一種安瓿瓶自動配藥系統和方法與流程

2023-06-26 05:00:02 1

本發明涉及電子技術領域，尤其涉及一種安瓿瓶自動配藥系統和方法。

背景技術：

目前，大多數醫院的藥物配置均由護士在配藥房內完成，其操作流程如下：配藥前，操作人員準備好待配藥品及藥具(安瓿瓶，西林瓶，輸液袋，注射器等)；檢查相關藥品及藥具信息；開啟藥品容器(安瓿瓶，西林瓶，輸液袋，注射器等)；接觸部位的消毒(主要針對安瓿瓶，西林瓶，輸液袋)；人工採用注射器進行藥品抽吸；把藥品注射進輸液袋或輸液瓶；填寫記錄卡並將已配輸液袋放入輸液袋存放籃。

上述人工配藥過程，存在如下問題：由於配藥操作環境細菌、塵土含量普遍偏高，因此在開啟藥瓶及抽吸藥物時，容易對藥品及藥具造成汙染，從而發生輸液反應，對病人造成危害。當配製有毒的腫瘤治療藥物時，開啟藥瓶及抽吸藥物時，藥物可經開啟的針孔、針頭、液體瓶口等，使藥液微粒逸出，形成肉眼看不見的、有毒性的微粒氣霧，通過皮膚接觸、呼吸道吸入等途徑進入配藥護士的人體，進而造成人身損害。

發明專利申請CN 103006436 A公開了一種自動配藥機器人系統及方法，用於配製靜脈輸液用藥液，但是存在配藥時間長且配藥效率低下的問題。

技術實現要素：

本發明的目的之一至少在於，針對上述現有技術存在的問題，提供一種安瓿瓶自動配藥系統和方法，能夠有效地縮短配藥時間，提高配藥效率。

為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為：

一種安瓿瓶自動配藥系統，包括支架、顯示器、以及控制模塊，第一絲杆、第二絲杆平行設置在支架上，注液部件可移動地設置在第一絲杆上，夾持部件可移動地設置在第二絲杆上，切瓶部件、噴嘴和斷瓶部件分別設置在第二絲杆的上方，固定連接在支架上，回收部件設置在第二絲杆下方；

所述系統的各個部件用於通過以下步驟進行安瓿瓶自動配藥：

步驟1：通過顯示器上的人機互動界面設置本次配藥所需要注入安瓿瓶數量，啟動系統初始化，控制模塊根據預設的系統初始化參數，控制各個可以活動的部件位於初始位置；

步驟2：將安瓿瓶放置在夾持部件上，通過顯示器上的人機互動界面設置開始配藥，通過夾持部件上的壓力傳感器獲取安瓿瓶規格參數；

步驟3：控制模塊根據安瓿瓶規格參數，控制夾持電機，從T0時刻開始，以第一轉速和與安瓿瓶規格參數對應的第一步長，驅動夾持部件中的左夾爪和右夾爪夾緊安瓿瓶；

步驟4：控制模塊控制第二絲杆電機，從T1時刻開始，以第一轉速和第二步長，驅動夾持部件帶動被夾緊的安瓿瓶沿著第二絲杆從接近支架正面的初始位置移動至切瓶工位；

步驟5：控制模塊控制第二絲杆電機，從T2時刻開始，以第二轉速和第三步長，驅動夾持部件帶動被夾緊的安瓿瓶通過切瓶部件中相對設置的兩個切割件構成的切瓶區域，在安瓿瓶瓶頸形成兩條相對的劃痕；

步驟6：控制模塊控制第二絲杆電機，從T3時刻開始，以第一轉速和第四步長，驅動夾持部件帶動被夾緊的安瓿瓶沿著第二絲杆從遠離支架正面的方向移動至斷瓶工位，在移動的過程中，當經過設置在支架上的噴嘴時，控制模塊控制噴嘴依次對安瓿瓶瓶頸噴射消毒液和吹氣；

步驟7：控制模塊根據安瓿瓶規格參數，控制推瓶電機，從T4時刻開始，以第三轉速和與安瓿瓶規格參數對應的第五步長，驅動斷瓶部件上的推桿衝擊安瓿瓶的瓶頭，使其從安瓿瓶分離，落入回收部件；

步驟8：控制模塊控制第二絲杆電機，從T5時刻開始，以第一轉速和第六步長，驅動夾持部件帶動被夾緊的安瓿瓶沿著第二絲杆從遠離支架正面的方向移動至抽吸工位；

步驟9：從T0時刻開始，將一次性抽吸結構件安裝在注液部件上；其中，包括將抽吸腔體中的活塞與往復運動機構連接，抽吸腔體固定在注液部件的支撐件上且與第一導管和第二導管連通；第一導管的一端與液袋針連接，第二導管的另一端與安瓿瓶針連接，第一導管和第二導管分別經過第一夾緊件和第二夾緊件固定在注液部件上，第一夾緊件和第二夾緊件初始保持放鬆狀態；安瓿瓶針固定在升降機構的一端，液袋針與固定在注液部件上的液袋連通；

步驟10：控制模塊控制第一絲杆電機，從T6時刻開始，以第三轉速和第七步長，驅動注液部件沿著第一絲杆從遠離支架正面的方向移動至抽吸工位；

步驟11：控制模塊控制注液部件上的升降機構中的升降電機，從T7時刻開始，以第一轉速和第八步長，驅動安瓿瓶針下降至與安瓿瓶的瓶底接觸；

步驟12：從T8時刻開始，控制模塊根據安瓿瓶規格參數和抽吸腔體量程，控制往復運動機構中的往復運動電機，以第一轉速、第九步長、以及第一復位步長，驅動抽吸腔體中的活塞往復運動，將安瓿瓶中的體液通過第一導管抽吸至抽吸腔體內；

步驟13：從T9時刻開始，控制模塊控制第一夾緊件，將第一導管夾緊，阻斷安瓿瓶與抽吸腔體的連通；控制第二夾緊件，將第二導管放鬆，使液袋與抽吸腔體的連通；控制模塊根據抽吸腔體量程，控制往復運動機構中的往復運動電機，以第一轉速和與抽吸腔體量程對應的第十步長，驅動抽吸腔體中的活塞下支架的底面方向運動，將抽吸腔體中的體液通過第二導管注入液袋中；

步驟14：控制模塊控制注液部件上的升降機構中的升降電機，從T10時刻開始，以第一轉速和第八步長，驅動安瓿瓶針上升至與安瓿瓶的瓶口脫離；

步驟15：控制模塊控制第一絲杆電機，從T11時刻開始，以第二轉速和第七步長，驅動注液部件沿著第一絲杆移動至接近支架正面的初始位置；

步驟16：在T12時刻，注液部件到達初始位置，控制模塊將已注入的安瓿瓶數量加一，當已注入的安瓿瓶數量等於本次配藥所需要注入安瓿瓶數量時，通過顯示器上的人機互動界面提示本次配藥完成的信息。

優選地，當已注入的安瓿瓶數量小於本次配藥所需要注入安瓿瓶數量時，所述系統還用於執行以下步驟：

步驟17：控制模塊控制第二絲杆電機，從T11時刻開始，以第一轉速和第十一步長，驅動夾持部件帶動被夾緊的安瓿瓶沿著第二絲杆從靠近支架正面的方向移動至回收部件的上方；

步驟18：從T13時刻開始，控制夾持電機，以第一轉速和第一步長，驅動夾持部件中的左夾爪和右夾爪放開安瓿瓶，使其落入回收部件中；

步驟19：控制模塊控制第二絲杆電機，從T14時刻開始，以第二轉速和地十二步長，驅動夾持部件沿著第二絲杆移動至接近支架正面的初始位置；夾持部件到達初始位置後，通過顯示器上的人機互動界面提示放入下一個安瓿瓶。

優選地，上述系統還包括與控制模塊連接的聲/光提示裝置，用於提示本次安瓿瓶自動配藥完成或者放入下一個安瓿瓶。

優選地，上述系統還包括設置在夾持部件上的光線傳感器，用於檢測安瓿瓶中的液體剩餘量，當剩餘量大於預設閾值時，控制模塊控制往復運動機構中的往復運動電機，重複步驟12。

優選地，上述第二轉速小於第一轉速。

優選地，上述第三轉速小於第一轉速且大於或等於第二轉速。

優選地，上述第七步長等於第二步長、第三步長、第四步長、以及第六步長之和。

優選地，上述第九步長為第一復位步長的整數倍。

優選地，當將一次性抽吸結構件安裝在注液部件上所需的時間小於T5與T0之差時，T6早於T5。

一種安瓿瓶自動配藥方法，使用上述的安瓿瓶自動配藥系統進行安瓿瓶自動配藥。

綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明至少具有以下有益效果：

通過精確控制配藥系統中各個配藥步驟的開始時間、位移步長以及執行速度，能夠在進行切瓶斷瓶的過程中進行一次性抽吸結構件的安裝，在回收廢瓶之前提供已經完成的配藥，通過合理重疊配置，縮短整個配藥的時間，提高配藥效率。

附圖說明

圖1是本發明一實施例提供的安瓿瓶自動配藥系統的結構示意圖，其中夾持部件位於切瓶工位；

圖2是本發明一實施例提供的安瓿瓶自動配藥系統的結構示意圖，其中省去了部分支架，注液部件位於抽吸工位；

圖3是本發明一實施例提供的安瓿瓶自動配藥系統中注液部件的結構示意圖；

圖4是本發明一實施例提供的安瓿瓶自動配藥系統中流體連通示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明，以使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1～3所示，本發明一實施例公開的安瓿瓶自動配藥系統，包括支架1、顯示器D1、以及控制模塊C1，其中：

第一絲杆11、第二絲杆12平行設置在支架1上，注液部件6可移動地設置在第一絲杆11上，夾持部件2可移動地設置在第二絲杆12上，切瓶部件3、噴嘴4和斷瓶部件5分別設置在第二絲杆12的上方，固定連接在支架1上，回收部件7設置在第二絲杆12下方。顯示器D1和控制模塊C1可以如圖1所示設置在支架1上，也可以設置在支架1之外的獨立支架上。控制模塊C1可以通過沿著支架凹槽設置的線纜與顯示器D1、各個電機、傳感器等被控器件實現有線連接，也可以通過無線通信接口與各個被控器件實現無線連接。

所述系統的各個部件用於通過以下步驟完成安瓿瓶自動配藥，應當理解，這些步驟可以順序執行、各自單獨執行或者與部分步驟進行組合後並行執行：

步驟1：通過顯示器D1上的人機互動界面設置本次配藥所需要注入安瓿瓶數量，啟動系統初始化，控制模塊C1根據預設的系統初始化參數，通過第一絲杆電機M1驅動注液部件6移動至接近YZ平面(支架1的正面)的初始位置，通過第二絲杆電機M2驅動夾持部件2移動至接近YZ平面的初始位置。

步驟2：將安瓿瓶101放置在夾持部件2上，通過顯示器D1上的人機互動界面設置開始配藥，夾持部件2上的壓力傳感器S1獲取安瓿瓶101的直徑數據並發送給控制模塊C1，控制模塊C1根據直徑數據，獲取安瓿瓶規格參數，具體可以包括1mL、2mL、5mL、10mL、20mL五種規格。

步驟3：控制模塊C1根據安瓿瓶規格參數，控制夾持電機M3，從T0時刻開始，以轉速400rev/min，位移步長與安瓿瓶規格參數對應(例如，分別為2350、2150、1800、1600、1300步)，驅動夾持部件2中的左夾爪和右夾爪夾緊安瓿瓶101。

步驟4：控制模塊C1控制第二絲杆電機M2，從T1時刻開始，以轉速為400rev/min，位移為3550步，驅動夾持部件2帶動被夾緊的安瓿瓶101沿著第二絲杆12從遠離YZ平面的方向移動至切瓶工位。

步驟5：控制模塊C1控制第二絲杆電機M2，從T2時刻開始，以轉速為100rev/min，位移為300步，驅動夾持部件2帶動被夾緊的安瓿瓶101通過切瓶部件3中相對設置的兩個切割件構成的切瓶區域，在安瓿瓶101瓶頸形成兩條相對的劃痕。

步驟6：控制模塊C1控制第二絲杆電機M2，從T3時刻開始，以轉速為400rev/min，位移為4000步，驅動夾持部件2帶動被夾緊的安瓿瓶101沿著第二絲杆12從遠離YZ平面的方向移動至斷瓶工位，在移動的過程中，當經過設置在支架1上的噴嘴4時，控制模塊C1控制噴嘴4依次對安瓿瓶101瓶頸噴射消毒液和吹氣。

步驟7：控制模塊C1根據安瓿瓶規格參數，控制推瓶電機M4，從T4時刻開始，以轉速300rev/min，步長分別為1450、1420、1340、1290、1340步，驅動斷瓶部件5上的推桿衝擊安瓿瓶101的瓶頭，使其從安瓿瓶101分離，落入回收部件7，被回收部件7回收。

步驟8：控制模塊C1控制第二絲杆電機M2，從T5時刻開始，以轉速為400rev/min，位移為2575步，驅動夾持部件2帶動被夾緊的安瓿瓶101沿著第二絲杆12從遠離YZ平面的方向移動至抽吸工位(接近支架1的背面)。

步驟9：從T0時刻開始，將一次性抽吸結構件安裝在注液部件6上。如圖3和圖4所示，具體包括，將抽吸腔體61中的活塞與往復運動機構69連接，抽吸腔體61固定在注液部件6的支撐件上且與第一導管64和第二導管65連通；第一導管64的一端與液袋針63連接，第二導管65的另一端與安瓿瓶針62連接，第一導管64和第二導管65分別經過第一夾緊件66和第二夾緊件67固定在注液部件6上，第一夾緊件66和第二夾緊件67初始保持放鬆狀態；安瓿瓶針62固定在升降機構68的一端，液袋針63與固定在注液部件6上的液袋102連通。優選地，抽吸腔體61可以為雙頭針筒且與第一導管64、第二導管65、針頭安瓿瓶針62、液袋針63為一體成型構件。

步驟10：控制模塊C1控制第一絲杆電機M1，從T6時刻開始，以轉速為400rev/min，位移為10125步，驅動注液部件6沿著第一絲杆11從遠離YZ平面的方向移動至抽吸工位。其中，當第一導管64、第二導管65、安瓿瓶101針和輸液袋針63等一次性結構件安裝在注液部件6上所需要的時間小於T5-T0時，T6可以早於T5。由於可以在對安瓿瓶101進行切瓶、斷瓶並移動至抽吸工位的過程中同時進行一次性結構件的安裝，能夠大幅縮短整個配藥所需的時間。

步驟11：控制模塊控制注液部件6上的升降機構68中的升降電機，從T7時刻開始，以轉速為400rev/min，位移為525步，驅動安瓿瓶針62沿著Z軸(垂直方向)下降至與安瓿瓶101的瓶底接觸。

步驟12：從T8時刻開始，控制模塊控制第二夾緊件67，將第二導管65夾緊，阻斷液袋102與抽吸腔體61的連通；控制模塊根據安瓿瓶規格參數和抽吸腔體量程(例如，20mL、50mL等)，控制往復運動機構69中的往復運動電機，以轉速400rev/min，位移分別為3000、4000、5000、6000、9000步，復位位移為500步，驅動抽吸腔體61中的活塞沿著Z軸往復運動，將安瓿瓶101中的體液通過第一導管64抽吸至抽吸腔體61內。

在優選的實施例中，通過設置在夾持部件2上的光線傳感器S1，檢測安瓿瓶101中的液體剩餘量，當剩餘量大於預設閾值時，控制模塊控制往復運動機構69中的往復運動電機，重複步驟12。

步驟13：從T9時刻開始，控制模塊控制第一夾緊件66，將第一導管64夾緊，阻斷安瓿瓶101與抽吸腔體61的連通；控制第二夾緊件67，將第二導管65放鬆，使液袋102與抽吸腔體61的連通；控制模塊根據抽吸腔體量程，控制往復運動機構69中的往復運動電機，以轉速400rev/min，位移分別為500、1250步(分別對應量程為20mL、50mL的針筒形成的抽吸腔體)，驅動抽吸腔體61中的活塞沿著Z軸向XY平面(支架1的底面)運動，將抽吸腔體61中的體液通過第二導管65注入液袋102中。

步驟14：控制模塊控制注液部件6上的升降機構68中的升降電機，從T10時刻開始，以轉速為400rev/min，位移為525步，驅動安瓿瓶針62沿著Z軸上升至與安瓿瓶101的瓶口脫離。

步驟15：控制模塊控制第一絲杆電機M1，從T11時刻開始，以轉速為800rev/min，位移為10125步，驅動注液部件6沿著第一絲杆11移動至接近YZ平面的初始位置。

步驟16：在T12時刻，驅動注液部件6到達初始位置，控制模塊C1將已注入的安瓿瓶數量加一，當已注入的安瓿瓶數量等於本次配藥所需要注入安瓿瓶數量時，通過顯示器D1上的人機互動界面提示本次配藥完成的信息，此時即可將液袋102從注液部件6上取下，將液袋102交付使用；當已注入的安瓿瓶數量小本次配藥所需要注入安瓿瓶數量時，繼續執行步驟17。

步驟17：控制模塊C1控制第二絲杆電機M2，從T11時刻開始，以轉速為400rev/min，位移為3525步，驅動夾持部件2帶動被夾緊的安瓿瓶101沿著第二絲杆12從靠近YZ平面的方向移動至回收部件7的上方。

步驟18：從T13時刻開始，控制模塊C1控制夾持電機M3，以轉速400rev/min，位移分別為1300、1600、1800、2150、2350步，驅動夾持部件2中的左夾爪21和右夾爪22放開安瓿瓶101，使其落入回收部件7，被回收部件7回收。

步驟19：控制模塊C1控制第二絲杆電機M2，從T14時刻開始，以轉速為800rev/min，位移為6600步，驅動夾持部件2沿著第二絲杆12移動至接近YZ平面的初始位置。夾持部件2到達初始位置後，通過顯示器D1上的人機互動界面提示放入下一個安瓿瓶。

優選地，在步驟16或步驟19可以通過觸發與控制模塊C1連接的不同的聲/光提示裝置，來分別提示本次安瓿瓶自動配藥完成或者放入下一個安瓿瓶。

在優選的實施例中，本發明還包括使用上述安瓿瓶自動配藥系統進行安瓿瓶自動配藥的方法。

上述實施例中，通過精確控制配藥系統中各個配藥步驟的開始時間、位移步長以及執行速度，能夠在進行切瓶斷瓶的過程中進行一次性抽吸結構件的安裝，在回收廢瓶之前提供已經完成的配藥，通過合理重疊配置，縮短整個配藥的時間，提高配藥效率。

以上實施方式僅用於說明本發明的較佳實施例，而非對本發明的限制。相關技術領域的技術人員在不脫離本發明的原則和範圍的情況下，做出的各種替換、變型以及改進均應包含在本發明的保護範圍之內。