CN109955218A - 一种机械手取放药方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械手取放药方法，包括以下步骤：机械手初始化，PLC得到药品的位置信息并控制机械手移动到所述位置附近；所述夹持部张开后向所述药品移动，所述夹持部移动的距离等于药品的长度乘以需要取的药品数量加上夹持部前端距离药品的距离再加上偏移量；所述夹持部夹取药品，PLC控制夹取的力度；所述夹持部夹取药品收回，药品被放置在机械手平台上；机械手将所取的药品放置到所需位置。本发明提供的机械手取放药方法，通过PLC控制机械手的运动状态，能够进行自动校准和错误恢复，降低机械手的故障率；并且能够一次取出多个药品和多次取药后再放药，降低取药时药品掉落的概率，加快了取放药的速度。

Description

一种机械手取放药方法

技术领域

本发明涉及医药设备领域，特别涉及一种机械手取放药方法。

背景技术

机械手是能模仿人手和臂的某些动作，用以按固定程序抓取、搬运物件或者操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可以代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

在医药设备领域中，也同样需要使用机械手进行取放药品，药师根据患者的药方取出药品。一张药方一般会写有多种药品，或者同一种药品需要多盒，如果一次只能取出一盒，或者机械手在夹取药品时药品掉落，都会影响取药的速度，影响药师的工作效率，也影响患者的就医体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械手取放药方法，以解决上述问题。

本发明提供一种机械手取放药方法，所述机械手包括用于夹取药品的夹持部、用于承载药品的机械手平台和控制机械手运动的PLC，所述方法包括以下步骤：

S1：机械手初始化，PLC得到药品的位置信息并控制机械手移动到所述位置附近；

S2：所述夹持部张开后向所述药品移动，所述夹持部移动的距离等于药品的长度乘以需要取的药品数量加上夹持部前端距离药品的距离再加上偏移量；

S3：所述夹持部夹取药品，PLC控制夹取的力度；

S4：所述夹持部夹取药品收回，药品被放置在机械手平台上；

S5：机械手将所取的药品放置到所需位置。

可选的，所述药品和机械手的位置信息均以X、Y、Z的三维坐标组成。

可选的，所述步骤S3中的夹持部处于力矩模式，若夹持部夹取药品的力度小于设置的力度，夹持部松开，重新对药品进行夹取。

可选的，所述机械手还包括位于机械手平台上用于推出药品的推杆，所述步骤S4具体包括以下步骤：所述夹持部收回前，所述推杆沿着夹持部收回的方向移动，预留出放置药品的空间；夹持部收回，药品放置在机械手平台上；检测是否有药品凸出在机械手平台外，如果没有，继续进行下一步，如果有，重新进行所述步骤S2；推杆向药品移动，直到推杆接触药品；根据推杆的位置计算药品的数量，如果计算出的药品数量与所需取的药品数量一致，继续进行下一步，如果数量不一致，重新进行所述步骤S2。

可选的，所述推杆沿着夹持部收回的方向移动的距离等于药品的长度乘以所需取的药品数量再加上误差量。

可选的，在所述步骤S2之后，步骤S3之前，所述机械手整体下降，使所述机械手平台低于药品所在平面。

可选的，步骤S2中所述夹持部张开的距离等于药盒的宽度加上张角。

可选的，所述PLC对机械手进行自动校准和错误恢复。

可选的，所述步骤S5之前，多次重复所述步骤S1-S4。

本发明提供的机械手取放药方法，通过PLC控制机械手的运动状态，能够进行自动校准和错误恢复，降低机械手的故障率；并且能够一次取出多个药品和多次取药后再放药，降低取药时药品掉落的概率，加快了取放药的速度。

附图说明

图1是本发明所提供的机械手取放药方法的流程图；

图2是本发明所提供的机械手取放药方法的详细流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的机械手取放药方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明所述的机械手包括用于夹取药品的夹持部，控制机械手运动的 PLC(可编程逻辑控制器)、承载药品的机械手平台以及位于机械手平台上可以将药品推出的推杆。所述夹持部的初始位置位于机械手平台的两侧，所述推杆的初始位置位于机械手平台的前端(最靠近药品的一端)。

本实施例所提供的机械手取放药方法如图1所示，

S1：机械手初始化，PLC得到药品的位置信息并控制机械手移动到所述位置附近；

S2：所述夹持部张开后向所述药品移动，所述夹持部移动的距离等于药品的长度乘以需要取的药品数量加上夹持部前端距离药品的距离再加上偏移量；

S3：所述夹持部夹取药品，PLC控制夹取的力度；

S4：所述夹持部夹取药品收回，药品被放置在机械手平台上；

S5：机械手将所取的药品放置到所需位置。

具体的，请参考图2：

S11：机械手从上位机器得到需要进行取放药的指令，PLC命令机械手上各部件初始化，使机械手的各部件均位于初始位置。

S12：上位机器将所需取放药品的位置信息通过指令的形式告诉机械手的PLC，药品位置由X、Y、Z三维坐标组成，PLC控制机械手运动至药品附近，为方便取药，机械手所处的坐标位置不能与药品完全一致，此时可以根据药品的存放环境，使机械手的位置坐标的X和Z坐标与药品一致， Y坐标不同，即机械手与药品水平对齐。最后机械手进行旋转操作，使机械手的夹持部正对药品。本领域技术人员可以理解的是，可以是所述机械手的位置坐标中的任意两维与药品的位置坐标一致。

S21：准备取药时，夹持部张开一定的宽度，所述宽度等于所需取药品的宽度加一个张角，所述张角为20-40毫米。

S22：所述夹持部向药品所在的方向移动，所述夹持部移动的距离等于药品的长度乘以需要的药品数量加上夹持部前端距离药品的距离再加上偏移量，所述偏移量为设定的夹持部移动的误差量，所述偏移量为20-60mm，防止夹持部移动的距离不够。待夹持部运动完毕后，传感器会对夹持部的实际位置与所需的位置进行比较，如果相差超过一定的范围，则停止后续操作，夹持部收回，重新进行步骤S22。

S31：夹持部移动到位后，机械手整体下降1-2厘米，使机械手的平台所在的平面略低于药品所在的平面，防止因误差而导致夹持部无法收回；

S32：夹持部对药品进行夹取，夹持部设定为力矩模式，PLC控制夹取的力度，判断药品是否被夹紧；如果夹取的力度小于所需的力度，则停止后续动作，重新进行步骤S32。

S41：药品被夹紧后，机械手平台上的推杆后退(即向着夹持部回收的方向移动)，预留出容纳药品的空间，推杆后退的距离等于药品的长度乘以需要的药品数量加上误差量，所述误差量为10-20mm。

S42：夹持部夹取药品收回，药品被放置在机械手平台上，此时检测是否有药品凸出机械手平台，如果药品有部分凸出机械手平台外，则认为取药没有完成，重新进行步骤S21，若没有药品凸出机械手平台，则认为药品取出完成，若三次都无法完成取药，则机械手报警，需要进行检测维修。

S43：夹持部松开，回到初始位置，此时检测夹持部是否回到初始位置，如果未回到初始位置，则停止后续操作，对夹持部进行初始化。

S44：推杆向药品移动，直到推杆接触药品；根据推杆的坐标位置计算出药品的数量；根据推杆的坐标位置可以得出推杆距离初始位置直接的距离，然后用该距离除以药品的长度得出实际取出的药品数量。

S45：判断实际取出的数量是否与需要取出的药品数量一致，如果一致，则继续进行后续动作，如果不一致，则回到步骤S21，取出缺少的药品数量。

S51：PLC根据上位机器的指令判断所取的药品是进入出药口出药还是需要将药品放置到药房的某一位置。

S511：PLC控制机械手移动到相应的出药口，夹持部将机械手平台的上的药品夹紧并向出药口移动，待药品进入出药口后，夹持部松开，医师或者取得患者得到所需的药品。

S521：PLC获得需要放置药品的位置的坐标，机械手移动到目标坐标附近，为方便放药，机械手所处的坐标位置不能与目标位置的坐标完全一致，此时可以根据药品的存放环境，使机械手的位置坐标的X和Z坐标与目标位置一致，Y坐标不同。为保证药品能够顺利的放置到目标位置，机械手的Z坐标会略微大于目标位置的Z坐标，即机械手的高度略微大于目标位置的高度。

S522：夹持部将所有药品夹紧并向目标位置移动，PLC得知需要放置的药品数量，夹持部松开，将药品放置在目标位置，然后在根据药品的数量和药品长度，夹持部回收，将剩余的药品夹紧后再收回到机械手平台，此后的过程与步骤S41-S45一致，这里不再进行多余的阐述。

S53：上位机器根据机械手上剩余的药品情况再发送指令给PLC，PLC 根据上位机器的指令判断所取的药品是进入出药口出药还是需要将药品放置到药房的某一位置，此后的过程与S51-S522的过程一致，直到机械手平台上没有药品剩余。

在步骤S51之前，所述步骤S11-S45可以多次重复，即进行多次取药后，再将所有取出药品放置到所需的位置。

本发明所提供的机械手取放药方法还包括错误恢复和自动校准，所述错误恢复和自动校准通过PLC来实现。

所述自动校准是指每个步骤开始前，都会对机械手上的部件的位置进行校准，保证步骤的成功进行。具体的，在步骤S11-S53的过程中，每个步骤开始前，PLC都会发送指令给机械手，校准机械手的各个部件的位置和状态，以便后续的动作能够顺利完成。

所述错误恢复是指机械手在取放药的过程中，机械手上的部件如果发生错误(没有到达指定的位置)，PLC会发送指令，使该部件回到进行这一步骤开始的阶段或者之前步骤的开始阶段。具体的，步骤S22中，如果夹持部没有能伸到需要的位置，PLC发送指令，夹持部收回，回到步骤S22 开始阶段的状态，同时也会进行自动校准，之后再次进行步骤S22；步骤S32中，如果夹持部夹取的力度小于设定的力度，则PLC命令夹持部松开，夹持部回到步骤S32开始阶段的状态，夹持部自动校准后再重新进行步骤 S32；在步骤S42和S45中，如果发现取药没有完成或者取出的药品数量不对，PLC都会发送指令，使机械手回到步骤S21开始的状态，重新进行步骤S21和后续步骤。

所述夹持部每进行一次动作，PLC都会对夹持部的位置和状态进行监控，以保证夹持部处于安全的位置和状态，避免夹持部对药房和药品造成损伤，降低取药过程中的风险。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种机械手取放药方法，机械手包括用于夹取药品的夹持部、用于承载药品的机械手平台和控制机械手运动的PLC，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：机械手初始化，PLC得到药品的位置信息并控制机械手移动到所述位置附近；

S2：所述夹持部张开后向所述药品移动，所述夹持部移动的距离等于药品的长度乘以需要取的药品数量加上夹持部前端距离药品的距离再加上偏移量；

S3：所述夹持部夹取药品，PLC控制夹取的力度；

S4：所述夹持部夹取药品收回，药品被放置在机械手平台上；

S5：机械手将所取的药品放置到所需位置。

2.如权利要求1所述的机械手取放药方法，其特征在于，所述药品和机械手的位置信息均以X、Y、Z的三维坐标组成。

3.如权利要求1所述的机械手取放药方法，其特征在于，所述步骤S3中的夹持部处于力矩模式，若夹持部夹取药品的力度小于设置的力度，夹持部松开，重新对药品进行夹取。

4.如权利要求1所述的机械手取放药方法，其特征在于，所述机械手还包括位于机械手平台上用于推出药品的推杆，所述步骤S4具体包括以下步骤：所述夹持部收回前，所述推杆沿着夹持部收回的方向移动，预留出放置药品的空间；夹持部收回，药品放置在机械手平台上；检测是否有药品凸出在机械手平台外，如果没有，继续进行下一步，如果有，重新进行所述步骤S2；推杆向药品移动，直到推杆接触药品；根据推杆的位置计算药品的数量，如果计算出的药品数量与所需取的药品数量一致，继续进行下一步，如果数量不一致，重新进行所述步骤S2。

5.如权利要求4所述的机械手取放药方法，其特征在于，所述推杆沿着夹持部收回的方向移动的距离等于药品的长度乘以所需取的药品数量再加上误差量。

6.如权利要求1所述的机械手取放药方法，其特征在于，在所述步骤S2之后，步骤S3之前，所述机械手整体下降，使所述机械手平台低于药品所在平面。

7.如权利要求1所述的机械手取放药方法，其特征在于，步骤S2中所述夹持部张开的距离等于药盒的宽度加上一张角。

8.如权利要求1所述的机械手取放药方法，其特征在于，所述PLC对机械手进行自动校准和错误恢复。

9.如权利要求1所述的机械手取放药方法，其特征在于，所述步骤S5之前，多次重复所述步骤S1-S4。