CN105129691B - 一种安瓿瓶开启机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安瓿瓶开启机器人，包括手臂模块，开启模块，输送模块，夹紧模块，底板。手臂模块主要用于安装开启模块并调整其位置高度，并可带动开启模块完成开瓶和回收工序，由一个丝杠螺母滑台，一根开瓶齿轮轴，一根回收齿轮轴和两个U型架组成；开启模块用于打磨安瓿瓶凹颈并折断其尖嘴，由一根打磨齿轮轴，一组铰接的手指关节和一对砂轮完成打磨及折断过程；输送模块用于将待开启安瓿瓶输送到开启模块对应位置，并将已开启安瓿瓶输送到取药位置，包括输送链，输送链轮，输送轴及输送电机；夹紧模块用于夹紧安瓿瓶，包括夹具主体，弹簧，V型块，使得安瓿瓶在输送及开启过程中保持稳定；底板为搭建整个装置的基座，用于布局安装各个模块。

Description

一种安瓿瓶开启机器人

技术领域

本发明涉及一种安瓿瓶开启机器人，可以代替手工操作自动开启安瓿瓶，避免对操作者造成伤害以及对药液产生污染。

背景技术

安瓿瓶是医用上盛装注射液的玻璃瓶，大安瓿瓶(10ml或20ml安瓿)因瓶壁较厚而难以被折断，在临床医疗工作中，当医务人员用力掰开那些颈部较粗的安瓿瓶时，安瓿瓶经常因不规则碎裂而对操作者造成意外伤害，而且不恰当的安瓿瓶掰折方法还会导致大量玻璃碎屑和微粒落入安瓿瓶内而危及患者的健康。理论上开启安瓿瓶方法为：以无菌棉球或纱布裹在安瓿瓶上部以保护手指和防止安瓿瓶内药液受到污染。但是在调查中发现，仅有很少的护士使用纱布包裹安瓿瓶后再进行折断操作，究其原因主要是棉制品价格上涨，并且棉制品的纤维易粘附于安瓿瓶的断口处而影响针头刺入安瓿瓶内抽吸药液,且会降低工作效率。尽管目前临床上的大安瓿瓶绝大多数为凹颈安瓿瓶，但凹颈安瓿瓶因玻璃厚度或生产工艺中的差异，在经出厂前砂轮割锯工序后仍不易被徒手掰开，在徒手掰折过程中常常刺伤护理人员的手，而医护人员每天不可避免地要开启大量的安瓿药瓶，因此需要设计一种安瓿瓶开启机器人。

发明内容

针对人工开启安瓿瓶的不足，提出一种安瓿瓶开启机器人，它可以自动的完成安瓿瓶在整个开启过程中的传送、开瓶、回收断头的工序，而医护人员只需将待开启的安瓿瓶放置到传送链上以及在出口处取走已打开的安瓿瓶，可极大地降低医护人员的工作强度，避免意外伤害的发生，保证安瓿瓶内药液不受污染。

基本技术方案是：一种安瓿瓶开启机器人包括手臂模块，开启模块，输送模块，夹紧模块和底板，手臂模块由手臂基座，手臂上支架，手臂下支架，回收齿轮轴上支架，回收齿轮轴下支架，回收齿轮轴，回收电机，丝杠螺母滑台，滑块，开瓶齿轮轴，开瓶电机，上U型架，下U型架，开瓶电机架组成；手臂基座通过螺栓固定在底板上，手臂下支架通过螺钉固定在手臂基座上，手臂上支架固定在手臂下支架上端，回收电机固定在手臂上支架上，手臂上支架与手臂下支架之间垂直安有回收齿轮轴，回收齿轮轴与回收电机输出轴上的齿轮相啮合，在回收电机驱动下回收齿轮轴沿轴线转动，回收齿轮轴与丝杠螺母滑台通过回收齿轮轴上支架与回收齿轮轴下支架固接，回收齿轮轴转动时带动丝杠螺母滑台一同转动，丝杠螺母滑台的螺母上固接有滑块，滑块上固接有开瓶齿轮轴和开瓶电机架，开瓶电机架上安有开瓶电机，开瓶齿轮轴与开瓶电机输出轴上的齿轮相啮合，在开瓶电机驱动下，开瓶齿轮轴绕轴线转动，开瓶齿轮轴上固接上U型架，开瓶齿轮轴的轴线与上U型架的中心线相重合，上U型架的两个侧板与手臂基座平面平行，上U型架通过螺栓与下U型架相连接。

开启模块包括砂轮，手指上关节，手指下关节，砂轮调节齿轮轴，砂轮调节电机，空心齿轮轴，压帽轴，压帽，锁紧块，保持架，打磨电机，打磨电机架；下U型架上固接保持架和打磨电机架，保持架内安有锁紧块，空心齿轮轴贯穿下U型架，空心齿轮轴下端与下U型架固接，打磨电机架上安有打磨电机，打磨电机输出轴上的齿轮与空心齿轮轴相啮合，在打磨电机驱动下，空心齿轮轴带动下U型架绕空心齿轮轴轴线转动，压帽轴穿过空心齿轮轴且轴线相重合，压帽轴的上端由锁紧块进行锁紧定位，压帽轴的下端安有压帽，压帽与安瓿瓶瓶顶接触，调整压帽轴轴向位置对安瓿瓶进行压紧，下U型架上固接砂轮调节电机和两组沿水平方向排列的相互啮合的砂轮调节齿轮轴，砂轮调节电机输出轴上齿轮与砂轮调节齿轮轴相啮合，两组砂轮调节齿轮轴上分别固接有手指上关节，手指上关节上铰接有手指下关节，手指下关节上固接砂轮，两组砂轮调节齿轮轴、手指上关节、手指下关节和砂轮位置沿同一竖直平面相互对称；在砂轮调节电机驱动下，两侧砂轮的张开范围发生变化适应不同规格的安瓿瓶，在打磨电机驱动下，下U型架带动砂轮绕安瓿瓶轴线进行转动，对安瓿瓶的凹颈进行打磨，在开瓶电机驱动下，开瓶齿轮轴带动砂轮绕与安瓿瓶轴线垂直方向旋转，进而掰掉安瓿瓶尖嘴。

输送模块包括输送电机，链轮轴支座，链轮主动轴，链轮从动轴，主动链轮，输送链，从动链轮，轨道上支架，轨道下支架，轨道支架连板，轨道；底板上安有链轮轴支座，链轮轴支座间安有链轮主动轴和链轮被动轴，链轮主动轴和链轮从动轴均绕自身轴线进行转动，安有链轮主动轴的链轮轴支座外侧安有输送电机，输送电机与链轮主动轴通过万向联轴器相连接，链轮主动轴上安有主动链轮，链轮从动轴上安有从动链轮，主动链轮与从动链轮通过与输送链啮合相连接，在输送电机驱动下，主动链轮带动从动链轮和输送链转动，链轮轴支座之间底板上安有两组轨道下支架，每组轨道下支架之间通过轨道支架连板连接，轨道支架连板上安有一组轨道上支架，轨道上支架上固接两条相互对称的弧形轨道，轨道间距在两端处位置最宽，在中间位置处最窄。

夹紧模块包括附板，夹具主体，轨道轴，滚轮，弹簧，V型块轴，V型块；输送链上固接附板，夹具主体通过螺栓连接固定在附板上，每个附板上固定两个相互对称的夹具主体，夹具主体空腔内安有轨道轴和V型块轴，轨道轴与V型块轴间安有弹簧，轨道轴和V型块轴均沿轴线运动，轨道轴上固接滚轮，滚轮与轨道相配合，V型块轴上固接V型块，两个相互对称的V型块共同作用于安瓿瓶，夹紧安瓿瓶。

底板作为搭建整个装置的基座，用于布局安装各组成模块，手臂基座，链轮轴支座，轨道下支架与底板直接相连接，手臂基座位于以链轮轴支座和轨道下支架为基础的输送模块的一侧，且两部分竖直方向中心平面相重合。

本发明的有益效果是：

（1）医护人员只需填装待开启的安瓿瓶以及取回开启后的安瓿瓶，可减少医生的工作量。

（2）砂轮开瓶代替传统的手工操作，可避免对操作者的划伤。

（3）开瓶前自动启动砂轮打磨安瓿瓶凹颈，降低了凹颈处的强度，易于完成开启过程，且减少了玻璃碎屑的产生，降低了对瓶内药液造成污染的可能性。

（4）将砂轮设计成V型，提高了一次打磨过程中砂轮与安瓿瓶的接触次数，且受力更加均匀，是打磨更充分，便于后续的掰折。

（5）使用空心轴等嵌套结构，使装置整体结构紧凑，所占空间较小。

（6）砂轮打磨范围可由铰接的手指关节进行调整，可适应不同直径规格的安瓿瓶。

（7）轨道的形状为两端宽中间窄，滚轮经过中间位置所对应的开启处时，瓶身夹持最紧，可增强安瓿瓶的稳定性，提高开启质量。

附图说明

附图1：一种安瓿瓶开启机器人手臂模块的结构图

附图2：一种安瓿瓶开启机器人开启模块的结构图

附图3：一种安瓿瓶开启机器人输送模块的结构图

附图4：一种安瓿瓶开启机器人夹紧模块的结构图

附图5：一种安瓿瓶开启机器人的结构图

图中：1 底板，2 手臂基座，3 手臂上支架，4 手臂下支架，5 回收齿轮轴上支架，6回收齿轮轴下支架，7 回收齿轮轴，8 回收电机，9 丝杆螺母滑台，10 滑块，11 开瓶齿轮轴，12 开瓶电机，13 上U型架，14 下U型架，15 开瓶电机架，16 砂轮，17 手指上关节，18手指下关节，19 砂轮调节齿轮轴，20 砂轮调节电机，21 空心齿轮轴，22 压帽轴，23 压帽，24 锁紧块，25 保持架，26 打磨电机，27 打磨电机架，28 输送电机，29 链轮轴支座，30 链轮主动轴，31 链轮从动轴，32 主动链轮，33 输送链，34 从动链轮，35 轨道上支架，36 轨道下支架，37 轨道支架连板，38 轨道，39 附板，40 夹具主体，41 轨道轴，42 滚轮，43 弹簧，44 V型块轴，45 V型块。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。

本发明的结构组成如图1、图2、图3、图4、图5所示。一种安瓿瓶开启机器人包括开启模块，手臂模块，传送模块，轨道模块，底板（1），手臂模块由手臂基座（2），手臂上支架（3），手臂下支架（4），回收齿轮轴上支架（5），回收齿轮轴下支架（6），回收齿轮轴（7），回收电机（8），丝杠螺母滑台（9），滑块（10），开瓶齿轮轴（11），开瓶电机（12），上U型架（13），下U型架（14）组成，开瓶电机架（15）组成；手臂基座（2）通过螺栓固定在底板（1）上，手臂下支架（4）通过螺钉固定在手臂基座（2）上，手臂上支架（3）固定在手臂下支架（4）上端，回收电机（8）固定在手臂上支架（3）上，手臂上支架（3）与手臂下支架（4）之间垂直安有回收齿轮轴（7），回收齿轮轴（7）与回收电机（8）输出轴上的齿轮相啮合，在回收电机（8）驱动下回收齿轮轴（7）沿轴线转动，回收齿轮轴（7）与丝杠螺母滑台（9）通过回收齿轮轴上支架（5）与回收齿轮轴下支架（6）固接，回收齿轮轴（7）转动时带动丝杠螺母滑台（9）一同转动，丝杠螺母滑台（9）的螺母上固接有滑块（10），滑块（10）上固接有开瓶齿轮轴（11）和开瓶电机架（15），开瓶电机架（15）上安有开瓶电机（12），开瓶齿轮轴（11）与开瓶电机（12）输出轴上的齿轮相啮合，在开瓶电机（12）驱动下，开瓶齿轮轴（11）绕轴线转动，开瓶齿轮轴（11）上固接上U型架（13），开瓶齿轮轴（11）的轴线与上U型架（13）的中心线相重合，上U型架（13）的两个侧板与手臂基座（2）平面平行，上U型架（13）通过螺栓与下U型架（14）相连接。

开启模块包括砂轮（16），手指上关节（17），手指下关节（18），砂轮调节齿轮轴（19），砂轮调节电机（20），空心齿轮轴（21），压帽轴（22），压帽（23），锁紧块（24），保持架（25），打磨电机（26），打磨电机架（27）；下U型架（14）上固接保持架（25）和打磨电机架（27），保持架（25）内安有锁紧块（24），空心齿轮轴（21）贯穿下U型架（14），空心齿轮轴（21）下端与下U型架（14）固接，打磨电机架（27）上安有打磨电机（26），打磨电机（26）输出轴上的齿轮与空心齿轮轴（21）相啮合，在打磨电机（26）驱动下，空心齿轮轴（21）带动下U型架（14）绕空心齿轮轴（21）轴线转动，压帽轴（22）穿过空心齿轮轴（21）且轴线相重合，压帽轴（22）的上端由锁紧块（24）进行锁紧定位，压帽轴（22）的下端安有压帽（23），压帽（23）与安瓿瓶瓶顶接触，调整压帽轴（22）轴向位置对安瓿瓶进行压紧。下U型架（14）上固接砂轮调节电机（20）和两组沿水平方向排列的相互啮合的砂轮调节齿轮轴（19），砂轮调节电机（20）输出轴上齿轮与砂轮调节齿轮轴（19）相啮合，两组砂轮调节齿轮轴（19）上分别固接有手指上关节（17），手指上关节（17）上铰接有手指下关节（18），手指下关节（18）上固接砂轮（16），两组砂轮调节齿轮轴（19）、手指上关节（17）、手指下关节（18）和砂轮（16）位置沿同一竖直平面相互对称。在砂轮调节电机（20）驱动下，两侧砂轮（16）的张开范围发生变化适应不同规格的安瓿瓶，在打磨电机（26）驱动下，下U型架（14）带动砂轮（16）绕安瓿瓶轴线进行转动，对安瓿瓶的凹颈进行打磨，在开瓶电机（12）驱动下，开瓶齿轮轴（11）带动砂轮（16）绕与安瓿瓶轴线垂直方向旋转，进而掰掉安瓿瓶尖嘴。

输送模块包括输送电机（28），链轮轴支座（29），链轮主动轴（30），链轮从动轴（31），主动链轮（32），输送链（33），从动链轮（34），轨道上支架（35），轨道下支架（36），轨道支架连板（37），轨道（38）。底板（1）上安有链轮轴支座（29），链轮轴支座间安有链轮主动轴（30）和链轮被动轴（31），链轮主动轴（30）和链轮从动轴（31）均绕自身轴线进行转动，安有链轮主动轴（30）的链轮轴支座（29）外侧安有输送电机（28），输送电机（28）与链轮主动轴（30）通过万向联轴器相连接，链轮主动轴（30）上安有主动链轮（32），链轮从动轴（31）上安有从动链轮（34），主动链轮（32）与从动链轮（34）通过与输送链（33）啮合相连接，在输送电机（28）驱动下，主动链轮（32）带动从动链轮（34）和输送链（33）转动。链轮轴支座（29）之间底板（1）上安有两组轨道下支架（36），每组轨道下支架（36）之间通过轨道支架连板（37）连接，轨道支架连板（37）上安有一组轨道上支架（35），轨道上支架（35）上固接两条相互对称的弧形轨道（38），轨道（38）间距在两端位置最宽，在中间位置最窄。

夹紧模块包括附板（39），夹具主体（40），轨道轴（41），滚轮（42），弹簧（43），V型块轴（44），V型块（45），输送链（33）上固接附板（39）；夹具主体（40）通过螺栓连接固定在附板（39）上，每个附板（39）上固定两个相互对称的夹具主体（40），夹具主体（40）空腔内安有轨道轴（41）和V型块轴（44），轨道轴（41）与V型块轴（44）间安有弹簧（43），轨道轴（41）和V型块轴（44）均沿轴线运动，轨道轴（41）上固接滚轮（42），滚轮（42）与轨道（38）相配合，V型块轴（44）上固接V型块（45），两个相互对称的V型块（45）共同作用于安瓿瓶，夹紧安瓿瓶。

底板（1）作为搭建整个装置的基座，用于布局安装各组成模块，手臂基座（2），链轮轴支座（29），轨道下支架（36）与底板直接相连接，手臂基座位（2）位于以链轮轴支座（29）和轨道下支架（36）为基础的输送模块的一侧，且两部分竖直方向中心平面相重合。

本发明工作过程如下：

医护人员将待开启的安瓿瓶放置到夹紧模块，安瓿瓶由夹紧模块中的V型块（45）夹持，输送电机先启动，驱动输送链（33）将待开启安瓿瓶输送到砂轮（16）及压帽（23）所对应位置处，调整压帽轴（22）纵向位置，使压帽（23）压紧安瓿瓶的尖嘴，同时用锁紧块（24）固定压帽轴（22）的位置，随后砂轮调节电机（20）开始工作，带动铰接的手指上关节（17）和手指下关节（18）转动，使两组砂轮（16）张开的范围恰好压紧安瓿瓶凹颈，然后打磨电机（26）开始工作，打磨电机（26）驱动空心齿轮轴（21）带动砂轮（16）绕安瓿瓶轴线转动180 ，打磨安瓿瓶凹颈，使得安瓿瓶易于被折断，随后开瓶电机（12）开始工作，开瓶电机驱动开瓶齿轮轴（11）带动砂轮（16）绕与安瓿瓶轴线垂直线转过一定的角度，将安瓿瓶的尖嘴折断，随后回收电机（8）启动，回收电机（8）驱动回收齿轮轴（7）转动，带动砂轮及废弃的尖嘴转至废弃物处置区域，砂轮（16）张开将废弃尖嘴放下，然后回收电机（8）反转带动砂轮（16）返回到初始位置，重复上述动作可将输送链（33）上的安瓿瓶依次开启，开启过的安瓿瓶继续随输送链（33）向前移动，医护人员在取药口处将开启好的安瓿瓶取出。

Claims (6)

1.一种安瓿瓶开启机器人，包括手臂模块、开启模块、输送模块、夹紧模块和底板；其特征在于：所述的手臂模块由手臂基座，手臂上支架，手臂下支架，回收齿轮轴上支架，回收齿轮轴下支架，回收齿轮轴，回收电机，丝杠螺母滑台，滑块，开瓶齿轮轴，开瓶电机，上U型架，下U型架，开瓶电机架组成；手臂基座通过螺栓固定在底板上，手臂下支架通过螺钉固定在手臂基座上，手臂上支架固定在手臂下支架上端，回收电机固定在手臂上支架上，手臂上支架与手臂下支架之间垂直安有回收齿轮轴，回收齿轮轴与回收电机输出轴上的齿轮相啮合，在回收电机驱动下回收齿轮轴沿轴线转动，回收齿轮轴与丝杠螺母滑台通过回收齿轮轴上支架与回收齿轮轴下支架固接，回收齿轮轴转动时带动丝杠螺母滑台一同转动，丝杠螺母滑台的螺母上固接有滑块，滑块上固接有开瓶齿轮轴和开瓶电机架，开瓶电机架上安有开瓶电机，开瓶齿轮轴与开瓶电机输出轴上的齿轮相啮合，在开瓶电机驱动下，开瓶齿轮轴绕轴线转动，开瓶齿轮轴上固接上U型架，开瓶齿轮轴的轴线与上U型架的中心线相重合，上U型架的两个侧板与手臂基座平面平行，上U型架通过螺栓与下U型架相连接。

2.根据权利要求1所述的一种安瓿瓶开启机器人，其特征在于：所述的开启模块由砂轮，手指上关节，手指下关节，砂轮调节齿轮轴，砂轮调节电机，空心齿轮轴，压帽轴，压帽，锁紧块，保持架，打磨电机，打磨电机架组成；下U型架上固接保持架和打磨电机架，保持架内安有锁紧块，空心齿轮轴贯穿下U型架，空心齿轮轴下端与下U型架固接，打磨电机架上安有打磨电机，打磨电机输出轴上的齿轮与空心齿轮轴相啮合，在打磨电机驱动下，空心齿轮轴带动下U型架绕空心齿轮轴轴线转动，压帽轴穿过空心齿轮轴且轴线相重合，压帽轴的上端由锁紧块进行锁紧定位，压帽轴的下端安有压帽，压帽与安瓿瓶瓶顶接触，调整压帽轴轴向位置对安瓿瓶进行压紧，下U型架上固接砂轮调节电机和两组沿水平方向排列的相互啮合的砂轮调节齿轮轴，砂轮调节电机输出轴上齿轮与砂轮调节齿轮轴相啮合，两组砂轮调节齿轮轴上分别固接有手指上关节，手指上关节上铰接有手指下关节，手指下关节上固接砂轮，两组砂轮调节齿轮轴、手指上关节、手指下关节和砂轮位置沿同一竖直平面相互对称；在砂轮调节电机驱动下，两侧砂轮的张开范围发生变化适应不同规格的安瓿瓶，在打磨电机驱动下，下U型架带动砂轮绕安瓿瓶轴线进行转动，对安瓿瓶的凹颈进行打磨，在开瓶电机驱动下，开瓶齿轮轴带动砂轮绕与安瓿瓶轴线垂直方向旋转，进而掰掉安瓿瓶尖嘴。

3.根据权利要求1所述的一种安瓿瓶开启机器人，其特征在于：所述的输送模块由输送电机，链轮轴支座，链轮主动轴，链轮从动轴，主动链轮，输送链，从动链轮，轨道上支架，轨道下支架，轨道支架连板，轨道组成；底板上安有链轮轴支座，链轮轴支座间安有链轮主动轴和链轮被动轴，链轮主动轴和链轮从动轴均绕自身轴线进行转动，安有链轮主动轴的链轮轴支座外侧安有输送电机，输送电机与链轮主动轴通过万向联轴器相连接，链轮主动轴上安有主动链轮，链轮从动轴上安有从动链轮，主动链轮与从动链轮通过与输送链啮合相连接，在输送电机驱动下，主动链轮带动从动链轮和输送链转动，链轮轴支座之间底板上安有两组轨道下支架，每组轨道下支架之间通过轨道支架连板连接，轨道支架连板上安有一组轨道上支架，轨道上支架上固接两条相互对称的弧形轨道，轨道间距在两端位置最宽，在中间位置最窄。

4.根据权利要求1所述的一种安瓿瓶开启机器人，其特征在于：所述的夹紧模块由附板，夹具主体，轨道轴，滚轮，弹簧，V型块轴，V型块组成；输送链上固接附板，夹具主体通过螺栓连接固定在附板上，每个附板上固定两个相互对称的夹具主体，夹具主体空腔内安有轨道轴和V型块轴，轨道轴与V型块轴间安有弹簧，轨道轴和V型块轴均沿轴线运动，轨道轴上固接滚轮，滚轮与轨道相配合，V型块轴上固接V型块，两个相互对称的V型块共同作用于安瓿瓶，夹紧安瓿瓶。

5.根据权利要求1所述的一种安瓿瓶开启机器人，其特征在于：所述的底板作为整个装置的工作台，用于布局安装各组成模块，手臂基座，链轮轴支座，轨道下支架与底板直接相连接，手臂基座位于以链轮轴支座和轨道下支架为基础的输送模块的一侧，且两部分竖直方向中心平面相重合。

6.根据权利要求1所述的一种安瓿瓶开启机器人，其特征在于：医护人员将待开启的安瓿瓶装填到夹紧模块，安瓿瓶由夹紧模块中的V型块夹持，输送电机先启动，驱动输送链将待开启安瓿瓶输送到砂轮及压帽所对应位置处，调整压帽轴纵向位置，使压帽压紧安瓿瓶的尖嘴，同时用锁紧块固定压帽轴的位置，随后砂轮调节电机开始工作，带动铰接的手指上关节和手指下关节转动，使两组砂轮张开的范围恰好压紧安瓿瓶凹颈，然后打磨电机开始工作，打磨电机驱动空心齿轮轴带动砂轮绕安瓿瓶轴线转动180º，打磨安瓿瓶凹颈，使得安瓿瓶易于被折断，随后开瓶电机开始工作，开瓶电机驱动开瓶齿轮轴带动砂轮绕与安瓿瓶轴线垂直线转过一定的角度，将安瓿瓶的尖嘴折断，随后回收电机启动，回收电机驱动回收齿轮轴转动，带动砂轮及废弃的尖嘴转至废弃物处置区域，砂轮张开将废弃尖嘴放下，然后回收电机反转带动砂轮返回到初始位置，重复上述动作将输送链上的安瓿瓶依次开启，开启过的安瓿瓶继续随输送链向前移动，医护人员在取药口处将开启好的安瓿瓶取出。