CN109205165B - 一种中药自动补药系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中药自动补药系统，包括识别装置、运输装置及立式回转柜；运输装置位于立式回转柜的前面，用于将中药运输至立式回转柜相应的药箱处并将中药送入药箱内；识别装置位于运输装置的一侧，用于识别中药种类；识别装置包括工业相机、气缸脚架、气缸A、相机支架；运输装置包括伺服电机A、减速器、联轴器、导轨座、同步带传动装置、导轨、漏斗支架、移动底座、下挡板、气缸B、气缸C、漏斗、安装板、电磁铁及滑块；立式回转柜包括伺服电机B、机柜、传动链条、若干个药箱；本发明实现了中药立式回转柜药箱的自动补药，大大降低了工作人员的劳动强度，大幅提高了中药房的工作效率，有效解决了自动化中药房补药不及时的问题。

Description

一种中药自动补药系统及实现方法

技术领域

本发明涉及中药房自动化技术领域，尤其是涉及一种基于视觉检测识别的中药立式回转柜药箱的中药自动补药系统及实现方法。

背景技术

中草药是中华民族的文明瑰宝，在中医药发展史上起着举足轻重的作用。中药具有全天然、对人体的毒副作用小、标本兼治等优点，所以受到病人们的好评。传统中医药取药模式是药剂师根据处方信息人工抓取药物，其典型缺点是速度慢、找药效率低、卫生条件较差、人工劳动强度大、称量精度低等，严重阻碍了我国中药的发展和中药房的规模化、规范化。随着社会的发展，人们的生活节奏越来越快，药剂师“手抓戥称”调配药的方式显然不再适应现代社会的生活节奏。

随着中药产业的发展，出现了中药配方颗粒和中药饮片两种形式的中药。这两种类型的中药都可以进行定量包装，方便制成不同规格的小包装中药，易于实现自动调配。但是，中药饮片加工条件苛刻，储存困难，已经不能满足现代社会的需求；在中医界，中药配方颗粒的药效是否和水煎中药的药效一样还存在争议；并且中药饮片和中药配方颗粒都存在一个共同的问题：药品规格固定，不能体现中医辨证论治的特色；所以中药饮片和中药配方颗粒都不能得到广泛的应用。中药种类多、形态各异，所以难以实现自动调配药。

自动化药房将计算机技术、自动控制技术、现代物流管理技术和信息技术与医院信息系统、自动化设备进行数据无缝对接，实现了药品分拣、调配、发药从人工化向智能化、自动化的转变，能够有效的提升药房的取药、配药、管理效率。

中药自动回转柜是当今中药房自动化领域的一个主要方向。中药自动回转柜解决了传统手工配药的缺点，具有药品精确定位、出药速度快、存储药量大种类多等优点，能够大力促进中药房的自动化、智能化、规模化。目前，许多医院的病人非常多，自动化中药房每天的出药量非常大，自动化中药房的中药消耗非常快，如果补药不及时就会造成病人排队等候的情况出现。

回转柜式中药房借鉴了回转式立体仓库的结构模型，加入自动化管理方式形成了大型自动化药房。同时，为了提高药房的自动化程度，还嵌入了各种药房辅助设备，如取药机器人，还开放有网络接口，可以方便的接入到医院的管理系统中。其工作原理是：由电机带动一条回转式传动链进行转动，在传动链上按照固定的间距设有药箱链接铰链，将药箱装到传动链上，每个药箱储存一种药品；出药时，由电机带动传动链运动到出药位置，再由药师根据需要取出一定量的药品。

回转柜自动补药装置的相关设计有：专利号CN201010622782.4公开了一种中药房的上药系统，利用分拣盘实现自动上药，这种方法适用于盒装药品，而不适用于散装中药的补药；专利号CN201520438935.8公开了一种补药和出药装置，利用夹持机构将药品送入立式回转柜的储药盒中，但是这种方法适用于盒装药品，而不适用于散装中药；专利号CN201510005080.4公开了一种全自动快速上药系统，该系统包括缓存药柜和上药机械手。上药机械手用于药品的转运和上药，缓存药柜用于药品的临时缓存。机械手可以实现盒装药品的自动化上药，但是不能实现散装中药的自动上药。综上，目前现有的回转柜自动上药系统都是针对盒装药品的，对于散装中药都不适用。目前相关技术中的中药回转柜，在药箱里的中药用完之后，需要补药人员手动往药箱里补药，这种补药方式需要工作人员辨别中药种类，找到该类中药在回转柜中的药箱所处的位置，并将其放入药箱中。该补药方式存在速度慢、工作人员工作时间长和劳动强度大、上药效率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服自动化中药房现有回转柜药箱补药方法的不足，提供一种能够自动识别中药种类并能够给中药回转柜药箱自动补药的自动补药系统及实现方法，以提高中药回转柜药箱的补药效率、减少上药人员的工作时间和强度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种中药自动补药系统，包括识别装置、运输装置和立式回转柜；运输装置位于立式回转柜的前面，用于将中药运输至立式回转柜相应的药箱处并将中药送入药箱内；识别装置位于运输装置的一侧，用于识别中药种类；

识别装置包括工业相机、气缸脚架、气缸A及相机支架；工业相机通过支板固定在气缸A上，气缸A用于推动工业相机到漏斗上方特定位置，工业相机用于采集中药的图片识别中药种类；气缸A通过气缸脚架固定在相机支架上，相机支架用于将工业相机固定在运输装置的一侧；

运输装置包括伺服电机A、减速器、联轴器、导轨座、同步带传动装置、导轨、漏斗支架、移动底座、下挡板、气缸B、气缸C、漏斗、安装板、电磁铁及滑块；导轨固定在导轨座上，移动底座由同步带传动装置带动沿着导轨移动；减速器固定在导轨座上，输入端与伺服电机A固连，同步带传动装置通过联轴器与减速器输出端固定连接；气缸B、气缸C分别固定在漏斗支架上，漏斗支架焊接固定在移动底座上；漏斗安装固定在漏斗支架上，用于存放要入柜的中药；下挡板与气缸C固定连接，安装于漏斗下方，用于与漏斗组成密闭空间；电磁铁通过安装板与气缸B固定连接，用于将药箱拉出与送回；滑块固定在移动底座上；

立式回转柜包括机柜；机柜内固定有伺服电机B、传动链条、若干个药箱；伺服电机B与传动链条连接，以带动传动链条转动；药箱用于储存中药，传动链条与药箱连接，药箱可在传动链条的带动下回转。

作为改进，还包括上位机、下位机；上位机与工业相机连接；下位机与立式回转柜的伺服电机B和运输装置的伺服电机A均电连接，下位机用于控制立式回转柜和运输装置工作；当工作人员将中药放入漏斗后，气缸A将工业相机送至漏斗正上方，上位机驱动工业相机对中药拍照，并将采集的图像送入上位机；上位机采用卷积神经网络训练模型对图像进行识别，并将中药种类信息送至下位机；下位机给伺服电机B发送电信号，控制立式回转柜动作，将储存该类中药的药箱送至指定的高度；同时，下位机启动伺服电机A将漏斗送至对应药箱的前方，从而完成补药。

本发明还提供一种实现上述中药自动补药系统的方法，包括以下步骤：

（A）同步带传动装置将漏斗移动至接药工位，将中药放入漏斗内；

（B）气缸A将工业相机移动至漏斗正上方，上位机驱动工业相机对中药拍照，并将采集的图像送入上位机；上位机采用卷积神经网络训练模型对图像进行识别，并将中药种类信息送至下位机；气缸A收缩，将工业相机带回原位；

（C）下位机给立式回转柜的伺服电机B发送电信号，控制立式回转柜动作，使储存该类中药的药箱运动到指定的高度；同时，下位机启动运输装置的伺服电机A，驱动同步带传动装置将装有中药的漏斗移动到对应药箱的前方；

（D）气缸B伸出使电磁铁移动至药箱表面，电磁铁通电，将药箱吸住，然后气缸B收缩，将药箱拉出至漏斗正下方；然后气缸C收缩，下挡板打开，漏斗里的中药落入正确的药箱中；中药全部落入药箱后气缸C伸出，带动下挡板回到初始位置，与漏斗组成密闭空间，准备接收下一种中药；气缸B伸出，将药箱送回回转柜，然后电磁铁断电，气缸B收缩；下位机启动运输装置的伺服电机A，驱动同步带传动装置将漏斗移动至接药工位，完成一次补药；

（E）补药系统循环执行上述动作，直至将所需补充的中药全部补药完成。

有益效果：本发明提供的中药自动补药系统，利用识别装置识别中药的种类，并将结果送到下位机，下位机控制立式回转柜中相应的药箱转到指定的高度，同时下位机控制运输装置将漏斗移动到对应中药药箱的前方，完成补药，实现了中药立式回转柜药箱的自动补药，大大降低了工作人员的劳动强度，大幅提高了中药房的工作效率，有效解决了自动化中药房补药不及时的问题。

附图说明

图1为本发明中药自动补药系统的结构示意图；

图2为运输装置的结构示意图；

图3为识别装置的结构示意图；

图4为实现中药自动补药系统的方法流程图；

图中：1--伺服电机A；2--减速器；3--联轴器；4--导轨座；5--同步带传动装置；6--工业相机；7--气缸脚架；8--气缸A；9--相机支架；10--机柜；11--传动链条；12--药箱；13--伺服电机B；14--导轨；15--漏斗支架；16--移动底座；17--下挡板；18--气缸B；19--气缸C；20--漏斗；21--安装板；22--电磁铁；23--滑块。

具体实施方式

如图1-3所示，本实施例提供的中药自动补药系统，包括上位机、下位机、识别装置、运输装置和立式回转柜；运输装置位于立式回转柜的前面；识别装置位于运输装置的一侧；

识别装置包括工业相机6、气缸脚架7、气缸A8及相机支架9；工业相机6通过支板固定在气缸A8上；气缸A8通过气缸脚架7固定在相机支架9上；

运输装置包括伺服电机A1、减速器2、联轴器3、导轨座4、同步带传动装置5、导轨14、漏斗支架15、移动底座16、下挡板17、气缸B18、气缸C19、漏斗20、安装板21、电磁铁22及滑块23；导轨14固定在导轨座4上，移动底座16由同步带传动装置5带动沿着导轨14移动；减速器2固定在导轨座4上，输入端与伺服电机A1固定连接，同步带传动装置5通过联轴器3与减速器2输出端固定连接；漏斗支架15焊接固定在移动底座16上；气缸B18、气缸C19、漏斗20分别固定安装在漏斗支架15上；下挡板17与气缸C19固连，安装于漏斗20下方；电磁铁22通过安装板21与气缸B18固定连接；滑块23固定在移动底座16上；

立式回转柜包括机柜10；机柜10内固定有伺服电机B13、传动链条11及若干个药箱12；伺服电机B13与传动链条11连接；传动链条11与药箱12连接，药箱12可在传动链条11的带动下回转；

工业相机6与上位机相连，立式回转柜的伺服电机B13和运输装置的伺服电机A1均与下位机电连接，下位机用于控制立式回转柜和运输装置工作；补药时，下位机给立式回转柜的伺服电机B13发送电信号，使储存该类中药的药箱12运动至指定的高度，同时，下位机启动运输装置的伺服电机A1，将漏斗20送至对应药箱12的前方，从而完成补药。

本发明的安装过程：首先，将运输装置中的导轨座4安装在立式回转柜前面，然后将减速器2固定在导轨座4上，再将伺服电机A1与减速器2输入端固定连接，将同步带传动装置5通过联轴器3与减速器2输出端固连；将滑块23固定在移动底座16上，然后将漏斗支架15焊接固定在移动底座16上，把气缸C19和气缸B18安装在漏斗支架15上，再将下挡板17与气缸C19固定连接，将电磁铁22与气缸B18固定连接，然后将漏斗20固定在漏斗支架15上；再将移动底座16安装在导轨14上；将相机支架9安装在运输装置的一侧，将工业相机6固定在气缸A8上，然后将气缸A8通过气缸脚架7固定在相机支架9上。

如图4所示，本发明还提供一种实现上述系统的方法，包括以下步骤：

（A）下位机启动运输装置的伺服电机A1，驱动同步带传动装置5将漏斗20移动至接药工位，工作人员将中药放入漏斗20内；

（B）气缸A8将工业相机6移动至漏斗20正上方，上位机驱动工业相机6对中药拍照，并将采集的图像送入上位机；上位机采用卷积神经网络训练模型对图像进行识别，并将中药种类信息送至下位机；气缸A8收缩，将工业相机6带回原位；

（C）下位机给立式回转柜的伺服电机B13发送电信号，控制立式回转柜动作，使储存该类中药的药箱12运动到指定的高度；同时，下位机启动运输装置的伺服电机A1，驱动同步带传动装置5将装有中药的漏斗20移动到对应药箱12的前方；

（D）气缸B18伸出使电磁铁22移动至药箱12表面，电磁铁22通电，将药箱12吸住，然后气缸B18缩回，将药箱12拉出至漏斗20正下方；然后气缸C19收缩，下挡板17打开，漏斗20里的中药落入正确的药箱12中；中药全部落入药箱12后气缸C19伸出，带动下挡板17回到初始位置，与漏斗20组成密闭空间，准备接收下一种中药；气缸B18伸出，将药箱12送回回转柜，然后电磁铁22断电，气缸B18收缩；下位机启动运输装置的伺服电机A1，驱动同步带传动装置5将漏斗20移动至接药工位，完成一次补药；

（E）补药系统循环执行上述动作，直至将所需补充的中药全部补药完成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种中药自动补药系统，包括识别装置、运输装置及立式回转柜；其特征在于：

所述运输装置位于立式回转柜的前面，用于将中药运输至立式回转柜；所述识别装置位于运输装置的一侧，用于识别中药种类；

所述识别装置包括工业相机（6）、气缸脚架（7）、气缸A（8）及相机支架（9）；所述工业相机（6）固定在气缸A（8）上，气缸A（8）通过气缸脚架（7）固定在相机支架（9）上；

所述运输装置包括伺服电机A（1）、减速器（2）、联轴器（3）、导轨座（4）、同步带传动装置（5）、导轨（14）、漏斗支架（15）、移动底座（16）、下挡板（17）、气缸B（18）、气缸C（19）、漏斗（20）、安装板（21）、电磁铁（22）及滑块（23）；所述导轨（14）固定在导轨座（4）上，移动底座（16）由同步带传动装置（5）带动沿着导轨（14）移动；所述减速器（2）固定在导轨座（4）上，减速器（2）的输入端与伺服电机A（1）固定连接，减速器（2）的输出轴通过联轴器（3）与同步带传动装置（5）固定连接；所述气缸B（18）、气缸C（19）、漏斗（20）分别固定在漏斗支架（15）上，漏斗支架（15）固定在移动底座（16）上；所述下挡板（17）与气缸C（19）固定连接；所述电磁铁（22）通过安装板（21）与气缸B（18）固定连接；所述滑块（23）固定在移动底座（16）上；

所述立式回转柜包括机柜（10）；所述机柜（10）内固定有伺服电机B（13）、传动链条（11）和药箱（12）；所述伺服电机B（13）与传动链条（11）连接，传动链条（11）与药箱（12）连接。

2.根据权利要求1所述的中药自动补药系统，其特征在于：还包括上位机、下位机；所述上位机与工业相机（6）连接；所述下位机分别与立式回转柜的伺服电机B（13）和运输装置的伺服电机A（1）电连接。

3.一种实现权利要求2所述的中药自动补药系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

（A）同步带传动装置（5）将漏斗（20）移动至接药工位，将中药放入漏斗（20）内；

（B）气缸A（8）将工业相机（6）移动至漏斗（20）正上方，上位机驱动工业相机（6）对中药拍照，并将采集的图像送入上位机；上位机采用卷积神经网络训练模型对图像进行识别，并将中药种类信息送至下位机；气缸A（8）收缩，将工业相机（6）带回原位；

（C）下位机给伺服电机B（13）发送电信号，控制立式回转柜动作，使储存该类中药的药箱（12）运动到指定的高度；同时，下位机启动伺服电机A（1），驱动同步带传动装置（5）将装有中药的漏斗（20）移动到对应药箱（12）的前方；

（D）气缸B（18）伸出使电磁铁（22）移动至药箱（12）表面，电磁铁（22）通电，将药箱（12）吸住，然后气缸B（18）缩回，将药箱（12）拉出至漏斗（20）正下方；然后气缸C（19）收缩，下挡板（17）打开，漏斗（20）里的中药落入正确的药箱（12）中；中药全部落入药箱（12）后气缸C（19）伸出，带动下挡板（17）回到初始位置，与漏斗（20）组成密闭空间，准备接收下一种中药；气缸B（18）伸出，将药箱（12）送回回转柜，然后电磁铁（22）断电，气缸B（18）收缩；下位机启动伺服电机A（1），驱动同步带传动装置（5）将漏斗（20）移动至接药工位，完成一次补药；

（E）补药系统循环执行上述动作，直至将所需补充的中药全部补药完成。

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