CN112278689A - 一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备及方法。所述药品仓储设备包括仓储系统和操作平台；所述仓储系统包括：机械手上料装置，用于取出/放入药品；铝型材框架，其构成了所述仓储系统的支撑结构，所述支撑结构大体上呈长方体；多个无动力源货道，其设置在所述铝型材框架构成的支撑结构内部，并分别位于长方体的相对两侧，在其间保留供所述机械手上料装置取出/放入药品的通道；玻璃隔板，其设置在所述铝型材框架中；所述操作平台位于所述铝型材框架的一侧面，并且与所述通道相邻。

Description

一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备及方法

技术领域

本发明涉及一种基于药品仓储设备及方法，尤其是涉及一种具有货道匹配算法功能的基于药品包装尺寸的自动仓储设备及方法。

背景技术

现有自助售药机容量非常小，通常在60—200SKU（stock keeping unit,库存保有单位）之间，不能满足所有常见病的需求，经常出现缺货或者买不到药品的问题，而且在补货过程中，常常需要人工手动判定对应位置存放的药品，影响用户使用体验，增加了商家管理成本。

现有技术1，CN206353351U公开了一种自动化药房多窗口并行仓储式通道快速发药机构和控制系统，可根据需要设置取药框和移动小车的数量，每个移动小车均可接收上位机的取药指令独立取药而不相互影响，从而实现多通道并行发药，提高发药速度。但是该系统的仓储空间利用率低，存放药品种类十分有限。现有技术2， CN110127261A公开了一种智能药柜的层架控制系统，可以根据实际货道数量需求而扩展货道数量或者减少货道数量，实现驱动电路的级联控制，以实现智能药柜的储药容量的自由变换，满足实际储存药品种类需求。但是这种系统货道成本高，并会相应提高设备的故障率和维护成本。现有技术3，CN209401120U公开了一种室内外分离式自动售药机，其通过厂家或代理商向发货处直接供货，发货处向厂家或代理商进行库存反馈，发货处向配送员分配订单，配送员向患者配送患者在平台购买的产品。售药柜侧壁设置有取货口，售药柜内侧壁设置有暂存箱；以及传送机构，其包括机械手和传输货道，所述传输货道连接所述储药柜和售药柜，所述机械手设置在所述储药柜内部，抵接所述储药货道尾端，所述机械手由驱动装置在二维方向实现平移和升降功能，将药品从货架传输至出货口。该现有技术同样存在空间利用率低，货道成本和故障利率较高的缺点。

因此，如何提高自动售药设备的容量，提高仓储空间利用率，同时降低成本和故障率，是本领域需要解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备及方法，其技术方案如下：

一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备，所述药品仓储设备包括仓储系统和操作平台；

所述仓储系统包括：机械手上料装置，用于取出/放入药品；铝型材框架，其构成了所述仓储系统的支撑结构，所述支撑结构大体上呈长方体；多个无动力源货道，其设置在所述铝型材框架构成的支撑结构内部，并分别位于长方体的相对两侧，在其间保留供所述机械手上料装置取出/放入药品的通道；玻璃隔板，其设置在所述铝型材框架中；所述操作平台位于所述铝型材框架的一侧面，并且与所述通道相邻。

本发明还公开了一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的药品仓储方法，包括下列步骤：

S1、通过条码扫码识别器识别商品信息；

S2、所述条码扫码识别把读取的条码信息发送至服务器，服务器根据条码信息在数据库进行数据匹配；

S3、所述服务器先通过药品信息在药品仓储数据里面匹配是否有该药品的仓储数据，如果是，则执行步骤S5，如果否，则执行步骤S4；

S4、仓储数据库内未匹配到同样的药品仓储信息，则执行步骤S8；

S5、仓储数据库内匹配到了同样的药品仓储信息，服务器根据已存放货道的容量信息，检查货道是否还有存放容量，判定是否继续放置到该货道，如果该货道容量没有存放满，则执行步骤S6，如果该货道容量存放满，则执行步骤S7；

S6、补货操作屏根据服务器发送的信息进行显示，并通过语音提示及通过屏幕显示可以补货提示；

S7、如果现有货道容量存放满了，则执行步骤S8；

S8、服务器启动货道匹配算法，利用药品外包装尺寸去找货道高度、宽度、长度能放下药品的位置；

S9、服务器通过货道匹配算法得出药品的信息及补货信息发送至补货操作屏；

S10、补货操作屏根据服务器发送的信息进行显示，并通过语音提示及通过屏幕显示可以补货提示和无存放货道提示。

根据本发明的技术方案，能够获得如下的技术效果：1、解决自助售药机大容量的问题，可以满足所有常见病的药品销售，消费者不会出现在自助售药机上买不到药品的问题。2、提高空间利用率。3、降低货道成本。4、低故障率（十万分之一）。5、机械手存放商品。6、容量提升2—3倍（同等仓储空间）。7、通过系统算法，再结合不同大小货道，对商品的合理空间存放优化。可以提高仓储容量，提高效率。有效降低人力成本提升仓储容量，空间高效利用。

附图说明

图1为一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的正面结构示意图。

图2为一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的立体结构示意图。

图3为一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备无动力源货架的示意图。

图4为基于药品包装尺寸的自动仓储设备机械手上料装置的结构示意图。

具体实施方式

图1-3示出了本发明一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的结构。如图1-2所示，本发明的基于无动力源货架的药品仓储设备包括仓储系统和操作平台，仓储系统的货架采用铝型材框架11做框架支撑，用玻璃隔板13在铝型材框架11中形成隔挡。

所述无动力源货架采用如下的方式安装：

1、先用铝型材框架11通过链接螺母23进行组装成框架。

2、在铝型材框架11中竖直安装多个PVC板21，在每一各PVC板21上设置多个卡槽22。

3、玻璃隔板13插入到卡槽22内。

4、调整无动力源货架与上料台的水平，让玻璃隔板13与上料平台14均与水平面平行。

由强化玻璃做成的玻璃隔板1通过卡槽22与PVC板之间形成连接，从而堆叠出多层存放空间；多层所述存放空间被设置成一定容积的叠加仓储空间，从而形成无动力源货架。

所述仓储系统包括：机械手上料装置，用于取出/放入药品；铝型材框架11，其构成了所述仓储系统的支撑结构，所述支撑结构大体上呈长方体；多个无动力源货道10设置在所述铝型材框架11构成的支撑结构内部，并分别位于长方体的相对两侧，无动力源货道10内部设置成高度间距5—10cm的叠加仓储空间，在两侧的无动力源货道10之间保留供所述机械手上料装置取出/放入药品的通道；所述操作平台位于所述铝型材框架11的一侧面，并且与所述通道相邻。

所述机械手上料装置包括机械夹手4、上料平台14、仓储机械手X轴1、仓储机械手Y轴2、仓储机械手Z轴3、仓储机械手S旋转轴5；所述仓储机械手X轴1用于引导所述机械夹手4沿着平行所述通道的方向水平运动；所述仓储机械手Y轴2用于引导所述机械夹手4沿着垂直所述通道的方向水平运动；所述仓储机械手Z轴3用于引导所述机械夹手4沿着垂直所述通道的方向竖直运动；所述仓储机械手S旋转轴5用于引导所述机械夹手4围绕竖直轴向旋转运动。

所述上料平台14连接所述机械夹手4，用于装载所述机械夹手4取出/放入的药品。

所述仓储机械手X轴1、仓储机械手Z轴3、仓储机械手S旋转轴5、仓储机械手Y轴2均采用螺丝与铝型材固定连接。

所述仓储系统采用PLC向伺服电机发送脉冲信息号，伺服电机收到脉冲信号后驱动伺服电机，伺服电机通过丝杆、齿轮、齿条、减速机等配件实现动力输出。

所述仓储机械手Z轴3包括Z轴机械手伺服电机32，Z轴伺服电机连接Z轴机械手丝杆传动轴33，Z轴机械手伺服电机32旋转带动Z轴机械手丝杆传动轴33转动，Z轴机械手丝杆传动轴33带动Z轴滑台前进与后退。

所述机械夹手4位于Z轴滑台上，机械夹手4包括机械夹手伺服电机31，其连接机械夹手齿轮传动轴34，机械夹手齿轮在行程齿条上旋转并带动机械夹手4的夹爪加紧与松开。

所述仓储机械手X轴1包括X轴伺服电机，其连接齿轮，所述齿轮旋转带动皮带，所述皮带通过固定件带动X轴滑台前进与后退。

所述仓储机械手Y轴2包括Y轴伺服电机，其连接齿轮，所述齿轮旋转带动皮带，所述皮带通过固定件带动Y轴滑台上升与下降。

所述仓储机械手S旋转轴5包括S轴伺服电机，其连接减速机，旋转带动S轴平台进行360度旋转。

所述操作平台包括服务器12、PLC控制器模组9、补货操作屏6、条码扫描识别器7、补货卡台8。

所述补货操作屏6通过数据线与服务器12双向通信连接。

条码扫描识别器7通过数据线与服务器12通信连接。

服务器12通过数据线与PLC控制模组9双向通信连接。

补货卡台8的光电感应器通过数据线与PLC控制模组9通信连接。

上述各伺服电机均通过数据线与PLC控制模组9进行通信连接。

所述PLC控制器模组9用于控制所述仓储机械手X轴1、仓储机械手Y轴2、仓储机械手Z轴3、仓储机械手S旋转轴5的运行，以及控制机械夹手4的打开、关闭。

在所述服务器12中，事先建立药品库信息，信息内容至少包括：药品条码信息、药品名称，以及药品外包装的长、宽、高信息。

本发明的一种基于无动力源货架的药品仓储方法，包括下列步骤：

S1、通过条码扫码识别器7识别商品信息。

S2、所述条码扫码识别器7把读取的条码信息发送至服务器12，服务器12根据条码信息在数据库进行数据匹配。

S3、所述服务器12先通过药品信息在药品仓储数据里面匹配是否有该药品的仓储数据，如果是，则执行步骤S5，如果否，则执行步骤S4。

S4、仓储数据库内未匹配到同样的药品仓储信息，服务器（12）向补货操作屏（6）发送无药品信息，无法存储的指令；操作人员根据补货操作屏（6）显示的提示进行操作，操作人员点击操作屏幕上重新补货按键，执行新的药品补货操作，药品更换完成则执行步骤S8。

S5、仓储数据库内匹配到了同样的药品仓储信息，服务器12根据已存放货道的容量信息，检查货道是否还有存放容量，判定是否继续放置到该货道，如果该货道容量没有存放满，则执行步骤S6，如果该货道容量存放满，则执行步骤S7。所述检查货道是否还有存放容量的计算公式为：A-(Y*Q)=Z Z>Y（可存放） Z<Q(不可存放)。 其中A为货道总深度，Y为单盒药品长度，Q为药品数量，Z为货道剩余深度。货道剩余深度Z小于单盒药品长度Y则判定货道已经放满，没有存放容量；货道剩余深度Z大于单盒药品长度Y，则判定货道未存放满，还有存放容量。

S6、补货操作屏6根据服务器12发送的信息进行显示，并通过语音提示及通过屏幕显示可以补货提示；

S7、如果现有货道容量存放满了，则执行步骤S8；

S8、服务器(12)启动货道匹配算法，利用药品外包装尺寸去找货道高度，宽度，长度，能放下药品的位置。

所述步骤S8具体包括：

S81、服务器12进行高度匹配，高度匹配的计算公式为：B-X=G，如 G>1cm判定为可存放，如G<=1cm判定为不可存放，其中B为货道高度，X为单盒药品高度，G为高度值，若G高度值大于第一高度判定阈值1cm则判定高度可以存放，G高度值小于等于第一高度判定阈值1cm则判定高度不可存放，服务器12对各货道高度是否可存放进行记录；

S82、服务器12对高度可存放的货道进行宽度匹配，宽度匹配的计算公式为：N-M=P，如P>4cm判定为可存放，P<=4cm判定为不可存放，其中N为货道宽度，M为单盒药品宽度，P为宽度值，若宽度值P大于宽度判定阈值4cm则判定可以存放，若宽度值P小于等于宽度判定阈值4cm则判定不可存放，服务器12在已经筛选出来符合高度的货道内进行第二次数据匹配，找到宽度大于补货药品宽度4cm的空间；如果有宽度大于补货药品宽度4cm以上的空间，则服务器12通过补货操作屏6显示药品信息及可补货信息提示；如果没有宽度大于补货药品宽度4cm以上的空间，则执行步骤S83；

S83、服务器12重新进行高度匹配，服务器12去除掉刚才筛选的高度适合的货道，选取第二高度判定阈值，所述第二高度判定阈值为比所述第一高度判定阈值略小的高度，服务器12重复执行高度匹配算法，如果筛选不出有合适的空间位置，服务器12则通过补货操作屏6显示药品信息及无存放货道信息提示。

S9、服务器12通过货道匹配算法得出药品的信息及补货信息发送至补货操作屏6。

S10、补货操作屏6根据服务器12发送的信息进行显示，并通过语音提示及通过屏幕显示可以补货提示和无存放货道提示。

S11、操作人员根据补货操作屏6显示的提示进行补货操作，如果是无存放货道提示，则操作人员点击操作屏幕上从新补货按键，换取新的药品进行补货流程操作。

S12、操作人员根据补货操作屏6显示的提示进行补货操作，如果是可以补货提示，则操作人员点击操作屏幕上的确定补货按键，并把药品放置到补货卡台8上；

S13、药品放置补货卡台8上，补货卡台8上设置有光电感应器，用于感应到卡台上是否有药品；

S14、所述补货卡台8感应到药品后把信息传送给PLC控制器模组9,PLC控制器模组9把信号发送给服务器12，服务器12收到信息后，服务器12把匹配到的仓储货道存放位置信息发送给PLC控制器模组9。

9. 根据权利要求8所述的一种基于无动力源货架的药品仓储方法，其特征在于：所述步骤S14之后进一步执行下列步骤：

S15、PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手X轴1、仓储机械手Y轴2引导所述机械夹手4移动到补货卡台8的固定位置前；

S16、PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动机械夹手4张开；

S17、PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴3把机械夹手4推向补货卡台8把药品夹住；

S18、PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴3把机械夹手4夹住的药品从补货卡台8上拉至上料平台14；

S19、PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手X轴1、仓储机械手Y轴2把药品移动到指定存储位置；

S20、到达存储指定位置后PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴3把机械夹手4夹住的药品推入到指定的无动力源货道10的指定深度位置；

S21、PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动机械夹手4向外张开1.5厘米，使药品与机械夹手4分离；

S22、机械夹手4张开后PLC控制器模组9发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴3把机械夹手4退回到上料平台14；

S23、PLC控制器模组9发送完成指令到服务器12；

S24、服务器12继续执行下一次上料补货程序。

S25、补货完成后，服务器12自动生成此次补货的报表及清单，并自动上传更新到ERP或者SAAS系统。

上述实施例为本发明较佳实例，并不用以限制本发明，凡在本实施例原则范围内做任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备，其特征在于：所述药品仓储设备包括仓储系统和操作平台；

所述仓储系统包括：机械手上料装置，用于取出/放入药品；铝型材框架（11），其构成了所述仓储系统的支撑结构，所述支撑结构大体上呈长方体；多个无动力源货道（10），其设置在所述铝型材框架（11）构成的支撑结构内部，并分别位于长方体的相对两侧，在其间保留供所述机械手上料装置取出/放入药品的通道；玻璃隔板（13），其设置在所述铝型材框架（11）中；

所述操作平台位于所述铝型材框架（11）的一侧面，并且与所述通道相邻。

2.根据权利要求1所述的基于药品包装尺寸的自动仓储设备，其特征在于：所述机械手上料装置包括机械夹手（4）、上料平台（14）、仓储机械手X轴（1）、仓储机械手Y轴（2）、仓储机械手Z轴（3）、仓储机械手S旋转轴（5）；所述仓储机械手X轴（1）用于引导所述机械夹手（4）沿着平行所述通道的方向水平运动；所述仓储机械手Y轴（2）用于引导所述机械夹手（4）沿着垂直所述通道的方向水平运动；所述仓储机械手Z轴（3）用于引导所述机械夹手（4）沿着垂直所述通道的方向竖直运动；所述仓储机械手S旋转轴（5）用于引导所述机械夹手（4）围绕竖直轴向旋转运动。

3.根据权利要求2所述的基于药品包装尺寸的自动仓储设备，其特征在于：所述上料平台（14）连接所述机械夹手（4），用于装载所述机械夹手（4）取出/放入的药品。

4.根据权利要求2所述的基于药品包装尺寸的自动仓储设备，其特征在于：所述操作平台包括服务器（12）、PLC控制器模组（9）、补货操作屏（6）、条码扫描识别器（7）、补货卡台（8）。

5.根据权利要求4所述的基于药品包装尺寸的自动仓储设备，其特征在于：所述操作平台包括服务器（12）、PLC控制器模组（9）、补货操作屏（6）、条码扫描识别器（7）、补货卡台（8）。

6.一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的药品仓储方法，采用如权利要求1-5任意一项所述的基于药品包装尺寸的自动仓储设备，其特征在于包括下列步骤：

S1、通过条码扫码识别器（7）识别商品信息；

S2、所述条码扫码识别器（7）把读取的条码信息发送至服务器（12），服务器（12）根据条码信息在数据库进行数据匹配；

S3、所述服务器（12）先通过药品信息在药品仓储数据里面匹配是否有该药品的仓储数据，如果是，则执行步骤S5，如果否，则执行步骤S4；

S4、仓储数据库内未匹配到同样的药品仓储信息，服务器（12）向补货操作屏（6）发送无药品信息，无法存储的指令；操作人员根据补货操作屏（6）显示的提示进行操作，操作人员点击操作屏幕上重新补货按键，执行新的药品补货操作，药品更换完成则执行步骤S8；

S5、仓储数据库内匹配到了同样的药品仓储信息，服务器（12）根据已存放货道的容量信息，检查货道是否还有存放容量，判定是否继续放置到该货道，所述检查货道是否还有存放容量的计算公式为：A-(Y*Q)=Z Z>Y（可存放） Z<Q(不可存放)；

其中A为货道总深度，Y为单盒药品长度，Q为药品数量，Z为货道剩余深度；

货道剩余深度Z小于单盒药品长度Y则判定货道已经放满，没有存放容量；货道剩余深度Z大于单盒药品长度Y，则判定货道未存放满，还有存放容量，如果该货道容量没有存放满，则执行步骤S6，如果该货道容量存放满，则执行步骤S7；

S6、补货操作屏（6）根据服务器（12）发送的信息进行显示，并通过语音提示及通过屏幕显示可以补货提示；

S7、如果现有货道容量存放满了，则执行步骤S8；

S8、服务器(12)启动货道匹配算法，利用药品外包装尺寸去找货道高度、宽度、长度，能放下药品的位置；

S9、服务器(12)通过货道匹配算法得出药品的信息及补货信息发送至补货操作屏（6）；

S10、补货操作屏（6）根据服务器（12）发送的信息进行显示，并通过语音提示及通过屏幕显示可以补货提示和无存放货道提示。

7.根据权利要求6所述的一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的药品仓储方法，其特征在于：所述步骤S8具体包括：

S81、服务器（12）进行高度匹配，高度匹配的计算公式为：B-X=G，如 G>1cm判定为可存放，如G<=1cm判定为不可存放，其中B为货道高度，X为单盒药品高度，G为高度值，若G高度值大于第一高度判定阈值1cm则判定高度可以存放，G高度值小于等于第一高度判定阈值1cm则判定高度不可存放，服务器（12）对各货道高度是否可存放进行记录；

S82、服务器（12）对高度可存放的货道进行宽度匹配，宽度匹配的计算公式为：N-M=P，如P>4cm判定为可存放，P<=4cm判定为不可存放，其中N为货道宽度，M为单盒药品宽度，P为宽度值，若宽度值P大于宽度判定阈值4cm则判定可以存放，若宽度值P小于等于宽度判定阈值4cm则判定不可存放，服务器（12）在已经筛选出来符合高度的货道内进行第二次数据匹配，找到宽度大于补货药品宽度4cm的空间；如果有宽度大于补货药品宽度4cm以上的空间，则服务器（12）通过补货操作屏（6）显示药品信息及可补货信息提示；如果没有宽度大于补货药品宽度4cm以上的空间，则执行步骤S83；

S83、服务器（12）重新进行高度匹配，服务器（12）去除掉刚才筛选的高度适合的货道，选取第二高度判定阈值，重复执行高度匹配算法，如果筛选不出有合适的空间位置，服务器（12）则通过补货操作屏（6）显示药品信息及无存放货道信息提示。

8.根据权利要求6所述的一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的药品仓储方法，其特征在于：所述步骤S10之后进一步执行下列步骤：

S11、操作人员根据补货操作屏（6）显示的提示进行补货操作，如果是无存放货道提示，则操作人员点击操作屏幕上从新补货按键，换取新的药品进行补货流程操作；

S12、操作人员根据补货操作屏（6）显示的提示进行补货操作，如果是可以补货提示，则操作人员点击操作屏幕上的确定补货按键，并把药品放置到补货卡台（8）上；

S13、药品放置补货卡台（8）上，补货卡台（8）上设置有光电感应器，用于感应到卡台上是否有药品；

S14、所述补货卡台（8）感应到药品后把信息传送给PLC控制器模组(9),PLC控制器模组（9）把信号发送给服务器（12），服务器（12）收到信息后，服务器（12）把匹配到的仓储货道存放位置信息发送给PLC控制器模组（9）。

9.根据权利要求8所述的一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的药品仓储方法，其特征在于：所述步骤S14之后进一步执行下列步骤：

S15、PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手X轴（1）、仓储机械手Y轴（2）引导所述机械夹手（4）移动到补货卡台（8）的固定位置前；

S16、PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动机械夹手（4）张开；

S17、PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴（3）把机械夹手（4）推向补货卡台（8）把药品夹住；

S18、PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴（3）把机械夹手（4）夹住的药品从补货卡台（8）上拉至上料平台（14）；

S19、PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手X轴（1）、仓储机械手Y轴（2）把药品移动到指定存储位置；

S20、到达存储指定位置后PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴（3）把机械夹手（4）夹住的药品推入到指定的无动力源货道（10）的指定深度位置；

S21、PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动机械夹手（4）向外张开1.5厘米，使药品与机械夹手（4）分离；

S22、机械夹手（4）张开后PLC控制器模组（9）发送指令控制伺服电机转动带动仓储机械手Z轴（3）把机械夹手（4）退回到上料平台（14）；

S23、PLC控制器模组（9）发送完成指令到服务器（12）；

S24、服务器（12）继续执行下一次上料补货程序。

10.根据权利要求8所述的一种基于药品包装尺寸的自动仓储设备的药品仓储方法，其特征在于：进一步包括步骤S25、补货完成后，服务器（12）自动生成此次补货的报表及清单，并自动上传更新到ERP或者SAAS系统。

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