CN110316419A - 一种升降台式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降台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、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、全覆盖式真空吸药机械手、以及升降机构，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)在单片机接收到抓药出药指令后，单片机向第四继电器发出控制信号控制第一直线驱动器推动滑座前移至抓药位置；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全覆盖式真空吸药机械手下移……等步骤。本发明能从药柜固定工位的储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，提高药柜的智能化程度，提高出药效率，节约人力成本。

Description

一种升降台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，特别涉及一种升降台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升降台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箱中取出并计数的技术问题。

本发明升降台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两条相互平行的导轨、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、位于滑座下方的全覆盖式真空吸药机械手、以及连接滑座和真空机械手的升降机构，所述两条导轨之间的距离大于药柜的储药箱在对应方向上的尺寸，所述全覆盖式真空吸药机械手包括基板和阵列式布置在基板上的真空吸盘，且真空吸盘在储药箱的整个开口面上均匀分布；

所述升降机构包括由第一连板和第二连板在中部铰接组成的X形铰接架、设置在滑座上的第一水平导向槽、设置在基板上并与第一水平导向槽平行的第二水平导向槽、设置在第一水平导向槽中的第一横杆、设置在第二水平导向槽中的第二横杆、以及设置在滑座上驱动第一横杆沿第一水平导向槽移动的第二直线驱动器，所述第一连板的一端铰接在基板上、第一连板的另一端与第一横杆连接，所述第二连板的一端铰接在滑座上、第二连板的另一端与第二横杆连接；

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，所述的升降台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。

本发明升降台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抓药位置；

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第一横杆沿第一水平导向槽向后移动，使X形铰接架在上下方向上长度增大，从而带动全覆盖式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第一横杆沿第一水平导向槽向前移动，使X形铰接架在上下方向上长度缩短，从而带动全覆盖式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位置；

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：

本发明升降台式吸盘阵列的自动配药机及其控制方法，其能从药柜固定工位的储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。此外，本发明采用的升降机构，其将真空吸盘阵列的上下移动转化为对第二直线驱动器的水平移动控制，大大减小了自动配药机的整体安装高度，更加适用于高度方向上受空间约束的半自动药柜。

附图说明

图1为实施例中升降台式吸盘阵列的自动配药机的立体结构示意图；

图2为实施例中升降台式吸盘阵列的自动配药机的另一视角立体结构示意图；

图3为实施例中升降台式吸盘阵列的自动配药机的气路连接示意图；

图4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，本实施例升降台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两条相互平行的导轨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、位于滑座下方的全覆盖式真空吸药机械手、以及连接滑座和真空机械手的升降机构，所述两条导轨之间的距离大于药柜的储药箱5在对应方向上的尺寸，所述全覆盖式真空吸药机械手包括基板6和阵列式布置在基板上的真空吸盘7，且真空吸盘在储药箱的整个开口面上均匀分布。

本实施例中，所述两条导轨之间的距离大于药柜的储药箱5在对应方向上的尺寸，使得全覆盖式真空吸药机械手在退回到放药工位时，对于储药箱在链条驱动下水平循环移动的半自动药柜，储药箱在进入到取药区时不会被导轨所干涉。

所述升降机构包括由第一连板8和第二连板9在中部铰接组成的X形铰接架、设置在滑座上的第一水平导向槽10、设置在基板上并与第一水平导向槽平行的第二水平导向槽11、设置在第一水平导向槽中的第一横杆12、设置在第二水平导向槽中的第二横杆13、以及设置在滑座上驱动第一横杆沿第一水平导向槽移动的第二直线驱动器14，所述第一连板的一端铰接在基板上、第一连板的另一端与第一横杆连接，所述第二连板的一端铰接在滑座上、第二连板的另一端与第二横杆连接。

每个真空吸盘上设置有与气源15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16和第一电磁阀17。

所述称排药装置包括设置在机架上的称重传感器18、以及设置在称重传感器上的接药槽19，所述接药槽位于导轨的下方，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。本实施例中接药槽19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19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20、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21、设置在前喷嘴与气源连接管路上的第二电磁阀22、以及设置在后喷嘴与气源连接管路上的第三电磁阀23。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24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25的气管与气源连接。当然在不同实施例中，所述第一直线驱动器和第二直线驱动器还可为电动丝杆。

本实施例中升降台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26、与第一电磁阀连接的第一继电器27、与第二电磁阀连接的第二继电器28、与第三电磁阀连接的第三继电器29、与第四电磁阀连接的第四继电器30、与第五电磁阀连接的第五继电器31、以及电源模块32。

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33。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全覆盖式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。

本实施例中升降台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抓药位置。

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第一横杆沿第一水平导向槽向后移动，使X形铰接架在上下方向上长度增大，从而带动全覆盖式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第一横杆沿第一水平导向槽向前移动，使X形铰接架在上下方向上长度缩短，从而带动全覆盖式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位置。

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)

1.一种升降台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两条相互平行的导轨、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、位于滑座下方的全覆盖式真空吸药机械手、以及连接滑座和真空机械手的升降机构，所述两条导轨之间的距离大于药柜的储药箱在对应方向上的尺寸，所述全覆盖式真空吸药机械手包括基板和阵列式布置在基板上的真空吸盘，且真空吸盘在储药箱的整个开口面上均匀分布；

所述升降机构包括由第一连板和第二连板在中部铰接组成的X形铰接架、设置在滑座上的第一水平导向槽、设置在基板上并与第一水平导向槽平行的第二水平导向槽、设置在第一水平导向槽中的第一横杆、设置在第二水平导向槽中的第二横杆、以及设置在滑座上驱动第一横杆沿第一水平导向槽移动的第二直线驱动器，所述第一连板的一端铰接在基板上、第一连板的另一端与第一横杆连接，所述第二连板的一端铰接在滑座上、第二连板的另一端与第二横杆连接；

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。

2.根据权利要求1所述的升降台式吸盘阵列的自动配药机，其特征在于：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。

3.根据权利要求1或2所述的升降台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所述的升降台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所述的升降台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中所述的升降台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抓药位置；

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第一横杆沿第一水平导向槽向后移动，使X形铰接架在上下方向上长度增大，从而带动全覆盖式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第一横杆沿第一水平导向槽向前移动，使X形铰接架在上下方向上长度缩短，从而带动全覆盖式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位置；

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)。