一种具有自锁功能的可GPS定位的便携式智能药盒的制作方法

本发明属于医疗用品技术领域，具体涉及一种具有自锁功能的可GPS定位的便携式智能药盒。

背景技术：

目前国内市场，针对一般的服药依从性问题还没有有效的解决方法，美国作为发达国家的典范，在针对长期服药人群（尤其是老年人和长期慢性病人）进行了近30年的系统研究，发现每年因为服药问题导致2900亿美元（2009年报告）损失，接近每年医疗开支的13%，针对这一问题的解决方案时有推出，但是至今也未有时效性进展。中国的快速发展显示，这一问题的挑战日益严峻，人口老龄化及慢性病人激增，其中患有三种以上慢性病的60周岁以上老人人数已超1亿人（慢性病人已达3亿人），据2014年人社部数据显示由于住院费用高昂，此人群占用了近70%的医保支出（约合人民币5600亿元），究其原因是服药依从率低下导致住院率高升，因此从服药依从性监督到健康服务领域尤其凸显了我们亟须针对这一问题提出有效的解决方案。根据相关研究数据表明，准时且规范服药可大幅降低慢性病的发病率，从而进一步降低这部分人群的住院率，为社保的截流及家庭医疗陪护支出创造巨大的降幅空间。

同时在医疗卫生领域，患有精神类型疾病的健康维护已经成为当前中国在卫生健康系统的重要解决目标。智能药盒项目在科研领域内已展开以精神病症领域的服药治疗和状态监督及其信息化管理系统的研发协作，通过对服药人群的个性化智能化指导、监督，并与社区医站以及医院的信息系统相结合，创建医疗实时服务体系，通过个人与家庭医生或医院远程信息传输，实时咨询，及时确诊。智能药盒项目所搭建的个人医疗监督服务平台，加强推广效益以及信息化系统的建设，打破传统医疗壁垒，建立新型个人健康医疗系统。智能药盒的引入，将在精神医疗卫生行业产生一场深刻变革。根据国外研究数据表明一年内不规则服药的患者发病率为77%，而按时服药患者发病率可降低到自然发病率的3%，发病率降低了足足26倍，如果都可按时按量服药，医生缺口将会得到很大的缓解，以每次住院家庭支出费用近2万元计，对于一年中多次住院的患者家庭来说，规则服药可以为家庭省下很大一笔医疗陪护开支。以往对此类人群的服药依从性确认往往利用数药片或是瓶盖开盖计数的方式来进行，但是此类方法准确性不高，不能精准掌握每顿的服用时间，也无法控制患者每顿药的服用种类和服用量，容易导致漏服、错服及多服现象，更威胁到服药人群的人生安全。

智能药盒在传染病防控领域内也有巨大的需求，如结核病（90%以上为肺结核），全国约有5.5亿病毒携带者，每年会有100万人病发，需要接受6个月治疗，如果6个月中100%按时服药，治愈率可达97%，如果有90%的服药准时率，治愈率会大幅下降到40%，当不规则服药产生耐药性后，必须进行为期近2年的强化治疗（6个月针剂，3个月强化药剂以及12个月的药剂治疗），不仅治疗周期长，而且死亡率高达37%~83%，治疗费用上升近百倍。初发时的不规则服药导致治疗周期呈倍增长，医疗费用呈百倍增长，结合病诊疗费用全部由国家负担，据2014年统计数据表明，国家对于结合病的防治支出已高达66亿美金（约合人民币400亿元）。对首次发病患者国际上采用3个月面对面服药的方式进行（即前三个月的治疗须每天到机构取药并当面服下），然而中国由于地域广，人口基数庞大，在执行方面存在一系列困难，所以只采用电话回访的形式对患者进行服药监督，这种方式在漏服方面没有对患者实现精确的监控，治疗效果不佳，而智能药盒的导入可以实现远程精准监控和指导。

目前，市场上已有一些智能药盒出现，虽能解决漏服问题，但是多服、错服的问题没有解决，存在结构复杂、精度差、不能自锁、数据不能实时交互、无法GPS定位、电机力输出不稳定、仓盖易误开、待机时间短、不易携带、提醒功能单一、智能化程度低的问题。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提供了一种结构简单、设计合理、具有自锁功能、数据能够实时交互、可通过GPS定位、精度高、电机力输出稳定、仓盖不易误开、待机时间长、使用方便、易于携带、提醒功能多样、智能化程度高、具有防多服、错服、漏服功能的具有自锁功能的可GPS定位的便携式智能药盒。

为实现发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有自锁功能的可GPS定位的便携式智能药盒，包括盒体，所述盒体包括顶盖、底盖和固定板，所述顶盖与底盖卡扣连接，所述顶盖内嵌设有显示屏，所述盒体卡接按键，所述盒体内设有PCB电路板和电池，所述PCB电路板固定在顶盖上，所述电池与PCB电路板连接，所述盒体内设有药仓和大齿轮，所述药仓与大齿轮连接，所述药仓包括空心柱，所述空心柱连接大齿轮，所述空心柱的轴心与大齿轮的轴心重合，所述顶盖内连有与大齿轮、空心柱配套的固定转轴，所述固定转轴穿过大齿轮后插入到空心柱内，所述固定板开设有矩形通孔和圆形通孔，所述电池嵌入所述矩形通孔内，所述药仓置于配套的圆形通孔内，所述圆形通孔的侧壁设有出药口，所述出药口对应处设有出药盖，所述出药盖与所述药仓贴合，所述出药盖通过出药盖转轴固定在盒体内，所述出药盖通过绕出药盖转轴旋转使药仓开启或关闭，所述盒体内设有红外监测器，用于对出药的前中后三个药仓的空仓情况进行检测，所述盒体内还设有步进电机、蜗杆和二阶蜗轮，所述二阶蜗轮包括第一阶蜗轮和第二阶齿轮，所述步进电机连接蜗杆，所述蜗杆与第一阶蜗轮啮合连接，所述第二阶齿轮与大齿轮啮合连接，蜗杆与二阶蜗轮结构可以保证在步进电机断电时能够自锁，卡住药仓，使药仓不能正向和逆向转动，原理是药仓在有正向或逆向转动趋势时，蜗杆受到与步进电机转轴方向呈平行的力，因为步进电机位置固定不可移动，所以可以防止药仓正向或逆向旋转，这种结构不需要步进电机一直处于通电状态来保持药仓静止，可以大幅延长药盒电池的待机时间，从3天一充电变为6个月一充电。

优选为，所述第一阶蜗轮的蜗轮半径大于第二阶齿轮的齿轮半径，通过蜗杆与二阶蜗轮结构形成的减速比，使步进电机传动到药仓的力可以放大200倍以上，同时也使大齿轮的转动精度提升了200倍以上，力的放大实现了即使选用小功率马达也能提供较大的动力并保持稳定输出，减少了材料成本，同时大齿轮精度的提升也保证了药仓出药的准确性。

优选为，所述第一阶蜗轮的蜗轮半径与第二阶齿轮的齿轮半径相等，便于计算确定大齿轮和药仓所处位置。

优选为，所述第一阶蜗轮的蜗轮半径小于第二阶齿轮的齿轮半径，这样蜗杆只需要较少的转动就能使药仓到达指定位置。

优选为，所述第一阶蜗轮与第二阶齿轮一体成型，所述第二阶齿轮为直齿齿轮。

优选为，所述空心柱顶端设有双弧形槽道，所述底盖上设有凸块，所述凸块可紧贴双弧形槽道滑动，底盖闭合时，所述凸块下缘与空心柱上缘贴合，所述凸块形状为带有圆角的矩形，所述凸块厚度略小于双弧形槽道深度，所述双弧形槽道与凸块对位时，底盖可打开，所述双弧形槽道转过一定角度，与凸块错位时，凸块与双弧形槽道弧形部分相抵，使底盖锁止无法打开，避免了使用者在服药期间与药物的不必要接触，防止出现将药仓内药物全部服下的风险。

优选为，所述出药盖内设有出药盖磁铁，所述出药盖磁铁对应处设有出药盖霍尔开关，所述出药盖霍尔开关与PCB电路板连接，在出药盖关闭时，出药盖霍尔开关与出药盖磁铁距离最近，接受出药盖磁铁磁场，此时定义为常开状态或常闭状态，当出药盖打开时，磁场消失，此时出药盖霍尔开关为闭合状态或断开状态，PCB电路板将会接收到出药盖霍尔开关的电信号，判定为出药盖打开，此后，PCB电路板给步进电机信号按照出药时间给出此时间段的药物，上述出药盖霍尔开关检测出药主要有以下三个优点：第一点是出药盖霍尔开关的断开闭合是通过磁场强度的变化来实现，不需要物理开孔及其他破坏盒体的结构调整；第二点是用监测出药盖是否被打开来判定取药的方式较监测按键的判定方式更为精确，因为打开出药盖是带有意识性的取药行为，而按动按键存在多种情况，有可能是误按，也有可能按下按键后并未取药；第三点是出药盖霍尔开关可监测不服药时间段的出药盖打开行为，如果此时间段内多次打开出药盖，可通过无效开盖行为记录分析来预警患者的精神状态。

优选为，所述底盖上固定有磁铁容纳仓，所述磁铁容纳仓内设有药仓磁铁，所述药仓磁铁对应处设有药仓霍尔开关，所述药仓霍尔开关与PCB电路板连接，用于检测填药行为，包括记录填药次数和每次填药时间，也可作为防暴力破坏的监测结构，因为在服药期间，底盖是通过机械结构被锁住的，无法通过正常力将盖子打开，如果药盒底盖被强行打开，此时药仓磁铁会随底盖被打开而远离药仓霍尔开关，当药仓霍尔开关失去药仓磁铁的磁场时就会发出电信号，此信号出现在服药期间时即药仓内药物未服完前，可以判定药盒被暴力破坏，此时药盒会通过自带网络对第三方如：家属、医生，第三方机构等发出警报。

优选为，所述盒体内设有GPS模块，所述GPS模块贴片于PCB电路板上，所述GPS模块可通过SIM通信模块实现开启和关闭，所述GPS模块在开启状态下可读取智能药盒当前的物理位置，所述GPS模块可设定多种模式读取智能药盒位置信息，包括只在需要时开启或者可以设定每日需开启次数和开启时间，解决了GPS模块长期待机时的耗电问题，增加了智能药盒的待机时间，同时可实现丢失病人找回，确认病人每日活动轨迹的功能。

优选为，所述盒体内设有SIM通信模块，所述SIM通信模块包括SIM封装芯片和SIM卡槽，所述SIM封装芯片和SIM卡槽均贴片于PCB电路板上，所述SIM卡槽内装有SIM卡，所述SIM卡用于实现智能药盒与云端、智能终端间数据的实时交互、储存，以及激活和关闭GPS模块的定位功能。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种结构简单、设计合理、具有自锁功能、数据能够实时交互、可通过GPS定位、精度高、电机力输出稳定、仓盖不易误开、待机时间长、使用方便、易于携带、提醒功能多样、智能化程度高、具有防多服、错服、漏服功能的具有自锁功能的可GPS定位的便携式智能药盒。

1、本发明通过步进电机、蜗杆与二阶蜗轮结构的紧密配合，使本智能药盒具有自锁功能，保证在步进电机断电时可以使药仓不能正向和逆向转动，本发明具有精度高、电机力输出稳定、待机间长、电机选型成本低的优点；

2、本发明通过步进电机、蜗杆与二阶蜗轮结构的紧密配合，实现了一个机构对多餐药物的精准管控，省去了大量监测用传感器及锁止机构，保证功能稳定运行的同时降低了药盒的整体成本；

3、本发明通过步进电机、蜗杆与二阶蜗轮结构的紧密配合，实现了防止药物多服与错服的功能；

4、本发明通过双弧形槽道与凸块的设定，实现了服药过程中药盒底盖的物理锁止功能，防止服药者与药仓内药物的不必要接触，进一步增强了本智能药盒的安全性；

5、本发明通过出药盖磁铁与出药盖霍尔开关的设定，实现了取药时间、取药行为方式数据的记录功能，保证准确、准时出药的同时，还可以根据所记录的取药行为方式的数据提前判断并预警患者的精神状态；

6、本发明通过药仓磁铁与药仓霍尔开关的设定，实现了服药过程中对药盒暴力破坏的监测功能，提高了药盒使用的安全性；

7、本发明通过GPS模块的设定，实现了走丢病人找回、活动轨迹确认等功能，可及时预警病人的活动异常，为病人的人身安全监测提供了保障；

8、本发明通过SIM通信模块的设定，实现了药盒与云端、智能终端间数据的实时交互、储存，以及激活和关闭GPS模块定位的功能，增强了服药监管的实时性；

9、本发明通过SIM通信模块实时驱动GPS模块运行的设定，解决了GPS模块长期待机时的高耗电问题，只在需要时进行短暂开启，延长了药盒的待机时间；

10、本发明的智能药盒易随身携带，本体拥有声音、光源、振动提醒，还可同时设定服药者的手机端提醒；

11、本发明对漏服、错服、多服行为的全程防呆与智能远程提醒功能，可大幅提升服药依从率，对患慢性病的老年人，需服药监督的医疗细分领域及流行病防控领域都能发挥巨大的作用，对医保及各项国家经费支出的节流起到积极的推动作用。

附图说明

图1是本发明的爆炸图；

图2是本发明另一角度的爆炸图；

图3是图2中A处的局部放大示意图。

以上附图中：1、顶盖；2、底盖；3、固定板；4、显示屏；5、按键；6、PCB电路板；7、药仓；8、大齿轮；9、空心柱；10、固定转轴；11、矩形通孔；12、圆形通孔；13、出药口；14、出药盖；15、步进电机；16、蜗杆；17、二阶蜗轮；18、第一阶蜗轮；19、第二阶齿轮；20、双弧形槽道；21、凸块；22、出药盖磁铁；23、出药盖霍尔开关；24、磁铁容纳仓；25、药仓霍尔开关；26、SIM卡槽。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种具有自锁功能的可GPS定位的便携式智能药盒，包括盒体，所述盒体包括顶盖1、底盖2和固定板3，所述顶盖1与底盖2卡扣连接，所述顶盖1内嵌设有显示屏4，所述盒体卡接按键5，所述盒体内设有PCB电路板6和电池，所述PCB电路板6固定在顶盖1上，所述电池与PCB电路板6连接，所述盒体内设有药仓7和大齿轮8，所述药仓7与大齿轮8连接，所述药仓7包括空心柱9，所述空心柱9连接大齿轮8，所述空心柱9的轴心与大齿轮8的轴心重合，所述顶盖1内连有与大齿轮8、空心柱9配套的固定转轴10，所述固定转轴10穿过大齿轮8后插入到空心柱9内，所述固定板3开设有矩形通孔11和圆形通孔12，所述电池嵌入所述矩形通孔11内，所述药仓7置于配套的圆形通孔12内，所述圆形通孔12的侧壁设有出药口13，所述出药口13对应处设有出药盖14，所述出药盖14与所述药仓7贴合，所述出药盖14通过出药盖转轴固定在盒体内，所述出药盖14通过绕出药盖转轴旋转使药仓7开启或关闭，所述盒体内设有红外监测器，用于对出药的前中后三个药仓7的空仓情况进行检测，所述盒体内还设有步进电机15、蜗杆16和二阶蜗轮17，所述二阶蜗轮17包括第一阶蜗轮18和第二阶齿轮19，所述步进电机15连接蜗杆16，所述蜗杆16与第一阶蜗轮18啮合连接，所述第二阶齿轮19与大齿轮8啮合连接，蜗杆16与二阶蜗轮17结构可以保证在步进电机15断电时能够自锁，卡住药仓7，使药仓7不能正向和逆向转动，原理是药仓7在有正向或逆向转动趋势时，蜗杆16受到与步进电机转轴方向呈平行的力，因为步进电机15位置固定不可移动，所以可以防止药仓7正向或逆向旋转，这种结构不需要步进电机15一直处于通电状态来保持药仓7静止，可以大幅延长药盒电池的待机时间，从3天一充电变为6个月一充电。

此外，所述第一阶蜗轮18与第二阶齿轮19一体成型，所述第二阶齿轮19为直齿齿轮。

此外，所述空心柱9顶端设有双弧形槽道20，所述底盖2上设有凸块21，所述凸块21可紧贴双弧形槽道20滑动，底盖2闭合时，所述凸块下缘与空心柱上缘贴合，所述凸块21形状为带有圆角的矩形，所述凸块21厚度略小于双弧形槽道20深度，所述双弧形槽道20与凸块21对位时，底盖2可打开，所述双弧形槽道20转过一定角度，与凸块21错位时，凸块21与双弧形槽道20弧形部分相抵，使底盖2锁止无法打开，避免了使用者在服药期间与药物的不必要接触，防止出现将药仓内药物全部服下的风险。

此外，所述出药盖14内设有出药盖磁铁22，所述出药盖磁铁22对应处设有出药盖霍尔开关23，所述出药盖霍尔开关23与PCB电路板6连接，在出药盖14关闭时，出药盖霍尔开关23与出药盖磁铁22距离最近，接受出药盖磁铁22磁场，此时定义为常开状态或常闭状态，当出药盖14打开时，磁场消失，此时出药盖霍尔开关23为闭合状态或断开状态，PCB电路板6将会接收到出药盖霍尔开关23的电信号，判定为出药盖14打开，此后，PCB电路板6给步进电机15信号按照出药时间给出此时间段的药物，上述出药盖霍尔开关23检测出药主要有以下三个优点：第一点是出药盖霍尔开关23的断开闭合是通过磁场强度的变化来实现，不需要物理开孔及其他破坏盒体的结构调整；第二点是用监测出药盖14是否被打开来判定取药的方式较监测按键的判定方式更为精确，因为打开出药盖14是带有意识性的取药行为，而按动按键存在多种情况，有可能是误按，也有可能按下按键后并未取药；第三点是出药盖霍尔开关23可监测不服药时间段的出药盖14打开行为，如果此时间段内多次打开出药盖14，可通过无效开盖行为记录分析来预警患者的精神状态。

此外，所述底盖2上固定有磁铁容纳仓24，所述磁铁容纳仓24内设有药仓磁铁，所述药仓磁铁对应处设有药仓霍尔开关25，所述药仓霍尔开关25与PCB电路板6连接，用于检测填药行为，包括记录填药次数和每次填药时间，也可作为防暴力破坏的监测结构，因为在服药期间，底盖2是通过机械结构被锁住的，无法通过正常力将盖子打开，如果药盒底盖2被强行打开，此时药仓磁铁会随底盖2被打开而远离药仓霍尔开关25，当药仓霍尔开关25失去药仓磁铁的磁场时就会发出电信号，此信号出现在服药期间时即药仓内药物未服完前，可以判定药盒被暴力破坏，此时药盒会通过自带网络对第三方如：家属、医生，第三方机构等发出警报。

此外，所述盒体内设有GPS模块，所述GPS模块贴片于PCB电路板6上，所述GPS模块可通过SIM通信模块实现开启和关闭，所述GPS模块在开启状态下可读取智能药盒当前的物理位置，所述GPS模块可设定多种模式读取智能药盒位置信息，包括只在需要时开启或者可以设定每日需开启次数和开启时间，解决了GPS模块长期待机时的耗电问题，增加了智能药盒的待机时间，同时可实现丢失病人找回，确认病人每日活动轨迹的功能。

此外，所述盒体内设有SIM通信模块，所述SIM通信模块包括SIM封装芯片和SIM卡槽26，所述SIM封装芯片和SIM卡槽26均贴片于PCB电路板6上，所述SIM卡槽26内装有SIM卡，所述SIM卡用于实现智能药盒与云端、智能终端间数据的实时交互、储存，以及激活和关闭GPS模块的定位功能。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于具体限定了所述第一阶蜗轮18的蜗轮半径大于第二阶齿轮19的齿轮半径，通过蜗杆16与二阶蜗轮17结构形成的减速比，使步进电机15传动到药仓7的力可以放大200倍以上，同时也使大齿轮8的转动精度提升了200倍以上，力的放大实现了即使选用小功率马达也能提供较大的动力并保持稳定输出，减少了材料成本，同时大齿轮8精度的提升也保证了药仓7出药的准确性，其余部分相同。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于具体限定了所述第一阶蜗轮18的蜗轮半径与第二阶齿轮19的齿轮半径相等，便于计算确定大齿轮8和药仓7所处位置，其余部分相同。

实施例4

本实施例与实施例1不同之处在于具体限定了所述第一阶蜗轮18的蜗轮半径小于第二阶齿轮19的齿轮半径，这样蜗杆16只需要较少的转动就能使药仓7到达指定位置，其余部分相同。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。