CN108113884A - 计量装置、计量方法及三维打印机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种计量装置，包括：存储容器；具有导料内腔的导料部件，其顶部开设有安装存储容器的进料口，并且进料口连通导料内腔和存储容器的内腔，导料部件的底部开设有与导料内腔连通的出料口；转动的设置在导料部件的底部，并开设有出料孔的下料盘，下料盘通过转动能够使出料孔与出料口周期性连通，以实现物料的周期性导出；固定座；设置在固定座上的驱动部件，驱动部件的输出轴与下料盘连接。上述计量装置，结构简单、体积小，并可实现对未计量物料的密封，令计量装置具有隔潮防氧化的功能，提升了计量装置的工作效果。本发明还提供了适用于上述计量装置的一种计量方法，以及具有上述计量装置的一种三维打印机。

Description

计量装置、计量方法及三维打印机

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及能够对颗粒状药物进行计量的一种计量装置，以及适用于上述计量装置的一种计量方法，并且本发明还涉及具有上述计量装置的一种三维打印机。

背景技术

精准医疗、个性化给药概念已进入到我们的生活，作为前沿领域，实现个性化给药的颗粒状药物的计量装置并不多见，目前市场上能够见到的几种计量装置的结构不尽相同，且工作效果也并不理想，存在诸多缺点，例如：整体结构复杂，体积庞大，仅适用于批量调剂、计量；对药物的隔潮防氧化是在计量结束后采用包装进行保护，而对未计量或待计量的药物则没有采取隔湿隔氧处理；各组成部件之间摩擦产生的碎屑会直接进入到计量内腔中，对药物造成污染。

另外，应用到食品、药品领域的三维打印机已经进入我们的生活，而现有的食品、药品的三维打印机存在如下缺陷：有些三维打印机仅包括打印系统，而不存在配料装置，打印前需要手动进行配料、装料等操作，导致整个打印过程较为繁琐，打印效率低，并且配料精确度也较差；而另外一些打印机虽然配备有配料装置，但是其所配物料为糊状物或浆料，导致打印时计量困难，打印精确度受到影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型的计量装置，相对于现有的计量装置，其结构简单、体积小，且能够对未计量物料具有隔潮防氧化的功能。本发明还提供了适用于上述计量装置的一种计量方法，以及具有上述计量装置的一种三维打印机。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种计量装置，包括：

存储容器；

具有导料内腔的导料部件，所述导料部件的顶部开设有安装所述存储容器的进料口，并且进料口连通所述导料内腔和所述存储容器的内腔，所述导料部件的底部开设有与所述导料内腔连通的出料口；

转动的设置在所述导料部件的底部，并开设有出料孔的下料盘，所述下料盘通过转动能够使所述出料孔与所述出料口周期性连通，以实现物料的周期性导出；

固定座；

设置在所述固定座上的驱动部件，所述驱动部件的输出轴与所述下料盘连接。

优选的，上述计量装置中，所述导料部件的底壁上开设有安装槽，所述下料盘转动的安装在所述安装槽中。

优选的，上述计量装置中，所述下料盘与所述导料部件的转动连接结构中设置有塔簧。

优选的，上述计量装置中，所述下料盘上设置有多个所述出料孔，全部所述出料孔围绕所述下料盘的轴线均匀分布。

优选的，上述计量装置中，还包括设置在所述固定座上并开设有下料孔的连接板，所述下料孔与所述出料口对正设置，并且所述连接板和所述导料部件上均设置有磁铁，所述连接板和所述导料部件能够通过所述磁铁实现可拆卸连接。

优选的，上述计量装置中，还包括设在所述固定座上，用于对下料盘导出的颗粒状物料进行计数的计数器。

优选的，上述计量装置中，所述导料部件的导料内腔中设置有将物料从所述进料口导向所述出料口的导向斜面。

一种颗粒状物料的计量方法，适用于上述任意一项中的计量装置，该方法包括以下步骤：

1)启动所述驱动部件，令所述驱动部件带动所述下料盘转动，以使所述出料孔和所述出料口连通，然后关停所述驱动部件；

2)再次启动所述驱动部件，使得驱动部件持续驱动所述下料盘进行转动，以使所述出料孔和所述出料口周期性导通，令所述存储容器中的颗粒状物料经过所述导料部件后再从所述下料盘中周期性导出；

3)当颗粒状物料的导出数量达到目标数量时，关停所述驱动部件，并通过进行步骤1)的操作，令所述出料孔和所述出料口保持错开状态。

一种三维打印机，包括配料装置和打印系统，所述配料装置包括用于计量不同颗粒状物料的多个计量装置，以及与全部所述计量装置连通以汇集不同所述计量装置导出的不同物料，并将汇集后的混合物料输送至所述打印系统的汇料输送管，所述计量装置为上述任意一项中的计量装置。

优选的，上述三维打印机中，所述配料装置包括四个所述计量装置，并且全部的所述计量装置以同心圆方式排列。

本发明提供的计量装置，能够将存储容器中储存的颗粒状物料经过导料部件的引导移动至下料盘处，下料盘在驱动部件的驱动下，与导料部件配合，就能够将颗粒状物料周期性的导出，通过记录导出次数，就能够实现对导出物料的计量，与现有的计量装置相比，结构简单、体积小，并可通过下料盘的转动错开下料盘上的出料孔和导料部件上的出口，实现对未计量物料的密封，令计量装置具有隔潮防氧化的功能，进而令计量装置的工作效果更加突出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的计量装置的结构示意图；

图2为计量装置的分解图；

图3为存储容器与导料部件配合的结构示意图；

图4为导料部件的透视图；

图5为图4的右视图；

图6为图4的仰视图；

图7为下料盘的结构示意图；

图8为连接板的结构示意图；

图9为连接板、固定座、计数器和驱动部件配合的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的三维打印机的配料装置的结构示意图。

在图1-图10中：

1-存储容器，2-导料部件，3-进料口，4-出料口，5-下料盘，6-出料孔，7-固定座，8-驱动部件，9-安装槽，10-塔簧，11-连接板，12-下料孔，13-磁铁，14-计数器，15-导向斜面，16-输送管。

具体实施方式

本发明提供了一种新型的计量装置，相对于现有的计量装置，其结构简单、体积小，且能够对未计量物料具有隔潮防氧化的功能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图9所示，本发明实施例提供的计量装置，可以用于对颗粒状药物进行计量、调剂，该计量装置主要包括存储容器1、导料部件2、下料盘5、固定座7和驱动部件8。其中，存储容器1用于储存颗粒状物料，该物料可以为颗粒状药物；导料部件2则用于连接并支撑存储容器1，并且具有导料内腔，导料部件2的顶部开设有安装存储容器1的进料口3，并且进料口3连通导料内腔和存储容器1的内腔，同时导料部件2的底部开设有与导料内腔连通的出料口4；下料盘5转动的设置在导料部件2的底部，并且下料盘5上开设有出料孔6，下料盘5转动时，其上的出料孔6能够与出料口4周期性的对正连通，当两者连通时，位于出料口4中的物料就可以进入到出料孔6中，并从出料孔6中导出至后续提到的汇料输送管中，由于出料孔6与出料口4周期性导通、断开，所以能够实现物料的周期性导出；下料盘5的转动，是在驱动部件8的驱动下进行的，而驱动部件8则固定安装在固定座7上。

在上述结构中，存储容器1可以选用盛装药物的瓶体，进料口3的内壁上可以设置螺纹，从而能够与瓶体开口处的螺纹配合连接，实现瓶体在导料部件2上的安装。并且，优选导料部件2和存储容器1均为一次性部件，使用一次后即废弃并进行更换，不用清洗，同时可以避免不同药物间的污染，以保证安全卫生。

上述结构的计量装置，与现有的计量装置相比，结构简单、体积小，并可通过下料盘5的转动错开下料盘5上的出料孔6和导料部件2上的出料口4，即通过下料盘5的实体部分能够将出料口4封死，实现对未计量物料的密封，隔绝外部空气，令计量装置具有隔潮防氧化的功能，避免药物的氧化与吸潮，进而令计量装置的工作效果更加突出。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的计量装置中，导料部件2的底壁上开设有安装槽9，下料盘5转动的安装在所述安装槽9中，如图4-图6所示。开设安装槽9，并将下料盘5设置到安装槽9中，能够使得导料部件2更好的与后续提到的连接板11连接，同时还可以令计量装置的结构更加紧凑，密封效果也更好。

本实施例中，还优选下料盘5与导料部件2的转动连接结构(图7中虚线框内的结构)中设置有塔簧10，如图7所示。在下料盘5的转动连接结构中设置塔簧10，可避免下料盘5直接与导料部件2等摩擦接触，进而避免摩擦产生的碎屑对药物的污染，令本实施例提供的计量装置能够更好的满足颗粒状药物的生产要求。

下料盘5上设置有多个出料孔6，全部出料孔6围绕下料盘5的轴线均匀分布，如图7所示。本实施例中，优选下料盘5上的出料孔6为均布的四个，使得下料盘5每转动四分之一个圆周就能够实现一次下料，在满足工作要求的前提下提高了计量装置的工作效率。此外，出料孔6还可以设置为其他的数量。

如图8和图9所示，本实施例还包括设置在固定座7上并开设有下料孔12的连接板11，下料孔12与出料口4对正设置，并且连接板11和导料部件2上均设置有磁铁13，并且连接板11和导料部件2能够通过磁铁13实现可拆卸连接。具体的，连接板11和导料部件2上均设置有两个圆形的强力磁铁13，在进行组装时，可以将安装有存储容器1的导料部件2直接通过磁体粘接到与固定座7、驱动部件8连为一体的连接板11上，并且可实现自动对齐定位，使得安装拆卸、更换药品更为为方便，便于实现家庭化。由于下料孔12与出料口4对正设置，所以在下料盘5转动的过程中，当出料孔6转动至下料孔12与出料口4的设置位置，位于中间的出料孔6就可以连通下料孔12和出料口4，令导料部件2中的药物经出料口4、出料孔6和下料孔12导出，之后进入到输送管16中被送走。

本实施例中，驱动部件8可以为步进电机或马达，更优选为步进电机。因为步进电机能够更加精确的控制下料盘5的转动，进而可以通过步进电机计步来控制下料数量，同时为避免有空料情况，还增设计数器14对导出的药物粒数进行校正，保证计数准确无误。如图1、图2和图9所示，该计数器14固定在固定座7上，并优选为计数更加灵敏、准确的分体对射光电计数器或电门计数器。

优选的，导料部件2的导料内腔中设置有将物料从进料口3导向出料口4的导向斜面15，如图4-图6所示。设置光滑的导向斜面15，不仅能够使得药物可以从进料口3更加平稳的移动至出料口4，而且其与顶部的进料口3和底部的出料口4配合，还能够令药物依靠自身重力实现滑落，无需额外的输料装置，简化了结构。

本实施例提供的计量装置的工作过程为：

将安装有存储容器1的导料部件2(如图3所示结构)通过磁铁13直接定位、粘接在与固定座7、驱动部件8连为一体(如图9所示结构)的连接板11上，安装完毕后如图1所示，此时存储容器1(瓶体)的开口被铝箔密封，导料部件2内无药物，导料部件2的出料口4与下料盘5上的四个出料孔6均未接通，连接板11上的下料孔12与输送管16连通。之后，将存储容器1从导料部件2上旋下后，除掉开口处的铝箔密封，倒扣旋紧于导料部件2的进料口3上，此时存储容器1中的药物会进入到导料部件2中，并沿导向斜面15自动下滑，落在导料部件2最低点的出料口4处，因出料口4未与下料盘5上的出料孔6连通，所以全部的药物处于密封的内腔中。当配料系统接收到调配计量命令后，步进电机开始运行，首先进行起始位置的确认，此后步进电机带动下料盘5进行运动，下料盘5转动过程中每转动四分之一圆周即实现一次下料，此时计数器14计数一次，转动一段时间后，当计数器14上显示计数为目标计数时，计数结束；配料系统接收计数结束命令后，步进电机带动计数盘运动八分之一圆周，以实现出料口4和出料孔6的错开，令药物被密封在内腔中。

基于上述的计量装置，本实施例还提供了一种计量方法，该方法适用于上述的计量装置，并包括以下步骤：

S101、接受计数命令后，启动驱动部件8，即令步进电机带动下料盘5反转八分之一圆周，以使出料孔6和出料口4连通，此时计量装置的计数系统显示准备就绪，计数器14计数为1，然后关停驱动部件8；

S102、再次开启驱动部件8，使得驱动部件8持续驱动下料盘5进行转动，以使出料孔6和出料口4周期性导通，即下料盘5每转动四分之一圆周就使出料孔6和出料口4连通一次，从而令存储容器1中的药物经过导料部件2后再从下料盘5中导出，每接通一次，药物下料一次；药物每次落下时，计数器14都计数一次；

S103、当颗粒状物料的导出数量(或者说计数器14的计数次数)达到所需的目标数量时，即计数结束后，关停驱动部件8，之后再控制步进电机带动下料盘5继续转动八分之一圆周，令出料孔6和出料口4保持错开状态，对药物实现密封，避免药品氧化与吸潮。

基于上述实施例中提供的计量装置，本发明实施例还提供了一种三维打印机，不仅包括打印系统(该打印系统即为现有三维打印机的打印系统)，而且还配备了配料装置，该配料装置与现有单独设置的配料装置不尽相同，其主要包括多个结构相同的计量装置和汇料输送管，这些计量装置可以用于对不同种类的物料(此物料指的是打印原料的某一种组成物料)进行计量，而汇料输送管(图中未示出)则与全部的计量装置连通，用于汇集从不同计量装置导出的不同物料，并将汇集后的混合物料输送至打印系统中。具体的，该计量装置即为上述的计量装置。

上述的三维打印机，在工作过程中，通过配料装置的多个计量装置能够实现对导出物料的计量，之后再通过汇料输送管将从不同计量装置中导出的不同种类的颗粒状物料进行汇集混合后，就能够输送给打印系统进行打印操作。此三维打印机，通过设置配料装置，避免了手动配料、装料等操作，使得整个打印过程更加简单、快捷，打印效率更高，而且能够对物料进行精确计量，令三维打印机的打印精度得以提高。

配料装置包括的计量装置至少为两个，优选为四个，并且令四个计量装置以同心圆方式排列，如图10所示。此种设置方式，通过将多个计量装置设置在同一个圆上，能够使得三维打印机的结构更加紧凑。更加优选的，计量装置为四个，并且四个计量装置的物料导出口也在同一个圆上，该圆可以为多个计量装置所在的圆，也可以为计量装置所在圆的同心圆，从而方便设置在汇料输送管上的同一接收器接料。此外，计量装置也可以设置为其他数量。

进一步的，打印系统为熔融沉积打印系统，即本实施例提供的打印系统采用熔融沉积制造技术(FDM技术)实现3D打印，并且还优选打印系统和配料装置在三维打印机原有的控制系统的控制下配合工作。此外，更加优选的，令四个计量装置分别具有独立的控制电路，使得控制系统能够单独控制任一计量装置进行工作，以满足多样化的配料需求。本实施例中三维打印机的控制系统通过单片机与继电器集成到PC电路板上，实现一键式智能化操作。

下面以一种具体的处方为例说明配料装置的工作过程：

将四个计量装置编号为A、B、C、D，需要调配的处方为：A种药品11颗、B种药品3颗、C种药品7颗、D种药品5颗。

A号计量装置的步进电机带动下料盘5转动二又二分之一个圆周，由于出料孔6具有四个，所以下料盘5转动二又二分之一个圆周后，A号计量装置的计数器14计数为11(在步骤S101中，计数器14已经计数为1，在此基础之上下料盘5继续转动二又二分之一个圆周则计数为11)；B号计量装置的步进电机带动下料盘5转动二分之一个圆周，B号计量装置的计数器14计数为3；C号计量装置的步进电机带动下料盘5转动一又二分之一个圆周，C号计量装置的计数器14计数为7；D号计量装置的步进电机带动下料盘5转动一个圆周，D号计量装置的计数器14计数为5。四个计量装置同时运行，得到个性化处方：A药品11颗、B药品3颗、C药品7颗、D药品5颗。控制系统接收计数结束命令后，各步进电机带动下料盘5运动八分之一圆周，将计量装置的内腔封死。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，计量装置的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种计量装置，其特征在于，包括：

用于储存颗粒状物料的存储容器；

具有导料内腔的导料部件，所述导料部件的顶部开设有安装所述存储容器的进料口，并且进料口连通所述导料内腔和所述存储容器的内腔，所述导料部件的底部开设有与所述导料内腔连通的出料口；

转动的设置在所述导料部件的底部，并开设有出料孔的下料盘，所述下料盘通过转动能够使所述出料孔与所述出料口周期性连通，以实现物料的周期性导出；

固定座；

设置在所述固定座上的驱动部件，所述驱动部件的输出轴与所述下料盘连接。

2.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述导料部件的底壁上开设有安装槽，所述下料盘转动的安装在所述安装槽中。

3.根据权利要求2所述的计量装置，其特征在于，所述下料盘与所述导料部件的转动连接结构中设置有塔簧。

4.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述下料盘上设置有多个所述出料孔，全部所述出料孔围绕所述下料盘的轴线均匀分布。

5.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，还包括设置在所述固定座上并开设有下料孔的连接板，所述下料孔与所述出料口对正设置，并且所述连接板和所述导料部件上均设置有磁铁，所述连接板和所述导料部件能够通过所述磁铁实现可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，还包括设在所述固定座上，用于对下料盘导出的颗粒状物料进行计数的计数器。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的计量装置，其特征在于，所述导料部件的导料内腔中设置有将物料从所述进料口导向所述出料口的导向斜面。

8.一种计量方法，其特征在于，适用于权利要求1-7中任意一项所述的计量装置，该方法包括以下步骤：

1)启动所述驱动部件，令所述驱动部件带动所述下料盘转动，以使所述出料孔和所述出料口连通，然后关停所述驱动部件；

2)再次启动所述驱动部件，使得驱动部件持续驱动所述下料盘进行转动，以使所述出料孔和所述出料口周期性导通，令所述存储容器中的颗粒状物料经过所述导料部件后再从所述下料盘中周期性导出；

3)当颗粒状物料的导出数量达到目标数量时，关停所述驱动部件，并通过进行步骤1)的操作，令所述出料孔和所述出料口保持错开状态。

9.一种三维打印机，包括配料装置和打印系统，其特征在于，所述配料装置包括用于计量不同颗粒状物料的多个计量装置，以及与全部所述计量装置连通以汇集不同所述计量装置导出的不同物料，并将汇集后的混合物料输送至所述打印系统的汇料输送管，所述计量装置为权利要求1-8中任意一项所述的计量装置。

10.根据权利要求9所述的三维打印机，其特征在于，所述配料装置包括四个所述计量装置，并且全部的所述计量装置以同心圆方式排列。