一种纱剪监测装置及智能物联网纱剪监测系统的制作方法

1.本实用新型属于物品管理技术领域，尤其是涉及一种用于纺织、缝纫、服装行业的纱剪监测装置及智能物联网纱剪监测系统。


背景技术：

2.监狱是国家的刑罚执行机关，大量罪犯的集中关押使得监狱必须具备极高的安全管理能力才能有效保障刑罚的顺利执行。习艺教育是对罪犯教育改造的一个重要环节，纱剪在纺织、缝纫、服装等习艺教育场景下必须的一个重要工具也是一个存在重大风险的工具，存在被个别罪犯用作脱逃、自杀、自残和侵害他人的安全隐患。
3.目前采用不锈钢链、电回路监测管理纱剪的方法只能对纱剪刀柄部分管控，不能及时发现刀刃部分的情况，存在刀刃丢失的安全隐患，同时也存在不锈钢链或电回路破解方案造成纱剪被盗风险，比如不锈钢链被剪断、电回路短接等破解方法。目前采用光电对射和金属检测传感器只对纱剪刀刃管控，存在刀柄丢失的安全隐患，同时也存在光电对射和金属检测传感器破解方案造成纱剪被盗风险，比如用金属片接近金属检测传感器并遮挡光电对射传感器等破解方法。
4.在中国专利文献cn109989196a中，公开了一种纱剪实时检测结构及其管理方法，纱剪实时检测结构包括机架、纱剪检测工具盒、纱剪和智能物联网系统，所述的纱剪检测工具盒通过支架上的通孔固定于机架上，所述的智能物联网系统设置于机架上；所述的纱剪检测工具盒包括上盖板、金属检测器、中盖板、条形磁铁、电路板组件、下盖板和支架；所述的电路板组件设置于下盖板的电路板放置区域内，中盖板盖在电路板组件上方，所述的金属检测器设置于下盖板左侧矩形区域内，所述的条形磁铁设置于下盖板的矩形槽内；所述的上盖板盖于下盖板上，上盖板的条形槽与下盖板的矩形槽重合并限定条形磁铁的位置；所述的上盖板与下盖板、盖合后整体固设于支架上；所述的下盖板上设置有纱剪的插入口；所述的智能物联网系统包括云平台、无线网关、智能工位屏、服务器和pc终端；所述的智能工位屏通过数据线采集机架上缝纫设备的数据，智能工位屏将获取的缝纫机上的数据通过无线网卡上传到云平台，云平台对数据进行处理分析最终传送至pc终端。
5.上述技术方案中，纱剪的头部会遮挡在电路板组件的两组反射电眼上，使得电路板组件都会有电压信号的变化，并结合金属检测器(金属接近开关)对纱剪的刀柄和刀刃进行监控，但是容易受到检测对象的颜色、污渍、油、温度和水等的影响。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种纱剪监测装置，能够采集纱剪特征感值，使得纱剪不可替代，彻底解决纱剪刀刃、刀柄及其它各部件被盗的安全隐患。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，该纱剪监测装置包括有前壳、后壳和纱剪放置位，所述前壳和后壳配装后的壳体内设置有电路板组件和电感应盘；所述电感应盘设置有纱剪特征感值采集线圈，所述纱剪特征感值采集线圈分别采集纱剪的刀
刃、刀柄和刀身部的特征感值，并将采集得到的监测信号反馈给所述电路板组件；所述纱剪特征感值采集线圈位于所述纱剪放置位的下方或上方；所述电路板组件具有产生交变电流的lc振荡网络。
8.被管控的纱剪在材质、尺寸、距离、形状等参数具有唯一性，任何试图对纱剪进行替代、藏匿、破坏都会导致这些具有唯一性的特征感值发生变化，采集得到的监测信号反馈给所述电路板组件，监管人员或管理人员根据纱剪的异常状况，能够有效防范纱剪丢失等异常所带来的危害；采用上述技术方案，采用电磁感应原理对纱剪的刀刃、刀柄和刀身部进行监控，使得纱剪不可替代，彻底解决纱剪刀刃、刀柄及其它各部件被盗的安全隐患。
9.具体的原理是：电路板组件中的lc振荡网络(即本领域技术人员熟知的能够产生交变电流的电路结构)在工作时产生交变电流传输至电感应盘设置的纱剪特征感值采集线圈，纱剪特征感值采集线圈产生感应电流，从而产生高频磁场，高频磁场使纱剪内部产生涡流效应，纱剪内部的涡流电流产生新的磁场进而影响高频磁场，高频磁场变化反馈至电感应盘，纱剪特征感值采集线圈然后传输监测信号至电路板组件的lc振荡网络，改变lc振荡网络的感值、阻抗，实现纱剪的材质、尺寸、距离、形状的测量与监测。
10.需要说明的是，本实用新型中所指的纱剪，是指具有尖锐刀刃的结构部件，能够剪断纱线。
11.优选的，所述纱剪特征感值采集线圈有四个，且均位于所述纱剪放置位的下方，其中两个纱剪特征感值采集线圈分别位于纱剪的刀刃放置位下方，一个纱剪特征感值采集线圈位于纱剪的刀柄放置位下方，一个纱剪特征感值采集线圈位于纱剪的刀身部放置位下方。
12.优选的，还包括有纱剪刀刃检测电极，所述纱剪刀刃检测电极位于所述纱剪的刀刃放置位的侧面，工作时与位于所述纱剪的刀刃放置位的刀刃接触。
13.纱剪的刀刃部通过本身的扭簧弹性触两侧的纱剪刀刃检测电极。
14.优选的，所述电路板组件连接有电池，由所述电池为所述电路板组件供电；所述电路板组件设置有防拆光感元件和防拆微动开关；所述纱剪放置位位于所述壳体的外表面且位于所述前壳上。
15.防拆光感元件和防拆微动开关作为防拆机构，防止本实用新型的纱剪监测装置被认为的破坏、拆除；触发防拆机构，电路板组件相应传感器和监测电路都会产生电信号的变化，这种变化的信号会被用户实时查看监控到；纱剪监测装置的内部组件与纱剪监测区(纱剪放置位)隔离，满足ip54防水防尘等级和ik07防爆等级，具备防水、防尘、防震功能，可在苛刻的环境下正常使用。
16.优选的，所述纱剪放置位端部还设置有磁铁，所述磁铁上方设置有磁铁盖；磁铁用于磁吸纱剪的刀刃部，使得纱剪放入时更加方便，更加容易将纱剪放置到预定固定位置对纱剪进行检测。
17.优选的，所述电感应盘组装至所述前壳的电感应盘放置区a；指纹模块组装至所述前壳的指纹模块放置区c；马达组装至所述前壳的马达放置区b；导光柱组装至所述前壳的导光柱放置区h；指纹电感支架组装至所述前壳中，用于定位所述电感应盘、所述指纹模块和所述马达；所述电感应盘、所述指纹模块和所述马达分别与所述电路板组件连接。
18.优选的，所述纱剪刀刃检测电极组装至所述前壳的电极放置区f，所述磁铁组装至
所述前壳的磁铁放置区e，所述磁铁盖组装至所述前壳中，用于定位所述纱剪刀刃检测电极和所述磁铁；所述电路板组件组装至所述前壳中，所述电池组装至所述前壳的电池放置区d；抗震胶垫组装至所述后壳中，纱剪通过磁力放置于电感应监测区g。
19.本实用新型要解决的另一个技术问题是提供一种智能物联网纱剪监测系统，包括有本实用新型前述的纱剪监测装置，该智能物联网纱剪监测系统应用的场所有监狱、戒毒所、看守所、物流站和仓库。
20.监狱、戒毒所、看守所、物流站和仓库等需要对纱剪进行管理和监控的场所都是需要强化对纱剪的管理手段，采用纱剪监测装置，能够有效的对纱剪进行管理，尤其是在监狱、戒毒所和看守所等场所，降低有危险性的纱剪丢失造成失控事情；而对于物流站和仓库等场所，可以实现纱剪的有序管理，物品管理可控。
21.优选的，还包括有无线定位基站、激发基站、服务器和终端设备；所述纱剪监测装置接收到所述激发基站发射的无线信号后，将收到的无线信号及设备自身数据通过无线传输即时发送至所述无线定位基站，所述无线定位基站采集到所述纱剪监测装置发送的数据后通过有线或无线网络上传至所述服务器，所述服务器对该数据进行分析处理后通过有线或无线网络传送终端设备。
22.优选的，所述终端设备为智能工具柜、手持移动终端或pc终端，所述智能工具柜、手持移动终端和pc终端可对所述服务器传送过来的数据进行操作管理和查看。
23.本实用新型的优点在于：(1)采用电磁感应原理对纱剪的刀柄和刀刃进行监控，非接触监测、高速响应且温度范围广，优于光电对射监测方式，不受检测对象的颜色、污渍、油和水等的影响，当纱剪达到指定的感应区域，能无接触、无压力、无火花、迅速发出电气指令，其监测精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力均优于传统不锈钢链、电回路监测或光电对射等技术方案，真正做到对管控纱剪的防拆、识别、定位、清点等管理工作，可有效避免安全隐患的发生；(2)电感应盘设置的纱剪特征感值采集线圈采集的纱剪材质、尺寸、距离、形状等参数具有唯一性，使得纱剪不可替代，彻底解决纱剪刀刃、刀柄及其它各部件被盗的安全隐患，纱剪采用磁性与弹性防抖抗震结构，彻底解决高频振动使用环境下的误报问题以及传统不锈钢链、电回路监测或光电对射方案的易破解问题； (3)采用内部电池供电，超低功耗设计，人机工学设计，外形小巧美观，纱剪取放方便，不影响纱剪正常使用功能。
附图说明
24.下面结合附图和本实用新型的实施方式进一步详细说明：
25.图1是本实用新型纱剪监测装置的整体结构图；
26.图2是本实用新型纱剪监测装置的爆炸结构图；
27.图3a是本实用新型纱剪监测装置的前壳结构布局示意图一；
28.图3b是本实用新型纱剪监测装置的前壳结构布局示意图二；
29.图4是本实用新型纱剪监测装置内部的电感应盘结构示意图；
30.图5是本实用新型纱剪监测装置的结构剖面图；
31.图6是本实用新型智能物联网纱剪监测系统结构示意图；
32.图7是本实用新型纱剪监测装置的防破坏原理图；
33.图8是本实用新型纱剪监测装置的电磁感应防盗原理图；
34.其中：1-纱剪监测装置，101-前壳，102-后壳，103-纱剪放置位，104-电路板组件，105
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电感应盘，106-纱剪特征感值采集线圈，107-纱剪刀刃检测电极，108-纱剪的刀刃放置位，109
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电池，1010-磁铁，1011-磁铁盖，1012-指纹模块，1013-马达，1014-导光柱，1015-指纹电感支架，1016-抗震胶垫，1017-壳体，1018-纱剪的刀柄放置位，1019-纱剪的刀身部放置位；2
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智能物联网纱剪监测系统，201-无线定位基站，202-激发基站，203-服务器，204-智能工具柜， 205-手持移动终端，206-pc终端；3-纱剪。
具体实施方式
35.本实用新型的纱剪监测装置1，如图1-5所示，包括有前壳101、后壳102和纱剪放置位 103，所述前壳101和后壳102配装后的壳体1017内设置有电路板组件104和电感应盘；所述电感应盘105设置有纱剪特征感值采集线圈106，所述纱剪特征感值采集线圈106分别采集纱剪3的刀刃、刀柄和刀身部的特征感值，并将采集得到的监测信号反馈给所述电路板组件104；所述纱剪特征感值采集线圈106位于所述纱剪放置位103的下方或上方；电路板组件104具有产生交变电流的lc振荡网络。
36.在本实施例中，纱剪特征感值采集线圈106有四个，如图4所示，且均位于所述纱剪放置位103的下方，其中两个纱剪特征感值采集线圈106分别位于纱剪的刀刃放置位108下方，一个纱剪特征感值采集线圈106位于纱剪的刀柄放置位1018下方，一个纱剪特征感值采集线圈106位于纱剪的刀身部放置位1019下方。
37.还包括有纱剪刀刃检测电极107，所述纱剪刀刃检测电极107位于所述纱剪的刀刃放置位108的侧面，工作时与位于所述纱剪的刀刃放置位108的刀刃接触。
38.电路板组件104连接有电池109，由所述电池109为所述电路板组件104供电；所述电路板组件104设置有防拆光感元件和防拆微动开关，防拆光感元件采用市面上现有的光感元件即可，防拆微动开关采用市面上现有的微动开关即可，本实用新型对于这两个部件均没有作出结构上的改进。
39.纱剪放置位103端部还设置有磁铁1010，所述磁铁1010上方设置有磁铁盖1011。
40.在本实施例中，如图3a、3b所示，电感应盘105组装至所述前壳101的电感应盘放置区 a；指纹模块1012组装至所述前壳101的指纹模块放置区c；马达1013组装至所述前壳101 的马达放置区b；导光柱1014组装至所述前壳101的导光柱放置区h；指纹电感支架1015 组装至所述前壳101中，用于定位所述电感应盘105、所述指纹模块1012和所述马达1013；所述电感应盘105、所述指纹模块1012和所述马达1013分别与所述电路板组件104连接。
41.所述纱剪刀刃检测电极107组装至所述前壳的电极放置区f，所述磁铁组装至所述前壳的磁铁放置区e，所述磁铁盖1011组装至所述前壳101中，用于定位所述纱剪刀刃检测电极 107和所述磁铁1010；所述电路板组件104组装至所述前壳101中，所述电池109组装至所述前壳101的电池放置区d；抗震胶垫1016组装至所述后壳102中，纱剪3通过磁力放置于电感应监测区g；还可以的，设有纱剪3的刀刃部限位结构，使纱剪3每次可放置于纱剪放置位103对应的电感应监测区g的允许误差范围。
42.如图7所示，本实用新型纱剪监测装置1的防破坏原理图，光感元件感应光强值、检测开关确定开关量、电感应盘105感应电涡流、纱剪刀刃检测电极107确定开关量，检测电感
应监测区g的情况(判定强度状态、感值状态和阈值)，如“是”则显示正常，如“否”则由电路板组件104发出报警；如图8所示，本实用新型的纱剪监测装置1的电磁感应防盗原理图，电路板组件104的lc振荡网络产生交变电流，纱剪特征感值采集线圈106产生感应电流，从而产生高频磁场，(纱剪3归位)，高频磁场使纱剪3内部产生涡流效应，纱剪3 内部的涡流电流影响高频磁场变化，高频磁场变化改变lc振荡网络的感值，判断电感值阈值，如“是”则显示正常，如“否”则发出报警。
43.不同待测物具有不同的特征感值，纱剪3具有其独特的特征感值，配合电感应盘105设置的纱剪特征感值采集线圈106，使得纱剪3具有不可替代性，达到准确监测纱剪3的目的，彻底解决纱剪3的刀刃、刀柄及其它各部件被盗的安全隐患。
44.本实施例的智能物联网纱剪监测系统2，如图6所示，包括有纱剪监测装置1，该智能物联网纱剪监测系统应用的场所有监狱、戒毒所、看守所、物流站和仓库。
45.还包括有无线定位基站201、激发基站202、服务器203和终端设备；所述纱剪监测装置 1接收到所述激发基站202发射的无线信号后，将收到的无线信号及设备自身数据通过无线传输即时发送至所述无线定位基站201，所述无线定位基站201采集到所述纱剪监测装置1 发送的数据后通过有线或无线网络上传至所述服务器203，所述服务器203对该数据进行分析处理(对上传的数据进行接收、存储、分析、反馈等处理)后通过有线或无线网络传送终端设备；终端设备为智能工具柜204、手持移动终端205或pc终端206，所述智能工具柜204、手持移动终端205和pc终端206可对所述服务器203传送过来的数据进行操作管理和查看，实现纱剪3的防拆、识别、定位和清点。
46.智能物联网纱剪监测系统2下发更换纱剪指令后，即可便携地对纱剪监测装置1与纱剪3 进行快速解绑更换，通过智能工具柜204、手持移动终端205或pc终端206等终端设备能够实时掌握纱剪3的信息、位置、状态等数据，自主提醒监管人员纱剪的异常状况，有效防范纱剪丢失等异常所带来的危害。极大的简化了监管人员的现场管理工作，只需智能工具柜204、手持移动终端205或pc终端206中的任一个终端设备就能对整个车间的纱剪3使用情况进行管理与查看。
47.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。