ФИКСАТОР РАДИОЧАСТОТНОЙ МЕТКИ

Область техники
Полезная модель относится к конструкции фиксаторов радиочастотных меток, предназначенных для маркировки и радиочастотной идентификации продукции лесного хозяйства и лесопереработки, а именно хлыстов, бревен (кругляка), пиловочника и иных полуфабрикатов или изделий, изготовленных из древесины, например: складских поддонов, ящиков для упаковки ценных штучных и навалочных грузов и т.п.
Здесь и далее обозначены:
термином «маркируемый объект» - указанные выше продукты лесного хозяйства и лесопереработки;
термином «радиочастотная идентификация» (в английской аббревиатуре RFID, то есть Radio Frequency Identification) - способ бесконтактной автоматизированной идентификации, основанный на записи данных о маркируемых объектах в память RFID-чипов и их считывании через радиоканал в УВЧ-диапазоне, обычно на частотах 860-960 МГц;
термином «радиочастотная метка (RFID-метка)» - вкладыш в фиксатор в виде RFID-чипа и подключенной к нему, как правило, плоской антенны (именуемый в иностранных публикациях «инлей»);
термином «ридер» - программируемый приемопередатчик (трансивер), предназначенный для дистанционной записи информации в память RFID-чипов и ее дистанционного считывания в автоматическом режиме.
Уровень техники
Заготовка и транспортировка древесины сопряжена как с естественными потерями, так и с хищениями. Продукты лесопереработки также нередко оказываются мишенью преступной деятельности.
Для выявления потерь и борьбы с незаконным оборотом древесины необходима надежная и удобная маркировка бревен и полуфабрикатов. Аналогичная маркировка нужна для контроля погрузки, перемещения и доставки товаров в деревянной таре.
Традиционно для этого используют надписи водостойкой краской, наклейки (этикетки) и навесные (прибиваемые или привинчиваемые) бирки.
К сожалению, при маркировке краской даже таких крупногабаритных маркируемых объектов, как хлысты или кругляк, нельзя сформировать подробные записи об их происхождении, датах вырубки и/или отгрузки, производителях и назначении. Мало того, сделанные краской надписи нередко могут быть затерты или загрязнены и потому недоступны для обозрения, а их считывание в автоматическом режиме в принципе невозможно.
Этикетки и навесные бирки могут содержать весьма подробные (в том числе, закодированные и потому доступные для автоматического считывания) данные, достаточные для идентификации происхождения и прослеживания перемещения бревен, полуфабрикатов или изделий из древесины, в процессе хозяйственного оборота.
Однако у этикеток мало шансов удержаться на поверхности маркируемых объектов на всем пути от лесосек или лесопилок до конечных получателей. Поэтому их применение обычно ограничено складскими площадками.
Бирки как носители контрольной информации более надежны. Однако полнота и точность считывания (особенно кодовых) записей существенно зависит от их освещенности и/или загрязненности.
Поэтому в практике учета производства и транспортировки продукции лесного хозяйства и лесопереработки все шире используют радиочастотные метки, которые давно стали доступными массовыми изделиями. Плоские антенны таких меток являются диполями, диаграммы направленности которых имеют максимумы, перпендикулярные их осям, и минимумы, ориентированные вдоль их осей.
Естественно, что радиочастотные метки, нуждаются, во-первых, в защите от механических повреждений и неблагоприятных факторов окружающей среды типа атмосферных осадков и грязи и, во-вторых, в надежном закреплении на маркируемых объектах. Обе эти функции обеспечивают фиксаторы.
Каждый такой фиксатор имеет прочный по меньшей мере частично радиопрозрачный корпус с полостью для размещения радиочастотной метки и по меньшей мере одно средство для присоединения корпуса к маркируемому объекту.
Таким средством может служить часть корпуса, например, клиновой выступ на одной из граней коробчатого фиксатора согласно ЕР 2816508. Это позволяет забивать оснащенные метками фиксаторы как в комлевые части стволов живых деревьев при таксации леса, так и в бревна и крупногабаритные изделия из древесины.
Однако из-за потребности в нанесении ударов непосредственно по корпусу такие фиксаторы должны быть изготовлены из прочных материалов, а закрепление радиочастотных меток между боковыми стенками их корпусов усложняет запись и считывание контрольной информации тем более, чем глубже забит «клин» и чем выше влажность древесины. На фоне этих недостатков неизбежные необратимые повреждения древесины в зоне установки указанных меток и, соответственно, некоторое увеличение отходов при последующей переработке тонких полуфабрикатов типа пиловочника выглядят мелочами.
Несмотря на облегчение постановки радиочастотных меток на маркируемые объекты также нецелесообразно изготовлять фиксаторы в виде полых нестандартных гвоздей с радиопрозрачными шляпками (CN 101737389).
Действительно, после забивки «гвоздей» метки оказываются ниже уровня поверхности древесины, а это усложняет запись и считывание контрольной информации.
Использование нестандартных шурупов согласно US 6239737, на головках которых закреплены радиочастотные метки, облегчает запись и считывание контрольной информации. Однако торчащие над поверхностью маркируемых объектов метки могут быть повреждены (и даже целиком сбиты) при погрузочно-разгрузочных операциях.
Поэтому предпочтительны такие фиксаторы, которые способны плотно прилегать к поверхности маркируемых объектов.
Ближайший аналог такого типа раскрыт в WO 2010052375. Известный фиксатор содержит корпус, состоящий из плотно сочлененных верхней и нижней частей и имеющий полость для размещения радиочастотной метки, и по меньшей мере два приданных в комплект гвоздя для прибивки оснащенного меткой корпуса к маркируемому объекту.
Нижняя часть корпуса имеет вид коробки из неэлектропроводного материала с прямоугольной в плане выемкой (полостью) для размещения радиочастотной метки. По периметру этого выемки имеется уступ для укладки заподлицо верхней части корпуса, которая имеет вид практически плоской радиопрозрачной крышки и снабжена по меньшей мере одной торцевой защелкой. Кроме того, на противоположных торцах нижней части корпуса предусмотрены два относительно тонких выступа с отверстиями для гвоздей.
Нижнюю и верхнюю части такого фиксатора можно изготовлять из полимеров высокопроизводительным литьем под давлением. После оснащения RFID-метками и прибивки фиксаторы плотно прилегают к древесине и обеспечивают удобное для записи и считывания контрольной информации расположение антенны относительно ридера.
Однако надежность их крепления к древесине недостаточна, ибо указанные выше выступы могут быть оторваны при характерных для перевалки бревен ударных нагрузках с потерей установленных радиочастотных меток. Вероятность такого отрыва существенно возрастает при случайных повреждениях этих выступов при постановке и забивке гвоздей. Мало того, использование отдельно поставляемых гвоздей усложняет установку радиочастотных меток на маркируемые объекты.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели положена задача усовершенствованием формы и взаимосвязи частей фиксатора повысить устойчивость радиочастотных меток к ударным нагрузкам и упростить их установку на маркируемые объекты.
Поставленная задача решена тем, что в фиксаторе радиочастотной метки, содержащем корпус, который состоит из плотно сочлененных верхней радиопрозрачной и нижней неэлектропроводной частей и имеет полость для размещения радиочастотной метки, и по меньшей мере два расположенных на равных угловых расстояниях гвоздя для прибивки оснащенного указанной меткой корпуса к маркируемому объекту, согласно изобретательскому замыслу указанные верхняя и нижняя части корпуса выполнены в виде осесимметричных деталей, при этом в нижней части выполнены углубления со сквозными отверстиями, в которые заранее вставлены стержни гвоздей, а в верхней части выполнены ответные выступы, которые в рабочем положении вставлены в указанные углубления с натягом до упора в шляпки гвоздей.
Такая конструкция фиксатора обеспечивает:
во-первых, повышенную устойчивость радиочастотных меток к ударным нагрузкам при перевалке бревен и иных маркируемых объектов, поскольку этим нагрузкам противостоит весь корпус,
во-вторых, простую и быструю установку радиочастотных меток на выбранную поверхность с использованием для забивки гвоздей даже случайных подручных «инструментов» типа подобранных на лесосеке обрубков крупных веток или гладких камней и,
в-третьих, практически исключает утерю гвоздей.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что стержни гвоздей имеют заершенную поверхность. Это снижает вероятность их случайного выдергивания из маркируемых объектов.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что он имеет три гвоздя. Это повышает устойчивость радиочастотной метки на маркируемом объекте.
Третье дополнительное отличие состоит в том, что его корпус изготовлен из ударостойкого термопласта, выбранного из группы, состоящей из полипропилена, поликарбоната и сополимера стирола и бутадиена. Эти материалы доступны на рынке и достаточно экономичны.
Краткое описание чертежа
Далее сущность полезной модели поясняется подробным описанием ее конструкции и способа применения со ссылками на чертежи, где изображены на:
фиг. 1 - круглый в плане фиксатор радиочастотной метки с двумя гвоздями (в разрезе плоскостью, проходящей через ось симметрии);
фиг. 2 - круглый в плане фиксатор радиочастотной метки с тремя гвоздями (вид сверху);
фиг. 3 - круглый в плане фиксатор радиочастотной метки (аксонометрическая проекция с частичным вырезом);
фиг. 4 - треугольный в плане фиксатор радиочастотной метки с тремя гвоздями (вид сверху);
фиг. 5 - звездообразный в плане фиксатор радиочастотной метки с тремя гвоздями (вид сверху).
Наилучшие варианты осуществления полезной модели
Фиксатор радиочастотной метки (см. фиг. 1) содержит корпус из верхней радиопрозрачной части 1 и нижней неэлектропроводной части 2, между которыми в центральной зоне имеется полость 3 для размещения радиочастотной метки.
Части 1 и 2 выполнены в виде осесимметричных деталей. В нижней части 2 выполнены углубления 4 с не обозначенными особо сквозными отверстиями, в которые заранее вставлены стержни гвоздей 5, а в верхней части 1 выполнены ответные выступы 6, которые в рабочем положении вставлены с натягом в углубления 4 до упора в шляпки гвоздей 5
Гвозди 5 расположены на равных угловых расстояниях. Их количество должно быть не менее двух. Предпочтительно иметь три (но не исключено и больше) гвоздя 5.
Также предпочтительно, чтобы стержни гвоздей 5 имели заершенную поверхность.
Гвозди с гладкими и заершенными стержнями доступны на рынке, что облегчает реализацию изобретательского замысла.
Форма фиксатора в плане может быть разной.
Так, с точки зрения технологичности и прочности предпочтительно иметь круглые в плане верхнюю 1 и нижнюю 2 части, как это показано на фигурах 1, 2 и 3.
Однако для снижения материалоемкости целесообразно изготовлять части 1 и 2 корпуса либо в форме равностороннего треугольника с закругленными вершинами, как показано на фиг. 4, либо звездообразными (в частности, в форме трехлучевой звезды со скругленными концами лучей, как показано на фиг. 5).
В любом случае образующая боковой поверхности фиксатора является гладкой кривой, плавно огибающей верхнюю 1 часть корпуса. Это уменьшает вероятность отрыва фиксатора от маркируемого объекта при скользящих боковых ударах.
Для изготовления частей 1 и 2 корпуса фиксатора пригодны любые ударостойкие неэлектропроводные и радиопрозрачные термопласты из множества карбоцепных полимеров. В частности, могут быть использованы термопластичные полимеры, выбранные из группы, состоящей из полипропилена, поликарбоната и сополимера стирола и бутадиена.
Торец верхней части 1 корпуса фиксатора обычно плоский. Это облегчает приколачивание фиксатора с помещенной в полость 3 радиочастотной меткой к поверхности маркируемого объекта.
При необходимости на плоскость упомянутого торца может быть нанесена вспомогательная информация, например:
место и дата изготовления фиксатора и его индивидуальный учетный номер;
товарный знак изготовителя фиксаторов и/или знак обслуживания уполномоченного учреждения-контролера;
кодированная идентификационная информация, дублирующая по меньшей мере часть записи в радиочастотной метке.
Описанный фиксатор используют для маркировки маркируемых объектов и отслеживания их перемещения следующим образом.
Радиочастотные метки устанавливают в полости 3 фиксаторов в процессе их сборки.
Контрольную информацию индивидуально вносят в каждую такую метку ридером либо заблаговременно, либо после установки фиксатора на маркируемый объект.
Состав записываемой контрольной информации выбирают, исходя из требований учетной системы.
Считывание контрольной информации возможно как индивидуально с каждой отдельной радиочастотной метки, так и одновременно с нескольких меток.
Промышленная применимость
Предложенный фиксатор радиочастотных меток может быть массово изготовлен из доступных полимерных материалов и широко использован для маркировки продукции лесного хозяйства и лесопереработки на всем пути древесины от лесосек до конечных потребителей.