機(jī)務(wù)維修工具管理及搜尋裝置

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上項(xiàng)目介紹作品名稱機(jī)務(wù)維修工具管理及搜尋裝置作品分類B類制作人姓名學(xué)院學(xué)號(hào)宿舍聯(lián)系電話周偉（第一作者）航空工程北21-615王勇智航空工程北21-620唐琳懿航空工程北21-618戴小亮 航空工程北21-615作品 背 景長(zhǎng)期以來重購(gòu)買、輕管理的現(xiàn)象在民航企業(yè)中普片存在，部分工具儀器利用率低，個(gè)別工具從購(gòu)進(jìn)直到機(jī)型退役，一次都沒有使用過的現(xiàn)象絕非偶然。隨著航空公司規(guī)模不斷擴(kuò)大，不斷引進(jìn)新機(jī)型，工具數(shù)量日益增多，品種日趨繁雜，導(dǎo)致工具設(shè)備的查詢、維護(hù)和計(jì)量登記工作十分繁雜，而且錯(cuò)漏時(shí)有發(fā)生同時(shí)工具的借出和歸還需要耗費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行清點(diǎn)檢查，如何科學(xué)管理工具設(shè)備，提高管理的

2、現(xiàn)代化水平，是擺在我們面前的緊迫任務(wù)。另外，隨著航空公司對(duì)空防安全要求的日益提高，對(duì)借出的飛機(jī)維修工具進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理對(duì)航空公司的安全管理具有重要意義。“條形碼體系”對(duì)食品行業(yè)帶來了十分巨大的便捷，而它卻不能應(yīng)用到金屬工具管理中。現(xiàn)在一種被稱“電子標(biāo)簽”的射頻識(shí)別技術(shù)正在興起，而它似乎可以找到答案。本項(xiàng)目旨在：（1）選定902MHz-928MHz SRR200超高頻讀寫器以及配套天線；（2）選定非常廉價(jià)但無(wú)法直接應(yīng)用于金屬工具表面的紙質(zhì)電子標(biāo)簽；（3）在上述基礎(chǔ)上，通過對(duì)工具進(jìn)行特別改造而使得此類標(biāo)簽?zāi)苤苯佑糜诠ぞ弑砻娌⑦M(jìn)行封裝，通過編程設(shè)計(jì)相應(yīng)軟件，最后達(dá)到類似于“條形碼體系”管理的效果。作

3、品介紹一、概述我們了解到航空公司的維修人員在借用工具時(shí)是按圖1所示進(jìn)行的：維修人員通過維修任務(wù)挑選需要的工具（大部分的工具使用頻率特別高），當(dāng)工具較多時(shí)選擇一個(gè)工具箱裝工具，然后仔細(xì)清點(diǎn)每件工具并做登記，最后借出，歸還時(shí)還需再次清點(diǎn)每件工具。這些清點(diǎn)工具的過程占用了太多排故時(shí)間，降低了工作效率，加大了工作量而且記錄的信息量少，也不方便對(duì)工具的使用等情況進(jìn)行隨時(shí)查詢。挑選工具挑選工具箱登記借出圖1 工具借用過程所用設(shè)備：（1）選擇讀卡器根據(jù)以下三方面：我們收集的資料得出的結(jié)論“選定頻率：頻率越低，因金屬表面產(chǎn)生的渦流和寄生電容造成的能量損失越少”。標(biāo)簽的穩(wěn)定讀取距離必須大于1M。市面上設(shè)備的產(chǎn)地

4、等具體情況，我們選擇了902MHz-928MHz SRR200超高頻讀寫器，如圖2所示。（2）選擇電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽分為三類，主動(dòng)、被動(dòng)、半主動(dòng)，同時(shí)根據(jù)使用場(chǎng)所分為，普通電子標(biāo)簽和專用于金屬表面的抗金屬電子標(biāo)簽。由于被動(dòng)型標(biāo)簽不需要電池而且價(jià)格低廉且能滿足我們的要求所有我們使用被動(dòng)型標(biāo)簽。另外由于抗金屬電子標(biāo)簽（圖3），雖然它能夠直接應(yīng)用到金屬表面上，但是其價(jià)格昂貴不適用于大規(guī)模應(yīng)用。最終我們選擇普通被動(dòng)式標(biāo)簽（圖4），實(shí)驗(yàn)前我們的整套設(shè)備（圖5）。 (a) SRR200超高頻讀寫器 （b）2臺(tái)9DB超高頻天線圖2讀寫器及其配套天線 圖3抗金屬電子標(biāo)簽（上方） 圖4普通被動(dòng)式標(biāo)簽圖5前期整套設(shè)

5、備包括：2臺(tái)9DB超高頻天線1臺(tái)902MHz-928MHz SRR200超高頻讀寫器一套原始操作軟件及開發(fā)包一個(gè)操作平臺(tái)工具箱若干工具普通被動(dòng)式電子標(biāo)簽3種共100張金屬減弱射頻信號(hào)原理：當(dāng)電子標(biāo)簽RFID處在讀寫器天線的磁場(chǎng)范圍內(nèi)磁場(chǎng)切割標(biāo)簽的天線使標(biāo)簽獲得能量從而激發(fā)出反饋信號(hào)，而金屬會(huì)在讀寫器周圍引起渦流，從而降低了RFID場(chǎng)的整體效能。這些渦流還會(huì)引起垂直于該金屬表面的自己的磁場(chǎng)，而這些垂直磁場(chǎng)則會(huì)使讀寫器天線磁場(chǎng)變形或減弱使得標(biāo)簽處于磁場(chǎng)之外而無(wú)法工作（圖6）。圖6金屬減弱射頻信號(hào)原理設(shè)想：如果僅降低電子標(biāo)簽下方的金屬表面高度且保持標(biāo)簽高度不變，磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化可能會(huì)使標(biāo)簽從新處于磁場(chǎng)

6、之下。二、方案設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)過程中我們選擇的是如圖4最下方的長(zhǎng)條形普通被動(dòng)式電子標(biāo)簽（其效果最好），（由圖6）經(jīng)過測(cè)試其必須高于金屬表面9mm才能有穩(wěn)定的讀取效果顯然這使得標(biāo)簽不能直接貼于工具表面，必須設(shè)法降低這個(gè)高度數(shù)值，而且最好為0mm，初步設(shè)想需要降低電子標(biāo)簽下方的金屬表面高度9mm，對(duì)于厚度不足9mm的金屬，需要鉆成孔。首要實(shí)驗(yàn)：檢驗(yàn)降低金屬表面高度保持標(biāo)簽高度不變是否降低了原來標(biāo)簽的最低高度。2.如果降低了表面最低高度，則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二：在金屬板上打一系列不同尺寸的孔同時(shí)保證孔正好在標(biāo)簽下方，將標(biāo)簽直接貼到金屬板上并完全覆蓋孔，實(shí)驗(yàn)測(cè)試在不同孔徑和孔間距下標(biāo)簽的可讀性。3.對(duì)于如果不能直接

7、讀取的標(biāo)簽，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)三：增加標(biāo)簽到金屬板的距離直到能穩(wěn)定讀取，記錄此時(shí)標(biāo)簽到金屬板的距離。4.測(cè)試標(biāo)簽在彎曲扭轉(zhuǎn)的情況下的讀取性，以便使標(biāo)簽?zāi)軌蛟谄渌螤钌晕?fù)雜的工具上使用。5.設(shè)計(jì)類似于條形碼管理系統(tǒng)的軟件。三實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)一.：我們制作了一塊帶孔的金屬板，如下圖，通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽距離金屬表面的距離的確下降了。圖7帶孔金屬板實(shí)驗(yàn)二： 為了進(jìn)一步了解孔徑和孔密度大小對(duì)這個(gè)距離（9mm）的影響我們制作了54塊不同系列的帶孔金屬板（圖8），實(shí)驗(yàn)方法是將標(biāo)簽直接貼到這些帶孔的金屬板上且標(biāo)簽需要覆蓋所有的孔，再將每塊金屬拿到距離天線70CM處測(cè)試能否讀取，結(jié)果分為三個(gè)等級(jí)：可讀，可讀（），不

8、可讀，其中“可讀（）”表示讀取性不好需要不斷晃動(dòng)金屬板。 圖8不同孔徑的帶孔金屬板通過實(shí)驗(yàn)我們有以下的數(shù)據(jù)和結(jié)論（圖9）：圖9 (a)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上部分圖9 (b)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)下部分結(jié)論:(1)：孔徑為5mm或以上時(shí)隨行距加大即使到20mm都具有可讀性(2): 孔徑很小且孔的數(shù)量少時(shí)幾乎都不可讀。通過對(duì)比圖9（a）的黑色框包裹的四項(xiàng)我們發(fā)現(xiàn)這些孔相距較遠(yuǎn)密度小雖然可讀性不好但是仍舊可讀，分析孔與標(biāo)簽天線的位置似乎都有一個(gè)相同的特點(diǎn)像如圖10所示一樣其孔都分布在標(biāo)簽天線特殊的位置天線密集的地方且孔的孔徑較大。 圖10 標(biāo)簽與孔排布的比較實(shí)驗(yàn)三：我們對(duì)實(shí)驗(yàn)二中所有“可讀（）”和“不可讀”的項(xiàng)進(jìn)行了進(jìn)一步的

9、實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法和目的是：保持標(biāo)簽與讀寫器天線的距離仍為70CM，增加標(biāo)簽到金屬板的距離直到能穩(wěn)定讀取，記錄此時(shí)標(biāo)簽到金屬板的距離。實(shí)驗(yàn)方法是利用圖11的工具：將標(biāo)簽貼到一張1mm厚的紙板上通過加墊紙板和紙張使標(biāo)簽與金屬板的距離逐漸增加。 （a）測(cè)距工具 (b)標(biāo)簽貼到薄紙板上 (c) 天線位置 （d)增加距離的墊片圖11測(cè)距工具實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如圖12：圖12 實(shí)驗(yàn)三數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)雖然沒有找出孔徑大小、密度與可讀距離的具體關(guān)系但是有個(gè)明顯的特點(diǎn)：孔越大這個(gè)距離明顯的越小。首先暫時(shí)不考慮鉆孔對(duì)工具強(qiáng)度的影響但是盡量選擇較小的孔，根據(jù)以上所有實(shí)驗(yàn)和所得結(jié)論我們?cè)诠ぞ呱霞庸ち丝讖綖?mm，并根據(jù)圖1

10、0所示標(biāo)簽天線與孔排布的特點(diǎn)分布的一列孔，規(guī)律是：四個(gè)孔從左到右依次距離為：20mm、40mm、18mm如圖13所示上方兩個(gè)工具，下方的工具針對(duì)的是圖4右邊的標(biāo)簽，根據(jù)實(shí)驗(yàn)三的數(shù)據(jù)將標(biāo)簽墊高約3mm貼于工具上如圖14所示，中間的工具由粘性樹膠將標(biāo)簽封裝在工具表面，標(biāo)簽距離工具表面約為3mm，下方的工具標(biāo)簽高度略大，測(cè)試結(jié)果工具可讀性良好。圖13工具上的孔徑和孔排布圖14貼上標(biāo)簽和封裝標(biāo)簽的工具標(biāo)簽的彎曲試驗(yàn)結(jié)論（試驗(yàn)過程略）：標(biāo)簽可以根據(jù)工具形狀進(jìn)行一定程度彎折，只要保證芯片以外的天線尤其是密集的地方不發(fā)生大的扭折、彎曲等對(duì)讀取性影響不大，因此可根據(jù)工具形狀具體設(shè)計(jì)標(biāo)簽，再將天線密集的下方金屬

11、表面降低約9mm即可，需從新設(shè)計(jì)工具。根據(jù)三個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論我們制作了如圖15直徑為12mm的圓柱形金屬以模擬帶圓柱形把手的工具如圖15（d），在圓柱形金屬上根據(jù)標(biāo)簽粘貼位置加工了孔徑為6mm的孔如圖15（a），經(jīng)過測(cè)試標(biāo)簽距離圓柱形金屬表面的距離由9mm降低到3mm，這使得將標(biāo)簽封裝到工具上變得非常容易。 （a） (b) （c） (d)圖15圓柱形工具標(biāo)簽粘貼和封裝方式后期我們加工了孔徑為8mm和7mm的孔如圖16，將標(biāo)簽直接貼于其表面上如圖17（a），圖17（b）中下方工具為中期答辯時(shí)標(biāo)簽的粘貼方式用以進(jìn)行對(duì)比。圖16 （a） (b)圖17全部制作工具如圖18所示，左右兩邊為中期答辯時(shí)標(biāo)簽的粘貼

12、方式用以進(jìn)行對(duì)比。圖18工具箱制作：工具箱分兩層如圖19，其上層設(shè)計(jì)尺寸原則限于篇幅將在PPT上具體說明。圖19工具箱四、程序設(shè)計(jì)儀器自帶DEMO軟件如圖20所示。圖20 DEMO軟件我們編寫的軟件,界面、開發(fā)環(huán)境和程序源代碼如圖21。 圖21（a）圖21（b）圖21（c）五、結(jié)論（1）針對(duì)我們所使用的長(zhǎng)條形標(biāo)簽，可以直接封裝在具有較大水平表面的工具表面上，需要在該表面上加工通孔，為方便標(biāo)簽封裝和不妨礙使用，通孔直徑最好為5mm或以上，為5mm時(shí)標(biāo)簽需距離金屬表面3mm隨孔徑加大此距離可以相應(yīng)減小。（2）標(biāo)簽可以按照工具的外表面形狀進(jìn)行一定程度的彎折只要不在標(biāo)簽天線處發(fā)生過大的扭折、彎曲，需要

13、在標(biāo)簽天線密集的下方鉆孔，孔的原則同（1）。（3）將所有我們加工好的工具放入我們制作的兩層工具箱中，工具箱設(shè)計(jì)要滿足當(dāng)射頻信號(hào)以45度入射時(shí)上層工具不會(huì)遮擋進(jìn)入下層的信號(hào)，可以一次性讀取所有工具，實(shí)驗(yàn)工具數(shù)為8，最大一次性讀取工具數(shù)上限需視工具箱的大小和工具尺寸而定。（4）對(duì)于形狀非常復(fù)雜而且尺寸較小的工具此方法不易使用，需要使用其他的辦法比如給每一個(gè)這樣的工具制作專門的工具小包，將標(biāo)簽直接貼到小包上。六、工作展望我們這套機(jī)務(wù)維修工具管理系統(tǒng)只能向大家演示其可行性，我們最終希望工具制作廠商和標(biāo)簽設(shè)計(jì)廠商能夠合作，通過按照我們的方法從新設(shè)計(jì)工具和標(biāo)簽使得標(biāo)簽?zāi)軌蚋玫暮凸ぞ呓Y(jié)合同時(shí)滿足工具的使用強(qiáng)度要求，從而使工具在出廠時(shí)