一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物料流通领域，尤其是一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置。
【背景技术】
[0002]医院药房盒装药物众多，在取药人员众多的情况下，药房工作进度缓慢，为了增加进度就必须多加安排医务人员，同时医务人员在药房取药流程繁琐，在增加人员的同时就提高了人工成本。
【实用新型内容】
[0003]为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种人工成本较低、劳动强度较小、存取便捷的可四自由度堆垛取放盒装药物的装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置，包括外壳和控制系统，所述外壳内设置有容置腔室，所述容置腔室内设置有用以放置盒装药物的货架和用以抓取盒装药物的机械手，所述外壳上还开有用以存取盒装药物的存取口，所述存取口与所述容置腔室连通；
[0006]所述控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，所述机械控制模块包括机械控制主控芯片、用于机械手抓取盒装药物的机械手控制单元、用于扫描盒装药物的条形码扫描模块，所述机械控制主控芯片分别与所述机械手控制单元和所述条形码扫描模块连接，所述机械手控制单元与所述机械手连接；
[0007]所述人机交互模块包括人机交互控制芯片、用以显示操作信息的显示装置、功能选择按键和智能传感器，所述人机交互控制芯片分别与所述显示装置、功能选择按键和智能传感器连接，所述智能传感器包括用以检测盒装药物高度和宽度的超声波传感器和用以称量盒装药物重量的称重传感器，所述机械控制主控芯片通过UART与所述人机交互控制芯片通信连接。
[0008]进一步，所述机械手为四自由度机械手，所述四自由度机械手包括用以抓放盒装药物的机械爪、机械爪控制电机、X向步进电机、X向滚轴丝杠导轨、X向光轴导轨、Y向步进电机、Y向滚轴丝杠导轨、Y向光轴导轨、Z向步进电机、Z向滚轴丝杠导轨、Z向光轴导轨和360度旋转电机，所述机械爪控制电机的动力输出端与所述机械爪连接，所述Z向滚珠丝杆导轨的下端安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述Y向滚珠丝杆导轨安装在所述X向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述机械爪安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述旋转电机安装在所述Z向滚珠丝杆导轨的下端的底部；
[0009]所述X向滚珠丝杆导轨、所述机械爪控制电机、X向步进电机、Y向步进电机、Z向步进电机和旋转电机均与所述机械手控制单元连接。
[0010]再进一步，所述外壳包括四周的外蒙皮和上盖板，所述上盖板安装在所述外蒙皮的顶部，所述外蒙皮与所述上盖板和地面之间形成所述容置腔室。
[0011]本实用新型的有益效果主要表现在:人工成本较低、劳动强度较小、存取盒装药物便捷。
【附图说明】
[0012]图1是一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置的结构示意图。
[0013]图2是一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置的原理框图。
[0014]图3是图1的主视图。
[0015]图4是图1的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0017]参照图1?图4，一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置，包括外壳I和控制系统，所述外壳I内设置有容置腔室，所述容置腔室内设置有用以放置盒装药物的货架和用以抓取盒装药物的机械手，所述外壳I上还开有用以存取盒装药物的存取口 101，所述存取口 101与所述容置腔室连通；
[0018]所述控制系统包括机械控制模块和人机交互模块2，所述机械控制模块包括机械控制主控芯片、用于机械手抓取盒装药物的机械手控制单元、用于扫描盒装药物的条形码扫描模块，所述机械控制主控芯片分别与所述机械手控制单元和所述条形码扫描模块连接，所述机械手控制单元与所述机械手连接；
[0019]所述人机交互模块2包括人机交互控制芯片、用以显示操作信息的显示装置202、功能选择按键201和智能传感器，所述人机交互控制芯片分别与所述显示装置202、功能选择按键201和智能传感器连接，所述智能传感器包括用以检测盒装药物高度和宽度的超声波传感器和用以称量盒装药物重量的称重传感器，所述机械控制主控芯片通过UART与所述人机交互控制芯片通信连接。
[0020]进一步，所述机械手3为四自由度机械手，所述四自由度机械手包括用以抓放盒装药物的机械爪308、机械爪控制电机307、X向步进电机304、X向滚轴丝杠导轨303、Y向步进电机301、Y向滚轴丝杠导轨302、Z向步进电机309、Z向滚轴丝杠导轨306、旋转电机305和机械手控制装置，所述机械爪控制电机的动力输出端与所述机械爪连接，所述Z向滚轴丝杠导轨306的下端安装在所述Y向滚轴丝杠导轨302上并与其形成滑动副，所述Y向滚轴丝杠导轨302安装在所述X向滚轴丝杠导轨303上并与其形成滑动副，所述机械爪308安装在所述Y向滚轴丝杠导轨302上并与其形成滑动副，所述旋转电机305安装在所述所述Z向滚轴丝杠导轨306的下端的底部；
[0021]所述X向滚轴丝杠导轨303、所述机械爪控制电机307、X向步进电机304、Y向步进电机301、Z向步进电机309和旋转电机305均与所述机械手控制单元连接。
[0022]再进一步，所述外壳I包括四周的外蒙皮102和上盖板103，所述上盖板103安装在所述外蒙皮102的顶部，所述外蒙皮102与所述上盖板103和地面之间形成所述容置腔室。
[0023]所述货架4上设置有两个以上的用以存放盒装药物的货位，所述货位包括用以放置盒装药物的货板401，所述货架4还包括横梁402、立柱403，所述横梁402与所述立柱403通过螺栓连接；
[0024]本实施例中，所述机械爪308用于将盒装药物从货架4上拿到存取口 101，也能将存取口 101处的盒装药物放入到货架4上；四个自由度的控制电机，为实现定位准确以及运行的安全性，在机械爪308上装有无线传感器，来进行电机运转位置确认以及终端设备运行的安全监测，无线传感器所感知的信号均通过数字I/O 口被传递到控制系统，电机运转则是通过控制系统读取的信号来进行控制；
[0025]所述显示装置202采用了 4吋彩色触摸屏，屏幕上设计可视化界面，方便操作员操作，所述显示装置202则是采用人机输入的方式，可实时显示在操作者操作过程或四自由度堆垛存取装置自行运转过程中发生的某些故障，以使工作人员及时进行处理及终端设备的维护，当然也可实时的显示其它信息，如盒装药物的体积、重量等相关信息，以引导操作者按照流程正确的完成操作；另外，显示装置202的一个重要功能是实现报警控制，对传感器故障、机械手故障等进行及时的定位显示；
[0026]所述功能选择按键位于4吋彩色触摸屏的下方，用与操作员选择模式，操作等，所述功能选择按键包括四个方位键、确认键、返回键、复位键、备用按键等；机械控制主控芯片为MSP430单片机芯片，人机交互控制芯片为STM32单片机芯片，MSP430单片机芯片主要以低功耗为特色，价格相对便宜，又由于内部源丰富；条形码扫描模块用于存放盒装药物前通过扫描条形码，系统录入该盒装药物信息；人机交互控制芯片包括语音模块，所述语音模块与音箱连接，音箱用于语音提示。
[0027]本实用新型的工作过程:在盒装药物通过扫描条形码完后，经过智能传感器检测以后，盒装药物的信息将会上传至数据库；操作员根据显示屏的提示，相应地操作功能选择按键，控制系统接收操作员的按键操作信号，并将此信号提供给控制系统，从而驱动X向步进电机304、Y向步进电机301、Z向步进电机309和旋转电机305，控制机械爪308在空间准确的移动，实现盒装药物的准确抓取和存放，从而使盒装药物在本实用新型上的进出。
【主权项】
1.一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置，其特征在于:所述可四自由度堆垛存取盒装药物的装置包括外壳和控制系统，所述外壳内设置有容置腔室，所述容置腔室内设置有用以放置盒装药物的货架和用以抓取盒装药物的机械手，所述外壳上还开有用以存取盒装药物的存取口，所述存取口与所述容置腔室连通； 所述控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，所述机械控制模块包括机械控制主控芯片、用于机械手抓取盒装药物的机械手控制单元、用于扫描盒装药物的条形码扫描模块，所述机械控制主控芯片分别与所述机械手控制单元和所述条形码扫描模块连接，所述机械手控制单元与所述机械手连接； 所述人机交互模块包括人机交互控制芯片、用以显示操作信息的显示装置、功能选择按键和智能传感器，所述人机交互控制芯片分别与所述显示装置、功能选择按键和智能传感器连接，所述智能传感器包括用以检测盒装药物高度和宽度的超声波传感器和用以称量盒装药物重量的称重传感器，所述机械控制主控芯片通过UART与所述人机交互控制芯片通信连接。2.如权利要求1所述的一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置，其特征在于:所述机械手为四自由度机械手，所述四自由度机械手包括用以抓放盒装药物的机械爪、机械爪控制电机、X向步进电机、X向滚轴丝杠导轨、X向光轴导轨、Y向步进电机、Y向滚轴丝杠导轨、Y向光轴导轨、Z向步进电机、Z向滚轴丝杠导轨、Z向光轴导轨和360度旋转电机，所述机械爪控制电机的动力输出端与所述机械爪连接，所述Z向滚珠丝杆导轨的下端安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述Y向滚珠丝杆导轨安装在所述X向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述机械爪安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述旋转电机安装在所述Z向滚珠丝杆导轨的下端的底部； 所述X向滚珠丝杆导轨、所述机械爪控制电机、X向步进电机、Y向步进电机、Z向步进电机和旋转电机均与所述机械手控制单元连接。3.如权利要求1或2所述的一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置，其特征在于:所述外壳包括四周的外蒙皮和上盖板，所述上盖板安装在所述外蒙皮的顶部，所述外蒙皮与所述上盖板和地面之间形成所述容置腔室。
【专利摘要】一种可四自由度堆垛取放盒装药物的装置，包括外壳和控制系统，所述外壳内设置有容置腔室，所述容置腔室内设置有用以放置盒装药物的货架和用以抓取盒装药物的机械手，所述外壳上还开有用以存取盒装药物的存取口，所述存取口与所述容置腔室连通；所述控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，所述机械控制模块包括机械控制主控芯片、用于机械手抓取盒装药物的机械手控制单元、用于扫描盒装药物的条形码扫描模块，所述机械控制主控芯片分别与所述机械手控制单元和所述条形码扫描模块连接，所述机械手控制单元与所述机械手连接。本实用新型提供一种人工成本较低、劳动强度较小、存取便捷的可四自由度堆垛取放盒装药物的装置。
【IPC分类】B65G1/04
【公开号】CN204916834
【申请号】CN201520444614
【发明人】邬航涛, 马必焕, 郑永力, 周杨建, 曾文韬, 魏月锋, 李珏辉, 夏航
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年6月24日