专利名称：一种用于瓶装液体药品可见异物检测的抓瓶机械手的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种瓶装液体内的可见异物在线视觉检测装置的抓瓶机械手，尤其涉
及一种小容量瓶装液体内的可见异物在线视觉检测装置的抓瓶机械手。
背景技术：
目前，在我国广泛使用的注射针剂、口服液、滴眼液等通常采用玻璃瓶或塑料瓶的 形式灌装，这些产品在生产过程中由于过滤不佳、容器清洗不佳、封装时碰撞等原因，有可 能使液体中存在玻璃屑、悬浮物、毛发等可见异物，为了检测灌装后的液体中是否混入可见 异物，需要对每一瓶药品进行可见异物检测。针对液体药品，我国药典自1985年起对此类 药品的检测即规定进行澄明度检测和不溶性微粒检查，对药品内的异物和微粒进行严格控 制。《中国药典》2005年版将原"澄明度检查细则和判断标准"修订为"可见异物检查法"， 可见异物是指存在于注射剂、滴眼剂中，在规定条件下目视可以观测到的不溶性物质，其粒 径或长度通常大于50um。可见异物检查法有灯检法和光散射法，一般为了保证在线实时检 测常采用灯检法。随着《药品生产质量管理规范》(Good Manufacture Practice,GMP)认证 的推广，我国医药生产装备和检测设备自动化和智能化水平得到了很大的提高，出现了用 于药品可见异物检测的全自动灯检机，中国发明专利"小容量注射液或口服液异物自动检 查机"(专利申请号200810032132. 7，公开号CN101368916A)公开了一种可检测小容量安 瓿或口服液中所含杂质的方法和装置，该检测方法是利用驱动装置驱动匀速前进的瓶体加 速自转达到设定速度，然后快速制动，拍摄检测液体的图像并进行分析，当出现异常时产生 剔除信号，利用该方法设计的检测装置包括机架、进瓶装置、出瓶装置、检测中心转盘、检测 装置、分析控制模块等。其中检测中心转盘包括多个药瓶夹持装置和相应多个可对每个夹 持装置进行制动的刹车装置，该药品夹持装置包括支撑底座和顶部压头，顶部压头通过滑 动杆及其压簧和升降装置连接，以达到压紧药瓶的目的；当瓶体压紧并到达旋瓶位置时，旋 转装置的旋转电机高速转动并带动瓶体的支撑底座；当瓶体进入图像拍摄区后，刹车装置 制动瓶体的支撑底座，使药品停止旋转。但是，由于该瓶体夹持装置由两部分组成，当瓶体 运动时极有可能会出现碎瓶现象，而且旋转装置仅仅带动夹瓶装置的一部分运动，当瓶体 高速旋转时，回转中心线有可能晃动，导致瓶体内的液体产生大量气泡，该气泡的存在将大 大降低检测质量和增加误检率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种药瓶不会破碎，药品在旋转过程中不会产
生气泡从而不会影响检测结果的用于瓶装液体药品可见异物检测的抓瓶机械手。 为了解决上述技术问题，本发明提供的用于瓶装液体药品可见异物检测的抓瓶机
械手，旋转臂的上部和中部分别通过第一轴承和第二轴承安装在轴承座上，所述的轴承座
通过定位板固定安装在旋转平台上，所述的旋转臂上端固定连接有导筒和定位端垫，下端
固定连接有夹持部件，所述的导筒的上部侧壁设置有定向与动平衡配重块，至少2个定向滚轮周向均匀分布在所述的导筒的上部侧壁上；所述的夹持部件设有夹持筒，所述的夹持
筒的下端部设有静臂，所述的夹持筒内同轴向设有可在其上转动的夹臂轴，所述的夹臂轴
的下端设有动臂，所述的动臂侧面设置有定位销，所述的动臂、定位销和静臂配合能夹紧药
瓶，所述的夹臂轴上端固定设有U型块，所述的U型块的端部设有滚轮，扭簧套装在所述的
夹臂轴上， 一端固定于所述的夹臂轴上，另一端固定在所述的夹持部件上。 所述的第一轴承为第一深沟球轴承，所述的第二轴承为第二深沟球轴承，所述的
滚轮为第三深沟球轴承。 本发明具有如下优点 1、结构简单、检测质量高。 一般的瓶装夹持装置由于其结构设计复杂，容易导致瓶
体在旋转时出现偏心和左右摆动，导致瓶体内的液体产生大量气泡，该气泡的存在将大大
降低检测质量和增加误检率。本发明采用一体式抓瓶结构，能对现有安瓿、西林瓶等多种圆
柱型瓶装液体夹持旋转检测，适用性广。本发明还对机械手配置了动平衡元件，从而保证了
瓶体旋转时的稳定性，杜绝了液体气泡的产生，图像检测精度可达20um。 2、安全可靠。现有的夹持装置设计为自上而下的两部分结构，本发明的瓶体抓取
旋转装置采用了 一体式结构，在保证瓶体旋转平稳性的同时，不会造成瓶体偏心导致爆瓶。
图1是本发明抓瓶机械手的结构示意图；
图2是沿图1中C-C线剖示图；
图3是沿图1中B-B线剖示图；
图4是沿图1中A-A线剖示图。
具体实施例方式以下将结合图和具体实施过程对本发明做进一步详细说明 如图1、图2、图3和图4所示，旋转臂17的上部和中部分别通过第一深沟球轴承 9和第二深沟球轴承14安装在轴承座10上，在旋转臂17上设有B型轴用弹性挡圈15，轴 承座10通过定位板13采用内六角圆柱头螺钉11和平垫圈12固定安装在旋转平台29 ;旋 转臂17的上端通过平键3固定连接有导筒5，定位端垫1通过内六角圆柱头螺钉2连接到 旋转臂17的顶端，旋转臂17的下端固定连接有夹持部件30，导筒5的上部侧壁通过第一 圆柱销6固定连接有定向与动平衡配重块4， 3个定向滚轮7分别通过第二圆柱销8周向均 匀分布在导筒5的侧壁上并分别绕第二圆柱销8转动；夹持部件30设有夹持筒31，夹持筒 31的下端部设有静臂26，夹持筒31内通过复合轴承24同轴向设有可在其上转动的夹臂轴 16，夹臂轴16的下端设有动臂25，动臂25侧面设置有定位销27，动臂25、定位销27和静臂 26配合夹紧瓶体28，夹臂轴16上端通过第三圆柱销20固定设有U型块18，U型块18的端 部通过第四圆柱销21设有第三深沟球轴承19，扭簧22套装在夹臂轴16上，一端固定在夹 臂轴16，另一端通过第五圆柱销23固定安装在夹持部件30。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明的工作过程 瓶装液体药品的可见异物检测装置的工作原理是利用夹瓶机械手抓瓶-旋 转_急停_跟踪拍摄多帧产品图像的原理检测瓶装液体中是否含有可见异物，根据图像检测机构的处理结果对产品进行分类。具体工作过程是夹瓶机械手从进瓶装置处夹持一个 被测瓶体绕回转工作台中心轴线以合理的速度匀速回转直至该被测瓶体经过搓瓶装置、制 动装置、跟踪拍摄装置到达出瓶装置；搓瓶装置驱动瓶体绕自身轴线匀加速度旋转，直至转 速达到设定值，并驱动瓶体保持该设定转速继续匀速旋转；制动装置在很短时间内对旋转 瓶体进行快速制动，并通过高亮度LED红色点光源从瓶体底部向瓶体发射可见光，同时，在 制动装置动作后，由固定在工作台上的一台摄像机从瓶体侧面对瓶体进行多次拍照；然后 将多幅图像送至图像处理系统，通过多幅图像的相互比较和图像处理检测液体内是否含有 异物；当检测结果表明液体内含有异物时，控制系统给出剔除信号并触发剔除机构；当检 测结果表明液体内没有异物时，剔除机构不动作，被测瓶体送入到合格产品传送带。
本发明的瓶体夹持机械手在瓶装液体药品的可见异物检测装置中的作用是将瓶 体夹持并带其从进瓶装置开始，完成加速、制动、拍照，并到达出瓶装置，具有的工作过程如 下 1、抓瓶过程当抓瓶机械手出现在进瓶装置处时，设置的顶块机械装置推动机械 手上的U型块18， U型块18的动作带动机械手中的夹臂轴16转动，当夹臂轴16转动到一 定位置时，动臂25完全打开，瓶体进入夹持筒31内。 2、夹持过程当瓶体进入夹持筒31内后，夹持机械手上的U型块18脱离顶块机械 装置，从而夹臂轴16在扭簧22的反作用力下恢复到抓瓶前的状态，此时瓶体被牢牢紧固在 夹持筒31内。由于机械手的静臂26和动臂25模具设计合理及扭簧22的作用，可以完全 保证瓶体28在夹持过程中，受到的压力大小合适、均匀，从而保证了不会碎瓶。
3、高速旋转过程当机械手夹持住瓶体28后，机械手绕回转工作台中心轴线以合 理的速度匀速回转直至该被测瓶体到达搓瓶装置，此时，搓瓶装置作用于定位端垫1带动 机械手进行摩擦加速，瓶体28绕自身轴线旋转，直至转速达到设定值，并驱动瓶体28保持 该设定转速继续匀速旋转。 4、制动和图像检测过程当机械手完成高速旋转后，机械手进入制动区域，制动装 置在很短时间内作用于定位端垫1对旋转瓶体28进行快速制动，并通过高亮度LED红色点 光源从瓶体28底部向瓶体发射可见光，同时，在制动装置动作后，由固定在工作台上的一 台摄像机从瓶体侧面对瓶体28进行多次拍照；然后将多幅图像送至图像处理系统，通过多 幅图像的相互比较和图像处理检测液体内是否含有异物；当检测结果表明液体内含有异物 时，控制系统给出剔除信号并触发剔除机构；当检测结果表明液体内没有异物时，剔除机构 不动作，被测瓶体送入到合格产品传送带。 5、出瓶过程当机械手夹持瓶体完成检测过程后，机械手进入到出瓶区域，出瓶区 有两个出瓶工位， 一个是合格品出瓶， 一个是次品剔除出瓶，根据上述图像检测结果，两个 出瓶工位分别触发相应的机电装置以顶开机械手上的U型块18，U型块18的动作带动机械 手中的夹臂轴16转动，当夹臂轴16转动到一定位置时，动臂25完全打开，瓶体28进入合 格品传送带或次品传送带。
权利要求
一种用于瓶装液体药品可见异物检测的抓瓶机械手，其特征在于旋转臂(17)的上部和中部分别通过第一轴承和第二轴承安装在轴承座(10)上，所述的轴承座(10)通过定位板(13)固定安装在旋转平台(29)上，所述的旋转臂(17)的上端固定连接有导筒(5)和定位端垫(1)，下端固定连接有夹持部件(30)，所述的导筒(5)的上部侧壁设置有定向与动平衡配重块(4)，至少2个定向滚轮(7)周向均匀分布在所述的导筒(5)的侧壁上；所述的夹持部件(30)设有夹持筒(31)，所述的夹持筒(31)的下端部设有静臂(26)，所述的夹持筒(31)内同轴向设有可在其上转动的夹臂轴(16)，所述的夹臂轴(16)的下端设有动臂(25)，所述的动臂(25)侧面设置有定位销(27)，所述的动臂(25)、定位销(27)和静臂(26)配合夹紧药瓶，所述的夹臂轴(16)上端固定设有U型块(18)，所述的U型块(18)的端部设有滚轮，在所述的夹臂轴(16)上设有与所述的夹持部件(30)配合回位的扭簧(22)。
2. 根据权利要求1所述的用于瓶装液体药品可见异物检测的抓瓶机械手，其特征在 于所述的第一轴承为第一深沟球轴承(9)，所述的第二轴承为第二深沟球轴承(14)，所述 的滚轮为第三深沟球轴承(19)。
全文摘要
本发明公开了一种用于瓶装液体药品可见异物检测的抓瓶机械手，包括从上至下依次设置的导筒与定向部件、旋转部件；导筒与定向部件包括导筒、定向滚轮、定向与动平衡配重块；导筒的上端设置有定位端垫；导筒的侧壁设置有定向与动平衡配重块、定向滚轮；旋转部件包括旋转臂、夹持部件，旋转臂的上端与导筒连接，旋转臂的下端与夹持部件相连；夹持部件包括夹持筒、动臂、静臂、夹臂动力部件；动臂通过夹臂轴连接到夹臂动力部件；旋转部件通过旋转臂和导筒与定位部件连接并可绕其转动。本装置适用于现有小容量瓶装液体药品的可见异物检测，具有结构简单、检测效果好、安全可靠等优点，适用范围广泛。
文档编号B25J9/08GK101704245SQ20091031070
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者侯备, 周博文, 张辉, 毛建旭, 王耀南, 葛继, 马波 申请人:湖南大学