CN103482863B - 静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医用机械设备领域，尤其涉及静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，包括旋转机构和割夹机构，割夹机构包括割夹机座、割刀组件、夹瓶组件、推杆组件和转瓶组件。本发明通过以上结构，实现自动化夹安瓿瓶、夹粉剂瓶、割安瓿瓶头和旋转倒垃圾的功能，提高切割安瓿瓶、粉剂瓶等玻璃瓶的效率，并且有效防止操作不当使玻璃及砂轮的微粒或者玻璃碎片落入药瓶中造成污染的风险。
Description
技术领域
本发明涉及医用机械设备领域，尤其涉及静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手。
背景技术
安瓿瓶是用玻璃管烧制的，广泛运用于盛放注射制剂和必须隔绝空气高纯度化学药品。安瓿的乳头用明火封装以隔绝空气，瓶颈部标有记号，当施加压力时瓶颈会折断，以便提取药液。开启前先用砂轮在瓶颈处切出划痕，消毒瓶颈，将乳头向上，使药液全部流入瓶体内，然后将瓶颈折断即可。易折型安瓿在乳头处标示出厂家预先切割得的部位，按照这个方向将乳头直接折断即可。错误操作可导致的在开启安瓿时将乳头甚至瓶体弄碎，导致医务人员受伤及可能将玻璃碎片落入药液中造成污染，也可能导致玻璃及砂轮的微粒也会导致药液污染。
并且随着医疗人员的工作量增加，开启安瓿瓶这样的工作会占用大量的时间。除了安瓿瓶外，还有粉剂瓶等其他需切割开启的玻璃瓶，有与安瓿瓶同样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，提高切割安瓿瓶、粉剂瓶等玻璃瓶的效率，并且有效防止操作不当使玻璃及砂轮的微粒或者玻璃碎片落入药瓶中造成污染的风险。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：包括旋转机构和割夹机构，割夹机构包括割夹机座、割刀组件、夹瓶组件、推杆组件和转瓶组件；
所述旋转机构包括旋转步进电机和蜗轮蜗杆减速机，所述割夹机构固定在所述蜗轮蜗杆的输出端，所述蜗轮蜗杆的另外一端还设有圆型编码器一、断电电磁刹车和原点光电传感器；
割刀组件包括步进电机一、连接块一、步进电机二、高精密滑轨副一、导杆二、直流电机、割刀安装座、旋转回位弹簧、割刀和圆形编码器二，所述步进电机一横向固定在所述割夹机座上，所述步进电机一的丝杆与所述连接块一连接，所述连接块一与步进电机一的丝杆通过螺纹配合，所述连接块一安装在所述高精密滑轨副一的移动端，所述高精密滑轨副一的安装端固定在所述割夹机座上，所述步进电机二固定在竖直设置的所述导杆二上，所述导杆二内设有丝杆一，所述导杆与丝杆一通过螺纹配合，所述连接块一通过轴承连接着丝杆一，所述步进电机二通过同步带同步轮副与所述丝杆一连接；
所述割刀安装座固定在所述导杆二上，所述割刀安装座与所述导杆二之间设有所述旋转回位弹簧，所述割刀安装座上设有所述直流电机、割刀和圆形编码器二，所述割刀安装在所述割刀安装座靠近所述夹瓶组件一端，所述直流电机通过皮带轮副与割刀连接；
所述夹瓶组件包括连接块二、高精密滑轨副二、连杆、夹头、浮动块、浮动块回位弹簧、压力传感器一和步进电机三，所述步进电机三横向固定在所述割夹机座上，所述连接块二与所述步进电机三的丝杆连接，所述连接块二与所述步进电机三通过螺纹配合，所述连接块二安装在所述高精密滑轨副二的移动端，所述高精密滑轨副二的安装端固定在所述割夹机座上，所述连杆固定在所述连接块二上，所述夹头为两个并列竖直布置的夹轮，所述夹头安装在所述浮动块上，所述浮动块通过浮动块回位弹簧安装在所述连杆上；
所述推杆组件包括传动用步进电机四、导杆一、顶杆、压力传感器二、增大托和跟随弹簧，所述步进电机四通过同步轮传动带副连接竖直设置的所述导杆一，所述压力传感器二固封于顶杆上端内腔内，所述增大托设有顶杆的上端部，所述推杆组件位于主动轮与夹头之间；
所述转瓶组件包括步进电机五和主动轮，所述步进电机五固定在所述割夹机座上，所述步进电机五通过同步轮同步带副连接竖直设置的所述主动轮，所述主动轮置于夹头的位移方向上，并且位于夹头的两夹轮中间位置。
优选的，所述压力传感器二为电容式压力传感器。
优选的，所述旋转步进电机为86步进电机。
优选的，所述步进电机三为42步进电机。
优选的，所述步进电机五为42步进电机。
优选的，所述步进电机一为42步进电机。
优选的，所述步进电机二为42步进电机。
优选的，所述主动轮外层设有主动轮护罩。
优选的，所述夹轮外设有夹轮护罩。
优选的，所述旋转机构的旋转角度为180°
本发明通过以上结构，实现自动化夹安瓿瓶、夹粉剂瓶、割安瓿瓶头和旋转倒垃圾的功能，提高切割安瓿瓶、粉剂瓶等玻璃瓶的效率，并且有效防止操作不当使玻璃及砂轮的微粒或者玻璃碎片落入药瓶中造成污染的风险。
附图说明
图1是本发明的主视示意图。
图2是本发明的俯视示意图。
图3是割夹机构的俯视示意图。
图4是割刀组件的主视示意图。
图5是图4 A-A方向的剖视示意图。
图6是夹瓶组件的后视示意图。
图7是图6的剖视示意图。
图8是推杆组件的剖视示意图。
图9是转瓶组件的剖视示意图。
其中：11000、旋转机构；11100、旋转步进电机；12000、割夹机构；
12100、割刀组件；12102、连接块一；12103、丝杆一；12104、高精密滑轨副一；12105、导杆二；12106、直流电机；12108、圆形编码器二；12109、割刀；12110、进电机一；12111、割刀安装座；12112、旋转回位弹簧；12113、步进电机二；12200、夹瓶组件；12201、连接块二；12203、高精密滑轨副二；12204、连杆；12205、夹轮；12206、浮动块；12207、浮动块回位弹簧；12209、压力传感器一；12210、步进电机三；12300、推杆组件；12302、导杆一；12303、顶杆；12304、压力传感器二；12305、增大托；12306、跟随弹簧；12307、步进电机四；12400、转瓶组件；12404、步进电机五；12402、主动轮；12403、主动轮护罩；12500、割夹机座。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至图3所示，静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，包括旋转机构11000和割夹机构12000，割夹机构12000包括割夹机座12500、割刀组件12100、夹瓶组件12200、推杆组件12300和转瓶组件12400。
所述旋转机构11000包括旋转步进电机11100和蜗轮蜗杆减速机，所述割夹机构固定在所述蜗轮蜗杆的输出端，所述蜗轮蜗杆的另外一端还设有圆型编码器一、断电电磁刹车和原点光电传感器。旋转机构11000的作用是待瓶内的药液处理完后自身翻转，将废弃的空瓶子倒掉。
如图4至图5所示，割刀组件12100包括步进电机一12110、连接块一12102、步进电机二12113、丝杆一12103、高精密滑轨副一12104、导杆二12105、直流电机12106、割刀安装座12111、旋转回位弹簧12112、割刀12109和圆形编码器二12108，所述步进电机一12110横向固定在所述割夹机座12500上，所述步进电机一12110的丝杆与所述连接块一12102连接，所述连接块一12102与步进电机一12110的丝杆通过螺纹配合，所述连接块一12102安装在所述高精密滑轨副一12104的移动端，所述高精密滑轨副一12104的安装端固定在所述割夹机座12500上，所述步进电机二12113固定在竖直设置的所述导杆二12105上，所述导杆二12105内设有丝杆一12103，所述导杆与丝杆一12103通过螺纹配合，所述连接块一12102通过轴承连接着丝杆一12103，所述步进电机二12113通过同步带同步轮副与所述丝杆一12103连接。
所述割刀12109安装座固定在所述导杆二12105上，所述割刀安装座12111与所述导杆二12105之间设有所述旋转回位弹簧12112，所述割刀安装座12111上设有所述直流电机12106、割刀12109和圆形编码器二12108，所述割刀12109安装在所述割刀安装座12111靠近所述夹瓶组件12200一端，所述直流电机12106通过皮带轮副与割刀12109连接。
其中割刀12109，驱动割刀12109旋转的直流电机12106和检测瓶颈位置用的圆型编码器二12108，割刀安装座12111，旋转回位弹簧12112等零件的左、右、上、下移动均跟随导杆二12105作相应的运动，而导杆二12105、及其驱动的步进电机二12113又是跟随连接块一12102一起作左右移动。
工作过程：将安瓿瓶置于推杆组件12300端面上，用夹瓶组件12200夹紧安瓿瓶，此时导杆二12105下移至最底点，控制左右移动的丝杆在步进电机一12110的控制下，驱动连接块一12102慢慢右移，直到割刀12109触碰到瓶子且割刀安装座12111相对圆型编码器二12108旋转一定角度后停止右移，而后控制导杆二12105上下移动的步进电机12110启动驱动导杆二12105慢慢上移，通过圆型编码器二12108检测，在旋转回位弹簧12112的作用下，并用程序计算其产生的最大差值割刀12109所处的位置，从而使割刀12109回到该位置即为安瓿瓶瓶颈位置。启动直流电机12106通过圆型皮带皮带轮副12107使割刀12109转动切割安瓿瓶；由于在旋转回位弹簧12112的作用下，所被切割的安瓿瓶并没有被直接切断，而是在瓶颈位置切割出一道切痕以便后续工序能正常、可靠地进行下去。
如图6至图7所示，所述夹瓶组件12200包括连接块二12201、高精密滑轨副二12203、连杆12204、夹头、浮动块12206、浮动块回位弹簧12207、压力传感器一12209和步进电机三12210，所述步进电机三12210横向固定在所述割夹机座12500上，所述连接块二12201与所述步进电机三12210的丝杆连接，所述连接块二12201与所述步进电机三12210通过螺纹配合，所述连接块二12201安装在所述高精密滑轨副二12203的移动端，所述高精密滑轨副二12203的安装端固定在所述割夹机座12500上，所述连杆12204固定在所述连接块二12201上，所述夹头为两个并列竖直布置的夹轮12205，所述夹头安装在所述浮动块上，所述浮动块通过浮动块回位弹簧安装在所述连杆12204上；
连杆12204、夹头12205、浮动块12206、浮动块回位弹簧12207、压力传感器一12209工作时始终跟随连接块12202一起作左右运动，夹瓶组件12200工作时须和转瓶组件12400中的主动轮12402相互作用才可将瓶夹紧。夹瓶组件12200的夹头为两个平行布置的夹轮12205，工作时与转瓶组件12209中的主动轮12402组成三角夹轮夹紧机构，被夹紧的瓶置于三角形中心位置，通过三个夹轮相互挤压而达到夹紧效果。
工作过程：当安瓿瓶或粉剂瓶放置于推杆组件12300端面前，通过程序协调控制左右移动的42步进电机三12210启动，通过丝杆带动连接块二12201向右移动到靠近瓶身位置处停下（该动作主要防止若两夹轮12205与转瓶组件12400中的主动轮12402距离太大，放瓶到推杆组件12300端面时发生倾倒现象），等待安瓿瓶或粉剂瓶放置于推杆组件12300端面后，由步进电机三12210再驱动两夹轮12205等向右移动夹紧瓶子，由于安瓿瓶等瓶子由玻璃易碎材料所制成，为了防止因夹紧力过大发生夹碎、夹裂瓶，或夹不紧瓶所产生的不利后果等现象，本案例中通过加入压力传感器一12209进行夹紧力控制，每次夹瓶时，根据不同瓶子特性通过程序预设夹紧力，最大程度保护被夹紧的瓶子。从而使自动配药过程能顺利进行下去。
如图8所示，所述推杆组件包括传动用步进电机四12307、导杆一12302、顶杆12303、压力传感器二12304、增大托12305和跟随弹簧12306，所述步进电机四12307通过同步轮传动带副连接竖直设置的所述导杆一12302，所述压力传感器二12304固封于顶杆12303上端内腔内，所述增大托12305设有顶杆的上端部，所述推杆组件位于主动轮12402与夹头之间；
推杆组件12300作用一是其端面可用作放置安瓿瓶或粉剂瓶；二是根据不同规格高度的安瓿瓶或粉剂瓶通过步进电机四12307进行自动调整；三是通过压力传感器12304检测放置于端面瓶子的重量来检测瓶子内的药液是否被抽完。
如图9所示，所述转瓶组件包括步进电机五和主动轮12402，所述步进电机五12404固定在所述割夹机座12500上，所述步进电机五12404通过同步轮同步带副连接竖直设置的所述主动轮12402，所述主动轮12402置于夹头的位移方向上，并且位于夹头的两夹轮12205中间位置。
转瓶组件12400作用主要为割安瓿瓶时与夹瓶组件12200中的两夹轮12205相互作用而夹紧瓶子，并由步进电机五12404通过同步轮同步带副带动主动轮12402作旋转运动，而主动轮12402的旋转运动便可带动被夹瓶作旋转运动，从而实现对安瓿瓶瓶颈进行整圈切割的效果。
优选的，所述压力传感器二12304为电容式压力传感器。
优选的，所述旋转步进电机11100为86步进电机。
优选的，所述步进电机一12110为42步进电机12110。
优选的，所述步进电机二12113为42步进电机。
优选的，所述步进电机三12210为42步进电机。
优选的，所述步进电机五12404为42步进电机。
优选的，所述主动轮12402外层设有主动轮护罩12403。主动轮护罩12403可保证结构外观的同时，还可以对主动轮12402有一的加固作用。
优选的，所述夹轮12205外设有夹轮护罩12208。
优选的，所述旋转机构11000的旋转角度为180°。
本发明通过以上结构，实现自动化夹安瓿瓶、夹粉剂瓶、割安瓿瓶头和旋转倒垃圾的功能，提高切割安瓿瓶、粉剂瓶等玻璃瓶的效率，并且有效防止操作不当使玻璃及砂轮的微粒或者玻璃碎片落入药瓶中造成污染的风险。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：包括旋转机构和割夹机构，割夹机构包括割夹机座、割刀组件、夹瓶组件、推杆组件和转瓶组件；
所述旋转机构包括旋转步进电机和蜗轮蜗杆减速机，所述割夹机构固定在所述蜗轮蜗杆的输出端，所述蜗轮蜗杆的另外一端还设有圆型编码器一、断电电磁刹车和原点光电传感器；
割刀组件包括步进电机一、连接块一、步进电机二、高精密滑轨副一、导杆二、直流电机、割刀安装座、旋转回位弹簧、割刀和圆形编码器二，所述步进电机一横向固定在所述割夹机座上，所述步进电机一的丝杆与所述连接块一连接，所述连接块一与步进电机一的丝杆通过螺纹配合，所述连接块一安装在所述高精密滑轨副一的移动端，所述高精密滑轨副一的安装端固定在所述割夹机座上，所述步进电机二固定在竖直设置的所述导杆二上，所述导杆二内设有丝杆一，所述导杆与丝杆一通过螺纹配合，所述连接块一通过轴承连接着丝杆一，所述步进电机二通过同步带同步轮副与所述丝杆一连接；
所述割刀安装座固定在所述导杆二上，所述割刀安装座与所述导杆二之间设有所述旋转回位弹簧，所述割刀安装座上设有所述直流电机、割刀和圆形编码器二，所述割刀安装在所述割刀安装座靠近所述夹瓶组件一端，所述直流电机通过皮带轮副与割刀连接；
所述夹瓶组件包括连接块二、高精密滑轨副二、连杆、夹头、浮动块、浮动块回位弹簧、压力传感器一和步进电机三，所述步进电机三横向固定在所述割夹机座上，所述连接块二与所述步进电机三的丝杆连接，所述连接块二与所述步进电机三通过螺纹配合，所述连接块二安装在所述高精密滑轨副二的移动端，所述高精密滑轨副二的安装端固定在所述割夹机座上，所述连杆固定在所述连接块二上，所述夹头为两个并列竖直布置的夹轮，所述夹头安装在所述浮动块上，所述浮动块通过浮动块回位弹簧安装在所述连杆上；
所述推杆组件包括传动用步进电机四、导杆一、顶杆、压力传感器二、增大托和跟随弹簧，所述步进电机四通过同步轮传动带副连接竖直设置的所述导杆一，所述压力传感器二固封于顶杆上端内腔内，所述增大托设有顶杆的上端部，所述推杆组件位于主动轮与夹头之间；
所述转瓶组件包括步进电机五和主动轮，所述步进电机五固定在所述割夹机座上，所述步进电机五通过同步轮同步带副连接竖直设置的所述主动轮，所述主动轮置于夹头的位移方向上，并且位于夹头的两夹轮中间位置。
2.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述压力传感器二为电容式压力传感器。
3.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述旋转步进电机为86步进电机。
4.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述步进电机一为42步进电机。
5.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述步进电机二为42步进电机。
6.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述步进电机三为42步进电机。
7.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述步进电机五为42步进电机。
8.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述主动轮外层设有主动轮护罩。
9.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述夹轮外设有夹轮护罩。
10.根据权利要求1所述的静脉药液注射玻璃瓶割夹智能机械手，其特征在于：所述旋转机构的旋转角度为180°。
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