CN118305770A - 机械手及具有其的自动取药装置 - Google Patents

Abstract

一种机械手及具有其的自动取药装置，机械手包括吸盘组件、伸缩机构、检测机构和控制器，所述伸缩机构包括一级伸缩机构、二级伸缩机构、三级伸缩机构，所述三级伸缩机构包括第三固定座、齿条、固定于所述第三固定座上且与所述齿条相啮合的齿轮、与所述齿轮相啮合且穿过第三固定座的圆柱齿条；所述检测机构包括位于所述滑杆和所述圆柱齿条中的一个上的感应片及位于另一个上的感应器。伸缩机构无需额外增加驱动电机，即可进一步增加吸盘组件的伸出长度。机械手的滑杆相对圆柱齿条可滑动，通过感应片、感应器检测吸盘组件是否移动至待取物处，可避免机械手一直向待取物移动而损坏待取物，并且感应片与感应器结构简单且成本较低。

Description

机械手及具有其的自动取药装置

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，特别是一种机械手及具有该机械手的自动取药装置。

背景技术

医院药房内的药剂种类越来越多，以输液治疗中的针剂为例，就有粉剂、液体之分，药剂师靠手工取药，每天的工作量很大。目前虽有自动取药装置的文献报道，但是一方面针剂瓶多为安剖瓶，其受力后容易破碎，而现有的机械手不但抓取力度难以控制，且机械手的伸出长度是根据药盒上的药量进行估算的，并非直接检测机械手与针剂瓶安剖瓶之间的距离，当药盒内的药品数量统计出错时，可能导致机械手持续向针剂瓶移动而损坏安剖瓶，目前的自动取药装置仍然停留在文献中，而无法实际应用；另一方面，由于现有的机械手不可伸缩或可伸缩的长度较短，因此自动取药装置摆放药剂的量较少，从而影响了自动取药效率；若要达到较长的伸缩量，机械手的结构庞大，对于自动取药装置不方便。

有鉴于此，有必要提供一种改进的机械手及具有该机械手的自动取药装置，以解决上述技术问题。

发明内容

为了解决上述问题之一，本申请提出了一种机械手及具有该机械手的自动取药装置，机械手可伸缩、且能够检测伸缩长度是否合适。

为了实现上述目的，本申请提供一种机械手，包括：

用于吸取待取物的吸盘组件，所述吸盘组件包括滑杆、位于所述滑杆一端的吸盘、控制所述吸盘工作状态的充放气机构；

伸缩机构，包括一级伸缩机构、二级伸缩机构、三级伸缩机构，一级伸缩机构包括第一固定座、固定于所述第一固定座上的第一电机、固定于所述第一固定座上的第一滑轨、由所述第一电机驱动的第一带轮组、由所述第一带轮组驱动且于所述第一滑轨上滑动的第一滑块；二级伸缩机构包括与所述第一滑块相固定的第二固定座、位于所述第二固定座上的第二滑轨、滑动连接于所述第二滑轨上的第二滑块、驱动所述第二滑块相对所述第二滑轨移动的第二带轮组；三级伸缩机构包括与所述第二滑块相固定的第三固定座、固定于所述第二固定座上的齿条、固定于所述第三固定座上且与所述齿条相啮合的齿轮、与所述齿轮相啮合的圆柱齿条,所述第三固定座上具有供所述圆柱齿条穿过的通孔；其中，所述滑杆位于所述圆柱齿条内且相对于所述圆柱齿条滑动；

检测所述吸盘组件是否移动至待取物处的检测机构，所述检测机构包括位于所述滑杆和所述圆柱齿条中的一个上的感应片及位于另一个上的感应器；

与所述伸缩机构和所述检测机构均通信连接的控制器。

进一步地，所述感应器为U型光电传感器，所述感应片伸入所述U型光电传感器内或从所述U型光电传感器内脱离均可以给出两者沿预定方向发生相对移动的信号。

进一步地，所述感应器固定于所述圆柱齿条远离所述吸盘的一侧，所述感应片固定于所述滑杆上远离所述吸盘的一侧。

进一步地，所述伸缩机构还包括限位机构，所述限位机构包括固定于所述第三固定座上的限位块、固定于所述圆柱齿条上的限位片，当所述圆柱齿条相对所述第三固定座移动至所述限位片与所述限位块抵接时，所述圆柱齿条相对所述第三固定座停止滑动；所述感应片通过所述限位片固定于所述圆柱齿条上。

进一步地，所述第一带轮组包括与所述第一电机连接的第一主动轮、固定于所述第一固定座上且与所述第一主动轮间隔设置的第一从动轮、传动连接所述第一主动轮和所述第一从动轮的第一同步带，所述第一滑块与第一同步带固定连接；

所述检测机构检测到所述滑杆与所述圆柱齿条发生位移，控制器控制第一电机停止运转并解除对第一主动轮的控制，所述圆柱齿条不再继续向前移动。

进一步地，出现故障时，所述检测机构检测到所述吸盘移动至待取物后，所述控制器控制所述电机反向转动拉回所述吸盘组件；而后所述电机释放第一主动轮，所述伸缩机构可自由滑动。

进一步地，所述机械手还包括配合地设置于所述圆柱齿条、所述滑杆之间的弹簧，所述弹簧套设于所述滑杆上，且所述弹簧套一端抵接于所述圆柱齿条朝向所述吸盘的一端、另一端抵接于所述滑杆上。

进一步地，在所述圆柱齿条向吸盘方向移动时，挤压所述弹簧，所述弹簧将力传递给所述滑杆并驱动其随所述圆柱齿条移动；当所述吸盘移动至待取物后，所述滑杆不再继续向前移动，所述圆柱齿条相对所述滑杆向所述吸盘的方向移动并压缩所述弹簧使其处于压缩状态；所述检测机构检测到所述滑杆与所述圆柱齿条发生位移，控制器控制第一电机停止运转并解除对第一主动轮的控制，所述圆柱齿条不再继续向前移动，且吸盘组件向后收缩后，所述弹簧回复原状并驱使所述滑杆相对所述圆柱齿条朝向所述吸盘方向移动至原位。

进一步地，所述充放气机构包括气泵、连接所述气泵与所述吸盘的气管，所述气管穿过所述滑杆与所述吸盘连接；和/或

所述第二带轮组包括固定于所述第二固定座上的两个第二从动轮、固定于第二滑块且传动连接两个所述第二从动轮的第二同步带，所述第二同步带的部分位置处通过第二同步固定块固定于所述第一固定座上，所述第二滑块与第二同步带的另部分位置处通过第三同步固定块固定连接；和/或

所述伸缩机构还包括限位机构，所述限位机构包括固定于所述第三固定座上的限位块、固定于所述圆柱齿条上的限位片，当所述圆柱齿条相对所述第三固定座移动至所述限位片与所述限位块抵接时，所述圆柱齿条相对所述第三固定座停止滑动。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种自动取药装置，包括药架、位于所述药架上用于分类存放药品的若干药盒、以及所述机械手。

本发明的有益效果：本发明的机械手，圆柱齿条可通过所述通孔相对所述第三固定座滑动，无需额外增加驱动电机，即可进一步增加吸盘组件的伸出长度；且通过感应片、感应器检测吸盘组件是否移动至待取物处，可避免机械手一直向待取物移动而损坏待取物，并且感应片与感应器结构简单且成本较低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的机械手处于收回状态的结构示意图；

图2为图1中的机械手处于伸开状态的结构示意图；

图3为图2于另一角度的结构示意图；

图4为图1中机械手的一级延伸机构的结构示意图；

图5为图2中机械手的二级延伸机构和三级延伸机构的结构示意图；

图6为图5于另一角度的结构示意图；

图7为图6中A部分的放大图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图7所示，本发明的机械手100包括用于吸取针剂瓶等待取物的吸盘组件1、驱动所述吸盘组件1移动的伸缩机构2、检测所述吸盘组件1是否移动至待取物处的检测机构3以及控制器(未图示)。所述控制器与所述伸缩机构2和所述检测机构3通信连接，所述控制器根据所述检测机构检测到的信息及时地控制所述伸缩机构2，以避免所述吸盘组件1继续向待取物移动而损坏待取物。

所述伸缩机构2包括一级伸缩机构21、位于所述一级伸缩机构21上的二级伸缩机构22、位于所述二级伸缩机构22上的三级伸缩机构23，所述吸盘组件1安装于所述三级伸缩机构23上。

所述一级伸缩机构21包括第一固定座211、固定于所述第一固定座211上的第一电机212、固定于所述第一固定座211上的第一滑轨213、由第一电机212驱动的第一带轮组214、由所述第一带轮组214驱动并于所述第一滑轨213上滑动的第一滑块215，所述二级伸缩机构22与所述第一滑块215相固定。

具体地，所述第一带轮组214包括与所述第一电机212连接的第一主动轮2141、固定于所述第一固定座211上且与所述第一主动轮2141间隔设置的第一从动轮2142、传动连接所述第一主动轮2141和所述第一从动轮2142的第一同步带(未图示)，所述第一同步带与普通同步带结构类似，为了看清楚其他结构，附图中省略了第一同步带的结构。所述第一滑块215与第一同步带的部分位置处通过第一同步固定块216固定连接，电机正转时，所述第一同步带转动，与所述第一同步带相固定的第一同步固定块216随之移动并带动所述第一滑块215沿所述第一滑轨213移动，所述二级伸缩机构22随所述第一滑块215移动而向外伸出。

所述二级伸缩机构22包括与所述第一滑块215相固定的第二固定座221、位于所述第二固定座221上的第二滑轨222、滑动连接于所述第二滑轨222上的第二滑块223、驱动所述第二滑块223相对所述第二滑轨222移动的第二带轮组224。

所述第二带轮组224包括分别固定于所述第二固定座221、第二滑块223上的两个第二从动轮2241、传动连接两个所述第二从动轮2241的第二同步带(未图示)。所述第二同步带的部分位置处通过第二同步固定块226固定于所述第一固定座211上，所述第二滑块223与第二同步带的另部分位置处通过第三同步固定块227固定连接。当所述第二固定座221随所述第一滑块215沿所述第一滑轨213移动时，与所述第二同步固定块226相固定处的所述第二同步带固定不动，从而所述第二同步带绕所述第二从动轮2241转动，与所述第二同步带相固定的第三同步固定块227随所述第二同步带移动并带动所述第二滑块223沿所述第二滑轨222移动。

所述三级伸缩机构23包括与所述第二滑块223相固定的第三固定座231、固定于所述第二固定座221上的齿条232、固定于所述第三固定座231上且与所述齿条232相啮合的齿轮233、与所述齿轮233相啮合的圆柱齿条234，部分所述吸盘组件1位于所述圆柱齿条234内，所述第三固定座231上具有供所述圆柱齿条234穿过的通孔(未标号)。当所述第二滑块223移动时，所述齿轮233随所述第二滑块223移动并在所述齿条232啮合下转动，所述齿轮233带动所述圆柱齿条234相对所述第三固定座231移动而向外伸出。所述三级伸缩机构23通过将所述齿条232固定于所述第二固定座上、齿轮233固定于所述第三固定座231上、且所述圆柱齿条234可通过所述通孔相对所述第三固定座231滑动，无需额外增加驱动电机，即可进一步增加吸盘组件1的伸出长度。

所述伸缩机构2通过一级伸缩机构21、二级伸缩机构22和三级伸缩机构23的配合，在保持原有体积的基础上，大大增加了所述吸盘组件1的可伸长长度。

所述伸缩机构2还包括限位机构24，所述限位机构24包括固定于所述第三固定座231上的限位块241、固定于所述圆柱齿条234上的限位片242，当所述圆柱齿条234相对所述第三固定座231移动至所述限位片242与所述限位块241抵接时，所述圆柱齿条234相对所述第三固定座231停止滑动。

所述吸盘组件1包括相对所述伸缩机构滑动的滑杆11、位于所述滑杆11一端的吸盘12、控制所述吸盘12工作状态的充放气机构(未图示)，所述机械手还包括配合地设置于所述伸缩机构2和/或所述滑杆11上以使得所述伸缩机构2驱动所述吸盘组件1移动的驱动件。所述吸盘12为柔性材料制成，接触针剂瓶等待取物时，即使机械手100稍微过量地靠近待取物也不会损坏待取物。

所述驱动件为设置于所述圆柱齿条234与所述滑杆11之间的弹簧13，具体地，所述弹簧13套设于所述滑杆11上，且一端抵接于所述圆柱齿条234朝向所述吸盘12的一端、另一端抵接于所述滑杆11上。在所述圆柱齿条234向吸盘12方向移动时，挤压所述弹簧13，所述弹簧13将力传递给所述滑杆11并驱动其随所述圆柱齿条234移动；当所述吸盘12移动至针剂瓶处后，所述滑杆11不再继续向前移动，所述圆柱齿条234相对所述滑杆11向所述吸盘12的方向移动并压缩所述弹簧13使其处于压缩状态；同时所述检测机构3检测到所述滑杆11与所述圆柱齿条234发生位移，控制器控制第一电机212停止运转并解除对第一主动轮2141的控制，所述圆柱齿条234不再继续向前移动，且吸盘组件1向后收缩后，所述弹簧13回复原状并驱使所述滑杆11相对所述圆柱齿条234朝向所述吸盘12方向移动至原位。

所述充放气机构包括气泵、连接所述气泵与所述吸盘12的气管，所述气管穿过所述滑杆11与所述吸盘12连接。

所述检测机构3包括分设于所述滑杆11、所述圆柱齿条234上的感应片31、感应器32，也即：所述感应器32设置于所述滑杆11与所述圆柱齿条234其中之一上，所述感应片31设置于另一个上。所述吸盘12移动至所述针剂瓶处时，所述滑杆11不再移动，此时所述圆柱齿条234相对所述滑杆11向所述吸盘12方向移动，所述感应器32接收到信号传递给控制器，所述控制器控制所述伸缩机构2不再伸长。

本实施例中，所述感应器32为U型光电传感器，所述感应片31伸入所述U型光电传感器内或从所述U型光电传感器内脱离均可以给出两者沿预定方向发生相对移动的信号，用户可根据实际情况安装两者的相对位置，当所述滑杆11不再移动而所述圆柱齿条234相对所述滑杆11向所述吸盘12方向移动时，所述感应片31伸入所述U型光电传感器内或从所述U型光电传感器内脱离以给出信号。所述检测机构3结构简单，检测准确度高，且成本较低。

所述感应片31和所述感应器32可以相配合地设置于所述圆柱齿条234的任意一端。本实施例中，所述感应器32通过固定架固定于所述圆柱齿条234远离所述吸盘12的一侧，所述固定架与所述限位片242为同一结构件；所述感应片31固定于所述滑杆11上远离所述吸盘12的一侧，所述滑杆11随所述圆柱齿条234移动时，所述感应片31位于所述U型光电传感器内，当所述滑杆11不再移动时，所述感应片31固定不动；而所述感应片31随所述圆柱齿条234相对所述滑杆11向所述吸盘12方向移动，所述感应片31从所述U型光电传感器内脱离，所述U型光电传感器给出所述吸盘12移动至针剂瓶处的信号。

所述控制器与第一电机212、第二电机、感应器32通信连接。出现故障时，所述检测机构3检测到所述吸盘12移动至针剂瓶处后，所述控制器控制所述电机反向转动拉回所述吸盘组件1，防止所述吸盘组件1破坏针剂瓶；而后所述电机释放第一主动轮2141，所述伸缩机构2可自由滑动。

另外，为了能够稳定地抓取针剂瓶，所述机械手100还包括与所述吸盘组件1通过固定件联动的至少一个第二吸盘组件1’，所述第二吸盘组件1’包括与所述圆柱齿条234相固定的空管234’、于所述空管234’内滑动且与所述滑杆11相固定的第二滑杆11’、固定于所述第二滑杆11’上的第二吸盘12’。所述第二吸盘组件1’与所述吸盘组件1的区别仅在于：所述圆柱齿条234的外壁上具有与所述齿轮233配合的齿条，可在所述齿轮233的带动下主动移动，而所述空管234’外壁无齿条需要通过所述固定件由所述圆柱齿条234带动同步移动。

本发明还提供一种自动取药装置(未图示)，包括药架、位于所述药架上用于分类存放药品的若干药盒、以及上述机械手100。通过若干药盒分类存放针剂瓶等药品,通过机械手根据病人信息自动从所述药盒内抓取所述针剂瓶等药品，提高了工作效率，且可以避免出错。当然，所述自动取药装置还可以选择性地包括将针剂瓶等药品传输至医护人员处的传送带、药筐等结构。采用本发明的机械手100后，药盒的深度可以加深，进而可以存放较多的针剂瓶，提高工作效率；并且该机械手100可以避免损毁针剂瓶。

综上所述，本发明的机械手100的滑杆11相对伸缩机构2可滑动，通过分设于所述滑杆11、所述伸缩机构2上的感应片31、感应器32检测所述吸盘组件1是否移动至待取物处，可避免机械手100一直向外伸出而损坏待取物，并且感应片31与感应器32结构简单且成本较低。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械手，其特征在于：包括：

用于吸取待取物的吸盘组件，所述吸盘组件包括滑杆、位于所述滑杆一端的吸盘、控制所述吸盘工作状态的充放气机构；

伸缩机构，包括一级伸缩机构、二级伸缩机构、三级伸缩机构，一级伸缩机构包括第一固定座、固定于所述第一固定座上的第一电机、固定于所述第一固定座上的第一滑轨、由所述第一电机驱动的第一带轮组、由所述第一带轮组驱动且于所述第一滑轨上滑动的第一滑块；二级伸缩机构包括与所述第一滑块相固定的第二固定座、位于所述第二固定座上的第二滑轨、滑动连接于所述第二滑轨上的第二滑块、驱动所述第二滑块相对所述第二滑轨移动的第二带轮组；三级伸缩机构包括与所述第二滑块相固定的第三固定座、固定于所述第二固定座上的齿条、固定于所述第三固定座上且与所述齿条相啮合的齿轮、与所述齿轮相啮合的圆柱齿条,所述第三固定座上具有供所述圆柱齿条穿过的通孔；其中，所述滑杆位于所述圆柱齿条内且相对于所述圆柱齿条滑动；

检测所述吸盘组件是否移动至待取物处的检测机构，所述检测机构包括位于所述滑杆和所述圆柱齿条中的一个上的感应片及位于另一个上的感应器；

与所述伸缩机构和所述检测机构均通信连接的控制器。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述感应器为U型光电传感器，所述感应片伸入所述U型光电传感器内或从所述U型光电传感器内脱离均可以给出两者沿预定方向发生相对移动的信号。

3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述感应器固定于所述圆柱齿条远离所述吸盘的一侧，所述感应片固定于所述滑杆上远离所述吸盘的一侧。

4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述伸缩机构还包括限位机构，所述限位机构包括固定于所述第三固定座上的限位块、固定于所述圆柱齿条上的限位片，当所述圆柱齿条相对所述第三固定座移动至所述限位片与所述限位块抵接时，所述圆柱齿条相对所述第三固定座停止滑动；所述感应片通过所述限位片固定于所述圆柱齿条上。

5.根据权利要求3或4所述的机械手，其特征在于：所述第一带轮组包括与所述第一电机连接的第一主动轮、固定于所述第一固定座上且与所述第一主动轮间隔设置的第一从动轮、传动连接所述第一主动轮和所述第一从动轮的第一同步带，所述第一滑块与第一同步带固定连接；

所述检测机构检测到所述滑杆与所述圆柱齿条发生位移，控制器控制第一电机停止运转并解除对第一主动轮的控制，所述圆柱齿条不再继续向前移动。

6.根据权利要求3或4所述的机械手，其特征在于：出现故障时，所述检测机构检测到所述吸盘移动至待取物后，所述控制器控制所述电机反向转动拉回所述吸盘组件；而后所述电机释放第一主动轮，所述伸缩机构可自由滑动。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述机械手还包括配合地设置于所述圆柱齿条、所述滑杆之间的弹簧，所述弹簧套设于所述滑杆上，且所述弹簧套一端抵接于所述圆柱齿条朝向所述吸盘的一端、另一端抵接于所述滑杆上。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于：在所述圆柱齿条向吸盘方向移动时，挤压所述弹簧，所述弹簧将力传递给所述滑杆并驱动其随所述圆柱齿条移动；当所述吸盘移动至待取物后，所述滑杆不再继续向前移动，所述圆柱齿条相对所述滑杆向所述吸盘的方向移动并压缩所述弹簧使其处于压缩状态；所述检测机构检测到所述滑杆与所述圆柱齿条发生位移，控制器控制第一电机停止运转并解除对第一主动轮的控制，所述圆柱齿条不再继续向前移动，且吸盘组件向后收缩后，所述弹簧回复原状并驱使所述滑杆相对所述圆柱齿条朝向所述吸盘方向移动至原位。

9.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述充放气机构包括气泵、连接所述气泵与所述吸盘的气管，所述气管穿过所述滑杆与所述吸盘连接；和/或

所述第二带轮组包括固定于所述第二固定座上的两个第二从动轮、固定于第二滑块且传动连接两个所述第二从动轮的第二同步带，所述第二同步带的部分位置处通过第二同步固定块固定于所述第一固定座上，所述第二滑块与第二同步带的另部分位置处通过第三同步固定块固定连接；和/或

所述伸缩机构还包括限位机构，所述限位机构包括固定于所述第三固定座上的限位块、固定于所述圆柱齿条上的限位片，当所述圆柱齿条相对所述第三固定座移动至所述限位片与所述限位块抵接时，所述圆柱齿条相对所述第三固定座停止滑动。

10.一种自动取药装置，包括药架、位于所述药架上用于分类存放药品的若干药盒、以及权利要求1～9任意一项所述的机械手。