CN106377425B - 一种智能配药设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能配药设备，其包括机架和药瓶抓取装置，药瓶抓取装置包括：机械臂大臂，其包括大臂升降组件、大臂旋转组件；大臂升降组件的底部固定设置于机架上；大臂升降组件包括纵向滑块，大臂旋转组件包括水平转盘；水平转盘直接或间接连接纵向滑块；机械臂小臂，其包括小臂伸缩组件、小臂旋转组件；小臂伸缩组件设置于水平转盘上；小臂伸缩组件包括横向滑块；小臂旋转组件连接于横向滑块上，小臂旋转组件包括竖直转盘；机械手，其包括瓶身夹持组件；瓶身夹持组件设置于竖直转盘上。本发明的智能配药设备体积小，能够在医院各楼层之间方便运动，采用模块化设计，维修简单、方便；使用普通注射器作为药液抽吸的工具，耗材成本低。

Description

一种智能配药设备

技术领域

本发明涉及静脉输液用药物配制的技术领域，具体地讲，涉及一种依据处方自动进行静脉输液药物配制的智能配药设备。

背景技术

目前，中国在制备静脉输液药物的技术领域，基本都是人工配药。根据医生的处方取药后，医务人员首先核对处方与药品是否一致，然后检查药品品质。药品中有安瓿瓶时，将安瓿瓶进行切割、消毒，人工掰断后，用注射器抽取安瓿瓶内的药液，再注入母液袋中。药品中有西林瓶时，将西林瓶开盖、消毒，对于盛放药液的西林瓶可以直接用注射器抽取药液，注入母液袋，对于盛放粉剂的西林瓶要先想西林瓶中注入溶液，充分摇晃溶解后，用注射器将溶解后的药液抽出，注入母液袋中。

有些药物具有毒性和挥发性，人工开启药瓶可能造成药液溅出或者挥发，对医务人员造成伤害。人工开启本身具有缺陷的药瓶时，可能导致瓶体破碎，产生玻璃碎屑，划伤医务人员，同时，玻璃碎片可能会污染药液。

中国专利申请201510389721.0公开了一种临床自动化配药设备，包括机架，机架上设有西林瓶装夹装置、安瓿瓶装夹装置、母液容器装夹装置、西林瓶开瓶装置、安瓿瓶开瓶装置、母液容器开瓶装置、配药用注射器装夹装置、配药用注射器存放装置，配药用注射器存放装置用于存放以及输送配药用注射器到装夹工位；西林瓶装夹装置、安瓿瓶装夹装置和母液容器装夹装置用于分别定位及装夹安瓿瓶、西林瓶或母液容器；配药用注射器装夹装置用于在装夹工位对配药用注射器进行定位夹装，并用于驱动配药用注射器进行安瓿瓶或/和西林瓶的药品与母液混合，配制形成所需药液并注入母液容器内。

中国专利201210541045.0公开了一种医用临床输液无菌自动配药工作台，主要工作区包括西林瓶开启系统、安瓿瓶开启系统、自动配药系统，滑动平台上各有至少4组的西林瓶和安瓿瓶放置孔，下接各种规格有开口的圆筒，每组圆筒旁有一同向可转动轴，轴上固定一组扭簧，扭簧另一端钢丝放入圆筒开口中，在每根转动轴上固定一连接杆，再连到一横杆上，其中一转动轴上连接一个电机，形成一组联动弃瓶装置；上部为遮檐，净化空气出风口与空气净化系统相连。

上述技术方案的缺陷在于，分别设置西林瓶开启系统、安瓿瓶开启系统，导致整个设备结构复杂、体积庞大。

中国专利201210323149.4公开了一种自动化配药系统的配药方法和自动化配药系统。配药方法包括以下步骤：将药瓶放置于药液输入摇匀装置上；多轴机器人将药瓶移动至断瓶装置上，断瓶装置将药瓶折断；多轴机器人将药瓶移动至药液输入摇匀装置上，软管装填移载及药液分配装置将输液软管两端的针头插入药瓶或/和母液瓶，并泵送药液，药液输入摇匀装置将其上的药液摇匀。

中国专利201110135708.4公开了一种全功能液体药物配制智能机器人及其配药方法，全功能液体药物配制智能机器人，包括有外壳、药架、取瓶机械手、抽液机械手、夹瓶机构和药液摇匀装置，外壳上设有带密封的操作门，药架设在外壳内且与操作门相对应,其采用两个以上侧面的旋转式结构；药架上的每一侧面都设有不同药物的放置区,室内恒温和消毒棉球放置区。

上述静脉输液药物配药设备是在可开启的封闭腔体内集成送药模块、粉剂瓶摇匀模块、安瓿瓶掰断模块、消毒模块、视觉检测模块、机械手模块，现有设备大部分机械手模块使用商业机械手，各个模块布局不紧凑，造成整体设备体积大，无法整体运输于不同的楼层，运输受障碍并且无法整机出厂。在药液的抽吸方面，现有设备一些采用蠕动泵作为药液抽吸的工具，需要专门定制特殊的带针软管，造成在设备使用时的耗材成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能配药设备，其体积小，能够在医院各楼层之间方便运动，采用模块化设计，维修简单、方便；使用普通注射器作为药液抽吸的工具，耗材成本低。

为了实现上述目的，本发明提供了一种智能配药设备，其包括机架；智能配药设备进一步包括药瓶抓取装置，药瓶抓取装置包括：

机械臂大臂，其包括大臂升降组件、大臂旋转组件；大臂升降组件的底部固定设置于机架上；大臂升降组件包括纵向滑块，大臂旋转组件包括水平转盘；水平转盘直接或间接连接纵向滑块；

机械臂小臂，其包括小臂伸缩组件、小臂旋转组件；小臂伸缩组件设置于水平转盘上；小臂伸缩组件包括横向滑块；小臂旋转组件连接于横向滑块上，小臂旋转组件包括竖直转盘；

机械手，其包括瓶身夹持组件；瓶身夹持组件设置于竖直转盘上。

本发明中，机械臂可实现空间中4个自由度的运动，其作用是控制机械手的瓶身夹持组件到达指定位置，例如药瓶存放装置或者药瓶待开启的位置；以及与机械手配合，做出对安瓿瓶瓶颈的掰断动作，和对西林瓶瓶盖的撕开动作。

本发明中，机械手的瓶身夹持组件用于夹持瓶身，小臂旋转组件用于使药瓶在竖直平面旋转。如下文所述，开启安瓿瓶时，瓶头朝上；开启西林瓶时，瓶头(盖)朝下。从瓶头朝上到瓶头朝下的转换由小臂旋转组件实现。

本发明中，瓶头夹持组件的作用是夹持安瓿瓶的瓶头和西林瓶的瓶盖，进而固定安瓿瓶瓶颈以上部分和西林瓶瓶盖部分。其夹紧对象即可，掰断瓶颈和撕开瓶盖所需要的相对运动由机械臂和机械手完成。

根据本发明另一具体实施方式，其进一步包括自动开启装置，自动开启装置包括切割组件和开瓶组件；开瓶组件设置于机架上，其包括瓶头夹持组件；切割组件设置于机架上，其包括：

自转机构，其包括自转电机及由自转电机驱动的砂轮；

公转机构，其包括公转电机、由公转电机驱动的公转输出轴、与公转输出轴固定连接的公转安装板；自转电机间接连接于公转安装板上；

接触机构，其包括接触电机、大臂板、小臂板；接触电机固定设置于公转安装板上，大臂板的起始端与接触电机的输出轴连接，大臂板的末端与小臂板的起始端枢接；自转电机设置于小臂板的末端。接触电机带动大臂板转动，进而带动小臂板运动，进而使自转电机及砂轮接触安瓿瓶的瓶颈。

该方案中，切割组件的砂轮可在自身旋转的同时环绕安瓿瓶公转，以在安瓿瓶的瓶颈处划线，进而实现对安瓿瓶瓶颈的切割；在开启西林瓶时，不需要切割组件。

该方案的自动开启装置不仅可利用机器对安瓿瓶和西林瓶进行瓶盖自动开启，防止人工开瓶操作造成的人员受害和药品污染，而且采用一套系统实现自动开启安瓿瓶和西林瓶，不必设置单独的安瓿瓶开启系统和西林瓶开启系统，其结构更加紧凑。

根据本发明另一具体实施方式，接触机构进一步包括弹簧，弹簧两端分别连接大臂板和小臂板。通过弹簧的伸长量，保证砂轮与安瓿瓶之间的接触压力。

根据本发明另一具体实施方式，其进一步包括抽吸注射装置，该抽吸注射装置包括：

安装板组件，安装板组件包括安装板，安装板竖直设置于机架上；

针柄移动机构，其包括第一升降装置和针柄夹持组件，第一升降装置设置于安装板上，第一升降装置包括第一升降板，针柄夹持组件设置于第一升降板上；

母液袋移动机构，其包括第二升降装置和母液袋夹持组件，第二升降装置设置于安装板上，第二升降装置包括第二升降板，母液袋夹持组件设置于第二升降板上；

针管夹持组件，其设置于安装板上；针管夹持组件位于针柄移动机构和母液袋移动机构之间。

本说明书中，“针柄”和“针管”都是“注射器”的针柄和针管，针柄位于针管之内，“注射器”另外还包括注射针。

该方案中，针柄移动机构、母液袋移动机构、针管夹持组件均设置于安装板上。

该方案中，针柄夹持组件用于夹持注射器的针柄，同时可在安装板上上下移动，与针管夹持组件共同实现针柄与针管的相对运动；针管夹持组件用于夹持固定注射器的针管，与针柄夹持组件共同实现针柄与针管的相对运动；母液袋夹持组件用于夹持静脉输液母液袋，与针柄夹持组件、针管夹持组件共同实现注射器对母液袋内药液的抽吸。

该方案中，优选地在第一升降板上下极限位置处安装有上限位开关和下限位开关，防止针柄夹持组件上下移动超行程。

该方案中，第一升降装置可实现针柄在竖直方向上的直线往复运动，第二升降装置可实现母液袋在竖直方向上的直线往复运动；针管没有竖直方向的直线往复运动。因此，进行某一操作时，针管保持静止，针柄升降，形成针柄与针管之间的相对运动，以实现抽吸和注射；母液袋升降，形成注射针与母液袋之间的相对运动，以实现注射针的插入或拔出。

根据本发明另一具体实施方式，安装板可旋转地设置于机架上；安装板组件进一步包括用于驱动安装板旋转的旋转驱动装置，旋转驱动装置设置于机架上。通过旋转驱动装置驱动安装板在竖直方向上旋转180°，能够实现注射针针头方向的改变(从针头朝下变为针头朝上)，以实现抽吸安瓿瓶药液、抽吸西林瓶药液、抽取母液袋母液等不同动作的要求。因为，抽吸安瓿瓶药液时、向母液袋内注入药液时、向西林瓶内注入溶解液时，需要注射针的针头朝下；抽吸西林瓶药液时、抽取母液袋母液时，需要注射针的针头朝上，以避免将空气抽入注射器内。旋转驱动装置通过带传动或者齿轮传动，使驱动电机带动安装板的转轴转动。

根据本发明另一具体实施方式，安装板组件进一步包括用于限定安装板旋转角度的限位开关。通过设置该限位开关，可确保安装板的转动角度为180°，以避免转动不足或过量；该限位开关为光电开关。进一步地，可设置机械限位机构，与限位开关一起限定安装板的转动角度。

根据本发明另一具体实施方式，母液袋移动机构进一步包括横移装置，横移装置包括横移板，横移板设置于第二升降板上，母液袋夹持组件设置于横移板上。当操作对象并非母液袋时(例如为安瓿瓶或者西林瓶时)，通过横移装置，移动母液袋，使母液袋离开注射针的正上方或者正下方。

根据本发明另一具体实施方式，母液袋夹持组件包括上夹持组件；上夹持组件包括外壳、一对上夹持件；外壳固定设置于横移板上；外壳一端(例如右端)开口，上表面和下表面均设有横槽状通孔；一对上夹持件可抽出地设置于外壳之内。该方案的抽吸注射装置中，安装母液袋的动作需要手动安装，安装方法为从外壳中抽出上夹持件，使上夹持件夹住母液袋之后，再将上夹持件插入外壳中。

根据本发明另一具体实施方式，上夹持组件进一步包括旋转式限位块和下夹持件；旋转式限位块设置于外壳上；下夹持件设置于上夹持组件的正下方，其包括一对弹性夹片；该一对弹性夹片设置于横移板上。当上夹持件插入外壳中之后，转动旋转式限位块，使对上夹持件进行限位，防止上夹持件从外壳中脱落。该一对弹性夹片也是通过手动操作，夹住母液袋。

根据本发明另一具体实施方式，其进一步包括送药台装置，送药台装置包括由直线驱动装置驱动的送药台，送药台包括夹具放置座和药瓶夹具，药瓶夹具可抽出地设置于夹具放置座上，直线驱动装置驱动夹具放置座。送药台装置的作用是将药瓶由设备外部送入设备内部。配药需要的药瓶放置于该送药台上；值得注意的是，注射器也放置于该送药台上，在配药之初，由药瓶抓取装置抓取，并传递至针柄夹持组件，由针柄夹持组件夹持。

根据本发明另一具体实施方式，切割组件进一步包括除屑机构，除屑机构包括吹气口和吸气口，吹气口和吸气口位于待开启安瓿瓶的两侧，且二者与砂轮位于同一高度。吹气口和吸气口可将划线切割过程中产生的玻璃碎屑收集，以防止玻璃碎屑进入配药空间，保证配药空间的洁净。

根据本发明另一具体实施方式，自动开启装置进一步包括消毒组件，其固定设置于机架上；消毒组件包括消毒液喷雾口。消毒组件可在安瓿瓶掰断前和西林瓶开盖后向安瓿瓶瓶颈部分和西林瓶开盖后裸露出的部分喷消毒液喷雾，实现消毒目的。

根据本发明另一具体实施方式，大臂升降组件包括升降电机驱动的升降丝杆，纵向滑块套设在升降丝杆上；

小臂伸缩组件包括伸缩电机驱动的伸缩丝杆，横向滑块套设在伸缩丝杆上；

大臂旋转组件包括第一旋转电机驱动的第一旋转轴，水平转盘连接第一旋转轴，第一旋转轴竖直设置；

小臂旋转组件包括第二旋转电机驱动的第二旋转轴，竖直转盘连接第二旋转轴，第二旋转轴水平设置。

根据本发明另一具体实施方式，瓶身夹持组件包括瓶身夹持电机、瓶身夹持丝杆、第一瓶身夹持件、第二瓶身夹持件；瓶身夹持电机驱动瓶身夹持丝杆，第一瓶身夹持件和第二瓶身夹持件均套设于瓶身夹持丝杆上且相对设置；第一瓶身夹持件和第二瓶身夹持件相对设有V形切口；

第一瓶身夹持件和第二瓶身夹持件为嵌入式结构，第二瓶身夹持件包括上层板和下层板，上层板和下层板之间设有用于容纳第一瓶身夹持件的空隙。

根据本发明另一具体实施方式，瓶头夹持组件包括瓶头夹持电机、瓶头夹持丝杆、第一瓶头夹持件、第二瓶头夹持件，瓶头夹持电机驱动瓶头夹持丝杆，第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件均套设于瓶头夹持丝杆上且对称设置；第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件相对设有V形切口；

第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处均设有上部凹槽，使得第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处呈台阶状。

瓶头夹持组件的内部机构与瓶身夹持组件相同，两者不同点在于夹持件的结构。瓶头夹持件的结构特点为：设有上部凹槽，且上部凹槽下方相对瓶身夹持件有加大的接触面积。上部凹槽用于开启西林瓶的瓶盖，开启西林瓶时，瓶盖嵌入上部凹槽中，机械手和机械臂联动带动西林瓶向上运动的同时旋转，将西林瓶瓶盖开启。开启安瓿瓶时，瓶头夹持件上部凹槽以下的部分夹紧安瓿瓶的瓶颈以上部分，机械手和机械臂联动带动安瓿瓶向下运动的同时旋转，将安瓿瓶沿划线部分掰断，实现安瓿瓶的开启。

根据本发明另一具体实施方式，第一升降装置包括第一升降电机驱动的第一升降丝杆，第一升降板套设在第一升降丝杆上；

第二升降装置包括第二升降电机驱动的第二升降丝杆，第二升降板套设在第二升降丝杆上；

横移装置包括横移电机驱动的横移丝杆，横移板套设在横移丝杆上。

根据本发明另一具体实施方式，针柄夹持组件包括针柄夹持电机、针柄夹持丝杆、第一针柄夹持件、第二针柄夹持件，针柄夹持电机驱动针柄夹持丝杆，第一针柄夹持件和第二针柄夹持件均套设于针柄夹持丝杆上且对称设置；第一针柄夹持件和第二针柄夹持件相对设有V形切口；优选地，V形切口处密布若干横向的细纹凹槽，用于卡住注射器针柄，以可靠地夹紧针柄。

针管夹持组件包括针管夹持电机、针管夹持丝杆、第一针管夹持件、第二针管夹持件，针管夹持电机驱动针管夹持丝杆，第一针管夹持件和第二针管夹持件均套设于针管夹持丝杆上且对称设置；第一针管夹持件和第二针管夹持件相对设有V形切口；优选地，V形切口处密布若干横向的细纹凹槽，用于增大摩擦力，使得针管夹持组件对针管的夹持更稳固。

根据本发明另一具体实施方式，进一步包括视觉检测装置，该视觉检测装置设置于机架上，其包括工业摄像头和平行光源。视觉检测装置可使用工业摄像头成像后利用视觉处理算法，检测药瓶的二维尺寸，同时可以对药瓶进行分类。

根据本发明另一具体实施方式，进一步包括称重装置，称重装置设置于机架上，其包括安装平台、称重盘、称重传感器和调平垫片。调平垫片由可压缩的软性材料制成，在使用前应通过调整调平垫片的压缩量将称重传感器的安装平台调成水平。称重盘安装在称重传感器上，称重盘用于放置需要称重的药瓶。

根据本发明另一具体实施方式，进一步包括空气净化装置，空气净化装置主要由风机、低效过滤器、高效过滤器。风机从外部抽风后经低效过滤器和高效过滤器过滤后进入设备内部密封配药环境，保证配药环境的空气质量。

根据本发明另一具体实施方式，进一步包括振动装置，该振动装置设置于机架上，向西林瓶内注入溶解液之后，机械手夹持西林瓶并放入振动装置，通过振动实现西林瓶内的药剂充分溶解，然后再进行抽吸注射。

自动配药的动作包括开瓶、以及抽吸注射，其中开瓶动作分为开启安瓿瓶和开启西林瓶，抽吸注射动作包括向母液袋内注入药液、向西林瓶内注入溶解液、抽取母液袋母液、抽取安瓿瓶内药液、抽取西林瓶内药液。

使用本发明的智能配药设备开启安瓿瓶的方法包括如下步骤：

a1、抓取安瓿瓶：机械臂与机械手同时运动，在送药台上抓取安瓿瓶的瓶身；

a2、第一次消毒：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶置于消毒组件的喷雾口下方，对所抓取安瓿瓶的瓶颈处进行第一次喷雾消毒。

a3、砂轮划线：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶的瓶颈与切割组件的砂轮边缘以一定的接触压力贴合，砂轮在所抓取安瓿瓶的瓶颈处划线；

a4、第二次消毒：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶置于消毒组件的喷雾口下方，对所抓取安瓿瓶的瓶颈处进行第二次喷雾消毒。

a5、瓶头入位：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶的瓶颈置于瓶头夹持组件处，由瓶头夹持组件夹紧所抓取安瓿瓶的瓶颈以上部分；此时瓶身夹持组件在下，瓶头夹持组件在上；

a6、掰断瓶颈：在同一时间，升降组件的纵向滑块下降、水平旋转组件的水平转盘旋转、竖直旋转组件的竖直转盘旋转，将所抓取安瓿瓶在瓶颈划线处掰断，实现所抓取安瓿瓶的开启。

使用本发明的智能配药设备开启西林瓶的方法包括如下步骤：

b1、抓取西林瓶：机械臂与机械手同时运动，在送药台上抓取西林瓶的瓶身；

b2、西林瓶倒置：竖直旋转组件旋转180°，将所抓取的西林瓶倒置；

b3、瓶头入位：机械臂运动，将倒置的西林瓶的瓶盖置于瓶头夹持组件处，由瓶头夹持组件夹紧所抓取西林瓶的瓶盖；此时瓶身夹持组件在上，瓶头夹持组件在下；

b4、开启瓶盖：在同一时间，升降组件的纵向滑块上升、竖直旋转组件的竖直转盘旋转，将所抓取西林瓶的瓶盖撕开，撕开后的西林瓶会裸露出部分橡胶内盖；

b5、喷雾消毒：将开启瓶盖后的裸露部分置于消毒组件的喷雾口下方，进行喷雾消毒。

使用本发明的智能配药设备进行抽吸注射的方法，其使针柄夹持组件夹持注射器的针柄，针管夹持组件夹持注射器的针管，母液袋夹持夹持组件夹持母液袋；

A、向母液袋内注入药液：

A1、横移装置将母液袋移动至注射针的正下方；

A2、第二升降板向上运动，使注射针插入母液袋；

A3、针柄夹持组件带动针柄向下移动，向母液袋内注入药液；

B、向西林瓶内注入溶解液：

B1、横移装置将母液袋移至右端；

B2、药瓶夹持机构将西林瓶置于注射针正下方；

B3、药瓶夹持机构向上运动，使注射针插入西林瓶中；

B4、针柄夹持组件带动针柄向下移动，将溶解液注入西林瓶；

C、抽取母液袋母液：

C1、旋转驱动装置驱动安装板转动180°；

C2、横移装置将母液袋移动至注射针正上方；

C3、第二升降板向下运动，使注射针插入母液袋；

C4、针柄夹持组件带动针柄向下移动，抽取母液；

D、抽取安瓿瓶内药液：

D1、横移装置将母液袋移至左端；

D2、药瓶夹持机构将安瓿瓶置于注射针正下方；

D3、药瓶夹持机构向上运动，使注射针插入安瓿瓶中；

D4、针柄夹持组件带动针柄向上移动，抽取安瓿瓶内药液；值得注意的是，抽取安瓿瓶内药液时，机械手夹持安瓿瓶先正置，然后左斜置，然后右斜置，以便于将安瓿瓶内的药液抽吸干净；

E、抽取西林瓶内药液：

E1、旋转驱动装置驱动安装板转动180°；

E2、药瓶夹持机构将西林瓶倒置，置于注射针正上方；

E3、药瓶夹持机构向下运动，使注射针插入西林瓶中；

E4、针柄夹持组件带动针柄向下移动，抽取西林瓶内药液。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明的智能配药设备不仅可利用机器对安瓿瓶和西林瓶进行瓶盖自动开启，防止人工开瓶操作造成的人员受害和药品污染，而且采用一套系统实现自动开启安瓿瓶和西林瓶，不必设置单独的安瓿瓶开启系统和西林瓶开启系统。另外，本发明的智能配药设备可实现自动向母液袋内注入药液、向西林瓶内注入溶解液、抽取母液袋母液、抽取安瓿瓶内药液、抽取西林瓶内药液，其不仅能避免人工抽吸造成的药液溅出或者挥发、对医务人员的伤害，而且能避免医务人员自身消毒不当导致的药液污染。

附图说明

图1是实施例1的智能配药设备的总体结构示意图；

图2是实施例1中，药瓶抓取装置的结构示意图；

图3是实施例1中，机械臂大臂的结构示意图；

图4是实施例1中，机械臂小臂的结构示意图；

图5是实施例1中，机械手的结构示意图；

图6是实施例1中，称重装置的结构示意图；

图7是实施例1中，送药台装置的结构示意图；

图8是实施例1中，自动开启装置的结构示意图；

图9是实施例1中，开瓶组件的局部放大图；

图10是实施例1中，抽吸注射装置的左视图；

图11是实施例1中，安装板组件的结构示意图；

图12是实施例1中，抽吸注射装置的正视图；

图13是实施例1中，抽吸注射装置的正视剖面图；

图14是实施例1中，针柄夹持组件的局部放大图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种智能配药设备，其包括机架、药瓶抓取装置1、视觉检测装置2、称重装置3、送药台装置4、自动开启装置5、抽吸注射装置6、空气净化装置7和人机交互界面8。

药瓶抓取装置1的作用主要传递注射器、药瓶，同时配合其它装置完成相应的功能。视觉检测装置2的作用主要是视觉检测注射器、药瓶的规格和二维的外形尺寸。称重装置3的作用是称量药瓶重量，在配药过程中用于检查西林瓶是否开盖成功和精确抽吸时称重确定抽液量。送药台装置4的作用是将药瓶由设备外部送入设备内部。自动开启装置5的作用是配合机械手完成安瓿瓶的切割、消毒、开瓶和西林瓶的开瓶、消毒。抽吸注射装置6的作用是夹持注射器，通过针柄夹持组件、针管夹持组件、母液袋移动机构的运动实现将安瓿瓶内的药液注入母液袋中或西林瓶中的药粉溶解后注入母液袋。空气净化装置的作用是过滤净化配药环境，从而保护药品不受污染和人员健康不受损害。

如图2所示，药瓶抓取装置1包括机械臂大臂11、机械臂小臂12和机械手13。

如图3所示，机械臂大臂11包括大臂升降组件111和大臂旋转组件112，机械臂小臂12包括小臂伸缩组件121和小臂旋转组件122。大臂升降组件111的底部固定设置于机架上。大臂升降组件111使用直流电机1114驱动，通过同步带轮1111、1112带动丝杠1115旋转，从而转换为纵向滑块1117在导轨1116上的直线运动，其中纵向滑块1117与机械臂上部结构支撑板固定在一起，实现机械臂大臂11的升降运动。带传动加有张紧轮1113，用于同步带传动张紧。带传动可以为齿轮传动，或其它形式的传动方式。大臂旋转组件112包括盘式电机1121、减速机1122和安装支撑件1123。盘式电机1121通过减速机1122带动安装支撑件(水平转盘1123)旋转，从而实现机械臂大臂11旋转运动。

如图4所示，小臂伸缩组件121使用直流电机1214驱动，通过同步带轮1211、1213带动丝杠1215旋转，从而转换为横向滑块1217在导轨1216上的直线运动，横向滑块1217与小臂旋转组件122的安装支撑结构固定在一起，实现小臂伸缩运动。带传动加有张紧轮1212，用于同步带传动张紧。带传动可以为齿轮传动，或其它形式的传动方式。小臂旋转组件包括直流电机1211、连接轴1212和机械手夹紧组件安装板1213。直流电机通过减速机减速后带动连接轴1212转动，连接轴1212与机械手夹紧组件安装板(竖直转盘1213)固定在一起，从而实现小臂旋转运动。

如图5所示，机械手13由直流电机驱动，通过同步带轮137、138带动丝杆转动，从而转换为瓶身夹持组件(第一瓶身夹持件133和第二瓶身夹持件132)的直线运动。第一瓶身夹持件133和第二瓶身夹持件132使用直线轴承136导向。第一瓶身夹持件133和第二瓶身夹持件132之间有缓冲块135。131是机械手13的支撑安装板。在第一瓶身夹持件133上嵌有弹性材料1310，在第二瓶身夹持件132上嵌有弹性材料139，当第一瓶身夹持件133和第二瓶身夹持件132在夹紧安瓿瓶和西林瓶时，起缓冲作用。

视觉检测2装置包括工业摄像头22和平行光源21。视觉检测装置可使用工业摄像头成像后利用视觉处理算法，检测药瓶的二维尺寸，同时可以对药瓶进行分类。

如图6所示，称重装置3包括安装平台34、称重盘31、称重传感器32和调平垫片33。调平垫片33由可压缩的软性材料制成，在使用前应通过调整调平垫片的压缩量将称重传感器32的安装平台调成水平。称重盘31安装在称重传感器上，称重盘31用于放置需要称重的药瓶。

如图7所示，送药台装置4中，直流电机驱动同步带轮42，通过带传动带动同步带轮43转动，从而带动丝杠45转动，丝杠将转动转换为丝杠螺母47的水平运动。通过滑块46在导轨44上滑动，保证水平运动的精度。丝杠螺母与夹具放置座48、滑块46通过螺丝连接在一起。药瓶夹具49可以从夹具放置座48中抽出。

如图8所示，自动开启装置5包括切割组件51、开瓶组件52和消毒组件53。

切割组件51设置于机架上，其包括：自转机构、公转机构、接触机构、除屑机构。其中，自转机构包括自转电机513及由自转电机513驱动的砂轮517；公转机构包括公转电机、由公转电机驱动的公转输出轴、与公转输出轴固定连接的公转安装板512；自转电机513间接连接于公转安装板512上；接触机构包括接触电机511、大臂板516、小臂板515、弹簧；接触电机511固定设置于公转安装板512上，大臂板516的起始端与接触电机511的输出轴连接，大臂板516的末端与小臂板515的起始端枢接，弹簧两端分别连接大臂板516和小臂板515；自转电机513设置于小臂板515的末端。除屑机构包括吹气口518和吸气口514，吹气口518和吸气口514位于待开启安瓿瓶A的两侧，且二者与砂轮517位于同一高度。吹气口518和吸气口514将划线切割过程中产生的玻璃碎屑收集。防止玻璃碎屑进入配药空间，保证配药空间的洁净。

切割组件51使用砂轮517在安瓿瓶A的瓶颈处划线，砂轮517由自转电机513驱动。砂轮517与安瓿瓶A瓶颈的接触与分离以及接触力的大小，由大臂板516和小臂板515之间的弹簧实现。药瓶抓取装置1将安瓿瓶A置于砂轮517边缘，接触电机511带动大臂板516、小臂板515、自转电机513和砂轮517绕电机511的轴线转动，直至接触安瓿瓶A的瓶颈，通过弹簧伸长量保证接触压力。随后公转电机转动，带动带轮，通过同步带驱动带轮转动，带轮的轴线与安瓿瓶A的竖直轴线重合，带轮带动下部转动，使得砂轮517在自转的同时，环绕安瓿瓶A的瓶颈划线。

瓶头夹持组件52设置于机架上。瓶头夹持组件包括瓶头夹持电机、瓶头夹持丝杆、第一瓶头夹持件521、第二瓶头夹持件522，瓶头夹持电机驱动瓶头夹持丝杆，第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件均套设于瓶头夹持丝杆上且对称设置；第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件相对设有V形切口；

第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处均设有上部凹槽，使得第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处呈台阶状。

瓶头夹持组件的内部机构与瓶身夹持组件相同，两者不同点在于夹持件的结构。如图9所示，瓶头夹持件的结构特点为：设有上部凹槽，且上部凹槽下方相对瓶身夹持件有加大的接触面积。上部凹槽用于开启西林瓶的瓶盖，开启西林瓶时，瓶盖嵌入上部凹槽中，机械手和机械臂联动带动西林瓶向上运动的同时旋转，将西林瓶瓶盖开启。开启安瓿瓶时，瓶头夹持件上部凹槽以下的部分夹紧安瓿瓶的瓶颈以上部分，机械手和机械臂联动带动安瓿瓶向下运动的同时旋转，将安瓿瓶沿划线部分掰断，实现安瓿瓶的开启。

消毒组件53在安瓿瓶掰断前和西林瓶开盖后向安瓿瓶瓶颈部分和西林瓶开盖后裸露出的部分喷消毒液喷雾，实现消毒目的。

如图10-图14所示，抽吸注射装置6包括：针柄移动机构61、针管夹持组件62、母液袋移动机构63、安装板组件64、支架65。

其中，安装板组件64包括安装板646、旋转驱动装置、限位开关645。安装板646可旋转地竖直设置于支架65上。旋转驱动装置(驱动电机641)设置于支架65上，用于驱动安装板646旋转。限位开关645为光电开关，用于限制安装板646的旋转角度，最多可以转动180°。

驱动电机641经减速机642后，带动小同步带轮643转动，通过同步带传动带动大同步带轮644转动，大同步带轮644通过轴与支架65另一面的安装板646连接，从而最终实现安装板646上安装的针柄移动机构61、针管夹持组件62和母液袋移动机构63绕安装板646的转轴转动，配合机械手实现安瓿瓶、西林瓶中药液的抽吸和注射。

针柄移动机构61用于夹持注射器B的针柄，其安装在安装板646上并可上下移动，也可以随安装板646一起旋转，配合针管夹持组件可以实现注射器的针柄(包括芯杆和活塞)在注射器的针管内上下移动，从而实现注射器的抽吸和注射。针柄移动机构61包括第一升降装置和针柄夹持组件，第一升降装置设置于安装板646上，第一升降装置包括第一升降板6113、第一升降电机611、第一升降丝杆615，针柄夹持组件设置于第一升降板6113上；第一升降板6113套设在第一升降丝杆615上。针柄夹持组件的上下移动由第一升降电机611带动同步带轮614，通过带传动带动同步带轮612，同步带轮612带动滚珠丝杠615旋转，进而转换为滚珠丝杠螺母619的直线运动，并通过滑块618在导轨616上直线滑动，保证直线运动的精度。同步带轮614与同步带轮612之间的带传动安装有同步带张紧装置613，以调节同步带传动的张紧力。第一升降板6113与滑块618使用螺钉连接，针柄夹持组件6111安装在第一升降板6113上，最终实现针柄夹持组件6111的上下移动。在移动上下极限位置处安装有上限位开关617和下限位开关6110，防止针柄移动机构61上下移动超行程。

针柄夹持组件6111包括针柄夹持电机、针柄夹持丝杆、第一针柄夹持件6112、第二针柄夹持件6112，针柄夹持电机驱动针柄夹持丝杆，第一针柄夹持件和第二针柄夹持件均套设于针柄夹持丝杆上且对称设置；第一针柄夹持件6112和第二针柄夹持件6112相对设有V形切口；V形切口处密布横向凹槽。

母液袋移动机构63用于夹持和移动母液袋，其安装在安装板646上，可随安装板646一同旋转，同时可在安装板646上左右移动。母液袋移动机构63包括第二升降装置、横移装置、母液袋夹持组件，第二升降装置设置于安装板上，第二升降装置包括第二升降板、第二升降电机631、第二升降丝杆，第二升降板套设在第二升降丝杆637上。驱动电机631带动同步带轮634，通过带传动带动同步带轮632，同步带轮632带动第二升降637旋转，进而转换为滚珠丝杠螺母638的直线运动，并通过滑块639在导轨36上直线滑动，保证直线运动的精度。

横移装置包括横移板6311、横移电机6318、横移丝杆6320，横移板6311套设在横移丝杆6320上。横移板设置于第二升降板上，母液袋夹持组件设置于横移板上。横移电机6318带动同步带轮6314转动，通过带传动驱动同步带轮6316转动，同步带轮6316带动横移丝杠6320旋转，进而转换为滚珠丝杠螺母6322的直线运动，并通过滑块6321在导轨6319上直线滑动，保证直线运动精度。横移板6311与滑块6321使用螺钉连接。同步带轮6314与同步带轮6316之间的带转动安装有同步带张紧装置6315，以调节同步带传动的张紧力。在移动左右极限位置处安装有左限位开关6317和右限位开关6324，防止母液袋的左右移动超行程。

母液袋夹持组件固定母液袋并带动母液袋运动，其包括上夹持组件6312和下夹持件6313。上夹持组件6312包括外壳、一对上夹持件、旋转式限位块；外壳固定设置于横移板上；外壳一端(例如右端)开口，上表面和下表面均设有横槽状通孔；一对上夹持件可抽出地设置于外壳之内。旋转式限位块设置于外壳上，当上夹持件插入外壳中之后，转动旋转式限位块，使对上夹持件进行限位，防止上夹持件从外壳中脱落。下夹持件6313安装在横移板6311上，设置于上夹持组件6312的正下方，其包括一对弹性夹片；该一对弹性夹片设置于横移板上。

针管夹持组件62设置于安装板646上，用于夹持注射器针管，其固定在安装板646上且不能移动，可随安装板646一同旋转。；针管夹持组件位于针柄移动机构和母液袋移动机构之间。针管夹持组件包括针管夹持电机、针管夹持丝杆、第一针管夹持件622、第二针管夹持件622，针管夹持电机驱动针管夹持丝杆，第一针管夹持件622和第二针管夹持件622均套设于针管夹持丝杆上且对称设置；第一针管夹持件622和第二针管夹持件622相对设有V形切口，V形切口处密布横向凹槽。

空气净化装置7主要由风机、低效过滤器、高效过滤器。风机从外部抽风后经低效过滤器和高效过滤器过滤后进入设备内部密封配药环境，保证配药环境的空气质量。

配药时，送药台装置4将药品从外部运送至设备内，母液袋移动机构63将母液袋从外部运送至设备内，视觉检测装置2对所有药瓶和注射器进行拍照，识别出所有药瓶和注射器外形尺寸，进行配药规划。规划后，药瓶抓取装置1首先将注射器从送药台装置4上取下送至抽吸注射装置6。抽吸注射装置6的针管夹持组件62夹持注射器B的针管，针柄夹持组件夹持注射器B的针柄，母液袋移动机构63夹持母液袋。

然后药瓶抓取装置1运动，在送药台上取得药瓶。取得药瓶后，对于安瓿瓶，药瓶抓取装置1运动，将安瓿瓶置于消毒组件53的喷雾口下方，进行瓶颈处的喷雾消毒，然后药瓶抓取装置1运动将安瓿瓶瓶颈与切割组件51的砂轮517的边缘以一定的接触压力贴合，切割组件51工作，在安瓿瓶瓶颈处划线，划线结束后，药瓶抓取装置1运动，再次将安瓿瓶置于消毒组件53的喷雾口下方，再次喷雾消毒，然后药瓶抓取装置1运动，将安瓿瓶瓶颈置于瓶头夹持组件52的第一瓶头夹持件521、第二瓶头夹持件522之间，待瓶头夹持组件52夹紧安瓿瓶瓶颈以上部分后，药瓶抓取装置1运动，使安瓿瓶瓶身或西林瓶瓶身在空间中以安瓿瓶瓶身轴向所在竖直平面一定水平距离内的另一竖直平面的水平轴为旋转轴线旋转，将安瓿瓶在瓶颈处扳断，实现安瓿瓶的开启；对于西林瓶，取得药品后，机械臂小臂旋转组件122首先旋转180°，将西林瓶倒置，然后药瓶抓取装置1运动，将倒置的西林瓶的瓶盖置于瓶头夹持组件52的第一瓶头夹持件521、第二瓶头夹持件522的凹槽中，待瓶头夹持组件52夹紧西林瓶瓶盖后，药瓶抓取装置1运动，使西林瓶瓶身在空间中以西林瓶瓶身轴向所在竖直平面一定水平距离内的另一竖直平面的水平轴为旋转轴线旋转，将西林瓶瓶盖开启，开启后的西林瓶会裸露出部分橡胶内盖部分，将此裸露部分置于消毒组件53的喷雾口下放，进行喷雾消毒。

安瓿瓶或西林瓶开启后，药瓶抓取装置1将药瓶送至注射台。在抽取安瓿瓶内药液时，母液袋夹持移动平台63将母液袋移动至平台最右侧，药瓶抓取装置1将安瓿瓶置于注射针正下方，然后向上运动，使注射针插入安瓿瓶中，针柄移动机构61带动针柄向上移动，抽取安瓿瓶内药液。在向西林瓶内注入溶解液时，母液袋移动机构63将母液袋移动至平台最右侧，药瓶抓取装置1将安瓿瓶置于注射针正下方，然后向上运动，使注射针插入西林瓶中，针柄移动机构61带动针柄向下移动，将溶解液注入西林瓶。在抽取西林瓶内药液时，安装板646在旋转驱动装置的驱动下转动180°，药瓶抓取装置1将西林瓶倒置置于注射针正下方，然后向下运动，使注射针插入西林瓶中，针柄移动机构61带动针柄向下移动，将西林瓶内药液抽入注射器中。在抽取母液袋母液或向母液袋内注入药液时，母液袋移动机构63将母液袋移动至注射针正下方，然后向上运动，将注射针插入母液袋，针柄移动机构61带动针柄向上移动抽取母液，针柄移动机构61带动针柄向下移动向母液袋内注入药液。

虽然本发明结合优选实施例进行了公开，但这些实施例并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作适当改进，即凡是依照本发明所做的任何等同替换，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能配药设备，其包括机架；所述智能配药设备进一步包括药瓶抓取装置，所述药瓶抓取装置包括：

机械臂大臂，其包括大臂升降组件、大臂旋转组件；所述大臂升降组件的底部固定设置于所述机架上；所述大臂升降组件包括纵向滑块，所述大臂旋转组件包括水平转盘；所述水平转盘直接或间接连接所述纵向滑块；

机械臂小臂，其包括小臂伸缩组件、小臂旋转组件；所述小臂伸缩组件设置于所述水平转盘上；所述小臂伸缩组件包括横向滑块；所述小臂旋转组件连接于所述横向滑块上，所述小臂旋转组件包括竖直转盘；

机械手，其包括瓶身夹持组件；所述瓶身夹持组件设置于所述竖直转盘上；

掰断安瓿瓶的瓶颈时，所述纵向滑块下降、所述水平转盘旋转、所述竖直转盘旋转，将所抓取安瓿瓶在瓶颈划线处掰断。

2.如权利要求1所述的智能配药设备，其进一步包括自动开启装置，所述自动开启装置包括切割组件和开瓶组件；所述开瓶组件设置于所述机架上，其包括瓶头夹持组件；所述切割组件设置于所述机架上，其包括：

自转机构，其包括自转电机及由所述自转电机驱动的砂轮；

公转机构，其包括公转电机、由所述公转电机驱动的公转输出轴、与所述公转输出轴固定连接的公转安装板；所述自转电机间接连接于所述公转安装板上；

接触机构，其包括接触电机、大臂板、小臂板；所述接触电机固定设置于所述公转安装板上，所述大臂板的起始端与所述接触电机的输出轴连接，所述大臂板的末端与所述小臂板的起始端枢接；所述自转电机设置于所述小臂板的末端。

3.如权利要求2所述的智能配药设备，其中，所述接触机构进一步包括弹簧，所述弹簧两端分别连接所述大臂板和所述小臂板。

4.如权利要求1所述的智能配药设备，其进一步包括抽吸注射装置，所述抽吸注射装置包括：

安装板组件，所述安装板组件包括安装板，所述安装板竖直设置于所述机架上；

针柄移动机构，其包括第一升降装置和针柄夹持组件，所述第一升降装置设置于所述安装板上，所述第一升降装置包括第一升降板，所述针柄夹持组件设置于所述第一升降板上；

母液袋移动机构，其包括第二升降装置和母液袋夹持组件，所述第二升降装置设置于所述安装板上，所述第二升降装置包括第二升降板，所述母液袋夹持组件设置于所述第二升降板上；

针管夹持组件，其设置于所述安装板上；所述针管夹持组件位于所述针柄移动机构和所述母液袋移动机构之间。

5.如权利要求4所述的智能配药设备，其中，所述安装板可旋转地设置于所述机架上；所述安装板组件进一步包括用于驱动所述安装板旋转的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置设置于所述机架上。

6.如权利要求5所述的智能配药设备，其中，所述安装板组件进一步包括用于限定安装板旋转角度的限位开关。

7.如权利要求4所述的智能配药设备，其中，所述母液袋移动机构进一步包括横移装置，所述横移装置包括横移板，所述横移板设置于所述第二升降板上，所述母液袋夹持组件设置于所述横移板上。

8.如权利要求1所述的智能配药设备，其进一步包括视觉检测装置，所述视觉检测装置设置于所述机架上，其包括工业摄像头和平行光源。

9.如权利要求1所述的智能配药设备，其进一步包括称重装置，所述称重装置设置于所述机架上，其包括安装平台、称重盘、称重传感器和调平垫片。

10.如权利要求1-9之一所述的智能配药设备，其进一步包括送药台装置，所述送药台装置包括由直线驱动装置驱动的送药台，所述送药台包括夹具放置座和药瓶夹具，所述药瓶夹具可抽出地设置于所述夹具放置座上，所述直线驱动装置驱动所述夹具放置座。

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