本实用新型专利技术涉及一种基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置，属于医疗器械领域。宏微驱动注射器运动单元与光栅尺直线位移传感器形成闭环反馈控制，精确控制注射器注入药袋的位置与注射器注入西林瓶的位置，其中伺服电机经过蜗轮蜗杆减速带动转动块实现注射器90°翻转的动作；机械手抓取西林瓶运动单元也利用宏微结合双重驱动控制丝杠运动将西林瓶从传送带托盘上准确抓取到指定位置的弹簧杯中，并配有消毒喷头给西林瓶口消毒。西林瓶震荡单元在药物注入西林瓶后由电机带动进行特定幅度特定频率的震荡，使药物充分溶解。实现了快速精准的配药，充分利用药物，避免浪费，且可以减轻护士压力，减少配药差错，具有重要的现实意义和实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及医疗器械领域，特别涉及输液配药器械领域，尤指一种基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置。
技术介绍
目前中国大部分医院输液配药都采用护士手工操作，即用手把持注射器从药袋中抽吸药液，再注射到装有药粉的西林瓶中。这样不仅费时费力，还容易出现错误。而且我国护理人员短缺，工作压力大，人工配制静脉输液是护士每天的重要工作，也是病人住院治疗重要方法，及时准确给药是病人评价护理与医疗工作重要部分。国内关于医用机器人配药自动化设备，如深圳市某科技有限公司目前报道已研发出输液配药自动化仪器，其具有西林瓶类和安瓿类药共同配制的特点，只用于瓶装输液的配制，但尚未投放于市场。采用机器人为操作手一台机器只能一瓶一瓶配制药液，而不能多瓶同时配制。在国外，IntelliFilli.v.最早出现于2002年，是世界上最早用于静脉药物配制的机器人系统，该系统综合使用条形码扫描、视觉系统和称量系统保证药品配制的关键步骤和最后药品配制的准确性，减少配药过程的差错。系统工作流程借鉴了工业生产中的流水线生产模式，系统设计成盘式结构，药品和注射器从进入系统开始沿着流水线移动完成相应的操作。IntelliFilli.v的不足之处在于，首先系统设计复杂，机构之间配合难度大，增加了控制的难度，不便于维护。其次只能配制小体积的药物，最终药品只能存于注射器中，不能配制袋装药物。目前已经投入使用的全自动配液设备有：意大利health robotics公司研制的一套用于危害药品配置的Cytocare自动配液机器人和一套配制无毒药物的机器人I.V.STATION，加拿大Intelligent hospital systems 公司研制的一套配制有毒药物的机器人RIVA，这两家公司的产品已经成功用于医院临床治疗。此外，还有用于全静脉营养液（TPN）配置的EM2400自动配液设备；用于配置抗生素或其他药品的IV Station等。引进国外相对成熟的技术存在诸多弊端，一方面价格昂贵成本高，另一方面，国外的药品标准与国内通用的药品标准存在较大差异。此外，设备故障处理等后期维护保障费用也非常大。亟待改进。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置，解决了现有技术存在的上述问题。宏微驱动注射器运动单元利用宏微结合双重驱动直线电机，伺服电机结合压电驱动器的宏微结合的方式与光栅尺直线位移传感器形成闭环反馈控制，精确控制注射器注入药袋的位置与注射器注入西林瓶的位置，其中伺服电机经过蜗轮蜗杆减速带动转动块实现注射器90°翻转的动作；机械手抓取西林瓶运动单元也利用宏微结合双重驱动控制丝杠运动将西林瓶从传送带托盘上准确抓取到指定位置的弹簧杯中，并配有消毒喷头给西林瓶口消毒。西林瓶震荡单元在药物注入西林瓶后由电机带动进行特定幅度特定频率的震荡，使药物充分溶解。三个单元按一定顺序先后工作，完成将输液袋中的药液和西林瓶中的药粉结合到一起的目的。基于宏微结合双重驱动方式，该装置实现了快速精准的配药，充分利用药物，避免浪费，且可以减轻护士压力，减少配药差错，具有重要的现实意义和实用价值。本技术的上述目的通过以下技术方案实现：基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置，包括注射器运动单元、机械手抓取西林瓶运动单元、西林瓶震荡单元，所述注射器运动单元的上、下底板3、4固定连接在架体5上，所述机械手抓取西林瓶运动单元通过导轨23连接在架体5的上方，所述西林瓶震荡单元通过水平轴45与架体5连接。所述的注射器运动单元是：上底板3、下底板4的两端分别固定连接在架体5上，注射器1固定在上底板3上，注射器1的针头前端与输液袋2对齐，且前端装有力传感器12，丝杠Ⅰ13固定在上底板3上，并嵌于注射器1的活塞杆伸入的槽中，带动活塞杆前后移动；所述丝杠Ⅰ13下方有螺母构成丝杠螺母副，所述丝杠螺母副由伺服电机Ⅰ7驱动，伺服电机Ⅰ7通过电机托架固定在上底板3侧方，上底板3上设有光栅尺位移传感器Ⅰ9，上底板3下方有光栅尺位移传感器Ⅱ11；丝杠Ⅱ14固定在下底板4上，并通过螺母固定于上底板下方，下底板4侧方有宏微结合双重驱动电机Ⅰ8，宏微结合双重驱动电机Ⅰ8与丝杠Ⅱ14连接，下底板4一端设有蜗轮蜗杆16，由伺服电机Ⅱ15驱动，另一端固定连接编码器10。所述的机械手抓取西林瓶运动单元是：吊架31两边和中间下方分别有导轨23和直线轴承30，配有水平方向的丝杠Ⅲ29，宏微结合双重驱动电机Ⅱ27固定在吊架31的中间部分，导轨23固定在架体5上；吊架31中部有一孔，与螺母26配合，丝杠Ⅳ28竖直放置，与固定在吊架31下方的吊架底板6上的步进电机32连接，步进电机32旁连接有减速器Ⅰ24；电磁夹爪22固定于吊架底板6侧面，电磁夹爪上的夹爪33上方设有消毒喷嘴，由固定于吊架底板6上方的消毒液泵25供给消毒液。所述的西林瓶震荡单元是：水平轴45通过其端部的轴承座35与架体5连接，水平轴45的一端设有编码器36，编码器36的轴上套有挡板34，承载西林瓶37的可旋转支架39连接在水平轴45上，可旋转支架39的西林瓶固定板上设有弹簧杯38；水平轴45的另一端套有卡簧40，联轴器41连接在伺服电机Ⅲ44上，伺服电机Ⅲ44旁连接有减速器43，伺服电机Ⅲ44放置在电机支架42上。所述的弹簧杯由弹簧杯杯身17、片式弹簧18、弹簧杯挡板19、弹簧圈20及底盖21组成，所述弹簧杯杯身17与底盖21固定连接，弹簧杯挡板19固定连接在弹簧杯的中部，弹簧圈20设置在弹簧杯内部，位于弹簧杯挡板19和底盖21之间，片式弹簧18设置在弹簧杯杯身17上部。本技术的有益效果在于：本技术整体采用模块化的结构，适应临床不同数量药物的需求。宏微结合的双重驱动方式提供了一种极其精确的定位，实现了高精度的自动配药装置。可以在配药需求不同的医院中代替护士完成配药的工作，减轻了护士的工作压力。模块化的装置可以随时调整工作量，避免了机器工作的浪费或需大量配药时工位的不足。而且这种方式比人工操作更精准，更安全，精准的定位使药物利用充分，避免了浪费，而且避免了人工操作所出现的错误。具有重要的现实意义和实用价值。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的注射器运动单元结构示意图；图3为本技术的弹簧杯结构示意图；图4为本技术的机械手抓取西林瓶运动单元结构示意图；图5为本技术的电磁夹爪结构示意图；图6为本技术的西林瓶震荡单元结构示意图。图中：1、注射器；2、输液袋；3、上底板；4、下底板；5、架体；6、吊架底板；7、伺服电机Ⅰ；8、宏微结合双重驱动电机Ⅰ；9、光栅尺位移传感器Ⅰ；10、编码器Ⅰ；11、光栅尺位移传感器Ⅱ；12、力传感器；13、丝杠Ⅰ；14、丝杠Ⅱ；15、伺服电机Ⅱ；16、蜗轮蜗杆；17、弹簧杯杯身；18、片式弹簧；19、弹簧杯挡板；20、弹簧圈；21、底盖；22、电磁夹爪；23、导轨；24、减速器Ⅰ；25、消毒液泵；26、螺母；27、宏微结合双重驱动电机Ⅱ；28、丝杠Ⅳ；29、丝杠Ⅲ；30、直线轴承；31、吊架；32、步进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置，其特征在于：包括注射器运动单元、机械手抓取西林瓶运动单元、西林瓶震荡单元，所述注射器运动单元的上、下底板（3、4）固定连接在架体（5）上，所述机械手抓取西林瓶运动单元通过导轨（23）连接在架体（5）的上方，所述西林瓶震荡单元通过水平轴（45）与架体（5）连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置，其特征在于：包括注射器运动单元、机械手抓取西林瓶运动单元、西林瓶震荡单元，所述注射器运动单元的上、下底板（3、4）固定连接在架体（5）上，所述机械手抓取西林瓶运动单元通过导轨（23）连接在架体（5）的上方，所述西林瓶震荡单元通过水平轴（45）与架体（5）连接。2.根据权利要求1所述的基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置，其特征在于：所述的注射器运动单元是：上底板（3）、下底板（4）的两端分别固定连接在架体（5）上，注射器（1）固定在上底板（3）上，注射器（1）的针头前端与输液袋（2）对齐，且前端装有力传感器（12），丝杠Ⅰ（13）固定在上底板（3）上，并嵌于注射器（1）的活塞杆伸入的槽中，带动活塞杆前后移动；所述丝杠Ⅰ（13）下方有螺母构成丝杠螺母副，所述丝杠螺母副由伺服电机Ⅰ（7）驱动，伺服电机Ⅰ（7）通过电机托架固定在上底板（3）侧方，上底板（3）上设有光栅尺位移传感器Ⅰ（9），上底板（3）下方有光栅尺位移传感器Ⅱ（11）；丝杠Ⅱ（14）固定在下底板（4）上，并通过螺母固定于上底板下方，下底板（4）侧方有宏微结合双重驱动电机Ⅰ（8），宏微结合双重驱动电机Ⅰ（8）与丝杠Ⅱ（14）连接，下底板（4）一端设有蜗轮蜗杆（16），由伺服电机Ⅱ（15）驱动，另一端固定连接编码器（10）。3.根据权利要求1所述的基于宏微驱动和药液精确控制的自动配药装置，其特征在于：所述的机械手抓取西林瓶运动单元是：吊架（31）两边和中间下方分别有导轨（23）和直线轴承（30），配有水平方向的丝...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱麒名，高玉霞，马志超，张富，刘赫然，程益，韩雨，李文婷，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22
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