一种自动称重抓药机及自动称重抓药方法

1.本发明属于药材配备领域，具体涉及一种自动称重抓药机及自动称重抓药方法。


背景技术：

2.中医是中国传统的医疗技术，是中国人民千年传承沉积下来的理论和经验的总结，中草药为中华民族生存和繁衍贡献巨大，是中华传统养生文化的瑰宝。目前，医院配置中药时，都是人工按照处方找到相应种类的药材，然后手工称量，效率低下，且人工称量的误差也大，有待进一步改进。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种自动称重抓药机，另一目的是提供一种采用上述抓药机的自动称重抓药方法。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一种自动称重抓药机，包括旋转药柜和抓药机械手，
6.旋转药柜，包括旋转座和可转动设置在旋转座上的旋转柜体，所述旋转柜体包括多个用于放置不同药材的药盒；
7.抓药机械手，按需抓取对应药盒中的药材，包括机座、设置在机座上用于抓取药材的抓取装置、连接并驱动机座左右移动的第一驱动装置和设置在机座上连接并驱动抓取装置上下移动的第二驱动装置；
8.所述抓取装置包括用于抓取药材的药爪、设置在机座上用于安装药爪的安装座、设置在安装座上连接并驱动药爪做直线往复移动的直线往复机构、设置在直线往复机构上连接并驱动药爪水平旋转的旋转机构、设置在旋转机构上连接并驱动药爪上下转动的转动机构和设置在安装座上用于检测药爪出药量的传感器，所述药爪包括药爪本体和设置在药爪本体上的出药口，所述药爪本体包括可相对开合的两爪勺和驱动两爪勺相对开合的开合机构。
9.进一步的，所述直线往复机构包括设置安装座上的定位座、可移动设置在定位座上的移动板和设置在定位座上连接并驱动移动板做直线往复运动的往复驱动件，所述旋转机构设置在移动板上与药爪连接。
10.进一步的，所述安装座包括安装座体和平衡形变金属件，安装座体用于安装定位座，所述定位座可上下转动设置在安装座体上；平衡形变金属件设置在安装座体上，其一端与定位座远离旋转机构的一端连接；所述传感器为设置在平衡形变金属件上的应力传感器。
11.进一步的，所述爪勺包括类弧形壳体、形成在壳体内部用于盛装药材的容纳腔、设置在容纳腔上端面向内延伸的让位槽和设置在容纳腔下端面向内倾斜引导药材进入的引导面，两爪勺闭合连接时，两让位槽相对拼接形成所述出药口。
12.进一步的，所述开合机构包括与转动机构连接用于装配爪勺的气爪座、可相向或
相背移动设置在气爪座上的两移动块和与气爪座连接驱动两移动块移动的开合气缸，所述爪勺与相对的移动块连接。
13.进一步的，所述旋转机构包括与直线往复机构连接的旋转件和设置在旋转件前端与转动机构连接的旋转座。
14.进一步的，所述转动机构包括与旋转座转动连接的转动座和设置在旋转座中连接并驱动转动座上下转动的转动件，所述药爪设置在转动座上。
15.进一步的，所述第一驱动装置包括可转动设置在机座中的齿轮组、沿旋转药柜长度方向延伸与齿轮组配合的第一齿条和设置在机座上的滑动导向件，所述滑动导向件使机座稳定沿旋转药柜长度方向来回移动，包括可滑动设置在第一齿条顶部的多个导向轮和设置在机座上用于安装导向轮的安装架。
16.进一步的，所述第二驱动装置包括可上下移动与抓取装置连接的云台、设置在机座上与云台连接的丝杆螺母副、设置在机座上驱动丝杆螺母副工作的驱动电机、连接在丝杆螺母副与驱动电机之间的锥形齿轮组和连接在丝杆螺母副与云台之间的连接板。
17.进一步的，还包括用于承接药爪倒出的药材的接药盒和用于承载并带动接药盒沿旋转柜体长度方向来回移动的输送机构。
18.一种自动称重抓药方法，采用上述任一项所述的抓药机，具体包括以下步骤：
19.步骤一，确定所需药材位置，控制旋转柜体转动使相应药盒转动至与抓药机械手相对；然后确保药爪的出药口朝上，并控制第一驱动装置，使抓取装置移动至相应的药盒前方；
20.步骤二，先经第二驱动装置控制药爪向下移动至相应药盒上方，然后经直线往复机构控制药爪沿靠近药盒的方向移动，再由转动机构控制药爪向下转动至药盒中，接着由开合机构控制两爪勺先打开后闭合以完成对药材抓取并由传感器获取抓取的药材重量；
21.步骤三，由直线往复机构、转动机构与第二驱动装置配合，将药爪移动至倒药处，然后经旋转机构控制药爪旋转180
°
使出药口朝下，再控制转动机构使药爪上下转动配合传感器使所需量的药材从出药口倒出。
22.由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术具体限定抓药机械手及抓取装置的结构，实现对药材的自动化抓取，并可精确控制药材重量，以达到节省人工，大大提高药材抓取的效率且称量误差小的效果。
附图说明
23.图1为本分明的内部结构示意图；
24.图2为抓药机械手的结构示意图；
25.图3为抓药机械手的部分结构示意图；
26.图4为抓取装置的结构示意图；
27.图5为第二驱动装置的结构示意图；
28.图6为本发明的整体结构示意图；
29.图中，1-旋转药柜、2-抓药机械手、3-机座、4-抓取装置、5-第一驱动装置、6-第二驱动装置、7-接药盒、8-输送机构、11-旋转座、111-旋转盘、112-转动轴、12-旋转柜体、13-药盒组、131-装配杆、132-药盒、41-药爪、411-药爪本体、412-出药口、413-爪勺、4131-壳
体、4132-容纳腔、4133-让位槽、4134-引导面、414-开合机构、4141-气爪座、4142-移动块、4143-开合气缸、42-安装座、421-安装座体、422-平衡形变金属件43-直线往复机构、431-定位座、432-移动板、433-往复电机、434-往复丝杆螺母副、44-旋转机构、441-旋转件、442-旋转座45-转动机构、451-转动座、46-传感器、51-齿轮组、52-第一齿条、53-齿轮电机、54-导向件、541-导向轮、542-安装架、61-云台、62-丝杆螺母副、63-驱动电机、64-锥形齿轮组、65-连接板、81-基座、82-承载台、83-输送件、831-输送齿条、832-输送齿轮、833-输送电机。
具体实施方式
30.以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
31.参照图1至图6所示，一种自动称重抓药机，包括旋转药柜1、抓药机械手2、接药盒7和输送机构8。
32.旋转药柜1，包括旋转座11和可转动设置在旋转座11上的旋转柜体12，旋转座11包括相对设置的两旋转盘111、可转动设置在两旋转盘111之间的转动轴112和连接并驱动转动轴112转动的旋转装置；旋转柜体12设置在两旋转盘111之间，包括周向分布的多个药盒组13；具体的，药盒组13包括设置在两旋转盘111之间的装配杆131和间隔设置在装配杆131上的多个用于放置不同药材的药盒132，旋转药柜1使用时，每个药盒132用于盛装不同的药材，通过旋转装置驱动转动轴112转动将所需药材对应的药盒132转动至前面，便于药材抓取；进一步的，旋转装置为机械设备中常用的驱动相对部件旋转的装置，这边对其具体结构及工作原理不作进一步的赘述。
33.抓药机械手2，按需抓取对应药盒中的药材，包括机座3、设置在机座3上用于抓取药材的抓取装置4、连接并驱动机座3左右移动的第一驱动装置5和设置在机座3上连接并驱动抓取装置4上下移动的第二驱动装置。
34.第一驱动装置5，包括可转动设置在机座3上的齿轮组51、沿旋转药柜1长度方向延伸与齿轮组51配合的第一齿条52、设置在机座3上驱动齿轮组51转动的齿轮电机53和设置在机座3上滑动导向件54，具体的，齿轮组51包括呈矩阵排列的四个齿轮，齿轮电机53设置有四个，分别与四个齿轮相对，连接并驱动相对的齿轮转动；第一齿条52的底面设置有齿轮配合的齿纹，其顶面为光滑面；进一步的，滑动导向件54使机座3稳定沿旋转药柜1长度方向来回移动，包括可滑动设置在第一齿条52顶面的多个导向轮541和设置在机座3上用于安装多个导向轮541的安装架542，导向轮541设置有四个，四个导向轮541与四个齿轮一一对应，以保证机座3稳定进行左右来回移动。
35.第二驱动装置6，包括可上下移动与抓取装置4连接的云台61，设置在机座3上与云台61连接的丝杆螺母副62、设置在机座3上驱动丝杆螺母副62工作的驱动电机63、连接在丝杆螺母副62与驱动电机63之间的锥形齿轮组64和连接在丝杆螺母副62与云台61之间的连接板65；抓药时，通过驱动电机63配合锥形齿轮组64与丝杆螺母副62，以带动云台61上下移动，使抓取装置4到达指定位置；具体的，实际使用时，可以在丝杆螺母副62与机座3之间设置减震机构，降低抓取装置4运动过程中对云台61的载荷，同时提高抓取装置4的称重精度及稳定性；进一步的，减震机构可以根据实际使用需求进行相应的选择。
36.抓取装置4，包括用于抓取药材的药爪41、设置在机座3上用于安装药爪41的安装座42、设置在安装座43上连接并驱动药爪41做前后直线往复运动的直线往复机构43、设置
在直线往复机构43上连接并驱动药爪41水平旋转的旋转机构44、设置在旋转机构44上连接并驱动药爪41上下转动的转动机构45和设置在安装座41上用于检测药爪41出药量的传感器46。
37.药爪41，包括药爪本体411和设置在药爪本体411上的出药口412，药爪本体411包括可相对开合的两爪勺413和驱动两爪勺413相对开合的开合机构414，具体的，爪勺413包括类弧形壳体4131、形成在壳体4131内部用于盛装药材的容纳腔132、设置在容纳腔4132上端面向内延伸的让位槽4133和设置在容纳腔4132下端面向内倾斜引导药材进入的引导面4134，两爪勺413闭合连接时，两让位槽4133相对拼接形成所述出药口412；药爪41抓药时，出药口412朝上；药爪41倒药时，经旋转机构44驱动药爪41水平旋转180
°
使出药口412朝下；进一步的，开合机构414包括与转动机构45连接用于装配爪勺413的气爪座4141、可相向或相背移动设置在气爪座4141上的两移动块4142和设置在机座3上与气爪座4141连接驱动两移动块4142移动的开合气缸4143，该爪勺413与相对移动块4142连接，经开合气缸4143控制两爪勺413的开合，以抓取药材；进一步的，出药口412的直径沿出药方向逐渐减小。
38.直线往复机构43，包括设置在安装座42上的定位座431、可移动设置在定位座431上的移动板432和设置在定位座431上连接并驱动移动板432做直线往复运动的往复驱动件，具体的，往复驱动件包括设置在定位座431上的往复电机433和连接在往复电机433与移动板432之间的往复丝杆螺母副434。
39.安装座42，包括安装座体421和平衡形变金属件422，安装座体421用于安装定位座431，所述定位座431可上下转动设置在安装座体421上；平衡相变金属件422设置在安装座体421上，其一端与定位座431远离旋转机构44的一端连接，通过在安装座42远离药爪的一端设置在平衡形变金属件422，以平衡药爪41在安装座42的位置；具体的，传感器46为设置在平衡形变金属件422上的应力传感器，通过应力传感器与平衡形变金属件422的配合，以确定药爪41倒药时的出药量；进一步的，经应力传感器与平衡形变金属件422配合获得药爪41的抓药量及出药量为物品称重领域中常用的结构，这边对其具体连接方式及工作原理不作进一步的赘述。
40.旋转机构44，包括与移动板432前端连接的旋转件441和设置在旋转件441前端与转动机构45连接的旋转座442，经旋转件441驱动旋转座442水平旋转，进而带动药爪41水平旋转，具体的，旋转件441为机械设备领域中常用的驱动相对设备转动的装置，这边对其具体结构及工作原理不作进一步的赘述。
41.转动机构45，包括与旋转座442转动连接的转动座451和设置在旋转座442中连接并驱动转动座451上下转动的转动件，药爪41倒药时，通过转动件驱动转动座51上下往复转动，以使药爪41中的药材经出药口412倒出；具体的，转动件包括舵机；进一步的，气爪座4141与转动座451连接。
42.接药盒7，用于接受药爪41倒出的药材。
43.输送机构8，用于承载并带动接药盒7沿旋转柜体12长度方向来回移动，包括基座81、可沿旋转柜体12长度方向来回移动用于承载接药盒7的承载台82和设置在基座81上连接并驱动承载台82来回移动的输送件83，具体的，输送件83包括设置在基座81上沿旋转柜体12长度方向延伸的输送齿条831、与输送齿条831配合的输送齿轮832和设置在承载台82上驱动输送齿轮832转动的输送电机833，通过输送电机833与输送齿条831及输送齿轮832
配合，以带动接药盒7移动至抓药机械手2下方以便于承接药爪41倒出的药材。
44.采用上述称重抓药机的自动称重抓药方法，具体包括以下步骤：
45.步骤一，确定所需药材位置，控制旋转柜体12转动使相应药盒132转动至与抓药机械手2相对；然后确保药爪41的出药口412朝上，并控制第一驱动装置5，使抓取装置4移动至相应的药盒132前方，接着由输送机构8将接药盒7输送至药爪41下方；
46.步骤二，先经第二驱动装置6控制药爪41向下移动至相应药盒132上方，然后经直线往复机构43控制药爪41沿靠近药盒132的方向移动，再由转动机构45控制药爪41向下转动至药盒132中，接着由开合机构414控制两爪勺413先打开后闭合以完成对药材抓取并由传感器46获取抓取的药材重量；
47.步骤三，由直线往复机构43、转动机构45与第二驱动装置6配合，使药爪41位于接药盒7正上方，然后经旋转机构44控制药爪41旋转180
°
使出药口412朝下，再控制转动机构45使药爪上下转动配合应力传感器及平衡形变金属件422使所需量的药材从出药口412倒出进入接药盒7；最后，在由直线往复机构43、转动机构45与第二驱动装置6配合，将药爪41中剩余的药材送回相应的药盒中。
48.本技术具体限定抓药机械手及抓取装置的结构，实现对药材的自动化抓取，并可精确控制药材重量，以达到节省人工，大大提高药材抓取的效率且称量误差小的效果。
49.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

技术特征：
1.一种自动称重抓药机，其特征在于：包括旋转药柜和抓药机械手，旋转药柜，包括旋转座和可转动设置在旋转座上的旋转柜体，所述旋转柜体包括多个用于放置不同药材的药盒；抓药机械手，按需抓取对应药盒中的药材，包括机座、设置在机座上用于抓取药材的抓取装置、连接并驱动机座左右移动的第一驱动装置和设置在机座上连接并驱动抓取装置上下移动的第二驱动装置；所述抓取装置包括用于抓取药材的药爪、设置在机座上用于安装药爪的安装座、设置在安装座上连接并驱动药爪做直线往复移动的直线往复机构、设置在直线往复机构上连接并驱动药爪水平旋转的旋转机构、设置在旋转机构上连接并驱动药爪上下转动的转动机构和设置在安装座上用于检测药爪出药量的传感器，所述药爪包括药爪本体和设置在药爪本体上的出药口，所述药爪本体包括可相对开合的两爪勺和驱动两爪勺相对开合的开合机构。2.根据权利要求1所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：所述直线往复机构包括设置安装座上的定位座、可移动设置在定位座上的移动板和设置在定位座上连接并驱动移动板做直线往复运动的往复驱动件，所述旋转机构设置在移动板上与药爪连接。3.根据权利要求2所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：所述安装座包括安装座体和平衡形变金属件，安装座体用于安装定位座，所述定位座可上下转动设置在安装座体上；平衡形变金属件设置在安装座体上，其一端与定位座远离旋转机构的一端连接；所述传感器为设置在平衡形变金属件上的应力传感器。4.根据权利要求1所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：所述爪勺包括类弧形壳体、形成在壳体内部用于盛装药材的容纳腔、设置在容纳腔上端面向内延伸的让位槽和设置在容纳腔下端面向内倾斜引导药材进入的引导面，两爪勺闭合连接时，两让位槽相对拼接形成所述出药口。5.根据权利要求1所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：所述开合机构包括与转动机构连接用于装配爪勺的气爪座、可相向或相背移动设置在气爪座上的两移动块和与气爪座连接驱动两移动块移动的开合气缸，所述爪勺与相对的移动块连接。6.根据权利要求1所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：所述旋转机构包括与直线往复机构连接的旋转件和设置在旋转件前端与转动机构连接的旋转座。7.根据权利要求1所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：所述第一驱动装置包括可转动设置在机座中的齿轮组、沿旋转药柜长度方向延伸与齿轮组配合的第一齿条和设置在机座上的滑动导向件，所述滑动导向件使机座稳定沿旋转药柜长度方向来回移动，包括可滑动设置在第一齿条顶部的多个导向轮和设置在机座上用于安装导向轮的安装架。8.根据权利要求1所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：所述第二驱动装置包括可上下移动与抓取装置连接的云台、设置在机座上与云台连接的丝杆螺母副、设置在机座上驱动丝杆螺母副工作的驱动电机、连接在丝杆螺母副与驱动电机之间的锥形齿轮组和连接在丝杆螺母副与云台之间的连接板。9.根据权利要求1所述的一种自动称重抓药机，其特征在于：还包括用于承接药爪倒出的药材的接药盒和用于承载并带动接药盒沿旋转柜体长度方向来回移动的输送机构。10.一种自动称重抓药方法，其特征在于：采用如权利要求1至9任一项所述的抓药机，
具体包括以下步骤：步骤一，确定所需药材位置，控制旋转柜体转动使相应药盒转动至与抓药机械手相对；然后确保药爪的出药口朝上，并控制第一驱动装置，使抓取装置移动至相应的药盒前方；步骤二，先经第二驱动装置控制药爪向下移动至相应药盒上方，然后经直线往复机构控制药爪沿靠近药盒的方向移动，再由转动机构控制药爪向下转动至药盒中，接着由开合机构控制两爪勺先打开后闭合以完成对药材抓取并由传感器获取抓取的药材重量；步骤三，由直线往复机构、转动机构与第二驱动装置配合，将药爪移动至倒药处，然后经旋转机构控制药爪旋转180
°
使出药口朝下，再控制转动机构使药爪上下转动配合传感器使所需量的药材从出药口倒出。

技术总结
一种自动称重抓药机及自动称重抓药方法，抓药机包括旋转药柜和抓药机械手，旋转药柜，包括旋转座和可转动设置在旋转座上的旋转柜体，所述旋转柜体包括多个用于放置不同药材的药盒；抓药机械手，按需抓取对应药盒中的药材，包括机座、设置在机座上用于抓取药材的抓取装置、连接并驱动机座左右移动的第一驱动装置和设置在机座上连接并驱动抓取装置上下移动的第二驱动装置，通过具体限定抓药机械手及抓取装置的结构，实现对药材的自动化抓取，并可精确控制药材重量，以达到节省人工，大大提高药材抓取的效率且称量误差小的效果。材抓取的效率且称量误差小的效果。材抓取的效率且称量误差小的效果。


技术研发人员：宋政宪 连晨蕾 黄云炜 白艺辉 余怡欣 陈颖 姚潇敏 刘小燕 张琬秦 魏佳乐 田谨瑞
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/7