CN110239952B - 一种局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法，自动配药机包括机架，机架上设置有取药装置和称排药装置；取药装置包括导轨、滑座、第一直线驱动器、局部覆盖式真空吸药机械手、以及第二直线驱动器；称排药装置包括称重传感器、接药槽和排药机构；控制方法包括：1)在接收到抓药出药指令后，单片机先根据取药工位循环顺序选择当前取药工位，再控制第一直线驱动器推动滑座前移至取药工位；2)单片机向第五继电器发出控制信号，控制第二直线驱动器驱动真空吸药机械手下移……等步骤。本发明能从药柜的药箱中自动取出药包，并将计量准确的与处方规定相等的药包排出药柜，从而代替人工取药，能提高药房出药效率，节约人力成本。

Description

一种局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法

技术领域

本发明涉及自动化药房技术领域，特别涉及一种局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法。

背景技术

为了解决传统中药房依靠人工抓药配药耗费人力多、出药效率低的技术问题，智能药柜成为了医疗设备领域的研究热点。现有的半自动小包装中药饮片智能药柜，只能实现根据处方自动寻找药物，并将存有相应药物的储药箱转运至出药窗口，其在一定程度上提升了药房出药效率，但是这种半自动药柜仍然需要人工将药物从抽屉中取出并计数。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法，以解决现有半自动智能药柜需要人工将药包从储药抽屉中取出并计数的技术问题。

本发明局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机，包括机架，所述机架上设置有取药装置和称排药装置；

所述取药装置包括水平设置在机架上的导轨、设置在导轨上的滑座、设置在机架上驱动滑座沿导轨移动的第一直线驱动器、位于滑座下方的真空吸药机械手、以及设置在滑座上驱动真空吸药机械手上下移动的第二直线驱动器，所述真空吸药机械手包括与第二直线驱动器连接的局部覆盖式基板和阵列式布置在局部覆盖式基板上的真空吸盘，每个真空吸盘上设置有与气源独立连接的气管，且与每个真空吸盘连接的气管上均设置有真空发生器和第一电磁阀；

所述取药装置沿导轨设置有放药工位和至少两个取药工位，所述取药装置还包括检测第一直线驱动器的行程到达各取药工位的位置传感器；在取药工位，所述局部覆盖式真空吸药机械手沿导轨方向局部覆盖储药箱的开口面，沿垂直于导轨的方向全部覆盖储药箱的开口面；

所述称排药装置包括设置在机架上的称重传感器、以及设置在称重传感器上的接药槽，所述接药槽位于导轨上放药工位的下方，接药槽的纵向与导轨的纵向平行，且接药槽的纵向两端分别设置有前排药口和后排药口，所述前排药口用于将药排回储药箱，所述后排药口用于将药排出药柜；所述称排药装置还包括设置在机架上用于将接药槽中的药从前排药口和后排药口送出的排药机构。

进一步，所述排药机构包括设在机架上并从前排药口向后排药口方向吹气的前喷嘴、设置在机架上并从后排药口向前排药口方向吹气的后喷嘴、设置在前喷嘴与气源连接管路上的第二电磁阀、以及设置在后喷嘴与气源连接管路上的第三电磁阀。

进一步，所述取药装置还包括对真空吸药机械手的上下移动进行导向的导向机构，所述导向机构包括导向杆、设置在滑座或第二直线驱动器上的固定板、以及设置在固定板上并与导向杆配合的直线轴承，所述导向杆的下端固定设置在局部覆盖式基板上。

进一步，所述第一直线驱动器和第二直线驱动器为气缸或电动丝杆。

进一步，所述第一直线驱动器和第二直线驱动器为气缸，第一直线驱动器通过设置有第四电磁阀的气管与气源连接，第二直线驱动器通过设置有第五电磁阀的气管与气源连接。

进一步，所述的局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机还包括控制装置，所述控制装置包括单片机、与第一电磁阀连接的第一继电器、与第二电磁阀连接的第二继电器、与第三电磁阀连接的第三继电器、与第四电磁阀连接的第四继电器、与第五电磁阀连接的第五继电器、以及电源模块；

所述电源模块分别与单片机、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、以及第五电磁阀连接，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器分别与单片机连接；

所述称重传感器与单片机连接；

所述位置传感器与单片机连接；

所述控制装置还包括设置在连接第二直线驱动器和气源的气管上的减压阀。

本发明局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机的控制方法，包括以下步骤：

1)在单片机接收到抓药出药指令后，单片机先根据取药工位循环顺序选择当前取药工位，然后向第四继电器发出控制信号，使第四继电器控制第四电磁阀动作接通正向气路，从而控制第一直线驱动器推动滑座前移至被选择的取药工位；

2)单片机向第五继电器发出控制信号，使第五继电器控制第五电磁阀动作接通正向气路，从而控制第二直线驱动器驱动真空吸药机械手下移；

3)单片机向各个第一继电器发出控制信号，使第一继电器控制第一电磁阀动作接通气路，从而使气流进入真空发生器，进而使与真空发生器连接的真空吸盘产生负压，将药包吸住；

4)单片机向第五继电器发出控制信号，使第五继电器控制第五电磁阀动作接通反向气路，从而控制第二直线驱动器驱动真空吸药机械手上移；

5)单片机向第四继电器发出控制信号，使第四继电器控制第一电磁阀动作接通反向气路，从而控制第一直线驱动器推动滑座后退至放药工位；

6)单片机根据处方规定的药包数量和当前称重传感器检测数量之间的差额选择相应数量的第一继电器，选择第一继电器的方式为随机选取，并向被选中的第一继电器发出控制信号，使对应的第一继电器控制对应的第一电磁阀关断气路，从而使对应的真空吸盘放下药包；

7)单片机实时采集称重传感器的检测数据，并将采集的数据与处方规定的药包数量进行比较，并作出如下判断及控制：

若比较结果为两者相等，则单片机向第二继电器发出控制信号，使第二继电器控制第二电磁阀接通气路让气流从前喷嘴喷出，从而将接药槽中的药排出药柜；然后单片机再判断是否还有第一电磁阀的气路未关断，若无则结束控制流程，若有则先向未关断气路所对应的第一继电器发出控制信号，进而使对应的第一电磁阀断开气路让真空吸盘放下药包，最后单片机再向第三继电器发出控制信号，使第三继电器控制第三电磁阀接通气路让气流从后喷嘴喷出，从而将接药槽中的药吹回储药箱，并结束控制流程；

若比较结果为称重传感器的检测数据小于处方规定的药包数量，且第一电磁阀尚未关断全部气路，则单片机跳转执行步骤6)，否则单片机跳转执行步骤1)；

若比较结果为称重传感器的检测数据大于处方规定的药包数量，则单片机先向第三继电器发出控制信号，使第三继电器控制第三电磁阀接通气路让气流从后喷嘴喷出，从而将接药槽中的药吹回储药箱；然后再比较第一电磁阀尚未关断的气路数量与处方规定的药包数量，如比较结果为第一电磁阀尚未关断的气路数量大于处方规定的药包数量，则单片机跳转执行步骤6)，否则单片机跳转执行步骤1)。

本发明的有益效果：

本发明局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法，其能从药柜的药箱中自动取出药包，并将计量准确的与处方规定相等的药包排出药柜，从而代替人工取药，能进一步提高药柜的智能化程度，提高出药效率，节约人力成本。

附图说明

图1为实施例中局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机的立体结构示意图；

图2为实施例中局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机的气路连接示意图；

图3为控制装置的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图所示，本实施例局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机，包括机架1，所述机架上设置有取药装置和称排药装置。

所述取药装置包括水平设置在机架上的导轨2、设置在导轨上的滑座3、设置在机架上驱动滑座沿导轨移动的第一直线驱动器4、位于滑座下方的真空吸药机械手、以及设置在滑座上驱动真空吸药机械手上下移动的第二直线驱动器5，所述真空吸药机械手包括与第二直线驱动器连接的局部覆盖式基板6和阵列式布置在局部覆盖式基板上的真空吸盘7，每个真空吸盘上设置有与气源8独立连接的气管，且与每个真空吸盘连接的气管上均设置有真空发生器9和第一电磁阀10。

所述取药装置沿导轨设置有放药工位和两个取药工位，当然取药工位的数量在不同实施例中还可设置为其它数。所述取药装置还包括检测第一直线驱动器的行程到达各取药工位的位置传感器11，在具体实施中用于检测行程的位置传感器11可以为超声波传感器、激光传感器、位移传感器、碰撞开关、磁传感器等。在取药工位，所述局部覆盖式真空吸药机械手沿导轨方向局部覆盖储药箱12的开口面，沿垂直于导轨的方向全部覆盖储药箱的开口面。

所述称排药装置包括设置在机架上的称重传感器13、以及设置在称重传感器上的接药槽14，所述接药槽位于导轨上放药工位的下方，接药槽的纵向与导轨的纵向平行，且接药槽的纵向两端分别设置有前排药口和后排药口，所述前排药口用于将药排回储药箱，所述后排药口用于将药排出药柜；所述称排药装置还包括设置在机架上用于将接药槽中的药从前排药口和后排药口送出的排药机构。

所述接药槽14由U形槽底和设置在U形槽底口部成倒八字形布置的接药斜板组成，接药斜板将接住的药包排入U形槽底，U形槽底形状较小，便于将药包集中排出。当然在不同实施例中，接药槽还可做成其它敞口缩底形的槽状结构。

本实施例中，所述排药机构包括设在机架上并从前排药口向后排药口方向吹气的前喷嘴15、设置在机架上并从后排药口向前排药口方向吹气的后喷嘴16、设置在前喷嘴与气源连接管路上的第二电磁阀17、以及设置在后喷嘴与气源连接管路上的第三电磁阀18。当然在不同实施例中，排药机构还可采用其它形式。

本实施例中，所述取药装置还包括对真空吸药机械手的上下移动进行导向的导向机构，所述导向机构包括导向杆19、设置在第二直线驱动器上的固定板20、以及设置在固定板上并与导向杆配合的直线轴承，所述导向杆的下端固定设置在局部覆盖式基板上。通过导向装置能更好的保证真空吸药机械手在上下移动过程中不会发生偏转晃动，从而使真空吸药机械手能准确的进入到储药箱中进行抓药。

本实施例中，所述第一直线驱动器和第二直线驱动器为气缸，当然在不同实施例中第一直线驱动器和第二直线驱动器还可为电动丝杆。

本实施例中，第一直线驱动器通过设置有第四电磁阀21的气管与气源连接，第二直线驱动器通过设置有第五电磁阀22的气管与气源连接。

本实施例中局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机还包括控制装置，所述控制装置包括单片机23、与第一电磁阀连接的第一继电器24、与第二电磁阀连接的第二继电器25、与第三电磁阀连接的第三继电器26、与第四电磁阀连接的第四继电器27、与第五电磁阀连接的第五继电器28、以及电源模块29。

所述电源模块分别与单片机、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、以及第五电磁阀连接，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器分别与单片机连接。

所述称重传感器与单片机连接。

所述位置传感器与单片机连接。

所述控制装置还包括设置在连接第二直线驱动器和气源的气管上的减压阀30。减压阀用于控制第二直线驱动器的向下移动的行程，在第二直线驱动器驱动真空吸药机械手下移过程中，当真空吸盘与药包接触后，第二直线驱动器与气源连接的管路中的气压上升，当上升到超出减压阀设定的压力时，减压阀即排气泄压，从而将气压稳定在设定值，能保证真空吸盘口部与药包之间在一定接触压力下形成良好的密封配合，提高抓药成功率，并能避免第二直线驱动器行程过大导致设备损坏的问题、以及行程不够导致抓药失败的问题。

本实施例中局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机的控制方法，包括以下步骤：

1)在单片机接收到抓药出药指令后，单片机先根据取药工位循环顺序选择当前取药工位，然后向第四继电器发出控制信号，使第四继电器控制第四电磁阀动作接通正向气路，从而控制第一直线驱动器推动滑座前移至被选择的取药工位。本实施例中因取药工位为两个，则取药工位循环顺序为：第一取药工位—第二取药工位—第一取药工位……；当上一次选择在第一取药工位取药时，则下一次便选择在第二取药工位取药，再下一次又选择在第一取药工位取药，如此循环。

2)单片机向第五继电器发出控制信号，使第五继电器控制第五电磁阀动作接通正向气路，从而控制第二直线驱动器驱动真空吸药机械手下移。

3)单片机向各个第一继电器发出控制信号，使第一继电器控制第一电磁阀动作接通气路，从而使气流进入真空发生器，进而使与真空发生器连接的真空吸盘产生负压，将药包吸住。

4)单片机向第五继电器发出控制信号，使第五继电器控制第五电磁阀动作接通反向气路，从而控制第二直线驱动器驱动真空吸药机械手上移。

5)单片机向第四继电器发出控制信号，使第四继电器控制第一电磁阀动作接通反向气路，从而控制第一直线驱动器推动滑座后退至放药工位。

6)单片机根据处方规定的药包数量和当前称重传感器检测数量之间的差额选择相应数量的第一继电器，选择第一继电器的方式为随机选取，并向被选中的第一继电器发出控制信号，使对应的第一继电器控制对应的第一电磁阀关断气路，从而使对应的真空吸盘放下药包。

7)单片机实时采集称重传感器的检测数据，并将采集的数据与处方规定的药包数量进行比较，并作出如下判断及控制：

若比较结果为两者相等，则单片机向第二继电器发出控制信号，使第二继电器控制第二电磁阀接通气路让气流从前喷嘴喷出，从而将接药槽中的药排出药柜；然后单片机再判断是否还有第一电磁阀的气路未关断，若无则结束控制流程，若有则先向未关断气路所对应的第一继电器发出控制信号，进而使对应的第一电磁阀断开气路让真空吸盘放下药包，最后单片机再向第三继电器发出控制信号，使第三继电器控制第三电磁阀接通气路让气流从后喷嘴喷出，从而将接药槽中的药吹回储药箱，并结束控制流程；

若比较结果为称重传感器的检测数据小于处方规定的药包数量，且第一电磁阀尚未关断全部气路，则单片机跳转执行步骤6)，否则单片机跳转执行步骤1)；

若比较结果为称重传感器的检测数据大于处方规定的药包数量，则单片机先向第三继电器发出控制信号，使第三继电器控制第三电磁阀接通气路让气流从后喷嘴喷出，从而将接药槽中的药吹回储药箱；然后再比较第一电磁阀尚未关断的气路数量与处方规定的药包数量，如比较结果为第一电磁阀尚未关断的气路数量大于处方规定的药包数量，则单片机跳转执行步骤6)，否则单片机跳转执行步骤1)。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机，其特征在于：包括机架，所述机架上设置有取药装置和称排药装置；

所述取药装置包括水平设置在机架上的导轨、设置在导轨上的滑座、设置在机架上驱动滑座沿导轨移动的第一直线驱动器、位于滑座下方的局部覆盖式真空吸药机械手、以及设置在滑座上驱动真空吸药机械手上下移动的第二直线驱动器，所述真空吸药机械手包括与第二直线驱动器连接的局部覆盖式基板和阵列式布置在局部覆盖式基板上的真空吸盘，每个真空吸盘上设置有与气源独立连接的气管，且与每个真空吸盘连接的气管上均设置有真空发生器和第一电磁阀；

所述取药装置沿导轨设置有放药工位和至少两个取药工位，所述取药装置还包括检测第一直线驱动器的行程到达各取药工位的位置传感器；在取药工位，所述局部覆盖式真空吸药机械手沿导轨方向局部覆盖储药箱的开口面，沿垂直于导轨的方向全部覆盖储药箱的开口面；

所述称排药装置包括设置在机架上的称重传感器、以及设置在称重传感器上的接药槽，所述接药槽位于导轨上放药工位的下方，接药槽的纵向与导轨的纵向平行，且接药槽的纵向两端分别设置有前排药口和后排药口，所述前排药口用于将药排回储药箱，所述后排药口用于将药排出；所述称排药装置还包括设置在机架上用于将接药槽中的药从前排药口和后排药口送出的排药机构；

所述排药机构包括设在机架上并从前排药口向后排药口方向吹气的前喷嘴、设置在机架上并从后排药口向前排药口方向吹气的后喷嘴、设置在前喷嘴与气源连接管路上的第二电磁阀、以及设置在后喷嘴与气源连接管路上的第三电磁阀。

2.根据权利要求1所述的局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机，其特征在于：所述取药装置还包括对真空吸药机械手的上下移动进行导向的导向机构，所述导向机构包括导向杆、设置在滑座或第二直线驱动器上的固定板、以及设置在固定板上并与导向杆配合的直线轴承，所述导向杆的下端固定设置在局部覆盖式基板上。

3.根据权利要求1或2所述的局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机，其特征在于：所述第一直线驱动器和第二直线驱动器为气缸或电动丝杆。

4.根据权利要求3所述的局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机，其特征在于：所述第一直线驱动器和第二直线驱动器为气缸，第一直线驱动器通过设置有第四电磁阀的气管与气源连接，第二直线驱动器通过设置有第五电磁阀的气管与气源连接。

5.根据权利要求4所述的局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机，其特征在于：还包括控制装置，所述控制装置包括单片机、与第一电磁阀连接的第一继电器、与第二电磁阀连接的第二继电器、与第三电磁阀连接的第三继电器、与第四电磁阀连接的第四继电器、与第五电磁阀连接的第五继电器、以及电源模块；

所述电源模块分别与单片机、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、以及第五电磁阀连接，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器分别与单片机连接；

所述称重传感器与单片机连接；

所述位置传感器与单片机连接；

所述控制装置还包括设置在连接第二直线驱动器和气源的气管上的减压阀。

6.一种权利要求5中所述的局部覆盖式吸盘阵列的自动配药机的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在单片机接收到抓药出药指令后，单片机先根据取药工位循环顺序选择当前取药工位，然后向第四继电器发出控制信号，使第四继电器控制第四电磁阀动作接通正向气路，从而控制第一直线驱动器推动滑座前移至被选择的取药工位；

2)单片机向第五继电器发出控制信号，使第五继电器控制第五电磁阀动作接通正向气路，从而控制第二直线驱动器驱动真空吸药机械手下移；

3)单片机向各个第一继电器发出控制信号，使第一继电器控制第一电磁阀动作接通气路，从而使气流进入真空发生器，进而使与真空发生器连接的真空吸盘产生负压，将药包吸住；

4)单片机向第五继电器发出控制信号，使第五继电器控制第五电磁阀动作接通反向气路，从而控制第二直线驱动器驱动真空吸药机械手上移；

5)单片机向第四继电器发出控制信号，使第四继电器控制第一电磁阀动作接通反向气路，从而控制第一直线驱动器推动滑座后退至放药工位；

6)单片机根据处方规定的药包数量和当前称重传感器检测数量之间的差额选择相应数量的第一继电器，选择第一继电器的方式为随机选取，并向被选中的第一继电器发出控制信号，使对应的第一继电器控制对应的第一电磁阀关断气路，从而使对应的真空吸盘放下药包；

7)单片机实时采集称重传感器的检测数据，并将采集的数据与处方规定的药包数量进行比较，并作出如下判断及控制：

若比较结果为两者相等，则单片机向第二继电器发出控制信号，使第二继电器控制第二电磁阀接通气路让气流从前喷嘴喷出，从而将接药槽中的药排出；然后单片机再判断是否还有第一电磁阀的气路未关断，若无则结束控制流程，若有则先向未关断气路所对应的第一继电器发出控制信号，进而使对应的第一电磁阀断开气路让真空吸盘放下药包，最后单片机再向第三继电器发出控制信号，使第三继电器控制第三电磁阀接通气路让气流从后喷嘴喷出，从而将接药槽中的药吹回储药箱，并结束控制流程；

若比较结果为称重传感器的检测数据小于处方规定的药包数量，且第一电磁阀尚未关断全部气路，则单片机跳转执行步骤6)，否则单片机跳转执行步骤1)；

若比较结果为称重传感器的检测数据大于处方规定的药包数量，则单片机先向第三继电器发出控制信号，使第三继电器控制第三电磁阀接通气路让气流从后喷嘴喷出，从而将接药槽中的药吹回储药箱；然后再比较第一电磁阀尚未关断的气路数量与处方规定的药包数量，如比较结果为第一电磁阀尚未关断的气路数量大于处方规定的药包数量，则单片机跳转执行步骤6)，否则单片机跳转执行步骤1)。