自動化藥房(專利)

《自動化藥房》是蘇州艾隆科技有限公司於2008年1月11日申請的發明專利，該專利申請號為2008100190532，公布號為CN101214107，公布日為2008年7月9日，發明人是貟超、王偉、馬永波、趙雪峰、劉相全、陳心頤、辜小林。

《自動化藥房》包括斜坡式儲藥櫃、發藥裝置、分揀裝置、上藥裝置和控制管理系統，斜坡式儲藥櫃的U型槽與支撐梁固定並與水平面成20°傾角；發藥裝置包括升降機和出藥機構，斜坡式儲藥櫃U型槽的低端出藥口與出藥機構U型儲藥槽的進藥口相對接，其出藥口通過擋門與傳送帶過渡銜接構成發藥通道；發藥裝置的出藥端布置有分揀裝置，分揀通道與發藥通道相銜接；上藥輸送機構的出藥口與上藥機械手U型槽的進藥口相對接，上藥機械手安裝在直角坐標機器人上，上藥機械手U型槽的出藥口與斜坡式儲藥櫃U型槽的高端進藥口相對接，構成上藥通道。由此可實現盒裝藥品的半自動批量補給，藥盒密集存儲與管理，按處方自動發藥並分揀到確定視窗等功能。

2017年12月，《自動化藥房》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《自動化藥房》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：自動化藥房
• 地址：江蘇省蘇州市工業園區旺敦路建屋大廈
• 公布號：CN101214107
• 公布日：2008年7月9日
• 申請號：2008100190532
• 申請日：2008年1月11日
• 申請人：蘇州艾隆科技有限公司
• 發明人：貟超、王偉、馬永波、趙雪峰、劉相全、陳心頤、辜小林
• 代理機構：南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人：陳忠輝、 姚姣陽
• 類別：發明專利
• Int. Cl.：A47F3/02（2006.01）；B65G1/137（2006.01）；B65G43/00（2006.01）；B07C5/00（2006.01）；B25J3/04（2006.01）

專利背景

藥房作為醫院的第一視窗，代表著醫院的形象。患者對醫院服務的感受印象主要來自於藥房。而在醫院門診藥房發藥視窗前，每天的上午和下午的領藥高峰期，病人都需要排成長度，等待藥劑師按照醫生給病人開寫的處方，在藥品貨架上取下藥品，發給病人。病人等候時間甚至長達半小時，國內三甲醫院由於求醫患者眾多，更是如此。另一方面，藥劑師手工發藥，憑個人記憶或者藥品標籤判斷，極容易出現差錯，甚至出現用藥事故。藥劑師成為倉庫保管員，造成一定程度的人力資源浪費。

截至2008年1月，醫院藥房藥品擺放分散，占據了藥房很大面積，增加了藥師的勞動強度，造成藥房可使用空間的巨大浪費。因此，針對醫院門診藥房的盒裝藥品發放，完全有必要設計製造一種能夠降低藥劑師勞動強度、提高藥品發放效率和準確率、提高醫院藥房服務質量的自動化程度高的藥房。

發明內容

專利目的

《自動化藥房》能夠按照處方要求準確發放盒裝藥品，並能夠儲存一定數量的盒裝藥品，確保發藥功能連續進行，還能自動或者半自動把藥盒放在確定的藥品儲位上。

技術方案

《自動化藥房》包括斜坡式儲藥櫃、發藥裝置、分揀裝置、上藥裝置和控制管理系統，特點是：所述斜坡式儲藥櫃包括架體、U型槽和支撐梁，U型槽與支撐梁相固定並與水平面成20°傾角；所述發藥裝置包括升降機、出藥機構、擋門和傳送帶，斜坡式儲藥櫃U型槽的低端出藥口與出藥機構的進藥口相對接，出藥機構的出藥口通過擋門與傳送帶過渡銜接構成發藥通道；發藥裝置的出藥端布置有分揀裝置，分揀通道與發藥通道相銜接；所述上藥裝置包括上藥輸送機構、上藥機械手和直角坐標機器人，上藥輸送機構的輸送皮帶的一端為上藥端，另一端為出藥端，上藥輸送機構的出藥口與上藥機械手U型槽的進藥口相對接，上藥機械手安裝在直角坐標機器人上，上藥機械手U型槽的出藥口與斜坡式儲藥櫃U型槽的高端進藥口相對接，從而構成上藥通道；藥盒按長度方向一盒接一盒的傾斜擺放在斜坡式儲藥櫃的U型槽中，不同的藥盒擺放在不同的U型槽中，發藥時，升降機運動到斜坡式儲藥櫃的相應儲位層，出藥翻板動作、發放藥品，藥盒傳送到分揀裝置的輸送線上，對應的分揀口打開，處方藥被發到指定的前台視窗；上藥時，藥盒通過上藥輸送機構輸送到上藥機械手U型槽中，直角坐標機器人使上藥機械手定位到確定的斜坡式儲藥櫃U型槽，上藥機械手的翻板動作，藥盒從機械手U型槽卸出進入到斜坡式儲藥櫃U型槽中。

1、更進一步地，上述的自動化藥房，斜坡式儲藥櫃的支撐梁包括第一支撐梁、第二支撐梁和第三支撐梁、第一支撐梁、第二支撐梁、第三支撐梁分別與架體相固定，其固定方式採用焊接方式，U型槽與第一支撐梁、第二支撐梁、第三支撐梁相固定並與水平面形成20°傾角。

2、更進一步地，上述的自動化藥房，所述升降機包括左導軌和右導軌，每根導軌底部安裝一交流伺服電機，輸送機構水平設定在左導軌與右導軌之間。

3、更進一步地，上述的自動化藥房，所述出藥機構包括出藥翻板和細長軸，出藥翻板呈銳角折形，在翻板上裝有擋邊滾輪和後滾輪，U型儲藥槽兩側邊開有軸孔，細長軸穿過出藥翻板上的通孔、細長軸兩端裝有扭簧、並且細長軸的兩軸頭嵌入在U型儲藥槽側邊的軸孔內，位於出藥翻板的下方設有電磁頂桿機構，電磁頂桿機構的頂桿與出藥翻板上的耳形接觸部相對，在電磁頂桿機構的後側還設有光電計數感測器，光電計數感測器的檢測面與U型儲藥槽接觸面相緊貼。

4、再進一步地，上述的自動化藥房，所述分揀裝置包括輸送機構、分揀出藥機構及輸送機用電機，分揀出藥機構安裝在輸送機構輸送帶的一側，分揀出藥機構採用旋轉推出式結構。

5、再進一步地，上述的自動化藥房，所述上藥輸送機構包括輸送皮帶、高度方向超音波感測器、寬度方向超音波感測器和長度方向超音波感測器，在前端的上方設有高度方向超音波感測器支架，高度方向超音波感測器固定在高度方向超音波感測器支架上；前端的側向設有寬度方向超音波感測器支架，寬度方向超音波感測器固定在寬度方向超音波感測器支架上；在輸送機後端的正向設有長度方向超音波感測器支架，長度方向超音波感測器固定在長度方向超音波感測器支架上，高度方向超音波感測器、寬度方向超音波感測器和長度方向超音波感測器呈三維正交設定。

6、再進一步地，上述的自動化藥房，所述上藥機械手包括機械手U型槽、傾側電機和機架，機械手U型槽固連在機架上，機械手U型槽與水平面呈25度傾角，傾側電機的機殼通過電機法蘭與右軸承座相連，右軸承座與機架固連，電機的輸出軸通過聯軸器與長被動軸相連，長被動軸與U型塊固連，並且長被動軸通過軸承支承在右軸承座上，U型塊與直角坐標機器人的滑塊固連；短被動軸的一端與U型塊固連，短被動軸的另一端通過軸承與左軸承座相連，左軸承座與機架固連；機架低端的下方安裝有電磁鐵，折形翻板的轉動軸連線在機架的低端，折形翻板的一端與電磁鐵相對應，折形翻板的另一端上裝有滾輪。

7、再進一步地，上述的自動化藥房，所述直角坐標機器人包括兩套平行放置的水平方向電動導軌和一套豎直方向電動導軌，水平方向電動導軌由X軸伺服電機、X軸水平導軌、同步軸和X軸水平導軌構成，兩套水平導軌採用同步軸連線，X軸伺服電機的旋轉運動帶動X軸水平導軌的滑塊左右移動，同樣的旋轉運動通過同步軸傳遞到X軸水平導軌帶動X軸水平導軌的滑塊左右移動；豎直方向電動導軌由Y軸伺服電機和Y軸導軌構成，Y軸導軌兩端安裝在X軸水平導軌的滑塊上，Y軸導軌上有滑塊，Y軸伺服電機旋轉運動帶動滑塊上下移動；上藥機械手與Y軸導軌上滑塊連線。

8、再進一步地，上述的自動化藥房，所述自動化藥房控制管理系統包括自動化藥房伺服器、自動化藥房伺服器熱備器、自動化藥房上藥終端計算機、自動化藥房監控計算機、步進運動控制器、伺服運動控制器、數據採集卡和PLC模組，自動化藥房伺服器熱備器、醫院信息系統、自動化藥房上藥終端計算機和自動化藥房監控計算機分別與自動化藥房伺服器相連，步進運動控制器、伺服運動控制器、數據採集卡和PLC模組接入自動化藥房監控計算機。

改善效果

《自動化藥房》能夠按照處方要求準確發放盒裝藥品，並儲存一定數量的盒裝藥品，確保發藥功能連續進行，還能半自動把藥盒放在確定的藥品儲位上；滿意完成盒裝藥品的半自動補給，藥盒密集存儲與管理和按處方自動發藥並分揀到確定視窗。大大提高了醫院藥品的存儲密度和藥品的發放效率，較好實現了醫院藥房盒裝藥品發放的整體流程自動化。設計獨特、結構新穎，使用簡潔，功能卓越，成本低廉，可靠性好，非常實用，值得廣泛推廣套用。

附圖說明

圖1：《自動化藥房》整體示意圖；

圖2：斜坡式儲藥櫃示意圖；

圖3：發藥裝置示意圖；

圖4：發藥裝置升降機示意圖；

圖5：發藥裝置出藥機構示意圖；

圖6：分揀裝置示意圖；

圖7：上藥裝置示意圖；

圖8：上藥裝置輸送機構示意圖；

圖9：上藥裝置上藥機械手示意圖；

圖10：上藥裝置直角坐標機器人示意圖；

圖11：自動化藥房控制管理系統示意圖。

圖中各附圖示記的含義見下表：

附圖示記	含義	附圖示記	含義	附圖示記	含義
						101	藥盒	1	斜坡式儲藥櫃	11	架體
12	第一支撐梁	13	第二支撐梁	14	第三支撐梁端
15	儲藥櫃U型槽	2	發藥升降機	21	升降機電機
22	升降機左導軌	23	升降機藥盒斗	24	升降機輸送機
25	升降機擋板	26	升降機右導軌	27	升降機扣板

附圖示記	含義	附圖示記	含義	附圖示記	含義
76	長度方向超音波感測器支架	77	長度方向超音波感測器	78	螺母
79	寬度方向超音波感測器	8	上藥機械手	81	機械手U型槽
82	機械手傾側電機	83	長被動軸	84	U型塊
85	機架	86	短被動軸	87	電磁

附圖示記	含義	附圖示記	含義	附圖示記	含義
88	折形翻板	89	滾輪	9	上藥直角坐標機器人
91	滑塊	92	x軸伺服電機	93	軸水平導軌
94	同步軸	95	x軸水平導軌	96	滑塊
97	Y軸導軌	98	滑塊	99	Y軸伺服電機
201	自動化藥房伺服器	202	自動化藥房伺服器熱備器	203	醫院信息系統
204	自動化藥房上藥終端計算機	205	自動化藥房監控計算機	206	步進運動控制器
207	伺服運動控制器	208	數據採集卡	209	C模組

技術領域

《自動化藥房》具體涉及醫院藥房盒裝藥品整體發放及存儲的自動化裝置。

權利要求

1.《自動化藥房》包括斜坡式儲藥櫃（1）、發藥裝置、分揀裝置（6）、上藥裝置和控制管理系統，其特徵在於：所述斜坡式儲藥櫃（1）包括架體（11）、U型槽（15）和支撐梁，斜坡式儲藥櫃的U型槽（15）與支撐梁相固定並與水平面成20°傾角；所述發藥裝置包括升降機（2）、出藥機構（3）、擋門（4）和傳送帶（5），斜坡式儲藥櫃的U型槽（15）的低端出藥口與出藥機構（3）的進藥口相對接，出藥機構（3）的出藥口通過擋門（4）與傳送帶（5）過渡銜接構成發藥通道；發藥裝置的出藥端布置有分揀裝置（6），分揀通道與發藥通道相銜接；所述上藥裝置包括上藥輸送機構（7）、上藥機械手（8）和直角坐標機器人（9），上藥輸送機構的輸送皮帶（71）的一端為上藥端，另一端為出藥端，上藥輸送機構的出藥口與上藥機械手U型槽（81）的進藥口相對接，上藥機械手（8）安裝在直角坐標機器人（9）上，上藥機械手U型槽（81）的出藥口與斜坡式儲藥櫃U型槽（15）的高端進藥口相對接，從而構成上藥通道；藥盒按長度方向一盒接一盒的傾斜擺放在斜坡式儲藥櫃的U型槽（15）中，不同的藥盒擺放在不同的U型槽中，發藥時，升降機（2）運動到斜坡式儲藥櫃的相應儲位層，出藥機構的出藥翻板（31）動作、發放藥品，藥盒傳送到分揀裝置的輸送線上，對應的分揀口打開，處方藥被發到指定的前台視窗；上藥時，藥盒通過上藥輸送機構（7）輸送到上藥機械手U型槽（81）中，直角坐標機器人（9）使上藥機械手（8）定位到確定的斜坡式儲藥櫃U型槽，上藥機械手的折形翻板（88）動作，藥盒從機械手U型槽（81）卸出進入到斜坡式儲藥櫃U型槽中。

2.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：斜坡式儲藥櫃的支撐梁包括第一支撐梁（12）、第二支撐梁（13）和第三支撐梁（14），第一支撐梁（12）、第二支撐梁（13）、第三支撐梁（14）分別與架體（11）相固定，其固定方式採用焊接方式，斜坡式儲藥櫃的U型槽（15）與第一支撐梁（12）、第二支撐梁（13）、第三支撐梁（14）相固定並與水平面形成20°傾角。

3.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：所述升降機（2）包括左導軌（22）和右導軌（26），每根導軌底部安裝一交流伺服電機（21），輸送機構（24）水平設定在左導軌（22）與右導軌（26）之間。

4.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：所述出藥機構（3）包括出藥翻板（31）和細長軸（33），出藥翻板（31）呈銳角折形，在出藥翻板（31）上裝有擋邊滾輪（36）和後滾輪（35），U型儲藥槽（34）兩側邊開有軸孔，細長軸（33）穿過出藥翻板（31）上的通孔、細長軸兩端裝有扭簧、並且細長軸的兩軸頭嵌入在U型儲藥槽側邊的軸孔內，位於出藥翻板（31）的下方設有電磁頂桿機構，電磁頂桿機構的頂桿（38）與出藥翻板上的耳形接觸部相對，在電磁頂桿機構的後側還設有光電計數感測器（37），光電計數感測器的檢測面與U型儲藥槽接觸面相緊貼。

5.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：所述分揀裝置（6）包括輸送機構（61）、分揀出藥機構（62）及輸送機用電機（63），分揀出藥機構（62）安裝在輸送機構輸送帶的一側，分揀出藥機構（62）採用旋轉推出式結構。

6.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：所述上藥輸送機構（7）包括輸送皮帶（71）、高度方向超音波感測器（73）、寬度方向超音波感測器（79）和長度方向超音波感測器（77），在前端的上方設有高度方向超音波感測器支架（72），高度方向超音波感測器（73）固定在高度方向超音波感測器支架（72）上；前端的側向設有寬度方向超音波感測器支架，寬度方向超音波感測器（79）固定在寬度方向超音波感測器支架上；在輸送機後端的2正向設有長度方向超音波感測器支架（76），長度方向超音波感測器（77）固定在長度方向超音波感測器支架（76）上，高度方向超音波感測器（73）、寬度方向超音波感測器（79）和長度方向超音波感測器（77）呈三維正交設定。

7.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：所述上藥機械手（8）包括上藥機械手U型槽（81）、傾側電機（82）和機架（85），上藥機械手U型槽（81）固連在機架（85）上，機械手U型槽（81）與水平面呈25度傾角，傾側電機（82）的機殼通過電機法蘭與右軸承座相連，右軸承座與機架（85）固連，電機（82）的輸出軸通過聯軸器與長被動軸（83）相連，長被動軸（83）與U型塊（84）固連，並且長被動軸（83）通過軸承支承在右軸承座上，U型塊（84）與直角坐標機器人的滑塊固連；短被動軸（86）的一端與U型塊（84）固連，短被動軸（86）的另一端通過軸承與左軸承座相連，左軸承座與機架（85）固連；機架（85）低端的下方安裝有電磁鐵（87），折形翻板（88）的轉動軸連線在機架（85）的低端，折形翻板（88）的一端與電磁鐵（87）相對應，折形翻板（88）的另一端上裝有滾輪（89）。

8.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：所述直角坐標機器人（9）包括兩套平行放置的水平方向電動導軌和一套豎直方向電動導軌，水平方向電動導軌由X軸伺服電機（92）、第一X軸水平導軌（93）、同步軸（94）和第二X軸水平導軌（95）構成，兩套水平導軌採用同步軸連線，X軸伺服電機（92）的旋轉運動帶動第一X軸水平導軌的滑塊（98）左右移動，同樣的旋轉運動通過同步軸（94）傳遞到第二X軸水平導軌（95）帶動第二X軸水平導軌的滑塊（96）左右移動；豎直方向電動導軌由Y軸伺服電機（99）和Y軸導軌（97）構成，Y軸導軌（97）的兩端分別安裝在第一X軸水平導軌的滑塊（98）和第二X軸水平導軌的滑塊（96）上，Y軸導軌有滑塊（91），Y軸伺服電機（99）旋轉運動帶動Y軸導軌的滑塊（91）上下移動；上藥機械手與Y軸導軌上的滑塊（91）連線。

9.根據權利要求1所述的自動化藥房，其特徵在於：所述自動化藥房控制管理系統包括自動化藥房伺服器（201）、自動化藥房伺服器熱備器（202）、自動化藥房上藥終端計算機（204）、自動化藥房監控計算機（205）、步進運動控制器（206）、伺服運動控制器（207）、數據採集卡（208）和PLC模組（209），自動化藥房伺服器熱備器（202）、醫院信息系統（203）、自動化藥房上藥終端計算機（204）和自動化藥房監控計算機（205）分別與自動化藥房伺服器（201）相連，步進運動控制器（206）、伺服運動控制器（207）、數據採集卡（208）和PLC模組（209）接入自動化藥房監控計算機（205）。

實施方式

《自動化藥房》能按照處方要求準確發放盒裝藥品，並儲存一定數量的盒裝藥品，確保發藥功能連續進行，還能自動或者半自動把藥盒放在確定的藥品儲位上；提高醫院藥品的存儲密度和藥品的發放效率，配套半自動上藥輸送裝置，輔助人工上藥，實現醫院藥房盒裝藥品發放的整體流程自動化。

主要包括以下幾個方面：

（一）藥品按處方分批發放

醫生手寫處方在劃價處被輸入計算機成為電子處方，進入醫院信息系統（HIS系統）。自動化藥房伺服器讀取HIS系統中的處方信息，在自動化藥房的一個發藥周期中把藥品按數量和種類發放出來，並能將一個處方的藥品分揀到病人正在等待的視窗前。前台的藥劑師核對藥品的種類和數量，然後把藥品發給病人。藥品在儲藥櫃中是按品種分儲位排列的，不可能按處方存儲。在自動化藥房計算機管理系統讀取HIS系統庫存表中的電子處方後，將處方信息轉換成為儲位信息和數量傳送給自動化藥房監控計算機，傳送出藥命令，發藥裝置升降機帶動出藥機構運行到相應儲位，獲取處方規定數量的藥品，並將藥盒傳送到分揀裝置，收集整個處方的所有藥品，傳送並分揀到處方指定視窗。具體由伺服器接受醫院信息系統傳送的電子處方，生成相應的儲位和信息傳送給自動化藥房監控計算機。監控計算機控制升降機運動到相應儲位的層上，與該儲位列對應的電磁鐵推動出藥翻板，發放藥品。若整個處方的藥品都發完畢，藥盒傳送到分揀裝置的輸送線上，對應的前台發藥視窗的分揀口打開，該處方的藥發到指定前台視窗。

（二）密集存儲與庫存管理

密集存儲不僅解決藥品的存儲問題，還保證藥品能夠順利發放和補給。採用斜坡式U型儲藥槽存儲藥品，充分利用重力實現藥品的進和出。準確的獲得之前藥品的庫存信息，不僅有利於醫生順利開寫處方，而且能夠及時避免藥品短缺現象發生，提高醫院藥品的流通速度，降低醫院藥品採購成本。具體是將藥盒按長度方向一盒接一盒的傾斜擺放在儲藥櫃U型槽中。不同的藥盒擺放在不同的斜坡式U型槽中。根據藥盒實際尺寸，藥品的要求儲量和藥房用藥比例，設計和布局儲藥櫃U型槽，達到空間利用率最高。每個儲藥櫃U型槽中的藥盒數量都由伺服器管理，實時動態管理藥品庫存。

（三）半自動上藥

《自動化藥房》具有自動發藥和密集存儲功能，提高藥品流出的效率，相應的，對藥房藥品供給的效率也相應提高，在藥品高峰期或者非常時期，避免出現斷藥現象。採用人工擺放和自動上藥輸送機構和上藥機械手配合的方式，保證上藥的準確性和效率。控制軟體採用多執行緒方式編寫，發藥和上藥同時進行。具體是由伺服器管理藥品庫存，定期自動生成本次上藥品種和數量，並傳送給上藥終端計算機。上藥操作員對照上藥終端界面清單提示，把一定品種和數量的藥盒放在上藥輸送機構，經過檢測藥盒長度、寬度和高度的超音波感測器，完成尺寸檢測後，與伺服器資料庫中藥盒尺寸對比，判斷藥盒尺寸和放置方位是否有錯。如果尺寸對比無誤，上藥輸送機構運行，藥盒被輸送到上藥機械手U槽中，上藥直角坐標機器人將上藥機械手定位到確定的儲藥櫃U型槽，上藥機械手出藥翻板打開，藥盒從機械手的斜坡式儲藥槽中卸出，盒裝藥品由於重力下滑分力作用滑入到儲藥櫃U型槽中。

詳細設計時，《自動化藥房》主要包括斜坡式儲藥櫃、發藥裝置、分揀裝置和上藥裝置。斜坡式儲藥櫃1包括架體和支撐梁，如圖2所示，第一支撐梁12、第二支撐梁13、第三支撐梁14分別與架體11按要求位置相固定，支撐梁與架體的固定方式採用焊接，U型槽15以活動連線的方式與支撐梁相固定，U型槽15與第一支撐梁12、第二支撐梁13、第三支撐梁14固定後與水平面形成20°傾角。

如圖1，自動發藥裝置布置在斜坡式儲藥櫃1的發藥口位置。如圖3，發藥裝置包括升降機2、出藥機構3、擋門4和藥品運送的傳送帶5。如圖4，升降機2包括交流伺服電機21、左導軌22、右導軌26、輸送機構24和擋板25，由交流伺服電機21驅動沿直線運動單元上下運動。出藥機構3安裝在斜坡式儲藥櫃U型儲藥槽15底端出藥口位置，出藥機構3如圖5所示，主要包括出藥翻板31、擋邊滾輪36、細長軸33、後滾輪35，出藥翻板31呈“∠”銳角折形，在銳角折形翻板31上裝有擋邊滾輪36和後滾輪35，U型儲藥槽34留有出藥翻板31翻轉的空間，U型儲藥槽兩側邊開有軸孔，細長軸33穿過出藥翻板31上的通孔、細長軸兩端裝有扭簧、並且細長軸的兩軸頭嵌入在U型儲藥槽側邊的軸孔內。位於出藥翻板31的下方設有電磁頂桿機構，電磁頂桿機構的頂桿38與出藥翻板上的耳形接觸部相對，在電磁頂桿機構的後側還設有光電計數感測器37，光電計數感測器的檢測面與U型儲藥槽接觸面相對。當藥盒101置於U型儲藥槽34上時，重力作用滑落至前端，被擋邊滾輪36擋住，出藥翻板31翻轉使藥盒前端被後滾輪35抬高至高於擋邊滾輪36，此時藥盒底面與擋邊滾輪36和後滾輪35相切，重力作用使藥盒有滑出U型儲藥槽趨勢，兩滾輪滾動，將藥盒與U型儲藥槽接觸的滑動摩擦轉化為藥盒與滾輪接觸的滾動摩擦，由重力分量實現出藥。擋門4安裝在出藥機構3的出藥口，傳送帶5位於出藥口的下方並與出藥通道相銜接，升降機2的主體部分為兩根傳動導軌，升降機輸送帶水平設定在兩根傳動導軌間，每根傳動導軌底部安裝一交流伺服電機21，以實現同步位置和速度驅動。發藥時，按照處方所示藥品由控制器生成出藥規劃和防堆積運動規劃，升降機按規劃定位在藥品的儲存層，定位完成後電磁頂桿線圈通電，驅動電磁頂桿38動作，取出的藥品經光電計數感測器37檢測，感測器將檢測信號發給控制器計數，並由控制器控制電磁頂桿38的動作次數，從而控制發藥數量；藥品送至擋門4處，擋門打開，藥品流出，完成一次處方的發藥。

發藥裝置的輸出端安裝有分揀裝置6，從發藥裝置發出的藥送入到分揀裝置6。如圖6，分揀裝置6主要包括輸送機構61、分揀出藥機構62及輸送機用電機63，分揀出藥機構62安裝在輸送機構輸送帶的一側，通常安裝4個分揀出藥機構，分揀出藥機構採用旋轉推出式結構，其主要作用是當待分揀藥品通過指定分揀出藥口時，使一個藥方中的藥品滑下輸送帶以便進行後續作業。

如圖7，上藥裝置主要包括輸送機構7、上藥機械手8和直角坐標機器人9。

如圖8所示的上藥輸送裝置7，在前端的上方設有高度方向超音波感測器支架72，高度方向超音波感測器73通過螺母74固定在高度方向超音波感測器支架72上；前端的側向設有寬度方向超音波感測器支架，寬度方向超音波感測器79通過螺母固定在寬度方向超音波感測器支架上；在輸送機後端的正向設有長度方向超音波感測器支架76，長度方向超音波感測器77通過螺母78固定在長度方向超音波感測器支架76上。高度方向超音波感測器73、寬度方向超音波感測器79和長度方向超音波感測器77呈三維正交設定。在上藥輸送皮帶71的一側安裝有擋板75，步進電機驅動輸送皮帶71運轉。

圖9所示的上藥機械手出藥機構8，包括機械手U型槽81、傾側電機82和機架85，機械手U型槽81固連在機架85上，機械手U型槽81與水平面呈25度傾角，傾側電機82的機殼通過電機法蘭與右軸承座相連，右軸承座與機架85固連，電機82的輸出軸通過聯軸器與長被動軸83相連，長被動軸83與U型塊84固連，並且長被動軸83通過軸承支承在右軸承座上，U型塊84與上藥直角坐標機器人滑塊91固連，滑塊91可隨導軌一起左右或上下運動。短被動軸86的一端與U型塊84固連，短被動軸86的另一端通過軸承與左軸承座相連，左軸承座與機架85固連；機架85底端的下方安裝有電磁鐵87，折形翻板88活動連線在機架85的底端，折形翻板88的一端與電磁鐵87相對應，折形翻板88的另一端上裝有滾輪89。當上藥輸送裝置輸送帶71向機械手8送藥時，電機82逆時針（從機械手後部向前看）旋轉，右軸承座帶動機架85及其上U型槽81旋轉，從而使藥品完成側向定位，並且此時電磁鐵87向上頂起翻板88，限制藥品滑出U型槽81。當機械手運動到斜坡式儲藥櫃對應的U型槽時，電機82順時針（從機械手後部向前看）旋轉，右軸承座帶動機架85及其上U型槽81旋轉，以使機械手對齊斜坡式儲藥櫃U型槽15，隨後電磁鐵87動作，使翻板88的上邊緣低於U型槽81的低端邊緣，盒裝藥從機械手U型槽81中滑出落入到斜坡式儲藥櫃15中，翻板88的上邊緣裝有滾輪89有利於藥盒順利滑下。

為考慮機械手定位精度和使用成本，直角坐標機器人採用同步帶電動直線導軌型，完成機械手的定位功能。平面直角坐標機器人9，如圖10所示，包括兩套平行放置的水平方向電動導軌和一套豎直方向電動導軌，水平方向電動導軌由X軸伺服電機92、X軸水平導軌93、同步軸94和X軸水平導軌95構成，兩套水平導軌採用同步軸連線，X軸伺服電機92的旋轉運動帶動X軸水平導軌的滑塊98左右移動，並通過同步軸94傳遞到X軸水平導軌95帶動X軸水平導軌的滑塊96左右移動。豎直方向電動導軌由Y軸伺服電機99和Y軸導軌97構成，Y軸導軌97兩端附在滑塊98和滑塊96上，Y軸導軌上有滑塊91，Y軸伺服電機99旋轉運動帶動滑塊91上下移動；上藥機械手8安裝在滑塊91上，從而實現上藥機械手的左右上下運動。

如圖11所示，自動化藥房控制管理系統包括自動化藥房伺服器201、自動化藥房伺服器熱備器202、自動化藥房上藥終端計算機204、自動化藥房監控計算機205、步進運動控制器206、伺服運動控制器207、數據採集卡208和PLC模組209。自動化藥房伺服器熱備器202、醫院信息系統203、自動化藥房上藥終端計算機204和自動化藥房監控計算機205分別與自動化藥房伺服器201相連，步進運動控制器206、伺服運動控制器207、數據採集卡208和PLC模組209接入自動化藥房監控計算機205。

具體套用時：人工將藥盒擺放在上藥輸送機構7的輸送皮帶71上，輸送機運動將藥盒送入到上藥機械手斜坡式U型槽81中，機械手定位後將藥盒101卸到斜坡式儲藥櫃中確定的U型槽15中。斜坡式儲藥櫃1由與水平方向傾斜20度角的U型槽組成，U型槽按藥盒高度分層，按藥盒寬度分列布局，最大限度利用空間。每列U型槽復用一個電磁鐵，出藥升降機2在層高方向定位，裝在出藥升降機上的電磁鐵推動出藥機構的翻板31，藥盒滑入到升降機藥盒斗23中，傳送帶3將處方藥品輸送到分揀裝置6，對應視窗的分揀機構將藥盒分揀到前台發藥視窗。

①藥品按處方分批發放

藥盒分品種擺放在斜坡式儲藥櫃不同的U型槽中，每個儲藥櫃U型槽中擺放一列藥盒，其長度除以單個藥盒的長度可以得到該儲藥櫃U型槽能夠擺放的藥盒最大數量。如圖2所示，斜坡式儲藥櫃U型槽15的低部裝有細長軸33和出藥翻板31，藥盒101在出藥過程中，與擋邊滾輪36接觸，受到滾動摩擦而不是滑動摩擦。出藥翻板31通過模具擠壓尼龍而成，可以繞細長軸33轉動。當推桿式電磁鐵頂桿38動作時，出藥翻板31被頂起，出藥翻板31繞細長軸33轉動，把藥盒101向上推起，推過擋邊滾輪36的高度，同時由於藥盒101受到自身重力的下滑分力和後面藥盒的推力（如果後面還有藥盒的話），藥盒101與擋邊滾輪36接觸，向前滑出，滑到斜口板上。斜口板上開有通孔，其下裝有反射式光電計數感測器37。當藥盒滑過斜口板經過光電計數感測器37時，反射其發射光，光電計數感測器37向PLC控制器發出一個脈衝，PLC控制器計數一次，完成在儲藥櫃U型槽出一盒藥的動作。推桿式電磁鐵在自身復位彈簧作用下快速復位，出藥翻板31由於扭簧32的回覆力作用也復位，後面的藥盒在重力下滑分力作用下靠緊擋邊滾輪36，完成在一個U型槽取一盒藥。若一個儲藥櫃U型槽中按處方要求需要出兩盒或者兩盒以上的藥，控制器控制電磁鐵反覆動作，要求復位時間長於推桿式電磁鐵頂起時間，直到光電計數感測器37傳送相應數量的脈衝給PLC控制器，PLC控制器計數達到相應值後，電磁鐵頂桿38停止動作並復位。

由於需要密集存儲，儲藥櫃中需要最大存儲幾百個品種、幾萬盒藥才能滿足醫院藥房的需要。儲藥櫃U型槽的數量也很大，若每個儲藥櫃U型槽安裝一個推桿式電磁鐵，成本會非常之高，故僅在每列儲藥槽裝一個電磁鐵，若需要在第一層第一列取藥，1號電磁鐵動作，若需要在第10層第一列取藥，由發藥升降機2提升到第10層的位置，1號電磁鐵動作，實現此儲藥櫃U型槽的出藥功能，達到電磁鐵復用的功能。根據存儲量的要求，設計多少列儲藥槽就設計多少個電磁鐵，降低機構成本，提高可靠性。

按照上述方法，一個藥盒被取出後，藥盒就滑入發藥升降機的藥盒斗23中。如果一個處方的藥品分布在同一層的多列儲藥櫃U型槽中，每一列對應的推桿式電磁鐵同時同作，實現同時多槽並行出藥，提高發藥效率。一個處方的藥品分布在多層的位置，那么發藥升降機就要運動到多個層高的位置。若同一推桿式電磁鐵在一個處方中要動作多次，出多盒藥，升降機輸送機構24需要向左或者向右移動一段距離，防止升降機藥盒斗23同一個地方藥盒堆積，導致後面滑到斜口板27上的藥不能滑入到升降機藥盒斗23，影響藥品正常發放。待一個處方的藥盒都發放完畢後，升降機擋板25由升起狀態轉為放下，升降機輸送機構24把所有藥盒傳送到分揀裝置6中，擺放在輸送機構61上。分揀皮帶線上設定有對應各個出藥視窗的分揀擋板。如果醫院信息系統把該處方的藥分配到2號視窗（該處方的病人已達到2號視窗等候），則2號分揀擋板由步進電機帶動做迴轉運動，擋板打開，將分揀皮帶線傳輸線路擋住，藥盒就全部被擋在該分揀口，不會傳送到其它分揀口。延時一段時間，待藥盒全部被擋在2號分揀擋板處時，步進電機反轉，關閉2號分揀擋板，藥盒全部被掃入通往2號視窗的斜坡中，滑到前台發藥視窗。若需要分揀到其他視窗，其他號分揀口擋板按此動作。最後一個分揀口不用設定擋板，前面分揀口都處在關閉狀態，藥盒自然就被輸送到了最後一個分揀口。

②密集存儲與庫存管理

通常規定藥盒最大尺寸方向為長度，最小尺寸為高度，居中的為寬度。藥盒的長度範圍變化較大，寬度範圍次之，高度範圍最小，所以按藥盒高度並留有一定空間餘量將儲藥櫃分成若干層，按照藥盒寬度範圍將整個儲藥櫃分成若干列，行和列交錯的地方放置儲藥櫃U型槽，槽中盛放藥盒。每一層的層高是一致的，按照擺在該層的最高的藥盒選取該層的層高。每列的寬度不必相等，但是分系列設計，不用每種藥品做一種儲藥櫃U型槽，減少U型槽模具數量，降低成本。每一層合理布局儲藥櫃U型槽，使得出藥機構推桿式電磁鐵可以頂在每個儲藥櫃U型槽的出藥翻板一側面即可。每一列布置一個推桿式電磁鐵與之對應。每個U型槽傾斜放置，與水平方向傾角為20度，這個角度不僅能夠保證藥盒依次按先進先出的方式存放在儲藥櫃U型槽中，而且藥盒下滑的衝擊力比較小，不會因為擋邊不夠高導致藥盒衝出U型槽的誤動作。U型槽採用模具擠壓鋁材加工而成，接觸藥盒的一面，拉出突筋，使得藥盒與U型槽是線接觸的方式，減小摩擦，有利於順利出藥。對於每個儲藥槽中存儲的品種，由伺服器資料庫初始化設定完成，使用量大的藥品可能會占據多個儲藥槽。每個儲藥槽中的藥盒數量在程式初始化時均為零。上藥輸送裝置向儲藥槽中補藥，藥盒數量做加法；發藥裝置從儲藥槽中取藥，藥盒數量做減法。伺服器能夠實時動態跟蹤各個儲藥槽的藥盒數量，進而知道各個藥品品種的數量，從而能夠準確知道藥品的庫存信息。如果某種藥品的總盒數低於設定的下限數量，伺服器作出報警，並提醒上藥。藥房管理人員可以隨時查詢藥品庫存信息，根據軟體提示和輔助，儘早提出藥品採購清單。

③半自動上藥醫院藥房上藥周期一般為2～3天，按照自動化藥房伺服器201生成的上藥清單，上藥操作員給斜坡式儲藥櫃中補給一批藥品。上藥裝置採用半自動方式工作，為提高使用方便性，故任何時候都可能完成上藥操作，上藥和出藥並發進行，控制軟體和管理軟體採用多執行緒並行方式工作。

伺服器按照設定時間，生成本次上藥清單，並傳送給上藥終端計算機204。上藥操作員按照清單到醫院藥品庫房領取藥品，手工完成藥品的拆零工作。上藥員選擇離自己最近最方便的藥盒，根據其品名、規格和產地在上藥計算機終端上藥操作界面上選擇此種藥品，界面提示之前允許的最大上藥數量。如圖8，上藥操作員把該種藥盒按提示的數量擺放到上藥輸送機構上。藥盒頭靠緊T型條，藥盒側面靠緊輸送皮帶71的支撐骨架，放置完畢後上藥操作員按輸送機上的尺寸“掃描”操作按鈕。長度方向超音波感測器77、寬度方向超音波感測器79和高度方向超音波感測器73開始工作，數據採集卡208採集三個超音波感測器的輸出值，並把該值發給自動化藥房監控計算機205，監控計算機205做線性計算獲得寬度和高度尺寸，再讀取伺服器資料庫中該藥盒尺寸，兩組尺寸作對比，判斷藥盒是否尺寸正確。長度方向除以資料庫中藥盒單位長度，得到藥盒數量，判斷藥盒數量是否正確。如果正確，輸送機的步進電機轉動，放在上藥輸送機帶面上的藥盒前進，被輸送到在其前端等候的機械手U型槽81中，此時機械手U型槽81在機械手傾側電機82作用下側擺方向保持一定角度，使得藥盒滑入其中向U型槽一邊靠齊。如果檢測不正確，步進電機不運動，藥盒不能前進，上藥終端計算機界面提醒上藥操作員出錯信息並給出處理建議。重新擺放藥盒後，按輸送機上的尺寸“掃描”操作按鈕，再次作尺寸檢測。如果擺在上藥輸送機皮帶71帶面上的一列藥盒中有的藥盒在寬度和高度方向被擺放顛倒，超音波感測器檢測報錯，步進電機停止，直到把藥盒擺放方位調整正確，步進電機才能運轉，把藥盒送入機械手U型槽中81。上藥機械手8作為平面直角坐標上藥機器人9的末端，被定位在相應的儲藥櫃U型槽位置，機械手傾側電機82反轉，機械手U型槽81轉回水平位置，藥盒正對儲藥櫃U型槽15。機械手上出藥翻板88被推桿式電磁鐵87推動，翻板88擋邊降低，藥盒受到下滑分力進入儲藥櫃U型槽15，藥盒全部滑入儲藥櫃U型槽15後，推桿式電磁鐵復位，翻板擋邊升高，上藥機械手返回上藥輸送機前端，完成一次上藥流程。

超音波感測器在使用前做線性標定，其具體標定方法：選擇已知準確尺寸的藥盒，放置穩當，同時採集各感測器的電壓輸出值，獲得一組尺寸與電壓對應值。選擇不同的尺寸的藥盒，如此反覆採集8組數據，採用最小二乘法擬和出長度電壓值和藥盒長度尺寸，寬度電壓值和藥盒寬度尺寸，高度方向電壓值和藥盒高度尺寸對應直線方程。獲得以上三個直線方程後，當未知尺寸藥盒放在上藥輸送機時，數據採集卡將獲取的感測器值發給監控計算機，監控計算機算出藥盒實際尺寸。

榮譽表彰

2017年12月，《自動化藥房》獲得第十九屆中國專利優秀獎。