CN110028029A - 一种激光安瓿开启器 - Google Patents
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Abstract
激光安瓿开启器包括PLC控制系统、机架、轨道、防护罩、激光切割头及安瓿开口装置，所述轨道及防护罩固定架设在机架上，所述防护罩罩设在全部或部份轨道上，防护罩内的机架上沿轨道的运动方向依次固定设置有激光切割头及安瓿开口装置，所述轨道上设置有可以沿轨道运动的安瓿夹紧装置，所述安瓿夹紧装置包括底座、夹紧叶片、叶片驱动电机、叶片棘轮及升降电机。本发明提供了一种激光安瓿开启器，可以同时开启各种不同型号的安瓿瓶，适用性强，并且开启过程中无污染颗粒产生，符合国家药典及各种医护工作标准对安瓿开启中对不溶性微粒污染的强制要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种安瓿开启器，特别是一种激光安瓿开启器，属于机械设备技术领域。
背景技术
安瓿瓶常应用于用于注射用的药物及疫苗、血清等，在临床使用中，需要将安瓿瓶开启后将安瓿中的药物抽取后使用，开启过程通常采用人工使用砂轮片在安瓿瓶瓶颈处划出割痕，然后用手直接掰开瓶口后使用其中的药液，人工开启方式的人工工作量大，医院的住院病人输液时间比较集中，在一个较短的时间段开启大量安瓿对医护人员来说是一件相当繁重的劳动，占用了大量的工作时间，因此，很多医院设立了中心配药室，对需要配制的药液进行统一开启，也需要设立专业人员进行开启工作，工作效率低下，人工成本过高，而且安瓿的人工开启不但容易造成砂轮及玻璃微粒对药液的污染，也容易划伤操作人员的手部，造成不必要的伤害。目前出现了一些自动安瓿开启装置，如中国专利2011203040089所提供的固定式安瓿开启器，利用电机驱动切刀切割瓶颈，再利用掰颈杆去除瓶颈；目前此类自动安瓿开启装置的弊病是：1. 一般均采用切刀或砂轮切割瓶颈，即使经过擦拭，也无法避免砂轮或玻璃微粒对药液的污染；2. 安瓿瓶规格有1、2、3、5、10、20、25毫升等，目前的安瓿开启装置一般一次只能切割多个同一型号的安瓿，或者需要在切割装置上增加附件以适配不同型号的安瓿，设备自动化程度低，操作繁琐，实际应用中医院每位患者配药时往往需要开启多个不同型号的安瓿，这种只能处理同一型号安瓿的设备适用度很低，实用性不高。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种激光安瓿开启器，可以同时开启各种不同型号的安瓿瓶，适用性强，并且开启过程中无污染颗粒产生，符合国家药典及各种医护工作标准对安瓿开启中对不溶性微粒污染的强制要求。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：所述激光安瓿开启器包括PLC控制系统、机架、轨道、防护罩、激光切割头及安瓿开口装置，所述PLC控制系统包括输入/输出面板、PLC控制器、与PLC控制器连接的电机控制装置及激光切割头控制装置，所述轨道及防护罩固定架设在机架上，所述防护罩罩设在全部或部份轨道上，防护罩内的机架上沿轨道的运动方向依次固定设置有激光切割头及安瓿开口装置，所述轨道上设置有可以沿轨道运动的安瓿夹紧装置，所述安瓿夹紧装置包括底座、夹紧叶片、叶片驱动电机、叶片棘轮及升降电机，所述底座为中空的圆柱形底座，升降电机及叶片驱动电机与底座固定连接，升降电机的输出端连接有托盘，所述托盘水平套设在底座内，托盘在升降电机的驱动下沿底座内部上下往复运动；叶片驱动电机的输出端连接有叶片驱动齿轮，所述叶片棘轮与底座同轴设置，叶片棘轮转动设置在底座上，叶片棘轮的外侧及内侧均设置有轮齿，叶片驱动齿轮与叶片棘轮外侧的轮齿啮合，所述底座上设置有多个夹紧叶片，多个夹紧叶片与底座通过叶片转轴转动连接，各个夹紧叶片上分别固定连接有叶片齿轮，叶片齿轮与叶片棘轮内侧的轮齿啮合；所述升降电机、叶片驱动电机与电机控制装置连接，叶片电机的输出轴上设置有扭矩传感器，扭矩传感器与控制系统连接；进一步的，所述安瓿开口装置为机械手开启装置，所述控制系统包括机械手控制装置，机械手开启装置包括固定在机架上的机械手底座，机械手底座上设置有转台，转台由转动电机驱动，转台上设置有垂直导柱，垂直导柱顶端设置有水平的托架，托架上固定设置有滑轨及机械手横向驱动电机，滑轨上滑动设置有机械手旋转电机、机械手开合电机及机械手，机械手旋转电机与机械手横向驱动电机的输出端连接，机械手旋转电机的输出端与机械手开合电机连接，机械手开合电机与机械手连接，所述机械手横向驱动电机、机械手旋转电机及转动电机的工作均由机械手控制装置控制；进一步的，所述轨道为环形轨道，环形轨道上设置有多个安瓿夹紧装置，多个安瓿夹紧装置由电动螺杆驱动沿环形轨道同步运动，电动螺杆与控制系统连接；多个安瓿夹紧装置底座的侧壁上设置有与PLC控制系统连接的接近开关或红外光电开关，所述防护罩罩设在部份轨道上，防护罩与轨道的结合部开设有进料口及出料口，安瓿夹紧装置由进料口进入防护罩，由出料口离开防护罩，所述多个安瓿夹紧装置以环形轨道的中轴对称分布；所述防护罩内设置有安瓿瓶口回收槽，安瓿瓶瓶口回收槽固定设置在机械手侧面下方的机架上；进一步的，所述防护罩上开设有检测门，检测门上开设有观察窗；进一步的，所述升降电机、叶片驱动电机、机械手横向驱动电机、机械手旋转电机及转动电机为步进电机或伺服电机。
本发明的积极有益技术效果在于：本发明通过采用激光对安瓿瓶进行切口，激光束的能量以一种非接触的方式对玻璃进行切割，该能量对安瓿的瓶颈部位进行加热，激光的温度使得玻璃快速熔解，使切割部位出现一条无碎屑或裂纹的刻痕或裂纹，因为裂纹只因受热而产生，而非机械原因而产生，所以不会有碎屑和微裂纹出现；本发明采用PLC控制安瓿夹紧装置，可以根据扭矩传感器传达的信号判断叶片驱动电机的旋转行程，通过旋转行程判断安瓿的不同型号从而控制升降电机的垂直升降距离，以使不同型号的安瓿可以处于同样的切割部位，由于设置了多个安瓿夹紧装置，各个夹紧装置均分别由PLC控制，因此可以同时放入不同的安瓿瓶进行切割，由于采用了PLC控制的独立的夹紧机构，并且采用了激光切割方式，本发明的自动化程度高，对药液无污染，适用范围广，利于广泛推广应用。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为本发明一个实施例的俯视示意图。
图3为本发明一个实施例的工作流程图。
图4为本发明一个实施例安瓿夹紧装置的结构示意图。
图5为本发明一个实施例安瓿夹紧前的结构示意图。
图6为本发明一个实施例安瓿夹紧后的结构示意图。
图7为本发明一个实施例机械手的结构示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，以下提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
结合附图对本发明进一步详细的解释，附图中标记为：1. 防护罩；2. 检测门；3.输入/输出面板；4. 机架；5. 环形轨道；6. 安瓿夹紧装置；7. 电动螺杆；8. 激光切割头；9. 机械手；10. 夹紧叶片；11. 底座；12. 叶片齿轮；13. 升降电机；14. 托盘；15. 叶片驱动电机；16. 扭矩传感器；17. 叶片驱动齿轮； 18. 叶片棘轮；19. 叶片转轴；20. 安瓿瓶；21. 机械手底座；22. 转台；23. 托架；24. 机械手横向驱动电机；25. 机械手旋转电机；26. 机械手；27. 垂直导柱；28. 滑轨；29. 机械手开合电机；30. 安瓿瓶口回收槽。
如图所示：本发明提供的激光安瓿开启器包括PLC控制系统、机架4、环形轨道5、防护罩1、激光切割头8及机械手9，PLC控制系统包括输入/输出面板3以及PLC控制器，PLC控制器用于接收扭矩传感器16及接近开关的脉冲信号，并且控制升降电机13、叶片驱动电机15、机械手横向驱动电机24、机械手旋转电机25、机械手开合电机29、转动电机、电动螺杆7以及对激光切割头工作状态进行控制，环形轨道及防护罩固定架设在机架上，防护罩罩设住部份环形轨道，防护罩内的机架上沿轨道的运动方向依次固定设置有激光切割头8及机械手26，防护罩与轨道的结合部开设有进料口及出料口，安瓿夹紧装置由进料口进入防护罩，由出料口离开防护罩；本实施例在环形轨道上设置有8个安瓿夹紧装置6，8个安瓿夹紧装置以环形轨道的中轴对称分布，8个安瓿夹紧装置均由电动螺杆7驱动沿环形轨道同步运动，由于各个安瓿夹紧装置之间的位置相对固定，PLC控制系统可以通过控制电动螺杆确定各个夹紧装置的位置，并且控制其原点及运行状态，在各个安瓿夹紧装置底座的侧壁上均设置有与PLC控制系统连接的接近开关，在防护罩内设置有安瓿瓶口回收槽，安瓿瓶瓶口回收槽固定设置在机械手侧面下方的机架上；安瓿夹紧装置包括底座11、夹紧叶片10、叶片驱动电机15、叶片棘轮18及升降电机13，底座为中空的圆柱形底座，升降电机及叶片驱动电机与底座固定连接，升降电机的输出端连接有托盘14，托盘水平套设在底座内，托盘在升降电机的驱动下沿底座内部上下往复运动；叶片驱动电机的输出端连接有叶片驱动齿轮17，叶片棘轮与底座同轴设置，叶片棘轮转动设置在底座上，叶片棘轮的外侧及内侧均设置有轮齿，叶片驱动齿轮与叶片棘轮外侧的轮齿啮合，底座上设置有多个夹紧叶片10，多个夹紧叶片与底座通过叶片转轴19转动连接，各个夹紧叶片上分别固定连接有叶片齿轮12，叶片齿轮与叶片棘轮内侧的轮齿啮合，叶片电机的输出轴上设置有扭矩传感器16，扭矩传感器与PLC控制系统连接；本实施例中的机械手开启装置包括固定在机架上的机械手底座21，机械手底座上设置有转台22，转台由转动电机驱动，转台上设置有垂直导柱27，垂直导柱顶端设置有水平的托架23，托架上固定设置有滑轨28及机械手横向驱动电机24，滑轨上滑动设置有机械手旋转电机25及机械手26，机械手旋转电机与机械手横向驱动电机的输出端连接，机械手旋转电机的输出端与机械手连接，在防护罩上开设有透明的检测门2。
本发明的工作流程图见图3，在使用时，由输入/输出面板输入安瓿的直径及切割高度，常用的安瓿型号如下表，
安瓿型号在第一次使用时输入后存储在PLC的EEPROM存储器中，以后不用再重新输入，随后 PLC控制器确定升降电机13、叶片驱动电机15、机械手横向驱动电机24、机械手旋转电机25、转动电机、电动螺杆7回到初始原点位置，工作人员将安瓿瓶置入安瓿夹紧装置底座后，接近开关向PLC发出感应信号，PLC控制叶片驱动电机动作并记录叶片驱动电机的旋转行程，各个叶片与安瓿瓶身接触后扭矩传感器向PLC发出信号，PLC根据记录下的叶片驱动电机行程确定安瓿直径，与存储器内的安瓿型号对比后确定托盘需要升降的高度，控制叶片驱动电机略微反转松开安瓿瓶，随后控制升降电机动作将安瓿瓶颈置于切割位置，即与激光头等高的位置，控制叶片驱动电机重新夹紧安瓿瓶，各个夹紧装置的安瓿瓶放置完毕后，由输入/输出面板发出启动信号，PLC控制电动螺杆将安瓿瓶送入防护罩内的激光切割头处并控制激光头对瓶颈进行切割，切割时间及激光强度由输入/输出面板预先设置，切割完毕的安瓿瓶沿轨道进入机械手工位，PLC控制机械手横向驱动电机推动机械手向安瓿方向运行，随后机械手开合电机动作夹紧安瓿头部，机械手旋转电机旋转将安瓿头部沿切割位置掰断，转动电机控制机械手沿转台转动至安瓿瓶口回收槽30上方，机械手开合电机回转使机械手打开，安瓿瓶头部落入安瓿瓶口回收槽内，随后PLC控制升降电机13、叶片驱动电机15、机械手横向驱动电机24、机械手旋转电机25、转动电机回到原点位置，电动螺杆驱动安瓿夹紧装置离开防护罩完成一个工作循环。
本发明由于采用了多个安瓿夹紧装置，因此可实现安瓿瓶开口的连续作业，工作效率高，本发明中扭矩传感器可采用无底座的微量程扭矩传感器如HCNJ-104扭矩传感器，目前常用的PLC控制器如西门子S7-1500或三菱的Q系列PLC均可用于本发明中，PLC控制伺服电机或步进电机、环形轨道以及与扭矩传感器及接近开关的连接为现有技术中的常用应用，在此不再赘述。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。
Claims (5)
1.一种激光安瓿开启器，其特征在于：所述激光安瓿开启器包括PLC控制系统、机架、轨道、防护罩、激光切割头及安瓿开口装置，所述PLC控制系统包括输入/输出面板、PLC控制器、与PLC控制器连接的电机控制装置及激光切割头控制装置，所述轨道及防护罩固定架设在机架上，所述防护罩罩设在全部或部份轨道上，防护罩内的机架上沿轨道的运动方向依次固定设置有激光切割头及安瓿开口装置，所述轨道上设置有可以沿轨道运动的安瓿夹紧装置，所述安瓿夹紧装置包括底座、夹紧叶片、叶片驱动电机、叶片棘轮及升降电机，所述底座为中空的圆柱形底座，升降电机及叶片驱动电机与底座固定连接，升降电机的输出端连接有托盘，所述托盘水平套设在底座内，托盘在升降电机的驱动下沿底座内部上下往复运动；叶片驱动电机的输出端连接有叶片驱动齿轮，所述叶片棘轮与底座同轴设置，叶片棘轮转动设置在底座上，叶片棘轮的外侧及内侧均设置有轮齿，叶片驱动齿轮与叶片棘轮外侧的轮齿啮合，所述底座上设置有多个夹紧叶片，多个夹紧叶片与底座通过叶片转轴转动连接，各个夹紧叶片上分别固定连接有叶片齿轮，叶片齿轮与叶片棘轮内侧的轮齿啮合；所述升降电机、叶片驱动电机与电机控制装置连接，叶片电机的输出轴上设置有扭矩传感器，扭矩传感器与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种激光安瓿开启器，其特征在于：所述安瓿开口装置为机械手开启装置，所述控制系统包括机械手控制装置，机械手开启装置包括固定在机架上的机械手底座，机械手底座上设置有转台，转台由转动电机驱动，转台上设置有垂直导柱，垂直导柱顶端设置有水平的托架，托架上固定设置有滑轨及机械手横向驱动电机，滑轨上滑动设置有机械手旋转电机、机械手开合电机及机械手，机械手旋转电机与机械手横向驱动电机的输出端连接，机械手旋转电机的输出端与机械手开合电机连接，机械手开合电机与机械手连接，所述机械手横向驱动电机、机械手旋转电机及转动电机的工作均由机械手控制装置控制。
3.根据权利要求1所述的一种激光安瓿开启器，其特征在于：所述防护罩上开设有检测门，检测门上开设有观察窗。
4.根据权利要求2所述的一种激光安瓿开启器，其特征在于：所述轨道为环形轨道，环形轨道上设置有多个安瓿夹紧装置，多个安瓿夹紧装置由电动螺杆驱动沿环形轨道同步运动，电动螺杆与控制系统连接；多个安瓿夹紧装置底座的侧壁上设置有与PLC控制系统连接的接近开关或红外光电开关，所述防护罩罩设在部份轨道上，防护罩与轨道的结合部开设有进料口及出料口，安瓿夹紧装置由进料口进入防护罩，由出料口离开防护罩，所述多个安瓿夹紧装置以环形轨道的中轴对称分布；所述防护罩内设置有安瓿瓶口回收槽，安瓿瓶瓶口回收槽固定设置在机械手侧面下方的机架上。
5.根据权利要求2所述的一种激光安瓿开启器，其特征在于：所述升降电机、叶片驱动电机、机械手横向驱动电机、机械手旋转电机及转动电机为步进电机或伺服电机。
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