一种安瓿瓶和西林瓶的自动开启装置以及自动开启方法与流程

本发明涉及静脉输液用药物配制的技术领域，具体地讲，本发明涉及一种安瓿瓶和西林瓶的自动开启装置以及自动开启方法。

背景技术：

目前，中国在制备静脉输液药物的技术领域，基本都是人工配药。根据医生的处方取药后，医务人员首先核对处方与药品是否一致，然后检查药品品质。药品中有安瓿瓶时，将安瓿瓶进行切割、消毒，人工掰断后，用注射器抽取安瓿瓶内的药液，再注入母液袋中。药品中有西林瓶时，将西林瓶开盖、消毒，对于盛放药液的西林瓶可以直接用注射器抽取药液，注入母液袋，对于盛放粉剂的西林瓶要先想西林瓶中注入溶液，充分摇晃溶解后，用注射器将溶解后的药液抽出，注入母液袋中。

有些药物具有毒性和挥发性，人工开启药瓶可能造成药液溅出或者挥发，对医务人员造成伤害。人工开启本身具有缺陷的药瓶时，可能导致瓶体破碎，产生玻璃碎屑，划伤医务人员，同时，玻璃碎片可能会污染药液。

中国专利申请201610283241.0公开了一种多功能药瓶开启器，能够自动感应开启各种规格西林瓶和各种规格安瓿瓶；其包括西林瓶盖开启机盒、安瓿瓶开启机盒、基板、滑轨、曲柄滑块机构、电机、控制组件、塑盖收集盒、金刚砂锉刀和锐器盒；安瓿瓶开启机盒的设计能够有效净化机盒内的空气，方便对机盒内部进行清洁消毒。

中国专利201210541045.0公开了一种医用临床输液无菌自动配药工作台，主要工作区包括西林瓶开启系统、安瓿瓶开启系统、自动配药系统，滑动平台上各有至少4组的西林瓶和安瓿瓶放置孔，下接各种规格有开口的圆筒，每组圆筒旁有一同向可转动轴，轴上固定一组扭簧，扭簧另一端钢丝放入圆筒开口中，在每根转动轴上固定一连接杆，再连到一横杆上，其中一转动轴上连接一个电机，形成一组联动弃瓶装置；上部为遮檐，净化空气出风口与空气净化系统相连。

上述技术方案的缺陷在于，分别设置西林瓶开启系统、安瓿瓶开启系统，导致整个设备结构复杂、体积庞大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种安瓿瓶和西林瓶的自动开启装置以及自动开启方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种安瓿瓶和西林瓶的自动开启装置，其包括：

底座及支架，支架与底座固定连接；

机械臂，其包括升降组件、水平旋转组件、伸缩组件；升降组件的底部固定设置于底座上；升降组件包括纵向滑块，水平旋转组件包括水平转盘，伸缩组件包括横向滑块；水平转盘直接或间接连接纵向滑块，伸缩组件设置于水平转盘上；

机械手，其包括竖直旋转组件、瓶身夹持组件；竖直旋转组件连接于横向滑块上，竖直旋转组件包括竖直转盘；瓶身夹持组件设置于竖直转盘上；

切割组件，其设置于支架上，其包括自转机构和公转机构，自转机构包括自转电机及由自转电机驱动的砂轮；公转机构包括公转电机、由公转电机驱动的公转输出轴、与公转输出轴固定连接的公转安装板；自转电机间接连接于公转安装板上；

瓶头夹持组件，其设置于支架上。

本发明中，机械臂可实现空间中3个自由度的运动，其作用是控制机械手的瓶身夹持组件到达指定位置，例如药瓶存放装置或者药瓶待开启的位置；以及与机械手配合，做出对安瓿瓶瓶颈的掰断动作，和对西林瓶瓶盖的撕开动作。

本发明中，机械手的瓶身夹持组件用于夹持瓶身，竖直旋转组件用于使药瓶在竖直平面旋转。如下文所述，开启安瓿瓶时，瓶头朝上；开启西林瓶时，瓶头(盖)朝下。从瓶头朝上到瓶头朝下的转换由竖直旋转组件实现。

本发明中，切割组件的砂轮可在自身旋转的同时环绕安瓿瓶公转，以在安瓿瓶的瓶颈处划线，进而实现对安瓿瓶瓶颈的切割；在开启西林瓶时，不需要切割组件。

本发明中，瓶头夹持组件的作用是夹持安瓿瓶的瓶颈和西林瓶的瓶盖，进而固定安瓿瓶瓶颈以上部分和西林瓶瓶盖部分。其夹紧对象即可，掰断瓶颈和撕开瓶盖所需要的相对运动由机械臂和机械手完成。

本发明的自动开启装置不仅可利用机器对安瓿瓶和西林瓶进行瓶盖自动开启，防止人工开瓶操作造成的人员受害和药品污染，而且采用一套系统实现自动开启安瓿瓶和西林瓶，不必设置单独的安瓿瓶开启系统和西林瓶开启系统。

根据本发明另一具体实施方式，切割组件进一步包括接触机构，接触机构包括接触电机、大臂板、小臂板；接触电机固定设置于公转安装板上，大臂板的起始端与接触电机的输出轴连接，大臂板的末端与小臂板的起始端枢接；自转电机设置于小臂板的末端。接触电机带动大臂板转动，进而带动小臂板运动，进而使自转电机及砂轮接触安瓿瓶的瓶颈。

根据本发明另一具体实施方式，接触机构进一步包括弹簧，弹簧两端分别连接大臂板和小臂板。通过弹簧的伸长量，保证砂轮与安瓿瓶之间的接触压力。

根据本发明另一具体实施方式，切割组件进一步包括除屑机构，除屑机构包括吹气口和吸气口，吹气口和吸气口位于待开启安瓿瓶的两侧，且二者与砂轮位于同一高度。吹气口和吸气口可将划线切割过程中产生的玻璃碎屑收集，以防止玻璃碎屑进入配药空间，保证配药空间的洁净。

根据本发明另一具体实施方式，进一步包括消毒组件，其固定设置于支架上；消毒组件包括消毒液喷雾口。消毒组件可在安瓿瓶掰断前和西林瓶开盖后向安瓿瓶瓶颈部分和西林瓶开盖后裸露出的部分喷消毒液喷雾，实现消毒目的。

根据本发明另一具体实施方式，升降组件包括升降电机驱动的升降丝杆，纵向滑块套设在升降丝杆上；

伸缩组件包括伸缩电机驱动的伸缩丝杆，横向滑块套设在伸缩丝杆上；

水平旋转组件包括第一旋转电机驱动的第一旋转轴，水平转盘连接第一旋转轴，第一旋转轴竖直设置；

竖直旋转组件包括第二旋转电机驱动的第二旋转轴，竖直转盘连接第二旋转轴，第二旋转轴水平设置。

根据本发明另一具体实施方式，瓶身夹持组件包括瓶身夹持电机、瓶身夹持丝杆、第一瓶身夹持件、第二瓶身夹持件；瓶身夹持电机驱动瓶身夹持丝杆，第一瓶身夹持件和第二瓶身夹持件均套设于瓶身夹持丝杆上且相对设置；第一瓶身夹持件和第二瓶身夹持件相对设有V形切口；

第一瓶身夹持件和第二瓶身夹持件为嵌入式结构，第二瓶身夹持件包括上层板和下层板，上层板和下层板之间设有用于容纳第一瓶身夹持件的空隙。

根据本发明另一具体实施方式，瓶头夹持组件包括瓶头夹持电机、瓶头夹持丝杆、第一瓶头夹持件、第二瓶头夹持件，瓶头夹持电机驱动瓶头夹持丝杆，第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件均套设于瓶头夹持丝杆上且对称设置；第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件相对设有V形切口；

第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处均设有上部凹槽，使得第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处呈台阶状。

瓶头夹持组件的内部机构与瓶身夹持组件相同，两者不同点在于夹持件的结构。瓶头夹持件的结构特点为：设有上部凹槽，且上部凹槽下方相对瓶身夹持件有加大的接触面积。上部凹槽用于开启西林瓶的瓶盖，开启西林瓶时，瓶盖嵌入上部凹槽中，机械手和机械臂联动带动西林瓶向上运动的同时旋转，将西林瓶瓶盖开启。开启安瓿瓶时，瓶头夹持件上部凹槽以下的部分夹紧安瓿瓶的瓶颈以上部分，机械手和机械臂联动带动安瓿瓶向下运动的同时旋转，将安瓿瓶沿划线部分掰断，实现安瓿瓶的开启。

另一方面，本发明提供了一种使用上述自动开启装置开启安瓿瓶的方法，其包括如下步骤：

A1、抓取安瓿瓶：机械臂与机械手同时运动，在药瓶存放装置上(如药品台)抓取安瓿瓶的瓶身；

A2、砂轮划线：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶的瓶颈与切割组件的砂轮边缘以一定的接触压力贴合，砂轮在所抓取安瓿瓶的瓶颈处划线；

A3、瓶头入位：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶的瓶颈置于瓶头夹持组件处，由瓶头夹持组件夹紧所抓取安瓿瓶的瓶颈以上部分；此时瓶身夹持组件在下，瓶头夹持组件在上；

A4、掰断瓶颈：在同一时间，升降组件的纵向滑块下降、水平旋转组件的水平转盘旋转、竖直旋转组件的竖直转盘旋转，将所抓取安瓿瓶在瓶颈划线处掰断，实现所抓取安瓿瓶的开启。

进一步地，步骤A1和步骤A2之间还设有如下步骤：

A1b、第一次消毒：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶置于消毒组件的喷雾口下方，对所抓取安瓿瓶的瓶颈处进行第一次喷雾消毒。

进一步地，步骤A2和步骤A3之间还设有如下步骤：

A2b、第二次消毒：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶置于消毒组件的喷雾口下方，对所抓取安瓿瓶的瓶颈处进行第二次喷雾消毒。

再一方面，本发明提供了一种使用上述自动开启装置开启西林瓶的方法，其包括如下步骤：

B1、抓取西林瓶：机械臂与机械手同时运动，在药瓶存放装置上(如药品台)抓取西林瓶的瓶身；

B2、西林瓶倒置：竖直旋转组件旋转180°，将所抓取的西林瓶倒置；

B3、瓶头入位：机械臂运动，将倒置的西林瓶的瓶盖置于瓶头夹持组件处，由瓶头夹持组件夹紧所抓取西林瓶的瓶盖；此时瓶身夹持组件在上，瓶头夹持组件在下；

B4、开启瓶盖：在同一时间，升降组件的纵向滑块上升、竖直旋转组件的竖直转盘旋转，将所抓取西林瓶的瓶盖撕开，撕开后的西林瓶会裸露出部分橡胶内盖。

进一步，步骤B4之后还有如下步骤：

B4b、喷雾消毒：将开启瓶盖后的裸露部分置于消毒组件的喷雾口下方，进行喷雾消毒。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明的自动开启装置不仅可利用机器对安瓿瓶和西林瓶进行瓶盖自动开启，防止人工开瓶操作造成的人员受害和药品污染，而且采用一套系统实现自动开启安瓿瓶和西林瓶，不必设置单独的安瓿瓶开启系统和西林瓶开启系统。

附图说明

图1是实施例1的自动开启装置的总体结构示意图；

图2是实施例1的自动开启装置中，机械臂升降组件和水平旋转组件的结构示意图；

图3是实施例1的自动开启装置中，机械臂伸缩组件、机械手竖直旋转组件、机械手瓶身夹持组件的结构示意图；

图4是实施例1的自动开启装置中，切割组件和瓶头夹持组件的结构示意图；

图5是实施例1的自动开启装置中，切割组件的另一结构示意图；

图6是实施例1的自动开启装置中，切割组件的局部结构示意图，其主要显示弹簧的位置；

图7是实施例1的自动开启装置中，瓶身夹持组件的结构示意图；

图8是实施例1的自动开启装置中，瓶头夹持组件的局部放大图。

主要组件符号说明

机械臂-1 机械手-2 切割组件-3 瓶头夹持组件-4 消毒组件-5 安瓿瓶-A

机械臂升降组件-11 机械臂水平旋转组件-12 机械臂伸缩组件-13 机械手竖直旋转组件-21 机械手瓶身夹持组件-22

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种安瓿瓶和西林瓶的自动开启装置，其包括：底座及支架(图中未示)、机械臂1、机械手2、切割组件3、瓶头夹持组件4、消毒组件5。其中，支架与底座固定连接。

机械臂包括升降组件11、水平旋转组件12、伸缩组件13；升降组件11的底部固定设置于底座上；升降组件11包括纵向滑块117，水平旋转组件12包括水平转盘123，伸缩组件13包括横向滑块137；水平转盘123间接连接纵向滑块117，伸缩组件13设置于水平转盘123上。升降组件11包括升降电机114驱动的升降丝杆115，纵向滑块117套设在升降丝杆115上；水平旋转组件12包括第一旋转电机121驱动的第一旋转轴，水平转盘123连接第一旋转轴，第一旋转轴竖直设置；伸缩组件13包括伸缩电机134驱动的伸缩丝杆135，横向滑块137套设在伸缩丝杆135上；

如图2所示，升降组件11使用升降电机114驱动，通过同步带轮111、112带动升降丝杆115旋转，从而转换为纵向滑块117在导轨116上的直线运动，其中纵向滑块117与机械臂上部结构支撑板固定在一起，实现机械臂上部组件的上下运动。上述的带传动加有张紧轮113，用于同步带传动张紧。

如图2所示，水平旋转组件12包括第一旋转电机121、减速机122和水平转盘123。第一旋转电机121通过减速机122带动水平转盘123旋转，从而带动机械臂上部旋转。

如图3所示，伸缩组件13使用伸缩电机134驱动，通过同步带轮131、133带动伸缩丝杆135旋转，从而转换为横向滑块137在导轨136上的直线运动，横向滑块137与机械手竖直旋转组件21的安装支撑结构固定在一起，实现机械手的伸缩。上述的带传动加有张紧轮132，用于同步带传动张紧。

如图3所示，机械手2包括竖直旋转组件21、瓶身夹持组件22；竖直旋转组件21间接连接于横向滑块137上，竖直旋转组件21包括竖直转盘213；瓶身夹持组件22设置于竖直转盘213上；竖直旋转组件21包括第二旋转电机211驱动的第二旋转轴212，竖直转盘213连接第二旋转轴212，第二旋转轴212水平设置。

如图3所示，机械手的竖直旋转组件21包括第二旋转电机211、第二旋转轴212和竖直转盘213。第二旋转电机211通过减速机减速后带动第二旋转轴212转动，第二旋转轴212与竖直转盘213固定在一起，从而带动瓶身夹持组件22转动。

如图7所示，瓶身夹持组件22包括瓶身夹持电机、瓶身夹持丝杆、第一瓶身夹持件223、第二瓶身夹持件222；瓶身夹持电机驱动瓶身夹持丝杆，第一瓶身夹持件223和第二瓶身夹持件222均套设于瓶身夹持丝杆上且相对设置；第一瓶身夹持件和第二瓶身夹持件相对设有V形切口；

第一瓶身夹持件223和第二瓶身夹持件222为嵌入式结构，第二瓶身夹持件222包括上层板和下层板，上层板和下层板之间设有用于容纳第一瓶身夹持件223的空隙。

如图7所示，瓶身夹持组件22安装于支撑安装板221上。瓶身夹持组件22由直流电机驱动，通过同步带轮227、228带动丝杆转动，从而转换为第一瓶身夹持件223和第二瓶身夹持件222的直线运动。第一瓶身夹持件223和第二瓶身夹持件222使用直线轴承226导向。第一瓶身夹持件223和第二瓶身夹持件222之间有缓冲块225。在第一瓶身夹持件223嵌有弹性材料2210，在第二瓶身夹持件222上嵌有弹性材料229，当第一瓶身夹持件223和第二瓶身夹持件222夹紧安瓿瓶和西林瓶时，起缓冲作用。

如图4-图6所示，切割组件3设置于支架上，其包括自转机构、公转机构、接触机构、除屑机构；自转机构包括自转电机33及由自转电机33驱动的砂轮37；公转机构包括公转电机312、由公转电机驱动的公转输出轴、与公转输出轴固定连接的公转安装板32；自转电机33间接连接于公转安装板32上；接触机构包括接触电机31、大臂板36、小臂板35、弹簧313；接触电机31固定设置于公转安装板32上，大臂板36的起始端与接触电机31的输出轴连接，大臂板36的末端与小臂板35的起始端枢接，弹簧313两端分别连接大臂板36和小臂板35；自转电机33设置于小臂板35的末端。除屑机构包括吹气口38和吸气口34，吹气口38和吸气口34位于待开启安瓿瓶A的两侧，且二者与砂轮37位于同一高度。

切割组件3使用砂轮37在安瓿瓶A的瓶颈处划线，砂轮37由自转电机33驱动。砂轮37与安瓿瓶A瓶颈的接触与分离以及接触力的大小，由大臂板36和小臂板35之间的弹簧313实现。机械臂1和机械手2将安瓿瓶A置于砂轮37边缘，接触电机31带动大臂板36、小臂板35、自转电机33和砂轮37绕电机31的轴线转动，直至接触安瓿瓶A的瓶颈，通过弹簧313伸长量保证接触压力。随后公转电机312转动，带动带轮311，通过同步带驱动带轮39转动，带轮39的轴线与安瓿瓶A的竖直轴线重合，带轮39带动下部转动，使得砂轮37在自转的同时，环绕安瓿瓶A的瓶颈划线。

瓶头夹持组件4设置于支架上。瓶头夹持组件包括瓶头夹持电机、瓶头夹持丝杆、第一瓶头夹持件、第二瓶头夹持件，瓶头夹持电机驱动瓶头夹持丝杆，第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件均套设于瓶头夹持丝杆上且对称设置；第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件相对设有V形切口；

第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处均设有上部凹槽，使得第一瓶头夹持件和第二瓶头夹持件的V形切口处呈台阶状。

瓶头夹持组件的内部机构与瓶身夹持组件相同，两者不同点在于夹持件的结构。如图8所示，瓶头夹持件的结构特点为：设有上部凹槽，且上部凹槽下方相对瓶身夹持件有加大的接触面积。上部凹槽用于开启西林瓶的瓶盖，开启西林瓶时，瓶盖嵌入上部凹槽中，机械手和机械臂联动带动西林瓶向上运动的同时旋转，将西林瓶瓶盖开启。开启安瓿瓶时，瓶头夹持件上部凹槽以下的部分夹紧安瓿瓶的瓶颈以上部分，机械手和机械臂联动带动安瓿瓶向下运动的同时旋转，将安瓿瓶沿划线部分掰断，实现安瓿瓶的开启。

消毒组件5固定设置于支架上；消毒组件包括消毒液喷雾口。

使用本实施例的自动开启装置开启安瓿瓶的方法包括如下步骤：

A1、抓取安瓿瓶：机械臂与机械手同时运动，在药瓶存放装置上(如药品台)抓取安瓿瓶的瓶身；

A1b、第一次消毒：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶置于消毒组件的喷雾口下方，对所抓取安瓿瓶的瓶颈处进行第一次喷雾消毒。

A2、砂轮划线：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶的瓶颈与切割组件的砂轮边缘以一定的接触压力贴合，砂轮在所抓取安瓿瓶的瓶颈处划线；

A2b、第二次消毒：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶置于消毒组件的喷雾口下方，对所抓取安瓿瓶的瓶颈处进行第二次喷雾消毒。

A3、瓶头入位：机械臂与机械手同时运动，将所抓取安瓿瓶的瓶颈置于瓶头夹持组件处，由瓶头夹持组件夹紧所抓取安瓿瓶的瓶颈以上部分；此时瓶身夹持组件在下，瓶头夹持组件在上；

A4、掰断瓶颈：在同一时间，升降组件的纵向滑块下降、水平旋转组件的水平转盘旋转、竖直旋转组件的竖直转盘旋转，将所抓取安瓿瓶在瓶颈划线处掰断，实现所抓取安瓿瓶的开启。

使用本实施例的自动开启装置开启西林瓶的方法包括如下步骤：

B1、抓取西林瓶：机械臂与机械手同时运动，在药瓶存放装置上(如药品台)抓取西林瓶的瓶身；

B2、西林瓶倒置：竖直旋转组件旋转180°，将所抓取的西林瓶倒置；

B3、瓶头入位：机械臂运动，将倒置的西林瓶的瓶盖置于瓶头夹持组件处，由瓶头夹持组件夹紧所抓取西林瓶的瓶盖；此时瓶身夹持组件在上，瓶头夹持组件在下；

B4、开启瓶盖：在同一时间，升降组件的纵向滑块上升、竖直旋转组件的竖直转盘旋转，将所抓取西林瓶的瓶盖撕开，撕开后的西林瓶会裸露出部分橡胶内盖；

B4b、喷雾消毒：将开启瓶盖后的裸露部分置于消毒组件的喷雾口下方，进行喷雾消毒。

虽然本发明结合优选实施例进行了公开，但这些实施例并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作适当改进，即凡是依照本发明所做的任何等同替换，均在本发明的保护范围内。