專利名稱：基于單片機(jī)的智能取藥柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)電設(shè)備，特別是一種基于單片機(jī)的智能取藥柜。
背景技術(shù)：
目前，醫(yī)院、藥房的取藥環(huán)節(jié)需要大量的人員投入，并且需要對(duì)取藥人員進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的相關(guān)培訓(xùn)。現(xiàn)有取藥方式不僅提高了運(yùn)營(yíng)成本，也不利于低碳節(jié)能，同時(shí)培訓(xùn)水平及業(yè)務(wù)熟練程度的不一致也將導(dǎo)致患者在取藥環(huán)節(jié)花費(fèi)大量時(shí)間。在自動(dòng)取藥設(shè)備領(lǐng)域，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的自動(dòng)取藥設(shè)備已形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，使用范圍覆蓋醫(yī)院、藥房以及個(gè)人家庭使用，可以滿足多種用途綜合使用需求。但其設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，難以在國(guó)內(nèi)推廣。國(guó)內(nèi)方面自動(dòng)取藥設(shè)備相關(guān)資料較少，設(shè)備多采用重力型取藥，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)區(qū)分藥品區(qū)域，利用藥品重力實(shí)現(xiàn)取藥工作。國(guó)內(nèi)設(shè)備普遍體積龐大，綜合成本高昂，目前在國(guó)內(nèi)也沒有得到廣泛使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)用高效的基于單片機(jī)的智能取藥柜。本實(shí)用新型的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的:一種基于單片機(jī)的智能取藥柜，它由上位機(jī)系統(tǒng)、控制電路及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成，所述的上位機(jī)系統(tǒng)通過控制電路中的通信模塊與MCU連接，MCU連接控制驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路連接機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的電機(jī)；所述的MCU外接運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊，該運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊包括測(cè)速傳感器、初始層位置傳感器及光電層數(shù)傳感器；所述的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)及藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在外殼內(nèi)，藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的回轉(zhuǎn)體安裝在傳動(dòng)軸上并由電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，回轉(zhuǎn)體上安裝有若干個(gè)藥品存放吊籃，該藥品存放吊籃位置與外殼兩側(cè)設(shè)置的取藥口及存藥口對(duì)應(yīng)。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述`的MCU連接控制與藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的取藥開
關(guān)及存藥口。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的MCU外接遙控模塊，該模塊由遙控器發(fā)射裝置及遙控器接收裝置構(gòu)成。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的測(cè)速傳感器裝于傳動(dòng)軸端部；所述的光電層數(shù)傳感器及初始層位置傳感器設(shè)于回轉(zhuǎn)體兩端幅板的一側(cè)。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的MCU通過驅(qū)動(dòng)電路中的光耦及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接電機(jī)，所述的MCU與電機(jī)之間連接有AD轉(zhuǎn)換電路。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的電機(jī)外殼設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器連接控制電機(jī)后方的冷卻風(fēng)扇。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的外殼外側(cè)設(shè)置有連接控制電機(jī)的急停開關(guān)。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的通信模塊由CAN發(fā)送模塊及CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)芯片連接構(gòu)成。[0013]作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝于底板上，底板兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，外殼滑動(dòng)安裝于該導(dǎo)軌上。作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊還包括光幕傳感器，該光幕傳感器安裝于存藥口上方。本實(shí)用新型基于單片機(jī)的智能取藥柜可以在操作人員的操作下完成藥品入庫數(shù)據(jù)管理和智能取藥功能，極大地降低人力成本，實(shí)現(xiàn)資源利用率的最大化。它具有以下優(yōu)點(diǎn):1.非重力式取藥，避免了在傳統(tǒng)重力式取藥過程中可能出現(xiàn)的藥品掉落損壞問題；2.回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)能夠使取藥柜不受空間限制，便于利用房間豎向空間；3.模塊系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，便于維修維護(hù)人員針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題快速解決；4.操作界面友好簡(jiǎn)潔，操作人員易于進(jìn)行學(xué)習(xí)操作，極大的節(jié)省了培訓(xùn)成本。它具有以下功能及特點(diǎn):①通過CAN通信，可以無障礙實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱取藥功能；②通過上位機(jī)界面的相關(guān)選項(xiàng)可以直觀了解藥品存儲(chǔ)系統(tǒng)中的藥品數(shù)量、使用頻率及有效期；③上位機(jī)界面提供了完整的運(yùn)行監(jiān)控界面，使系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)始終處于可視條件下；④上位機(jī)通過CAN通信向MCU提供最短取藥路徑指令，并通過不同轉(zhuǎn)速保證取藥時(shí)間相對(duì)一致；⑤完整的運(yùn)行控制系統(tǒng)，提供遙控器及多種指示燈，使操作者能夠全方位控制取藥柜；⑥包括溫度傳感器、急停開關(guān)及光幕傳感器在內(nèi)的運(yùn)行檢測(cè)保證系統(tǒng)及人身運(yùn)行安全；⑦人性化的操作界面。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:


圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)方框示意圖；圖2為本實(shí)用新型機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1.取藥口、2.取藥指示燈、3.外殼、4.回轉(zhuǎn)體、5.后端支撐軸承、6.后端上支板、7.后端下支板、8.藥品存放吊籃、9.光電層數(shù)傳感器、10.前端支撐下板、11.前端支撐中板、12.板間支撐件、13.電機(jī)、14.前端支撐上板、15.測(cè)速傳感器、16.前端支撐軸承、17.鏈傳動(dòng)系統(tǒng)、18.傳動(dòng)軸、19.電機(jī)支座、20.底板、21.初始層位置傳感器、22.測(cè)速傳感器支座、23.導(dǎo)軌、24.幅板、25.急停開關(guān)、26.溫度傳感器、27.存藥口、28.光幕傳感器、29.冷卻風(fēng)扇、30.控制電路、31.上位機(jī)系統(tǒng)、32.機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)、33.MCU、34.通信模塊、35.遙控模塊、36.運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊、37.驅(qū)動(dòng)電路、38.遙控器發(fā)射裝置、39.遙控器接收裝置、40.CAN發(fā)送模塊、41.CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)芯片、42.取藥開關(guān)、43.藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、45.光耦、46.電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、47.AD轉(zhuǎn)換電路。
具體實(shí)施方式
如
圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型基于單片機(jī)的智能取藥柜，它由上位機(jī)系統(tǒng)31、控制電路30及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)32三部分構(gòu)成。所述的上位機(jī)系統(tǒng)31是一臺(tái)安裝有軟件數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)主機(jī)，該數(shù)據(jù)庫包括藥品儲(chǔ)存、藥品出入庫信息，并可以在藥品入庫時(shí)針對(duì)藥品的使用有效期進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，實(shí)現(xiàn)藥品的有效期監(jiān)控，從根源避免藥品由于使用頻率不一致引起的過期現(xiàn)象，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)藥品信息管理的數(shù)字化，便于統(tǒng)計(jì)并針對(duì)藥品使用情況進(jìn)行完善。在工作過程中，操作人員通過操縱上位機(jī)系統(tǒng)31進(jìn)行取藥工作，同時(shí)在上位機(jī)系統(tǒng)31操作界面可以看到通過通信模塊34的CAN通信傳輸反饋的整體結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，便于及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行處理。同時(shí)，特有的調(diào)試模式可以在上位機(jī)系統(tǒng)31出現(xiàn)故障時(shí)單獨(dú)利用遙控模塊35對(duì)智能取藥柜進(jìn)行操作，使藥柜具有更大的操作靈活性和抗外界干擾能力。所述的上位機(jī)系統(tǒng)31通過控制電路30中的通信模塊34與MCU33連接，MCU33連接控制驅(qū)動(dòng)電路37，驅(qū)動(dòng)電路37連接機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)32中的電機(jī)13，驅(qū)動(dòng)電路37中驅(qū)動(dòng)電機(jī)13的芯片采用的是英飛凌公司的TLE7209-2R芯片，使得本裝置相比較于普通芯片的IO反饋，可以通過SPI總線的方式獲取電機(jī)運(yùn)行的更為詳細(xì)的狀態(tài)信息(便于對(duì)出現(xiàn)的諸如短路、斷路、驅(qū)動(dòng)過溫等異常狀態(tài)進(jìn)行反饋)。所述的通信模塊34由CAN發(fā)送模塊40及CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)芯片41連接構(gòu)成，能夠提供CAN控制器與物理總線之間的接口以及對(duì)CAN總線的差動(dòng)發(fā)送和接收功能。CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)芯片41使用的是飛利浦公司的TJA1050芯片，該芯片通過TJA1050芯片，可以提高M(jìn)CU接口 CAN通信驅(qū)動(dòng)能力。所述的MCU33連接控制與藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)43連接的取藥開關(guān)42及存藥口 27。MCU33外接遙控模塊35，該模塊由遙控器發(fā)射裝置38及遙控器接收裝置39構(gòu)成。所述的MCU33通過驅(qū)動(dòng)電路37中的光耦45及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路46連接電機(jī)13，所述的MCU33與電機(jī)13之間連接有AD轉(zhuǎn)換電路47，用來進(jìn)行溫度模擬量采集及轉(zhuǎn)換工作。所述的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)32由電機(jī)13及藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)43構(gòu)成，所述的藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)43安裝在外殼3內(nèi)，固定于底板20上,底板20兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌23,夕卜殼3滑動(dòng)安裝于該導(dǎo)軌23上，外殼3能夠通過導(dǎo)軌23進(jìn)行導(dǎo)軌軸向運(yùn)動(dòng)，便于對(duì)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)32進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)、調(diào)試。藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)43安裝在硬件支撐結(jié)構(gòu)上，支撐結(jié)構(gòu)起到系統(tǒng)支撐、固定作用，能夠保持系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。該硬件支撐結(jié)構(gòu)由后端下支板7與后端上支板6及板間支撐件12共同組成取藥系統(tǒng)后端支撐結(jié)構(gòu)，與由前端支撐下板10、前端支撐上板14及板間支撐件12組成的前端支撐結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成。在前端支撐結(jié)構(gòu)及后端支撐結(jié)構(gòu)上方通過螺栓分別與前端支撐軸承16及后端支撐軸承5連接，傳動(dòng)軸18通過支撐軸承集成的止動(dòng)螺釘與軸承保持相對(duì)固定，在保證轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)保證不出現(xiàn)軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)體4通過止動(dòng)螺釘與傳動(dòng)軸18固定，保持與傳動(dòng)軸18的同步轉(zhuǎn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)體4上通過掛鉤安裝有若干個(gè)藥品存放吊籃8，通過存放藥品的重力使存放籃保持豎直，從而克服了重力式取藥過程無法避免的藥品下落式取藥方式，避免了取藥過程中可能導(dǎo)致的藥品損壞問題。該藥品存放吊籃8位置與外殼3兩側(cè)設(shè)置的取藥口 I及存藥口 27對(duì)應(yīng)。電機(jī)13與電機(jī)支座19通過螺栓連接，電機(jī)支座與前端支撐中板11通過螺栓固連，鏈傳動(dòng)系統(tǒng)17上端通過鍵連接與傳動(dòng)軸18連接，下端與電機(jī)13連接，通過定傳動(dòng)比鏈傳動(dòng)的方式傳遞系統(tǒng)動(dòng)力。所述的MCU33外接運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊36，該運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊36通過傳感器采集的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)智能藥柜的閉環(huán)控制及安全保障，該運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊36包括測(cè)速傳感器15、初始層位置傳感器21、光幕傳感器28及光電層數(shù)傳感器9。為了實(shí)現(xiàn)智能藥柜回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，所述的測(cè)速傳感器15裝于傳動(dòng)軸18端部，它通過測(cè)速傳感器支座22與前端支撐上板14連接，保證傳感器內(nèi)部在與傳動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)傳感器整體移動(dòng)。通過測(cè)速傳感器15獲得的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)信息通過PID控制調(diào)節(jié)軸轉(zhuǎn)速，使軸轉(zhuǎn)速保持在相對(duì)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)。所述回轉(zhuǎn)體4兩端設(shè)置有若干幅板24，在幅板24 —側(cè)的板間支撐件12上設(shè)置有光電層數(shù)傳感器9，通過幅板24轉(zhuǎn)動(dòng)過程中造成的光電層數(shù)傳感器9高低電平轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)層數(shù)計(jì)數(shù)功能。初始層位置傳感器21與板間支撐件12固連，通過在幅板24中的適當(dāng)位置安裝的磁性物質(zhì)及位置傳感器通過電磁感應(yīng)原理將初始層位置轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出至控制器中。為了保證智能藥柜在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能夠不受干擾的運(yùn)行，防止出現(xiàn)異物進(jìn)入回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行軌跡中導(dǎo)致的藥品存儲(chǔ)器傾覆及人身傷害的情況，在存藥口 27上方加裝了光幕傳感器28，光幕傳感器28米用陣列光電對(duì)射對(duì)管的方法產(chǎn)生。光電對(duì)射對(duì)管由投光器和受光器兩部分組成，多個(gè)光電對(duì)射對(duì)管平行排布形成光幕保護(hù)網(wǎng)。當(dāng)有物體進(jìn)入保護(hù)網(wǎng)中時(shí)，受光器在輸出端產(chǎn)生電平突變，經(jīng)過MCU采集可以強(qiáng)制回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)停止。所述的電機(jī)13外殼設(shè)有溫度傳感器26,該溫度傳感器26連接控制電機(jī)13后方的冷卻風(fēng)扇29。當(dāng)溫度傳感器超過設(shè)定值時(shí)冷卻風(fēng)扇開啟，為電機(jī)13降溫，保證運(yùn)行安全。為了防止在運(yùn)行中出現(xiàn)緊急情況傷害操作人員，所述的外殼3外側(cè)設(shè)置有連接控制電機(jī)13的急停開關(guān)25。此按鈕只需直接向下按下，即可通過向MCU33發(fā)送IO信號(hào)的方式使電機(jī)停止運(yùn)行。若想再次啟動(dòng)設(shè)備必須釋放此按鈕，即向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)大約45°后松開，按下的部分就會(huì)彈起。在取藥、放藥環(huán)節(jié)中，需要對(duì)于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。只有當(dāng)電機(jī)13停止且回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)到達(dá)設(shè)定位置時(shí)才可以進(jìn)行相關(guān)取放藥的行為。為了指示這一過程，本項(xiàng)目在殼體上安放了 4個(gè)取藥指示燈2，3個(gè)放置在取藥口上方，指示取藥工序是否完成及取藥位置；I個(gè)取藥指示燈2放置在存藥口 27上方，指示是否可以進(jìn)行放藥工序。同時(shí)在殼體上方放置兩個(gè)不同顏色的LED燈，指示運(yùn)行及停止?fàn)顟B(tài)。
權(quán)利要求1.一種基于單片機(jī)的智能取藥柜，它由上位機(jī)系統(tǒng)(31)、控制電路(30)及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)(32)三部分構(gòu)成，其特征在于:所述的上位機(jī)系統(tǒng)(31)通過控制電路(30)中的通信模塊(34)與MCU (33)連接，MCU (33)連接控制驅(qū)動(dòng)電路(37)，驅(qū)動(dòng)電路(37)連接機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)(32)中的電機(jī)(13);所述的MCU (33)外接運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊(36)，該運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊(36)包括測(cè)速傳感器(15)、初始層位置傳感器(21)及光電層數(shù)傳感器(9);所述的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)(32)由電機(jī)(13)及藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)(43)構(gòu)成，所述的藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)(43)安裝在外殼(3)內(nèi)，藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)(43)中的回轉(zhuǎn)體(4)安裝在傳動(dòng)軸(18)上并由電機(jī)(13)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，回轉(zhuǎn)體(4)上安裝有若干個(gè)藥品存放吊籃(8)，該藥品存放吊籃(8)位置與外殼(3)兩側(cè)設(shè)置的取藥口(I)及存藥口(27)對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的MCU(33)連接控制與藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)(43)連接的取藥開關(guān)(42)及存藥口(27)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的MCU(33)外接遙控模塊(35 )，該模塊由遙控器發(fā)射裝置(38 )及遙控器接收裝置(39 )構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的測(cè)速傳感器(15)裝于傳動(dòng)軸(18)端部；所述的光電層數(shù)傳感器(9)及初始層位置傳感器(21)設(shè)于回轉(zhuǎn)體(4)兩端幅板(24)的一側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的MCU(33)通過驅(qū)動(dòng)電路(37 )中的光耦(45 )及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(46 )連接電機(jī)(13 )，所述的MCU (33 )與電機(jī)(13 )之間連接有AD轉(zhuǎn)換電路(47 )。
6.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的電機(jī)(13)外殼設(shè)有溫度傳感器(26 )，該溫度傳感器(26 )連接控制電機(jī)(13 )后方的冷卻風(fēng)扇(29 )。
7.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的外殼(3)外側(cè)設(shè)置有連接控制電機(jī)(13)的急停開關(guān)(25)。
8.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的通信模塊(34)由CAN發(fā)送模塊(40)及CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)芯片(41)連接構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的藥柜執(zhí)行機(jī)構(gòu)(32)安裝于底板(20)上，底板(20)兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌(23)，外殼(3)滑動(dòng)安裝于該導(dǎo)軌(23)上。
10.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的智能取藥柜，其特征在于:所述的運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊(36)還包括光幕傳感器(28),該光幕傳感器(28)安裝于存藥口(27)上方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)電設(shè)備，特別是一種基于單片機(jī)的智能取藥柜。它由上位機(jī)系統(tǒng)、控制電路及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成。本實(shí)用新型基于單片機(jī)的智能取藥柜可以在操作人員的操作下完成藥品入庫數(shù)據(jù)管理和智能取藥功能，極大地降低人力成本，實(shí)現(xiàn)資源利用率的最大化。
文檔編號(hào)A47B67/02GK203038048SQ201320041710
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者秦也辰, 趙豐, 馬騰煒, 張旭東 申請(qǐng)人:秦也辰