CN102910568A - 一种安瓿激光自动开启装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安瓿激光自动开启装置及其方法，安瓿激光自动开启装置包括有带有窗门的壳体、位于壳体内且滑动设置于壳体底板上的用于放置安瓿的安瓿装卡机构、位于壳体内且固定设置于壳体底板上相对安瓿装卡机构设置的激光切割机、设置于壳体上倾斜设置的滑槽、以及分别与驱动安瓿装卡机构和激光切割机连接且带有电源驱动模块的单片机，滑槽的上端位于安瓿装卡机构顶端的前方，下端伸出到壳体外。本发明安瓿激光自动开启装置的结构设计合理，采用激光进行切割，且整个切割过程为自动化操作，操作简单，不会造成人员损伤，切割开启的过程中不会产生粉尘污染安瓿中的药液或样品，且本装置保证了安瓿开启装置在激光切割过程中的稳定性和切割的速度。

Description

一种安瓿激光自动开启装置及其方法

 

技术领域

本发明涉及安瓿开启领域，具体是一种安瓿激光自动开启装置及其方法。

背景技术

安瓿是一种用于存放注射用药物以及疫苗、血清等的密封小瓶。自安瓿诞生以来，安瓿的开启无论是手工和自动都一直采用机械方式，即砂轮切割之后再通过手或者机械方式折断或打掉安瓿的颈部。这种方式有如下问题：1、手工开启的劳动强度较大，而且敲打安瓿头部时经常出现破碎现象，弄伤医护人员的手指；2、无论是手工还是自动开启安瓿，都是使用砂轮在瓶颈上划线，然后再通过施加外力和敲击的方法去掉安瓿的头部，这种开启方式容易产生粉尘和玻璃碎屑，掉入安瓿中，造成药液或样品污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安瓿激光自动开启装置及其方法，采用激光进行切割，且整个切割过程为自动化操作，操作简单，不会造成人员损伤，且切割开启的过程中不会产生粉尘污染安瓿中的药液或样品。

本发明的技术方案为：

一种安瓿激光自动开启装置，包括有带有窗门的壳体、位于壳体内且滑动设置于壳体底板上的用于放置安瓿的安瓿装卡机构、位于壳体内且固定设置于壳体底板上相对安瓿装卡机构设置的激光切割机、设置于壳体上倾斜设置的滑槽、以及分别与驱动安瓿装卡机构和激光切割机连接且带有电源驱动模块的单片机；所述的滑槽的上端位于安瓿装卡机构顶端的前方，下端伸出到壳体外。

所述的壳体外壁上设置有与所述单片机连接的键盘操作装置和信号指示灯；所述的窗门上设置有与所述单片机连接的窗门安全自锁开关。

所述的壳体内位于安瓿装卡机构的上方设置有与所述单片机连接的真空吸尘管。

所述的安瓿装卡机构为前倾的结构；其具体包括安装架、固定连接于安装架下部前端的安装支板、安装于安装支板上的安瓿支撑机构、固定设置于安装架顶端的安瓿固定及夹紧机构、安装于安装支板上且位于安瓿固定及夹紧装置前端的安瓿驱动转动机构和设置于安装架底端的滑动机构；

所述的安瓿支撑机构包括有固定安装于安装支板上端面上的升降导柱、滑动安装于升降导柱上的托板和与托板连接用于驱动托板升降的安瓿升降电机，且托板上设置有多个用于放置安瓿的安装位；

所述的安瓿固定及夹紧机构包括设置于安装架顶端的安瓿固定及夹紧电机、连接于安装架顶端且伸向前端的推拉导柱、固定连接于安瓿固定及夹紧电机输出轴上且套装于推拉导柱前端的滑杆、多个套装于滑杆前端且平行设置的导向杆、多个分别固定设置于对应导向杆前端的滑块、多个分别套装于对应导向杆上的弹簧、多个固定连接于对应滑块前端的滚轮、多个固定设置于滑块底端的挡片、多个固定设置于滑杆底端且位于对应挡片后端的安瓿检测传感器；

所述的安瓿驱动转动机构包括设置于安装支板下端面上的安瓿驱动转动电机、多对带轮和惰轮，缠绕于安瓿驱动转动电机、多对带轮和惰轮上的皮带轮和多对设置于安装支板上端面上且位于所述托板相应安装位前端的驱动转柱，驱动转柱的底端分别伸到安装支板下方与多对对应的带轮固定连接，所述的皮带轮带动带轮的旋转方向相同；

所述的滑动机构包括有固定安装于壳体底板上的滑道和固定安装于壳体底板上且平行设置于滑道侧部的齿条，固定设置于安装架上的滑动电机、与滑动电机输出轴固定连接且与齿条啮合的齿轮、固定安装于安装架底端且置于滑道上的滑块；

所述的安瓿固定及夹紧电机、安瓿升降电机、安瓿驱动转动电机、滑动电机和安瓿检测传感器均与单片机连接。

所述的导向杆、滑块、弹簧、滚轮、托板上安装位的个数均为6个；所述的托板前端面上且位于6个安装位的前端处上均设置有用于卡置驱动转柱的卡槽，所述的驱动转柱为6对且分别卡置于相对的卡槽内，所述的带轮为6对且分别与对应的驱动转柱固定连接。

所述的安瓿固定及夹紧电机和安瓿升降电机均选用直线步进电机；所述的安瓿固定及夹紧电机、安瓿升降电机和滑动电机上均设置有与单片机连接的复位传感器，。

所述的安瓿装卡机构前倾的角度为沿竖直方向前倾20度；所述的安瓿装卡机构还包括用于包裹安瓿装卡机构内部结构的外罩，外罩顶部设置有用于放置安瓿的安装孔。

一种安瓿激光自动开启方法，包括以下步骤：

（1）、打开电源，首先通过键盘操作装置选择需要开启的安瓿尺寸，安瓿装卡机构自动调整高度和直径以适应所选尺寸安瓿的开启操作，同时激光切割机也会自动调整焦距确保光斑聚焦在相应尺寸的瓶颈之上；

（2）、打开窗门，将安瓿放置于安瓿装卡机构的安瓿安装位上，放置好后，关上窗门，按下键盘操作装置上的开始键，单片机首先会检测每一个安瓿安装位上是否放置安瓿，然后激光切割机开始切割，未放置安瓿的安装位在切割过程中会自动掉过；

（3）、激光切割机切割完成后，关闭电源，将开启后的安瓿从安瓿装卡机构上取下，结束安瓿开瓶操作。

所述的步骤1中打开电源后，键盘操作装置操作前，单片机会自动检测安瓿激光自动开启装置整体复位状况，当安瓿激光自动开启装置已复位，则继续键盘操作装置的操作，如未复位，则单片机会自动报警。

所述的步骤2中按下键盘操作装置上的开始键后，窗门会被自动锁上，装置运行时将无法被打开，同时指示灯点亮，表明设备正在运行当中。

所述的滚轮由橡胶材料制成，以减小对安瓿造成损伤的可能性。

本发明的优点：

（1）、本发明采用单片机控制安瓿装卡机构卡置安瓿，同时控制激光切割机进行切割，整个切割过程为自动化操作，安全简单，且激光切割过程中不会产生粉尘污染安瓿中的药液或样品；

（2）、本发明装置的门窗上设置有窗门安全自锁开关，保证了装置在运行过程中，窗门不会打开，保证开启安瓿过程中的安全性；

（3）、本发明装置上设置有滑槽，保证切割后安瓿头部从滑槽中滑出自动落在装置外的废料箱中，从而进行有效回收；所述的安瓿装卡机构的上方设置有真空吸尘管，保证了切割开启的过程中，可将切割中可能产生的少量烟尘吸走；

（4）、本发明装置的安瓿固定及夹紧装置集合固定、夹紧、旋转、检测安瓿于一体，保证了安瓿在激光切割过程中的定位稳定，且检测安瓿放置情况和旋转切割保证了切割速度；

（5）、本发明装置的安瓿固定及夹紧装置整体为前倾的结构，保证了安瓿放入安瓿固定及夹紧装置后，可以靠自重使其自然紧靠在相对的驱动转柱上，同时保证激光切断安瓿头部后，安瓿头部可以靠自重通过滑槽掉落到废料箱之中。

本发明安瓿激光自动开启装置的结构设计合理，采用激光进行切割，且整个切割过程为自动化操作，操作简单，不会造成人员损伤，切割开启的过程中不会产生粉尘污染安瓿中的药液或样品，且本装置保证了安瓿开启装置在激光切割过程中的稳定性和切割的速度。

附图说明

图1是本发明安瓿激光自动开启装置的外部结构示意图。

图2是本发明安瓿激光自动开启装置的透视图。

图3是本发明安瓿激光自动开启装置的内部结构示意图。

图4是本发明安瓿固定及夹紧装置的西南轴测视图。

图5是图4中A向视角的结构示意图。

图6是本发明安瓿固定及夹紧装置的右视图。

图7是本发明安瓿固定及夹紧装置中滑块和滑杆的连接结构示意图。

图8是本发明安瓿激光自动开启装置的控制原理图。

具体实施方式

一、见图1、图2、图3，一种安瓿激光自动开启装置，包括有带有窗门3的壳体1、位于壳体1内且滑动设置于壳体底板2上的用于放置安瓿的安瓿装卡机构4、位于壳体1内且固定设置于壳体底板2上相对安瓿装卡机构4设置的激光切割机5、设置于壳体1内且位于安瓿装卡机构的上方的真空吸尘管6、设置于壳体1上倾斜设置的滑槽7、设置于壳体外壁上的键盘操作装置8和信号指示灯9、设置于窗门3上的安全自锁开关10、以及分别与驱动安瓿装卡机构4、激光切割机5、真空吸尘管6、键盘操作装置8、信号指示灯9和安全自锁开关10连接且带有电源驱动模块的单片机11（见图8），滑槽7的上端位于安瓿装卡机构4顶端的前方，下端伸出到壳体1外。

见图4、图5、图6，安瓿装卡机构4其整体结构沿竖直方向前倾二十度；其具体包括安装架41、固定连接于安装架41下部前端的安装支板42、安装于安装支板42上的安瓿支撑机构、固定设置于安装架41顶端的安瓿固定及夹紧机构、安装于安装支板42上且位于安瓿固定及夹紧装置前端的安瓿驱动转动机构和设置于安装架41底端的滑动机构、用于包裹安瓿装卡机构内部结构的外罩43，外罩43顶部设置有用于放置安瓿的安装孔44（见图3）；

见图4、图5、图6，安瓿支撑机构包括有固定安装于安装支板42上端面上的升降导柱45、滑动安装于升降导柱45上的托板46和与托板46连接用于驱动托板46升降的安瓿升降电机47，且托板46上设置有六个用于放置安瓿12的安装位；本装置可以应用于多款不同尺寸的安瓿开启，具体可以应用于从1毫升、2毫升、3毫升、5毫升、10毫升、20毫升、25毫升、和30毫升八种尺寸的安瓿开启；装置启动后，单片机11控制安瓿升降电机47将托板46沿升降导柱45移至安瓿12的底部用于支撑安瓿12，每次操作可以最多放入安瓿12的数量可以根据用户要求而定，附图中所示结构最多可放入六个相同尺寸的安瓿，适应性强，效率高；

见图4、图6、图7，安瓿固定及夹紧机构4包括设置于安装架41顶端的安瓿固定及夹紧电机48、两个连接于安装架41顶端两侧且伸向前端的推拉导柱49、固定连接于安瓿固定及夹紧电机45输出轴上且套装于推拉导柱49前端的滑杆410、六个套装于滑杆410前端且平行设置的导向杆411、六个分别固定设置于对应导向杆411前端的滑块412、六个分别套装于对应导向杆411上的弹簧413、六个固定连接于对应滑块412前端的滚轮414、六个固定设置于滑块412底端的挡片415、六个固定设置于滑杆410底端且位于对应挡片415后端的安瓿检测传感器416；见图4、图7，安瓿12放入托板46的安装位后，由于装置整体倾斜结构安瓿12自然坐落于两个驱动转柱421中间，装置启动后，单片机11控制安瓿固定及夹紧电机48推动滑杆410向前移动，滑杆410由左右两个推拉导柱49导向，滑杆410压紧弹簧413并推动滑块412前移直至滑块412上的滚轮414与安瓿12接触，将安瓿12压在两个驱动转柱412中间；压紧力是由弹簧413决定的，当滑杆410前移挤压弹簧413时，其滑杆410底部的安瓿检测传感器416被滑块412底部的挡片415挡住，安瓿检测传感器416发出安瓿12已被压紧的信号。如果某个安装位上的安瓿检测传感器416没有发出压紧信号，这说明该位置上没有放置安瓿，激光切割机5切割时将跳过这个安装位；

见图4、图5、图6，安瓿驱动转动机构包括设置于安装支板42下端面上的安瓿驱动转动电机417、六对带轮418和惰轮419，缠绕于安瓿驱动转动电机417、六对带轮418和惰轮419上的皮带轮420和六对设置于安装支板42上端面上且卡置于托板46卡槽内的驱动转柱421，驱动转柱421的底端分别伸到安装支板42下方与六对对应的带轮418固定连接，皮带轮420带动带轮418的旋转方向相同；装置启动后，单片机11控制安瓿驱动转动电机417通过皮带轮带动六对带轮418和惰轮419转动，六对带轮418带动六对驱动转柱421转动，驱动转柱421通过摩擦力带动安瓿12绕其自己的中心轴旋转；为增大摩擦力，转柱表面涂上了摩擦系数较大的橡胶材料；

见图4、图5、图6，滑动机构包括有固定安装于壳体底板2上的滑道422和固定安装于壳体底板2上且平行设置于滑道422侧部的齿条423，固定设置于安装架41上的滑动电机424、与滑动电机424输出轴固定连接且与齿条423啮合的齿轮425、固定安装于安装架41底端且置于滑道422上的滑块426；装置启动后，单片机11控制滑动电机424带动齿轮425转动，由于与齿轮425啮合的齿条423固定，所以齿轮425带动安瓿固定及夹紧机构4左移，即滑块426沿滑道422左移，当第一个安瓿12到达激光切割点的位置后，安瓿装卡机构4停住，激光射出，打在不断旋转的安瓿12颈上，安瓿旋转一周或一周以上，激光将会切断安瓿的瓶颈，安瓿的头部靠重力，通过滑槽7自动掉落在废料箱之中，激光切割时，真空吸尘管6将激光切割时可能产生的少量烟尘吸走，当第一个安瓿12切割完成后，滑动电机424会继续带动安瓿固定及夹紧机构4左移直至第二个安瓿12到达激光切割点的位置后，直到放置在安瓿装卡机构4中的所有安瓿开启完毕；所有安瓿开启完成后，安瓿装卡机构4自动向右移动，回到初始位置，窗门3的安全自锁开关10释放，指示灯9熄灭，操作人员可以打开窗门3，取出开启的安瓿12，抽取样本或药液；

见图8，安瓿装卡机构4的安瓿升降电机47、安瓿固定及夹紧电机48、安瓿驱动转动电机417、滑动电机424和安瓿检测传感器416均与单片机11连接；安瓿升降电机47、安瓿固定及夹紧电机48和滑动电机424上均设置有与单片机11连接的复位传感器427，用于电源启动时，各电机的复位检测；安瓿升降电机47和安瓿固定及夹紧电机48均选用直线步进电机。

二、一种安瓿激光自动开启方法，包括以下步骤：

（1）、打开电源，单片机11会自动检测安瓿激光自动开启装置4整体复位状况，当安瓿激光自动开启装置4未复位，则单片机会自动报警，当激光自动开启装置4已复位，则通过键盘操作装置8选择需要开启的安瓿尺寸，安瓿装卡机构4自动调整高度和直径以适应所选尺寸安瓿的开启操作，同时激光切割机5也会自动调整焦距确保光斑聚焦在相应尺寸的瓶颈之上；

（2）、打开窗门3，将安瓿12放置于安瓿装卡机构4的安瓿安装位上，放置好后，关上窗门3，按下键盘操作装置8上的开始键，窗门3会被自动锁上，装置运行时将无法被打开，同时指示灯9点亮，表明设备正在运行，然后单片机11首先会检测每一个安瓿安装位上是否放置安瓿12，然后激光切割机5开始切割，未放置安瓿12的安装位在切割过程中会自动掉过；

（3）、激光切割机5切割完成后，关闭电源，将开启后的安瓿12从安瓿装卡机构4上取下，结束安瓿开瓶操作。

Claims (10)

1.一种安瓿激光自动开启装置，其特征在于：包括有带有窗门的壳体、位于壳体内且滑动设置于壳体底板上的用于放置安瓿的安瓿装卡机构、位于壳体内且固定设置于壳体底板上相对安瓿装卡机构设置的激光切割机、设置于壳体上倾斜设置的滑槽、以及分别与驱动安瓿装卡机构和激光切割机连接且带有电源驱动模块的单片机；所述的滑槽的上端位于安瓿装卡机构顶端的前方，下端伸出到壳体外。

2.根据权利要求1所述的一种安瓿激光自动开启装置，其特征在于：所述的壳体外壁上设置有与所述单片机连接的键盘操作装置和信号指示灯；所述的窗门上设置有与所述单片机连接的窗门安全自锁开关。

3.根据权利要求1所述的一种安瓿激光自动开启装置，其特征在于：所述的壳体内位于安瓿装卡机构的上方设置有与所述单片机连接的真空吸尘管。

4.根据权利要求1所述的一种安瓿激光自动开启装置，其特征在于：所述的安瓿装卡机构为前倾的结构；其具体包括安装架、固定连接于安装架下部前端的安装支板、安装于安装支板上的安瓿支撑机构、固定设置于安装架顶端的安瓿固定及夹紧机构、安装于安装支板上且位于安瓿固定及夹紧装置前端的安瓿驱动转动机构和设置于安装架底端的滑动机构；

所述的安瓿支撑机构包括有固定安装于安装支板上端面上的升降导柱、滑动安装于升降导柱上的托板和与托板连接用于驱动托板升降的安瓿升降电机，且托板上设置有多个用于放置安瓿的安装位；

所述的安瓿固定及夹紧机构包括设置于安装架顶端的安瓿固定及夹紧电机、连接于安装架顶端且伸向前端的推拉导柱、固定连接于安瓿固定及夹紧电机输出轴上且套装于推拉导柱前端的滑杆、多个套装于滑杆前端且平行设置的导向杆、多个分别固定设置于对应导向杆前端的滑块、多个分别套装于对应导向杆上的弹簧、多个固定连接于对应滑块前端的滚轮、多个固定设置于滑块底端的挡片、多个固定设置于滑杆底端且位于对应挡片后端的安瓿检测传感器；

所述的安瓿驱动转动机构包括设置于安装支板下端面上的安瓿驱动转动电机、多对带轮和惰轮，缠绕于安瓿驱动转动电机、多对带轮和惰轮上的皮带轮和多对设置于安装支板上端面上且位于所述托板相应安装位前端的驱动转柱，驱动转柱的底端分别伸到安装支板下方与多对对应的带轮固定连接，所述的皮带轮带动带轮的旋转方向相同；

所述的滑动机构包括有固定安装于壳体底板上的滑道和固定安装于壳体底板上且平行设置于滑道侧部的齿条，固定设置于安装架上的滑动电机、与滑动电机输出轴固定连接且与齿条啮合的齿轮、固定安装于安装架底端且置于滑道上的滑块；

所述的安瓿固定及夹紧电机、安瓿升降电机、安瓿驱动转动电机、滑动电机和安瓿检测传感器均与单片机连接。

5.根据权利要求4所述的一种安瓿激光自动开启装置，其特征在于：所述的导向杆、滑块、弹簧、滚轮、托板上安装位的个数均为6个；所述的托板前端面上且位于6个安装位的前端处上均设置有用于卡置驱动转柱的卡槽，所述的驱动转柱为6对且分别卡置于相对的卡槽内，所述的带轮为6对且分别与对应的驱动转柱固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种安瓿激光自动开启装置，其特征在于：所述的安瓿固定及夹紧电机和安瓿升降电机均选用直线步进电机；所述的安瓿固定及夹紧电机、安瓿升降电机和滑动电机上均设置有与单片机连接的复位传感器，。

7.根据权利要求4所述的一种安瓿激光自动开启装置，其特征在于：所述的安瓿装卡机构前倾的角度为沿竖直方向前倾20度；所述的安瓿装卡机构还包括用于包裹安瓿装卡机构内部结构的外罩，外罩顶部设置有用于放置安瓿的安装孔。

8.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的一种安瓿激光自动开启方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、打开电源，首先通过键盘操作装置选择需要开启的安瓿尺寸，安瓿装卡机构自动调整高度和直径以适应所选尺寸安瓿的开启操作，同时激光切割机也会自动调整焦距确保光斑聚焦在相应尺寸的瓶颈之上；

（2）、打开窗门，将安瓿放置于安瓿装卡机构的安瓿安装位上，放置好后，关上窗门，按下键盘操作装置上的开始键，单片机首先会检测每一个安瓿安装位上是否放置安瓿，然后激光切割机开始切割，未放置安瓿的安装位在切割过程中会自动掉过；

（3）、激光切割机切割完成后，关闭电源，将开启后的安瓿从安瓿装卡机构上取下，结束安瓿开瓶操作。

9.根据权利要求8所述的一种安瓿激光自动开启方法，其特征在于：所述的步骤1中打开电源后，键盘操作装置操作前，单片机会自动检测安瓿激光自动开启装置整体复位状况，当安瓿激光自动开启装置已复位，则继续键盘操作装置的操作，如未复位，则单片机会自动报警。

10.根据权利要求8所述的一种安瓿激光自动开启方法，其特征在于：所述的步骤2中按下键盘操作装置上的开始键后，窗门会被自动锁上，装置运行时将无法被打开，同时指示灯点亮，表明设备正在运行当中。

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