CN101143653A - 盒装药品上药输送的方法 - Google Patents

Abstract

本发明盒装药品上药输送的方法，利用步进电机驱动输送机做定位控制，结合超声波传感器在线检测药盒尺寸并能对尺寸错误作出提示和报警；三维空间轴线正交放置的三个超声波传感器实时在线检测药盒尺寸，长度方向传感器在步进电机运行前检测药盒总长度，再除以药盒尺寸库中药盒单位长度，得到上药的数量，从而检测药盒数量是否正确。宽度和高度传感器在输送带运行前检测药盒宽度和高度，以此判断药盒种类是否摆放错误，宽度和高度传感器在输送机运行时还检测药盒的宽度和高度，如果药盒队列中有宽度或者高度不合适，输送机停止工作，确保药盒能够正确输送。成功实现输送确定数量的盒装药品，准确判断药盒尺寸是否超限和药盒摆放方位是否正确。

Description

盒装药品上药输送的方法

技术领域

本发明涉及一种盒装药品上药输送的方法，尤其涉及盒装药品自动输送过程中药盒长度、宽度和高度方向的尺寸在线检测及尺寸超限报警。

背景技术

药房作为医院的第一窗口，代表着医院的形象。在医院门诊药房发药窗口前，每天的上午和下午的领药高峰期，病人都要排成长度，等待药剂师按照医生给病人开写的处方，在药品货架上取下药品，发给病人，病人等候时间会长达半小时。另一方面，药剂师手工发药，凭个人记忆或者药品标签判断，极容易出现差错，甚至出现用药事故。药剂师成为仓库保管员，造成一定范围的人力资源浪费。

尤其，医药公司给医院药房配送的药品首先要进入医院库房，拆包后清点数目，然后分批进入药房。药品按类别进入药房，摆放的一致性比较差。

如何把盒装药品正确而且简便的输送到确定位置，并能够一次处理一批同种的药盒，将是需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种盒装药品上药输送的方法，能够实现输送确定数量的盒装药品，并判断药盒尺寸是否超限和药盒摆放方位是否正确。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

盒装药品上药输送的方法，其特征在于：包括以下步骤——

①由服务器生成当前上药周期内需要上药药品的品名、规格、产地清单和数量，并发送给上药管理计算机，上药管理计算机把上药清单显示在计算机屏幕应用程序界面上，按清单默认的顺序选择需要上的药品，或者自主选择当前上药的品种；

②选定药品后，界面提示该品种药品当前允许摆放的最大数量，并提示药品正确的摆放方位，把相应数量的药品按正确的方位摆放在输送机上，其中第一盒药头部靠近输送机带面的T型条；

③三个超声波传感器同时检测摆放药盒的长度、宽度和高度尺寸，宽度和高度方向超声波传感器采集获得第一盒药盒的宽度和高度尺寸与服务器尺寸表对比，如果尺寸不相符，报警灯常亮，提示药品摆放有误，输送机的驱动电机不运行，药品不能进入，直到检测的药品尺寸正确，驱动电机才运行；长度方向超声波传感器采集获得的长度尺寸与服务器尺寸表对比，计算出药盒的数量是否正确，如果数量不正确，报警灯高频闪烁，提示增加或者减少药盒，直到药盒盒数正确后驱动电机才正常运转；输送机运行，药盒按摆放先后顺序进入机械手；在输送机运行送药的同时，宽度和高度方向超声波传感器在线检测药盒宽度和高度，如果摆放的一列药中有宽度和高度方向颠倒的药盒，报警灯低频闪烁报警，输送机的驱动电机停止运行，直到药盒摆放正确，驱动电机才继续运行；

④输送机把所有药品正确地送入后续工作的机械手后，高度方向超声波传感器检测输送机带面高度，由于T型条高于带面，高度方向超声波传感器检测到高度差后，输送机的驱动电机立即停止，输送机完成回零动作，完成一次上药输送动作。

进一步地，上述的盒装药品上药输送的方法，三个超声波传感器的轴线呈三维空间正交设置，长度方向超声波传感器检测药盒总长度，根据药盒尺寸库中药盒单位长度，计算得出当前上药的数量，从而检测药盒数量是否正确；宽度和高度方向超声波传感器不仅在输送带运行前检测药盒宽度和高度，在输送机运行时也检测药盒的宽度和高度。

更进一步地，上述的盒装药品上药输送的方法，输送机采用皮带式输送机，输送机的驱动电机为步进电机，步进电机转过一定角度，皮带式输送机就前进一定距离，放在皮带上的药盒也相应前进一定距离。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明上药输送的方法，利用步进电机驱动输送机做定位控制，结合超声波传感器在线检测药盒尺寸并能对尺寸错误作出提示和报警；步进电机转过一定的角度，皮带输送机就前进一定的距离，放在皮带上的药盒就前进一定距离，直到把所有药盒送入机械手。三维空间轴线正交放置的三个超声波传感器实时在线检测药盒尺寸，长度方向超声波传感器在步进电机运行前检测药盒总长度除以药盒尺寸库中药盒单位长度，可以得出当前上药的数量，从而检测药盒数量是否正确。宽度和高度方向超声波传感器在输送带运行前检测药盒宽度和高度，以此判断药盒种类是否摆放正确，宽度和高度方向超声波传感器在输送机运行时也检测药盒的宽度和高度尺寸，如果药盒队列中有宽度或者高度不合适，输送机停止工作，确保药盒能够正确输送。能够成功实现输送确定数量的盒装药品，并判断药盒尺寸是否超限和药盒摆放方位是否正确，具有较好的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：上药输送装置的主视图；

图2：上药输送装置的俯视图；

图中各附图标记的含义见下表：

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						1	输送皮带	2	高度方向超声波传感器支架	3	高度方向超声波传感器

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						4	螺母	5	挡板	6	长度方向超声波传感器支架
7	长度方向超声波传感器	8	螺母	9	操作台面
						10	宽度方向超声波传感器	11	宽度方向超声波传感器支架	12	螺母

具体实施方式

药品进入药房，不同种的药品可能因为运输而混入另一种药品。若药品没有放置正确，因不同种药品的药盒尺寸一般是不一样的，可以通过尺寸检测和判别来避免药盒被混淆。如果药品摆放的类别是正确的，但是摆放的方位不对，比如药盒摆放倾斜，甚至颠倒药盒的宽度和高度，会导致药盒不能按正确方位进入储药柜，那么就必须进行检测并作出报警。

如图1～2所示，上药输送装置，在输送机前端的上方设有高度方向超声波传感器支架2，高度方向超声波传感器3通过螺母4固定在高度方向超声波传感器支架2上；输送机前端的侧向设有宽度方向超声波传感器支架11，宽度方向超声波传感器10通过螺母12固定在宽度方向超声波传感器支架11上；在输送机后端的正向设有长度方向超声波传感器支架6，长度方向超声波传感器7通过螺母8固定在长度方向超声波传感器支架6上。高度方向超声波传感器3、宽度方向超声波传感器10和长度方向超声波传感器7呈三维正交设置。在输送皮带1的一侧安装有挡板5，输送机外围有操作台面9，输送机的步进电机驱动输送皮带1运转。

应用时，首先，服务器生成当前上药周期内(一般为2～3天)需要上的药品的品名、规格、产地清单和数量，并发送给上药管理计算机；上药管理计算机把上药清单显示在计算机屏幕应用程序界面上，上药员可以按清单默认的顺序选择需要上的药品，也可以自主选择当前上什么品种的药。选定药品后，界面提示上药员该品种药品当前可以摆放的最大数量，并提示药品正确的摆放方位。上药员把相应数量的药品按正确的方位摆放在皮带输送机上，其中第一盒药头部靠近输送机带面的T型条，按操作台面的“尺寸扫面”按钮，三个超声波传感器同时检测摆放药品的长度、宽度和高度尺寸，宽度和高度方向超声波传感器采集获得宽度和高度尺寸，跟服务器尺寸表对比，如果尺寸不相符，报警灯常亮，提示上药员药品摆放有误，输送机的步进电机不运动，药品不能进入，直到检测的药品尺寸正确，步进电机才能运动。长度方向超声波传感器采集获得的长度尺寸，跟服务器尺寸表对比，从而可以计算出药盒的数量是否正确，如果数量不正确，报警灯高频闪烁，提示增加或者减少药盒，直到盒数正确后步进电机才能正常运转，从而输送皮带运动，药盒按摆放先后顺序进入机械手。在皮带输送机进药的同时，宽度和高度方向超声波传感器还在线检测药盒宽度和高度，如果摆放的一列药中有一盒药宽度和高度方向摆颠倒了，报警灯低频闪烁报警，步进电机停止运行，直到上药员把药盒摆正确，步进电机才能继续运行，输送机把所有药品正确的送入机械手后，高度方向超声波传感器检测带面高度，由于T型条高于带面5毫米，高度方向超声波传感器检测到这个高度差后，步进电机立即停止，输送机完成回零动作，完成一个上药输送动作，并等待上药员进行第二次上药操作。然后，药盒由上药输送系统进入上药机械手，再由机械手把药盒送到指定的储位上。

超声波传感器测距采用波反射的原理，检测时间差乘以声波在空气中的速度就可以得到超声波发射面离前面障碍的距离。在没有药盒的时候，超声波检测距离为A，放置药盒后检测距离为B，那么药盒的实际宽度为A-B。超声波传感器输出电压量，测量距离与输出电压呈线性关系，所以实际使用中采用更加方便的标定方法，把宽度a的药盒紧靠输送机基准，传感器输出电压Va；把宽度b的药盒靠近输送机基准，传感器输出电压Vb。超声波传感器标定的直线方程为：

$\frac{x-a}{\mathrm{Vx}-\mathrm{Va}}=\frac{b-a}{\mathrm{Vb}-\mathrm{Va}},$ 其中x为药盒宽度，Vx为输出电压值。

具体设计时，输送机采用皮带输送机，上药输送系统采用半自动交互模式工作，设计输送机最大带速0.5m/s。输送机长度与设计最大摆放的药盒数量有关系，一次摆放的药盒总长度不会超过机械手长度(机械手长度为0.5m)，结合操作方便，输送机带净长0.9m。考虑到最宽的药盒不超过200mm，故设计输送机带面宽度为200mm。

药盒放置需要基准，宽度方向靠输送机框架定位，长度方向靠T型条定位，为方便操作和报警提示，输送机外围设计操作台面。

输送机驱动电机的选择：输送机输送药盒，输送皮带需要走过所有药盒长度的距离。考虑到药盒的重量、输送带重量、加速度、输送带驱动带轮直径，计算输送带需要的电机扭矩，查找步进电机速度扭矩图，选择57机座的步进电机可以满足需要。

超声波传感器的选择、设置与标定：检测超声波传感器长度、宽度和高度方向尺寸的主要参数如下表

传感器	测量范围(mm)	分辨率(mm)	换能器频率(KHz)	输出类型
					长度传感器	60～2000	终值的±0.1％	175	DC0-10V
宽度传感器	30～500	终值的±0.1％	380	DC0-10V
					高度传感器	30～500	终值的±0.1％	380	DC0-10V

三个超声波传感器轴线成正交布局，利用反射式原理测量药盒的长度、宽度和高度。考虑到超声波传感器固有的盲区范围，长度方向超声波传感器发射面离T型条(在零位时)距离为700mm，宽度方向超声波传感器发射面离输送机靠边距离为210mm，高度方向超声波传感器发射面离输送机带面距离为130mm。超声波传感器标定，选择已知准确尺寸的药盒，靠T型条和输送机靠边放置稳当，同时采集各超声波传感器的输出电压，获得一组尺寸与电压对应值。不同尺寸的药盒，反复采集8组数据，采用最小二乘法拟和出长度、宽度和高度方向的电压和尺寸对应直线方程。实际获得的长度方向传感器的线性回归系数为0.9989，宽度方向线性回归系数为0.9994，高度方向线性回归系数为0.9997，线性度高。获得以上三个直线方程后，读取超声波传感器的输出电压，就可以算出药盒的实际尺寸。

报警灯和操作按钮的设计：为防止没有药盒放置时超声波传感器也启动尺寸检测，导致获得错误数据，故设置一个按钮，作为扫描开始的触发信号，上药员在输送机皮带上摆好药盒后才按一下按钮，进行尺寸扫描。如果药盒传输过程中，检测到尺寸错误，报警红灯亮常亮提示药盒品种摆放错误，高频闪烁提示药盒数量有偏差，低频闪烁提示药盒的宽度和高度方向被颠倒。在有错误情况发生时，步进电机皆不旋转，输送机不能前进，保证了药盒不被错误送入。

可以明显表明，本发明上药输送的方法，利用步进电机驱动输送机做定位控制，结合超声波传感器在线检测药盒尺寸并能对尺寸错误作出提示和报警；步进电机转过一定的角度，皮带输送机就前进一定的距离，放在皮带上面药盒就前进一定距离，直到把所有药盒送入机械手。三维空间轴线正交放置的三个超声波传感器实时在线检测药盒尺寸，长度方向超声波传感器在步进电机运行前检测药盒总长度除以药盒尺寸库中药盒单位长度，可以得到当前上药的数量，从而检测药盒数量是否正确。宽度和高度方向超声波传感器在输送带运行前检测药盒宽度和高度，以此判断药盒种类是否摆放错误，宽度和高度方向超声波传感器在输送机运行时还检测药盒的宽度和高度尺寸，如果药盒队列中有宽度或者高度不合适，输送机停止工作，确保药盒能够正确输送。在药品输送过程中若有错误发生，皮带输送机均不能前进。显然，能够成功实现输送确定数量的盒装药品，并准确判断药盒尺寸是否超限和药盒摆放方位是否正确，经济效益显著。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (3)

1.盒装药品上药输送的方法，其特征在于：包括以下步骤——

①由服务器生成当前上药周期内需要上药药品的品名、规格、产地和数量清单，并发送给上药管理计算机，上药管理计算机把上药清单显示在计算机屏幕应用程序界面上，按清单默认的顺序选择需要上的药品，或者自主选择当前上药的品种；

②选定药品后，界面提示该品种药品当前允许摆放的最大数量，并提示药品正确的摆放方位，把相应数量的药品按正确的方位摆放在输送机上，其中第一盒药头部靠近输送机带面的T型条；

③三个超声波传感器同时检测摆放药盒的长度、宽度和高度尺寸，宽度和高度方向超声波传感器采集获得第一个药盒的宽度和高度尺寸与服务器尺寸表对比，如果尺寸不相符，报警灯常亮，提示药品摆放有误，输送机的驱动电机不运行，药品不能进入，直到检测的药品尺寸正确，驱动电机才运行；长度方向超声波传感器采集获得的长度尺寸与服务器尺寸表对比，计算出药盒的数量是否正确，如果数量不正确，报警灯高频闪烁，提示增加或者减少药盒，直到药盒盒数正确后驱动电机才正常运转；输送机运行，药盒按摆放先后顺序进入机械手；在输送机运行送药的同时，宽度和高度方向超声波传感器在线检测药盒宽度和高度，如果摆放的一列药中有宽度和高度方向颠倒的药盒，报警灯低频闪烁报警，输送机的驱动电机停止运行，直到药盒摆放正确，驱动电机才继续运行；

④输送机把所有药品正确地送入后续工作的机械手后，高度方向超声波传感器检测输送机带面高度，由于T型条高于带面，高度方向超声波传感器检测到高度差后，输送机的驱动电机立即停止，输送机完成回零动作，完成一次上药输送动作。

2.根据权利要求1所述的盒装药品上药输送的方法，其特征在于：三个超声波传感器的轴线呈三维空间正交设置，长度方向超声波传感器检测药盒总长度，根据药盒尺寸库中药盒单位长度，计算得出当前上药的数量，从而检测药盒数量是否正确；宽度和高度方向超声波传感器不仅在输送带运行前检测药盒宽度和高度，在输送机运行时也检测药盒的宽度和高度。

3.根据权利要求1所述的盒装药品上药输送的方法，其特征在于：输送机采用皮带式输送机，输送机的驱动电机为步进电机，步进电机转过一定角度，皮带式输送机就前进一定距离，放在皮带上的药盒也相应前进一定距离。

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