臺工具車通過局域網的網絡通訊，實現服務器終端統一匯總和數據管理。