CN108030673A - 一种用于西林瓶的自动配药机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于西林瓶的自动配药机器人，其包括：基座、溶媒袋装置、西林瓶装置、注射器装置，溶媒袋装置、西林瓶装置、注射器装置均设置于基座上；注射器装置位于西林瓶装置和溶媒袋装置之间；溶媒袋装置包括袋升降机构、以及溶媒袋夹具，溶媒袋夹具设置于袋升降机构上；袋升降机构包括药袋高位和药袋低位；西林瓶装置包括瓶升降机构、以及至少一个瓶夹持机构，瓶夹持机构设置于瓶升降机构上；瓶升降机构包括药瓶高位和药瓶低位；注射器装置包括针管夹持机构，注射器装置带动注射器在一竖直圆周内旋转；当溶媒袋内气压较大需要调节时，溶媒袋位于药袋低位，注射器对药袋穿刺并抽吸空气；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。

Description

一种用于西林瓶的自动配药机器人

技术领域

本发明涉及一种用于西林瓶的自动配药机器人。

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。

上述两技术方案，由于功能较齐全，导致设备结构复杂，并且只针对于肿瘤科的配药流程，对于医院的普通科室体积庞大，价格昂贵。另外，现有技术中，对于正压的西林瓶和溶媒袋，不具备调节压力的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于西林瓶的自动配药机器人，其不仅结构紧凑、体积小，而且对于正压的西林瓶和溶媒袋可以调压。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于西林瓶的自动配药机器人，该自动配药机器人包括：基座、溶媒袋装置、西林瓶装置、注射器装置，溶媒袋装置、西林瓶装置、注射器装置均设置于基座上；注射器装置位于西林瓶装置和溶媒袋装置之间；

溶媒袋装置包括袋升降机构、以及溶媒袋夹具，溶媒袋夹具设置于袋升降机构上；袋升降机构包括药袋高位和药袋低位；

西林瓶装置包括瓶升降机构、以及至少一个瓶夹持机构，瓶夹持机构设置于瓶升降机构上；瓶升降机构包括药瓶高位和药瓶低位；

注射器装置包括针管夹持机构，注射器装置带动注射器在一竖直圆周内旋转；当溶媒袋内气压较大需要调节时，溶媒袋位于药袋低位，注射器对药袋穿刺并抽吸空气；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，西林瓶装置包括药瓶高位和药瓶低位，溶酶袋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，形成对药瓶和溶媒袋内部进行空气置换的功能，从而调节药瓶和溶媒袋内的空气压力。

本发明中，针管夹持机构例如可包括电机丝杆带动的两个反向滑块，相对设置的两个针管夹持件分别设置该两个反向滑块上。

本发明中，瓶升降机构优选为旋转式升降机构，具体而言，瓶升降机构可为倾斜设置的转盘，转盘的边缘设有用于夹持西林瓶的瓶夹持机构，西林瓶随着转盘的转动实现升降。

根据本发明另一具体实施方式，药袋高位、药袋低位、药瓶高位、药瓶低位均设置于竖直圆周的径向。

根据本发明另一具体实施方式，注射器装置包括针管夹持机构、活塞机构、旋转机构、穿刺机构。

根据本发明另一具体实施方式，旋转机构为第一级机构，穿刺机构为第二级机构，针管夹持机构为第三级机构，活塞机构为第四级机构；下一级机构设置于上一级机构上(例如，第二级机构设置于第一级机构上)。

根据本发明另一具体实施方式，西林瓶装置的瓶升降机构包括转盘，转盘倾斜设置，若干瓶夹持机构均布于转盘的圆周。

根据本发明另一具体实施方式，溶媒袋装置进一步包括升降支架；袋升降机构包括升降块，升降块可升降地设置于升降支架上，升降块上设有连接转轴，溶媒袋夹具固定连接该连接转轴；升降支架上设有高位限位块和低位限位块。

根据本发明另一具体实施方式，升降支架上设有用于连接轴移动的竖直滑槽；

高位限位块包括高位近端限位块和高位远端限位块，高位近端限位块和高位远端限位块分别位于竖直滑槽的两侧，高位近端限位块靠近注射器装置；高位近端限位块低于高位远端限位块；

低位限位块包括低位近端限位块和低位远端限位块，低位近端限位块和低位远端限位块分别位于竖直滑槽的两侧，低位近端限位块靠近注射器装置；低位近端限位块高于低位远端限位块。

根据本发明另一具体实施方式，进一步包括针帽夹持机构，针帽夹持机构设置于升降支架上；针帽夹持机构设置于竖直圆周的径向。

根据本发明另一具体实施方式，瓶升降机构包括转盘支架，转盘的转轴设置于转盘支架上；自动配药机器人进一步包括卸瓶机构，卸瓶机构设置于转盘支架上，卸瓶机构为电磁阀控制的推杆。

根据本发明另一具体实施方式，注射器装置进一步包括针管固定环和注射器自转机构，注射器自转机构包括转动环，转动环设置于针管固定环之内。通过设置转动环，使注射器具备自动旋转功能，在针对难溶药的西林瓶药物时，所使用的注射器针尖侧口针在注入溶媒液体时，使得药物能够迅速溶解，从而提高配药效率。

根据本发明另一具体实施方式，针管固定环为旋转支架，注射器自转机构包括旋转电机、传动机构(其例如可包括电机侧同步带轮、皮带、非电机侧同步带轮)、转动轮、转动环、轴承；旋转电机、传动机构、转动轮、转动环、轴承均设置于旋转支架上。轴承外圈固定连接旋转支架，轴承内圈固定连接转动环和转动轮。转动环内壁为斜面，其上端开口小，下端开口大；转动环内壁上还可设有凸起或颗粒以增加摩擦。当注射器从下向上穿过转动环，由于转动环内壁为斜面，注射器在转动环内套紧。在旋转电机带动转动环转动，进而带动注射器以针尖为轴转动，从而实现向西林瓶内注射液体时，注射器旋转，促进西林瓶内的粉末溶解。

根据本发明另一具体实施方式，药瓶高位为0°位，此时注射器竖直且针尖向上；药瓶低位为右120°位；药袋高位为左40°位；药袋低位为左110°位；针帽拔取位为左33°位。值得注意的是，右120°位是相对于0°位向右偏转120°的位置，其它位置采用相同的解释。

根据本发明另一具体实施方式，注射器装置进一步包括针尖夹持机构，该针尖夹持机构包括电机驱动的丝杆，该丝杆连接一推杆，该推杆通过两组连杆连接两个针尖夹持件；每组连杆包括至少一根连杆，每组连杆内若有两条以上连杆则首尾相接；针尖夹持件通过销轴连接固定板。该针尖夹持机构可自动夹持注射器针尖。在静脉配药机器人中，由于注射器针头在穿刺西林瓶胶塞过程产生严重变形，使得注射器注射在抽吸或者注射液体的过程中出现漏液，该针尖夹持机构采用微型有刷电机驱动丝杠，采用对称连杆机构将丝杠的平行移动转换为针尖夹头的张开和抱紧，减轻针头在穿刺西林瓶过程中的变形问题，从而使得自动配药机器人在自动配药过程不再出现漏液等问题。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明的用于西林瓶的自动配药机器人，不仅结构紧凑、体积小，而且对于正压的西林瓶和溶媒袋可以调压。通过设置针尖夹持机构，使得注射器在穿刺过程中不会产生针尖弯曲变形，避免了穿刺位置不准而导致的漏液等问题。通过设置注射器旋转装置，可促进西林瓶内的粉末溶解。

附图说明

图1是实施例1的自动配药机器人的整体结构示意图；

图2是实施例1的自动配药机器人中，注射器各工位的示意图；

图3是实施例1的自动配药机器人中，注射器装置的结构示意图；

图4是实施例1的自动配药机器人中，针尖夹持机构的结构示意图；

图5是实施例1的自动配药机器人中，西林瓶装置的结构示意图；

图6是实施例1的自动配药机器人中，溶媒袋装置的结构示意图；

图7是实施例1的自动配药机器人中，针帽夹持机构的结构示意图；

图8是实施例1的自动配药机器人的配药流程图；

图9是实施例2的自动配药机器人中，注射器旋转装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种用于西林瓶的自动配药机器人，该自动配药机器人包括：基座1、注射器装置200、西林瓶装置300、溶媒袋装置400、针帽夹持机构500、直径检测装置600、卸瓶机构700。溶媒袋装置400、西林瓶装置300、注射器装置200均设置于基座1上；注射器装置200位于西林瓶装置300和溶媒袋装置400之间。

如图2-3所示，注射器装置200包括针尖夹持机构2080、针管夹持机构、活塞机构、旋转机构、穿刺机构。旋转机构为第一级机构，穿刺机构为第二级机构，针管夹持机构为第三级机构，活塞机构为第四级机构；下一级机构设置于上一级机构上。如图2所示，注射器装置带动注射器在一竖直圆周内旋转；当溶媒袋内气压较大需要调节时，溶媒袋位于药袋低位，注射器位于工位1005，对药袋穿刺并抽吸空气；当西林瓶内气压较大需要调节时，西林瓶位于药瓶低位，注射器位于工位1002，对西林瓶穿刺并抽吸空气；当需要抽吸溶媒袋里的溶媒或向溶媒袋内注射药剂时，溶媒袋位于药袋高位，注射器位于工位1004；当需要向西林瓶内注射溶媒或者抽吸西林瓶内的药剂时，西林瓶位于药瓶高位，注射器位于工位1001。药瓶高位为0°位，此时注射器竖直且针尖向上；药瓶低位为右120°位；药袋高位为左40°位；药袋低位为左110°位；针帽拔取位为左33°位。值得注意的是，右120°位是相对于0°位向右偏转120°的位置，其它位置采用相同的解释。

注射器装置200进一步包括针管固定环209。

如图3所示，支座201将整个注射器装置200固定到基座1上，旋转机构包括旋转平台204、旋转台203，旋转平台204安装在旋转台203上，旋转台203通过伺服电机202驱动，可实现注射器的整体旋转。穿刺机构包括穿刺平台216，穿刺平台216通过丝杠导轨安装在旋转平台204上，由伺服电机205通过同步带驱动丝杠实现穿刺平台的上下移动，进而实现注射器的针尖穿过西林瓶或者溶媒袋的胶塞执行后续动作。针管夹持机构包括夹紧平台215，夹紧平台215由导轨滑块安装在穿刺平台216上，由伺服电机210驱动丝杠实现夹紧平台215的上下运动。活塞机构包括抽吸平台214，抽吸平台214由导轨滑块安装在夹紧平台215上，抽吸平台214与推拉块213通过螺栓固定连接，由伺服电机206通过驱动丝杠实现抽吸平台的上下运动并推拉该推拉块213，使得注射器211能够完成抽吸运动；当注射器211放置于注射器夹持件212内，伺服电机210驱动夹紧平台215向上运动，与注射器固定件209同时作用使得注射211能够固定在整机上。

针尖夹持机构2080如图4所示，当夹紧或者松开指令发送至针尖夹持机构2080的电路板2089，电路板2089将指令转换成驱动电流驱动丝杠电机2082旋转，推动推杆固定件2088上下移动，推杆固定件2088通过螺栓抱紧直线推杆2087，使得推杆2087能够与推杆固定件2088一起运动；直线推杆2087通过销轴与连杆2086连接，连杆2086通过销轴与针尖夹持件2083连接，针尖夹持件2083通过销轴与下底板2081和上底板2084连接；为了使得左右针尖夹持件同时张开闭合，连杆采用了左右对称布局。

如图5所示，西林瓶装置300包括瓶升降机构、以及至少一个(例如16个)用于夹持西林瓶301的瓶夹持机构305，瓶升降机构包括转盘支架和转盘，转盘的转轴设置于转盘支架302上。转盘倾斜设置，16个瓶夹持机构均布于转盘的圆周；转盘包括药瓶高位和药瓶低位。当西林瓶301放置于瓶夹持机构305上，接近传感器感应到西林瓶301，将指令发送给系统，系统发送指令给西林旋转伺服电机303，驱动转盘304旋转22.5°，等待放入下一支西林瓶；伺服电机303固定安装在转盘支架302上。西林瓶装置300还包含有直径检测装置308，采用两个双向对射激光传感器检测放置的西林瓶301直径大小，从而判断注入西林瓶301中液体的体积。

如图6所示，溶媒袋装置400包括升降支架401、袋升降机构、以及溶媒袋夹具406；袋升降机构包括直线运动机构404和升降块，升降块可升降地设置于升降支架上，升降块上设有连接转轴，溶媒袋夹具固定连接该连接转轴；袋升降机构包括药袋高位和药袋低位。升降支架上设有高位限位块403和低位限位块402。升降支架上设有用于连接轴移动的竖直滑槽；高位限位块包括高位近端限位块和高位远端限位块，高位近端限位块和高位远端限位块分别位于竖直滑槽的两侧，高位近端限位块靠近注射器装置；高位近端限位块低于高位远端限位块；低位限位块包括低位近端限位块和低位远端限位块，低位近端限位块和低位远端限位块分别位于竖直滑槽的两侧，低位近端限位块靠近注射器装置；低位近端限位块高于低位远端限位块。

溶媒袋装置400由升降支架401固定安装在底座1上，低位限位块402和高位限位块403固定安装在升降支架401上，直线运动机构404安装于升降支架401上，溶媒袋支架407通过轴承安装于移动连接件405上，能够实现轴向旋转，移动连接件405通过螺栓固定在直线运动机构404上，溶媒袋408通过溶媒袋夹具406放置于溶媒袋支架407上，溶媒袋夹具406与溶媒袋支架407设计有可以配合的导向槽，使得溶媒袋夹具406可以轻松地装上和取下；当溶媒袋405放置于溶媒袋夹具406上并装入溶媒袋支架407上，系统发送指令至伺服电机，驱动直线运动机构404向上运动，当溶媒袋夹具406向上运动并与高位限位块403接触时，由高位近端限位块和高位远端限位块形成的斜面约束溶媒袋夹具406进行旋转，形成斜向下的定值角度，便于注射器装置200对溶媒袋中液体进行抽吸和注入；当系统发送指令至伺服电机，驱动直线运动机构404向下运动，使得溶媒袋夹具406向下运动并与低位限位块402接触时，由低位近端限位块和低位远端限位块形成的斜面约束溶媒袋夹具406进行旋转，形成斜向上的定值角度，便于注射器装置200对溶媒袋中空气进行抽吸，使得溶媒袋中的空气能够抽出以减小溶媒袋内部的空气压力。

针帽夹持机构500设置于升降支架上。如图7所示，针帽夹持机构500包括针帽支架501、驱动电磁铁502、推头固定件503、推头504、弹簧(图中未示)，推头504与驱动电磁铁502的铁芯固连，安装在推头固定件503上且可以相对移动，驱动电磁铁502固定安装在推头固定件503上，推头固定件503固定安装在针帽支架501上，当系统发送夹紧/松开指令于驱动电磁铁502，驱动电磁铁502铁芯沿径向方向移动，推动推头504与推头固定件503形成张开/闭合动作，从而实现针帽夹持与松开。

如图2所示，药袋高位、药袋低位、药瓶高位、药瓶低位、针帽夹持机构均设置于竖直圆周的径向。

瓶夹持机构305包括推杆，该推杆通过两组连杆连接两个瓶夹持件；每组连杆包括两根连杆，每组连杆内的两条连杆首尾相接；瓶夹持件设置于导轨上，且与导轨通过弹簧连接。卸瓶机构700设置于转盘支架上，卸瓶机构为电磁阀控制的驱动杆，当该驱动杆推动瓶夹持机构的推杆时，两个瓶夹持件互相远离，原本夹持的西林瓶掉落。

如图8所示，本实施例的自动配药机器人的配药流程如下：

配药过程中，将医用溶媒袋安装于夹具并放入溶媒袋装置400上，将医用注射器放置于注射器装置200上，注射器装置通过伺服电机将医用注射器夹紧固定在注射器装置上，将西林瓶瓶装药物放置于西林瓶装置300。在完成西林瓶及注射器放置后，控制系统按照预先设定好的动作流程进行配药动作。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：注射器装置进一步包括注射器自转机构。如图9所示，针管固定环为旋转支架901，注射器自转机构包括旋转电机902、传动机构(其包括电机侧同步带轮903、皮带904、非电机侧同步带轮905)、转动轮907、转动环、轴承；旋转电机902、传动机构、转动轮907、转动环908、轴承均设置于旋转支架901上。轴承外圈固定连接旋转支架901，轴承内圈固定连接转动环908和转动轮907。转动环908内壁为斜面，其上端开口小，下端开口大；转动环908内壁上设有凸起或颗粒以增加摩擦。

当注射器906从下向上穿过转动环908，由于转动环908内壁为斜面，注射器906在转动环908内套紧。在旋转电机902带动转动环908转动，进而带动注射器906以针尖为轴转动，从而实现向西林瓶内注射液体时，注射器旋转，促进西林瓶内的粉末溶解。

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 (11)

1.一种用于西林瓶的自动配药机器人，其特征在于，所述自动配药机器人包括：基座、溶媒袋装置、西林瓶装置、注射器装置，所述溶媒袋装置、所述西林瓶装置、所述注射器装置均设置于所述基座上；所述注射器装置位于所述西林瓶装置和所述溶媒袋装置之间；

所述溶媒袋装置包括袋升降机构、以及溶媒袋夹具，所述溶媒袋夹具设置于所述袋升降机构上；所述袋升降机构包括药袋高位和药袋低位；

所述西林瓶装置包括瓶升降机构、以及至少一个瓶夹持机构，所述瓶夹持机构设置于所述瓶升降机构上；所述瓶升降机构包括药瓶高位和药瓶低位；

所述注射器装置包括针管夹持机构，所述注射器装置带动注射器在一竖直圆周内旋转；当溶媒袋内气压较大需要调节时，所述溶媒袋位于所述药袋低位，所述注射器对所述药袋穿刺并抽吸空气；当西林瓶内气压较大需要调节时，所述西林瓶位于所述药瓶低位，所述注射器对所述西林瓶穿刺并抽吸空气。

2.如权利要求1所述的自动配药机器人，其特征在于，所述药袋高位、所述药袋低位、所述药瓶高位、所述药瓶低位均设置于所述竖直圆周的径向。

3.如权利要求1所述的自动配药机器人，其特征在于，所述注射器装置包括针管夹持机构、活塞机构、旋转机构、穿刺机构。

4.如权利要求3所述的自动配药机器人，其特征在于，所述旋转机构为第一级机构，所述穿刺机构为第二级机构，所述针管夹持机构为第三级机构，所述活塞机构为第四级机构；下一级机构设置于上一级机构上。

5.如权利要求1所述的自动配药机器人，其特征在于，所述西林瓶装置的瓶升降机构包括转盘，所述转盘倾斜设置，若干所述瓶夹持机构均布于所述转盘的圆周。

6.如权利要求1所述的自动配药机器人，其特征在于，所述溶媒袋装置进一步包括升降支架；所述袋升降机构包括升降块，所述升降块可升降地设置于所述升降支架上，所述升降块上设有连接转轴，所述溶媒袋夹具固定连接所述连接转轴；所述升降支架上设有高位限位块和低位限位块。

7.如权利要求6所述的自动配药机器人，其特征在于，所述升降支架上设有用于所述连接轴移动的竖直滑槽；

所述高位限位块包括高位近端限位块和高位远端限位块，所述高位近端限位块和所述高位远端限位块分别位于所述竖直滑槽的两侧，所述高位近端限位块靠近所述注射器装置；所述高位近端限位块低于所述高位远端限位块；

所述低位限位块包括低位近端限位块和低位远端限位块，所述低位近端限位块和所述低位远端限位块分别位于所述竖直滑槽的两侧，所述低位近端限位块靠近所述注射器装置；所述低位近端限位块高于所述低位远端限位块。

8.如权利要求6所述的自动配药机器人，其特征在于，进一步包括针帽夹持机构，所述针帽夹持机构设置于所述升降支架上；所述针帽夹持机构设置于所述竖直圆周的径向。

9.如权利要求5所述的自动配药机器人，其特征在于，所述瓶升降机构包括转盘支架，所述转盘的转轴设置于所述转盘支架上；所述自动配药机器人进一步包括卸瓶机构，所述卸瓶机构设置于所述转盘支架上，所述卸瓶机构为电磁阀控制的推杆。

10.如权利要求1所述的自动配药机器人，其特征在于，进一步包括针管固定环和注射器自转机构，所述注射器自转机构包括转动环，所述转动环设置于所述针管固定环之内。

11.如权利要求2所述的自动配药机器人，其特征在于，所述药瓶高位为0°位，此时注射器竖直且针尖向上；所述药瓶低位为右120°位；所述药袋高位为左40°位；所述药袋低位为左110°位；针帽拔取位为左33°位。