一种药材自动抓取系统及抓药方法与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种药材自动抓取系统及抓药方法。

背景技术：

中药主要由植物药(根、茎、叶、果)、动物药(内脏、皮、骨、器官等)和矿物药组成。因植物药占中药的大多数，所以中药也称中草药。中国各地使用的中药已达5000种左右，把各种药材相配伍而形成的方剂，更是数不胜数。中国是中草药的发源地，中国大约有12000种药用植物，这是其他国家所不具备的，在中药资源上我们占据垄断优势。古代先贤对中草药和中医药学的深入探索、研究和总结，使得中草药得到了最广泛的认同与应用，中草药作为中医预防治疗疾病所使用的独特药物，也是中医区别于其他医学的重要标志。

在通常情况下，对于中药的使用往往由中医开取药方，然后去药店抓药，回去通过煎煮后服用其药水来对患者病症进行缓解根治。但是在抓药过程中，很多医院和药店按照医生开的药方取药时依旧采用的是传统的手抓、戥秤的方式，而且大部分中药材都是分门别类的放置在不同的抽屉药盒内，分别放在储药柜内，取药人员要根据处方上的名称进行抓药，在抓药的过程中极大地增加了抓药人员的工作强度，又因为采用传统的称量方式既不能保证抓取药物的精确质量，又加大了患者等药的时间。

在抓药过程中，特别是病人往往需要若干种中药，因此人工抓药很容易将中药弄混，同时由于中药柜一般比较高，如果需要最上方的中药，人工很难抓取，并且人工抓药也存在不干净不卫生的情况，给后续的工作带来极大的不便。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种药材自动抓取系统及抓药方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种药材自动抓取系统，包括中药柜，所述中药柜一侧设置有抓取机构，所述中药柜设置有多个中药盒，该抓取机构用于抓取中药盒内的物料；每个中药盒后方均设置有磁铁，所述中药柜另一侧配合设置有固定架，所述固定架包括若干个立柱；所述立柱上还通过第三移动机构连接有电磁铁，该第三移动机构用于驱动电磁铁在立柱上移动；所述电磁铁设置在所述磁铁一侧且与所述磁铁相适配；还包括控制器，所述抓取机构、第三移动机构和电磁铁与所述控制器相连。

优选的，所述抓取机构包括移动立柱、量杯和机械手；所述移动立柱连接有第一移动机构，该第一移动机构用于驱动所述移动立柱移动，所述移动立柱还通过第二移动机构连接有支撑板，该第二移动机构用于驱动所述支撑板移动，所述支撑板连接有量杯和机械手，所述量杯内设置有称重传感。

优选的，所述第一移动机构包括底座，所述底座连接有第二电机，所述第二电机连接有第二丝杆；所述丝杆与所述底座转动连接，所述丝杆上还配合设置有第二丝母，所述第二丝母与所述移动立柱固定连接，所述第二电机与所述控制器相连。

优选的，所述第二移动机构还包括第一丝杆，所述第一丝杆与所述移动立柱转动连接，所述第一丝杆由与所述移动立柱固定连接的第一电机驱动，所述第一丝杆配合设置有第一丝母，所述第一丝母固定连接有支撑板；所述第一电机与所述控制器相连。

优选的，所述第三移动机构包括右转动轴，所述立柱内开设有对称设置的滑槽，每个所述滑槽内均滑动连接有滑块，所述右转动轴两端通过第二轴承与所述滑块转动连接；所述立柱内还开设有空腔，该空腔与所述滑槽相连通，所述右转动轴固定套设有右齿轮，所述右齿轮啮合连接有第二齿条，所述第二齿条与所述立柱内壁固定连接，所述第二齿条和所述右齿轮设置在所述立柱的空腔内；所述立柱外侧设置有小电机，所述滑块与所述小电机固定连接，所述小电机与所述右转动轴相连，所述右转动轴另一端与所述电磁铁固定连接，所述小电机还与所述控制器相连。

优选的，所述立柱空腔内还设置有左转动轴，所述左转动轴通过第二轴承与所述滑块转动连接，所述左转动轴固定套设有左齿轮；所述左齿轮一端与所述右齿轮相啮合，所述左齿轮另一端啮合连接有第三齿条，所述第三齿条与所述立柱内壁固定连接。

优选的，所述横向丝母通过支撑架固定连接有导向杆，所述导向杆滑动连接有第一滑块，所述第一滑块与所述观测板固定连接。

本发明还提出了一种抓药方法，采用上述的一种药材自动抓取系统，包括以下步骤：

s1：通过控制器输入所需要获取的药材种类和重量m，然后控制器控制第三移动机构使电磁铁移动到指定位置；

s2：通过控制器控制电磁铁工作，电磁铁与磁铁相配合，在磁铁的作用下，使相应中药柜的中药盒打开；

s3：控制器通过抓取机构抓取相应的中药盒内的物料，从而完全取药工作，然后控制器控制电磁铁磁极发生改变，此时在电磁铁的作用下，使对应的中药柜的中药盒打开关闭。

优选的，在所述步骤s1中，第三移动机构控制电磁铁移动的方法包括，控制器控制小电机工作，小电机带动右转动轴转动，因右齿轮与第二齿条啮合，进而带动右转动轴整体移动，从而带动电磁铁移动到指定位置。

优选的，在所述步骤s3中，控制器通过第一移动机构控制移动立柱移动，通过第二移动机构使支撑板移动，进而使量杯和机械手移动到指定位置。

优选的，控制器控制机械手工作，通过机械手使物料移动到量杯内，称重传感器将检测到的量杯内物料的重量信号传递给控制器，当该重量达到m时，控制器控制机械手停止工作，从而完全抓取工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置的电机、丝杆和丝母配合的方式，电机通过丝杆带动丝母移动，丝母进而带动量杯和机械手，实现水平方向和竖直方向的移动，从而实现取药装置的精准定位。

2.本发明通过设置的内部具有称重传感器的量杯，能够自动检测机械手抓取到量杯内物料的重量，当称重完成后，通过气缸带动齿轮移动，齿轮和齿条相配合，从而将量杯内的物料倒入药袋中，防止人为接触造成的物料污染，同时可以根据实际需要精准搭配药袋内物料的种类和数量，有效提高工作效率。

3.本发明通过设置的磁铁和电磁铁配合的方式，利用同极相斥异极相吸原理，当磁铁和电磁铁同极时，中药柜相应的中药盒打开，当磁铁和电磁铁不同极时，中药柜相应的中药盒就会关闭，从而实现中药盒自动打开或关闭的功能。

4.本发明通过设置的由电机驱动的转动轴，通过电机带动转动轴转动，通过右齿轮和齿条相配合，从而带动滑块在滑槽内上下滑动，进而实现电磁铁高度的调整。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明抓取机构整体主视图；

图2是本发明抓取机构整体左视图；

图3是图1中b-b部分结构俯视图；

图4是本发明中药柜部分结构主视图；

图5是图4中固定架部分结构示意图；

图6是图5中a-a部分结构俯视图；

图7是本发明控制器结构示意图。

附图标记说明:

1控制器；2卡槽；3支撑板；4第一丝母；5移动立柱；6第一丝杆；7第一电机；8底座；9第二丝杆；10滑块；11第二丝母；12第二电机；13电机座；14第二气缸；15气缸滑动板；16第一气缸；17顶杆；18第一轴承；19齿轮；20顶套；21量杯；22机械手；23第一齿条；24称重传感器；25药袋；26中药柜；27下支撑架；28小电机；29电磁铁；30滑槽；31磁铁；32固定架；33上支撑架；34第二齿条；35立柱；36右齿轮；37左齿轮；38右转动轴；39左转动轴；40第二轴承；41第三齿条；42旋钮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1-4所示，本实施例提出了一种自动抓取装置，包括可移动立柱5和控制器1，移动立柱5连接有第一移动机构，该第一移动机构用于驱动移动立柱5水平移动，移动立柱5还通过第二移动机构连接有支撑板3，该第二移动机构用于驱动支撑板3竖直方向移动。第一移动机构和第二移动机构与控制器1相连。

支撑板3连接有量杯21和机械手22，量杯21内设置有称重传感器24，量杯21和机械手22与控制器1相连，该称重传感器24设置在量杯21下方用于检测量杯21内物料的重量，并将该重量信号传递给控制器1。机械手22采用常规机械手，运动轨迹和运动方向均提前设定完成，通过控制器1控制机械手22抓取物料，并将该物料放入量杯21内。

支撑板3两侧设置有气缸滑动板15，支撑板3通过第二气缸14连接有第一气缸16，第一气缸16与气缸滑动板15滑动连接，第二气缸14和第一气缸16均对称设置在机械手22两侧，第二气缸14与支撑板3固定连接，第二气缸14用于驱动第一气缸14在气缸滑动板15移动。在本实例中，第二气缸14设置有2个，第一气缸16也设置有两个。第一气缸16和第二气缸14与控制器1相连。

第一气缸16连接有顶杆17，顶杆17通过第一轴承18连接有顶套20，顶套20与量杯21相配合。顶套20对称设置在量杯21两侧，顶套20固定套设有齿轮19；支撑板3还固定连接有第一齿条23，第一齿条23设置在齿轮19下方，第一齿条23与齿轮19相啮合；支撑板3还可拆卸连接有药袋25，第一齿条23对称设置在药袋25两侧，药袋25设置在量杯21下方。

其中，第二气缸14用于驱动第一气缸14在气缸滑动板15移动，在第一气缸14移动过程中，当齿轮19与第一齿条23相啮合时，齿轮19会带动顶套20转动，第一轴承18用于防止因顶套20转动从而带动顶杆17转动。顶套20在第一气缸16的作用下与量杯21配合，顶套20转动带动量杯21转动，进而将量杯21内的物料倒入药袋25内。

第一移动机构包括底座8，底座8通过电机座13固定连接有第二电机12，第二电机12连接有第二丝杆9；丝杆9通过轴承与底座8转动连接，丝杆9上还配合设置有第二丝母11，第二丝母11与移动立柱5固定连接，第二电机12与控制器1相连。第二电机12通过驱动第二丝杆9转动，第二丝杆9通过第二丝母11进而带动移动立柱5水平方向的移动。

第二移动机构还包括第一丝杆6，第一丝杆6与移动立柱5转动连接，移动立柱5固定连接有第一电机7，第一电机7与第一丝杆6相连，第一丝杆6配合设置有第一丝母4，第一丝母4固定连接有支撑板3；第一电机7与控制器1相连。第一电机7通过驱动第一丝杆6转动，第一丝杆6通过第一丝母4进而带动支撑板3竖直方向的移动。

还包括中药柜26，中药柜26设置有多个中药盒，中药盒连接有驱动机构，该驱动机构用于驱动中药盒打开或关闭，该驱动机构与控制器1相连。

控制器1还设置有卡槽2和旋钮42，旋钮42用于操控控制器1，卡槽2用于放置药方，控制器1内设置有成像识别传感器，用于识别卡槽2内的药方，该药方通过情况下由医生通过计算机打印出来。

本发明还提出了一种自动抓取装置的使用方法，采用本实施例所述的一种自动抓取装置，包括以下步骤：

s1：首先在控制器内输入所需要的重量为m，通过控制器1控制第一移动机构使移动立柱5移动到指定位置，控制第二移动机构使支撑板3移动，进而使量杯21和机械手22移动到指定位置；

s2：通过控制器1控制机械手22工作，通过机械手22使物料移动到量杯21内，称重传感器24将检测到的量杯21内物料的重量信号传递给控制器1，当该重量达到m时，控制器1控制机械手22停止工作；

s3：控制器1通过第一移动机构和第二移动机构带动支撑板3移动到初始位置，控制器1控制第一气缸16开始工作，第一气缸16带动顶套20向靠近量杯21的方向移动，使顶套20与量杯21紧密接触，控制器1通过第二气缸14带动第一气缸16移动，进而带动量杯21移动到合适位置，从而完成抓取工作。

在步骤s1中，通过控制器1控制第二电机12工作，第二电机12驱动第二丝杆9转动，从而使第二丝杆9上的第二丝母11移动，第二丝母11带动移动立柱5移动到指定位置。

通过控制器1控制第一电机7工作，第一电机7驱动第一丝杆6转动，从而使第一丝杆6上的第一丝母4移动，第一丝母4带动支撑板3移动到指定位置。

在步骤s1中，控制器1通过第二气缸14带动第一气缸16移动，当第一气缸16向下移动时，齿轮19与第一齿条23相配合，在第一轴承18的作用下，带动量杯21翻转，从而使量杯21内的物料进入药袋25内，从而完成抓取工作。

当称重完成后，通过第一气缸14带动齿轮19移动，齿轮19和第一齿条23相配合，从而将量杯21内的物料倒入药袋25中，防止人为接触造成的物料污染，同时可以根据实际需要精准搭配药袋25内物料的种类和数量，有效提高工作效率。

控制器1将识别到的药方上的药品名字与中药柜上每个放药抽屉的序号进行对应，然后向中药柜前面的移动机构和中药柜后面的药物抽屉推出的驱动装置发送坐标信号，以便前后的两个装置移动到该位置点。从而方便后续抓取工作的进行。

实施例二

参考附图1-7，本实施例提出了一种药材自动抓取系统，包括中药柜26，中药柜26一侧设置有抓取机构，中药柜26设置有多个中药盒，该抓取机构用于抓取中药盒内的物料；每个中药盒后方均设置有磁铁31，中药柜26另一侧配合设置有固定架32，固定架32包括上支撑件33和下支撑架27，固定架32包括若干个立柱35。

立柱35数量与中药柜26的中药盒列数相对应，立柱35上还通过第三移动机构连接有电磁铁29，该第三移动机构用于驱动电磁铁29在立柱35上移动；电磁铁29设置在磁铁31一侧且与磁铁31相适配；还包括控制器1，抓取机构、第三移动机构和电磁铁29与控制器1相连。

电磁铁29利用同极相斥，异极相吸的原来，通过与磁铁31相配合，从而实现对应的中药盒打开或者关闭。电磁铁29的电流换向工作，可通过用一只容量和负载相当的小型继电器或接触器，在开关的输入端分别接正极和负极，输出端分别接负极和正极，在动触点上接上负载就可以了。再用一只开关或电路控制小型继电器的线包通断，可方便地实现自动控制。

抓取机构为实施例一所述的一种自动抓取装置。该自动抓取装置用于抓取中药柜26的中药盒内的物料。

第三移动机构包括右转动轴38，立柱35内开设有对称设置的滑槽30，每个滑槽30内均滑动连接有滑块10，滑槽30用于对滑块10的上下移动起到限位的作用。右转动轴38两端通过第二轴承40与滑块10转动连接；第二轴承设置在滑块10的内部，第二轴承40外圈与滑块10固定连接，第二轴承40内圈套设在右转动轴38上，右转动轴38通过第二轴承40贯穿滑块10。

立柱35内还开设有空腔，该空腔与滑槽30相连通，右转动轴38固定套设有右齿轮36，右齿轮36啮合连接有第二齿条34，第二齿条34与立柱35内壁固定连接，第二齿条34和右齿轮36设置在立柱35的空腔内；立柱35外侧设置有小电机28，滑块10与小电机28固定连接，小电机28与右转动轴38相连，右转动轴38另一端与电磁铁29固定连接，小电机28还与控制器1相连。

立柱35空腔内还设置有左转动轴39，左转动轴39通过第二轴承40与滑块10转动连接，左转动轴39固定套设有左齿轮37；左齿轮37一端与右齿轮36相啮合，左齿轮37另一端啮合连接有第三齿条41，第三齿条41与立柱35内壁固定连接。

其中，通过左齿轮37与右齿轮36相啮合的方式，左转动轴39用于实现对右转动轴38的限位工作，同时左齿轮37与第三齿条41相啮合，用于方便带动右转动轴38整体的上下移动，使右齿轮36始终保持与第二齿条34相啮合的状态。小电机28数量与中药柜26的中药盒列数相对应，在使用时，通过控制对应的小电机28工作，从而使相应的中药盒打开或者关闭。

本发明还提出了一种抓药方法，采用本实施例所述的一种药材自动抓取系统，包括以下步骤：

s1：通过控制器1输入所需要获取的药材种类和重量m，然后控制器1控制第三移动机构使电磁铁29移动到指定位置；

s2：通过控制器1控制电磁铁29工作，电磁铁29与磁铁31相配合，在磁铁31的作用下，使相应中药柜26的中药盒打开；

s3：控制器1通过抓取机构抓取相应的中药盒内的物料，从而完全取药工作，然后控制器1控制电磁铁29磁极发生改变，此时在电磁铁29的作用下，使对应的中药柜26的中药盒打开关闭。

在步骤s1中，第三移动机构控制电磁铁29移动的方法包括，控制器1控制小电机28工作，小电机28带动右转动轴38转动，因右齿轮36与第二齿条34啮合，进而带动右转动轴38整体移动，从而带动电磁铁29移动到指定位置。

在步骤s3中，控制器1通过第一移动机构控制移动立柱5移动，通过第二移动机构使支撑板3移动，进而使量杯21和机械手22移动到指定位置。

控制器1控制机械手22工作，通过机械手22使物料移动到量杯21内，称重传感器24将检测到的量杯21内物料的重量信号传递给控制器1，当该重量达到m时，控制器1控制机械手22停止工作，从而完成抓取工作。

其中还包括，当抓取工作结束后，控制器1通过第一移动机构和第二移动机构带动支撑板3移动到初始位置，控制器1控制第一气缸16开始工作，第一气缸16带动顶套20向靠近量杯21的方向移动，使顶套20与量杯21紧密接触，控制器1通过第二气缸14带动第一气缸16移动，当第一气缸16向下移动时，齿轮19与第一齿条23相配合，在第一轴承18的作用下，带动量杯21翻转，从而使量杯21内的物料进入药袋25内，从而完成取药工作。

当称重完成后，通过第一气缸14带动齿轮19移动，齿轮19和第一齿条23相配合，从而将量杯21内的物料倒入药袋25中，防止人为接触造成的物料污染，同时可以根据实际需要精准搭配药袋25内物料的种类和数量，有效提高工作效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。