CN114930413B - 预填充注射器的分配系统和方法 - Google Patents

Abstract

分配机构包括至少两个具有螺纹的螺旋钻，以及至少两个配置为保持待分配的物品的通道。待分配的物品至少部分地容纳于螺旋钻的螺纹内。分配机构包括驱动机构，其与至少两个螺旋钻啮合并配置为旋转至少两个螺旋钻以输送待分配的物品，由螺旋钻的螺纹驱动，以从分配机构分配物品。分配机构可包括可分离的分配器和匣盒。

Description

预填充注射器的分配系统和方法

技术领域

本申请主张于2019年11月12日提交的标题为“预填充注射器的分配系统和方法”的美国专利申请第16/681227号的权益和优先权，该申请通过引用整体并入本文。

背景技术

许多产业依赖于安全物品的准确库存和分配。例如，在医院环境中，为患者提供正确剂量的正确药物至关重要。此外，法律要求确保受管控物质的安全和准确追踪，追踪药物和供应品的库存以实施适当的业务管控也很重要。

已经开发了各种分配柜和推车来帮助管理药物和其他物品。然而，在物品的分配和追踪的可靠性方面仍然需要改进，并且还需要减少物品存储和分配所需的空间量。

发明内容

根据一个方面，一种用于分配细长物品的分配机构包括至少两个螺旋钻，其具有螺纹；以及至少两个通道，其配置为保持待分配的物品，其中待分配物品的纵向轴线大致垂直于至少两个螺旋钻的旋转轴线。待分配的物品至少部分地容纳于螺旋钻的螺纹内。分配机构还包括驱动机构，其与至少两个螺旋钻啮合并配置为旋转至少两个螺旋钻以输送待分配的物品，由螺旋钻的螺纹驱动，以从分配机构分配物品。

附图说明

图1示出可实现本发明的示例性柜。

图2示出根据本发明的实施方式的分配单元。

图3是图2的一部分的详细视图。

图4A示出满载分配机构的图2的分配单元。

图4B示出满载不同分配机构混合的图2的分配单元。

图5是图4A的满载的分配单元的一部分的相对侧视图。

图6示出可用于本发明实施方式的两个不同尺寸的预填充注射器。

根据本发明的实施方式，图7示出主体盖和柱塞盖，其尺寸设为卡扣在一起以封闭图6的注射器之一。

根据本发明的实施方式，图8示出注射器套的完成组装。

根据本发明的实施方式，图9A和图9B示出用于分配预填充注射器和其他类似形状物品的分配机构的上视图和下视图。

图10A和图10B示出图9A和图9B的分配机构的部分分解图，示出分配器从匣盒分离。

图11示出图10A和10B的分配器的部分分解斜视图。

图12示出图10A和10B的匣盒的部分剖开的斜视图。

根据本发明的实施方式，图13和图14示出图10A和10B的匣盒的螺旋钻、齿轮和套的正交视图。

根据本发明的实施方式，图15示出图10A和10B的匣盒的一组齿轮的操作。

图16示出根据本发明的其他实施方式的匣盒的部分剖开的斜视图。

根据本发明的实施方式，图17和图18示出图16的匣盒的螺旋钻、齿轮和套的正交视图。

图19更详细地示出图17和18的齿轮的操作。

根据本发明的实施方式，图20、图21和图22示出一种示例性编码器的操作。

根据本发明的实施方式，图23、图24和图25示出一种示例性制动器的操作。

图26示出根据本发明的其他实施方式的匣盒。

图27示出移除了一些外壳零件的图26的匣盒。

图28和图29分别示出图26的匣盒的侧视图和端视图。

图30是图26的匣盒的一组齿轮的上斜视图。

图31是图30的齿轮的下斜视图。

具体实施方式

图1示出可实现本发明的示例性柜100。柜100包括各种门101和抽屉102，其向用于存储物品如医疗用品或药物的隔间提供存取通道。例如，诸如绷带、拭子等之类的用品可存储在未上锁的隔间中，该隔间诸如可以通过门101中的一个进行存取。药物可以存储在可单独地上锁的隔间中，诸如抽屉102的抽屉内。计算机103维护柜100的内容物的记录，且可控制对各个隔间的存取。例如，需要为医院病人获取一剂药物的楼层护士可将他或她的身份和所需药物输入计算机103。计算机103验证护士被授权取出药物，并解锁特定抽屉102以及抽屉内包含所需药物的特定隔间。计算机103还可以控制将护士引导至正确的抽屉和隔间的灯，以帮助确保正确的药物被分配。此外，计算机103可与中央计算机系统通信，该中央计算机系统协调来自如柜100的许多存储和分配装置的信息。

尽管在固定柜100的背景下描述了本发明的实施方式，但是将理解本发明可以体现在其他种类的存储装置中，例如可移动柜、推车、储藏室等。在以下共同拥有的美国专利和专利申请中描述了示例性分配装置，其内容通过引用并入本文：2001年8月7日授予Lipps的美国专利6272394号、2002年5月7日授予Lipps的美国专利6385505号、2004年7月6日授予Lipps的美国专利6760643号、1998年9月8日授予Lipps的美国专利5805455号、2003年8月19日授予Lipps的美国专利6609047号、1998年9月8日授予Higham等人的美国专利5805456号、1998年4月28日授予Higham等人的美国专利5745366号、1999年5月18日授予Higham等人的美国专利5905653号、1999年7月27日授予Godlewski的美国专利5927540号、2000年3月21日授予Holmes的美国专利6039467号、2003年10月28日授予Holmes等人的美国专利6640159号、2000年11月21日授予Arnold等人的美国专利6151536号、1995年1月3日授予Blechl等人的美国专利5377864号、1993年3月2日授予Blechl的美国专利5190185号、2005年12月13日授予Duncan等人的美国专利6975922号、2009年8月4日授予Duncan等人的美国专利7571024号、2010年11月16日授予Duncan等人的美国专利7835819号、2000年1月4日授予Holmes的美国专利6011999号、2008年3月25日授予Higham的美国专利7348884号、2010年3月9日授予Higham的美国专利7675421号、2001年1月9日授予Wilson等人的美国专利6170929号、2012年4月10日授予Vahlberg等人的美国专利8155786号、2011年12月6日授予Vahlberg等人的美国专利8073563号、2008年12月25日公开的Vahlberg等人的美国专利申请公开2008/0319577号、2012年3月20日授予Vahlberg等人的美国专利8140186号、2012年2月28日授予Vahlberg等人的美国专利8126590号、2011年9月27日授予Vahlberg等人的美国专利8027749号、2008年12月25日公开的Vahlberg等人的美国专利申请公开2008/0319790号、2008年12月25日公开的Vahlberg等人的美国专利申请公开2008/0319789号、2012年3月6日授予Vahlberg等人的美国专利8131397号、2008年12月25日公开的Vahlberg等人的美国专利申请公开2008/0319579号、以及于2010年2月18日公开的Levy等人的美国专利申请公开2010/0042437号。本发明的实施方式能够以任何可行的组合将来自这些文件中所描述的装置的特征结合。

在上述情况下，护士可以存取具有大量药物剂量的隔间，且他或她可以简单地取出立即需要的数量。

柜100还包括返还箱104，未使用的物品可以放入其中，以供药房技术人员稍后返还库存。

当需要进一步控制和追踪准确性时，可将药物放置在分配单元如分配单元105中。分配单元105包括补货抽屉106和分配抽屉107。补货抽屉又包括多个分配机构(图1中不可见)，在计算机103的控制下，可将单个物品分配至分配抽屉107中。然后可打开分配抽屉107以取回所分配的物品。补货抽屉106只能由特别被授权的人员使用，例如用于由药房技术人员进行补货。

图2更详细地示出分配单元105，包括补货抽屉106和分配抽屉107。通过将多个分配机构附接于轨道201，可将多个分配机构安装在补货抽屉106内。图2仅示出少数分配机构202、203、204。如下文更详细讨论，根据待分配的物品的种类，可存在不同类型的分配机构。不同种类的分配机构可具有不同的尺寸，且轨道201可根据需要配置为通过将轨道201固定于不同组的吊架205以适应分配机构的特定组合。

例如，分配机构203是双倍宽度机构，放置在两个隔间宽的轨道之间，而分配机构202和204是单倍宽度机构，放置在连接于相邻吊架组205的轨道201之间。其他尺寸的分配器也可为例如三倍宽度和四倍宽度。

图2还示出分配抽屉107和补货抽屉106形成一对嵌套的抽屉。即，补货抽屉106可在引导件206上滑出柜100以进行补货、维护等，将分配抽屉107与补货抽屉106一起运载。类似地，分配抽屉107可在图2中不易看见的类似的引导件上滑入和滑出补货抽屉106。

一些实施方式中，分配抽屉107可便利地用作柜100或类似装置的用户的工作表面。例如，一旦物品已被分配至分配抽屉107中且用户已经打开分配抽屉107以取回该物品，该用户可使用分配抽屉107的平坦底部来放置记事本、计算机或者他或她可用来记录或制作关于业务的笔记的其他物品。分配单元105可包括便于将分配抽屉107用作工作表面的特征。例如，分配抽屉所借助而打开的引导件或其他滑动机构在分配抽屉107打开最大的位置处可包括定位槽(detent)，以在分配抽屉107用作工作表面时为其提供稳定性。

图3是图2的一部分的详细视图，示出在每个吊架205处的电连接器301。每个连接器301与附接于位在各吊架205的轨道201内的缆线的匹配连接器连接，提供来自柜100内的其他系统的电力和信号。其他连接器302沿轨道间隔开，用于与分配机构如分配机构202、203和204进行电连接。为了完成所需的电连接，每个轨道201可容纳线束、印刷电路板组件(printed circuit board assembly，PCBA)，或类似物。因此，计算机103可单独与补货抽屉106内的任何分配机构通信。来自所有连接器的电缆汇聚在分配单元105背面的电路板(不可见)处，该电路板又经由一根或多根可挠性电缆(图3中不可见)连接至其他电子设备，其允许分配单元105滑出柜100以进行补货、维护等。

图4A示出满载有七个分配机构202、十四个分配机构203和七个分配机构204的分配单元105，完全填充了轨道201上的可用空间。应当理解，分配单元的这种布置只是许多分配单元的一个示例，可以采用许多分配单元的布置。例如，补货抽屉106可能没有满载分配单元。可仅存在一种或两种不同类型的分配机构，或者可存在四种或更多种分配单元。不同种类的分配单元能够以任何可行的比例存在，且类似的分配单元不需彼此相邻安装。示例分配单元105可容纳多达42个单倍宽度分配机构(安装了两个额外的轨道201)。图4B中示出了这种情况的一个示例，其中分配单元装载有42个分配机构202。

优选地，每个分配单元可以通过其各别的连接器302来识别自己，且计算机103可创建所安装的分配单元的特定布置的图。计算机103还可优选地通过连接器302或经由单独的传感器检测分配单元于任一隔间位置的存在。此外，每个分配单元还可优选地向计算机103传送它所包含且准备分配的物品的种类和数量。

图5是图4A的满载的分配单元105的一部分的相对侧视图，示出补货抽屉106的后面板501。优选地，补货抽屉106和分配抽屉107都包括可由计算机103操作的闩锁机构，以防止抽屉在不适当的时间开启。例如，计算机103可仅在计算机103从补货技术人员接收到适当的安全码时才允许开启补货抽屉106，且可仅在物品已经从分配机构202、203、204之一分配之后才允许开启分配抽屉107。用于锁定和解锁补货抽屉106的闩锁机构502可见于图5。可在补货抽屉106内设置类似的闩锁机构，用于锁定和解锁分配抽屉107。图5也可见各种连接器503，其用于通过一根或多根可挠性电缆(未示出)连接至柜100内的其他电子设备例如电源、计算机103或其他电子部件。

已经开发了多种分配机构来分配不同种类的物品，例如注射器、小瓶、泡罩包装中的单一药物剂量等。2017年11月14日授予Wilson等人的美国专利9818251号；2019年4月16日授予Wilson等人的美国专利10262490号；2019年5月2日公开的Wilson等人的美国专利申请公开号2019/0130692；2019年2月28日公开的Wilson等人的美国专利申请公开号2019/0060175；2019年4月9日授予Wilson等人的美国专利10251816号；2019年2月28日公开的Wilson等人的美国专利申请公开号2019/0062038；以及2019年6月25日授予Wilson等人的美国专利10327996号中，描述了许多此类分配机构，其全部公开内容通过引用并入本文以用于所有目的。

然而，那些文件中描述的分配机构可能不适合用于分配具有其他形状的某些其他物品。例如，一些可以在预填充注射器中使用的药物。图6示出两个不同尺寸的预填充注射器601和602。虽然也可为其他尺寸，但注射器601可为“一毫升”(1ml)注射器，装载1毫升剂量的预先准备好的药物，而注射器602可为“两毫升”(2ml)注射器，装载2毫升剂量的药物。注射器601和602各自具有容纳药物的主体603、用于将注射器连接至输液端口或针头的鲁尔(luer)连接器604以及柱塞605。显然地，2ml注射器602的主体603比1ml注射器601的本体603大，从而存储更多药物。因此，2ml注射器602的柱塞605比1ml注射器601的柱塞605长，从而允许从较长的主体排出所有药物。优选地，可用于本发明实施方式的注射器的直径相同或相似。

预填充注射器可简化医院或其他医疗机构的药物管理。由于可购买已存在于适当的注射器中的药物，因此无需在医疗机构配制药物或填充注射器，节省了时间并避免潜在的错误。注射器可用于保持各种剂量的各种药物。预填充注射器可对如麻醉剂等受管控物质特别有吸引力，因为简化药物追踪和避免用药错误尤为重要。

为了在分配期间进行保护，可将注射器如注射器601或注射器602置于保护套中。图7示出主体帽701和柱塞帽702，其尺寸设为卡扣在一起以封闭注射器601。尽管可使用任何合适的材料，主体帽701和柱塞帽702可优选地由廉价的、可灭菌的聚合物如聚丙烯制成。主体帽701和柱塞帽702可为抛弃式且仅使用一次的，或者可为可重复使用的。图8示出注射器套801的完成组装。可为更大的注射器602提供类似的(但更长的)套。

在以下讨论中，术语“注射器”或术语“套”有时可用于指代注射器及其保护套的组合。例如，当分配套中的注射器时，这可被称为简单地分配注射器或分配套。

根据本发明的实施方式，图9A和图9B示出用于分配预填充注射器和其他类似形状物品的分配机构900的上视图和下视图。

如图9A可见，位于分配机构900顶部的按钮901允许被授权存取补货抽屉106内部的用户向计算机103发出信号，例如记录分配机构900已被重新装满的情形。可存在灯902以使计算机103能够与用户进行通信，例如使灯闪烁以引导用户补充此特定的分配机构。

图9B中，与轨道201上的连接器302相容的连接器903定位成当分配机构900被安装在补货抽屉106中时，啮合连接器302之一。分配机构900的各零件共同构成外壳，该外壳在分配机构900的底部限定开口904，通过该开口分配物品。分配机构900可使用卡扣机构、一个或多个螺钉或通过另一方法而可移除地固定于轨道201之一。

如图10A和图10B所示，示例分配机构900包括分配器1001和匣盒1002，它们是可分离的。例如，分配器1001和匣盒1002可卡扣在一起，可以通过移除一个或少量螺钉而分离，或者能够以某种其他方式合理地分离而不损坏分配器1001或匣盒1002。以此方式，可通过利用满的匣盒1002替换用尽的匣盒1002来完成补货。当匣盒1002组装至分配器1001时，匣盒1002中的齿轮1003与分配器1001内的驱动齿轮1004啮合。

优选地，如下文将更详细地讨论，匣盒1002不包含任何有源电子部件。示例分配机构900的所有有源部件可驻留在分配器1001中。例如，天线1005可以激发匣盒1002中的无源存储器芯片1006，以确认匣盒1002的内容物(当匣盒1002在远程位置被填充时写入无源存储器芯片1006)。如果需要，天线1005也可用于更新无源存储器芯片1006中的数据。这种无线数据交换可使用任何合适的无线协议，例如近场通信(Near Field Communications，NFC)、射频识别(radio frequency identification，RFID)或其他无线协议。

分配器1001可优选地自动检测匣盒1002的安装和移除。这种自动检测可有助于物品的盘点和追踪，且还可帮助防止物品的非法转移。该检测能够以任何合适的方式完成，例如使用天线1005、能够机电地，或通过另一技术，检测匣盒1002存在的接触传感器(未示出)进行的周期性轮询。

其他实施方式中，根据本发明实施方式的分配机构可不具有分配机构900的可分离结构，而可为包括用于存储待分配物品的空间且包括用于分配物品的致动器和其他部件的单个单元。在确实包括匣盒的其他实施方式中，匣盒可包括有源部件，例如马达或其他致动器、用于感测的光发射器或其他部件。

如图10A中可见，光发射器1007和一个或多个光接收器1008定位成接近分配器1001的底部。在操作中，只要没有被正在分配的物品打断并落下通过穿过开口904形成的“光幕(light curtain)”，来自光发射器1007的光会从反射表面1009(可见于图10B)反射并返回光接收器1008。当物品通过开口904分配时，物品会中断由光接收器1008的一者或两者接收的光，且分配器1001可记录一个物品实际上已被分配。若即使有分配物品的命令但没有检测到光中断，则计算机103可假设发生了错误进给或其他问题，或者匣盒1002是空的。通过使用更复杂的监控策略，可以检测到多个物品的意外分配。例如，如果检测到光幕的两次中断在时间上间隔很近，则可指示双重进给。发射器1007可为任何合适类型的发射器，且可发射任何合适的波长或波长组合的光。例如，光发射器1007可为发光二极管、诸如垂直腔半导体发射激光器(vertical cavity semiconductor emitting laser，VCSEL)的激光器或其他类型的光源，且可发射可见光、红外光或其他合适波长带或波段的组合。

在其他实施方式中，光发射器1007和接收器1008可在开口904的相对侧，从而接收器1008直接从光发射器1007接收光，直到光被物品的分配中断。

图11示出分配器1001的部分分解斜视图，揭示了分配器1001的一些内部细节。马达1101安装在印刷电路板1102上，并转动驱动齿轮1004，该驱动齿轮与匣盒1002上的齿轮1003啮合以致动匣盒1002。马达1101例如可为步进马达，其角位置可容易递增地移动并被保持。在该情况下，通过已知对应于一个分配操作的多个步骤，物品可通过马达1101被分配。如果光幕没有检测到物品被分配，则马达1101可进一步前进，并且如果还没有检测到分配，则可以生成错误讯息，或者可以假定匣盒1002是空的。或者，马达1101可为简单的直流或交流马达，在这种情况下，分配可通过简单地运行马达1101直至检测到物品的分配，然后关闭马达从而马达1101递增地前进到所需的距离。可以施加时间限制，从而若在马达1101运行的时间限制内没有检测到分配，则可关闭马达并生成错误消息。其他实施方式中，编码器可以设置在马达或其他部件上，且可提供关于马达的旋转位置或分配机构的状态的反馈。

其他实施方式中，可以使用除马达之外的致动器。例如，螺线管或记忆金属致动器可提供往复运动，该往复运动用于使用棘轮或棘轮状布置来驱动分配器1001内的驱动齿轮。也可为其他类型的致动器和驱动装置。

微处理器、微控制器或类似的控制电路可驻留在分配器1001内，且可响应来自补货抽屉106内其他处的监督控制器或来自计算机103的高阶命令来操作分配器1001的各种有源部件和传感器。该情况下，分配器1001被认为是“智能”分配器，因其包含一些处理智能。然而，也可为其他架构。例如，来自补货抽屉106内其他处的监督控制器的逻辑信号可以操作分配器1001。

如前文所讨论，分配机构900对于分配预填充注射器可能特别有用，这些注射器优选地被封闭于如套801之类的保护套中。

图12示出根据本发明的实施方式的匣盒1002的斜视图，部分剖开以揭示存储于其中的多个注射器套801。为了内部布置的可视性，匣盒1002被显示为仅部分地填充有注射器套801。图12所示的套801保持1ml注射器601。可移除的间隔件1214附接于匣盒1002的门1215，以纵向地限制较短的套801。当需要分配2ml注射器602时，可移除间隔件1214。

匣盒1002包括平行垂直布置的四个螺旋钻。图12中，可看见右前螺旋钻1201、右后螺旋钻1202和左前螺旋钻1203。左后螺旋钻1204也存在，但于图12中不可见。用于存储三列套801的三个垂直通道由形成于匣盒1002内的螺旋钻、匣盒插件1212和零件分隔件1213的一个或多个形成。套801以其纵轴通常垂直于螺旋钻的轴的方式存储。

一组齿轮1205包括固定于右前螺旋钻1201的右前螺旋钻齿轮1206，从而当右前螺旋钻齿轮1206被转动时右前螺旋钻1201转动。同样地，右后螺旋钻齿轮1207固定于右后螺旋钻1202，左前螺旋钻齿轮1208固定于左前螺旋钻1203，左后螺旋钻齿轮1209固定于左后螺旋钻1204。左后螺旋钻齿轮1209与齿轮1003和左后螺旋钻齿轮1209啮合。右和左惰轮齿轮1210和1211耦接于前和后螺旋钻齿轮各者。因此，当齿轮1003被分配器1001的驱动齿轮1004驱动时，匣盒1002中的所有四个螺旋钻同步转动，如下文更详细说明，以将套801向下移向匣盒1002的底部。

应理解，术语“左”、“右”、“前”和“后”是任意分配的，并且在其他实施方式中可不同地分配。类似地，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“垂直”、“水平”等指的是图中分配机构的位置。体现本发明的分配机构可用于其他方向。

图13和图14示出从图12所指示的方向观察匣盒1002的螺旋钻、齿轮和套的正交视图。右后螺旋钻1202和左后螺旋钻1204可见于图13，而前螺旋钻不可见。右后螺旋钻1202和右前螺旋钻1201可见于图14，而左螺旋钻则不可见。

如图13所示，左右螺旋钻具有不同的旋向。左后螺旋钻1204具有左旋螺纹，而右后螺旋钻1203具有右旋螺纹。然而，如图14所示，右前螺旋钻1201和右后螺旋钻1202具有右旋螺纹。

图15示出齿轮1205的操作。当齿轮1003被驱动齿轮1004和马达1101逆时针驱动时(从匣盒1002的顶部观察)，左后螺旋钻齿轮1209和左后螺旋钻1204被顺时针驱动。并且由于左后螺旋钻齿轮1209与右后螺旋钻齿轮1207啮合，右后螺旋钻齿轮和右后螺旋钻1202逆时针转动。因为左后螺旋钻1204具有左旋螺纹(如图13所示)，顺时针转动它会驱动套801向下。并且因为右后螺旋钻1202具有右旋螺纹，逆时针转动它也会驱动套801向下。

左右惰轮齿轮1210和1211将后螺旋钻齿轮1207和1209的旋转传递至前螺旋钻齿轮1206和1208，确保匣盒1002右侧的螺旋钻(螺旋钻1201和1202)沿相同方向转动，并且匣盒1002左侧的螺旋钻(螺旋钻1203和1204)也沿相同方向转动，但与另一侧的螺旋钻的方向相反。由于匣盒1002两侧的螺旋钻的旋向不同且旋转方向不同，所以两组螺旋钻都驱动套801向下。

可以理解，齿轮1003的旋转方向可以颠倒，且所有螺旋钻的旋向颠倒以达到相同的效果。

再次参考图13，三列套801因此以相同的速率平行向下行进。左和右螺旋钻的底部螺纹处的平坦面1301为异相(out of phase)，从而形成通道，允许套801以齿轮1003旋转90度、90度和180度的间隔通过重力从匣盒1002的列之一落下。其他实施方式中，能够以其他方向使用体现本发明的分配机构，从而螺旋钻迫使物品从匣盒中出来。

图16示出根据本发明的其他实施方式的匣盒1601的斜视图，部分剖开以显示存储在其中的多个注射器套801。与匣盒1002相比，匣盒1601具有相同的外部尺寸，但使用不同的螺旋钻和齿轮来完成内部的套801的向下运动。例如，如图16可见，齿轮组1602不同于图12中所示的齿轮组1205。此外，右后螺旋钻1603具有与右前螺旋钻1604不同的旋向，如下文更详细解释。

图17和图18显示从图16中指示的方向观察匣盒1601的螺旋钻、齿轮和套的正交视图。右后螺旋钻1603和左后螺旋钻1605可见于图17，而前螺旋不可见。右后螺旋钻1603和右前螺旋钻1604在图18中可见，而左螺旋钻不可见。

如图17所示，左右后螺旋钻具有不同旋向。左后螺旋钻1605具有右旋螺纹，而右后螺旋钻1603具有左旋螺纹。此外，如图18所示，右前螺旋钻1604也具有右旋螺纹，与右后螺旋钻1603不同。虽然不可见，但左前螺旋钻也具有左旋螺纹，从而相对的角螺旋钻具有相同的螺纹。

如图19所更详细地示出，具有图17和18的旋向布置的螺旋钻与齿轮1602协同工作。齿轮1901类似于齿轮1003，并且定位成由分配器1001的齿轮1004驱动。齿轮1901与左后螺旋钻齿轮1902啮合，左后螺旋钻齿轮1902耦接于左后螺旋钻1605，左后螺旋钻1605具有右旋螺纹。如图所示，当齿轮1901顺时针转动时(从上方观察)，左后螺旋钻1605逆时针转动。

左后螺旋钻齿轮1902与中央惰轮齿轮1903耦接，中央惰轮齿轮1903进而驱动右前螺旋钻齿轮1904，使右前螺旋钻1604沿与左后螺旋钻1605相同的方向转动。由于对角螺旋钻在本实施方式中具有相同的旋向，它们两者均驱动任何套801向下。

左前螺旋钻齿轮1905与右前螺旋钻齿轮1904啮合并被右前螺旋钻齿轮1904驱动，因此沿相反方向转动。左前螺旋钻1906因此顺时针转动，并且具有左旋螺纹，驱动套801向下。

类似地，右后螺旋钻齿轮1907与左后螺旋钻齿轮1902啮合并被左后螺旋钻齿轮1902驱动，并以与对角相对的左前螺旋钻齿轮1906相同的方向转动。惰轮齿轮1903仅在其高度的上部具有齿，而螺旋钻齿轮1905和1907仅在其高度的下部具有齿，因此它们不会干扰惰轮齿轮1903。

图16至19的实施方式中，注射器也以齿轮1901旋转90、90和180度的间隔分配。能够以任何合适的方式完成单一分配。例如，马达1101可为步进马达，并且可根据下一次分配的需要，由将螺旋钻旋转90度或180度所需的数个步骤驱动。或者可驱动马达1101直到注射器的分配被位在分配器1001底部的光幕检测到。

其他实施方式中，根据本发明的实施方式的匣盒的部件可装配有编码器，从而螺旋钻的位置是已知的。

图20、图21和图22示出根据本发明实施方式的一种示例编码器的操作。图20示出匣盒1601的一部分的上部倾斜后视图。开口2001形成在匣盒1601的后壁2002中。当匣盒1601与分配器1001耦接时，后壁2002是与分配器1001匹配的壁。开口2001就位于齿轮1901下方。光学传感器(未示出)可存在于分配器1001中，与开口2001对齐。

图21示出匣盒1601的一部分的下部倾斜后视图。齿轮1901在其下侧具有多个倾斜的凹穴2101。该示例中，凹穴2101旋转地间隔90、90和180度，并对应于齿轮1901的位置，于该处物品从匣盒1601被分配。弹簧加载的柱塞2102抵靠于齿轮1901的底侧，当它们通过柱塞2102时“落入”(向上)凹穴2101中。柱塞2102携带反射目标2103，但是柱塞2102围绕目标2103的部分则相对地不具反射性，例如由黑色塑料模制而成。每当柱塞2102落入凹穴2101之一时，目标2103通过开口2001变得可见。

图21示出柱塞2102处于其向上位置，从而通过开口2001可见目标2103。图22示出柱塞2102处于其向下位置，从而通过开口2001不可见目标2103。

分配器1001内的光源和传感器(未示出)可检测目标2103，以检测匣盒1601何时到达可以分配注射器的位置。当齿轮1901不在这样的位置时，柱塞2102被凹穴2101后缘处的斜面向下推动，从而反射目标2103不再通过开口2001可见。读取目标2103位置的传感器因此提供关于匣盒1601的配置的反馈。为了分配注射器物品，可驱动马达1101直到目标2103可被分配器1002看见，然后可以停止马达1101。注射器的分配可通过来自匣盒1601底部的光幕的信号来确认。如果光幕检测到未分配的物品，则齿轮1901可前进至下一个分配位置。

可以理解，可在分配机构的任何合适部件上使用其他类型的编码器，例如旋转光学编码器、线性编码器或其他类型的编码器。图21和22的编码器类型中，检测的感测可以颠倒。例如，当该机构不在分配位置时，可以检测到反射目标。

虽然编码器布置被描述为关于匣盒1601，但其也可用于其他匣盒装置，例如匣盒1002。

一些实施方式中，匣盒如匣盒1601可包括当匣盒从其分配器中取出时自动啮合的制动器。以此方式，可防止在匣盒的运输和存储期间从匣盒意外遗失物品。

图23示出匣盒1601的上部斜视图，包括根据本发明实施方式的制动装置。该示例布置中，扭力弹簧2301将楔形物2302偏压到右后螺旋钻齿轮1907的齿中。只要匣盒1601未附接于分配器，楔形物2302便会防止匣盒1601的齿轮运动。

图24示出匣盒1601的部分剖开视图，揭示了制动器的额外细节。楔形件2302与杠杆2401一体成型，杠杆2401可绕轴2402枢转。杠杆2401的底部有一个突起2403，当楔形件2302与齿轮1907啮合时，通过扭力弹簧2301的作用，突起2403延伸出匣盒1601的外壳。

图25示出匣盒1601的部分剖开的视图，其中杠杆2401处于似乎匣盒1601与如分配器1001的分配器(未示出)啮合的位置。分配器的前壁已将杠杆2401的突起2403推入匣盒1601，使杠杆2401围绕轴2402旋转，将楔形件2302从与齿轮1907的啮合拉出，抵抗扭力弹簧2301的作用。因此，一旦匣盒1601被安装在分配器中，齿轮可响应马达1101(未示出)而自由转动。当匣盒1601与分配器脱离时，匣盒1601的齿轮自动锁定。

可以理解，图23至25的编码器和制动系统可用于其他实施方式的匣盒中，例如匣盒1002。此外，可使用其他种类的编码器和制动系统。

图26示出根据本发明其他实施方式的匣盒2601。匣盒2601的宽度W大约是匣盒1002和1602宽度的两倍，但是匣盒2601在其他正交维度上可具有相当的尺寸。匣盒2601可容纳六列注射器套801，因此具有比上述其他匣盒实施方式更高的容量。图26中，示出匣盒2601装载有用于2ml注射器602的套。当需要使用匣盒2601分配1ml注射器601时，可将间隔件(未示出)安装于门2602，类似于图12所示的间隔件1214。

图27示出一些外壳零件被移除的匣盒2601，以揭示内部细节。三个螺旋钻2701(在图27中仅一个可见)将套保持在列中。每个螺旋钻2701优选地足够宽以基本上跨越两列套，每个螺旋钻的每一侧上各有一列。一组齿轮2702定位成通过驱动和编码器齿轮2703与附接的分配器(未示出)中的驱动齿轮啮合。

图28和图29分别示出匣盒2601的侧视图和端视图，且示出匣盒2601的螺旋钻2701内的注射器套801的包装。注意，匣盒2601的左侧和右侧是限定为从后方观察，如图27所示。因为在图29中是从前方观察匣盒2601，在图29中左右看起来是颠倒的。螺旋钻2701都具有相同的旋向(左旋或右旋螺纹)，并且彼此“同相(in phase)”安装。一些实施方式中，所有的螺旋钻2701彼此相同。

齿轮2702被设计成当齿轮2703转动时，螺旋钻2701“轮流”间歇地旋转以分配注射器，如下文更详细解释。

图30是齿轮2702的上部斜视图，包括驱动齿轮和编码器齿轮2703。还示出两个螺旋钻2701，但是为了清楚起见已去除一个。第一惰轮齿轮3001与驱动和编码器齿轮2703啮合，并且还与第一正时齿轮3002啮合。该示例中，第一正时齿轮3002具有与驱动器和编码器齿轮2703相同的节径(pitch diameter)和相同数量的齿，因此第一正时齿轮3002以与驱动和编码器齿轮2703相同的量和相同的方向转动。类似地，附加的正时齿轮3003和3004通过附加的惰轮齿轮3005和3006从第一正时齿轮3002被驱动。当驱动和编码器齿轮2703转动时，所有的驱动和编码器齿轮703、惰轮齿轮3001、3005和3006以及正时齿轮3002、3003和3004因此齿轮传动在一起并且一起转动。

每个螺旋钻2701固定于各别的螺旋钻齿轮3007a、3007b或3007c，每个螺旋钻齿轮对应于正时齿轮3002、3003或3004中的一个。

根据本发明的实施方式，图31是齿轮2702的下部斜视图，并且示出螺旋钻齿轮3007a、3007b和3007c的操作。为清楚起见，图31仅示出一个螺旋钻2701。

如图30和31所示，正时齿轮3002、3003和3004仅在其高度的上部具有围绕其整个周边的齿。在它们的下部，正时齿轮3002、3003和3004仅在其周边的一部分周围具有齿。例如，正时齿轮3002在其上部周围有20个齿，但只有五个齿3101部分地围绕其下部，并且在五个齿之间和相邻于五个齿有间隙，总共六个间隙。正时齿轮3002下部的其余部分是光滑的圆柱形表面3103，优选地具有大约正时齿轮3002的节径的直径。

此外，螺旋钻齿轮3007b(对应于正时齿轮3002)具有足够14个齿的节径，但仅具有12个齿，在位置3102处缺少两个齿，围绕螺旋钻齿轮3007b的周边间隔180度。在所示位置，螺旋钻齿轮3007b不与正时齿轮3002一起转动，因为它们的齿并未啮合。只有当正时齿轮3002的下齿3101到达螺旋钻齿轮3007b的位置时，螺旋钻齿轮3007b的齿才与正时齿轮3002啮合。然而，啮合是暂时性的。下齿3101将导致螺旋钻齿轮3007b仅旋转180度，然后两个齿轮将在正时齿轮3002剩余的旋转中脱开。

在正时齿轮3003和螺旋钻齿轮3007之间以及在正时齿轮3004和螺旋钻齿轮3007c之间存在类似的关系。正时齿轮3002、3003和3004以120度相互异相安装。因此，对于驱动和编码器齿轮2703(以及正时齿轮3002至3004)每旋转120度，螺旋钻齿轮3007a至3007c中的一个且仅一个会旋转180度。螺旋钻齿轮3007a至3007c“轮流”旋转180度。也就是说，螺旋钻递增地(在旋转之间暂停)和依序地(一个接一个，不会两个同时)转动。螺旋钻每旋转180度，就分配一个注射器。图30和31中，螺旋钻的旋转方向用虚线表示，以指示递增运动。

如图31可见，螺旋钻齿轮3007c正在完成其180度旋转，并且其齿在位置3105处正好与正时齿轮3004脱离啮合。但在齿轮组的另一侧，正时齿轮3003正好在位置3106处与螺旋钻齿轮3007a啮合，并且螺旋钻齿轮3007a即将开始其180度旋转。螺旋钻齿轮3007b暂时保持静止，因为它缺失的齿之一与正时齿轮3002的光滑圆柱面3103相邻。

驱动和编码器齿轮2703可包括彼此成120度角的平坦编码器面3104。编码器面3104可涂有反射材料，并且对于分配器如分配器1001内的检测器来说是可见的。每当检测器看见编码器面3104之一时，可以假设当前移动的螺旋钻已经旋转180度，且已分配一个物品。为了分配物品，分配器可以简单地旋转其马达直到看见下一个编码器面3104，然后停止马达。

其他实施方式中，可以转动马达直到物品被分配器底部的光幕检测到。其他实施方式中，分配可基于编码器位置而完成，但使用光幕进行验证。其他实施方式中，可存在不同数量的螺旋钻，例如两个螺旋钻或四个或更多个螺旋钻，并且体现图30和31的齿轮组原理的齿轮可用于驱动螺旋钻。

在所附权利要求中，术语“一”或“一个”旨在表示“一个或多个”。术语“包括”及其变体，例如“包括”和“包含”，当在叙述步骤或组件之前时，旨在表示进一步的步骤或组件的添加是可选的并且不被排除。应当理解，本文公开的组件和特征的任何可行组合也被认为是公开的。

为了清楚和理解的目的，现在已经详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解，可以在所附权利要求的范围内实施某些改变和修改。

Claims (31)

1.一种用于分配细长物品的分配机构，所述分配机构包括：

至少两个螺旋钻，其具有螺纹；

至少两个通道，其配置为保持待分配的所述物品，待分配的所述物品的纵向轴线大致垂直于所述至少两个螺旋钻的旋转轴线，且待分配的所述物品至少部分地容纳于所述螺旋钻的所述螺纹内；

驱动机构，其与所述至少两个螺旋钻啮合并配置为旋转所述至少两个螺旋钻以输送待分配的所述物品，由所述螺旋钻的螺纹驱动，以从所述分配机构分配所述物品；和

编码器，所述编码器连接到所述分配机构并且配置为指示所述驱动机构的部件的旋转位置。

2.根据权利要求1所述的分配机构，其中待分配的每个所述物品至少部分地容纳于两个所述螺旋钻的所述螺纹内。

3.根据权利要求2所述的分配机构，其中所述至少两个螺旋钻设置为它们的旋转轴线为垂直，且待分配的所述物品大致水平地保持在所述螺旋钻的所述螺纹内。

4.根据权利要求2所述的分配机构，进一步包括至少一个致动器，所述致动器配置为驱动所述至少两个螺旋钻旋转。

5.根据权利要求4所述的分配机构，其中所述致动器为马达。

6.根据权利要求4所述的分配机构，进一步包括与所述至少两个螺旋钻耦接的一组齿轮，从而所述至少两个螺旋钻的所述旋转被协同以输送和分配所述物品。

7.根据权利要求2所述的分配机构，其中所述至少两个螺旋钻中的第一个具有右旋螺纹，且所述至少两个螺旋钻中的第二个具有左旋螺纹。

8.根据权利要求2所述的分配机构，进一步包括：

分配器，所述分配器包括致动器以及连接器，所述连接器用于从安装有所述分配机构的柜接收电力和控制信号，所述分配器包括位于所述分配器底部的开口，所述分配机构配置为通过该开口分配所述物品；和

匣盒，所述匣盒包括所述至少两个螺旋钻和所述至少两个通道；

其中所述分配器和所述匣盒为可匹配的，从而所述致动器驱动所述驱动机构，且其中所述分配器和所述匣盒为可分离的。

9.根据权利要求8所述的分配机构，其中所述分配机构可拆卸地电性地且机械地耦接于所述柜。

10.根据权利要求8所述的分配机构，其中所述至少两个螺旋钻设置为它们的旋转轴线为垂直，且待分配的所述物品大致水平地保持在所述螺旋钻的所述螺纹内，并且其中所述分配器进一步包括：

光发射器，其被导向穿过所述分配器底部的所述开口；和

一个或多个接收器，其检测来自所述光发射器的光，所述光发射器和所述一个或多个接收器被定位，从而由所述一个或多个发射器中的至少一个发射的光被通过所述开口的经分配的物品的通行而中断。

11.根据权利要求10所述的分配机构，其中所述一个或多个接收器检测从所述开口的远壁或从待分配的所述物品反射的光。

12.根据权利要求10所述的分配机构，其中所述一个或多个接收器检测直接从所述一个或多个发射器接收的光。

13.根据权利要求8所述的分配机构，其中所述匣盒不包括任何有源电子部件。

14.根据权利要求13所述的分配机构，其中

所述匣盒包括无线可读存储器；且

所述分配器包括用于读取所述无线可读存储器的读取器。

15.一种用于分配细长物品的分配机构，所述分配机构包括：

至少两个螺旋钻，其具有螺纹；

至少两个通道，其配置为保持待分配的所述物品，待分配的所述物品的纵向轴线大致垂直于所述至少两个螺旋钻的旋转轴线，且待分配的所述物品至少部分地容纳于所述螺旋钻的所述螺纹内；

驱动机构，其与所述至少两个螺旋钻啮合并配置为旋转所述至少两个螺旋钻以输送待分配的所述物品，由所述螺旋钻的螺纹驱动，以从所述分配机构分配所述物品；

分配器，所述分配器包括致动器以及连接器，所述连接器用于从安装有所述分配机构的柜接收电力和控制信号，所述分配器包括位于所述分配器底部的开口，所述分配机构配置为通过该开口分配所述物品；和

匣盒，所述匣盒包括所述至少两个螺旋钻和所述至少两个通道，其中所述匣盒进一步包括制动器，当所述匣盒从所述分配器移除时所述制动器会自动啮合，在所述制动器啮合时所述制动器会阻碍所述螺旋钻的运动，其中所述分配器和所述匣盒为可匹配的，从而所述致动器驱动所述驱动机构，且其中所述分配器和所述匣盒为可分离的。

16.根据权利要求8所述的分配机构，其中所述匣盒进一步包括所述编码器。

17.根据权利要求16所述的分配机构，其中所述编码器包括弹簧加载的柱塞，所述柱塞被定位成依序地落入和被驱出齿轮中的凹穴。

18.一种用于分配细长物品的分配机构，所述分配机构包括：

至少两个螺旋钻，其具有螺纹；

至少两个通道，其配置为保持待分配的所述物品，待分配的所述物品的纵向轴线大致垂直于所述至少两个螺旋钻的旋转轴线，且待分配的所述物品至少部分地容纳于所述螺旋钻的所述螺纹内；

驱动机构，其与所述至少两个螺旋钻啮合并配置为旋转所述至少两个螺旋钻以输送待分配的所述物品，由所述螺旋钻的螺纹驱动，以从所述分配机构分配所述物品，其中

所述分配机构包括四个螺旋钻和三个通道，所述三个通道的每一个都配置为保持一列待分配的所述物品；

所述四个螺旋钻布置为两个前螺旋钻与两个后螺旋钻，以及两个左螺旋钻与两个右螺旋钻；且

所述三个通道布置为包围所述两个左螺旋钻的零件的左通道、包围所述两个右螺旋钻的零件的右通道、和包围所有四个螺旋钻的零件的中央通道。

19.根据权利要求18所述的分配机构，进一步包括耦接于所有四个螺旋钻的齿轮组，从而当所述四个螺旋钻中的任一个转动时，所有四个螺旋钻同步地转动。

20.根据权利要求19所述的分配机构，其中所述两个左螺旋钻具有第一旋向，所述两个右螺旋钻具有与所述第一旋向相反的第二旋向。

21.根据权利要求19所述的分配机构，其中所述右前与左后螺旋钻具有第一旋向，所述左前与右后螺旋钻具有与所述第一旋向相反的第二旋向。

22.根据权利要求2所述的分配机构，进一步包括致动所述驱动机构的驱动齿轮，且其中以所述驱动齿轮旋转90度、90度和180度的间隔从所述分配机构分配物品。

23.一种用于分配细长物品的分配机构，所述分配机构包括：

至少两个螺旋钻，其具有螺纹；

至少两个通道，其配置为保持待分配的所述物品，待分配的所述物品的纵向轴线大致垂直于所述至少两个螺旋钻的旋转轴线，且待分配的所述物品至少部分地容纳于所述螺旋钻的所述螺纹内；

驱动机构，其与所述至少两个螺旋钻啮合并配置为旋转所述至少两个螺旋钻以输送待分配的所述物品，由所述螺旋钻的螺纹驱动，以从所述分配机构分配所述物品，其中：

所述分配机构包括三个螺旋钻和三个通道，所述三个通道的每一个通道配置为保持两列待分配的所述物品；

所述三个螺旋钻布置为左螺旋钻、中央螺旋钻、右螺旋钻；且

所述三个通道布置为包围所述左螺旋钻的左通道、包围所述中央螺旋钻的中央通道和包围所述两个右螺旋钻的垂直通道。

24.根据权利要求23所述的分配机构，其中所述至少三个螺旋钻设置为使得它们的旋转轴线垂直，且待分配的所述物品大致水平地保持在所述螺旋钻的所述螺纹内。

25.根据权利要求23所述的分配机构，其中所述分配机构包括至少四个螺旋钻和四个通道。

26.根据权利要求23所述的分配机构，进一步包括齿轮组，所述齿轮组包括驱动齿轮和相应的螺旋钻齿轮，所述齿轮组被布置成使得所述三个螺旋钻随着所述驱动齿轮旋转而递增地且依序地旋转。

27.根据权利要求26所述的分配机构，其中所述相应的螺旋钻齿轮的每一个都具有缺齿。

28.根据权利要求27所述的分配机构，进一步包括用于所述三个螺旋钻的每一个的相应正时齿轮，其中：

所述正时齿轮的每一个的至少部分高度具有缺齿；且

所述正时齿轮的每一个与其相应的螺旋钻齿轮啮合，从而当所述正时齿轮旋转时，所述正时齿轮的所述缺齿和所述螺旋钻齿轮的所述缺齿导致所述相应的螺旋钻的间歇运动。

29.根据权利要求26所述的分配机构，其中所述驱动齿轮每旋转120度就分配一个物品。

30.根据权利要求26所述的分配机构，进一步包括编码器，所述编码器指示所述齿轮组中的所述齿轮之一的旋转位置。

31.根据权利要求30所述的分配机构，其中所述编码器包括在所述齿轮组的所述齿轮之一上的多个平坦反射表面。