智能配药小车及配药系统的制作方法

本实用新型涉及配药系统领域，特别涉及一种智能配药小车及配药系统。

背景技术：

制药工业中，由于传统的靠手抓和称量的配药方式效率低、计量误差大，所以已经被效率较高、计量精确的配药机构和配药系统所取代。现有的配药系统主要为一种多层配药机，所述多层配药机的每一层设置有用于承载配药机构和药盒的寻址机构，配药机构和药盒搭乘所述寻址机构移动至下药盖下方，配药机构和下药盖对接进行配药。所述寻址机构主要由横向滑轨与横向滑轨上设置的竖向滑块构成，由于这种结构的限制，所述多层配药机构的每一层只能设置一套寻址机构，为了完成配药，需要药盒在多层配药机构的上下各层之间转换，所以利用现有配药系统进行配药，其效率仍然不够高。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的在于提供一种智能配药小车，本实用新型的第二个目的在于提供一种配药系统，利用所述智能配药小车和配药系统能解决现有配药系统效率不够高的问题。

为了实现上述第一个目的，本实用新型提供以下技术方案：一种智能配药小车，包括全向移动机构、第一定位对准装置、推盒机构、下药机构和顶升机构；

所述全向移动机构用于使所述智能配药小车实现全向移动；所述第一定位对准装置用于实现所述下药机构与下药盖之间的定位对准；所述推盒机构用于控制药盒在下药机构下方的进出；所述下药机构用于与下药盖对接，并驱动下药盖旋转；所述顶升机构设置于下药机构下方，用于控制下药机构在竖直方向的移动。

相比现有配药系统中的寻址机构，所述智能配药小车移动灵活，且一套配药系统可配备多辆智能配药小车同时工作，能解决现有配药系统效率不够高的问题。

优选的，所述全向移动机构包括车身和四个安装于车身四周的自驱动全向轮；所述自驱动全向轮包括伺服电机、减速机和全向轮体，所述全向轮体通过联轴器与所述减速机连接，所述减速机与所述伺服电机相连。通过采用上述全方位轮式移动机构，自驱动全向轮具有前后、左右、斜向移动及原地零半径转弯等多种功能，能按照任一路径连续运动。但不局限于此，所述全向移动机构除了可采用全方位轮式移动机构外，还可以采用空气悬浮式或球履带式等。

优选的，所述第一定位对准装置包括超声波发生器；或者所述第一定位对准装置包括红外线发射器；或者所述第一定位对准装置包括摄像头。采用超声波发生器作为第一定位对准装置，借助超声导向定位方法实现定位对准，鲁棒性较高，且可测距离范围较大。采用红外线发射器作为第一定位对准装置，借助红外测距定位方法实现定位对准，成本较低，且精度更高。采用摄像头作为第一定位对准装置，借助视觉识别导向定位方法实现定位对准，定位精度最高，且能实现快速定位。

优选的，所述顶升机构包括基台、导向轴、顶升电机、顶升电机安装台、升降轴、调节轮、垫套、滑动轴承及升降平台，所述导向轴为多个且均匀地竖立在基台上，所述顶升电机固定地设置在顶升电机安装台上，所述升降轴位于顶升电机的中部并贯穿顶升电机及顶升电机安装台，所述升降轴下端与基台连接，所述升降轴上端套设所述调节轮，所述调节轮用于调节顶升电机安装台的初始位置，所述顶升电机安装台通过直线轴承与导向轴竖向滑动连接，所述垫套与滑动轴承均套设在所述导向轴上，且所述垫套位于直线轴承与滑动轴承之间，滑动轴承的顶端固定连接所述升降平台，所述升降平台的中部设置有通孔。使用时，顶升电机带动顶升电机安装台沿着升降轴竖直向上运动，顶升电机安装台上的直线轴承向上推动垫套和滑动轴承，使垫套和滑动轴承沿着导向轴竖直向上运动，进而实现升降平台的抬升。

优选的，所述下药机构包括下药电机、主动轮、从动轮和连接环，所述从动轮上设置有通孔，所述通孔与升降平台中部的通孔相匹配，所述连接环与从动轮分别设置于所述升降平台的上下两侧，且连接环与从动轮固定连接，所述连接环外侧套设有转动轴承，连接环通过所述转动轴承连接于升降平台的通孔处，所述下药电机通过主动轮和从动轮带动连接环旋转。

优选的，所述推盒机构包括推盒电机、滚珠丝杆、滑块、滑轨以及药盒定位块，所述推盒电机使滚珠丝杆沿滑轨方向伸缩，所述滚珠丝杆的端部连接所述滑块，滚珠丝杆推动和拉动所述滑块在滑轨中滑动，所述药盒定位块可拆卸地连接于所述滑块的顶面，药盒定位块的上表面设置有定位柱，所述定位柱与药盒底部的定位孔相匹配，用于定位并固定药盒。

进一步地，所述智能配药小车还包括称重装置，所述称重装置包括测量柱，所述测量柱固定地竖立设置在推盒机构的滑块表面，所述测量柱顶部固定地设置有托板，所述药盒定位块可拆卸地连接于所述托板上，所述测量柱上贴设有应变式传感器。通过利用应变式传感器检测测量柱的轴向形变，以测量药盒中的下药量，进一步提高配药精度。

进一步地，所述智能配药小车还包括微调台座，所述微调台座设置于车身与基台之间，所述微调台座包括底板和顶罩，底板配合在顶罩底部构成一个箱体，所述底板上布置有横向滑轨，横向滑轨上滑动配合有横向滑块，所述顶罩内部顶面上布置有纵向滑轨，纵向滑轨上滑动配合有纵向滑块，横向滑块与纵向滑块连接固定，底板外侧壁与顶罩内侧壁之间设置有弹性垫。通过设置所述微调台座，可调整下药机构与下药盖的相对位置，以补偿第一定位对准装置的定位误差。

为了实现上述第二个目的，本实用新型提供以下技术方案：一种配药系统，包括药瓶架、第二定位对准装置、封口装置以及至少一辆以上任一所述的智能配药小车；所述药瓶架上设置有多个药瓶安装孔，每个药瓶安装孔处设置有下药盖；所述第二定位对准装置与所述第一定位对准装置相互匹配使用，用于实现所述下药机构与下药盖之间的定位对准；所述封口装置用于为智能配药小车上搭载的药盒封口。

优选的，所述第二定位对准装置包括至少三个超声波接收器；或者所述第二定位对准装置包括至少三个红外线接收器；或者所述第二定位对准装置包括多个LED灯，且每个药瓶安装孔处设置有至少两个所述LED灯。

与现有技术相比，本实用新型所提供的智能配药小车比现有配药系统中的寻址机构更灵活，且本实用新型所提供的配药系统可配备多辆智能配药小车同时工作，能解决现有配药系统效率不够高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1所示为所述配药系统的结构示意图。

图2所示为所述智能配药小车的结构示意图。

图3所示为所述智能配药小车的全向移动机构的分解示意图。

图4所示为所述智能配药小车的顶升机构和下药机构的分解结构示意图。

图5所示为所述智能配药小车的推盒机构的分解结构示意图。

图6所示为所述智能配药小车的称重装置的结构示意图。

图7所示为所述智能配药小车的微调台座的分解结构示意图。

图中标号说明：

10-全向移动机构；11-车身；12-自驱动全向轮；1201-伺服电机；1202-减速机；1203-全向轮体；1204-联轴器；20-第一定位对准装置；30-推盒机构；31-推盒电机；32-滚珠丝杆；33-滑块；34-滑轨；35-药盒定位块；36-第一皮带轮；37-第二皮带轮；38-固定板；39-壳体；40-下药机构；41-下药电机；42-主动轮；43-从动轮；44-连接环；45-转动轴承；46-盖板；50-顶升机构；501-基台；502-导向轴；503-顶升电机；504-顶升电机安装台；505-升降轴；506-调节轮；507-垫套；508-滑动轴承；509-升降平台；510-销轴；511-直线轴承；61-测量柱；62-托板；63-应变式传感器；71-底板；72-顶罩；7201-顶板；7202-侧板；73-横向滑轨；74-横向滑块；75-纵向滑轨；76-纵向滑块；77-第一凹槽；78-发泡胶条；79-第二凹槽；100-智能配药小车；110-药瓶架；115-药瓶安装孔；120-封口装置；130-第二定位对准装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

请参阅图1，本实施例提供了一种配药系统，所述配药系统包括药瓶架110、封口装置120、第二定位对准装置130以及至少一辆智能配药小车100。

所述药瓶架110上均匀地开设有多个药瓶安装孔115，多个药瓶安装孔115布置在同一水平面上，每个药瓶安装孔115处设置有下药盖，药瓶口可竖直向下地插入所述下药盖中。由于所述下药盖为成熟的现有技术，本实施例不再对其结构和功能作详细介绍。

请参阅图2，所述智能配药小车100包括全向移动机构10、第一定位对准装置20、推盒机构30、下药机构40、顶升机构50和控制器；所述全向移动机构10用于使所述智能配药小车100实现全向移动；所述第一定位对准装置20用于实现所述下药机构40与下药盖之间的定位对准；所述推盒机构30用于控制药盒在下药机构40下方的进出；所述下药机构40用于与下药盖对接，并驱动下药盖旋转；所述顶升机构50设置于下药机构40下方，用于控制下药机构40在竖直方向的移动。使用时，所述智能配药小车100行驶于药瓶架110下方，依次在各目标药瓶处完成配药后移动至封口装置120下方为药盒封口。应当理解的，根据不同的配方，确定的目标药瓶不同。例如某配方中包括A、B、C三种药物，则分别装有A、B、C三种药物的三种药瓶即为目标药瓶。

将上述智能配药小车100与配药系统应用于制药工业中，由于智能配药小车100移动灵活，且一套配药系统可配备多辆智能配药小车100同时工作，能解决现有配药系统效率不够高的问题。

请参阅图3，为了实现所述智能配药小车100的全向移动，在本实施例中，所述全向移动机构10可采用以下技术方案。所述全向移动机构10采用全方位轮式移动机构，包括车身11和四个安装于车身11上的自驱动全向轮12。所述自驱动全向轮12包括伺服电机1201、减速机1202和全向轮体1203，所述全向轮体1203通过联轴器1204与所述减速机1202连接，所述减速机1202与所述伺服电机1201直接相连。每个全向轮体1203包括两层相互重叠的轮体，每一层轮体的轮缘上均匀地分布有数量相等的多个小辊子，每个小辊子的轴线与全向轮体1203轴线空间成90°；两层轮体中的多个小辊子错位分布，两层轮体中的所有小辊子的外廓包络面是一个圆柱面，该圆柱面与全向轮体1203的理论轮廓面重合。四个自驱动全向轮12运动的组合可以实现所述智能配药小车100的全向移动。智能配药小车100的控制器通过D/A转换功能，对伺服电机1201输入一定范围的电压，便可获得相应转速。在上述技术方案中，所述伺服电机1201优选用具有断电记忆的伺服电机1201，当所述智能配药小车100在行驶途中突然断电后，所述智能配药小车100可记录断电前瞬间的位置坐标，重启后可继续按原计划路径行驶。

应当理解的，为了实现所述智能配药小车100的全向移动，可选用的实施方式不局限于上述技术方案，例如所述全向轮体1203还可以选用麦克纳姆轮、正交轮或球轮等，或者所述全向移动机构10除了可以采用全方位轮式移动，还可以采用空气悬浮式或球履带式等。

为了实现所述下药机构40与下药盖之间的定位对准，在本实施例中，可采用以下三种现有技术方法。

第一种：可采用超声导向定位方法，其技术方案具体为：为所述配药系统建立空间直角坐标系，药瓶架110上每个药瓶对应一个固定的坐标；每一辆智能配药小车100上设置有超声波发生器作为第一定位对准装置20，所述药瓶架110上设置有至少三个超声波接收器作为第二定位对准装置130，每个超声波接收器对应一个固定的坐标；本实施例采用单向测距法对每一辆智能配药小车100实现定位。使用时，每辆智能配药小车100上的超声波发生器接收到无线电信号后开始发射超声波，同时超声波接收器开始计时；为了能区分每辆智能配药小车100，每辆智能配药小车100上的超声波发生器所发射的超声波频率各不相同；当有三个或三个以上不在同一直线上的超声波接收器对同一频率的超声波做出回应时，分别记下每个超声波接收器收到超声波的时间，由此得到智能配药小车100与各超声波接收器之间的距离；再根据三球定位原理，利用每个超声波接收器的坐标和所述距离建立方程，求出智能配药小车100的坐标；智能配药小车100的控制器根据智能配药小车100自身坐标和目标药瓶的坐标，控制全向移动机构10向目标药瓶移动，实现下药机构40与下药盖之间的定位对准。

第二种：采用红外测距定位方法。所述红外测距定位方法与超声导向定位方法原理相同，只需将智能配药小车100上的超声波发生器替换为红外线发射器，将药瓶架110上的超声波接收器替换为红外线接收器即可。

第三种：采用视觉识别导向定位方法，其技术方案具体为：每一辆智能配药小车100上设置有摄像头作为第一定位对准装置20，所述摄像头的视场为向上；药瓶架110上每个药瓶安装孔115处设置两个LED灯作为第二定位对准装置130，每辆智能配药小车100匹配多个目标药瓶，即每辆智能配药小车100匹配多个LED灯，与同一辆智能配药小车100相匹配的LED灯发出同样颜色的灯光；摄像头通过辨别LED灯的颜色，寻找到相应的目标药瓶；然后利用三角定位确定相对位置，最终实现定位对准。考虑到视觉识别导向定位方法为成熟的现有技术，因此本实施例不再对其原理和计算过程做详细介绍。

当所述智能配药小车100的下药机构40与药瓶架110上的下药盖之间定位对准后，所述顶升机构50顶升下药机构40，使下药机构40与下药盖对接；推盒机构30将药盒推至下药机构40下方，下药机构40带动下药盖旋转，开始配药。

请参阅图4和图5，作为一种可实施方式的举例，所述顶升机构50包括基台501、导向轴502、顶升电机503、顶升电机安装台504、升降轴505、调节轮506、垫套507、滑动轴承508及升降平台509。所述导向轴502的数量为四根，均匀地竖立在所述基台501的四角。所述顶升电机503由外壳包覆，顶升电机503及其外壳固定地设置在顶升电机安装台504上，所述顶升电机安装台504可随顶升电机503做同步地竖直方向的运动。所述升降轴505位于顶升电机503的中部并贯穿顶升电机503壳体及顶升电机安装台504，与基台501通过销轴510连接。所述调节轮506套设在升降轴505上，用于调节顶升电机安装台504的初始位置。所述顶升电机安装台504上设置有通孔，所述通孔处设置有直线轴承511，顶升电机安装台504通过所述直线轴承511与导向轴502竖向滑动连接。所述垫套507与滑动轴承508均套设在所述导向轴502上，且所述垫套507位于直线轴承511与滑动轴承508之间。滑动轴承508的顶端固定连接所述升降平台509，所述升降平台509的中部设置有通孔，配药期间，药盒位于所述通孔的正下方。使用时，顶升电机503带动顶升电机安装台504沿着升降轴505竖直向上运动，顶升电机安装台504上的直线轴承511向上推动垫套507和滑动轴承508，使垫套507和滑动轴承508沿着导向轴502竖直向上运动，进而实现升降平台509的抬升。

所述下药机构40主要包括下药电机41、主动轮42、从动轮43和连接环44。所述从动轮43上设置有通孔，所述通孔与升降平台509中部的通孔相匹配。所述连接环44的内壁设置有凸肋，所述凸肋用于与下药盖的凹槽匹配，实现键连接。所述连接环44与从动轮43分别设置于升降平台509的上下两侧，且连接环44与从动轮43固定连接，且轴向重合。所述连接环44外侧套设有转动轴承45，连接环44通过所述转动轴承45连接于升降平台509的通孔处。所述下药机构40还可包括盖板46，所述盖板46覆盖在转动轴承45的上方，并遮挡连接环44与升降平台509之间的间隙。所述下药电机41的转动输出轴连接所述主动轮42，主动轮42与从动轮43之间通过皮带传动，或者主动轮42与从动轮43之间通过相啮合的方式传动。使用时，顶升机构50向上顶升下药机构40，使所述连接环44与下药盖对接，实现键连接；下药电机41带动连接环44旋转，连接环44带动下药盖旋转，下药盖旋转时药瓶中的药物通过下药盖撒入升降平台509通孔下方的药盒中。

所述推盒机构30主要包括推盒电机31、滚珠丝杆32、滑块33、滑轨34以及药盒定位块35。所述推盒机构30将推盒电机31的旋转运动转换为滚珠丝杆32的直线运动，滚珠丝杆32的端部连接所述滑块33，滚珠丝杆32推动和拉动所述滑块33在滑轨34中滑动。所述药盒定位块35可拆卸地连接于滑块33顶面，药盒定位块35的上表面设置有定位柱，所述定位柱与药盒底部的定位孔相匹配，用于定位并固定药盒。为了减小推盒机构30整体的占用空间，所述推盒电机31与滑轨34可并排布置，因此所述推盒机构30还包括传动装置，传动装置用于连接推盒电机31与滚珠丝杆32，传动装置可选用啮合齿轮组或皮带轮组。作为举例，所述传动装置选用皮带轮组，包括第一皮带轮36和第二皮带轮37，第一皮带轮36连接推盒电机的转动输出轴，第二皮带轮37连接滚珠丝杆32，第一皮带轮36与第二皮带轮37通过传动带传动。并且第一皮带轮36和第二皮带轮37通过转动轴承45固定于固定板38上，第一皮带轮36和第二皮带轮37被壳体39包覆。

基于上述可实施方式，所述智能配药小车100在配药期间，可通过其控制器对下药电机41工作时间的控制，以达到对药盒中各药物下药量的控制。

请参阅图6，为了在配药期间进一步提高药盒中各药物含量的精度，在本实施例中，还可以在所述智能配药小车100上增设称重装置。所述称重装置包括测量柱61，所述测量柱61固定地竖立设置在滑块33表面，测量柱61顶部固定地设置有托板62，所述药盒定位块35可拆卸地连接于所述托板62上。测量柱61上贴设有应变式传感器63，为了保证在配药期间进一步提高药盒中各药物含量的精度，所述应变式传感器63的阈值和分辨力均优选为低于1g。

请参阅图7，考虑到智能配药小车100的全向移动机构10和第一定位对准装置20难以控制下药机构40连接环44的位置与下药盖的位置完全匹配对应，其之间微小的位置误差易加剧设备磨损，所以在本实施例中，还可以增添以下技术特征，具体为：所述车身11与基台501之间设置有微调台座，所述微调台座包括底板71和顶罩72，所述顶罩72由顶板7201及四周的侧板7202连接构成的下端开口的矩形罩体，底板71配合在顶罩72底部构成一个矩形箱体。所述底板71上平行安装两条横向滑轨73，每条横向滑轨73上滑动配合两个横向滑块74，所述顶罩72的顶板7201底部平行安装两条纵向滑轨75，每条纵向滑轨75上滑动配合两个纵向滑块76，且每条纵向滑轨75上的两个纵向滑块76各自与一条横向滑轨73上的一个横向滑块74连接固定，所述横向滑轨73与纵向滑轨75相互垂直。在底板71四周外侧壁上均匀开设有第一凹槽77，在第一凹槽77中安装中发泡胶条78，且发泡胶条78只有一部分嵌入第一凹槽77中，顶罩72内四个侧板7202均匀开设有第二凹槽79，发泡胶条78的另一部分嵌入第二凹槽79中。所述顶罩72与基台501固定连接，所述底板71与车身11固定连接，当下药机构40的连接环44的位置与下药盖的位置存在微小误差时，所述顶罩72相对底板71可通过横向滑轨73、横向滑块74、纵向滑轨75、纵向滑块76进行微调，进而调整下药机构40的连接环44的位置；当顶罩72移动微调时，会压缩发泡胶条78。

当所述智能配药小车100依次在各目标药瓶处完成配药后，需移动至封口装置120下方为药盒封口。在本实施例中，所述目标封口装置120也可设置于药瓶架110上。为了实现所述智能配药小车100与封口装置120之间的定位匹配，所述封口装置120在空间直角坐标系中也对应一个固定的坐标。考虑到封口装置120为成熟的现有技术，因此本实施例不再对其结构和功能作详细介绍。

利用本实施例所述配药系统进行配药时，配药过程主要包括以下几步：

1、智能配药小车100的控制器接收到药物配方和目标药瓶的坐标信息后，开始从坐标(0,0)出发，在第一定位对准装置20的辅助下，控制器控制全向移动机构10向第一个目标药瓶靠近。

2、当智能配药小车100行驶至第一个目标药瓶下方，并实现下药机构40与下药盖之间的定位对准后，控制器控制顶升机构50的顶升电机503启动，使下药机构40的连接环44抬升并与下药盖匹配连接。

3、控制器控制推盒机构30的推盒电机31启动，推盒电机31将预先置于药盒定位块35上的药盒推至下药机构40下方；控制器控制下药电机41启动，下药电机41带动连接环44旋转，连接环44带动下药盖旋转，下药盖旋转时药瓶中的药物通过下药盖撒入升降平台509通孔下方的药盒中；控制器根据自身计时模块控制下药量，或者通过药盒下方的称重装置控制下药量。

4、达到目标下药量后，控制器控制下药电机41停止转动，并控制顶升电机503反向启动，使下药机构40下降，与下药盖脱离连接。

5、重复步骤1～4，直至智能配药小车100完成所有目标药瓶的配药后，智能配药小车100行驶至封口装置120下方，控制器控制推盒电机31反向启动，使药盒从下药机构40下方拉出，由封口装置120为药盒封口。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。