CN112722355B - 中药配方颗粒定量分拣装置及分拣方法 - Google Patents

Abstract

中药配方颗粒定量分拣装置及分拣方法，涉及中药智能配药系统技术领域。中药配方颗粒定量分拣装置，包括分拣机构、药瓶、落料控制机构及下料管；分拣机构包括筒体、底板、顶板、转轴、扫盘及步进电机A；落料控制机构包括步进电机B、支架和齿轮B；下料管设在药瓶与分拣机构之间，其上端与药瓶的排料口A连通，其下端与分拣机构的入料孔连通。一种中药配方颗粒定量分拣方法，基于中药配方颗粒定量分拣装置。本发明通过控制药瓶的开启时长，使药瓶排出一定量的中药配方颗粒，与此同时，再配合扫盘的转动，将中药配方颗粒分成多份输入不同的存料区间中，随着扫盘的转动，每个存料区间内的中药配方颗粒依次通过底板的出料孔排出。

Description

中药配方颗粒定量分拣装置及分拣方法

技术领域

本发明涉及中药智能配药系统技术领域，特别是一种中药配方颗粒定量分拣装置及分拣方法。

背景技术

现有的中药柜普遍都是仅仅具有储藏中药功能的普通柜子，比如设置有很多放置中药的格子的木柜。这种结构的中药柜，需要纯人工对放置的中药进行盘点、找药、抓药、配药等管理工作，非常容易出错，且效率很低。

为解上述不足，行业内出现了具有自动找药、抓药、配药、盘点功能的中药智能配药系统，该系统可实现基于具体中药处方的快速配药。而在中药智能配药系统中，如何实现中药的定量取拿(分拣)是设计难点所在。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种中药配方颗粒定量分拣装置及分拣方法，它应用于中药智能配药系统中，作为中药智能配药系统的重要组成部分，能实现中药配方颗粒的定量分拣。

本发明的技术方案是：中药配方颗粒定量分拣装置，包括分拣机构、药瓶、落料控制机构及下料管；

分拣机构包括筒体、底板、顶板、转轴、扫盘及步进电机A；筒体呈两端敞口的圆管形；底板固定连接在筒体下端敞口处，其上设有出料孔；顶板固定连接在筒体上端敞口处，其上设有入料孔，入料孔与出料孔错位布置；转轴上下两端分别活动安装在顶板和底板上；扫盘包括中心套筒和固定连接在中心套筒上的多条扫臂，扫盘通过中心套筒固定安装在转轴上，并位于筒体内部，扫盘的两条相邻扫臂与底板合围形成一个扇形的存料区间；步进电机A固定安装在顶板上端，其机轴通过联轴器与转轴上端头连接；

药瓶包括瓶体、瓶盖和齿轮A；瓶体内部设有用于盛装中药配方颗粒的内腔，瓶体端部设有瓶口，瓶体外壁上设有对接孔A；瓶盖上设有排料口A，瓶盖可拆卸的安装在瓶体的瓶口处，并与瓶体合围形成安装腔，安装腔通过对接孔A连通至瓶体外部；齿轮A上设有排料口B，齿轮A可转动的安装在安装腔内，其部分齿通过对接孔A显现出来；当齿轮A转动以使排料口B与排料口A相对时，瓶体内腔与外界连通，当齿轮A转动以使排料口B与排料口A错开时，瓶体内腔与外界不连通；

落料控制机构包括步进电机B、支架和齿轮B；步进电机B通过支架固定安装在顶板上；齿轮B固定安装在步进电机B的机轴上，并通过对接孔A与齿轮A啮合；

下料管设在药瓶与分拣机构之间，其上端与药瓶的排料口A连通，其下端与分拣机构的入料孔连通，其管壁上设有与对接孔A位置相对应的对接孔B。

本发明进一步的技术方案是：落料控制机构还包括激光传感器；激光传感器包括激光接收模块和激光发射模块，激光发射模块固定安装在步进电机B上，激光接收模块固定安装在齿轮B的下表面上，并随着齿轮B的转动与激光发射模块相互错开或正对，当齿轮B转动至当激光接收模块和激光发射模块相互正对时，齿轮A上的排料口B与瓶盖上的排料口A相互正对。

本发明再进一步的技术方案是：分拣机构还包括霍尔接近传感器和磁钢块；霍尔接近传感器嵌入式安装在筒体内壁上；磁钢块嵌入式安装在扫臂的外侧厚度面上，并随着扫臂的转动与霍尔接近传感器错开或正对，当扫臂转动至霍尔接近传感器与磁钢相互正对时，出料孔和入料孔分别被完全容纳在两个不同的存料区间内。

本发明更进一步的技术方案是：扫臂下端厚度面和外侧厚度面均呈圆弧形过渡。

本发明更进一步的技术方案是：底板的出料孔与存料区间的横向截面形状相吻合。

本发明更进一步的技术方案是：所述扫臂的数量为七个，七个扫臂呈辐射状环形均布在中心套筒的外壁上，相应的，所述存料区间的数量为七个。

本发明更进一步的技术方案是：其还包括控制器；控制器的信号输入端口分别与霍尔接近传感器和激光传感器电连接，控制器的信号输出端口分别与步进电机A和步进电机B电连接。

本发明的技术方案是：一种中药配方颗粒定量分拣方法，基于上述的中药配方颗粒定量分拣装置，分拣操作之前，中药配方颗粒定量分拣装置处于初始状态，在初始状态下：

a、药瓶处于关闭状态，即药瓶的排料口B与排料口A错开；

b、扫盘转动至磁钢与霍尔接近传感器相互正对；

分拣操作具体如下：

S01、将装有中药配方颗粒的药瓶瓶盖向下，插入下料管上端管口中；

S02、步进电机B启动，带动齿轮A转动，当齿轮A转动至激光接收模块和激光发射模块相互正对时，步进电机B关闭；此时排料口B与排料口A相互正对，药瓶被打开，药瓶内的中药配方颗粒通过排料口A排出药瓶，再通过下料管和顶板进入存料区间；药瓶打开一定时间，排放出所需药量后，步进电机B启动，驱动齿轮A转动恢复至初始位置，将药瓶关闭；

本步骤中，在药瓶打开的开度大小一定的前提下，药瓶单位时间内的出药量也是一定的，便可根据药瓶开启时长准确的控制排药量；

S03、从药瓶打开时开始计时，每过一个固定的时间间隔，步进电机A启动，以驱动扫盘转动一个角度；一方面使每个存料区间都能接收到一定量的中药配方颗粒，另一方面使所有的存料区间依次与底板的出料孔连通，将中药配方颗粒分拨排出，即实现了中药配方颗粒的定量分拣；

本步骤中，每当扫盘转动至磁钢与霍尔接近传感器相互正对时，即表示扫盘转动到达预定位置，随即触发步进电机A关闭；

本步骤中，在所述时间间隔内，存料区间内可接收到一天药量的中药配方颗粒。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、其应用于中药智能配药系统中，作为中药智能配药系统的重要组成部分，可实现中药配方颗粒的定量分拣。通过控制药瓶的开启时长，使药瓶排出一定量的中药配方颗粒(通常是一味药的总用量)，与此同时，再配合扫盘的转动，将中药配方颗粒分成多份输入不同的存料区间中，随着扫盘的转动，每个存料区间内的中药配方颗粒依次被扫入底板的出料孔中，通过底板的出料孔分批排出，进入后续的中药智能配药系统相关装置。

2、通过霍尔接近传感器与磁钢块相配合，可实现扫盘转动位置的精准定位，进而确保了中药配方颗粒分配过程的可靠性。

3、通过激光传感器可实现药瓶中的齿轮A转动位置的精准定位，进而确保了每次药瓶开启的开度大小一致性。在药瓶开启的开度大小一定的前提下，药瓶单位时间内的出药量也是一定的，便可根据药瓶开启时长准确的计算出排药量，进而确保了根据药瓶开启时长控制药瓶排药量的可行性。

以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B部放大图；

图4为底板的结构示意图；

图5为顶板的结构示意图；

图6为图5的仰视图；

图7为药瓶的结构示意图；

图8为图7的C-C剖视图；

图9为药瓶的爆炸图；

图10为本发明中的各部件的电连接关系示意图。

图例说明：筒体11；底板12；出料孔121；顶板13；入料孔131；转轴14；扫盘15；霍尔接近传感器17；磁钢块18；中心套筒151；扫臂152；步进电机A16；瓶体21；内腔211；瓶口212；对接孔A213；安装腔214；瓶盖22；排料口A221；齿轮A23；排料口B231；步进电机B31；支架32；齿轮B33；激光传感器34；激光接收模块341；激光发射模块342；下料管4；对接孔B41；存料区间5；控制器6。

具体实施方式

实施例1：

如图1-10所示，中药配方颗粒定量分拣装置，包括分拣机构、药瓶、落料控制机构及下料管4。

分拣机构包括筒体11、底板12、顶板13、转轴14、扫盘15及步进电机A16。筒体11呈两端敞口的圆管形。底板12固定连接在筒体11下端敞口处，其上设有出料孔121。顶板13固定连接在筒体11上端敞口处，其上设有入料孔131，入料孔131与出料孔121错位布置。转轴14上下两端分别活动安装在顶板13和底板12上。扫盘15包括中心套筒151和固定连接在中心套筒151上的多条扫臂152，扫盘15通过中心套筒151固定安装在转轴14上，并位于筒体11内部，扫盘15的两条相邻扫臂152与底板12合围形成一个扇形的存料区间5。步进电机A16固定安装在顶板13上端，其机轴通过联轴器与转轴14上端头连接。

药瓶包括瓶体21、瓶盖22和齿轮A23。瓶体21内部设有用于盛装中药配方颗粒的内腔211，瓶体21端部设有瓶口212，瓶体21外壁上设有对接孔A213。瓶盖22上设有排料口A221，瓶盖22可拆卸的安装在瓶体21的瓶口212处(可以是插接或螺纹连接)，并与瓶体21合围形成安装腔214(安装腔214是由瓶体21内腔211壁面、瓶体21内腔211中的台阶面、瓶盖22朝向瓶体21内腔211的一侧表面合围而成)，安装腔214通过对接孔A213连通至瓶体21外部。齿轮A23上设有排料口B231(排料口B231贯通齿轮A23的两侧表面)，齿轮A23可转动的安装在安装腔214内，其部分齿通过对接孔A213显现出来。当齿轮A23转动以使排料口B231与排料口A221相对时，瓶体21内腔211与外界连通，当齿轮A23转动以使排料口B231与排料口A221错开时，瓶体21内腔211与外界不连通。

落料控制机构包括步进电机B31、支架32和齿轮B33。步进电机B31通过支架32固定安装在顶板13上。齿轮B33固定安装在步进电机B31的机轴上，并通过对接孔A213与齿轮A23啮合。

下料管4设在药瓶与分拣机构之间，其上端与药瓶的排料口A211连通，其下端与分拣机构的入料孔131连通，其管壁上设有与对接孔A213位置相对应的对接孔B41。

优选，所述扫臂152的数量为七个，七个扫臂152呈辐射状环形均布在中心套筒151的外壁上，相应的，所述存料区间5的数量为七个。若扫臂152数量增加过多，则单个存料区间5的容积会相应的减小，有可能无法满足存药量的需求，若扫臂152的数量过少，则单个存料区间5的容积会相应的增加，造成筒体11内部空间的浪费。

优选，扫臂152下端厚度面和外侧 (扫臂152相对远离中心套筒151的侧边定义为外侧)厚度面均呈圆弧形过渡，防止扫盘15在转动时，扫臂152与底板12上表面、扫臂152与筒体11内壁发生剧烈剐蹭导致运动不畅。

优选，底板12的出料孔121与存料区间5的横向截面形状相吻合。

优选，落料控制机构还包括激光传感器34。激光传感器34包括激光接收模块341和激光发射模块342，激光发射模块342固定安装在步进电机B31上，激光接收模块341固定安装在齿轮B33的下表面上，并随着齿轮B33的转动与激光发射模块342相互错开或正对，当齿轮B33转动至当激光接收模块341和激光发射模块342相互正对时，齿轮A23上的排料口B231与瓶盖22上的排料口A221相互正对。

优选，分拣机构还包括霍尔接近传感器17和磁钢块18。霍尔接近传感器17嵌入式安装在筒体11内壁上。磁钢块18嵌入式安装在每个扫臂152的外侧厚度面上，并随着扫臂152的转动与霍尔接近传感器17错开或正对，当扫臂152转动至磁钢18与霍尔接近传感器17与相互正对时，出料孔121和入料孔131分别被完全容纳在两个不同的存料区间5内。

优选，其还包括控制器6。控制器6为可编程单片机，型号为STM32F103ZET6。控制器6的信号输入端口分别与霍尔接近传感器17和激光传感器34电连接，控制器6的信号输出端口分别与步进电机A16和步进电机B31电连接，以控制步进电机A16和步进电机B31的启停。

简述本发明的工作过程：

中药配方颗粒定量分拣装置可实现中药配方颗粒的定量分拣，分拣操作之前，中药配方颗粒定量分拣装置处于初始状态，在初始状态下：

a、药瓶处于关闭状态，即药瓶的排料口B231与排料口A221错开；

b、扫盘15转动至磁钢18与霍尔接近传感器17相互正对。

分拣操作具体如下：

1、将装有中药配方颗粒的药瓶瓶盖向下，插入下料管4上端管口中。

2、步进电机B31启动，带动齿轮A23转动，当齿轮A23转动至激光接收模块341和激光发射模块342相互正对时，步进电机B31关闭；此时排料口B231与排料口A221相互正对，药瓶被打开，药瓶内的中药配方颗粒通过排料口A221排出药瓶，再通过下料管4和顶板13进入存料区间5；药瓶打开一定时间，排放出所需药量后，步进电机B31启动，驱动齿轮A23转动恢复至初始位置，将药瓶关闭。

本步骤中，在药瓶打开的开度大小一定的前提下，药瓶单位时间内的出药量也是一定的，便可根据药瓶开启时长准确的控制排药量。

3、从药瓶打开时开始计时，每过一个固定的时间间隔，步进电机A16启动，以驱动扫盘15转动一个角度；一方面使每个存料区间5都能接收到一定量的中药配方颗粒，另一方面使所有的存料区间5依次与底板12的出料孔121连通，将中药配方颗粒分拨排出，即实现了中药配方颗粒的定量分拣。

本步骤中，每当扫盘15转动至磁钢18与霍尔接近传感器17相互正对时，即表示扫盘15转动到达预定位置，随即触发步进电机A16关闭。

本步骤中，在所述时间间隔内，存料区间5内可接收到一天药量的中药配方颗粒。

Claims (4)

1.一种中药配方颗粒定量分拣方法，基于中药配方颗粒定量分拣装置，其特征是，中药配方颗粒定量分拣装置，包括分拣机构、药瓶、落料控制机构、下料管和控制器；

分拣机构包括筒体、底板、顶板、转轴、扫盘、步进电机A、霍尔接近传感器和磁钢块；筒体呈两端敞口的圆管形；底板固定连接在筒体下端敞口处，其上设有出料孔；顶板固定连接在筒体上端敞口处，其上设有入料孔，入料孔与出料孔错位布置；转轴上下两端分别活动安装在顶板和底板上；扫盘包括中心套筒和固定连接在中心套筒上的多条扫臂，扫盘通过中心套筒固定安装在转轴上，并位于筒体内部，扫盘的两条相邻扫臂与底板合围形成一个扇形的存料区间；步进电机A固定安装在顶板上端，其机轴通过联轴器与转轴上端头连接；霍尔接近传感器嵌入式安装在筒体内壁上；磁钢块嵌入式安装在扫臂的外侧厚度面上，并随着扫臂的转动与霍尔接近传感器错开或正对，当扫臂转动至霍尔接近传感器与磁钢相互正对时，出料孔和入料孔分别被完全容纳在两个不同的存料区间内；

药瓶包括瓶体、瓶盖和齿轮A；瓶体内部设有用于盛装中药配方颗粒的内腔，瓶体端部设有瓶口，瓶体外壁上设有对接孔A；瓶盖上设有排料口A，瓶盖可拆卸的安装在瓶体的瓶口处，并与瓶体合围形成安装腔，安装腔通过对接孔A连通至瓶体外部；齿轮A上设有排料口B，齿轮A可转动的安装在安装腔内，其部分齿通过对接孔A显现出来；当齿轮A转动以使排料口B与排料口A相对时，瓶体内腔与外界连通，当齿轮A转动以使排料口B与排料口A错开时，瓶体内腔与外界不连通；

落料控制机构包括步进电机B、支架、齿轮B和激光传感器；步进电机B通过支架固定安装在顶板上；齿轮B固定安装在步进电机B的机轴上，并通过对接孔A与齿轮A啮合；激光传感器包括激光接收模块和激光发射模块，激光发射模块固定安装在步进电机B上，激光接收模块固定安装在齿轮B的下表面上，并随着齿轮B的转动与激光发射模块相互错开或正对，当齿轮B转动至当激光接收模块和激光发射模块相互正对时，齿轮A上的排料口B与瓶盖上的排料口A相互正对；

下料管设在药瓶与分拣机构之间，其上端与药瓶的排料口A连通，其下端与分拣机构的入料孔连通，其管壁上设有与对接孔A位置相对应的对接孔B；

控制器的信号输入端口分别与霍尔接近传感器和激光传感器电连接，控制器的信号输出端口分别与步进电机A和步进电机B电连接；

分拣操作之前，中药配方颗粒定量分拣装置处于初始状态，在初始状态下：

a、药瓶处于关闭状态，即药瓶的排料口B与排料口A错开；

b、扫盘转动至磁钢与霍尔接近传感器相互正对；

分拣操作具体如下：

S01、将装有中药配方颗粒的药瓶瓶盖向下，插入下料管上端管口中；

S02、步进电机B启动，带动齿轮A转动，当齿轮A转动至激光接收模块和激光发射模块相互正对时，步进电机B关闭；此时排料口B与排料口A相互正对，药瓶被打开，药瓶内的中药配方颗粒通过排料口A排出药瓶，再通过下料管和顶板进入存料区间；药瓶打开一定时间，排放出所需药量后，步进电机B启动，驱动齿轮A转动恢复至初始位置，将药瓶关闭；

本步骤中，在药瓶打开的开度大小一定的前提下，药瓶单位时间内的出药量也是一定的，便可根据药瓶开启时长准确的控制排药量；

S03、从药瓶打开时开始计时，每过一个固定的时间间隔，步进电机A启动，以驱动扫盘转动一个角度；一方面使每个存料区间都能接收到一定量的中药配方颗粒，另一方面使所有的存料区间依次与底板的出料孔连通，将中药配方颗粒分拨排出，即实现了中药配方颗粒的定量分拣；

本步骤中，每当扫盘转动至磁钢与霍尔接近传感器相互正对时，即表示扫盘转动到达预定位置，随即触发步进电机A关闭；

本步骤中，在所述时间间隔内，存料区间内可接收到一天药量的中药配方颗粒。

2.如权利要求1所述的中药配方颗粒定量分拣方法，其特征是：扫臂下端厚度面和外侧厚度面均呈圆弧形过渡。

3.如权利要求2所述的中药配方颗粒定量分拣方法，其特征是：底板的出料孔与存料区间的横向截面形状相吻合。

4.如权利要求3所述的中药配方颗粒定量分拣方法，其特征是：所述扫臂的数量为七个，七个扫臂呈辐射状环形均布在中心套筒的外壁上，相应的，所述存料区间的数量为七个。

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