CN111135092A - 一种中药自动拣药配药机 - Google Patents

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CN111135092A CN202010025003.6A CN202010025003A CN111135092A CN 111135092 A CN111135092 A CN 111135092A CN 202010025003 A CN202010025003 A CN 202010025003A CN 111135092 A CN111135092 A CN 111135092A
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朱艳华
蒋丽丽
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Shandong Yingcai University
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    • A61J7/00—Devices for administering medicines orally, e.g. spoons; Pill counting devices; Arrangements for time indication or reminder for taking medicine
    • A61J7/0076—Medicament distribution means
    • A61J7/0084—Medicament distribution means for multiple medicaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • G01G19/52—Weighing apparatus combined with other objects, e.g. furniture

Abstract

本发明涉及医药生产技术领域，特别涉及一种中药自动拣药配药机，通过设置带有第一电动推杆的推箱机构，以及内侧底部设置有称重传感器的机械抓手，在需要拣药时，控制第一电动推杆推出药箱，控制机械抓手移动至该药箱内抓取药材；移动部分通过驱动机构进行，驱动机构能够驱动机械抓手沿水平方向运动和竖向方向运动；控制单元，可以进行数据比对得到待拣中药的药箱位置，控制第一电动推杆推出药箱，并控制机械抓手移动至该药箱内抓取药材，通过称重传感器进行反馈，最后控制单元控制机械手将已称重好的中药释放出至配药机构，用这种机械手和推箱结构替代传统的人工拣药，提高配药效率和准确率，解决了人工抓药称量效率慢，以及疲劳抓错药的问题。

Description

一种中药自动拣药配药机
技术领域
本发明涉及医药生产技术领域，特别涉及一种中药自动拣药配药机。
背景技术
中华民族历史悠久，中医药学源远流长，中医是我国三大国粹之一。我国中医药资源极其丰富，中药文化源远流长，与西药对比，中医药有着疗效好，副作用小，容易接受，治愈彻底等特征，因此被我国乃至全国人民广泛使用。当然，中医治病时只用单种中药的情况极少，为了减少副作用或提高疗效或加快药效发挥，中医一般都会需要进行药材配伍配药。
传统的抓药方式为药剂师用手抓取不同的药材，通过称量计量后分剂包装。其过程既要求精细又要求效率，故而药剂师的工作强度非常大，因此，拣药配药过程中容易出现以下问题：
一是抓药称量方式效率慢，药剂师要按照处方依次从药柜中抓取不同种类的药材并分别称量，需要消耗较多的时间。
二是在长时间的抓药过程中可能因疲劳导致眼脑手不协调发生抓错药的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的人工抓药带来的抓药时间长以及抓错药的问题，提供一种中药自动拣药配药机。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种中药自动拣药配药机，包括：
药柜，其包括有多个药箱；
推箱机构，其包括有第一电动推杆，该第一电动推杆与控制单元电气连接；
机械手，其包括有执行机构，该执行机构与驱动机构连接，该驱动机构与控制单元电气连接；
执行机构，其包括机械抓手，该机械抓手内侧底部设置有称重传感器，该称重传感器与控制单元电气连接；
驱动机构，其包括驱动该机械抓手沿水平方向运动的第一驱动机构以及沿竖向方向运动的第二驱动机构；
控制单元，用于将待拣中药的信息与预存的信息对比得到储存有待拣中药的药箱位置数据后输出第一控制信号，所述推箱机构收到该第一控制信号后驱动所述第一电动推杆移动至该药箱位置推出该药箱，所述驱动机构收到该第一控制信号后将所述机械抓手移动至所述位置数据所确定的位置在该药箱内抓取药材，该机械抓手上的称重传感器实时将相应药箱所输出的中药重量的数据信息传输给该控制单元，当所述数据信息与待拣中药预定重量数据相等时该控制单元输出第二控制信号，所述机械手收到该第二控制信号后，所述控制单元控制所述机械抓手将已称重好的待拣中药移动至配药机构处释放。
通过设置带有第一电动推杆的推箱机构，以及内侧底部设置有称重传感器的机械抓手，在需要拣药时，控制第一电动推杆推出药箱，控制机械抓手移动至该药箱内抓取药材；移动部分通过驱动机构进行，该驱动机构包括可以驱动该机械抓手沿水平方向运动的第一驱动机构以及沿竖向方向运动的第二驱动机构，第一驱动机构和第二驱动机构可以驱动该机械抓手进行水平和竖向方向的移动，满足药柜取药的位置需求；控制单元，可以进行数据比对得到待拣中药的药箱位置并输出第一控制信号，由第一控制信号输出控制第一电动推杆推出药箱，并控制机械抓手移动至所述位置数据所确定的位置在该药箱内抓取药材，该机械抓手上的称重传感器实时将相应药箱所输出的中药重量的数据信息传输给该控制单元，当所述数据信息与待拣中药预定重量数据相等时该控制单元输出第二控制信号，所述机械手收到该第二控制信号后，所述控制单元控制所述机械抓手将已称重好的待拣中药移动至配药机构处释放，通过这种自动拣药配药系统，用机械手和推箱结构替代传统的人工拣药，提高配药效率和准确率，解决了人工抓药称量方式效率慢，以及长时间抓药导致眼脑手不协调发生疲劳抓错药的问题。
优选的，推箱机构，包括固定有该第一电动推杆的滑块；
第一导轨，其与滑块构成第一移动副，所述滑块能够沿所述第一导轨进行水平方向或竖向方向的运动；
第二导轨，其与第一导轨构成第二移动副，所述第一导轨能够沿所述第二导轨进行与所述第一移动副相垂直方向的运动；
伸缩件，包括第一伸缩件和第二伸缩件，所述第一伸缩件与所述滑块相连接，用于控制所述滑块沿第一导轨的运动；所述第二伸缩件与所述第一导轨相连接，用于控制所述第一导轨沿第二导轨的运动，该第一伸缩件和第二伸缩件均与控制单元电气连接。
优选的，执行机构，其包括用于实现该机械抓手沿水平方向运动的第一转动部，用于实现该机械抓手沿竖向方向运动的第二转动部；
第一转动部，连接第一驱动机构与手臂；
第二转动部，包括第一分部和第二分部；
第一分部，连接手臂与手腕，实现所述手腕相对于手臂的竖向转动；
第二分部，连接手腕与机械抓手，实现所述机械抓手相对于手腕的竖向运动。
优选的，第一转动部，包括蜗杆和蜗轮，该蜗轮与电机相连接；
第一分部，包括连接手臂和手腕的第一转轴，所述第一转轴与电机通过皮带传动；
第二分部，包括设置在该手腕上的第二转轴，所述第二转轴与拉绳连接，所述拉绳与机械抓手相连接，所述第二转轴与电机之间通过皮带传动。
优选的，机械抓手，包括可开合的花苞式前爪，该花苞式前爪包括至少两片分爪，通过该分爪进行开合，所述分爪内侧底部设置有称重传感器。
优选的，药箱，其与第一电动推杆连接的一面设置有铁磁性材料体；
第一电动推杆，其与药箱接触的一端还设置有电磁体。
优选的，药箱，其包括具有倾斜角的凸起部，该凸起部用于将该药箱中的药材从该药箱内侧移动至外侧。
优选的，配药机构，包括具有导药件的配药架，所述导药斗下方设置有中药包装袋，所述导药件能够将从其上方释放的药材导入所述中药包装袋。
优选的，所述导药件为倒圆锥形的漏斗。
优选的，出药架，为倒圆锥形的出药架，设置在配药架下方；
吸附机构，设置在配药架和出药架之间，用于吸附或松开所述中药包装袋。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过设置带有第一电动推杆的推箱机构，以及内侧底部设置有称重传感器的机械抓手，在需要拣药时，控制第一电动推杆推出药箱，控制机械抓手移动至该药箱内抓取药材；移动部分通过驱动机构进行，该驱动机构包括可以驱动该机械抓手沿水平方向运动的第一驱动机构以及沿竖向方向运动的第二驱动机构，第一驱动机构和第二驱动机构可以驱动该机械抓手进行水平和竖向方向的移动，满足药柜取药的位置需求；控制单元，可以进行数据比对得到待拣中药的药箱位置并输出第一控制信号，由第一控制信号输出控制第一电动推杆推出药箱，并控制机械抓手移动至所述位置数据所确定的位置在该药箱内抓取药材，该机械抓手上的称重传感器实时将相应药箱所输出的中药重量的数据信息传输给该控制单元，当所述数据信息与待拣中药预定重量数据相等时该控制单元输出第二控制信号，所述机械手收到该第二控制信号后，所述控制单元控制所述机械抓手将已称重好的待拣中药移动至配药机构处释放，通过这种自动拣药配药系统，用机械手和推箱结构替代传统的人工拣药，提高配药效率和准确率，解决了人工抓药称量方式效率慢，以及长时间抓药导致眼脑手不协调发生疲劳抓错药的问题。
附图说明：
图1为中药自动拣药配药机的三维结构图；
图2是机械手的结构示意图；
图3是手腕的结构示意图；
图4是手臂的结构示意图；
图5是第一转动部的结构示意图；
图6是机械抓手的结构示意图；
图7是推箱机构的结构示意图；
图8是药箱的结构示意图；
图9是配药机构的结构示意图。
图中标记：1-药柜，11-药箱，12-凸起部，2-推箱机构，21-第一电动推杆，22-滑块，23-第一导轨，24-第二导轨，3-机械手，31-执行机构，311-机械抓手，3111-分爪，312-称重传感器，313-第一转动部，314-第二转动部，3141-第一分部，3142-第二分部，315-手臂，3151-上节臂，3152-下节臂，316-手腕，32-驱动机构，321-第一驱动机构，322-第二驱动机构，4-配药机构，41-配药架，411-导药件，42-出药架，43-吸附机构。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例
如图1所示，图1是中药自动拣药配药机的三维结构图，包括：药柜1，其包括有多个药箱11，药箱11的具体结构见图8；
推箱机构2，其包括有第一电动推杆21，该第一电动推杆21与控制单元电气连接；推箱机构2的具体结构见图7；
机械手3，其包括有执行机构31，该执行机构31与驱动机构32连接，该驱动机构32与控制单元电气连接；机械手3的具体结构见图2至图6；
执行机构31，其包括机械抓手311，该机械抓手311内侧底部设置有称重传感器312，该称重传感器312与控制单元电气连接；
驱动机构32，其包括驱动该机械抓手311沿水平方向运动的第一驱动机构321以及沿竖向方向运动的第二驱动机构322；
控制单元，用于将待拣中药的信息与预存的信息对比得到储存有待拣中药的药箱11位置数据后输出第一控制信号，所述推箱机构2收到该第一控制信号后驱动所述第一电动推杆21移动至所述位置数据所确定的该药箱11位置推出该药箱11，所述驱动机构32收到该第一控制信号后将所述机械抓手311移动至所述位置数据所确定的位置在该药箱11内抓取药材，该机械抓手311上的称重传感器312实时将相应药箱11所输出的中药重量的数据信息传输给该控制单元，当所述数据信息与待拣中药预定重量数据相等时该控制单元输出第二控制信号，所述机械手3收到该第二控制信号后，所述控制单元控制所述机械抓手311将已称重好的待拣中药移动至配药机构4处释放出。
其中抓取的动作，以及其与控制单元的关系具体见图6。
输出第二控制信号时，连接控制单元的第一电动推杆21收到信号，该第一电动推杆21上的电磁体开始通电，并进行收缩带动药箱11回放，并断开电磁体的通电。
所述控制单元控制所述机械抓手311将已称重好的待拣中药移动至配药机构4处释放出，可以首先记录配药机构4的位置，在抓取好中药之后，控制机械抓手运动至配药机构4的上方；其中释放的动作具体见图6。
该控制单元对机械手3或推箱机构2的控制，以及对电磁体的通电和断电可以通过PLC实现，当机械手3的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现。
其中，药箱11在靠近第一电动推杆21的一面设置有铁磁性材料体，用于使药箱被电磁体吸合。
如图1和图2所示，图2是机械手3的结构示意图，执行机构31，其包括用于实现该机械抓手311沿水平方向运动的第一转动部313，用于实现该机械抓手311沿竖向方向运动的第二转动部314；
第一转动部313，连接第一驱动机构321与手臂315；第一转动部313的具体结构见图5；
第二转动部314，包括第一分部3141和第二分部3142；
第一分部3141，连接手臂315与手腕316，实现所述手腕316相对于手臂315的竖向转动；
第一分部3141，包括连接手臂315和手腕316的第一转轴，所述第一转轴与电机通过皮带传动；
第二分部3142，连接手腕316与机械抓手311，实现所述机械抓手311相对于手腕316的竖向运动；
第二分部3142，包括设置在该手腕316上的第二转轴，所述第二转轴与拉绳连接，所述拉绳与机械抓手311相连接，通过控制第二转轴旋转控制机械抓手311的竖向位移，其中，所述第二转轴与电机之间通过皮带传动。
如图3所示，图3是手腕316的结构示意图，其中，皮带传动分为两级的皮带传动。
如图4所示，图4是手臂315的结构示意图，手臂315分为上节臂3151和下节臂3152；
第一分部3141，包括连接上节臂3151和手腕316的第一转轴，所述第一转轴与电机通过皮带传动；
第三分部，包括连接上节臂3151和下节臂3152的第三转轴，所述第三转轴与电机通过皮带传动。
第二驱动机构322包括驱动第一转轴、第二转轴和第三转轴转动的电机。
如图5所示，图5是第一转动部313的结构示意图，第一转动部313，连接第一驱动机构321与手臂315；
第一转动部313，包括蜗杆和蜗轮，该蜗轮与电机相连接；该电机为第一驱动机构321，可以驱动手臂315整体进行水平旋转，以实现水平方向的运动，同时机械抓手311距离药箱11的水平距离可以通过上节臂3151、下节臂3152和手腕316进行辅助调节。
如图6所示，图6是机械抓手311的结构示意图，机械抓手311，包括可开合的花苞式前爪，该花苞式前爪包括至少两片分爪3111，通过该分爪3111进行开合，所述分爪3111内侧底部设置有称重传感器312。
图示为三片分爪3111，每片分爪3111上设置有连接筋，连接筋一端铰接在分爪3111上，另一端铰接在中间杆上，最后三根连接筋连接在中间杆上，由此组成花苞式前爪的机械结构，通过控制中间杆竖向运动，控制花苞式前爪的开合，在花苞式前爪运动至药箱11中，由控制单元输出的第一控制信号后，机械抓手311的抓取药材为分两步控制，第一步为控制拉绳的竖向运动，即控制第二分部3142启动，直至机械抓手311运动至药箱11位置，第二步为控制中间杆的竖向位移，即控制花苞式前爪的开以及合，由此拣药。
同理，在释放药材过程中，即控制中间杆的竖向位移，由此释放。
中间杆的竖向位移，可以通过连接第二电动推杆实现，该第二电动推杆与控制单元电气连接。
所述机械抓手311移动至所述位置数据所确定的位置时，首先控制机械抓手311运行至药箱11的上方，再进行前述的第一步和第二步，由此确定所述位置数据所确定的位置，且抓取完后，机械抓手311复位至初始位以实现每次抓取前初始位置统一。
上述控制过程可由PLC控制。
同时，分爪3111内侧底部设置有称重传感器312，可通过称重传感器312称量药材的重量信息。
如图7所示，推箱机构2，包括固定有该第一电动推杆21的滑块22；
第一导轨23，其与滑块22构成第一移动副，所述滑块22能够沿所述第一导轨23进行水平方向或竖向方向的运动；
第二导轨24，其与第一导轨23构成第二移动副，所述第一导轨23能够沿所述第二导轨24进行与所述第一移动副相垂直方向的运动；
伸缩件，包括第一伸缩件和第二伸缩件，所述第一伸缩件与所述滑块22相连接，用于控制所述滑块22沿第一导轨23的运动；所述第二伸缩件与所述第一导轨23相连接，用于控制所述第一导轨23沿第二导轨24的运动，该第一伸缩件和第二伸缩件均与控制单元电气连接。
其中第一伸缩件和第二伸缩件可以是设置在药柜1侧面上或药柜1旁的第三电动推杆和第四电动推杆，通过第三电动推杆或第四电动推杆实现单一方向上的运动。也可以是丝杆结构。
如图8所示，图8是药箱11的结构示意图，药箱11，其与第一电动推杆21连接的一面设置有铁磁性材料体；
第一电动推杆21，其与药箱11接触的一端还设置有电磁体；
通过电磁体，在给出第一控制信号时，可以给电磁体通电，吸引住铁磁性材料体，从而实现第一电动推杆21与药箱11的吸合，实现药箱11的回推。
药箱11，其包括具有倾斜角的凸起部12，该凸起部12用于将该药箱11中的药材从该药箱11内侧移动至外侧；该具有倾斜角的凸起部12也可以是设置在药箱11外的凸起部12，使整个药箱11同样呈现倾斜角。
在药材抓取过程中，四周的药材会一直未被抓取，通过设置凸起部12，抓起药材后，剩余药材会从药箱11中由内侧滑向外侧，即滑向被抓取的位置，从而保证药材不会因为拣药不均匀以及其带来的长期存放导致药效减弱或变质。
如图9所示，图9是配药机构4的结构示意图，配药机构4，包括具有导药件411的配药架41，所述导药斗下方设置有中药包装袋，所述导药件411能够将从其上方释放的药材导入所述中药包装袋；
其中，所述导药件411为倒圆锥形的漏斗，药材在漏斗入口从上往下放时，药材可以自动滑向漏斗出口；导药件411可以包括多个；
出药架42，为倒圆锥形的出药架42，设置在配药架41下方，装好的药材包在取消吸合时，会自动滑向出药架42下方；
吸附机构43，设置在配药架41和出药架42之间，用于吸附或松开所述中药包装袋，该吸附机构43可以通过设置一个中空缸体，所述中空缸体一端连接有活塞，该活塞与中空缸体形成一个的活塞腔，该活塞腔的一端设置有吸附孔，该吸附孔连接有吸盘，通过推动活塞运动实现活塞腔中的气压变化，从而实现吸盘对中药包装袋的吸附或者释放。
封口装置，设置在配药架41和出药架42之间，用于所述机械抓手311将已称重好的待拣中药释放出至配药架41后，对中药包装袋进行封口，该装置可以由压合装置压合书钉机实现，该书钉机的底座设置在中药包装袋的一侧，该书钉机的压合活动部设置在中药包装袋的另一侧，该压合装置设置在该书钉机的压合活动部的一侧，在已称重好的待拣中药释放出至配药架41后，驱动压合装置向书钉机的压合活动部运行，从而实现中药包装袋的封口。
其中，书钉机包括底座和铰接在该底座上的压合活动部，使用时，在压合活动部和底座之间设置待钉物体，将压合活动部压向该底座即可完成对待钉物体的钉的动作；压合活动部与底座之间还设置有复位弹簧，对压合活动部压合后去除外界作用力时，该复位弹簧可以使压合活动部进行复位；该外界作用力即压合装置对压合活动部的作用力。
该压合装置可以是能够实现单方向往复运动的活动机构，以及连接在该活动机构上的压合件，该活动机构可以是第五电动推杆、连接在线性电机上的活动件或者是丝杆结构。

Claims (10)

1.一种中药自动拣药配药机，其特征在于，包括：
药柜(1)，其包括有多个药箱(11)；
推箱机构(2)，其包括有第一电动推杆(21)，该第一电动推杆(21)与控制单元电气连接；
机械手(3)，其包括有执行机构(31)，该执行机构(31)与驱动机构(32)连接，该驱动机构(32)与控制单元电气连接；
执行机构(31)，其包括机械抓手(311)，该机械抓手(311)内侧底部设置有称重传感器(312)，该称重传感器(312)与控制单元电气连接；
驱动机构(32)，其包括驱动该机械抓手(311)沿水平方向运动的第一驱动机构(321)以及沿竖向方向运动的第二驱动机构(322)；
控制单元，用于将待拣中药的信息与预存的信息对比得到储存有待拣中药的药箱(11)位置数据后输出第一控制信号，所述推箱机构(2)收到该第一控制信号后驱动所述第一电动推杆(21)移动至该药箱(11)位置推出该药箱(11)，所述驱动机构(32)收到该第一控制信号后将所述机械抓手(311)移动至所述位置数据所确定的位置在该药箱(11)内抓取药材，该机械抓手(311)上的称重传感器(312)实时将相应药箱(11)所输出的中药重量的数据信息传输给该控制单元，当所述数据信息与待拣中药预定重量数据相等时该控制单元输出第二控制信号，所述机械手(3)收到该第二控制信号后，所述控制单元控制所述机械抓手(311)将已称重好的待拣中药移动至配药机构(4)处释放出。
2.根据权利要求1所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
推箱机构(2)，包括固定有该第一电动推杆(21)的滑块(22)；
第一导轨(23)，其与滑块(22)构成第一移动副，所述滑块(22)能够沿所述第一导轨(23)进行水平方向或竖向方向的运动；
第二导轨(24)，其与第一导轨(23)构成第二移动副，所述第一导轨(23)能够沿所述第二导轨(24)进行与所述第一移动副相垂直方向的运动；
伸缩件，包括第一伸缩件和第二伸缩件，所述第一伸缩件与所述滑块(22)相连接，用于控制所述滑块(22)沿第一导轨(23)的运动；所述第二伸缩件与所述第一导轨(23)相连接，用于控制所述第一导轨(23)沿第二导轨(24)的运动，该第一伸缩件和第二伸缩件均与控制单元电气连接。
3.根据权利要求2所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
执行机构(31)，其包括用于实现该机械抓手(311)沿水平方向运动的第一转动部(313)，用于实现该机械抓手(311)沿竖向方向运动的第二转动部(314)；
第一转动部(313)，连接第一驱动机构(321)与手臂(315)；
第二转动部(314)，包括第一分部(3141)和第二分部(3142)；
第一分部(3141)，连接手臂(315)与手腕(316)，实现所述手腕(316)相对于手臂(315)的竖向转动；
第二分部(3142)，连接手腕(316)与机械抓手(311)，实现所述机械抓手(311)相对于手腕(316)的竖向运动。
4.根据权利要求3所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
第一转动部(313)，包括蜗杆和蜗轮，该蜗轮与电机相连接；
第一分部(3141)，包括连接手臂(315)和手腕(316)的第一转轴，所述第一转轴与电机通过皮带传动；
第二分部(3142)，包括设置在该手腕(316)上的第二转轴，所述第二转轴与拉绳连接，所述拉绳与机械抓手(311)相连接，所述第二转轴与电机之间通过皮带传动。
5.根据权利要求3所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
机械抓手(311)，包括可开合的花苞式前爪，该花苞式前爪包括至少两片分爪(3111)，通过该分爪(3111)进行开合，所述分爪(3111)内侧底部设置有称重传感器(312)。
6.根据权利要求5所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
药箱(11)，其与第一电动推杆(21)连接的一面设置有铁磁性材料体；
第一电动推杆(21)，其与药箱(11)接触的一端还设置有电磁体。
7.根据权利要求6所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
药箱(11)，其包括具有倾斜角的凸起部(12)，该凸起部(12)用于将该药箱(11)中的药材从该药箱(11)内侧移动至外侧。
8.根据权利要求1-7任一所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
配药机构(4)，包括具有导药件(411)的配药架(41)，所述导药斗下方设置有中药包装袋，所述导药件(411)能够将从其上方释放的药材导入所述中药包装袋。
9.根据权利要求8所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
所述导药件(411)为倒圆锥形的漏斗。
10.根据权利要求9所述的中药自动拣药配药机，其特征在于：
出药架(42)，为倒圆锥形的出药架(42)，设置在配药架(41)下方；
吸附机构(43)，设置在配药架(41)和出药架(42)之间，用于吸附或松开所述中药包装袋。
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