CN108014390A - 一种同轴式紧凑型配药机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种同轴式紧凑型配药机器人，该配药机器人包括：机架、旋转式注射器移动装置、旋转式药袋升降装置、旋转式药瓶输送装置；机架包括转轴，转轴包括管状内轴、管状中间轴、管状外轴；管状中间轴可伸缩地套在管状外轴之内，管状中间轴套在管状内轴之外；旋转式注射器移动装置、旋转式药袋升降装置、旋转式药瓶输送装置均设置于机架的转轴上，三者的旋转轴线重合、且各自设有对应的驱动电机。本发明的同轴式紧凑型配药机器人，不仅结构紧凑、体积小，而且对于正压的西林瓶和药袋可以调压；更重要的是，可以防止穿刺时漏液，并实现针尖位置的精准调节。

Description

一种同轴式紧凑型配药机器人

技术领域

本发明涉及一种同轴式紧凑型配药机器人。

背景技术

目前医院静脉药物调配方式主要还是医护人员手工操作，由于医院各科室的静脉药物需求都比较大，手工操作不仅占用医院大量人力和物力，同时还增加了损害护理人员健康及药液污染的风险。随着机器人技术的发展，市面逐渐出现静脉药物调配机器人，可实现自动获取处方，自动进行药物调配，很大程度降低了上述风险。

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。

中国专利申请201610795397.7公开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。

上述技术方案具有如下缺点：

1、设备结构复杂，体积庞大，价格昂贵；

2、对于正压的西林瓶和药袋，不具备调节压力的能力；

3、对药瓶进行穿刺时容易漏液；

4、针尖容易歪斜，导致穿刺失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种同轴式紧凑型配药机器人，其结构紧凑、体积小，对于正压的西林瓶和药袋可以调压，更重要的是，可以防止穿刺时漏液。

为了实现上述目的，本发明提供了一种同轴式紧凑型配药机器人，该配药机器人包括：机架、旋转式注射器移动装置、旋转式药袋升降装置、旋转式药瓶输送装置；

机架包括转轴，转轴包括管状内轴、管状中间轴、管状外轴；管状中间轴可伸缩地套在管状外轴之内，管状中间轴套在管状内轴之外；

旋转式注射器移动装置、旋转式药袋升降装置、旋转式药瓶输送装置均设置于机架的转轴上，三者的旋转轴线重合、且各自设有对应的驱动电机。

本发明中，旋转式注射器移动装置带动注射器在一竖直圆周内旋转。

本发明中，旋转式药瓶输送装置包括药瓶高位和药瓶低位，旋转式药袋升降装置包括药袋高位和药袋低位，能够使得在特殊药物处理过程中，形成对药瓶和药袋内部进行空气置换的功能，从而调节药瓶和药袋内的空气压力。使用时，药袋(溶媒袋)设置于旋转式药袋升降装置上，当药袋内气压较大需要调节时，药袋位于药袋低位，注射器对药袋穿刺并抽吸空气；药瓶设置于旋转式药瓶输送装置上，当西林瓶内气压较大需要调节时，西林瓶位于药瓶低位，注射器对西林瓶穿刺并抽吸空气。

本发明中，由于旋转式注射器移动装置、旋转式药袋升降装置、旋转式药瓶输送装置三者的旋转轴线重合，因而结构更加紧凑，体积小巧，便于携带及移动。

漏液属于配药难题。一般漏液发生在瓶子高位有液体时的穿刺环节，如果瓶内压力过大，还会喷射。如果药瓶处于高位，药瓶内有液体，而且药瓶内压力较大，此时进行穿刺会很大几率漏液。本发明中，药瓶和注射器同轴旋转，可以在药瓶低位时进行穿刺，然后药瓶和注射器同步旋转到高位进行抽液。由于药瓶处于低位时，液位在针尖下面，此时穿刺不会漏液。由于本发明的同轴方案可实现药瓶低位穿刺、高位抽液，避免了传统的高位穿刺，因而可有效避免漏液。

根据本发明另一具体实施方式，旋转式注射器移动装置包括注射器转板，旋转式药袋升降装置包括药袋转板，旋转式药瓶输送装置包括药瓶转盘；注射器转板、药袋转板、药瓶转盘三者叠置。

该方案中，注射器转板、药袋转板、药瓶转盘优选为竖直设置。

该方案中，注射器转板上设有针帽夹持机构、用于驱动注射器整体运动的穿刺机构、用于驱动注射器尾翼压块的升降机构、活塞驱动机构、注射器转板驱动机构。

根据本发明另一具体实施方式，注射器转板、药袋转板、药瓶转盘均竖直设置。

根据本发明另一具体实施方式，注射器转板位于最前侧，药袋转板位于最后侧，药瓶转盘位于注射器转板和药袋转板之间。

根据本发明另一具体实施方式，旋转式药袋升降装置进一步包括药袋电机、药袋传动机构(例如皮带、齿轮组等)、药袋驱动轮、药袋轴承；药袋轴承的内圈套在转轴上；药袋电机设置于机架上；药袋转板、药袋驱动轮均与药袋轴承的外圈固定连接；药袋电机通过药袋传动机构带动药袋驱动轮旋转；旋转式药瓶输送装置进一步包括药瓶电机、药瓶传动机构(例如皮带、齿轮组等)、药瓶驱动轮、药瓶轴承；药瓶轴承的内圈套在转轴上；药瓶电机设置于机架上；药瓶转盘、药瓶驱动轮均与药瓶轴承的外圈固定连接；药瓶电机通过药瓶传动机构带动药瓶驱动轮旋转。

该方案中，药瓶转盘和药袋转板由各自的同步带轮带动旋转。

根据本发明另一具体实施方式，旋转式注射器移动装置包括注射器电机、注射器传动机构(例如皮带、齿轮组等)、注射器固定轮、注射器轴承、用于驱动管状中间轴的伸缩机构；注射器电机设置于注射器转板上，管状内轴、注射器轴承的内圈均固定连接注射器转板；注射器固定轮固定连接注射器轴承的外圈；通过注射器传动机构，注射器电机的转动带动自身绕注射器固定轮旋转；管状外轴固定，药瓶轴承的内圈和药袋轴承的内圈均套在管状外轴上；注射器轴承的外圈固定套在管状中间轴上。

该方案中，注射器固定轮不可旋转地套在管状中间轴上，通过注射器传动机构，注射器电机的转动带动自身绕注射器固定轮旋转，从而带动注射器转板旋转。

管状内轴虽然与注射器转板固定连接，但是不参与传动，管状内轴用于容纳设备的全部或部分电线。

该方案中，设置伸缩机构的目的是，使注射器转板在需要注射器接触药袋的时候向前移动，以避开药瓶的阻挡和干涉。相应地，药袋整体位于药瓶转盘的前方，注射器转板向前移动后，注射器才能接触药袋。

与漏液一样，针尖调整也属于配药难题，针尖歪斜容易导致穿刺失败。该方案中，注射器转板既可以旋转、又可以前后伸缩；在注射器转板的旋转动作带动下，注射器的针尖可以左右调节；在注射器转板的伸缩动作带动下，注射器的针尖可以前后调节；因而注射器的针尖可以在两个方向(伸缩方向和旋转方向)调节针尖位置，配合非接触式传感器，实现针尖位置的精准调节。

根据本发明另一具体实施方式，管状中间轴和管状内轴通过注射器轴承连接；

旋转式药瓶输送装置包括若干药瓶夹具，若干药瓶夹具在药瓶转盘的边缘均布。

根据本发明另一具体实施方式，伸缩机构为槽凸轮机构，其包括导槽和导柱；导柱一端设置于导槽内，另一端固定连接管状中间轴或者管状内轴；导槽为螺旋状，其设置于管状内轴的外壁或者管状中间轴的内壁。注射器转板的旋转带动管状中间轴向前移动，进而带动注射器转板整体向前移动，使注射器避开药瓶的阻挡和干涉，顺利与药袋接触。

根据本发明另一具体实施方式，伸缩机构包括伸缩电机、齿轮、齿条、导轨，齿条设置于管状中间轴上，导轨设置于管状外轴的内壁。伸缩电机通过齿轮齿条带动管状中间轴前后运动，从而实现注射器转板在需要注射器接触药袋的时候向前移动，以避开药瓶的阻挡和干涉。

根据本发明另一具体实施方式，进一步包括卸瓶机构，卸瓶机构设置于机架上，其为可进给的斜面机构；每个药瓶夹具的后端均设有控制按钮。按压该控制按钮，可以使药瓶夹具张开，从而使原本被夹紧的药瓶掉落。根据需要，卸瓶机构可以为电磁控制，也可以为气缸或者齿轮齿条控制。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明的同轴式紧凑型配药机器人，不仅结构紧凑、体积小，而且对于正压的西林瓶和药袋可以调压；更重要的是，可以防止穿刺时漏液，并实现针尖位置的精准调节。

附图说明

图1是实施例1的同轴式紧凑型配药机器人的整体结构示意图(未加载药瓶)；

图2是实施例1中，旋转式注射器移动装置的结构示意图；

图3是实施例1的同轴式紧凑型配药机器人的后视图(已加载药瓶)；

图4是图7中A-A截面的剖视图；

图5是实施例1中，旋转式药袋升降装置的结构示意图；

图6是实施例1中，旋转式药瓶输送装置的结构示意图；

图7是实施例3的同轴式紧凑型配药机器人的整体结构示意图，其主要显示了卸瓶机构。

具体实施方式

实施例1

如图1-图6所示，本实施例提供了一种同轴式紧凑型配药机器人，如图1和图3所示，该配药机器人包括：机架21、旋转式注射器移动装置22、旋转式药袋升降装置23、旋转式药瓶输送装置24；机架21包括转轴，如图2和图4所示，转轴包括管状内轴211、管状中间轴212、管状外轴213；管状中间轴212可伸缩地套在管状外轴213之内，管状中间轴212套在管状内轴211之外。

旋转式注射器移动装置22、旋转式药袋升降装置23、旋转式药瓶输送装置24均设置于机架21的转轴上，三者的旋转轴线重合、且各自设有对应的驱动电机。

旋转式注射器移动装置22包括注射器转板221，旋转式药袋升降装置23包括药袋转板231，旋转式药瓶输送装置24包括药瓶转盘241。使用时，注射器229设置于注射器转板221上，药袋239设置于药袋转板231上，药瓶转盘241的边缘设有若干用于夹持药瓶249的药瓶夹具246。

注射器转板221、药袋转板231、药瓶转盘241三者叠置，且竖直设置。注射器转板221位于最前侧，药袋转板231位于最后侧，药瓶转盘241位于注射器转板221和药袋转板231之间。

注射器转板221上设有针帽夹持机构228、用于驱动注射器整体运动的穿刺机构、用于驱动注射器尾翼压块的升降机构、活塞驱动机构、注射器转板驱动机构。旋转式注射器移动装置带动注射器229在一竖直圆周内旋转。

如图5所示，旋转式药袋升降装置23进一步包括药袋电机232、药袋传动机构(例如包括：电机侧同步带轮233、皮带234)、药袋驱动轮(例如非电机侧同步带轮235)、药袋轴承；药袋轴承的内圈套在转轴上；药袋电机232设置于机架上；药袋转板231、药袋驱动轮235均与药袋轴承的外圈固定连接；药袋电机232通过药袋传动机构带动药袋驱动轮235旋转。

如图6所示，旋转式药瓶输送装置24进一步包括药瓶电机242、药瓶传动机构(例如包括：电机侧同步带轮243、皮带244)、药瓶驱动轮(例如非电机侧同步带轮245)、药瓶轴承；药瓶轴承的内圈套在转轴上；药瓶电机设置于机架上；药瓶转盘241、药瓶驱动轮245均与药瓶轴承的外圈固定连接；药瓶电机242通过药瓶传动机构带动药瓶驱动轮245旋转。

如图2所示，旋转式注射器移动装置包括注射器电机、注射器传动机构(例如包括：电机侧同步带轮223、皮带224)、注射器固定轮(例如非电机侧同步带轮225)、注射器轴承、用于驱动管状中间轴的伸缩机构；注射器电机设置于注射器转板221上，管状内轴211、注射器轴承的内圈均固定连接注射器转板221；注射器固定轮225固定连接注射器轴承的外圈；通过注射器传动机构，注射器电机的转动带动自身绕注射器固定轮225旋转。

管状外轴213固定，药瓶轴承的内圈和药袋轴承的内圈均套在管状外轴213上；注射器轴承的外圈固定套在管状中间轴212上。管状中间轴212和管状内轴211通过注射器轴承连接。

本实施例中，注射器固定轮225不可旋转地套在管状中间轴212上，通过注射器传动机构，注射器电机的转动带动自身绕注射器固定轮旋转，从而带动注射器转板旋转。管状内轴虽然与注射器转板固定连接，但是不参与传动，管状内轴用于容纳设备的全部或部分电线。

旋转式药瓶输送装置包括若干药瓶夹具246，若干药瓶夹具246在药瓶转盘241的边缘均布。

伸缩机构包括伸缩电机227、齿轮、齿条、导轨226，齿条设置于管状中间轴上，导轨226设置于管状外轴213的内壁。伸缩电机通过齿轮齿条带动管状中间轴212前后运动，从而实现注射器转板221在需要注射器229接触药袋239的时候向前移动，以避开药瓶249的阻挡和干涉。从图1中可以看出，药袋239整体位于药瓶转盘241的前方，注射器转板221向前移动后，注射器才229能接触药袋239。

本实施例中，药袋转板、药瓶转盘、注射器转板三者驱动方式的异同如表1所示。

表1

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：伸缩机构为槽凸轮机构，其包括导槽和导柱；导柱一端设置于导槽内，另一端固定连接管状中间轴或者管状内轴；导槽为螺旋状，其设置于管状内轴的外壁或者管状中间轴的内壁。注射器转板的旋转带动管状中间轴向前移动，进而带动注射器转板整体向前移动，使注射器避开药瓶的阻挡和干涉，顺利与药袋接触。

实施例3(卸瓶机构)

本实施例与实施例1的区别在于：进一步包括电磁控制的卸瓶机构，如图7所示，卸瓶机构51设置于机架上，其为可进给的斜面机构；每个药瓶夹具的后端均设有控制按钮52。按压该控制按钮52，可以使药瓶夹具53张开，从而使原本被夹紧的药瓶54掉落。

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)

1.一种同轴式紧凑型配药机器人，其特征在于，所述配药机器人包括：机架、旋转式注射器移动装置、旋转式药袋升降装置、旋转式药瓶输送装置；

所述机架包括转轴，所述转轴包括管状内轴、所述管状中间轴、管状外轴；所述管状中间轴可伸缩地套在所述管状外轴之内，所述管状中间轴套在所述管状内轴之外；

所述旋转式注射器移动装置、所述旋转式药袋升降装置、所述旋转式药瓶输送装置均设置于所述机架的转轴上，三者的旋转轴线重合、且各自设有对应的驱动电机。

2.如权利要求1所述的配药机器人，其特征在于，所述旋转式注射器移动装置包括注射器转板，所述旋转式药袋升降装置包括药袋转板，所述旋转式药瓶输送装置包括药瓶转盘；所述注射器转板、所述药袋转板、所述药瓶转盘三者叠置。

3.如权利要求2所述的配药机器人，其特征在于，所述注射器转板、所述药袋转板、所述药瓶转盘均竖直设置。

4.如权利要求2所述的配药机器人，其特征在于，所述注射器转板位于最前侧，药袋转板位于最后侧，药瓶转盘位于注射器转板和药袋转板之间。

5.如权利要求2所述的配药机器人，其特征在于，

所述旋转式药袋升降装置进一步包括药袋电机、药袋传动机构、药袋驱动轮、药袋轴承；所述药袋轴承的内圈套在所述转轴上；所述药袋电机设置于所述机架上；所述药袋转板、所述药袋驱动轮均与所述药袋轴承的外圈固定连接；所述药袋电机通过所述药袋传动机构带动所述药袋驱动轮旋转；

所述旋转式药瓶输送装置进一步包括药瓶电机、药瓶传动机构、药瓶驱动轮、药瓶轴承；所述药瓶轴承的内圈套在所述转轴上；所述药瓶电机设置于所述机架上；所述药瓶转盘、所述药瓶驱动轮均与所述药瓶轴承的外圈固定连接；所述药瓶电机通过所述药瓶传动机构带动所述药瓶驱动轮旋转。

6.如权利要求5所述的配药机器人，其特征在于，

所述旋转式注射器移动装置包括注射器电机、注射器传动机构、注射器固定轮、注射器轴承、用于驱动所述管状中间轴的伸缩机构；所述注射器电机设置于所述注射器转板上，所述管状内轴、所述注射器轴承的内圈均固定连接所述注射器转板；所述注射器固定轮固定连接所述注射器轴承的外圈；通过所述注射器传动机构，所述注射器电机的转动带动自身绕所述注射器固定轮旋转；

所述管状外轴固定，所述药瓶轴承的内圈和所述药袋轴承的内圈均套在所述管状外轴上；所述注射器轴承的外圈固定套在所述管状中间轴上。

7.如权利要求6所述的配药机器人，其特征在于，所述管状中间轴和所述管状内轴通过所述注射器轴承连接；

所述旋转式药瓶输送装置包括若干药瓶夹具，若干所述药瓶夹具在所述药瓶转盘的边缘均布。

8.如权利要求6所述的配药机器人，其特征在于，所述伸缩机构为槽凸轮机构，其包括导槽和导柱；所述导柱一端设置于所述导槽内，另一端固定连接所述管状中间轴或者管状内轴；所述导槽为螺旋状，其设置于所述管状内轴的外壁或者所述管状中间轴的内壁。

9.如权利要求6所述的配药机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括伸缩电机、齿轮、齿条、导轨，所述齿条设置于所述管状中间轴上，所述导轨设置于所述管状外轴的内壁。

10.如权利要求1-9之一所述的配药机器人，其特征在于，进一步包括卸瓶机构，所述卸瓶机构设置于所述机架上，其为可进给的斜面机构；每个药瓶夹具的后端均设有控制按钮。