CN101214107B - 自动化药房 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化药房，包括斜坡式储药柜、发药装置、分拣装置、上药装置和控制管理系统，斜坡式储药柜的U型槽与支撑梁固定并与水平面成20°倾角；发药装置包括升降机和出药机构，斜坡式储药柜U型槽的低端出药口与出药机构U型储药槽的进药口相对接，其出药口通过挡门与传送带过渡衔接构成发药通道；发药装置的出药端布置有分拣装置，分拣通道与发药通道相衔接；上药输送机构的出药口与上药机械手U型槽的进药口相对接，上药机械手安装在直角坐标机器人上，上药机械手U型槽的出药口与斜坡式储药柜U型槽的高端进药口相对接，构成上药通道。由此可实现盒装药品的半自动批量补给，药盒密集存储与管理，按处方自动发药并分拣到确定窗口等功能。

Description

自动化药房

技术领域

本发明涉及一种自动化药房，具体涉及医院药房盒装药品整体发放及存储的自动化装置。

背景技术

药房作为医院的第一窗口，代表着医院的形象。患者对医院服务的感受印象主要来自于药房。而在医院门诊药房发药窗口前，每天的上午和下午的领药高峰期，病人都需要排成长度，等待药剂师按照医生给病人开写的处方，在药品货架上取下药品，发给病人。病人等候时间甚至长达半小时，国内三甲医院由于求医患者众多，更是如此。另一方面，药剂师手工发药，凭个人记忆或者药品标签判断，极容易出现差错，甚至出现用药事故。药剂师成为仓库保管员，造成一定程度的人力资源浪费。

当前医院药房药品摆放分散，占据了药房很大面积，增加了药师的劳动强度，造成药房可使用空间的巨大浪费。

因此，针对医院门诊药房的盒装药品发放，完全有必要设计制造一种能够降低药剂师劳动强度、提高药品发放效率和准确率、提高医院药房服务质量的自动化程度高的药房。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化药房，能够按照处方要求准确发放盒装药品，并能够储存一定数量的盒装药品，确保发药功能连续进行，还能自动或者半自动把药盒放在确定的药品储位上。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

自动化药房，包括斜坡式储药柜、发药装置、分拣装置、上药装置和控制管理系统，特点是：所述斜坡式储药柜包括架体、U型槽和支撑梁，U型槽与支撑梁相固定并与水平面成20°倾角；所述发药装置包括升降机、出药机构、挡门和传送带，斜坡式储药柜U型槽的低端出药口与出药机构的进药口相对接，出药机构的出药口通过挡门与传送带过渡衔接构成发药通道；发药装置的出药端布置有分拣装置，分拣通道与发药通道相衔接；所述上药装置包括上药输送机构、上药机械手和直角坐标机器人，上药输送机构的输送皮带的一端为上药端，另一端为出药端，上药输送机构的出药口与上药机械手U型槽的进药口相对接，上药机械手安装在直角坐标机器人上，上药机械手U型槽的出药口与斜坡式储药柜U型槽的高端进药口相对接，从而构成上药通道；药盒按长度方向一盒接一盒的倾斜摆放在斜坡式储药柜的U型槽中，不同的药盒摆放在不同的U型槽中，发药时，升降机运动到斜坡式储药柜的相应储位层，出药翻板动作、发放药品，药盒传送到分拣装置的输送线上，对应的分拣口打开，处方药被发到指定的前台窗口；上药时，药盒通过上药输送机构输送到上药机械手U型槽中，直角坐标机器人使上药机械手定位到确定的斜坡式储药柜U型槽，上药机械手的翻板动作，药盒从机械手U型槽卸出进入到斜坡式储药柜U型槽中。

进一步地，上述的自动化药房，斜坡式储药柜的支撑梁包括第一支撑梁、第二支撑梁和第三支撑梁，第一支撑梁、第二支撑梁、第三支撑梁分别与架体相固定，其固定方式采用焊接方式，U型槽与第一支撑梁、第二支撑梁、第三支撑梁相固定并与水平面形成20°倾角。

更进一步地，上述的自动化药房，所述升降机包括左导轨和右导轨，每根导轨底部安装一交流伺服电机，输送机构水平设置在左导轨与右导轨之间。

更进一步地，上述的自动化药房，所述出药机构包括出药翻板和细长轴，出药翻板呈锐角折形，在翻板上装有挡边滚轮和后滚轮，U型储药槽两侧边开有轴孔，细长轴穿过出药翻板上的通孔、细长轴两端装有扭簧、并且细长轴的两轴头嵌入在U型储药槽侧边的轴孔内，位于出药翻板的下方设有电磁顶杆机构，电磁顶杆机构的顶杆与出药翻板上的耳形接触部相对，在电磁顶杆机构的后侧还设有光电计数传感器，光电计数传感器的检测面与U型储药槽接触面相紧贴。

再进一步地，上述的自动化药房，所述分拣装置包括输送机构、分拣出药机构及输送机用电机，分拣出药机构安装在输送机构输送带的一侧，分拣出药机构采用旋转推出式结构。

再进一步地，上述的自动化药房，所述上药输送机构包括输送皮带、高度方向超声波传感器、宽度方向超声波传感器和长度方向超声波传感器，在前端的上方设有高度方向超声波传感器支架，高度方向超声波传感器固定在高度方向超声波传感器支架上；前端的侧向设有宽度方向超声波传感器支架，宽度方向超声波传感器固定在宽度方向超声波传感器支架上；在输送机后端的正向设有长度方向超声波传感器支架，长度方向超声波传感器固定在长度方向超声波传感器支架上，高度方向超声波传感器、宽度方向超声波传感器和长度方向超声波传感器呈三维正交设置。

再进一步地，上述的自动化药房，所述上药机械手包括机械手U型槽、倾侧电机和机架，机械手U型槽固连在机架上，机械手U型槽与水平面呈25度倾角，倾侧电机的机壳通过电机法兰与右轴承座相连，右轴承座与机架固连，电机的输出轴通过联轴器与长被动轴相连，长被动轴与U型块固连，并且长被动轴通过轴承支承在右轴承座上，U型块与直角坐标机器人的滑块固连；短被动轴的一端与U型块固连，短被动轴的另一端通过轴承与左轴承座相连，左轴承座与机架固连；机架低端的下方安装有电磁铁，折形翻板的转动轴连接在机架的低端，折形翻板的一端与电磁铁相对应，折形翻板的另一端上装有滚轮。

再进一步地，上述的自动化药房，所述直角坐标机器人包括两套平行放置的水平方向电动导轨和一套竖直方向电动导轨，水平方向电动导轨由X轴伺服电机、X轴水平导轨、同步轴和X轴水平导轨构成，两套水平导轨采用同步轴连接，X轴伺服电机的旋转运动带动X轴水平导轨的滑块左右移动，同样的旋转运动通过同步轴传递到X轴水平导轨带动X轴水平导轨的滑块左右移动；竖直方向电动导轨由Y轴伺服电机和Y轴导轨构成，Y轴导轨两端安装在X轴水平导轨的滑块上，Y轴导轨上有滑块，Y轴伺服电机旋转运动带动滑块上下移动；上药机械手与Y轴导轨上滑块连接。

再进一步地，上述的自动化药房，所述自动化药房控制管理系统包括自动化药房服务器、自动化药房服务器热备器、自动化药房上药终端计算机、自动化药房监控计算机、步进运动控制器、伺服运动控制器、数据采集卡和PLC模块，自动化药房服务器热备器、医院信息系统、自动化药房上药终端计算机和自动化药房监控计算机分别与自动化药房服务器相连，步进运动控制器、伺服运动控制器、数据采集卡和PLC模块接入自动化药房监控计算机。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明自动化药房能够按照处方要求准确发放盒装药品，并储存一定数量的盒装药品，确保发药功能连续进行，还能半自动把药盒放在确定的药品储位上；满意完成盒装药品的半自动补给，药盒密集存储与管理和按处方自动发药并分拣到确定窗口。大大提高了医院药品的存储密度和药品的发放效率，较好实现了医院药房盒装药品发放的整体流程自动化。设计独特、结构新颖，使用简洁，功能卓越，成本低廉，可靠性好，非常实用，值得广泛推广应用。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明自动化药房整体示意图；

图2：斜坡式储药柜示意图；

图3：发药装置示意图；

图4：发药装置升降机示意图；

图5：发药装置出药机构示意图；

图6：分拣装置示意图；

图7：上药装置示意图；

图8：上药装置输送机构示意图；

图9：上药装置上药机械手示意图；

图10：上药装置直角坐标机器人示意图；

图11：自动化药房控制管理系统示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						101	药盒	1	斜坡式储药柜	11	架体
12	第一支撑梁	13	第二支撑梁	14	第三支撑梁端
						15	储药柜U型槽	2	发药升降机	21	升降机电机
22	升降机左导轨	23	升降机药盒斗	24	升降机输送机构
						25	升降机挡板	26	升降机右导轨	27	升降机扣板

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						3	发药装置出药机构	31	出药翻板	32	扭簧
33	细长轴	34	U型储药槽	35	后滚轮
						36	挡边滚轮	37	光电计数传感器	38	顶杆
4	挡门	5	传送带	6	分拣装置
						61	输送机构	62	分拣出药机构	63	输送机用电机
7	上药输送机构	71	上药输送皮带	72	高度方向超声波传感器支架
						73	高度方向超声波传感器	74	螺母	75	挡板

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						76	长度方向超声波传感器支架	77	长度方向超声波传感器	78	螺母
79	宽度方向超声波传感器	8	上药机械手	81	机械手U型槽
						82	机械手倾侧电机	83	长被动轴	84	U型块
85	机架	86	短被动轴	87	电磁铁

附图标记	含义	附图标记	含义	附图标记	含义
						88	折形翻板	89	滚轮	9	上药直角坐标机器人
91	滑块	92	X轴伺服电机	93	X轴水平导轨
						94	同步轴	95	X轴水平导轨	96	滑块
97	Y轴导轨	98	滑块	99	Y轴伺服电机
						201	自动化药房服务器	202	自动化药房服务器热备器	203	医院信息系统
204	自动化药房上药终端计算机	205	自动化药房监控计算机	206	步进运动控制器
						207	伺服运动控制器	208	数据采集卡	209	PLC模块

具体实施方式

本发明自动化药房能按照处方要求准确发放盒装药品，并储存一定数量的盒装药品，确保发药功能连续进行，还能自动或者半自动把药盒放在确定的药品储位上；提高医院药品的存储密度和药品的发放效率，配套半自动上药输送装置，辅助人工上药，实现医院药房盒装药品发放的整体流程自动化。

主要包括以下几个方面：

(一)药品按处方分批发放

医生手写处方在划价处被输入计算机成为电子处方，进入医院信息系统(HIS系统)。自动化药房服务器读取HIS系统中的处方信息，在自动化药房的一个发药周期中把药品按数量和种类发放出来，并能将一个处方的药品分拣到病人正在等待的窗口前。前台的药剂师核对药品的种类和数量，然后把药品发给病人。药品在储药柜中是按品种分储位排列的，不可能按处方存储。在自动化药房计算机管理系统读取HIS系统库存表中的电子处方后，将处方信息转换成为储位信息和数量发送给自动化药房监控计算机，发送出药命令，发药装置升降机带动出药机构运行到相应储位，获取处方规定数量的药品，并将药盒传送到分拣装置，收集整个处方的所有药品，传送并分拣到处方指定窗口。具体由服务器接受医院信息系统发送的电子处方，生成相应的储位和信息发送给自动化药房监控计算机。监控计算机控制升降机运动到相应储位的层上，与该储位列对应的电磁铁推动出药翻板，发放药品。若整个处方的药品都发完毕，药盒传送到分拣装置的输送线上，对应的前台发药窗口的分拣口打开，该处方的药发到指定前台窗口。

(二)密集存储与库存管理

密集存储不仅解决药品的存储问题，还保证药品能够顺利发放和补给。采用斜坡式U型储药槽存储药品，充分利用重力实现药品的进和出。准确的获得当前药品的库存信息，不仅有利于医生顺利开写处方，而且能够及时避免药品短缺现象发生，提高医院药品的流通速度，降低医院药品采购成本。具体是将药盒按长度方向一盒接一盒的倾斜摆放在储药柜U型槽中。不同的药盒摆放在不同的斜坡式U型槽中。根据药盒实际尺寸，药品的要求储量和药房用药比例，设计和布局储药柜U型槽，达到空间利用率最高。每个储药柜U型槽中的药盒数量都由服务器管理，实时动态管理药品库存。

(三)半自动上药

自动化药房具有自动发药和密集存储功能，提高药品流出的效率，相应的，对药房药品供给的效率也相应提高，在药品高峰期或者非常时期，避免出现断药现象。采用人工摆放和自动上药输送机构和上药机械手配合的方式，保证上药的准确性和效率。控制软件采用多线程方式编写，发药和上药同时进行。具体是由服务器管理药品库存，定期自动生成本次上药品种和数量，并发送给上药终端计算机。上药操作员对照上药终端界面清单提示，把一定品种和数量的药盒放在上药输送机构，经过检测药盒长度、宽度和高度的超声波传感器，完成尺寸检测后，与服务器数据库中药盒尺寸对比，判断药盒尺寸和放置方位是否有错。如果尺寸对比无误，上药输送机构运行，药盒被输送到上药机械手U槽中，上药直角坐标机器人将上药机械手定位到确定的储药柜U型槽，上药机械手出药翻板打开，药盒从机械手的斜坡式储药槽中卸出，盒装药品由于重力下滑分力作用滑入到储药柜U型槽中。

详细设计时，自动化药房主要包括斜坡式储药柜、发药装置、分拣装置和上药装置。

斜坡式储药柜1包括架体和支撑梁，如图2所示，第一支撑梁12、第二支撑梁13、第三支撑梁14分别与架体11按要求位置相固定，支撑梁与架体的固定方式采用焊接，U型槽15以活动连接的方式与支撑梁相固定，U型槽15与第一支撑梁12、第二支撑梁13、第三支撑梁14固定后与水平面形成20°倾角。

如图1，自动发药装置布置在斜坡式储药柜1的发药口位置。如图3，发药装置包括升降机2、出药机构3、挡门4和药品运送的传送带5。如图4，升降机2包括交流伺服电机21、左导轨22、右导轨26、输送机构24和挡板25，由交流伺服电机21驱动沿直线运动单元上下运动。出药机构3安装在斜坡式储药柜U型储药槽15底端出药口位置，出药机构3如图5所示，主要包括出药翻板31、挡边滚轮36、细长轴33、后滚轮35，出药翻板31呈“∠”锐角折形，在锐角折形翻板31上装有挡边滚轮36和后滚轮35，U型储药槽34留有出药翻板31翻转的空间，U型储药槽两侧边开有轴孔，细长轴33穿过出药翻板31上的通孔、细长轴两端装有扭簧、并且细长轴的两轴头嵌入在U型储药槽侧边的轴孔内。位于出药翻板31的下方设有电磁顶杆机构，电磁顶杆机构的顶杆38与出药翻板上的耳形接触部相对，在电磁顶杆机构的后侧还设有光电计数传感器37，光电计数传感器的检测面与U型储药槽接触面相对。当药盒101置于U型储药槽34上时，重力作用滑落至前端，被挡边滚轮36挡住，出药翻板31翻转使药盒前端被后滚轮35抬高至高于挡边滚轮36，此时药盒底面与挡边滚轮36和后滚轮35相切，重力作用使药盒有滑出U型储药槽趋势，两滚轮滚动，将药盒与U型储药槽接触的滑动摩擦转化为药盒与滚轮接触的滚动摩擦，由重力分量实现出药。挡门4安装在出药机构3的出药口，传送带5位于出药口的下方并与出药通道相衔接，升降机2的主体部分为两根传动导轨，升降机输送带水平设置在两根传动导轨间，每根传动导轨底部安装一交流伺服电机21，以实现同步位置和速度驱动。发药时，按照处方所示药品由控制器生成出药规划和防堆积运动规划，升降机按规划定位在药品的储存层，定位完成后电磁顶杆线圈通电，驱动电磁顶杆38动作，取出的药品经光电计数传感器37检测，传感器将检测信号发给控制器计数，并由控制器控制电磁顶杆38的动作次数，从而控制发药数量；药品送至挡门4处，挡门打开，药品流出，完成一次处方的发药。

发药装置的输出端安装有分拣装置6，从发药装置发出的药送入到分拣装置6。如图6，分拣装置6主要包括输送机构61、分拣出药机构62及输送机用电机63，分拣出药机构62安装在输送机构输送带的一侧，通常安装4个分拣出药机构，分拣出药机构采用旋转推出式结构，其主要作用是当待分拣药品通过指定分拣出药口时，使一个药方中的药品滑下输送带以便进行后续作业。

如图7，上药装置主要包括输送机构7、上药机械手8和直角坐标机器人9。

如图8所示的上药输送装置7，在前端的上方设有高度方向超声波传感器支架72，高度方向超声波传感器73通过螺母74固定在高度方向超声波传感器支架72上；前端的侧向设有宽度方向超声波传感器支架，宽度方向超声波传感器79通过螺母固定在宽度方向超声波传感器支架上；在输送机后端的正向设有长度方向超声波传感器支架76，长度方向超声波传感器77通过螺母78固定在长度方向超声波传感器支架76上。高度方向超声波传感器73、宽度方向超声波传感器79和长度方向超声波传感器77呈三维正交设置。在上药输送皮带71的一侧安装有挡板75，步进电机驱动输送皮带71运转。

图9所示的上药机械手出药机构8，包括机械手U型槽81、倾侧电机82和机架85，机械手U型槽81固连在机架85上，机械手U型槽81与水平面呈25度倾角，倾侧电机82的机壳通过电机法兰与右轴承座相连，右轴承座与机架85固连，电机82的输出轴通过联轴器与长被动轴83相连，长被动轴83与U型块84固连，并且长被动轴83通过轴承支承在右轴承座上，U型块84与上药直角坐标机器人滑块91固连，滑块91可随导轨一起左右或上下运动。短被动轴86的一端与U型块84固连，短被动轴86的另一端通过轴承与左轴承座相连，左轴承座与机架85固连；机架85底端的下方安装有电磁铁87，折形翻板88活动连接在机架85的底端，折形翻板88的一端与电磁铁87相对应，折形翻板88的另一端上装有滚轮89。当上药输送装置输送带71向机械手8送药时，电机82逆时针(从机械手后部向前看)旋转，右轴承座带动机架85及其上U型槽81旋转，从而使药品完成侧向定位，并且此时电磁铁87向上顶起翻板88，限制药品滑出U型槽81。当机械手运动到斜坡式储药柜对应的U型槽时，电机82顺时针(从机械手后部向前看)旋转，右轴承座带动机架85及其上U型槽81旋转，以使机械手对齐斜坡式储药柜U型槽15，随后电磁铁87动作，使翻板88的上边缘低于U型槽81的低端边缘，盒装药从机械手U型槽81中滑出落入到斜坡式储药柜15中，翻板88的上边缘装有滚轮89有利于药盒顺利滑下。

为考虑机械手定位精度和使用成本，直角坐标机器人采用同步带电动直线导轨型，完成机械手的定位功能。平面直角坐标机器人9，如图10所示，包括两套平行放置的水平方向电动导轨和一套竖直方向电动导轨，水平方向电动导轨由X轴伺服电机92、X轴水平导轨93、同步轴94和X轴水平导轨95构成，两套水平导轨采用同步轴连接，X轴伺服电机92的旋转运动带动X轴水平导轨的滑块98左右移动，并通过同步轴94传递到X轴水平导轨95带动X轴水平导轨的滑块96左右移动。竖直方向电动导轨由Y轴伺服电机99和Y轴导轨97构成，Y轴导轨97两端附在滑块98和滑块96上，Y轴导轨上有滑块91，Y轴伺服电机99旋转运动带动滑块91上下移动；上药机械手8安装在滑块91上，从而实现上药机械手的左右上下运动。

如图11所示，自动化药房控制管理系统包括自动化药房服务器201、自动化药房服务器热备器202、自动化药房上药终端计算机204、自动化药房监控计算机205、步进运动控制器206、伺服运动控制器207、数据采集卡208和PLC模块209。自动化药房服务器热备器202、医院信息系统203、自动化药房上药终端计算机204和自动化药房监控计算机205分别与自动化药房服务器201相连，步进运动控制器206、伺服运动控制器207、数据采集卡208和PLC模块209接入自动化药房监控计算机205。

具体应用时：人工将药盒摆放在上药输送机构7的输送皮带71上，输送机运动将药盒送入到上药机械手斜坡式U型槽81中，机械手定位后将药盒101卸到斜坡式储药柜中确定的U型槽15中。斜坡式储药柜1由与水平方向倾斜20度角的U型槽组成，U型槽按药盒高度分层，按药盒宽度分列布局，最大限度利用空间。每列U型槽复用一个电磁铁，出药升降机2在层高方向定位，装在出药升降机上的电磁铁推动出药机构的翻板31，药盒滑入到升降机药盒斗23中，传送带3将处方药品输送到分拣装置6，对应窗口的分拣机构将药盒分拣到前台发药窗口。

①药品按处方分批发放

药盒分品种摆放在斜坡式储药柜不同的U型槽中，每个储药柜U型槽中摆放一列药盒，其长度除以单个药盒的长度可以得到该储药柜U型槽能够摆放的药盒最大数量。如图2所示，斜坡式储药柜U型槽15的低部装有细长轴33和出药翻板31，药盒101在出药过程中，与挡边滚轮36接触，受到滚动摩擦而不是滑动摩擦。出药翻板31通过模具挤压尼龙而成，可以绕细长轴33转动。当推杆式电磁铁顶杆38动作时，出药翻板31被顶起，出药翻板31绕细长轴33转动，把药盒101向上推起，推过挡边滚轮36的高度，同时由于药盒101受到自身重力的下滑分力和后面药盒的推力(如果后面还有药盒的话)，药盒101与挡边滚轮36接触，向前滑出，滑到斜口板上。斜口板上开有通孔，其下装有反射式光电计数传感器37。当药盒滑过斜口板经过光电计数传感器37时，反射其发射光，光电计数传感器37向PLC控制器发出一个脉冲，PLC控制器计数一次，完成在储药柜U型槽出一盒药的动作。推杆式电磁铁在自身复位弹簧作用下快速复位，出药翻板31由于扭簧32的回复力作用也复位，后面的药盒在重力下滑分力作用下靠紧挡边滚轮36，完成在一个U型槽取一盒药。若一个储药柜U型槽中按处方要求需要出两盒或者两盒以上的药，控制器控制电磁铁反复动作，要求复位时间长于推杆式电磁铁顶起时间，直到光电计数传感器37发送相应数量的脉冲给PLC控制器，PLC控制器计数达到相应值后，电磁铁顶杆38停止动作并复位。

由于需要密集存储，储药柜中需要最大存储几百个品种、几万盒药才能满足医院药房的需要。储药柜U型槽的数量也很大，若每个储药柜U型槽安装一个推杆式电磁铁，成本会非常之高，故仅在每列储药槽装一个电磁铁，若需要在第一层第一列取药，1号电磁铁动作，若需要在第10层第一列取药，由发药升降机2提升到第10层的位置，1号电磁铁动作，实现此储药柜U型槽的出药功能，达到电磁铁复用的功能。根据存储量的要求，设计多少列储药槽就设计多少个电磁铁，降低机构成本，提高可靠性。

按照上述方法，一个药盒被取出后，药盒就滑入发药升降机的药盒斗23中。如果一个处方的药品分布在同一层的多列储药柜U型槽中，每一列对应的推杆式电磁铁同时同作，实现同时多槽并行出药，提高发药效率。一个处方的药品分布在多层的位置，那么发药升降机就要运动到多个层高的位置。若同一推杆式电磁铁在一个处方中要动作多次，出多盒药，升降机输送机构24需要向左或者向右移动一段距离，防止升降机药盒斗23同一个地方药盒堆积，导致后面滑到斜口板27上的药不能滑入到升降机药盒斗23，影响药品正常发放。待一个处方的药盒都发放完毕后，升降机挡板25由升起状态转为放下，升降机输送机构24把所有药盒传送到分拣装置6中，摆放在输送机构61上。分拣皮带线上设置有对应各个出药窗口的分拣挡板。如果医院信息系统把该处方的药分配到2号窗口(该处方的病人已达到2号窗口等候)，则2号分拣挡板由步进电机带动做回转运动，挡板打开，将分拣皮带线传输线路挡住，药盒就全部被挡在该分拣口，不会传送到其它分拣口。延时一段时间，待药盒全部被挡在2号分拣挡板处时，步进电机反转，关闭2号分拣挡板，药盒全部被扫入通往2号窗口的斜坡中，滑到前台发药窗口。若需要分拣到其他窗口，其他号分拣口挡板按此动作。最后一个分拣口不用设置挡板，前面分拣口都处在关闭状态，药盒自然就被输送到了最后一个分拣口。

②密集存储与库存管理

通常规定药盒最大尺寸方向为长度，最小尺寸为高度，居中的为宽度。药盒的长度范围变化较大，宽度范围次之，高度范围最小，所以按药盒高度并留有一定空间余量将储药柜分成若干层，按照药盒宽度范围将整个储药柜分成若干列，行和列交错的地方放置储药柜U型槽，槽中盛放药盒。每一层的层高是一致的，按照摆在该层的最高的药盒选取该层的层高。每列的宽度不必相等，但是分系列设计，不用每种药品做一种储药柜U型槽，减少U型槽模具数量，降低成本。每一层合理布局储药柜U型槽，使得出药机构推杆式电磁铁可以顶在每个储药柜U型槽的出药翻板一侧面即可。每一列布置一个推杆式电磁铁与之对应。每个U型槽倾斜放置，与水平方向倾角为20度，这个角度不仅能够保证药盒依次按先进先出的方式存放在储药柜U型槽中，而且药盒下滑的冲击力比较小，不会因为挡边不够高导致药盒冲出U型槽的误动作。U型槽采用模具挤压铝材加工而成，接触药盒的一面，拉出突筋，使得药盒与U型槽是线接触的方式，减小摩擦，有利于顺利出药。对于每个储药槽中存储的品种，由服务器数据库初始化设置完成，使用量大的药品可能会占据多个储药槽。每个储药槽中的药盒数量在程序初始化时均为零。上药输送装置向储药槽中补药，药盒数量做加法；发药装置从储药槽中取药，药盒数量做减法。服务器能够实时动态跟踪各个储药槽的药盒数量，进而知道各个药品品种的数量，从而能够准确知道药品的库存信息。如果某种药品的总盒数低于设定的下限数量，服务器作出报警，并提醒上药。药房管理人员可以随时查询药品库存信息，根据软件提示和辅助，尽早提出药品采购清单。

③半自动上药

医院药房上药周期一般为2～3天，按照自动化药房服务器201生成的上药清单，上药操作员给斜坡式储药柜中补给一批药品。上药装置采用半自动方式工作，为提高使用方便性，故任何时候都可能完成上药操作，上药和出药并发进行，控制软件和管理软件采用多线程并行方式工作。

服务器按照设定时间，生成本次上药清单，并发送给上药终端计算机204。上药操作员按照清单到医院药品库房领取药品，手工完成药品的拆零工作。上药员选择离自己最近最方便的药盒，根据其品名、规格和产地在上药计算机终端上药操作界面上选择此种药品，界面提示当前允许的最大上药数量。如图8，上药操作员把该种药盒按提示的数量摆放到上药输送机构上。药盒头靠紧T型条，药盒侧面靠紧输送皮带71的支撑骨架，放置完毕后上药操作员按输送机上的尺寸“扫描”操作按钮。长度方向超声波传感器77、宽度方向超声波传感器79和高度方向超声波传感器73开始工作，数据采集卡208采集三个超声波传感器的输出值，并把该值发给自动化药房监控计算机205，监控计算机205做线性计算获得宽度和高度尺寸，再读取服务器数据库中该药盒尺寸，两组尺寸作对比，判断药盒是否尺寸正确。长度方向除以数据库中药盒单位长度，得到药盒数量，判断药盒数量是否正确。如果正确，输送机的步进电机转动，放在上药输送机带面上的药盒前进，被输送到在其前端等候的机械手U型槽81中，此时机械手U型槽81在机械手倾侧电机82作用下侧摆方向保持一定角度，使得药盒滑入其中向U型槽一边靠齐。如果检测不正确，步进电机不运动，药盒不能前进，上药终端计算机界面提醒上药操作员出错信息并给出处理建议。重新摆放药盒后，按输送机上的尺寸“扫描”操作按钮，再次作尺寸检测。如果摆在上药输送机皮带71带面上的一列药盒中有的药盒在宽度和高度方向被摆放颠倒，超声波传感器检测报错，步进电机停止，直到把药盒摆放方位调整正确，步进电机才能运转，把药盒送入机械手U型槽中81。上药机械手8作为平面直角坐标上药机器人9的末端，被定位在相应的储药柜U型槽位置，机械手倾侧电机82反转，机械手U型槽81转回水平位置，药盒正对储药柜U型槽15。机械手上出药翻板88被推杆式电磁铁87推动，翻板88挡边降低，药盒受到下滑分力进入储药柜U型槽15，药盒全部滑入储药柜U型槽15后，推杆式电磁铁复位，翻板挡边升高，上药机械手返回上药输送机前端，完成一次上药流程。

超声波传感器在使用前做线性标定，其具体标定方法：选择已知准确尺寸的药盒，放置稳当，同时采集各传感器的电压输出值，获得一组尺寸与电压对应值。选择不同的尺寸的药盒，如此反复采集8组数据，采用最小二乘法拟和出长度电压值和药盒长度尺寸，宽度电压值和药盒宽度尺寸，高度方向电压值和药盒高度尺寸对应直线方程。获得以上三个直线方程后，当未知尺寸药盒放在上药输送机时，数据采集卡将获取的传感器值发给监控计算机，监控计算机算出药盒实际尺寸。

综上可见，本发明自动化药房满意完成盒装药品的半自动补给，药盒密集存储与管理和按处方自动发药并分拣到确定窗口，不仅提高了医院药品的存储密度和药品的发放效率，还实现了医院药房盒装药品发放的整体流程自动化，其经济效益和社会效应极为显著。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (9)

1.自动化药房，包括斜坡式储药柜(1)、发药装置、分拣装置(6)、上药装置和控制管理系统，其特征在于：所述斜坡式储药柜(1)包括架体(11)、U型槽(15)和支撑梁，斜坡式储药柜的U型槽(15)与支撑梁相固定并与水平面成20°倾角；所述发药装置包括升降机(2)、出药机构(3)、挡门(4)和传送带(5)，斜坡式储药柜的U型槽(15)的低端出药口与出药机构(3)的进药口相对接，出药机构(3)的出药口通过挡门(4)与传送带(5)过渡衔接构成发药通道；发药装置的出药端布置有分拣装置(6)，分拣通道与发药通道相衔接；所述上药装置包括上药输送机构(7)、上药机械手(8)和直角坐标机器人(9)，上药输送机构的输送皮带(71)的一端为上药端，另一端为出药端，上药输送机构的出药口与上药机械手U型槽(81)的进药口相对接，上药机械手(8)安装在直角坐标机器人(9)上，上药机械手U型槽(81)的出药口与斜坡式储药柜U型槽(15)的高端进药口相对接，从而构成上药通道；药盒按长度方向一盒接一盒的倾斜摆放在斜坡式储药柜的U型槽(15)中，不同的药盒摆放在不同的U型槽中，发药时，升降机(2)运动到斜坡式储药柜的相应储位层，出药机构的出药翻板(31)动作、发放药品，药盒传送到分拣装置的输送线上，对应的分拣口打开，处方药被发到指定的前台窗口；上药时，药盒通过上药输送机构(7)输送到上药机械手U型槽(81)中，直角坐标机器人(9)使上药机械手(8)定位到确定的斜坡式储药柜U型槽，上药机械手的折形翻板(88)动作，药盒从机械手U型槽(81)卸出进入到斜坡式储药柜U型槽中。

2.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：斜坡式储药柜的支撑梁包括第一支撑梁(12)、第二支撑梁(13)和第三支撑梁(14)，第一支撑梁(12)、第二支撑梁(13)、第三支撑梁(14)分别与架体(11)相固定，其固定方式采用焊接方式，斜坡式储药柜的U型槽(15)与第一支撑梁(12)、第二支撑梁(13)、第三支撑梁(14)相固定并与水平面形成20°倾角。

3.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：所述升降机(2)包括左导轨(22)和右导轨(26)，每根导轨底部安装一交流伺服电机(21)，输送机构(24)水平设置在左导轨(22)与右导轨(26)之间。

4.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：所述出药机构(3)包括出药翻板(31)和细长轴(33)，出药翻板(31)呈锐角折形，在出药翻板(31)上装有挡边滚轮(36)和后滚轮(35)，U型储药槽(34)两侧边开有轴孔，细长轴(33)穿过出药翻板(31)上的通孔、细长轴两端装有扭簧、并且细长轴的两轴头嵌入在U型储药槽侧边的轴孔内，位于出药翻板(31)的下方设有电磁顶杆机构，电磁顶杆机构的顶杆(38)与出药翻板上的耳形接触部相对，在电磁顶杆机构的后侧还设有光电计数传感器(37)，光电计数传感器的检测面与U型储药槽接触面相紧贴。

5.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：所述分拣装置(6)包括输送机构(61)、分拣出药机构(62)及输送机用电机(63)，分拣出药机构(62)安装在输送机构输送带的一侧，分拣出药机构(62)采用旋转推出式结构。

6.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：所述上药输送机构(7)包括输送皮带(71)、高度方向超声波传感器(73)、宽度方向超声波传感器(79)和长度方向超声波传感器(77)，在前端的上方设有高度方向超声波传感器支架(72)，高度方向超声波传感器(73)固定在高度方向超声波传感器支架(72)上；前端的侧向设有宽度方向超声波传感器支架，宽度方向超声波传感器(79)固定在宽度方向超声波传感器支架上；在输送机后端的正向设有长度方向超声波传感器支架(76)，长度方向超声波传感器(77)固定在长度方向超声波传感器支架(76)上，高度方向超声波传感器(73)、宽度方向超声波传感器(79)和长度方向超声波传感器(77)呈三维正交设置。

7.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：所述上药机械手(8)包括上药机械手U型槽(81)、倾侧电机(82)和机架(85)，上药机械手U型槽(81)固连在机架(85)上，机械手U型槽(81)与水平面呈25度倾角，倾侧电机(82)的机壳通过电机法兰与右轴承座相连，右轴承座与机架(85)固连，电机(82)的输出轴通过联轴器与长被动轴(83)相连，长被动轴(83)与U型块(84)固连，并且长被动轴(83)通过轴承支承在右轴承座上，U型块(84)与直角坐标机器人的滑块固连；短被动轴(86)的一端与U型块(84)固连，短被动轴(86)的另一端通过轴承与左轴承座相连，左轴承座与机架(85)固连；机架(85)低端的下方安装有电磁铁(87)，折形翻板(88)的转动轴连接在机架(85)的低端，折形翻板(88)的一端与电磁铁(87)相对应，折形翻板(88)的另一端上装有滚轮(89)。

8.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：所述直角坐标机器人(9)包括两套平行放置的水平方向电动导轨和一套竖直方向电动导轨，水平方向电动导轨由X轴伺服电机(92)、第一X轴水平导轨(93)、同步轴(94)和第二X轴水平导轨(95)构成，两套水平导轨采用同步轴连接，X轴伺服电机(92)的旋转运动带动第一X轴水平导轨的滑块(98)左右移动，同样的旋转运动通过同步轴(94)传递到第二X轴水平导轨(95)带动第二X轴水平导轨的滑块(96)左右移动；竖直方向电动导轨由Y轴伺服电机(99)和Y轴导轨(97)构成，Y轴导轨(97)的两端分别安装在第一X轴水平导轨的滑块(98)和第二X轴水平导轨的滑块(96)上，Y轴导轨有滑块(91)，Y轴伺服电机(99)旋转运动带动Y轴导轨的滑块(91)上下移动；上药机械手与Y轴导轨上的滑块(91)连接。

9.根据权利要求1所述的自动化药房，其特征在于：所述自动化药房控制管理系统包括自动化药房服务器(201)、自动化药房服务器热备器(202)、自动化药房上药终端计算机(204)、自动化药房监控计算机(205)、步进运动控制器(206)、伺服运动控制器(207)、数据采集卡(208)和PLC模块(209)，自动化药房服务器热备器(202)、医院信息系统(203)、自动化药房上药终端计算机(204)和自动化药房监控计算机(205)分别与自动化药房服务器(201)相连，步进运动控制器(206)、伺服运动控制器(207)、数据采集卡(208)和PLC模块(209)接入自动化药房监控计算机(205)。

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