一种安瓿瓶自动配药系统和方法与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种安瓿瓶自动配药系统和方法。

背景技术：

目前，大多数医院的药物配置均由护士在配药房内完成，其操作流程如下：配药前，操作人员准备好待配药品及药具(安瓿瓶，西林瓶，输液袋，注射器等)；检查相关药品及药具信息；开启药品容器(安瓿瓶，西林瓶，输液袋，注射器等)；接触部位的消毒(主要针对安瓿瓶，西林瓶，输液袋)；人工采用注射器进行药品抽吸；把药品注射进输液袋或输液瓶；填写记录卡并将已配输液袋放入输液袋存放篮。

上述人工配药过程，存在如下问题：由于配药操作环境细菌、尘土含量普遍偏高，因此在开启药瓶及抽吸药物时，容易对药品及药具造成污染，从而发生输液反应，对病人造成危害。当配制有毒的肿瘤治疗药物时，开启药瓶及抽吸药物时，药物可经开启的针孔、针头、液体瓶口等，使药液微粒逸出，形成肉眼看不见的、有毒性的微粒气雾，通过皮肤接触、呼吸道吸入等途径进入配药护士的人体，进而造成人身损害。

发明专利申请CN 103006436 A公开了一种自动配药机器人系统及方法，用于配制静脉输液用药液，但是存在配药时间长且配药效率低下的问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一至少在于，针对上述现有技术存在的问题，提供一种安瓿瓶自动配药系统和方法，能够有效地缩短配药时间，提高配药效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种安瓿瓶自动配药系统，包括支架、显示器、以及控制模块，第一丝杆、第二丝杆平行设置在支架上，注液部件可移动地设置在第一丝杆上，夹持部件可移动地设置在第二丝杆上，切瓶部件、喷嘴和断瓶部件分别设置在第二丝杆的上方，固定连接在支架上，回收部件设置在第二丝杆下方；

所述系统的各个部件用于通过以下步骤进行安瓿瓶自动配药：

步骤1：通过显示器上的人机交互界面设置本次配药所需要注入安瓿瓶数量，启动系统初始化，控制模块根据预设的系统初始化参数，控制各个可以活动的部件位于初始位置；

步骤2：将安瓿瓶放置在夹持部件上，通过显示器上的人机交互界面设置开始配药，通过夹持部件上的压力传感器获取安瓿瓶规格参数；

步骤3：控制模块根据安瓿瓶规格参数，控制夹持电机，从T0时刻开始，以第一转速和与安瓿瓶规格参数对应的第一步长，驱动夹持部件中的左夹爪和右夹爪夹紧安瓿瓶；

步骤4：控制模块控制第二丝杆电机，从T1时刻开始，以第一转速和第二步长，驱动夹持部件带动被夹紧的安瓿瓶沿着第二丝杆从接近支架正面的初始位置移动至切瓶工位；

步骤5：控制模块控制第二丝杆电机，从T2时刻开始，以第二转速和第三步长，驱动夹持部件带动被夹紧的安瓿瓶通过切瓶部件中相对设置的两个切割件构成的切瓶区域，在安瓿瓶瓶颈形成两条相对的划痕；

步骤6：控制模块控制第二丝杆电机，从T3时刻开始，以第一转速和第四步长，驱动夹持部件带动被夹紧的安瓿瓶沿着第二丝杆从远离支架正面的方向移动至断瓶工位，在移动的过程中，当经过设置在支架上的喷嘴时，控制模块控制喷嘴依次对安瓿瓶瓶颈喷射消毒液和吹气；

步骤7：控制模块根据安瓿瓶规格参数，控制推瓶电机，从T4时刻开始，以第三转速和与安瓿瓶规格参数对应的第五步长，驱动断瓶部件上的推杆冲击安瓿瓶的瓶头，使其从安瓿瓶分离，落入回收部件；

步骤8：控制模块控制第二丝杆电机，从T5时刻开始，以第一转速和第六步长，驱动夹持部件带动被夹紧的安瓿瓶沿着第二丝杆从远离支架正面的方向移动至抽吸工位；

步骤9：从T0时刻开始，将一次性抽吸结构件安装在注液部件上；其中，包括将抽吸腔体中的活塞与往复运动机构连接，抽吸腔体固定在注液部件的支撑件上且与第一导管和第二导管连通；第一导管的一端与液袋针连接，第二导管的另一端与安瓿瓶针连接，第一导管和第二导管分别经过第一夹紧件和第二夹紧件固定在注液部件上，第一夹紧件和第二夹紧件初始保持放松状态；安瓿瓶针固定在升降机构的一端，液袋针与固定在注液部件上的液袋连通；

步骤10：控制模块控制第一丝杆电机，从T6时刻开始，以第三转速和第七步长，驱动注液部件沿着第一丝杆从远离支架正面的方向移动至抽吸工位；

步骤11：控制模块控制注液部件上的升降机构中的升降电机，从T7时刻开始，以第一转速和第八步长，驱动安瓿瓶针下降至与安瓿瓶的瓶底接触；

步骤12：从T8时刻开始，控制模块根据安瓿瓶规格参数和抽吸腔体量程，控制往复运动机构中的往复运动电机，以第一转速、第九步长、以及第一复位步长，驱动抽吸腔体中的活塞往复运动，将安瓿瓶中的体液通过第一导管抽吸至抽吸腔体内；

步骤13：从T9时刻开始，控制模块控制第一夹紧件，将第一导管夹紧，阻断安瓿瓶与抽吸腔体的连通；控制第二夹紧件，将第二导管放松，使液袋与抽吸腔体的连通；控制模块根据抽吸腔体量程，控制往复运动机构中的往复运动电机，以第一转速和与抽吸腔体量程对应的第十步长，驱动抽吸腔体中的活塞下支架的底面方向运动，将抽吸腔体中的体液通过第二导管注入液袋中；

步骤14：控制模块控制注液部件上的升降机构中的升降电机，从T10时刻开始，以第一转速和第八步长，驱动安瓿瓶针上升至与安瓿瓶的瓶口脱离；

步骤15：控制模块控制第一丝杆电机，从T11时刻开始，以第二转速和第七步长，驱动注液部件沿着第一丝杆移动至接近支架正面的初始位置；

步骤16：在T12时刻，注液部件到达初始位置，控制模块将已注入的安瓿瓶数量加一，当已注入的安瓿瓶数量等于本次配药所需要注入安瓿瓶数量时，通过显示器上的人机交互界面提示本次配药完成的信息。

优选地，当已注入的安瓿瓶数量小于本次配药所需要注入安瓿瓶数量时，所述系统还用于执行以下步骤：

步骤17：控制模块控制第二丝杆电机，从T11时刻开始，以第一转速和第十一步长，驱动夹持部件带动被夹紧的安瓿瓶沿着第二丝杆从靠近支架正面的方向移动至回收部件的上方；

步骤18：从T13时刻开始，控制夹持电机，以第一转速和第一步长，驱动夹持部件中的左夹爪和右夹爪放开安瓿瓶，使其落入回收部件中；

步骤19：控制模块控制第二丝杆电机，从T14时刻开始，以第二转速和地十二步长，驱动夹持部件沿着第二丝杆移动至接近支架正面的初始位置；夹持部件到达初始位置后，通过显示器上的人机交互界面提示放入下一个安瓿瓶。

优选地，上述系统还包括与控制模块连接的声/光提示装置，用于提示本次安瓿瓶自动配药完成或者放入下一个安瓿瓶。

优选地，上述系统还包括设置在夹持部件上的光线传感器，用于检测安瓿瓶中的液体剩余量，当剩余量大于预设阈值时，控制模块控制往复运动机构中的往复运动电机，重复步骤12。

优选地，上述第二转速小于第一转速。

优选地，上述第三转速小于第一转速且大于或等于第二转速。

优选地，上述第七步长等于第二步长、第三步长、第四步长、以及第六步长之和。

优选地，上述第九步长为第一复位步长的整数倍。

优选地，当将一次性抽吸结构件安装在注液部件上所需的时间小于T5与T0之差时，T6早于T5。

一种安瓿瓶自动配药方法，使用上述的安瓿瓶自动配药系统进行安瓿瓶自动配药。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

通过精确控制配药系统中各个配药步骤的开始时间、位移步长以及执行速度，能够在进行切瓶断瓶的过程中进行一次性抽吸结构件的安装，在回收废瓶之前提供已经完成的配药，通过合理重叠配置，缩短整个配药的时间，提高配药效率。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的安瓿瓶自动配药系统的结构示意图，其中夹持部件位于切瓶工位；

图2是本发明一实施例提供的安瓿瓶自动配药系统的结构示意图，其中省去了部分支架，注液部件位于抽吸工位；

图3是本发明一实施例提供的安瓿瓶自动配药系统中注液部件的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的安瓿瓶自动配药系统中流体连通示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～3所示，本发明一实施例公开的安瓿瓶自动配药系统，包括支架1、显示器D1、以及控制模块C1，其中：

第一丝杆11、第二丝杆12平行设置在支架1上，注液部件6可移动地设置在第一丝杆11上，夹持部件2可移动地设置在第二丝杆12上，切瓶部件3、喷嘴4和断瓶部件5分别设置在第二丝杆12的上方，固定连接在支架1上，回收部件7设置在第二丝杆12下方。显示器D1和控制模块C1可以如图1所示设置在支架1上，也可以设置在支架1之外的独立支架上。控制模块C1可以通过沿着支架凹槽设置的线缆与显示器D1、各个电机、传感器等被控器件实现有线连接，也可以通过无线通信接口与各个被控器件实现无线连接。

所述系统的各个部件用于通过以下步骤完成安瓿瓶自动配药，应当理解，这些步骤可以顺序执行、各自单独执行或者与部分步骤进行组合后并行执行：

步骤1：通过显示器D1上的人机交互界面设置本次配药所需要注入安瓿瓶数量，启动系统初始化，控制模块C1根据预设的系统初始化参数，通过第一丝杆电机M1驱动注液部件6移动至接近YZ平面(支架1的正面)的初始位置，通过第二丝杆电机M2驱动夹持部件2移动至接近YZ平面的初始位置。

步骤2：将安瓿瓶101放置在夹持部件2上，通过显示器D1上的人机交互界面设置开始配药，夹持部件2上的压力传感器S1获取安瓿瓶101的直径数据并发送给控制模块C1，控制模块C1根据直径数据，获取安瓿瓶规格参数，具体可以包括1mL、2mL、5mL、10mL、20mL五种规格。

步骤3：控制模块C1根据安瓿瓶规格参数，控制夹持电机M3，从T0时刻开始，以转速400rev/min，位移步长与安瓿瓶规格参数对应(例如，分别为2350、2150、1800、1600、1300步)，驱动夹持部件2中的左夹爪和右夹爪夹紧安瓿瓶101。

步骤4：控制模块C1控制第二丝杆电机M2，从T1时刻开始，以转速为400rev/min，位移为3550步，驱动夹持部件2带动被夹紧的安瓿瓶101沿着第二丝杆12从远离YZ平面的方向移动至切瓶工位。

步骤5：控制模块C1控制第二丝杆电机M2，从T2时刻开始，以转速为100rev/min，位移为300步，驱动夹持部件2带动被夹紧的安瓿瓶101通过切瓶部件3中相对设置的两个切割件构成的切瓶区域，在安瓿瓶101瓶颈形成两条相对的划痕。

步骤6：控制模块C1控制第二丝杆电机M2，从T3时刻开始，以转速为400rev/min，位移为4000步，驱动夹持部件2带动被夹紧的安瓿瓶101沿着第二丝杆12从远离YZ平面的方向移动至断瓶工位，在移动的过程中，当经过设置在支架1上的喷嘴4时，控制模块C1控制喷嘴4依次对安瓿瓶101瓶颈喷射消毒液和吹气。

步骤7：控制模块C1根据安瓿瓶规格参数，控制推瓶电机M4，从T4时刻开始，以转速300rev/min，步长分别为1450、1420、1340、1290、1340步，驱动断瓶部件5上的推杆冲击安瓿瓶101的瓶头，使其从安瓿瓶101分离，落入回收部件7，被回收部件7回收。

步骤8：控制模块C1控制第二丝杆电机M2，从T5时刻开始，以转速为400rev/min，位移为2575步，驱动夹持部件2带动被夹紧的安瓿瓶101沿着第二丝杆12从远离YZ平面的方向移动至抽吸工位(接近支架1的背面)。

步骤9：从T0时刻开始，将一次性抽吸结构件安装在注液部件6上。如图3和图4所示，具体包括，将抽吸腔体61中的活塞与往复运动机构69连接，抽吸腔体61固定在注液部件6的支撑件上且与第一导管64和第二导管65连通；第一导管64的一端与液袋针63连接，第二导管65的另一端与安瓿瓶针62连接，第一导管64和第二导管65分别经过第一夹紧件66和第二夹紧件67固定在注液部件6上，第一夹紧件66和第二夹紧件67初始保持放松状态；安瓿瓶针62固定在升降机构68的一端，液袋针63与固定在注液部件6上的液袋102连通。优选地，抽吸腔体61可以为双头针筒且与第一导管64、第二导管65、针头安瓿瓶针62、液袋针63为一体成型构件。

步骤10：控制模块C1控制第一丝杆电机M1，从T6时刻开始，以转速为400rev/min，位移为10125步，驱动注液部件6沿着第一丝杆11从远离YZ平面的方向移动至抽吸工位。其中，当第一导管64、第二导管65、安瓿瓶101针和输液袋针63等一次性结构件安装在注液部件6上所需要的时间小于T5-T0时，T6可以早于T5。由于可以在对安瓿瓶101进行切瓶、断瓶并移动至抽吸工位的过程中同时进行一次性结构件的安装，能够大幅缩短整个配药所需的时间。

步骤11：控制模块控制注液部件6上的升降机构68中的升降电机，从T7时刻开始，以转速为400rev/min，位移为525步，驱动安瓿瓶针62沿着Z轴(垂直方向)下降至与安瓿瓶101的瓶底接触。

步骤12：从T8时刻开始，控制模块控制第二夹紧件67，将第二导管65夹紧，阻断液袋102与抽吸腔体61的连通；控制模块根据安瓿瓶规格参数和抽吸腔体量程(例如，20mL、50mL等)，控制往复运动机构69中的往复运动电机，以转速400rev/min，位移分别为3000、4000、5000、6000、9000步，复位位移为500步，驱动抽吸腔体61中的活塞沿着Z轴往复运动，将安瓿瓶101中的体液通过第一导管64抽吸至抽吸腔体61内。

在优选的实施例中，通过设置在夹持部件2上的光线传感器S1，检测安瓿瓶101中的液体剩余量，当剩余量大于预设阈值时，控制模块控制往复运动机构69中的往复运动电机，重复步骤12。

步骤13：从T9时刻开始，控制模块控制第一夹紧件66，将第一导管64夹紧，阻断安瓿瓶101与抽吸腔体61的连通；控制第二夹紧件67，将第二导管65放松，使液袋102与抽吸腔体61的连通；控制模块根据抽吸腔体量程，控制往复运动机构69中的往复运动电机，以转速400rev/min，位移分别为500、1250步(分别对应量程为20mL、50mL的针筒形成的抽吸腔体)，驱动抽吸腔体61中的活塞沿着Z轴向XY平面(支架1的底面)运动，将抽吸腔体61中的体液通过第二导管65注入液袋102中。

步骤14：控制模块控制注液部件6上的升降机构68中的升降电机，从T10时刻开始，以转速为400rev/min，位移为525步，驱动安瓿瓶针62沿着Z轴上升至与安瓿瓶101的瓶口脱离。

步骤15：控制模块控制第一丝杆电机M1，从T11时刻开始，以转速为800rev/min，位移为10125步，驱动注液部件6沿着第一丝杆11移动至接近YZ平面的初始位置。

步骤16：在T12时刻，驱动注液部件6到达初始位置，控制模块C1将已注入的安瓿瓶数量加一，当已注入的安瓿瓶数量等于本次配药所需要注入安瓿瓶数量时，通过显示器D1上的人机交互界面提示本次配药完成的信息，此时即可将液袋102从注液部件6上取下，将液袋102交付使用；当已注入的安瓿瓶数量小本次配药所需要注入安瓿瓶数量时，继续执行步骤17。

步骤17：控制模块C1控制第二丝杆电机M2，从T11时刻开始，以转速为400rev/min，位移为3525步，驱动夹持部件2带动被夹紧的安瓿瓶101沿着第二丝杆12从靠近YZ平面的方向移动至回收部件7的上方。

步骤18：从T13时刻开始，控制模块C1控制夹持电机M3，以转速400rev/min，位移分别为1300、1600、1800、2150、2350步，驱动夹持部件2中的左夹爪21和右夹爪22放开安瓿瓶101，使其落入回收部件7，被回收部件7回收。

步骤19：控制模块C1控制第二丝杆电机M2，从T14时刻开始，以转速为800rev/min，位移为6600步，驱动夹持部件2沿着第二丝杆12移动至接近YZ平面的初始位置。夹持部件2到达初始位置后，通过显示器D1上的人机交互界面提示放入下一个安瓿瓶。

优选地，在步骤16或步骤19可以通过触发与控制模块C1连接的不同的声/光提示装置，来分别提示本次安瓿瓶自动配药完成或者放入下一个安瓿瓶。

在优选的实施例中，本发明还包括使用上述安瓿瓶自动配药系统进行安瓿瓶自动配药的方法。

上述实施例中，通过精确控制配药系统中各个配药步骤的开始时间、位移步长以及执行速度，能够在进行切瓶断瓶的过程中进行一次性抽吸结构件的安装，在回收废瓶之前提供已经完成的配药，通过合理重叠配置，缩短整个配药的时间，提高配药效率。

以上实施方式仅用于说明本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。