CN117302826B - 基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，包括移动导轨、在移动导轨上方间隔设置的多个药剂仓、设在移动导轨上的移动小车、设在移动小车上的药剂以及设在移动小车上的抓取机械臂和切割模组，切割模组和切割模组均位于药剂盒上方，抓取机械臂配置为将药剂仓内的小包装中药饮片袋转移到切割模组上，切割模组配置为对小包装中药饮片袋的一对相邻边进行分割，使小包装中药饮片袋内的小包装中药饮片落入到药剂盒内。本申请公开的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，通过机械自动化配合智能化的方式来实现小包装中药饮片的按配方自动抓取和混合，这样能够得到直接用于熬煮的混合中药材，提高了小包装中药饮片的使用便捷性。

Description

基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备

技术领域

本申请涉及自动化技术领域，尤其是涉及基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备。

背景技术

对于重要配方的抓取，目前有人工抓取和机械抓取两种方式，人工抓取的优势在于普适性，因为中药材的种类多，形状、密度和体积等方式决定了难以通过一个机械臂来完成全部的抓取任务。人工抓取的劣势在于使用药柜来保存中药，中药存在药效流失和变质等问题。

与机械抓取方式配套的方式是小包装中药饮片，小包装中药饮片是将中药材经过处理后进行制式包装，包装延长了中药材的保质期，同时还能够固定重量。但是在实际的使用过程中发现，这种方式虽然实现了配方的自动化处理，但是依然需要人工打开包装后将药材取出，这项工作依旧繁琐，尤其是在目前医院和药房提供熬药服务，人工打开包装的方式存在诸多不变，限制了机械化自动配方的使用范围。

发明内容

本申请提供基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，通过机械自动化配合智能化的方式来实现小包装中药饮片的按配方自动抓取和混合，这样能够得到直接用于熬煮的混合中药材，提高了小包装中药饮片的使用便捷性。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本申请提供了基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，包括：

移动导轨；

多个药剂仓，在移动导轨上方间隔设置；

移动小车，设在移动导轨上，移动小车配置在移动导轨上往复移动；

药剂盒，设在移动小车上；

抓取机械臂和分割模组，均设在移动小车上，抓取机械臂和分割模组均位于药剂盒上方；以及

数据处理服务器，与上位机和移动小车进行数据通讯，配置为将上位机下发的面单处理后分发至移动小车；

其中，抓取机械臂配置为将药剂仓内的小包装中药饮片袋转移到分割模组上；

分割模组配置为对小包装中药饮片袋的一对相邻边进行分割，使小包装中药饮片袋内的小包装中药饮片落入到药剂盒内。

在本申请的一种可能的实现方式中，药剂仓包括：

仓室；

三个调节侧板，分别设在仓室的第一侧面、第二侧面和第三侧面上；

排出口，设在仓室的第四侧面上；

其中，调节侧板与相邻侧面之间的间隙可调整。

在本申请的一种可能的实现方式中，排出口上设有闸板，闸板配置为调整排出口的高度。

在本申请的一种可能的实现方式中，抓取机械臂包括：

作业平台，设在移动小车上；

横向线性移动模组，设在作业平台上；以及

柔性挂钩，设在横向线性移动模组的工作端上，柔性挂钩的工作端配置为伸入到小包装中药饮片袋上的孔内。

在本申请的一种可能的实现方式中，柔性挂钩包括：

导向块，设在横向线性移动模组的工作端上，导向块上设有导向通道；

导丝，第一端伸入到导向通道内；以及

辅助线性移动模组，设在导向块或者横向线性移动模组的工作端上并与导丝的第二端连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，分割模组包括：

分割平台，设在移动小车上；

固定模组，设在分割平台上，固定模组配置为固定小包装中药饮片袋的边缘；以及

两个切割模组，均设在移动小车上，两个切割模组分别用于分割小包装中药饮片袋的一对相邻边。

在本申请的一种可能的实现方式中，固定模组包括：

水平移动器，设在分割平台上；

电动压紧杆，设在水平移动器上；以及

测距传感器，设在水平移动器或者电动压紧杆上；

其中，电动压紧杆配置为根据测距传感器的反馈向靠近分割平台的方向移动。

在本申请的一种可能的实现方式中，电动压紧杆提供至少两个压紧位置。

在本申请的一种可能的实现方式中，切割模组包括：

移动式夹持器，设在分割平台上；以及

双侧厚度测试仪和两组刺针滚轮，均设在移动式夹持器上。

本申请的有益效果为：

本申请提供的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，使用自动化方式实现使用小包装中药饮片进行中药的配方，可以直接得到用于熬煮的药材，这种方式提高了小包装中药饮片的使用便捷性，得到的药材可以直接送入到药方进行熬制，也可以打包后给到患者，由患者进行熬制。

附图说明

图1是本申请提供的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备的部署示意图。

图2是本申请提供的一种抓取指令的下发示意图。

图3是本申请提供的另一种抓取指令的下发示意图。

图4是本申请提供的一种俯视视角下的药剂仓的内部结构示意图。

图5是本申请提供的一种药剂仓上带有闸板的结构性示意图。

图6是本申请提供的一种抓取机械臂的结构性示意图。

图7是本申请提供的一种分割模组的结构性示意图。

图8是本申请提供的一种抓取机械臂和固定模组工作时的原理性示意图。

图9是本申请提供的一种在小包装中药饮片袋上打孔的示意图。

图10是本申请提供的一种对小包装中药饮片袋进行结构破坏的示意图。

图11是本申请提供的一种固定模组的结构性示意图。

图12是本申请提供的一种切割模组的结构性示意图。

图13是本申请提供的一种双侧厚度测试仪工作时的原理性示意图。

图中，1、移动导轨，2、药剂仓，3、移动小车，4、药剂盒，5、抓取机械臂，6、分割模组，7、数据处理服务器，21、仓室，22、调节侧板，23、排出口，24、闸板，51、作业平台，52、横向线性移动模组，53、柔性挂钩，61、分割平台，62、固定模组，63、切割模组，531、导向块，532、导向通道，533、导丝，534、辅助线性移动模组，621、水平移动器，622、电动压紧杆，623、测距传感器，631、移动式夹持器，632、双侧厚度测试仪，633、刺针滚轮。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

本申请公开了基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，本申请公开的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备包括移动导轨1、药剂仓2、移动小车3、药剂盒4、抓取机械臂5、分割模组6和数据处理服务器7，下面结合配方工作对本申请公开的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备进行进一步描述。

药剂仓2的作用是存放小包装中药饮片袋，小包装中药饮片袋包括塑料包装袋和放置在塑料包装袋内的成品中药材，具有多种规格，例如5g，10g，20g等。每一个药剂仓2内放置有一种规格的一种成品中药材，以当归为例，具有5g，10g和20g三种规格，那么就需要三个药剂仓2。

请参阅图1，这些药剂仓2沿着移动导轨1间隔设置，例如移动导轨1可以安装在地面上，药剂仓2可以安装在墙面上或者货架上，移动导轨1上的移动小车3在移动导轨1上往复移动，移动到指定的药剂仓2下方后，将规定数量的小包装中药饮片袋从药剂仓2拿取出来并将小包装中药饮片袋内的药材取出来后放入到移动小车3上的药剂盒4内。

这样在全部的小包装中药饮片袋拿取完成后，在药剂盒4内就能够得到按照药方配好的混合药材，混合药材可以直接送入到熬制区进行熬制汤药，也能够打包后给到患者或者家属，由患者或者家属自行熬制汤药。

对于药方的处理，在本申请中使用数据处理服务器7来进行，电子配方给到数据处理服务器7后，数据处理服务器7根据药方中的药材名称和克重等信息进行初期信息处理，然后生成抓取指令，抓取指令包括对应的药剂仓2位置（编号）和每一个药剂仓2处的操作次数，抓取指令发送给移动小车3。

在一些可能的实现方式中，移动小车3上安装有一个控制器，控制器与移动小车3、抓取机械臂5和分割模组6电连接，用于根据抓取指令驱动移动小车3、抓取机械臂5和分割模组6完成上述内容中记载的抓取药方工作，如图2所示。

当然，药剂仓2而言可以分布在多个区域中，根据电子配方生成的抓取指令再分割成多个子抓取指令，然后发送给不同的移动小车3。

例如在某个使用地点，药材区域一共有十个，每一组移动小车3、抓取机械臂5和分割模组6负责一个药材区域。一个电子配方给到数据处理服务器7进行处理后，得到的抓取指令涉及三个移动小车3，那么抓取指令就会分为三个子抓取指令后分别发送给这三个移动小车3，如图3所示，最终将这三个移动小车3上药剂盒4内的药材进行汇总，得到与电子配方一致的混合药材。

抓取机械臂5和分割模组6均设在移动小车3上，并且二者均位于药剂盒4上方，抓取机械臂5配置为将药剂仓2内的小包装中药饮片袋转移到分割模组6上，分割模组6配置为对小包装中药饮片袋的一对相邻边进行分割，使小包装中药饮片袋内的小包装中药饮片落入到药剂盒4内。

抓取机械臂5和分割模组6的具体工作方式在下述内容中结合其结构进行进一步描述。

在一些例子中，请参阅图4，药剂仓2包括仓室21和调节侧板22，仓室21具有四个侧面和一个底面，这四个侧面分别是第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，这四个侧面按照顺序排列。

调节侧板22的数量为三个，分别设置在仓室21的第一侧面、第二侧面和第三侧面上，调节侧板22与仓室21之间通过调节螺杆连接，转动调节螺杆可以调整调节侧板22与仓室21侧面之间的距离，目的是适应不同规格的小包装中药饮片袋。

因为对于不同种类的中药材而言，由于其形状、密度等实际性的影响因素，等重量的不同药材体积不同，这会导致包装尺寸（长和宽）不同。为了解决该问题，本申请使用了调节侧板22来调整仓室21内的空间，一种尺寸的调节侧板22对应一个规格范围内的包装尺寸。

请参阅图5，图中虚线表示小包装中药饮片袋，仓室21的第四侧面上设有排出口23，排出口23的作用是配合抓取机械臂5将仓室21内的小包装中药饮片袋拿出。此处还需要在仓室21的底面上开设一个长孔，该长孔与排出口23连通，使抓取机械臂5上的部分结构能够伸入到小包装中药饮片袋边缘处的孔内。

此处对于小包装中药饮片袋，如果其形状为矩形，需要在小包装中药饮片袋的两侧边缘处开孔，如果其形状为正方形，则需要在小包装中药饮片袋的四个边缘处开孔。

小包装中药饮片袋在仓室21自下而上堆叠排列（图5所示），仓室21的上端可以是开放端或者使用密封盖进行封闭。仓室21底面上的小包装中药饮片袋被拿出后，剩余的小包装中药饮片袋在自身重力的作用是自上而下移动。

该种结构的药剂仓2也易于进行补充，补充时直接将适量且符合规格要求的小包装中药饮片袋直接放入到仓室21内。

在一些可能的实现方式中，请参阅图5，在排出口23上加装了闸板24，闸板24配置为调整排出口23的高度。闸板24可以是手动闸板，转动手动闸板上的螺杆时，手动闸板会上升或者下降，此时排出口23的高度会变化。

调整排出口23高度的目的是保证每一次仅有一个小包装中药饮片袋从药剂仓2中被拉出。

在一些例子中，请参阅图6，抓取机械臂5包括作业平台51、横向线性移动模组52和柔性挂钩53，作业平台51固定安装在移动小车3上，横向线性移动模组52安装在作业平台51上，作用是带动柔性挂钩53向靠近和远离药剂仓2的方向移动。

柔性挂钩53安装在横向线性移动模组52的工作端上，其工作端能够伸入到小包装中药饮片袋上的孔内，将小包装中药饮片袋从药剂仓2内拉出。

在一些可能的实现方式中，请参阅图6，柔性挂钩53包括导向块531、导丝533和辅助线性移动模组534，导向块531安装在横向线性移动模组52的工作端上，在一些可能的实现方式中，横向线性移动模组52使用电缸，此时导向块531固定安装在电缸的活塞上。

导向块531上开设有一个供给导丝533使用的导向通道532，供给导丝533的第一端伸入到导向通道532内，第二端与辅助线性移动模组534连接，辅助线性移动模组534安装在导向块531或者横向线性移动模组52上。

在一些可能的实现方式中，辅助线性移动模组534使用电缸。

导向通道532的作用是调整导丝导丝533第一端的朝向，辅助线性移动模组534的作用是调整导丝533的第一端的伸出长度。

因为辅助线性移动模组534与横向线性移动模组52平行设置，这样能够降低二者在纵向方向上的空间占用，同时还能够使导丝533缩回到导向通道532内，使导丝533与被分割的小包装中药饮片袋脱离接触。

在一些例子中，请参阅图7（图中的虚线表示小包装中药饮片袋），分割模组6包括分割平台61、固定模组62和切割模组63，分割平台61固定安装在移动小车3上，固定模组62安装在分割平台61上，作用是为固定小包装中药饮片袋的边缘。

两个切割模组63同样固定安装在移动小车3上，两个切割模组63分别用于分割小包装中药饮片袋的一对相邻边。

在一个具体的处理过程中，请参阅图8，一个小包装中药饮片袋被抓取机械臂5拉到分割平台61上，此时固定模组62首先向靠近小包装中药饮片袋的方向移动，在移动到小包装中药饮片袋的边缘时，向小包装中药饮片袋施加压力，将小包装中药饮片袋的一个边缘压在分割平台61上。

此时小包装中药饮片袋上被压住的边缘与小包装中药饮片袋上抓取机械臂5被使用的孔位于小包装中药饮片袋的两个相对侧。

接着切割模组63启动，对小包装中药饮片袋的一对相邻边进行分割，分割完成后，小包装中药饮片袋内的中药材暴露出来，然后固定模组62与小包装中药饮片袋脱离接触，如图9和图10所示。

最后抓取机械臂5在水平方向上拉动小包装中药饮片袋抖动，将小包装中药饮片袋内的药材抖落到分割平台61上。对于分割平台61上的中药材，需要分割平台61提供一个斜面，或者在分割平台61上加装吹扫管，使这些中药材落到下方的药剂盒4内。

当然，此处还需要说明，对于部分存放粉剂的小包装中药饮片袋，不进行切割，而是直接将其放入到药剂盒4内，因为粉剂在下落过程中，无法完全落入到药剂盒4内，并且在后续的处理过程中，还面临损耗问题。

此时的包装袋与导丝533脱离接触后，可以使用吹扫管将其从分割平台61上吹离。因为药剂盒4位于分割平台61的右下方（图1中位置），所以此时可以向左下方吹离包装袋，包装袋会落到移动导轨1两侧空间，然后定期进行清理。

在一些例子中，请参阅图11，图中箭头表示移动方向，固定模组62包括水平移动器621、电动压紧杆622和测距传感器623，水平移动器621安装在分割平台61上，在一些可能的实现方式中，水平移动器621使用电缸。

电动压紧杆622安装在水平移动器621上，电动压紧杆622的活塞能够伸出和缩回，可以向小包装中药饮片袋施加压力。当然对于部分体积较大的小包装中药饮片袋，需要在水平移动器621上设置两个相对的电动压紧杆622，通过夹持方式进行固定。这是因为体积较大的小包装中药饮片袋，其边缘与分割平台61间的距离较大，无法通过压紧的方式固定。

测距传感器623安装在水平移动器621或者电动压紧杆622上，测距传感器623的工作端朝向分割平台61，当测距传感器623检测到的距离值出现变化时，则能够确定小包装中药饮片袋的边缘位置。电动压紧杆622会根据测距传感器623的反馈向靠近分割平台61的方向移动。

在一些可能的实现方式中，电动压紧杆622提供至少两个压紧位置，此时需要使用两个电动压紧杆622或者两组电动压紧杆622。

在一些例子中，请参阅图12，切割模组63包括移动式夹持器631、双侧厚度测试仪632和刺针滚轮633，移动式夹持器631安装在设在分割平台61上，作用是对小包装中药饮片袋的边缘位置进行固定。

移动式夹持器631由位置调整部分和横向移动部分组成，调整部分包括两个线性元件（伸缩缸或者线性模组）组成，负责提供升降和水平移动功能；横向移动部分由一个线性模组组成。

双侧厚度测试仪632设置在横向移动部分上，包括两个能够沿着移动式夹持器631移动的测距传感器，测距传感器的移动通过线性模组移动。工作过程中，两个测距传感器分别位于小包装中药饮片袋的上方和下方，这样能够对位置处的厚度进行检测。

检测目的有两个，第一个是给移动式夹持器631提供位置参考，使移动式夹持器631能够确定夹紧位置，第二个是给两组刺针滚轮633提供工作长度参考。

第一个检测目的在检测到厚度时，使移动式夹持器631的位置调整部分能够停止移动。

第二个目的中的提供工作长度参考指的是需要确定小包装中药饮片袋的一个边缘长度，然后在这个边缘处使用两组刺针滚轮633在小包装中药饮片袋上进行刺孔，这样能够拉扯方式对小包装中药饮片袋的结构进行破坏，但是对于被下来的部分，还需要与小包装中药饮片袋的主体部分连接，以便进行后续的集中清理。

如果双侧厚度测试仪632在完成第一个检测目的是是横向移动，那么在完成第二个目的时，就需要纵向移动。

两组刺针滚轮633分别安装在移动式夹持器631的两个工作面上，用于对小包装中药饮片袋的两个面进行刺孔。刺针滚轮633由一个伸缩元件和一个滚轮组成，伸缩元件能够驱动滚轮贴合在小包装中药饮片袋上，滚轮与小包装中药饮片袋相对静止时能够提供固定功能。

对于固定模组62和切割模组63的配合，为了描述方便将小包装中药饮片袋的四个侧边分别称为第一侧边，第二侧边、第三侧边和第四侧边，抓取机械臂5勾住第一侧边，固定模组62压紧或者夹持固定第三侧边。

第一个切割模组63首先夹持固定第二侧边，然后固定模组62与第三侧边脱离接触，此时第二个切割模组63固定第三侧边。

两个切割模组63固定侧边完成后，刺针滚轮633启动，在小包装中药饮片袋的两个面上刺孔，最后第一个切割模组63、第二个切割模组63和抓取机械臂5同时向后移动，使小包装中药饮片袋的结构破坏。

刺针滚轮633可以反复移动多次，然后再次移动到侧边上的其他位置处，对小包装中药饮片袋进行固定，然后进行结构破坏。

或者，在图12中显示的线性模组的滑动台上，增加一组电缸，由电缸的活塞负责夹持小包装中药饮片袋的边缘，刺针滚轮633仅负责在小包装中药饮片袋的表面上进行刺孔。

对于小包装中药饮片袋的尺寸确定，请参考图13，双侧厚度测试仪632在从左到右的顺序上，得到的距离值分别是0,0.5和2（这三个数值仅为便于理解的举例），其中的0表示该处不存在物体，0.5表示小包装中药饮片袋的边缘壁厚，2表示小包装中药饮片袋边缘内部的部分。

通过上述方式，可以对小包装中药饮片袋的边缘处进行确定，进而确定小包装中药饮片袋的长度和宽度，还能够刺针滚轮633的工作长度进行确定，实现图9和图10展示的内容。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，其特征在于，包括：

移动导轨（1）；

多个药剂仓（2），在移动导轨（1）上方间隔设置；

移动小车（3），设在移动导轨（1）上，移动小车（3）配置在移动导轨（1）上往复移动；

药剂盒（4），设在移动小车（3）上；

抓取机械臂（5）和分割模组（6），均设在移动小车（3）上，抓取机械臂（5）和分割模组（6）均位于药剂盒（4）上方；抓取机械臂（5）配置为将药剂仓（2）内的小包装中药饮片袋转移到分割模组（6）上；分割模组（6）配置为对小包装中药饮片袋的一对相邻边进行分割，使小包装中药饮片袋内的小包装中药饮片落入到药剂盒（4）内；

数据处理服务器（7），与上位机和移动小车（3）进行数据通讯，配置为将上位机下发的面单处理后分发至移动小车（3）；

分割模组（6）包括：

分割平台（61），设在移动小车（3）上；

固定模组（62），设在分割平台（61）上，固定模组（62）配置为固定小包装中药饮片袋的边缘；

两个切割模组（63），均设在移动小车（3）上，两个切割模组（63）分别用于分割小包装中药饮片袋的一对相邻边，切割模组（63）的切割长度小于对应小包装中药饮片袋的边缘长度；

切割模组（63）包括：

移动式夹持器（631），设在分割平台（61）上；以及

双侧厚度测试仪（632）和两组刺针滚轮（633），均设在移动式夹持器（631）上，双侧厚度测试仪（632）用于给移动式夹持器（631）提供位置参考和给刺针滚轮（633）提供工作长度参考；

刺针滚轮（633）停止工作后，两个切割模组（63）和抓取机械臂（5）同时向后移动，使小包装中药饮片袋的结构破坏。

2.根据权利要求1所述的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，其特征在于，药剂仓（2）包括：

仓室（21）；

三个调节侧板（22），分别设在仓室（21）的第一侧面、第二侧面和第三侧面上；以及

排出口（23），设在仓室（21）的第四侧面上；

其中，调节侧板（22）与相邻侧面之间的间隙可调整。

3.根据权利要求2所述的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，其特征在于，排出口（23）上设有闸板（24），闸板（24）配置为调整排出口（23）的高度。

4.根据权利要求1所述的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，其特征在于，抓取机械臂（5）包括：

作业平台（51），设在移动小车（3）上；

横向线性移动模组（52），设在作业平台（51）上；以及

柔性挂钩（53），设在横向线性移动模组（52）的工作端上，柔性挂钩（53）的工作端配置为伸入到小包装中药饮片袋上的孔内。

5.根据权利要求4所述的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，其特征在于，柔性挂钩（53）包括：

导向块（531），设在横向线性移动模组（52）的工作端上，导向块（531）上设有导向通道（532）；

导丝（533），第一端伸入到导向通道（532）内；以及

辅助线性移动模组（534），设在导向块（531）或者横向线性移动模组（52）的工作端上并与导丝（533）的第二端连接。

6.根据权利要求1所述的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，其特征在于，固定模组（62）包括：

水平移动器（621），设在分割平台（61）上；

电动压紧杆（622），设在水平移动器（621）上；以及

测距传感器（623），设在水平移动器（621）或者电动压紧杆（622）上；

其中，电动压紧杆（622）配置为根据测距传感器（623）的反馈向靠近分割平台（61）的方向移动。

7.根据权利要求6所述的基于智能面单处理的小包装中药饮片调剂设备，其特征在于，电动压紧杆（622）提供至少两个压紧位置。