CN212401608U - 散状中草药自动拾取分装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种散状中草药自动拾取分装设备包括纵向往复移动的主台车和药袋架台车、药筒、药袋架、水平转盘及其转轴和旋转驱动装置、拨料器、缓存料斗、称量料斗以及电气控制系统；药袋架台车同向设于主台车车架上，多个药筒一字排列、悬吊于主台车上方；多个药袋架一字排列、设于药袋架台车行走架上；各药筒下方分别配置有水平转盘和拨料器，缓存料斗和称量料斗上下叠加，位于水平转盘落料口与药袋架上下之间；工作时通过电气控制系统操控主台车和药袋架台车纵向往复移动，相继调整各水平转盘落料口与缓存料斗入口、称量料斗出口与药袋架上各药袋口上下位置，实现中草药自动拾取和分装。本实用新型效率高、误差小，生产及制作成本均低。

Description

散状中草药自动拾取分装设备

技术领域

本实用新型属于中草药拾取分包技术领域，特别是涉及一种散状中草药自动拾取分装设备。

背景技术

目前各大医院普遍使用的全自动拾药装置只限于拾取盒状和包装成袋状的中药制剂药，而用于拾取散装颗粒型中草药的设备国内外还没有。对于散装颗粒型中草药的拾取和分包，还一直是靠人工完成。目前人工拾取草药存在以下技术缺陷：

1、分包误差大，影响药效；人工拾药是将药方中每一种药物都用杆秤分别称量出总量，由人们按经验控制平均分发成若干小份，分份药量多少全凭肉眼估计和手指控制，误差较大，累计误差更大。一般每张药方药物用20种左右，每种药分为5～7份，每种药分发误差，按每付药为150g～200g重量计算，其单付药包误差要超20g以上，从而影响药效，延误病情，给病人造成一定的经济损失。

2、工作效率低下；人在精力充沛状态下，一张药方按拾取5～7付，用20种药物时，每一种药称量出总重量，分发成5～7份，20种药物分完再装入药袋，每一张药方若由1人操作，至少需要15分钟以上，随着人的工作时间延长，当人体力、精力下降时，取药时间则会更长。

3、拾药成本高；如一小型医院，按每天平均150张药方计算，在药方较集中情况下，拾药大概需要6人完成，每年需支付人工工资20多万元。并且伴随人工成本的逐年增长，企业的用人成本也将逐年攀升。

综上，现有人工拾取分包草药的方式，其配料效率低下，人为误差大，工人劳动强度大，企业生产成本也高。因此，研究设计一种用于散装颗粒型中草药自动拾取分包装置，以替代人工拾取中草药，达到快速、误差小、节省人工成本的目的，是本领域人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种散装颗粒型中草药自动拾取分装设备，以替代人工拾取中草药，其效率高、误差小，生产及制作成本均低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

设计一种散装颗粒型中草药自动拾取分装设备，包括纵向往复移动的主台车和药袋架台车，药筒，药袋架，水平转盘及其转轴和旋转驱动装置，拨料器，缓存料斗，称量料斗，以及电气控制系统；药袋架台车同向设于主台车车架上，所述药筒有多个，为纵向一字排列在主台车上方；所述药袋架有多个，为纵向一字排列、布设于药袋架台车的行走架上；各药筒下方分别配置有一水平转盘和拨料器，缓存料斗和称量料斗为上下叠加，并位于水平转盘落料口与药袋架上下之间；工作时，通过电气控制系统操控主台车和药袋架台车的纵向往复移动，相继调整各水平转盘的落料口与缓存料斗的入口、称量料斗的出口与药袋架上各药袋口的上下相对位置，实现中草药的自动拾取和分装。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述旋转驱动装置包括上下设置的主动摩擦盘和被动摩擦盘，竖向设置的转动主轴及其旋转驱动机构，以及升降机构；

所述旋转驱动机构为驱动电机，升降机构为电动/磁缸；驱动电机及电动/磁缸设于主台车底座内，驱动电机的动力输出端与转动主轴连接，转动主轴的另一端连接主动摩擦盘；被动摩擦盘位于水平转盘下方，并设于水平转盘所在转轴的末端；主动摩擦盘、转动主轴与驱动电机依次连接后整体安装于电动/磁缸上；

工作时，电动/磁缸带动主动摩擦盘、转动主轴及驱动电机整体垂直升降，使主动摩擦盘和被动摩擦盘相接触或脱离；在驱动电机作用下，转动主轴带动主动摩擦盘转动，并在主动摩擦盘和被动摩擦盘接触受力后，带动被动摩擦盘转动，随着主动摩擦盘和被动摩擦盘的接触或脱离，进而实现水平转盘的旋转或停止。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述主动摩擦盘、转动主轴、驱动电机及电动/磁缸构成一套。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述主台车/药袋架台车包括车架/行走架、车轮及行走驱动装置；所述主台车/药袋架台车与相应所设轨道配合实现往复移动。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述药筒下部为收料口；所述拨料器为固定设于药筒口下沿处的拨料挡板。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述药筒上设有料面检测及报警装置。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述药筒内设有拨料杆，拨料杆固定设于水平转盘所在转轴上。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述缓存料斗和称量料斗共用一个支架，并固定设于主台车车架上。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，所述称量料斗上设有称重传感器，所述缓存料斗和称量料斗的出料口分别设有电磁杆控制。

优选的，在上述的散状中草药自动拾取分装设备中，用于驱动转动主轴、主台车往复移动和药袋架台车往复移动的动力单元均为步进电机；所用电动缸为伺服电动缸；

所述电气控制系统包括人机交互界面、PLC控制器，以及与各步进电机对应电连接的步进驱动器、与伺服电动缸对应电连接的伺服控制器；各步进驱动器、伺服控制器，以及缓存料斗和称量料斗出料口上所设的电磁杆、称量料斗上所设的称重传感器以及各药筒内所设的料面检测计分别与PLC控制器电连接；人机交互界面与PLC控制器通信连接。

本实用新型的工作原理是：

由医生开出药方，每一种草药设定一个编号，编程输入电脑（指挥中心）指挥全自动行走主台车（智能机器人）到达指定中草药品种的药筒正下方，行走主台车上设置的电动/磁缸启动，将步进电机连同连接的转动主轴及主动摩擦盘整体垂直向上升起，至主动摩擦盘与被动摩擦盘紧密接触受力后，步进电机一转动，带动主动摩擦盘与被动摩擦盘，即可带动药筒下设置的水平圆转盘转动；在水平圆转盘上面堆积的散状颗粒中草药，在固定在药筒口下沿处的拨料挡板作用下，颗粒状草药缓缓从水平圆转盘正前方落下；在水平圆转盘落料正前下方设有一个缓存料斗，下设有一个称量料斗，称量料斗下设有一字排列的多个/若干药袋架，各药袋架由一台行走台车带动可以左右往复移动。当药方中某一种药物按总量分成若干份分装后，主台车上步进电机一停转，电动/磁缸垂直下落20mm左右，主台车按指令行至下一个药筒下，按上程序开始重复工作，直至药方中全部药物拾取分装完毕，由操作人员取出药袋，进入下一个药方的拾取分装。

本实用新型技术方案的有益技术效果是：

本实用新型由一台全自动台车（智能机器人）和一排多个中草药筒组成一套中草药自动拾取分装工艺设施，多个中草药筒呈一字直线排列，下方设有一道台车行走轨道。通过电气控制系统操控主台车的纵向往复移动和药袋架台车的往复移动，调整各水平转盘的落料口与缓存料斗的入口、称量料斗的出口与药袋架上各药袋口的上下相对位置，实现中草药的自动拾取和分装，以替代人工拾取中草药。相对于现有人工拾药，该设备每付药可控制误差均在1～2g，各付药总量均匀一致，可提高药效。而且工作效率大幅度提高，可代替多人工作。该设备可由1人操作，相对于现有人工成本，除了少量维修费，一次投资多年收益，设备投入资金可很快回收，生产成本低。

综上，该技术推广应用，主要解决中草药的数量误差问题，药量搭配合理，将提高药效性能，减少病人身心痛苦，减少经济损失，其经济效益、社会效益好，对中医事业发展起促进作用。

此外，自动配料技术在多个生产行业都已广泛应用，但都采用机械电气一体的结构形式，即对应每种原料都要配备一套独立的机械电气装置。而本实用新型采用一台自动化台车（智能机器人）配多台机械装置，结构配置上省去了大量电气元件及装置，总投资成本大幅下降。实际生产当中，可对每个用户多配一台备用主台车（智能机器人），一旦发生电气设备故障，可随时替换，不影响正常生产。该实用新型除了用于医院，还可用于其它多个生产行业自动化配料，应用市场广阔，为企业、社会带来很大经济效益。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型散状中草药自动拾取分装设备主视结构示意图；

图2为图1所示的侧视结构示意图（隐去药袋架、药袋架台车、缓存料斗及称量料斗等）；

图3为图1所示的俯视结构示意图；

图4为水平圆转盘及旋转驱动装置等的主视结构示意图；

图5为主动摩擦盘的结构示意图；

图6为拨料挡板相对于水平圆转盘及药筒的俯视结构示意图；

图7为电气控制部分的控制原理示意图；

图中序号：1、主台车；

1-1、主台车车架；

2、药袋架台车；

2-1、行走架；

3、药筒，4、药袋架，5、水平圆转盘，6、转轴；

7、旋转驱动装置；

7-1、主动摩擦盘；

7-1-1、转动联接圆盘，7-1-2、摩擦垫，7-1-3、磁铁；

7-2、被动摩擦盘，7-3、转动主轴，7-4、步进电机一，7-5、伺服电动缸，7-6、主轴定心滑套；

8、拨料挡板，9、缓存料斗，10、称量料斗，11、轨道，12、料面检测计，13、拨料杆，14、定心架拉杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅为本实用新型示意性的部分具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本实用新型构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参见图1-3，图中，本实用新型散状中草药自动拾取分装设备，包括包括纵向往复移动的主台车1和药袋架台车2，药筒3，药袋架4，水平圆转盘5及其转轴6和旋转驱动装置7，拨料挡板8，缓存料斗9，称量料斗10，以及电气控制系统等。

药袋架台车同向设于主台车车架1-1上，药筒有多个，图中显示为六个，纵向一字排列、通过定心架拉杆14在主台车上方。药袋架有多个，图中显示为七个，为纵向一字排列、布设于药袋架台车的行走架2-1上。各药筒下方分别配置有一水平圆转盘和拨料器，药筒下部为收料口，拨料器为固定设于药筒口下沿处的拨料挡板（参见图6）。缓存料斗和称量料斗为上下叠加，并位于水平圆转盘落料口与药袋架上下之间。

上述中，指定药筒的排列方向、主台车的往复移动方向为纵向，药袋架的布设方向跟药袋架台车的往复移动方向与主台车同向。指定水平圆转盘的正前方为落料口。此外，药筒下口部分和水平转盘衔接位周围可加个封闭罩用来收集粉尘。药筒和主台车之间设有整体支架，不管几套组合都设在这个阶梯式整体支架上。

本实施例增设缓存料斗和称量料斗的作用是，在水平圆转盘不停下料前提下，称量料斗内草药量接近设定数时，缓存料斗闭合减量，称量料斗数量达到时，缓存料斗完全闭合，称量料斗放料后闭合，缓存料斗再敞开；从而实现每付药的精准拾取与分装。水平圆转盘配合拨料器实现定向落料；各水平圆转盘共用一套旋转驱动装置，该旋转驱动装置随主台车可以往复移动，按一定顺序，相继驱动各水平圆转盘，实现中草药的自动拾取和分装。从而简化结构，制作成本低。

该设施由一台全自动台车（即智能机器人，包含主台车和药袋架台车两部分）和一排多个中草药筒，组成一套中草药自动拾取分装工艺设施，多个中草药筒呈一字直线排列，下方设有一道行走轨道。工作时，通过电气控制系统操控主台车和药袋架台车的纵向往复移动，相继调整各水平圆转盘的落料口与缓存料斗的入口、称量料斗的出口与药袋架上各药袋口的上下相对位置，实现中草药的自动拾取和分装。

实施例2

参见图4-5，图中，本实施例与实施例1结构相似，图中相同编号代表意义相同，其区别在于：本实施例中，旋转驱动装置7包括上下设置的主动摩擦盘7-1和被动摩擦盘7-2，竖向设置的转动主轴7-3及其旋转驱动机构，以及升降机构。

旋转驱动机构为用于驱动的步进电机一7-4，升降机构为伺服电动缸7-5。驱动电机及电动/磁缸设于主台车底座内，驱动电机的动力输出端与转动主轴连接，转动主轴的另一端连接主动摩擦盘。被动摩擦盘位于水平圆转盘下方，并设于水平圆转盘所在转轴的末端。主动摩擦盘、转动主轴与驱动电机依次连接后整体安装于电动/磁缸上。

主动摩擦盘、转动主轴、驱动电机及电动/磁缸构成一套。工作时，电动/磁缸带动主动摩擦盘、转动主轴及驱动电机整体垂直升降，使主动摩擦盘和被动摩擦盘相接触或脱离；在驱动电机作用下，转动主轴带动主动摩擦盘转动，并在主动摩擦盘和被动摩擦盘接触受力后，带动被动摩擦盘转动，随着主动摩擦盘和被动摩擦盘的接触或脱离，进而实现水平圆转盘的旋转或停止。

进一步的，主动摩擦盘7-1可以包括转动联接圆盘7-1-1、摩擦垫7-1-2及磁铁7-1-3。其中摩擦垫连接于转动联接圆盘顶部，磁铁设于转动联接圆盘顶部正中心。转动主轴通过主轴定心滑套7-6转动支撑在主台车车架1-1上。

实施例3

参见图1-3，图中，本实施例与实施例2结构相似，图中相同编号代表意义相同，其区别在于：本实施例中，主台车1/药袋架台车2包括车架1-1/行走架2-1、车轮及行走驱动装置。主台车/药袋架台车与相应所设轨道11配合实现往复移动。药筒上设有料面检测计12。药筒内设有拨料杆13，拨料杆固定设于水平圆转盘所在转轴上。缓存料斗和称量料斗共用一个支架，并固定设于主台车车架上。称量料斗上设有称重传感器（图中未示出），缓存料斗和称量料斗的出料口分别设有电磁杆控制（图中未示出）。

本实施例增设料面检测及报警装置，及时检测料面并报警，以免药筒内中草药不足，而影响生产；或者药筒内中草药已落完，而设备空转耗能。增设拨料杆的作用是，中草药基本是纤维成分物，比重小且差别大，在较小容量的药筒中容易棚架，下落不均，甚至一点不下，为解决正常下料，故而在水平圆转盘主轴上设置拨料杆。缓存料斗和称量料斗共用一个支架，固定在智能机器人主台车上，结构相对简单、紧凑，制作成本低。

实施例4

参见图7，图中，本实施例与实施例3结构相似，图中相同编号代表意义相同，其区别在于：本实施例中，用于驱动转动主轴、主台车往复移动和药袋架台车往复移动的动力单元均为步进电机，且分别为步进电机一、步进电机二、步进电机三。

电气控制系统包括人机交互界面、PLC控制器，以及与各步进电机对应电连接的步进驱动器、与伺服电动缸对应电连接的伺服控制器。各步进驱动器、伺服控制器，以及缓存料斗和称量料斗出料口上所设的电磁杆、称量料斗上所设的称重传感器以及各药筒内所设的料面检测计分别与PLC控制器电连接。人机交互界面与PLC控制器通信连接。

具体工作过程大致如下：

参见图1-7，比如当医生开出的药方为7付时，一字排列的药筒下设置的全自动主台车（智能机器人），按药方中中草药编号序列行至序号1药筒下，主台车上设置的伺服电动缸启动，将步进电机一连同连接的转动主轴及主动摩擦盘整体向上升起20mm左右，至主动摩擦盘与被动摩擦盘紧密接触，并在磁铁吸力作用下受力，启动主台车底座上设置的步进电机一，带动主动摩擦盘与被动摩擦盘，即可带动药斗下底设置的水平圆转盘转动；自然堆积在水平圆转盘上的散状颗粒草药，在固定在料筒下沿口和水平圆转盘之间空间的拨料挡板作用下，草药从水平圆转盘正前方边沿落下，药方中每一种草药按7付的总量在水平圆转盘上连续下落，此时缓存料斗为敞开状，称量料斗下口为封闭状，药物落入由称重传感器控制的称量料斗，当药物重量接近每付设定数量时，在水平圆转盘不停的工作状况下，直动电磁杆将缓存料斗闭合，称量料斗下口打开，将草药落入下方设置的行走式药袋架台车的第一个药袋内后再闭合，同时药袋架台车前移一个药袋架位置，同时缓存料斗打开呈敞开状，草药落入称量料斗，从缓存料斗、称量料斗、药袋架前移一位置形成往复循环，直至药方中第一种草药总量按7付药的量分别分装完毕；最后一付药量控制由步进电机减速完成。电动/磁缸下落20mm左右，主动摩擦盘和被动摩擦盘分离，全自动主台车（智能机器人）运行到下一种草药筒正下方，开始按上一种运行方式工作，直至将药方中各种草药按量分装到药方中付数为止，由操作人员将药包从药袋架中取出，按指令进入下一个药方的自动拾取分装。

中草药房使用草药种类，根据专科和综合医疗规模大小不相同，少则100种左右，多则200种左右，为降低设施投资，草药房设置长度可尽量放长，草药筒可按药理配伍方子一字排列到30个左右，该排药筒下方配一台全自动台车（智能机器人），设有一道行走轨道，该三部分为一套设施。医院可按自己用药量配置所需套数，为避免因电器故障影响运行，每个用户可多配一台全自动台车（智能机器人）备用，有故障时随时替换工作。

从草药药方要求数量准确方面，为减少各单种药量误差，要求药房进购草药粒度根据不同比重控制在10mm以下，以降低数量误差，此项由药房和药材供货方协商解决。

本说明书中各个实施例采用递进的方式进行描述，每个实施例重点说明的是与其它实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分相互参照即可。

对所公开实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多处修改对本领域技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离实用新型的精神或范围的前提下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不限制于本文所显示的这些实施例，而是要符合与本文公开原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：包括纵向往复移动的主台车和药袋架台车，药筒，药袋架，水平转盘及其转轴和旋转驱动装置，拨料器，缓存料斗，称量料斗，以及电气控制系统；药袋架台车同向设于主台车车架上，所述药筒有多个，为纵向一字排列在主台车上方；所述药袋架有多个，为纵向一字排列、布设于药袋架台车的行走架上；各药筒下方分别配置有一水平转盘和拨料器，缓存料斗和称量料斗为上下叠加，并位于水平转盘落料口与药袋架上下之间；工作时，通过电气控制系统操控主台车和药袋架台车的纵向往复移动，相继调整各水平转盘的落料口与缓存料斗的入口、称量料斗的出口与药袋架上各药袋口的上下相对位置，实现中草药的自动拾取和分装。

2.根据权利要求1所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述旋转驱动装置包括上下设置的主动摩擦盘和被动摩擦盘，竖向设置的转动主轴及其旋转驱动机构，以及升降机构；

所述旋转驱动机构为驱动电机，升降机构为电动/磁缸；驱动电机及电动/磁缸设于主台车底座内，驱动电机的动力输出端与转动主轴连接，转动主轴的另一端连接主动摩擦盘；被动摩擦盘位于水平转盘下方，并设于水平转盘所在转轴的末端；主动摩擦盘、转动主轴与驱动电机依次连接后整体安装于电动/磁缸上；

工作时，电动/磁缸带动主动摩擦盘、转动主轴及驱动电机整体垂直升降，使主动摩擦盘和被动摩擦盘相接触或脱离；在驱动电机作用下，转动主轴带动主动摩擦盘转动，并在主动摩擦盘和被动摩擦盘接触受力后，带动被动摩擦盘转动，随着主动摩擦盘和被动摩擦盘的接触或脱离，进而实现水平转盘的旋转或停止。

3.根据权利要求2所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述主动摩擦盘、转动主轴、驱动电机及电动/磁缸构成一套。

4.根据权利要求1所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述主台车/药袋架台车包括车架/行走架、车轮及行走驱动装置；所述主台车/药袋架台车与相应所设轨道配合实现往复移动。

5.根据权利要求1所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述药筒下部为收料口；所述拨料器为固定设于药筒口下沿处的拨料挡板。

6.根据权利要求1所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述药筒上设有料面检测及报警装置。

7.根据权利要求1所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述药筒内设有拨料杆，拨料杆固定设于水平转盘所在转轴上。

8.根据权利要求1所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述缓存料斗和称量料斗共用一个支架，并固定设于主台车车架上。

9.根据权利要求1所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：所述称量料斗上设有称重传感器，所述缓存料斗和称量料斗的出料口分别设有电磁杆控制。

10.根据权利要求2所述的散状中草药自动拾取分装设备，其特征是：用于驱动转动主轴、主台车往复移动和药袋架台车往复移动的动力单元均为步进电机；所用电动缸为伺服电动缸；

所述电气控制系统包括人机交互界面、PLC控制器，以及与各步进电机对应电连接的步进驱动器、与伺服电动缸对应电连接的伺服控制器；各步进驱动器、伺服控制器，以及缓存料斗和称量料斗出料口上所设的电磁杆、称量料斗上所设的称重传感器以及各药筒内所设的料面检测计分别与PLC控制器电连接；人机交互界面与PLC控制器通信连接。

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