一种西林瓶自动配药系统和方法与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种西林瓶自动配药系统和方法。

背景技术：

西林瓶是用于盛装药液的小型玻璃容器，其结构包括瓶体和瓶头，以及位于瓶体、瓶头之间凹陷部分的瓶颈，容量一般为1～20ml，一般用于注射用药液或药粉，瓶头的瓶盖一般采用橡胶制成，在橡胶外还套设有一层金属铝箔密封。

在对西林瓶自动配药时，配药护士一般先利用针筒从输液袋中抽吸药液，再将针筒的针头插入西林瓶将药液注入西林瓶，人工手持西林瓶对瓶内药液左右摇匀，然后再将针头插入西林瓶内倒立西林瓶，将西林瓶内药液抽吸出来；抽吸完成的针筒将其内的药液注入输液袋中，拔出针筒，最终完成西林瓶内药液或药粉的转移配药。

上述人工配药过程，存在如下问题：由于配药操作环境细菌、尘土含量普遍偏高，因此在开启药瓶及抽吸药物时，容易对药品及药具造成污染，从而发生输液反应，对病人造成危害。当配制有毒的肿瘤治疗药物时，开启药瓶及抽吸药物时，药物可经开启的针孔、针头、液体瓶口等，使药液微粒逸出，形成肉眼看不见的、有毒性的微粒气雾，通过皮肤接触、呼吸道吸入等途径进入配药护士的人体，进而造成人身损害。

发明专利申请CN 103006436 A公开了一种自动配药机器人系统及方法，用于配制静脉输液用药液，但是存在配药时间长且配药效率低下的问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一至少在于，针对上述现有技术存在的问题，提供一种西林瓶自动配药系统和方法，能够提高西林瓶与液袋内药物的溶解效率，加快西林瓶自动配药速度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种西林瓶自动配药系统，包括基座、显示器、以及控制模块，所述基座具有上下相对设置的可翻转夹持部件与第一直线往复运动机构、可旋转夹持部件与第二直线往复运动机构，第三直线往复运动机构与固定夹持件，以及第一夹紧件、第二夹紧件；

所述系统的各个部件用于通过以下步骤进行西林瓶自动配药：

步骤S301：通过显示器上的人机交互界面设置本次配药所需要注入西林瓶数量，启动系统初始化，控制模块根据预设的系统初始化参数，驱动各可活动部件移动至初始位置；

步骤S302：将西林瓶倒立放置在可翻转夹持部件上，通过显示器上的人机交互界面设置开始配药，控制模块通过可翻转夹持部件上的视觉传感器获取西林瓶规格参数；

步骤S303：控制模块根据西林瓶规格参数，驱动可翻转夹持部件夹紧西林瓶并带动被夹紧的西林瓶沿着水平轴翻转至基座背面，通过喷嘴依次对西林瓶瓶口喷射消毒液和吹气；

步骤S304：将液袋倒立卡入在可旋转夹持部件，控制模块控制液袋沿着垂直轴旋转至基座背面，通过喷嘴依次对液袋袋口喷射消毒液和吹气；

步骤S305：将包括抽吸腔体、活塞、第一导管、第二导管、西林瓶针以及液袋针的一次性抽吸结构件安装在基座上；

步骤S306：控制模块驱动可翻转夹持部件带动被夹紧的西林瓶沿着水平轴翻转至基座正面，驱动第一直线往复运动机构，以第一转速和第一步长，带动西林瓶针向上移动，插入西林瓶中；

步骤S307：控制模块驱动可旋转夹持部件带动被夹紧的液袋沿着垂直轴旋转至基座正面，驱动第二直线往复运动机构，以第二转速和第二步长，带动液袋针向上移动，插入液袋中；

步骤S308：控制模块控制第一夹紧件阻断西林瓶与抽吸腔体的连通，驱动第三直线往复运动机构，以第二转速和与第三步长，垂直向上移动，将液体从液袋抽吸进入抽吸腔体中；

步骤S309：控制模块控制第一夹紧件使西林瓶与抽吸腔体的连通，控制第二夹紧件阻断液袋与抽吸腔体的连通，并驱动第三直线往复运动机构，以第二转速和与第三步长，带动活塞垂直向下移动，将液体从抽吸腔体注入西林瓶中；

步骤S310：控制模块通过可翻转夹持部件上的视觉传感器获取西林瓶中的溶解图像，并驱动第三直线往复运动机构，以第二转速和与第三步长，带动活塞垂直向上移动，将液体从西林瓶抽吸进入抽吸腔体中，然后控制第一夹紧件阻断西林瓶与抽吸腔体的连通，驱动第三直线往复运动机构，以第二转速和与第三步长，带动活塞垂直向下移动，将液体从抽吸腔体注入液袋中；

步骤S311：控制模块根据溶解图像判断是否达到预设的溶解程度，如果判断结果为否，则返回步骤S308；如果判断结果为是，则执行步骤S312；

步骤S312：当第三直线往复运动机构完成动作时，控制模块将已注入的西林瓶数量加一，判断是否达到设置的配药数量；当已注入的西林瓶数量等于本次配药所需要注入西林瓶数量时，执行步骤S313；当已注入的西林瓶数量小于本次配药所需要注入西林瓶数量时，依次执行步骤S302、S303、S306、S308～S311；

步骤S313：控制模块驱动第二直线往复运动机构，以第二转速和地二步长，带动液袋针向下移动，从液袋口脱离，并通过显示器上的人机交互界面提示本次配药完成的信息。

优选地，将所述一次性抽吸结构件安装在基座上包括：将抽吸腔体中的活塞与第三直线往复运动机构连接，抽吸腔体固定在固定夹持件上且与第一导管和第二导管连通；第一导管的一端与西林瓶针连接，第二导管的另一端与液袋针连接，第一导管和第二导管分别经过第一夹紧件和第二夹紧件固定在基座上，第一夹紧件和第二夹紧件初始保持放松状态；西林瓶针固定在第一直线往复运动机构上，液袋针与固定在第二直线往复运动机构上。

优选地，上述抽吸腔体为双头针筒且与第一导管、第二导管、针头西林瓶针、液袋针为一体成型构件。

优选地，上述第一转速小于第二转速，第一步长小于第二步长。

优选地，上述第三步长与西林瓶规格参数对应且小于第一步长。

优选地，上述系统还包括与控制模块连接的声/光提示装置，用于提示放入下一个西林瓶或者本次西林瓶自动配药完成。

一种西林瓶自动配药方法，使用上述的西林瓶自动配药系统进行西林瓶自动配药。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

将西林瓶倒立放置在基座上之后即可根据西林瓶的规格参数从液袋中抽取最小匹配剂量的液体进行配药，当西林瓶中的溶液在充分溶解前自动使液体在西林瓶与液袋之间来回转移，能够通过最少的兑药次数和最小抽取液体量来提高西林瓶与液袋内药物的溶解效率，加快西林瓶自动配药速度。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的西林瓶自动配药系统的正视图；

图2是本发明一实施例提供的西林瓶自动配药系统的立体视图；

图3是使用本发明一实施例提供的西林瓶自动配药系统进行配药的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～3所示，本发明一实施例公开的西林瓶自动配药系统，包括基座1、显示器D1、以及控制模块C1，其中：

基座1上具有上下相对设置的可翻转夹持部件13与第一直线往复运动机构15、可旋转夹持部件14与第二直线往复运动机构16，第三直线往复运动机构11与固定夹持件12，以及第一夹紧件5、第二夹紧件6。显示器D1和控制模块C1可以如图1所示设置在基座1的正面，也可以分别设置在基座1之外的独立支架上。控制模块C1可以通过沿着基座凹槽设置的线缆与显示器D1、各个复运动机构、夹紧件等被控器件实现有线连接，也可以通过无线通信接口与各个被控器件实现无线连接。其中，可翻转夹持部件13、第一直线往复运动机构15、可旋转夹持部件14、第二直线往复运动机构16，以及第三直线往复运动机构11均可以通过设置在其内部的步进电机驱动，第一夹紧件5和第二夹紧件6可以通过电磁阀实现。

所述系统的各个部件用于通过以下步骤进行西林瓶自动配药：

步骤S301：通过显示器D1上的人机交互界面设置本次配药所需要注入西林瓶数量，启动系统初始化，控制模块C1根据预设的系统初始化参数，驱动各可活动部件移动至初始位置。例如，驱动可翻转夹持部件13和可旋转夹持部件14位于至基座1正面，第一直线往复运动机构15和第二直线往复运动机构16移动至基座1的底部，第一夹紧件5和第二夹紧件6放松。

步骤S302：将西林瓶01倒立放置在可翻转夹持部件13上，通过显示器D1上的人机交互界面设置开始配药，可翻转夹持部件13上的视觉传感器S1获取西林瓶01的外形图像并发送给控制模块C1，控制模块C1根据外形图像，获取西林瓶规格参数，例如可以包括1.5mL、2mL、5mL、10mL、20mL等规格。

步骤S303：控制模块C1根据西林瓶规格参数，控制夹持电机M1以转速400rev/min，位移步长与西林瓶规格参数对应(例如，分别为3550、2250、1800、1500、1000步)，驱动可翻转夹持部件13中的左夹爪和右夹爪夹紧西林瓶01；控制模块C1驱动可翻转夹持部件13带动被夹紧的西林瓶01沿着水平轴翻转至基座1背面，控制模块C1控制设置在基座1背面的喷嘴依次对西林瓶01瓶口喷射消毒液和吹气。

步骤S304：将液袋02倒立卡入在可旋转夹持部件14，可旋转夹持部件14立即带动被夹紧的液袋02沿着垂直轴旋转至基座1背面，控制模块C1控制设置在基座1背面的喷嘴(可以与步骤S303中的喷嘴相同，也可以针对液袋和西林瓶分别设置不同的喷嘴)依次对液袋02袋口喷射消毒液和吹气。

步骤S305：将一次性抽吸结构件安装在基座1上。如图1和图2所示，具体包括，将抽吸腔体2中的活塞21与第三直线往复运动机构11连接，抽吸腔体2固定在固定夹持件12上且与第一导管22和第二导管23连通；第一导管22的一端与西林瓶针3连接，第二导管23的另一端与液袋针4连接，第一导管22和第二导管23分别经过第一夹紧件5和第二夹紧件6固定在基座上，第一夹紧件5和第二夹紧件6初始保持放松状态；西林瓶针3固定在第一直线往复运动机构15上，液袋针4与固定在第二直线往复运动机构16上。优选地，抽吸腔体2可以为双头针筒且与第一导管22、第二导管23、针头西林瓶针3、液袋针4为一体成型构件。

步骤S306：控制模块C1驱动可翻转夹持部件13带动被夹紧的西林瓶01沿着水平轴翻转至基座1正面，控制模块C1驱动第一直线往复运动机构15，以转速为100rev/min，位移为6050步，带动西林瓶针3向上移动，插入西林瓶01中，使针头切口与西林瓶01的橡胶塞位于同一平面。

步骤S307：控制模块C1驱动可旋转夹持部件14带动被夹紧的液袋02沿着垂直轴旋转至基座1正面，控制模块C1驱动第二直线往复运动机构16，以转速为400rev/min，位移为7500步，带动液袋针4向上移动，插入液袋02中，使针头切口与液袋02的橡胶塞位于同一平面。其中，液袋插针过程可以在西林瓶插针过程开始之后开始，但是由于液袋插针过程快于西林瓶插针过程，因此液袋插针过程通常先完成。

步骤S308：控制模块C1控制第一夹紧件5，将第一导管22夹紧，阻断西林瓶01与抽吸腔体2的连通，控制模块C1驱动第三直线往复运动机构11，以转速400rev/min和与西林瓶规格参数对应位移步长垂直向上移动，例如，控制模块C1根据西林瓶的规格参数和获取最佳抽吸液体体积(如西林瓶的容积的2/3)，进而根据抽吸腔体2获取对应的移动步长(例如150步)。因此第三直线往复运动机构11带动活塞21垂直向上移动，将液体从液袋02抽吸进入抽吸腔体2中。

步骤S309：控制模块C1控制第一夹紧件5，放松第一导管22，使西林瓶01与抽吸腔体2的连通，控制第二夹紧件6，夹紧第二导管23，阻断液袋02与抽吸腔体2的连通；并驱动第三直线往复运动机构11，以转速400rev/min和垂直向下移动150步。因此第三直线往复运动机构11带动活塞21垂直向下移动，将液体从抽吸腔体2注入西林瓶01中。

步骤S310：控制模块C1通过可翻转夹持部件13上的视觉传感器S1获取西林瓶01中的溶解图像，并驱动第三直线往复运动机构11，以转速400rev/min和垂直向上移动150步，带动活塞21垂直向上移动，将液体从西林瓶01抽吸进入抽吸腔体2中，然后控制第一夹紧件5，将第一导管22夹紧，阻断西林瓶01与抽吸腔体2的连通，驱动第三直线往复运动机构11，以转速400rev/min和垂直向下移动150步，将液体从抽吸腔体2注入液袋02中，使得液体从西林瓶01转移至液袋02中。

步骤S311：控制模块C1根据溶解图像判断是否达到预设的溶解程度(例如根据图像中显示的溶液灰度均匀度值确定西林瓶中的液体和固定是否充分溶解)，如果判断结果为否，则返回步骤S308；如果判断结果为是，则执行步骤S312。

步骤S312：当第三直线往复运动机构11完成动作时(即液体已经全部从抽吸腔体2注入液袋02中)，控制模块C1将已注入的西林瓶数量加一，判断是否达到设置的配药数量；当已注入的西林瓶数量等于本次配药所需要注入西林瓶数量时，执行步骤S313；当已注入的西林瓶数量小于本次配药所需要注入西林瓶数量时，依次执行步骤S302、S303、S306、S308～S311。

步骤S313：控制模块C1驱动第二直线往复运动机构16，以转速为400rev/min，位移为7500步，带动液袋针4向下移动，从液袋02口脱离，并通过显示器D1上的人机交互界面提示本次配药完成的信息，此时即可将液袋02取下交付使用。控制模块C1进一步可以驱动可翻转夹持部件13带动被夹紧的西林瓶01沿着水平轴翻转至基座1背面，并控制可翻转夹持部件13松开西林瓶01使其落入设置在基座1背面下方的回收箱中。

优选地，在步骤S302或步骤S313可以通过触发与控制模块C1连接的不同的声/光提示装置，来分别提示放入下一个西林瓶或者本次西林瓶自动配药完成。

在优选的实施例中，本发明还包括使用上述西林瓶自动配药系统进行西林瓶自动配药的方法。

上述实施例中，将西林瓶倒立放置在基座上之后即可根据西林瓶的规格参数从液袋中抽取最小匹配剂量的液体进行配药，且当西林瓶中的溶液在充分溶解前自动使液体在西林瓶与液袋之间来回转移，能够通过最少的兑药次数和最小抽取液体量实现快速配药，提高自动配药的效率。

以上实施方式仅用于说明本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。