药片自动存取和配药装置的制作方法

文档序号:12385090阅读:286来源:国知局
药片自动存取和配药装置的制作方法

本发明属于自动化设备技术领域,涉及一种自动取药和配药装置,特别是指一种药片自动存取和配药装置。



背景技术:

在当前各级医院正迅速朝向现代化管理迈进的进程中,如何实现病人吃药、取药自动化成为摆在我们面前亟待解决的课题。

在我国,不管是在家庭还是医院都主要遵循传统的工作模式,以人工取药为主,属于简单的“取药治病”模式,在医院中,每天生病需要拿药的患者很多,面对大量的患者取药,医院药房几乎总是人手不够,忙不过来,医院药房处取药的患者总是排起长队进行拿药,耗费大量的时间,取药工作效率低下,患者的感受很不好;

在家庭中,对于患者特别是老年人而言,何时吃药,吃多少药,经常有些病人因为要记这些琐事而头疼,并且经常忘记吃药,导致病情不能很好的治疗,因此针对这种现象,需要一种药品存取服务装置,只要将病人要吃的药物放在装置里,并设定一个时间点和出药数量,到设定时间后该服务装置取药手爪就会取药和出药,并提醒病人按时吃药。现在并没有这样一种可以自动配药、取药,且能提醒吃药的装置。



技术实现要素:

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种药片自动存取和配药装置,解决了现有技术中存在的人工取药容易出错问题,同时具有提醒自理能力较差的老人和病人按时准确服药的功能。该装置不仅可以在家庭中使用,而且可以在病房或者医院配药中心使用,实现对同种病人的药物的集中搭配,它能大大减轻配药师的工作负担,解放人力劳动,提高医疗效率,可大大提升医院病房形象和患者服务水平,更能赢得患者的满意。

为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:

药片自动存取和配药装置,包括底板,所述底板上设置X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构,所述Z向移动机构通过连接件与取药手爪连接,所述取药手爪下部与固定于底板上的药品盒配合,所述药品盒内放置有药片板,所述取药手爪底部带有凸出端,X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构相互配合带动取药手爪在XYZ方向内移动,取药手爪将药片板的药片挤出,完成取药。

所述药品盒内设置有多个药品格,药片板放置于药品格内,所述药品格下部对应设置有滑药部。

所述药品格上下均开口,药品格上部支撑药片板。

所述滑药部包括设置于药品格下部的滑药板,所述滑药板延伸至药品盒外部且与围板连接,围板连接于药品盒侧壁上。

所述滑药板倾斜设置,滑药板与围板的连接处位置最低。

所述X向移动机构固定于底板上,X向移动机构上部与Y向移动机构连接,所述Y向移动机构侧部与Z向移动机构连接。

所述X向移动机构包括X向丝杠,所述X向丝杠上配合设置X向滑块,所述X向滑块上部与Y向移动机构固定连接;X向丝杠与X向动力装置连接,X向动力装置与控制器连接。

所述Y向移动机构包括与X向移动机构固定连接的Y向支撑板,所述Y向支撑板上支撑Y向动力装置,Y向动力装置与Y向丝杠连接,Y向丝杠上配合设置Y向滑块,所述Y向滑块侧部与Z向移动机构固定连接,Y向动力装置与控制器连接。

所述Y向支撑板下部还与X向辅助支撑机构连接,所述X向辅助支撑机构包括X向光杠,X向光杠上配合设置X向光杠滑块,X向光杠滑块顶部与Y向支撑板固定连接。

所述Z向移动机构包括与Y向移动机构固定连接的Z向支撑板,所述Z向支撑板上固定Z向动力装置,Z向动力装置与Z向丝杠连接,Z向丝杠上配合设置Z向滑块,所述Z向滑块侧部与连接件固定连接,Z向动力装置与控制器连接。

所述Z向支撑板侧部还与Y向辅助支撑机构连接,Y向辅助支撑机构包括与Z向支撑板固定连接的辅助支撑板,所述辅助支撑板下部与Y向光杠滑块连接,Y向光杠滑块配合设置于Y向光杠上。

优选的,所述辅助支撑板和Z向支撑板之间设置加强支撑板,所述加强支撑板下部与Y向移动机构连接。

所述药品盒侧部设置有定时报警器,定时报警器与控制器通信。

所述取药手爪上设置光学传感器,所述光学传感器与控制器通信。

本发明的有益效果为:

一方面,药片自动存取和配药装置功能的实现需要直线运动,本发明的移动机构均采用滚珠丝杠螺母副,而滚珠丝杠螺母副是将回转运动转化为直线运动或将直线运动转化为回转运动的机构,并且能够实现利用脉冲来和控制机构的进给,更容易达到自动化的效果。不仅如此,滚珠丝杠副还有以下优点:

1、动力更省,驱动力矩仅为滑动丝杠的1/3,具有较高的运动效率,可以更加省电。

2、高精度的保证,滚珠丝杠副都是由高水平的机械设备连贯生产出来的,制作精度更高。

3、微进给可能,滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。

4、无侧隙、刚性高,滚珠丝杠副可以加预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性。

5、高速进给,滚珠丝杠副由于运动效率高、发热小,所以可实现高速进给运动。

6、丝杠的精度很高,滚珠丝杠的往返精度可以小于0.1mm,能够准确定位取药手爪的位置,实现对药片位置和数量的准确判断,满足设计的要求,从而实现预期功能。

另一方面,在装置整体装配方案上做了全面的考虑,能够最大限度的节省空间,可以更加紧凑,便于移动装置的位置,在病房或者医院配药中心使用,实现对同种病人的药物的集中搭配,它能大大减轻配药师的工作负担。

动力装置通过传动单元将运动传递至滚珠丝杠,在丝杠的转动作用下使滑块随之做平移运动,从而可将步进电机的转动转化为取药手爪的XYZ三个方向的进给运动,取药手爪在不同的药物格中取出不同的药品,放入药品盒的抽屉里,以备病人吃药,在设定好的时间点,该药片自动存取和配药装置的取药手爪就会取药和出药,并通过报警装置提醒病人吃药。

附图说明

图1为本发明整体结构的轴侧图。

图2为X向移动机构结构图。

图3为X向光杠辅助支撑部件结构图。

图4为药品盒部件结构图。

图中,1、底板,2、X向步进电机,3、X向联轴器,4、X向丝杠支撑座,5、X向支撑板,6、Y向步进电机,7、Y向支撑板,8、X向丝杠支撑座,9、Y向联轴器,10、Y向光杠,11、Y向光杠支撑座,12、Y向丝杠支撑座,13、辅助支撑板,14、支撑三角铁,15、Z向支撑板,16、Z向步进电机,17、Y向丝杠支撑座,18、Y向滚珠丝杠,19、Z向联轴器,20、Z向丝杠支撑座,21、Z向滚珠丝杠,22、Z向滑块,23、双头螺栓,24、取药手爪,25、药片板,26、X向滑块,27、X向滚珠丝杠,28、X向光杠滑块,29、X向光杠,30、滑药板,31、药品格,32、药品盒,33、定时报警装置,34、围板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图4所示,一种药片自动存取和配药装置,包括:底板1、X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构、多个光杠支撑座、多个滑块、药品盒32和动力装置;本实施例中,X向移动机构固定于底板1上,X向移动机构上部与Y向移动机构连接,Y向移动机构侧部与Z向移动机构连接,Z向移动机构通过双头螺栓23(即连接件)与取药手爪24连接。

底板1,用来放置整个设备各部件零件的安装和支撑;

X向支撑板5、Y向支撑板7、Z向支撑板15,分别用于X向丝杠支撑座4、X向丝杠支撑座8,Y向丝杠支撑座12、Y向丝杠支撑座17,Z向丝杠支撑座20,以及X向滚珠丝杠27、Y向滚珠丝杠18、Z向滚珠丝杠21的安装,分别利用X向滚珠丝杠27、Y向滚珠丝杠18、Z向滚珠丝杠21来实现取药手爪24的X、Y、Z向进给;

多个滚珠丝杠支撑座,X向丝杠支撑座4、X向丝杠支撑座8,Y向丝杠支撑座12、Y向丝杠支撑座17,Z向丝杠支撑座20,用于实现三个方向滚珠丝杠的支撑;

多个光杠支撑座,用于光杠的安装,X向光杠支撑座用于X向光杠29的安装,Y向光杠支撑座11,用于Y向光杠10的安装,来实现对工作台的辅助支撑;

多个滑块,X向滑块26、Z向滑块22,用于放置不同进给方向的支撑板;

药品盒32,具有一个滑药板30,用于放置取出的药物,有多个药品格31,用于放置不同的药片板25;动力装置,包括步进电机、与电机相连的传动单元,各个方向的传动单元与各个方向的滚珠丝杠连接。

如图2所示,本实施例中X向移动机构包括X向滚珠丝杠27,X向滚珠丝杠27与X向滑块26相连,X向滚珠丝杠27与X向联轴器3配合,X向联轴器3与X向步进电机2(即X向动力装置)相连,将X向滚珠丝杠27的转动转化为X向滑块26的X向平动,Y向支撑板7与X向滑块26连接,进而带动Y向支撑板7X向平动。X向步进电机2、X向联轴器3、X向滚珠丝杠27等均设置于X向支撑板5上,X向滚珠丝杠27两端通过X向丝杠支撑座4、X向丝杠支撑座8支撑。Y向移动机构、Z向移动机构采用与图2中X向移动机构类似的结构。

本实施例中,Y向移动机构包括Y向支撑板7,Y向联轴器9与Y向步进电机6(即Y向动力装置)相连,Y向滚珠丝杠18与Y向联轴器9配合,Y向滑块与Y向滚珠丝杠18相连,将Y向滚珠丝杠18的转动转化为Y向滑块的Y向平动,Z向支撑板15与Y向滑块连接,进而带动Z向支撑板15Y向平动。Y向步进电机6、Y向联轴器9、Y向滚珠丝杠18等均设置于Y向支撑板7上,Y向滚珠丝杠18两端通过Y向丝杠支撑座12、Y向丝杠支撑座17支撑。如图3所示,Y向支撑板7下部还与X向辅助支撑机构连接,X向辅助支撑机构包括X向光杠29,X向光杠29上配合设置X向光杠滑块28,X向光杠滑块28顶部与Y向支撑板7固定连接。

本实施例中,Z向移动机构包括Z向支撑板15,Z向联轴器19与Z向步进电机16(即Z向动力装置)相连,Z向滚珠丝杠21与Z向联轴器19配合,Z向滑块22与Z向滚珠丝杠21相连,将Z向滚珠丝杠21的转动转化为Z向滑块22的Z向平动。Z向步进电机16、Z向联轴器19、Z向滚珠丝杠21等均设置于Z向支撑板15上,Z向滚珠丝杠21两端通过Z向丝杠支撑座20支撑。Z向支撑板15侧部还与Y向辅助支撑机构连接,Y向辅助支撑机构包括与Z向支撑板15固定连接的辅助支撑板13,辅助支撑板13下部与Y向光杠滑块连接,Y向光杠滑块配合设置于Y向光杠上。辅助支撑板13和Z向支撑板15之间设置加强支撑板(即支撑三角铁14),支撑三角铁14下部可与Y向移动机构的Y向滑块连接。Y向辅助支撑机构采用如图3中X向辅助支撑机构类似的结构。

本实施例中,Z向滑块22通过双头螺栓23连接取药手爪24,取药手爪24下部与固定于底板上的药品盒32配合,Z向滑块22带动取药手爪24上下移动,取药手爪24底部带有凸出端,本实施例中在取药手爪底部设置尖端,通过取药手爪24的压力来实现药片的自动存取。

X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构也可以采用液压元件或气动元件等其他可以往复直线运动的机构。

本实施例中,药品盒32连接有定时报警装置33,定时报警装置33与控制装置通信,控制装置还与X向步进电机2、Y向步进电机6、Z向步进电机16通信,通过控制各电机的脉冲量,控制运行和停止。

X向支撑板5、Y向支撑板7、Z向支撑板15,采用铝合金材料,不生锈;结构上设计一定高度的台阶,并且在支撑板的纵向有一定大小的尺寸变化,这样能排除进给过程中零件间的干涉,同时也可以最大限度的节省装配空间;在四个角处开有四个通孔,用于安装螺栓与底板1固定;在与电机连接的位置设有螺纹孔,用于电机的固定;在支撑板对应位置上开有通孔,用于安装丝杠和支撑座。

各丝杠支撑座和光杠支撑座,由于设备载荷不大,同样采用铝合金材料,设备零件大部分采用铝合金可以减小整个设备的重量,方便调整和移动;支撑座的基底具有足够的支撑面积,来实现对丝杠和光杠的稳定支撑;两支撑之间的距离也经过精确的计算,具有一定的进给距离,能够实现设定好的所有位置的进给。

各丝杠滑块和光杠滑块,选择与支撑板相同的材料,更有利于两个零件的连接;滑块的侧面有四个螺纹孔,用于连接丝杠螺母和滑块;同时在滑块的上表面有四个螺纹孔,用于安装螺栓,实现与另一个进给方向上的支撑板固定连接,这样就实现了将回转运动转化为直线运动。丝杠滑块和光杠滑块有一定的不同,丝杠滑块用来承担大部分的载荷,光杠滑块主要是提供辅助的导向和支撑作用。

Z向支撑板15还通过支撑三角铁14和辅助支撑板13连接,支撑三角铁14,主要是用来对Z向支撑板15进行支撑和连接。为了增加它的刚性,采用不锈钢材料,在三角铁适当的位置焊接几条筋板;三角铁的加工比较简单,且安装和更换容易,并且能达到在Z向上的进给稳定性和准确性。

药品盒32,采用塑料注塑成型,轻便且容易实现。设置有不同距离的间隔条,形成药品格31,可以根据实际需要调节间隔条的间距,对不同大小的药板进行支撑,同时设有不同的网格空间,可以实现多种药品的同时放置,一次性完成一副药的配置,提高设备的自动化水平,以提高医院的配药效率。药品格31可以是对药片板25进行支撑,也可以是设置卡槽将药片板卡住。

滑药板30,同样采用塑料注塑成型,设置在药品盒32间隔条的下方,用来承接取下的药丸;滑药板30延伸至药品盒32外部且与围板34连接,围板34连接于药品盒32侧壁上,滑药板30具有一定的斜度,取下的药丸从斜坡滑下,将所有取下的药丸聚集在一起,进行下一步的存储和包装。

在控制装置中,可在取药手爪上设置光学传感器,利用光栅对取药手爪位置进行检测,并利用反馈后的结果对位置进行精确定位;动力单元,采用步进电机,通过控制脉冲量来实现对进给量大小的控制。

本发明工作过程如下:

本药片自动存取和配药装置的工作原理就是利用单片机编程,通过发出脉冲数以及频率的不同控制电机的转动,使装置在XYZ方向各移动不同的距离,在指定位置将药片取出,并且可以选择所取药片的数量,进而完成既定的工作要求。

使用时,使用人员将治疗的药片板25放到药品盒32中,由定时报警装置33设定好时间和出药数量,到设定好的时间设备自动工作,X向步进电机2、Y向步进电机6、Z向步进电机16同时启动,由X向步进电机2带动X向滚珠丝杠27,转化为X向滑块26的X向平动,从而带动与之连接的Y向支撑板7,来实现取药手爪24的X向定位;由Y向步进电机6带动Y向滚珠丝杠18,转化为Y向滑块的Y向平动,从而带动与之连接的Z向支撑板15,来实现取药手爪24的Y向定位;由Z向步进电机16带动Z向滚珠丝杠21,转化为Z向滑块22的Z向平动,从而带动与之连接的取药手爪24,来实现取药手爪24的Z向定位;从而利用三个不同方向的步进电机实现了装置的定位,利用取药手爪24向下的压力,把药片从药片板25中挤出,药片落在滑药板30中,报警装置33可以提醒使用人员便可以把要取出,按时服用。这种办法不仅能减轻一些人力的负担,而且能很好的提高病人疾病的治疗效果。这会给病人尤其老年人带来很大方便,简化老年人行动次数,满足患者的日常需求。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

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