支柱型危化品管理终端的制作方法

本发明涉及危化品管理的技术领域，具体说是一种支柱型危化品管理终端。

背景技术：

在整个危化品管控的过程中，最重要的一步为最终使用过程中的管控，即落实到单瓶单品的使用管理，而该过程也是整个危化品管控流程中最难管控的环节。由于使用时间不确定、使用人不确定、使用地点不确定等等因素造成了最终的使用环节管理完全脱节。

危化品的使用地点往往是科研机构实验室、高校实验室内，进行相关实验的研究人员、学生等人每天都有可能使用到部分危化品，由于涉及到的使用人数较多、使用时间无法切实统计，因而很难做到对每瓶危化品都做到准确有效的管控，而传统的取用登记备案，也远远满足不了实际管控需求。如果发生危化品被人带出实验室或者是混乱使用的情况也很难有效追溯到相关责任人。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种支柱型危化品管理终端。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的支柱型危化品管理终端，包括：托架、第一锁盖、第一锁定机构、第二锁盖、第二锁定机构、称重单元、无线通信单元、控制单元和电源模块；其中，托架又包括下托架、上托架和支柱，危化品存放瓶置于下托架和上托架之间，多条支柱连接固定下托架和上托架并将危化品存放瓶包围，在上托架、下托架和支柱之间围拢形成存储空间；第一锁盖与上托架相互连接，其构成上述存储空间的上部封盖，第一锁盖中间设置通孔，危化品存放瓶的瓶口由通孔中伸出；第一锁定机构设置在第一锁盖和上托架之间，由第一锁定机构配合第一锁盖完成对托架内存储空间的封闭和开启；第二锁盖设置在第一锁盖的上方，其封盖住危化品存放瓶的瓶口；第二锁定机构设置在第二锁盖与第一锁盖之间，由第二锁定机构配合第二锁盖完成对危化品存放瓶口的封盖和开启；第一锁定机构和第二锁定机构均为电子锁，对应于第一锁定机构和第二锁定机构设置开锁指令输入装置；称重单元设置在下托架上部其位置对应于存储空间内部，危化品存放瓶在存储空间内由称重单元承托；控制单元与第一锁定机构、第二锁定机构、称重单元和无线通信单元分别连接，控制单元接收开锁输入指令并返回开锁指令执行反馈，称重单元将测量得到的危化品存放瓶重量数据发送至控制单元，控制单元通过无线通信单元与远端管理终端之间进行数据传输交换；电源模块为各用电部件工作提供电力。

本发明还可以采用以下技术措施：

所述的第一锁盖一侧通过铰链与上托架活动连接，第一锁定机构设置在铰链的相对侧；第二锁盖通过连接轴与第一锁盖活动连接，第二锁盖绕连接轴相对于第一锁盖滑动开闭。

所述的第一锁盖上端设置突出的遮挡板，第二锁盖对应遮挡板的位置设置滑动槽，遮挡板与滑动槽相配合。

所述的遮挡板的两侧面为圆弧面，两圆弧面分别为以连接轴为轴心的不同半径的两圆柱柱面的一部分。

所述的第一锁定机构包括设置在上托架内的第一电机驱动模块、第一电机、锁定卡钩和设置在第一锁盖上的固定杆，第一电机驱动模块与控制单元相连接，接收开锁、关锁执行指令并驱动第一电机运转，带动锁定卡钩与固定杆相互配合，实现第一锁盖与上托架之间的锁定和开启；第二锁定机构包括设置在上托架内的第二电机驱动模块、第二电机、销柱和设置在第二锁盖上的固定槽，销柱由第二电机驱动并穿过第一锁盖，第二电机驱动模块与控制单元相连接，接收开锁、关锁执行指令并驱动第二电机运转，带动销柱由第一锁盖上端面穿出并与固定槽配合，实现第二锁盖与第一锁盖之间的锁定和开启。

所述的下托架上部设置弹性隔垫，弹性隔垫与下托架之间密闭连接，弹性隔垫向上突起，称重单元设置在弹性隔垫与下托架之间。

所述的第一锁定机构和第二锁定机构的开启方式为通过指纹、密码、扫描条码、扫描二维码输入开锁指令或由远端管理终端向控制单元发送开锁指令中至少一种。

所述的支柱型危化品管理终端，还包括定位模块，定位模块与控制单元相连接。

本发明具有的优点和积极效果是:

本发明的支柱型危化品管理终端中，通过托架、第一锁盖、第二锁盖能对出库后的危化品物料通过不同权限进行指定使用限定，同时通过控制单元、无线通信单元和称重单元对危化品的使用过程进行监测，通过远端管理终端进行记录和管控，另外，通过设置在终端中的定位模块能够对危化品所在位置进行监控，在不影响的使用的情况下，完善了危化品在使用中的流程管控，提高了危化品使用中的安全性。支柱型危化品管理终端能够有效监控危化品的使用，同时由于上脱架和下托架之间为镂空设置，使用者能够直观地看到危化品存放瓶中的药量，使用更加方便，适用于性质稳定、无需避光保存的危化品。

附图说明

图1是本发明的支柱型危化品管理终端的第一实施例的外部结构示意图；

图2是本发明的支柱型危化品管理终端的第一实施例剖视示意图；

图3是本发明的支柱型危化品管理终端的第一实施例在第二锁盖开启时的示意图；

图4是本发明的支柱型危化品管理终端第一实施例在第一锁盖开启时的示意图；

图5是本发明的支柱型危化品管理终端中控制单元芯片引脚与外部电路的示意图；

图6是本发明的支柱型危化品管理终端中无线通信单元的芯片电路设计示意图；

图7是本发明的支柱型危化品管理终端中电子锁控部分的原理示意图；

图8是本发明的支柱型危化品管理终端中定位模块部分的原理示意图；

图9是本发明的支柱型危化品管理终端中电源模块部分的原理示意图；

图10是本发明的支柱型危化品管理终端的架构示意图；

图11是本发明的支柱型危化品管理终端的第二实施例外部结构示意图；

图12是本发明的支柱型危化品管理终端的第二实施例剖视示意图；

图13是本发明的支柱型危化品管理终端的第一锁定机构的示意图；

图14是本发明的支柱型危化品管理终端第二锁定机构的示意图；

图15是本发明的支柱型危化品管理终端第二实施例中遮挡板和滑动槽配合时的示意图。

以下通过附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

第一实施例：

如图1至图4所示，本发明的支柱型危化品管理终端，包括：托架、第一锁盖2、第一锁定机构3、第二锁盖4、第二锁定机构5、称重单元6、无线通信单元、控制单元和电源模块；其中，托架又包括下托架1b、上托架1a和支柱1c，危化品存放瓶置于下托架和上托架之间，多条支柱连接固定下托架和上托架并将危化品存放瓶包围，在上托架、下托架和支柱之间围拢形成存储空间8，第一实施中上脱架和下托架为相互分离的结构，支柱为两端带有螺纹的金属柱，支柱的上下两端分别与上脱架和下托架相互固定；第一锁盖与上托架相互连接，其构成上述存储空间的上部封盖，第一锁盖中间设置通孔9，危化品存放瓶7的瓶口由通孔中伸出，瓶口与第一锁盖的通孔之间可以通过软质材料隔离限位，以保证瓶身的稳固，瓶口由危化品存放瓶自身的瓶盖19封闭；第一锁定机构设置在第一锁盖和上托架之间，由第一锁定机构配合第一锁盖完成对托架内存储空间的封闭和开启；第二锁盖设置在第一锁盖的上方，其封盖住危化品存放瓶的瓶口；第二锁定机构设置在第二锁盖与第一锁盖之间，由第二锁定机构配合第二锁盖完成对危化品存放瓶口的封盖和开启；第一锁定机构和第二锁定机构均为电子锁，根据实际使用情况可以采用电控锁或者电机锁等不同的结构，电控锁和电机锁的锁定实现部分都属于现有技术，现有技术中有成熟的解决方案，电机锁由对应电机驱动锁闭和开启，相对于电控锁则具有双向运行和低噪音的优点，可以优先选用电机锁，对应于第一锁定机构和第二锁定机构设置开锁指令输入装置；称重单元设置在存储空间内，危化品存放瓶在存储空间内由称重单元承托；控制单元与第一锁定机构、第二锁定机构、称重单元和无线通信单元分别连接，控制单元接收开锁输入指令并返回开锁指令执行反馈，称重单元将测量得到的危化品存放瓶重量数据发送至控制单元，控制单元通过无线通信单元与远端管理终端之间进行数据传输交换；电源模块为各用电部件工作提供电力。

第一锁盖一侧通过铰链10与外壳活动连接，第一锁定机构设置在铰链的相对侧，第一锁定机构解锁后，第一锁盖能够掀开，露出存储空间，设置在铰链相对侧的第一锁定机构能够使第一锁盖和上脱架之间相互锁定时受力更加均衡；第二锁盖通过连接轴与第一锁盖活动连接，第二锁盖绕连接轴11相对于第一锁盖滑动开闭。第一锁盖与上脱架之间，以及第一锁盖和第二锁盖间的安装方式和锁定方式并不局限在所述结构中。

实际使用中根据不同大小和容积的危化品存放瓶可以配合选用不同大小和形状的支柱型危化品管理终端。

其中一种锁定方式为第一锁定机构和第二锁定机构都采用电机锁的方式，电机锁作为锁定执行机构本身为现有的成熟技术，电机锁本身具有延迟锁闭功能，还能够根据需求设定自动恢复锁定的时间，从而避免危化品使用中发生忘记锁定机构复位的情况发生，第一锁定机构包括设置在上脱架内的第一电机驱动模块、第一电机、锁定卡钩3a和设置在第一锁盖上的固定杆3b，第一电机驱动模块与控制单元相连接，接收开锁、关锁执行指令并驱动第一电机运转，带动锁定卡钩与固定杆相互配合，实现第一锁盖与上脱架之间的锁定和开启；第二锁定机构包括设置在上脱架内的第二电机驱动模块、第二电机、销柱和设置在第二锁盖上的固定槽，销柱由第二电机驱动并穿过第一锁盖，第二电机驱动模块与控制单元相连接，接收开锁、关锁执行指令并驱动第二电机运转，带动销柱5b由第一锁盖上端面由锁孔5a穿出并与固定槽5c配合，实现第二锁盖与第一锁盖之间的锁定和开启，销柱由第二电机内穿过，第二电机运转带动销柱向上或向下运动。

由于危化品存放瓶的形状比较特殊，在第一锁盖的通孔9和危化品存放瓶7的瓶颈处设置橡胶或者泡沫等柔质缓冲材料，缓冲材料可以制成缓冲环20，缓冲环一方面能够限定瓶身在存储空间中的位置，另一方面也是缓冲支柱型危化品管理终端使用中移动时与瓶身之间的冲击。为了方便危化品倾倒使用，降低了第一锁盖的高度，使瓶口和瓶盖高出第一锁盖，同时为了完全包围住瓶口和瓶盖进一步提高了第二锁盖的高度，此时在第一锁盖上端设置突出的遮挡板21，第二锁盖对应遮挡板的位置设置滑动槽22，遮挡板与滑动槽相配合，第二锁盖处于关闭位置时，遮挡板正好完全遮住滑动槽；遮挡板的两侧面为圆弧面，两圆弧面分别为以连接轴为轴心的不同半径的两圆柱柱面的一部分，而滑动槽的内部也为与遮挡板两侧面对应的圆弧面，从而保证第二锁盖绕旋转轴旋转时与遮挡板之间的配合。遮挡板的转角部分可以设置为圆角，以便运动时相互配合。

弹性隔垫可以为橡胶材质，弹性隔垫向上突起，称重单元6设置在弹性隔垫的下方，弹性隔垫与下托架之间密封连接，从而能够将称重单元封闭，存储空间内放置危化品存放瓶后，称重单元采集危化品存放瓶的重量。

第一锁定机构和第二锁定机构通过指纹、密码、扫描条码、扫描二维码输入开锁指令，对应指纹开锁需设置指纹扫描设备15作为开锁指令输入设备，对应密码开锁则需要密码按键16作为开锁指令输入设备，对应条码或二维码开锁则需要提供相应的条码或二维码的显示设备或者采集条码或二维码的图像采集设备17，对开锁指令的校验通过远端管理终端来实现，或者是由远端管理终端直接向控制单元发送开锁指令，第一锁定机构和第二锁定机构的开启验证方式可以根据实际情况采用现有技术中至少一种成熟的常用输入指令验证方式，通过指令输入的过程将使用者本身的特定识别信息与操作支柱型危化品管理终端进行匹配和对应。可以针对第一锁定机构和第二锁定机构设置专门的锁定键18，进行一键式锁定，以方便使用。

如图5至图10所示，控制单元可以采用stm32f103rct6芯片，时钟频率为72mhz，封装为64管脚的lqfp封装。由于远端管理终端实际上的安置位置一般距离危化品的实际使用位置不远或者本身就在同一实验室中，所以在本实施例中未采用传统的gprs或4g通讯网络设备，而是选用apc250数传模块，apc250模块与stm32f103rct6芯片的41、42、43、44管脚相连，以实现工作状态指示、输出数据、接收数据以及供电。

称重模块选用现有技术中的数字式压力传感器，数字式压力传感器的输出端与stm32f103rct6芯片的pc8管脚相连，将采集的重量信号传输至控制单元。

第一锁定机构和第二锁定机构与stm32f103rct6芯片间都可以采用图中相同的电路连接结构，由场效应管k1137、延时继电器、限流保护电路共同组成继电器驱动电路；二极管起到反相续流的作用，允许开锁指令通过gpio口pc12和pc11发送至对应的第一电机驱动模块和第二电机驱动模块。

支柱型危化品管理终端还包括定位模块，定位模块与控制单元相连接，定位模块在本实施例中选用gps模块，gps模块为现有产品leadteklr9101，在能够接收到gps信号的环境下通过gps模块实现支柱型危化品管理终端在使用环境内的位置定位，gps模块与stm32f103rct6芯片的16、17管脚连接。定位模块还可以采用其它定位方式，以克服部分情况下室内信号的接收问题。

选用输入电压为9-36v，输出电压为5v的urb2405d-5w型电源模块给系统供电，采用型号为ams1117-3.3正向低压降稳压器，将urb2405d-5w电源模块输出的5v电压转换成3.3v电压。

本发明的基于支柱型危化品管理终端在使用时，第一锁定机构对应第一开启权限，第二锁定机构对应第二开启权限，第一开启权限和第二开启权限分属不同操作者，第一开启权限高于第二开启权限，一般可以将第一开启权限赋予实验室内危化品管理者，而第二开启权限赋予实验室中进行危化品使用的实验者，各操作者具有一一对应的身份识别信息；不同身份识别信息对应于第一锁定机构和第二锁定机构的各开锁指令输入动作和开启执行动作的相关锁具操作信息由远端管理终端进行记录，每次开闭动作和尝试开启的动作都可以由远端管理终端进行记录以形成备案；称重单元采集到的存储空间内危化品存放瓶的整体重量信息由控制单元通过无线通信单元传输至远端管理终端，远端管理终端对重量变化信息与锁具操作信息匹配后进行记录，以留存每次危化品的使用过程和使用者信息。

远端管理终端将第一锁定机构或第二锁定机构开启时称重单元所采集到的危化品存放瓶的整体重量与对应于上述第一锁定机构或第二锁定机构锁闭时称重单元所采集到的危化品存放瓶的整体重量的差值记录为危化品本次使用量，并将本次使用量与锁具操作信息匹配。

控制单元将由定位模块得到的位置信息传输至远端管理终端，管理终端记录支柱型危化品管理终端的位置信息。

输入的开锁指令由控制单元通过无线通信单元传输至远端管理终端，远端管理终端校验开锁指令和位置信息，并向控制单元对应发回开锁执行反馈，控制单元根据开锁执行反馈控制第一锁定机构或第二锁定机构发生动作。

本发明的支柱型危化品管理终端的使用方法，其步骤包括：

a、对支柱型危化品管理终端进行初始化，第一锁定机构和第二锁定机构同时锁闭；

b、第一开启权限操作者解锁第一锁定机构，开启第一锁盖，向存储空间中放入危化品存放瓶，继而关闭第一锁盖，由第一锁定机构将第一锁盖与上脱架锁定，第一锁盖将危化品存放瓶限位于存储空间内；

c、第一开启权限操作者将放入的危化品信息输入到远端管理终端，上述危化品信息、第一锁定机构的相关锁具操作信息、操作者的身份识别信息与称重单元采集并传输的重量信息相匹配，作为对应危化品的初始信息；

d、第二开启权限操作者使用危化品时，解锁第二锁定机构，开启第二封盖，对应于第二封盖开启的锁具操作信息、操作者的身份识别信息传输至远端管理终端并记录，由危化品存放瓶的瓶口取用危化品；

e、第二封盖关闭且第二锁定机构重新锁定时，对应于第二封盖锁闭的锁具操作信息、称重单元采集到的重量信息传输至远端管理终端并匹配记录，远端管理终端将第二封盖关闭时称重单元采集到的重量信息和第二封盖开启时采集到的重量差值作为本次危化品用量；

f、重复步骤d、e至危化品存放瓶中的危化品用尽，危化品用完后。

第二实施例：

如图11至图12所示，本发明的支柱型危化品管理终端，包括：托架、第一锁盖、第一锁定机构、第二锁盖、第二锁定机构、称重单元、无线通信单元、控制单元和电源模块；其中，托架又包括下托架、上托架和支柱，危化品存放瓶置于下托架和上托架之间，多条支柱连接固定下托架和上托架并将危化品存放瓶包围，在上托架、下托架和支柱之间围拢形成存储空间，第二实施中上脱架、下托架与支柱为一体连接的结构，支柱为刚性结构支撑上脱架和下托架；第一锁盖与上托架相互连接，其构成上述存储空间的上部封盖，第一锁盖中间设置通孔，危化品存放瓶的瓶口由通孔中伸出；第一锁定机构设置在第一锁盖和上托架之间，由第一锁定机构配合第一锁盖完成对托架内存储空间的封闭和开启；第二锁盖设置在第一锁盖的上方，其封盖住危化品存放瓶的瓶口；第二锁定机构设置在第二锁盖与第一锁盖之间，由第二锁定机构配合第二锁盖完成对危化品存放瓶口的封盖和开启；第一锁定机构和第二锁定机构均为电子锁，根据实际使用情况可以采用电控锁或者电机锁等不同的结构，电控锁和电机锁的锁定实现部分都属于现有技术，现有技术中有成熟的解决方案，电机锁由对应电机驱动锁闭和开启，相对于电控锁则具有双向运行和低噪音的优点，可以优先选用电机锁，对应于第一锁定机构和第二锁定机构设置开锁指令输入装置；称重单元设置在存储空间内，危化品存放瓶在存储空间内由称重单元承托；控制单元与第一锁定机构、第二锁定机构、称重单元和无线通信单元分别连接，控制单元接收开锁输入指令并返回开锁指令执行反馈，称重单元将测量得到的危化品存放瓶重量数据发送至控制单元，控制单元通过无线通信单元与远端管理终端之间进行数据传输交换；电源模块为各用电部件工作提供电力。

第一锁盖一侧通过铰链10与上脱架活动连接，第一锁定机构设置在铰链的相对侧，第一锁定机构解锁后，第一锁盖能够掀开，露出存储空间，设置在铰链相对侧的第一锁定机构能够使第一锁盖和外壳之间相互锁定时受力更加均衡；第二锁盖通过连接轴与第一锁盖活动连接，第二锁盖绕连接轴11相对于第一锁盖滑动开闭。第一锁盖与外壳之间，以及第一锁盖和第二锁盖间的安装方式和锁定方式并不局限在所述结构中。

在第一锁盖的通孔9和危化品存放瓶7的瓶颈处设置橡胶或者泡沫等柔质缓冲材料，缓冲材料可以制成缓冲环20，缓冲环一方面能够限定瓶身在存储空间中的位置，另一方面也是缓冲支柱型危化品管理终端使用中移动时与瓶身之间的冲击。为了方便危化品倾倒使用，降低了第一锁盖的高度，使瓶口和瓶盖高出第一锁盖，同时为了完全包围住瓶口和瓶盖进一步提高了第二锁盖的高度，此时在第一锁盖上端设置突出的遮挡板21，第二锁盖对应遮挡板的位置设置滑动槽22，遮挡板与滑动槽相配合，第二锁盖处于关闭位置时，遮挡板正好完全遮住滑动槽；遮挡板的两侧面为圆弧面，两圆弧面分别为以连接轴为轴心的不同半径的两圆柱柱面的一部分，而滑动槽的内部也为与遮挡板两侧面对应的圆弧面，从而保证第二锁盖绕旋转轴旋转时与遮挡板之间的配合。遮挡板的转角部分可以设置为圆角，以便运动时相互配合。

其中一种锁定方式为第一锁定机构和第二锁定机构都采用电机锁的方式，电机锁作为锁定执行机构本身为现有的成熟技术，电机锁本身具有延迟锁闭功能，还能够根据需求设定自动恢复锁定的时间，从而避免危化品使用中发生忘记锁定机构复位的情况发生，第一锁定机构包括设置在外壳内的第一电机驱动模块、第一电机、锁定卡钩3a和设置在第一锁盖上的固定杆3b，第一电机驱动模块与控制单元相连接，接收开锁、关锁执行指令并驱动第一电机运转，带动锁定卡钩与固定杆相互配合，实现第一锁盖与外壳之间的锁定和开启；第二锁定机构包括设置在外壳内的第二电机驱动模块、第二电机、销柱和设置在第二锁盖上的固定槽，销柱由第二电机驱动并穿过第一锁盖，第二电机驱动模块与控制单元相连接，接收开锁、关锁执行指令并驱动第二电机运转，带动销柱5b由第一锁盖上端面由锁孔5a穿出并与固定槽（未图示）配合，实现第二锁盖与第一锁盖之间的锁定和开启。

内壁下端设置弹性隔垫13为橡胶材质，弹性隔垫向上突起，称重单元6设置在弹性隔垫的下方，存储空间内放置危化品存放瓶后，称重单元采集危化品存放瓶的重量。

第一锁定机构和第二锁定机构通过指纹、密码、扫描条码、扫描二维码输入开锁指令，对应指纹开锁需设置指纹扫描设备15作为开锁指令输入设备，对应密码开锁则需要密码按键16作为开锁指令输入设备，对应条码或二维码开锁则需要提供相应的条码或二维码的显示设备或者采集条码或二维码的图像采集设备17，对开锁指令的校验通过远端管理终端来实现，或者是由远端管理终端直接向控制单元发送开锁指令，第一锁定机构和第二锁定机构的开启验证方式可以根据实际情况采用现有技术中至少一种成熟的常用输入指令验证方式，通过指令输入的过程将使用者本身的特定识别信息与操作支柱型危化品管理终端进行匹配和对应。可以针对第一锁定机构和第二锁定机构设置专门的锁定键18，进行一键式锁定，以方便使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰a，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。