CN208834317U - 一种应用于集装箱检测的多自由度rfid读头 - Google Patents

Abstract

一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头，属于港口物流技术领域。采用电磁驱动技术，在一个半圆的球体基座内沿着球体的内圆母线等间距的安装偶数且不低于6个的弧面线圈，同时在基座的外圆面上加工弧形的轨道槽，轨道槽内安装动子球体，动子球体内安装永磁体，当定子基座内的线圈被通以交变电流以后，在轨道槽内形成类似跑马灯一样的交变磁场，在此交变磁场与永磁体的耦合作用力的推动下，在轨道槽内进行翻滚，由此带动RFID读头进行竖直平面的探测，同时定子基座本身与伺服电机的输出轴连接，通过电机的带动能够完成RFID读头进行水平面的探测，竖直平面和水平面内的动作耦合在一起即形成了RFID读头的多自由度动作。

Description

一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头

技术领域

本实用新型涉及港口物流技术领域，具体地说是一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头。

背景技术

射频识别技术现在被广泛应用到集装箱管理中,极大的提高了港口的管理的水平和效率。借助于RFID技术,每个集装箱的登入、转移和登出都可以通过射频读卡器获知。然而在龙门吊集装箱堆场进行集装箱的转移、登出时，龙门吊司机只能用VMT的手工模式来操作，现有的RFID技术识别***只能够扫描位于龙门下方一定范围内的辐射码，龙门司机需要在需要在水平距离上来回运动才能够读到所有的集装箱信息，如果司机判断失误或出差错，码头作业生产***就记录了错误的箱位信息，导致箱子在***中“失踪”。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头。

本实用新型的核心技术思想是：设计一种能够多自由度扫描的RFID***，采用电磁驱动技术，在一个半圆的球体基座内沿着球体的内圆母线等间距的安装偶数且不低于6个的弧面线圈，弧面型圈两两一组串联后伸出U、V、W三相电源线接头并与伺服驱动器相连，同时在基座的外圆面上加工弧形的轨道槽，轨道槽内安装动子球体，动子球体内安装永磁体，当定子基座内的线圈被通以交变电流以后，在轨道槽内形成类似跑马灯一样的交变磁场，在此交变磁场与永磁体的耦合作用力的推动下，在轨道槽内进行翻滚，由此带动RFID读头进行竖直平面的探测，同时定子基座本身与伺服电机的输出轴连接，通过电机的带动能够完成RFID读头进行水平面的探测，竖直平面和水平面内的动作耦合在一起即形成了RFID读头的多自由度动作。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头，包括定子和转子，实用新型定子为半球形，球体的顶部通过法兰固定在基座，实用新型定子内部安装铁芯，实用新型铁芯为弧形的硅钢片焊接而成，硅钢片上有凹槽，凹槽内安装线圈，实用新型线圈为弧形，线圈引出线并连成U、V、W三相后与驱动器连接，实用新型驱动器安装在实用新型基座内，实用新型定子的外部有导向槽，实用新型导向槽内安装转子，实用新型转子为球形，球形内部有刻槽，实用新型刻槽内安装永磁体,相邻的永磁体之间的按照N、S、N的方式排列；实用新型转子底部安装玻璃护罩，实用新型玻璃护罩内安装RFID读头。

优选的，铁芯17上等间距的安装6个线圈，分别标记1、2、3、4、5、6，线圈1和线圈4并联后合成U相出线，线圈2和线圈5并联后合成V相出线，线圈3和线圈6并联后合成W相出线，通电时，上位机控制驱动器为U、V、W三相依次通电。

进一步，在此过程中，铁芯17上的线圈按照顺序产生电磁场，吸引转子10内永磁体11与通电的线圈贴合，实现了转子10的转动。

玻璃护罩上有耳环，实用新型耳环上安装第一拉杆和第二拉杆，实用新型第一拉杆和第二拉杆分别与第一摆杆和第二摆杆连接，实用新型第一摆杆和第二摆杆安装在实用新型基座上。

优选的，转子10可采用圆环型结构，圆环的内圈和外圈之间安装永磁体，圆环的中心穿过转轴，转轴的两端与第一拉杆5和第二拉杆7相连接。

基座的顶部转轴，实用新型转轴穿过法兰与伺服电机的输出轴连接，实用新型法兰上有轴承座，实用新型轴承座内安装轴承。

本实用新型的一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头与现有技术相比所产生的有益效果是：

(1)相比于传统的两自由度探测***而言，本发明设计的结构突破了传统的读头框架对雷达波的限制和遮挡，能够在龙门不动的前提下进行更大范围的扫描，提高了扫描效率，避免了“丢箱”的现象。

(2)本发明结构的定子部分和动子部分之间没有刚性的机械传动，动子的运动通过线圈和永磁体之间的磁场耦合来实现，这样的结构能够降低设备的维护成本，适合港口高湿和高盐的环境。

(3)动子部分安装连杆，这样即使在断电的情况下，动子依然能够牢固的贴紧在轨道槽内，保证了设备运行的可靠性。

附图说明

附图1是本实用新型结构静止状态主视图；

附图2是本实用新型结构旋转状态主视图；

附图3是本实用新型结构三维图；

图中，1、伺服电机，2、法兰，3、基座，4、第一摆杆，5、第一拉杆，6、第二摆杆，7、第二拉杆，8、定子，9、线圈，10、转子，11、永磁体，12、导向槽，13、RFID读头，14、定子转轴，15、轴承，16、驱动器、17、铁芯、18、刻槽，19、玻璃护罩，20、耳环

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例的作以下详细说明。

一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头，包括定子8和转子10，定子8为半球形，球体的顶部通过法兰固定在基座3，定子8内部安装铁芯17，铁芯17为弧形的硅钢片焊接而成，硅钢片上有凹槽，凹槽内安装线圈9，线圈9为弧形，线圈引出线并连成U、V、W三相后与驱动器16连接，驱动器16安装在基座3内，定子8的外部有导向槽12，导向槽12内安装转子10，转子10为球形，球形内部有刻槽18，刻槽18内安装永磁体11,相邻的永磁体之间的按照N、S、N的方式排列；转子10底部安装玻璃护罩19，玻璃护罩19内安装RFID读头13。

作为本实用新型的第一实施例，铁芯17采用模具冲压而成，冲压时在冲片上流出铆点，不同的冲片之间通过铆点铆合在一起。

作为本实用新型的第二实施例，铁芯17采用激光切割而成，切割完成的冲片通过焊接的方式连接在一起。

作为本实用新型的第一实施例，转子10运动的原理是：铁芯17上等间距的安装6个线圈，分别标记1、2、3、4、5、6，线圈1和线圈4并联后合成U相出线，线圈2和线圈5并联后合成V相出线，线圈3和线圈6并联后合成W相出线，通电时，上位机控制驱动器为U、V、W三相依次通电，在此过程中，铁芯17上的线圈按照顺序产生电磁场，吸引转子10内永磁体11与通电的线圈贴合，实现了转子10的转动。

玻璃护罩19上有耳环20，耳环20上安装第一拉杆5和第二拉杆7，第一拉杆5和第二拉杆7分别与第一摆杆4和第二摆杆6连接，第一摆杆4和第二摆杆6安装在基座3上。

作为本实用新型的第一实施例，第一拉杆5和第二拉杆7的长度相同，第一摆杆4和第二摆杆6的长度相同，且第一摆杆4和第二摆杆6的长度小于第一拉杆5和第二拉杆7的长度。

作为本实用新型的第一实施例，玻璃护罩19与转子10通过法兰连接，转子10的底部开槽。

作为本实用新型的第一实施例，转子10为球形壳体，永磁体11安装在球壳内。

作为本实用新型的第一实施例，转子10为圆环型，圆环的内圈和外圈之间安装永磁体，圆环的中心穿过转轴，转轴的两端与第一拉杆5和第二拉杆7相连接。

进一步，圆环的内圈和外圈之间的永磁体应加工成圆柱形，永磁体之间安装保持架。

基座3的顶部转轴，转轴穿过法兰2与伺服电机1的输出轴连接，法兰2上有轴承座，轴承座内安装轴承15。

作为本实用新型的第一实施例，当需要进行竖向扫描时，伺服电机1不转动，定子线圈依次通电，转子10带动读头围绕定子做180度滚动。

作为本实用新型的第一实施例，当需要进行横向扫描时，基座中最底部的线圈通电，伺服电机转动，基座带动读头在水平方向内转动。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域技术人员可以在本实用新型的指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。

Claims (3)

1.一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头，其特征在于，包括定子(8)和转子(10)，所述定子(8)为半球形，球体的顶部通过法兰固定在基座(3)内，所述定子(8)内部安装铁芯(17)，所述铁芯(17)为弧形的硅钢片焊接而成，硅钢片上有凹槽，凹槽内安装线圈(9)，所述线圈(9)为弧形，线圈引出线并连形成U、V、W三相后与驱动器(16)连接，所述驱动器(16)安装在所述基座(3)内，所述定子(8)的外部有导向槽(12)，所述导向槽(12)内安装转子(10)，所述转子(10)为球形，球形内部有刻槽(18)，所述刻槽(18)内安装永磁体(11),相邻的永磁体之间的按照N、S、N的方式排列；所述转子(10)底部安装玻璃护罩(19)，所述玻璃护罩(19)内安装RFID读头(13)。

2.根据权利要求1所述一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头，其特征在于，所述玻璃护罩(19)上有耳环(20)，所述耳环(20)上安装第一拉杆(5)和第二拉杆(7)，所述第一拉杆(5)和第二拉杆(7)分别与第一摆杆(4)和第二摆杆(6)连接，所述第一摆杆(4)和第二摆杆(6)安装在所述基座(3)上。

3.根据权利要求1所述一种应用于集装箱检测的多自由度RFID读头，其特征在于，所述基座(3)的顶部有定子转轴(14)，所述转轴穿过法兰(2)与伺服电机(1)的输出轴连接，所述法兰(2)上有轴承座，所述轴承座内安装轴承(15)。