CN110815173A - 一种中药材抓取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中药材抓取装置及方法，由控制器、药材存放箱、支撑架、机械臂、红外接收器、称重盘、药材混合箱、传送装置组成，将药方输入PC机，PC机按照药方向控制器发出相应的指令，控制器相应的药材存放箱的箱门打开，由机械臂将存放在药材存放箱中的药材抓取出来放到称重盘上进行称重，接着由传送带将抓取好的药材运输到指定的位置，并且在称重盘会显示抓取出来的药材信息，便于医生再次确认抓取的药材是否准确，且无需医生逐个药箱的寻找药材存放点，节约大量的时间，且抓药材的准确率较高。

Description

一种中药材抓取装置及方法

技术领域

本发明涉及中药材抓取领域，尤其涉及一种中药材抓取装置及方法。

背景技术

中药是我国劳动人民在长期的生产实践和医疗实践的产物，我国在历代的各个朝代里的中药都有所发展。因其有效成分不易散失、副作用小等优点，在医学中一直有着不可替代的地位。医生根据不同患者的症状撰写处方，患者根据医生开的处方定量购买相应的药材。

现有技术中，医生在按照药方抓取药材的时候，往往会因检验不足而难以把控药材的分量，有时也会因为一时的疏忽导致抓错药材，威胁着患者的人身安全。此外药房内存储的药材很多，医生需要花费大量的时间寻找药材的位置，增加了患者等待的时间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种中药材抓取装置及方法，将药方输入PC机，PC机按照药方向控制器发出相应的指令，控制器相应的药材存放箱的箱门打开，由机械臂将存放在药材存放箱中的药材抓取出来放到称重盘上进行称重，接着由传送带将抓取好的药材运输到指定的位置，并且在称重盘会显示抓取出来的药材信息，便于医生再次确认抓取的药材是否准确。

为了实现上述目的，本发明提供的一种中药材抓取装置及方法是这样实现的：

一种中药材抓取装置及方法，包括控制器、药材存放箱、支撑架、机械臂、红外接收器、称重盘、药材混合箱、传送装置，药材存放箱、传送装置安装在支撑架上方，支撑架安装有两个传送装置，且传送装置两侧设置多个药材存放箱，以节约更多的空间，每个药材存放箱中对应存放一种中药材，并将药材存放箱及其存放的药材信息存到控制器中，每个药材存放箱面对传送装置一侧安装有红外接收器，每个药材存放箱安装一个机械臂，用于抓取药材存放箱中存放的药材，每个传送装置上安装有多个称重盘，且称重盘的个数和药材存放箱的个数相同，称重盘随着传送装置运动，传送装置一端下方设有药材混合箱，用于收纳抓取好的中药材，需要抓取中药材时，在PC机上开发好的上位机中输入药方，PC机将输入的药方信息发送给控制器，由控制器控制传送装置转动，将称重盘移动到每个药材存放箱前面，当每个红外接收器都识别到一个称重盘时，传送停止装置运动，接着控制器根据药方上药材的名称控制对应药材存放箱的箱门打开，接着控制机械臂抓取药材存放箱中的药材，并将抓取的药材放到称重盘中进行称重，当称重盘识别到对应药材重量够了时，控制器控制机械臂停止抓取药材，并将机械臂收回到对应的药材存放箱中，接着控制器控制传送装置转动，称重盘随着传送装置运动，装有中药材的称重盘到达放置药材混合箱一端的传送装置处后，称重盘发生倾斜，便将药材倒入药材混合箱中，称重盘从传送装置上方翻转到下方，再经过传送装置的运动，使得下方的称重盘又回到上方，当所有的称重盘翻转到传送装置下方时，红外接收器检测不到称重盘，此时药材抓取完成，控制器向PC机返回药材抓取成功的信息。

本发明的药材存放箱包括箱体、箱门、第一步进电机、下滑槽、药材存放盘、前壁、上滑槽、齿条，括箱体、箱门、药材存放盘、前壁均采用木材制成，将机械臂和药材存放盘放置在箱体中，药材存放盘用于放置中药材，前壁固定在箱体上，第一步进电机安装在前壁上，箱体中设有箱门的一侧设有下滑槽和上滑槽，第一步进电机的旋转轴上安装有齿轮，齿条的一端固定在箱门上，另一端安装在第一步进电机的旋转轴上的齿轮上，由控制器控制第一步进电机转动，第一步进电机的旋转轴带动齿轮转动，齿轮为齿条传动，齿条拉动着箱门在下滑槽和上滑槽之间移动，实现对箱门的打开与关闭。

本发明的药材存放盘包括塑料盒、挡板、弹簧，塑料盒设置为楔形结构，便于中药材往机械臂方向移动，塑料盒远离机械臂一侧安装有挡板和弹簧，挡板在弹簧的推动下将塑料盒中的中药材往机械臂一侧移动，使得机械臂更容易抓取中药材。

本发明的机械臂包括第一底座、第二步进电机、横梁、第一伸缩电机、第二伸缩电机、机械爪，第二步进电机安装在第一底座上，横梁一端安装在第二步进电机的旋转轴上，横梁另一端下方安装有第一伸缩电机，第二伸缩电机的底端固定在第一伸缩电机的伸缩杆上，机械爪的拉伸杆固定在第二伸缩电机的伸缩杆上，且机械爪的外壳固定在第一伸缩电机的伸缩杆上，由控制器控制第二步进电机旋转，将横梁的另一端转动到药材存放盘上方，再控制第一伸缩电机伸出伸缩杆，将机械爪伸到中药材上，再控制第二伸缩电机拉动机械爪的拉杆，使机械爪的爪子往中间挤压，实现对中药材的抓取，接着控制器控制第一伸缩电机收缩伸缩杆，再控制第二步进电机反转，将机械爪旋转到称重盘上方，再控制第二伸缩电机伸长伸缩杆，使得机械爪松开，将机械爪抓取的药材放到称重盘上，当称重盘中药材超出药方上的设定值时，控制器控制第一伸缩电机伸出伸缩杆，将机械爪伸到中药材上，再控制第二伸缩电机拉动机械爪的拉杆，使机械爪抓取称重盘中的中药材，接着控制器控制第一伸缩电机收缩伸缩杆，再控制第二步进电机正转，使得机械臂再次进入药材存放箱中抓取药材。

本发明的称重盘包括第二底座、载物盘、液晶显示屏、红外发射器、称重传感器、第一蓝牙模块、第一控制电路板、蓄电池，第一蓝牙模块、第一控制电路板、蓄电池安装在第二底座内部，红外发射器安装在第二底座一侧，且与红外接收器对侧，称重传感器放置在第二底座与载物盘之间，载物盘上还设有液晶显示屏，由蓄电池为液晶显示屏、红外发射器、称重传感器、第一蓝牙模块、第一控制电路板供电，由第一控制电路板控制红外发射器发射红外光，红外发射器发出的红外光被红外接收器接收到时，表明有称重盘到达了药材存放箱的箱门口，由载物盘装在机械臂抓取出来的中药材，称重传感器用于对载物盘中的中药材进行称重，并将称重的信息发送到第一控制电路板中进行处理分析，当每个称重盘均到达对应的药材存放箱的箱门口时，控制器将对应的中药材信息及其所需重量通过发送给第一蓝牙模块，第一蓝牙模块将信息传输给第一控制电路板，此外第一控制电路板控制第一蓝牙模块将称重传感器采集到的重量信息实时发送给控制器，由控制器来控制机械臂对中药材的抓取，当完成中药材抓取后，第一控制电路板控制液晶显示屏显示该中药材的基本信息。

本发明的传送装置包括支架、旋转电机、第一滚筒、传送带、第二滚筒，支架上方两端分别设有第一滚筒和第二滚筒，且支架的一端上方设有旋转电机，第一滚筒安装在旋转电机的旋转轴上，传送带安装在第一滚筒和第二滚筒上，由控制器控制旋转电机转动，进而带动第一滚筒转动，第一滚筒带动传送带转动，称重盘以相同的间距固定在传送带上，第二滚筒用于辅助传送带转动。

本发明的控制器包括金属铝合、电源降压模块、第二控制电路板、第二蓝牙模块，电源降压模块、第二控制电路板、第二蓝牙模块均安装在金属铝合内，由电源降压模块将市电降压为5V分别为第二控制电路板、第二蓝牙模块供电，第二控制电路板用于接收PC机发送来的指令信息，以及红外接收器、第二蓝牙模块传输来的信息，第二蓝牙模块与第一蓝牙模块建立通信，由第二控制电路板控制第二蓝牙模块向第一蓝牙模块发送药方的信息，并由第二蓝牙模块接收第一蓝牙模块发送来的中药材重量信息，并将该信息传输给第二控制电路板，由第二控制电路板控制机械臂调节称重盘中药材的重量。

本发明第二控制电路板旋转电机转动一次的时间是相同的，该段时间刚好能使称重盘随着传送带翻转一次。

本发明实现药材抓取的方案为：先对系统进行初始化，需要抓取药材时，由医生在PC机开发的的上位机中输入药方信息，PC机将该药方信息发送给第二控制电路板，第二控制电路板根据药方信息找到对应装有该中药材的药材存放箱，控制对应药材存放箱的第一步进电机转动，带动齿条转动，将箱门打开，便于机械臂将箱体内的中药材取出，接着调整称重盘的位置，使每个药材存放箱的箱门前均有一个称重盘，即由第二控制电路板控制旋转电机转动，带动传送带移动，使得称重盘跟着移动，当每个红外接收器均识别到一个称重盘上的红外发射器发出的红外光时，表明每个药材存放箱的箱门前均有一个称重盘了，此时第二控制电路板控制旋转电机停止转动，第二控制电路板控制第二蓝牙模块将药方上对应的中药材信息发送给第一蓝牙模块，由第一蓝牙模块将该信息传输给第一控制电路板，接着便可抓取药材，由第二控制电路板控制第二步进电机旋转，将机械爪旋转到药材存放盘上方，再控制第一伸缩电机伸出伸缩杆，将机械爪伸到中药材中，再控制第二伸缩电机拉动机械爪的拉杆，使机械爪的爪子往中间挤压，实现对中药材的抓取，接着第二控制电路板控制第一伸缩电机收缩伸缩杆，使得机械爪抓着药材向上移动，再控制第二步进电机反转，将机械爪旋转到称重盘上方，再控制第一伸缩电机伸长伸缩杆，使机械爪接近称重盘，接着控制第二伸缩电机伸长伸缩杆，使机械爪松开，将机械爪抓取的药材放到称重盘上，称重盘上的称重传感器实时检测载物盘上中药材的重量，并由第一控制电路板控制第一蓝牙模块向第二蓝牙模块发送载物盘上的重量信息，当称重盘中的药材未达到设定值时，机械臂继续上述操作继续取出药材存放盘中的中药材，当称重盘中的药材超出药方上的设定值时，第二控制电路板控制第一伸缩电机伸出伸缩杆，将机械爪伸到载物盘中的中药材中，再控制第二伸缩电机拉动机械爪的拉杆，使机械爪抓取称重盘中的中药材，接着第二控制电路板控制第一伸缩电机收缩伸缩杆，再控制第二步进电机正转，将抓取的中药材的机械爪旋转至药材存放盘上方，并由第二控制电路板控制第二伸缩电机伸长伸缩杆，使机械爪松开，将机械爪抓取的药材放到药材存放盘中，当完成中药材抓取时，第一控制电路板控制液晶显示屏显示该中药材的基本信息，便于传送带将称重盘运送出来时，医生能通过液晶显示屏确认抓取药材的准确性，接着由第二控制电路板控第一步进电机旋转，第一步进电机带动齿条转动，齿条推动箱门移动，使箱门关上，防止飞虫、动物等进入药材存放箱中，接着第二控制电路板控旋转电机转动，带动传送带移动，使得称重盘跟着移动，装有中药材的称重盘到达药材混合箱一端上方时，由于重力的原因，称重盘中的中药材倒入药材混合箱中，当所有的称重盘翻转到传送带下方时，红外接收器检测不到称重盘，此时药材抓取完成，控制器向PC机返回药材抓取成功的信息。

由于本发明采用机械臂根据药方将药材存放箱中中药材取出并称重的结构，从而可以得到以下有益效果：

将药方输入PC机，PC机按照药方向控制器发出相应的指令，控制器相应的药材存放箱的箱门打开，由机械臂将存放在药材存放箱中的药材抓取出来放到称重盘上进行称重，接着由传送带将抓取好的药材运输到指定的位置，并且在称重盘会显示抓取出来的药材信息，便于医生再次确认抓取的药材是否准确，且无需医生逐个药箱的寻找药材存放点，节约大量的时间，且抓药材的准确率较高。

附图说明

图1为本发明一种中药材抓取装置及方法整体结构示意图；

图2为本发明一种中药材抓取装置及方法的药材存放箱的结构示意图图；

图3为本发明一种中药材抓取装置及方法的齿轮齿条传动结构示意图；

图4为本发明一种中药材抓取装置及方法的药材存放盘的结构示意图；

图5为本发明一种中药材抓取装置及方法的机械臂的结构示意图；

图6为本发明一种中药材抓取装置及方法的称重盘的结构示意图；

图7为本发明一种中药材抓取装置及方法的传送装置的结构示意图；

图8为本发明一种中药材抓取装置及方法的控制器的结构示意图；

图9为本发明一种中药材抓取装置及方法的操作流程图；

图10为本发明一种中药材抓取装置及方法的工作原理图。

主要元件符号说明。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1至图10所示为本发明中的一种中药材抓取装置及方法，包括包括包括控制器1、药材存放箱2、支撑架3、机械臂4、红外接收器5、称重盘6、药材混合箱7、传送装置8。

如图1所示，所述的药材存放箱2、传送装置8安装在支撑架3上方，支撑架3安装有两个传送装置8，且传送装置8两侧设置多个药材存放箱2，以节约更多的空间，每个药材存放箱2中对应存放一种中药材，并将药材存放箱2及其存放的药材信息存到控制器1中，每个药材存放箱2面对传送装置8一侧安装有红外接收器5，每个药材存放箱2安装一个机械臂4，用于抓取药材存放箱2中存放的药材，每个传送装置8上安装有多个称重盘6，且称重盘6的个数和药材存放箱2的个数相同，称重盘6随着传送装置8运动，传送装置8一端下方设有药材混合箱7，用于收纳抓取好的中药材，需要抓取中药材时，在PC机上开发好的上位机中输入药方，PC机将输入的药方信息发送给控制器1，由控制器1控制传送装置8转动，将称重盘6移动到每个药材存放箱2前面，当每个红外接收器5都识别到一个称重盘6时，传送停止装置运动，接着控制器1根据药方上药材的名称控制对应药材存放箱2的箱门10打开，接着控制机械臂4抓取药材存放箱2中的药材，并将抓取的药材放到称重盘6中进行称重，当称重盘6识别到对应药材重量够了时，控制器1控制机械臂4停止抓取药材，并将机械臂4收回到对应的药材存放箱2中，接着控制器1控制传送装置8转动，称重盘6随着传送装置8运动，装有中药材的称重盘6到达放置药材混合箱7一端的传送装置8处后，称重盘6发生倾斜，便将药材倒入药材混合箱7中，称重盘6从传送装置8上方翻转到下方，再经过传送装置8的运动，使得下方的称重盘6又回到上方，当所有的称重盘6翻转到传送装置8下方时，红外接收器5检测不到称重盘6，此时药材抓取完成，控制器1向PC机返回药材抓取成功的信息。本发明采用左右对称的结构进行设计，即在两个传送装置8两侧均设有药材存放箱2，且可以在本发明的上方、左边、右边设置多个这样的装置，实现装置的扩展，以实现更多药材的抓取，并节约空间。

如图2和图3所示，所述的药材存放箱2包括箱体9、箱门10、第一步进电机11、下滑槽12、药材存放盘13、前壁14、上滑槽15、齿条16，括箱体9、箱门10、药材存放盘13、前壁14均采用木材制成，将机械臂4和药材存放盘13放置在箱体9中，药材存放盘13用于放置中药材，前壁14固定在箱体9上，第一步进电机11安装在前壁14上，箱体9中设有箱门10的一侧设有下滑槽12和上滑槽15，第一步进电机11的旋转轴上安装有齿轮17，齿条16的一端固定在箱门10上，另一端安装在第一步进电机11的旋转轴上的齿轮17上，由控制器1控制第一步进电机11转动，第一步进电机11的旋转轴带动齿轮17转动，齿轮17为齿条16传动，齿条16拉动着箱门10在下滑槽12和上滑槽15之间移动，实现对箱门10的打开与关闭，齿轮17采用直齿轮17，它与齿条16之间采用齿轮17齿条16传动方式进行传动。

如图4所示，所述的药材存放盘13包括塑料盒18、挡板19、弹簧20，塑料盒18设置为楔形结构，便于中药材往机械臂4方向移动，塑料盒18远离机械臂4一侧安装有挡板19和弹簧20，挡板19在弹簧20的推动下将塑料盒18中的中药材往机械臂4一侧移动，使得机械臂4更容易抓取中药材。

如图5所示，所述的机械臂4包括第一底座21、第二步进电机22、横梁23、第一伸缩电机24、第二伸缩电机25、机械爪26，第二步进电机22安装在第一底座21上，横梁23一端安装在第二步进电机22的旋转轴上，横梁23另一端下方安装有第一伸缩电机24，第二伸缩电机25的底端固定在第一伸缩电机24的伸缩杆上，机械爪26的拉伸杆固定在第二伸缩电机25的伸缩杆上，且机械爪26的外壳固定在第一伸缩电机24的伸缩杆上，由控制器1控制第二步进电机22旋转，将横梁23的另一端转动到药材存放盘13上方，再控制第一伸缩电机24伸出伸缩杆，将机械爪26伸到中药材上，再控制第二伸缩电机25拉动机械爪26的拉杆，使机械爪26的爪子往中间挤压，实现对中药材的抓取，接着控制器1控制第一伸缩电机24收缩伸缩杆，再控制第二步进电机22反转，将机械爪26旋转到称重盘6上方，再控制第二伸缩电机25伸长伸缩杆，使得机械爪26松开，将机械爪26抓取的药材放到称重盘6上，当称重盘6中药材超出药方上的设定值时，控制器1控制第一伸缩电机24伸出伸缩杆，将机械爪26伸到中药材上，再控制第二伸缩电机25拉动机械爪26的拉杆，使机械爪26抓取称重盘6中的中药材，接着控制器1控制第一伸缩电机24收缩伸缩杆，再控制第二步进电机22正转，使得机械臂4再次进入药材存放箱2中抓取药材。

如图6所示，所述的称重盘6包括第二底座27、载物盘28、液晶显示屏29、红外发射器30、称重传感器31、第一蓝牙模块32、第一控制电路板33、蓄电池34，第一蓝牙模块32、第一控制电路板33、蓄电池34安装在第二底座27内部，红外发射器30安装在第二底座27一侧，且与红外接收器5对侧，称重传感器31放置在第二底座27与载物盘28之间，载物盘28上还设有液晶显示屏29，由蓄电池34为液晶显示屏29、红外发射器30、称重传感器31、第一蓝牙模块32、第一控制电路板33供电，由第一控制电路板33控制红外发射器30发射红外光，红外发射器30发出的红外光被红外接收器5接收到时，表明有称重盘6到达了药材存放箱2的箱门10口，由载物盘28装在机械臂4抓取出来的中药材，称重传感器31用于对载物盘28中的中药材进行称重，并将称重的信息发送到第一控制电路板33中进行处理分析，当每个称重盘6均到达对应的药材存放箱2的箱门10口时，控制器1将对应的中药材信息及其所需重量通过发送给第一蓝牙模块32，第一蓝牙模块32将信息传输给第一控制电路板33，此外第一控制电路板33控制第一蓝牙模块32将称重传感器31采集到的重量信息实时发送给控制器1，由控制器1来控制机械臂4对中药材的抓取，当完成中药材抓取后，第一控制电路板33控制液晶显示屏29显示该中药材的基本信息，包括中药材的名称、患者姓名、中药材的重量等信息，便于医生再次确认中药材抓取的准确性，为患者提供安全保障。

如图7所示，所述的传送装置8包括支架35、旋转电机36、第一滚筒37、传送带38、第二滚筒39，支架35上方两端分别设有第一滚筒37和第二滚筒39，且支架35的一端上方设有旋转电机36，第一滚筒37安装在旋转电机36的旋转轴上，传送带38安装在第一滚筒37和第二滚筒39上，由控制器1控制旋转电机36转动，进而带动第一滚筒37转动，第一滚筒37带动传送带38转动，称重盘6以相同的间距固定在传送带38上，第二滚筒39用于辅助传送带38转动。

如图8所示，所述的控制器1包括金属铝合40、电源降压模块41、第二控制电路板42、第二蓝牙模块43，电源降压模块41、第二控制电路板42、第二蓝牙模块43均安装在金属铝合40内，由电源降压模块41将市电降压为5V分别为第二控制电路板42、第二蓝牙模块43供电，第二控制电路板42用于接收PC机发送来的指令信息，以及红外接收器5、第二蓝牙模块43传输来的信息，第二蓝牙模块43与第一蓝牙模块32建立通信，由第二控制电路板42控制第二蓝牙模块43向第一蓝牙模块32发送药方的信息，并由第二蓝牙模块43接收第一蓝牙模块32发送来的中药材重量信息，并将该信息传输给第二控制电路板42，由第二控制电路板42控制机械臂4调节称重盘6中药材的重量。

所述的第二控制电路板42旋转电机36转动一次的时间是相同的，该段时间刚好能使称重盘6随着传送带38翻转一次。

所述的第一控制电路板33和第二控制电路板42均采用STM32F103ZET6系统板。

如图9所示，本发明实现药材抓取的方案为：先对系统进行初始化，需要抓取药材时，由医生在PC机开发的的上位机中输入药方信息，PC机将该药方信息发送给第二控制电路板42，第二控制电路板42根据药方信息找到对应装有该中药材的药材存放箱2，控制对应药材存放箱2的第一步进电机11转动，带动齿条16转动，将箱门10打开，便于机械臂4将箱体9内的中药材取出，接着调整称重盘6的位置，使每个药材存放箱2的箱门10前均有一个称重盘6，即由第二控制电路板42控制旋转电机36转动，带动传送带38移动，使得称重盘6跟着移动，当每个红外接收器5均识别到一个称重盘6上的红外发射器30发出的红外光时，表明每个药材存放箱2的箱门10前均有一个称重盘6了，此时第二控制电路板42控制旋转电机36停止转动，第二控制电路板42控制第二蓝牙模块43将药方上对应的中药材信息发送给第一蓝牙模块32，由第一蓝牙模块32将该信息传输给第一控制电路板33，接着便可抓取药材，由第二控制电路板42控制第二步进电机22旋转，将机械爪26旋转到药材存放盘13上方，再控制第一伸缩电机24伸出伸缩杆，将机械爪26伸到中药材中，再控制第二伸缩电机25拉动机械爪26的拉杆，使机械爪26的爪子往中间挤压，实现对中药材的抓取，接着第二控制电路板42控制第一伸缩电机24收缩伸缩杆，使得机械爪26抓着药材向上移动，再控制第二步进电机22反转，将机械爪26旋转到称重盘6上方，再控制第一伸缩电机24伸长伸缩杆，使机械爪26接近称重盘6，接着控制第二伸缩电机25伸长伸缩杆，使机械爪26松开，将机械爪26抓取的药材放到称重盘6上，称重盘6上的称重传感器31实时检测载物盘28上中药材的重量，并由第一控制电路板33控制第一蓝牙模块32向第二蓝牙模块43发送载物盘28上的重量信息，当称重盘6中的药材未达到设定值时，机械臂4继续上述操作继续取出药材存放盘13中的中药材，当称重盘6中的药材超出药方上的设定值时，第二控制电路板42控制第一伸缩电机24伸出伸缩杆，将机械爪26伸到载物盘28中的中药材中，再控制第二伸缩电机25拉动机械爪26的拉杆，使机械爪26抓取称重盘6中的中药材，接着第二控制电路板42控制第一伸缩电机24收缩伸缩杆，再控制第二步进电机22正转，将抓取的中药材的机械爪26旋转至药材存放盘13上方，并由第二控制电路板42控制第二伸缩电机25伸长伸缩杆，使机械爪26松开，将机械爪26抓取的药材放到药材存放盘13中，当完成中药材抓取时，第一控制电路板33控制液晶显示屏29显示该中药材的基本信息，便于传送带38将称重盘6运送出来时，医生能通过液晶显示屏29确认抓取药材的准确性，接着由第二控制电路板42控第一步进电机11旋转，第一步进电机11带动齿条16转动，齿条16推动箱门10移动，使箱门10关上，防止飞虫、动物等进入药材存放箱2中，接着第二控制电路板42控旋转电机36转动，带动传送带38移动，使得称重盘6跟着移动，装有中药材的称重盘6到达药材混合箱7一端上方时，由于重力的原因，称重盘6中的中药材倒入药材混合箱7中，当所有的称重盘6翻转到传送带38下方时，红外接收器5检测不到称重盘6，此时药材抓取完成，控制器1向PC机返回药材抓取成功的信息。

本发明的工作原理与工作过程如下：

如图10所示，需要抓取药材时，由医生在PC机开发的的上位机中输入药方信息，PC机将该药方信息发送给第二控制电路板42，第二控制电路板42根据药方信息找到对应装有该中药材的药材存放箱2，控制对应药材存放箱2的第一步进电机11转动，带动齿条16转动，将箱门10打开，便于机械臂4将箱体9内的中药材取出，接着调整称重盘6的位置，使每个药材存放箱2的箱门10前均有一个称重盘6，即由第二控制电路板42控制旋转电机36转动，带动传送带38移动，使得称重盘6跟着移动，当每个红外接收器5均识别到一个称重盘6上的红外发射器30发出的红外光时，表明每个药材存放箱2的箱门10前均有一个称重盘6了，此时第二控制电路板42控制旋转电机36停止转动，第二控制电路板42控制第二蓝牙模块43将药方上对应的中药材信息发送给第一蓝牙模块32，由第一蓝牙模块32将该信息传输给第一控制电路板33，接着便可抓取药材，由第二控制电路板42控制第二步进电机22旋转，将机械爪26旋转到药材存放盘13上方，再控制第一伸缩电机24伸出伸缩杆，将机械爪26伸到中药材中，再控制第二伸缩电机25拉动机械爪26的拉杆，使机械爪26的爪子往中间挤压，实现对中药材的抓取，接着第二控制电路板42控制第一伸缩电机24收缩伸缩杆，使得机械爪26抓着药材向上移动，再控制第二步进电机22反转，将机械爪26旋转到称重盘6上方，再控制第一伸缩电机24伸长伸缩杆，使机械爪26接近称重盘6，接着控制第二伸缩电机25伸长伸缩杆，使机械爪26松开，将机械爪26抓取的药材放到称重盘6上，称重盘6上的称重传感器31实时检测载物盘28上中药材的重量，并由第一控制电路板33控制第一蓝牙模块32向第二蓝牙模块43发送载物盘28上的重量信息，当称重盘6中的药材未达到设定值时，机械臂4继续上述操作继续取出药材存放盘13中的中药材，当称重盘6中的药材超出药方上的设定值时，第二控制电路板42控制第一伸缩电机24伸出伸缩杆，将机械爪26伸到载物盘28中的中药材中，再控制第二伸缩电机25拉动机械爪26的拉杆，使机械爪26抓取称重盘6中的中药材，接着第二控制电路板42控制第一伸缩电机24收缩伸缩杆，再控制第二步进电机22正转，将抓取的中药材的机械爪26旋转至药材存放盘13上方，并由第二控制电路板42控制第二伸缩电机25伸长伸缩杆，使机械爪26松开，将机械爪26抓取的药材放到药材存放盘13中，当完成中药材抓取时，第一控制电路板33控制液晶显示屏29显示该中药材的基本信息，便于传送带38将称重盘6运送出来时，医生能通过液晶显示屏29确认抓取药材的准确性，接着由第二控制电路板42控第一步进电机11旋转，第一步进电机11带动齿条16转动，齿条16推动箱门10移动，使箱门10关上，防止飞虫、动物等进入药材存放箱2中，接着第二控制电路板42控旋转电机36转动，带动传送带38移动，使得称重盘6跟着移动，装有中药材的称重盘6到达药材混合箱7一端上方时，由于重力的原因，称重盘6中的中药材倒入药材混合箱7中，当所有的称重盘6翻转到传送带38下方时，红外接收器5检测不到称重盘6，此时药材抓取完成，控制器1向PC机返回药材抓取成功的信息。

Claims (6)

1.一种中药材抓取装置及方法，其特征在于：包括控制器、药材存放箱、支撑架、机械臂、红外接收器、称重盘、药材混合箱、传送装置，药材存放箱、传送装置安装在支撑架上方，支撑架安装有两个传送装置，且传送装置两侧设置多个药材存放箱，以节约更多的空间，每个药材存放箱中对应存放一种中药材，并将药材存放箱及其存放的药材信息存到控制器中，每个药材存放箱面对传送装置一侧安装有红外接收器，每个药材存放箱安装一个机械臂，用于抓取药材存放箱中存放的药材，每个传送装置上安装有多个称重盘，且称重盘的个数和药材存放箱的个数相同，称重盘随着传送装置运动，传送装置一端下方设有药材混合箱，用于收纳抓取好的中药材，需要抓取中药材时，在PC机上开发好的上位机中输入药方，PC机将输入的药方信息发送给控制器，由控制器控制传送装置转动，将称重盘移动到每个药材存放箱前面，当每个红外接收器都识别到一个称重盘时，传送停止装置运动，接着控制器根据药方上药材的名称控制对应药材存放箱的箱门打开，接着控制机械臂抓取药材存放箱中的药材，并将抓取的药材放到称重盘中进行称重，当称重盘识别到对应药材重量够了时，控制器控制机械臂停止抓取药材，并将机械臂收回到对应的药材存放箱中，接着控制器控制传送装置转动，称重盘随着传送装置运动，装有中药材的称重盘到达放置药材混合箱一端的传送装置处后，称重盘发生倾斜，便将药材倒入药材混合箱中，称重盘从传送装置上方翻转到下方，再经过传送装置的运动，使得下方的称重盘又回到上方，当所有的称重盘翻转到传送装置下方时，红外接收器检测不到称重盘，此时药材抓取完成，控制器向PC机返回药材抓取成功的信息。

2.根据权利要求1所述的中药材抓取装置及方法，其特征在于：所述药材存放箱包括箱体、箱门、第一步进电机、下滑槽、药材存放盘、前壁、上滑槽、齿条，括箱体、箱门、药材存放盘、前壁均采用木材制成，将机械臂和药材存放盘放置在箱体中，药材存放盘用于放置中药材，前壁固定在箱体上，第一步进电机安装在前壁上，箱体中设有箱门的一侧设有下滑槽和上滑槽，第一步进电机的旋转轴上安装有齿轮，齿条的一端固定在箱门上，另一端安装在第一步进电机的旋转轴上的齿轮上，由控制器控制第一步进电机转动，第一步进电机的旋转轴带动齿轮转动，齿轮为齿条传动，齿条拉动着箱门在下滑槽和上滑槽之间移动，实现对箱门的打开与关闭。

3.根据权利要求2所述的中药材抓取装置及方法，其特征在于：所述药材存放盘包括塑料盒、挡板、弹簧，塑料盒设置为楔形结构，便于中药材往机械臂方向移动，塑料盒远离机械臂一侧安装有挡板和弹簧，挡板在弹簧的推动下将塑料盒中的中药材往机械臂一侧移动，使得机械臂更容易抓取中药材。

4.根据权利要求1所述的中药材抓取装置及方法，其特征在于：所述称重盘包括第二底座、载物盘、液晶显示屏、红外发射器、称重传感器、第一蓝牙模块、第一控制电路板、蓄电池，第一蓝牙模块、第一控制电路板、蓄电池安装在第二底座内部，红外发射器安装在第二底座一侧，且与红外接收器对侧，称重传感器放置在第二底座与载物盘之间，载物盘上还设有液晶显示屏，由蓄电池为液晶显示屏、红外发射器、称重传感器、第一蓝牙模块、第一控制电路板供电，由第一控制电路板控制红外发射器发射红外光，红外发射器发出的红外光被红外接收器接收到时，表明有称重盘到达了药材存放箱的箱门口，由载物盘装在机械臂抓取出来的中药材，称重传感器用于对载物盘中的中药材进行称重，并将称重的信息发送到第一控制电路板中进行处理分析，当每个称重盘均到达对应的药材存放箱的箱门口时，控制器将对应的中药材信息及其所需重量通过发送给第一蓝牙模块，第一蓝牙模块将信息传输给第一控制电路板，此外第一控制电路板控制第一蓝牙模块将称重传感器采集到的重量信息实时发送给控制器，由控制器来控制机械臂对中药材的抓取，当完成中药材抓取后，第一控制电路板控制液晶显示屏显示该中药材的基本信息。

5.根据权利要求1所述的中药材抓取装置及方法，其特征在于：所述传送装置包括支架、旋转电机、第一滚筒、传送带、第二滚筒，支架上方两端分别设有第一滚筒和第二滚筒，且支架的一端上方设有旋转电机，第一滚筒安装在旋转电机的旋转轴上，传送带安装在第一滚筒和第二滚筒上，由控制器控制旋转电机转动，进而带动第一滚筒转动，第一滚筒带动传送带转动，称重盘以相同的间距固定在传送带上，第二滚筒用于辅助传送带转动。

6.根据权利要求1所述的中药材抓取装置及方法，其特征在于：所述实现药材抓取的方案为：先对系统进行初始化，需要抓取药材时，由医生在PC机开发的的上位机中输入药方信息，PC机将该药方信息发送给第二控制电路板，第二控制电路板根据药方信息找到对应装有该中药材的药材存放箱，控制对应药材存放箱的第一步进电机转动，带动齿条转动，将箱门打开，便于机械臂将箱体内的中药材取出，接着调整称重盘的位置，使每个药材存放箱的箱门前均有一个称重盘，即由第二控制电路板控制旋转电机转动，带动传送带移动，使得称重盘跟着移动，当每个红外接收器均识别到一个称重盘上的红外发射器发出的红外光时，表明每个药材存放箱的箱门前均有一个称重盘了，此时第二控制电路板控制旋转电机停止转动，第二控制电路板控制第二蓝牙模块将药方上对应的中药材信息发送给第一蓝牙模块，由第一蓝牙模块将该信息传输给第一控制电路板，接着便可抓取药材，由第二控制电路板控制第二步进电机旋转，将机械爪旋转到药材存放盘上方，再控制第一伸缩电机伸出伸缩杆，将机械爪伸到中药材中，再控制第二伸缩电机拉动机械爪的拉杆，使机械爪的爪子往中间挤压，实现对中药材的抓取，接着第二控制电路板控制第一伸缩电机收缩伸缩杆，使得机械爪抓着药材向上移动，再控制第二步进电机反转，将机械爪旋转到称重盘上方，再控制第一伸缩电机伸长伸缩杆，使机械爪接近称重盘，接着控制第二伸缩电机伸长伸缩杆，使机械爪松开，将机械爪抓取的药材放到称重盘上，称重盘上的称重传感器实时检测载物盘上中药材的重量，并由第一控制电路板控制第一蓝牙模块向第二蓝牙模块发送载物盘上的重量信息，当称重盘中的药材未达到设定值时，机械臂继续上述操作继续取出药材存放盘中的中药材，当称重盘中的药材超出药方上的设定值时，第二控制电路板控制第一伸缩电机伸出伸缩杆，将机械爪伸到载物盘中的中药材中，再控制第二伸缩电机拉动机械爪的拉杆，使机械爪抓取称重盘中的中药材，接着第二控制电路板控制第一伸缩电机收缩伸缩杆，再控制第二步进电机正转，将抓取的中药材的机械爪旋转至药材存放盘上方，并由第二控制电路板控制第二伸缩电机伸长伸缩杆，使机械爪松开，将机械爪抓取的药材放到药材存放盘中，当完成中药材抓取时，第一控制电路板控制液晶显示屏显示该中药材的基本信息，便于传送带将称重盘运送出来时，医生能通过液晶显示屏确认抓取药材的准确性，接着由第二控制电路板控第一步进电机旋转，第一步进电机带动齿条转动，齿条推动箱门移动，使箱门关上，防止飞虫、动物等进入药材存放箱中，接着第二控制电路板控旋转电机转动，带动传送带移动，使得称重盘跟着移动，装有中药材的称重盘到达药材混合箱一端上方时，由于重力的原因，称重盘中的中药材倒入药材混合箱中，当所有的称重盘翻转到传送带下方时，红外接收器检测不到称重盘，此时药材抓取完成，控制器向PC机返回药材抓取成功的信息。

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