基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜設(shè)計(jì)

金昕怡，馬文冰

（東北林業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150040）

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的提高，一些智能型自助設(shè)備逐漸出現(xiàn)于地鐵站、商場、景區(qū)等公共場所，為人們的生活提供了極大的便利。近年來，去藥店或者醫(yī)院門診購買藥品等的售藥方式，雖然能夠滿足人們?nèi)粘?duì)藥品的普遍需求，但醫(yī)療系統(tǒng)就診密度大，看病買藥難，尤其對(duì)一些交通不方便的地區(qū)或者夜間急需用藥的情況，傳統(tǒng)的售藥方式無法滿足人們的實(shí)際需求[1-2]；對(duì)于如新冠肺炎疫情等造成的社區(qū)封閉而導(dǎo)致的購藥難，傳統(tǒng)的售藥方式也暴露出不足之處。此外，藥柜是醫(yī)院和藥房廣泛使用的一種醫(yī)療裝置，對(duì)藥物起到存儲(chǔ)和保護(hù)作用，單個(gè)藥柜存儲(chǔ)三四十種藥物，藥品的種類多種多樣且藥盒大小不一[3]。目前市場上現(xiàn)有的自動(dòng)化藥柜[4]通過計(jì)算機(jī)的輸入可取出相應(yīng)的藥品，且出錯(cuò)率低，但藥柜內(nèi)部隔板之間的空隙尺寸固定，而藥盒的大小卻不同，導(dǎo)致尺寸較大或較小的藥品不方便放置在藥品柜內(nèi)部，降低了藥品柜的實(shí)用性，不方便使用者的使用[5]。并且隨著智能藥柜的出現(xiàn)及不斷普及，智能藥柜逐漸被投入醫(yī)院中使用，比如：自動(dòng)化智能藥柜在ICU病房的應(yīng)用[6]，自動(dòng)化智能藥柜臨床使用的管理與實(shí)踐[3]等?？梢?，藥柜扮演著一個(gè)越來越方便、越來越重要的角色。因此，本文針對(duì)上述問題提出了一種基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜。

1 基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜的設(shè)計(jì)

1.1 基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜的整體布局

基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜主要是由安裝腔、藥柜、活動(dòng)板三部分組成。由計(jì)算機(jī)對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，從而帶動(dòng)安裝腔內(nèi)的活動(dòng)板在其前側(cè)的活動(dòng)棒和活動(dòng)棒外側(cè)的限位框的支撐下向上移動(dòng)?；顒?dòng)板與安裝腔通過彈簧相連，隔板通過連接桿與活動(dòng)板和安裝腔相連，推動(dòng)連接桿向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)藥柜內(nèi)部與矩形安裝腔內(nèi)壁活動(dòng)相連的隔板向上移動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了隔板之間空隙的可調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)藥柜容量的可調(diào)節(jié)，以放置不同大小的藥品，方便了使用者的使用[7-8]。圖1為藥柜剖視圖；第103頁圖2為藥柜安裝腔與矩形腔連接處局部示意圖。

1.2 基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜的組件設(shè)計(jì)

基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜由底座、安裝腔、藥柜、活動(dòng)板、活動(dòng)桿與活動(dòng)棒等部分組成，見圖1~圖2。

圖1 基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜剖視圖

圖2 基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜安裝腔與矩形腔連接處局部示意圖

1.2.1 底座

底座位于藥柜最底部，是承載藥柜的主體部分。底座的右側(cè)連接計(jì)算機(jī)，以對(duì)藥柜進(jìn)行總控制；控制器安裝在底座的內(nèi)部，用于接受計(jì)算機(jī)傳遞來的信息，從而發(fā)出控制信號(hào)；底座的頂部固定安裝有藥柜，安裝塊安裝在其左右兩側(cè)，藥柜為本設(shè)計(jì)的主體部分。

1.2.2 安裝腔

安裝腔位于安裝塊的內(nèi)部，總數(shù)為8個(gè)，單側(cè)的安裝腔呈等距排列，其內(nèi)壁左右兩側(cè)之間安裝有活動(dòng)板。伺服電機(jī)安裝在活動(dòng)板的下方，轉(zhuǎn)盤安裝于伺服電機(jī)的輸出軸處，轉(zhuǎn)盤前側(cè)安裝有活動(dòng)桿，活動(dòng)桿的底部與活動(dòng)板底部安裝有推桿。活動(dòng)棒安裝在活動(dòng)板前側(cè)。安裝腔的內(nèi)壁上下兩側(cè)之間固定安裝有套在活動(dòng)棒外側(cè)的限位。安裝腔的左右兩側(cè)呈對(duì)稱分布。安裝腔內(nèi)左右兩側(cè)通過滑槽與安裝塊的內(nèi)部連通，滑槽大小與活動(dòng)板相適配[9]。

1.2.3 藥柜

藥柜固定于底座的頂部，安裝塊固定安裝于藥柜的左右兩側(cè)。藥柜的內(nèi)部安裝有與矩形腔內(nèi)壁活動(dòng)連接的隔板，藥柜的內(nèi)壁左右兩側(cè)均開設(shè)有數(shù)量為4個(gè)且與矩形腔連通的矩形孔，單側(cè)矩形孔呈等距排列且矩形孔大小與隔板相適配[10-11]。

1.2.4 活動(dòng)板

活動(dòng)板底部與活動(dòng)桿的底部活動(dòng)安裝有固定連接的推桿，活動(dòng)板的前側(cè)安裝有活動(dòng)棒，活動(dòng)板的頂部安裝有延伸至矩形安裝腔內(nèi)部且與隔板固定連接的連接桿，活動(dòng)板頂部與安裝腔內(nèi)壁頂部用彈簧固定連接；活動(dòng)棒的數(shù)量為兩個(gè)，左右兩個(gè)活動(dòng)棒呈對(duì)稱分布。

1.2.5 活動(dòng)桿與活動(dòng)棒

轉(zhuǎn)盤的前側(cè)安裝有活動(dòng)桿，轉(zhuǎn)盤底部與活動(dòng)板底部有固定連接的推桿；活動(dòng)棒固定安裝于活動(dòng)板前側(cè)，活動(dòng)棒外側(cè)的限位框固定安裝在安裝腔的內(nèi)壁上下兩側(cè)之間；活動(dòng)棒的外側(cè)為光滑設(shè)計(jì)，從而可以減少能量的損耗并達(dá)到靜音運(yùn)行之效。

2 基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜的工作原理

打開藥柜放置藥品時(shí)，計(jì)算機(jī)通過控制器啟動(dòng)伺服電機(jī)，伺服電機(jī)啟動(dòng)后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場使其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)其輸出軸處的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤前側(cè)的活動(dòng)桿以及推桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得活動(dòng)板在限位框的支撐下向上移動(dòng)，推動(dòng)連接桿向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)藥柜內(nèi)部隔板向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了隔板之間空隙的可調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)藥柜容量可調(diào)節(jié)來放置不同大小的藥品，方便了使用者的使用。

3 基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜的有益效果

3.1 適用于多類別藥品

基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜，可以根據(jù)藥品包裝盒的尺寸來調(diào)節(jié)藥柜內(nèi)部容量的大小，從而更精確地放置不同大小的藥品，解決了由于藥品藥盒大小尺寸不固定，無法恰當(dāng)?shù)胤湃胨幑裰卸档土怂幑袷褂寐实膯栴}，且也提高了藥柜總?cè)萘康睦寐省?/p>

3.2 降低用藥錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)率

基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化藥柜的使用，不僅可使藥劑師從一些簡單的機(jī)械工作中解放出來，使其能有更多的時(shí)間專注于藥品的相關(guān)研究，還可有更多的時(shí)間與精力為醫(yī)生與患者提供藥學(xué)服務(wù)。除此之外，許多醫(yī)療事故因配藥的失誤而造成了無法挽回的結(jié)果。將計(jì)算機(jī)與藥柜結(jié)合，使用代碼與程序?qū)λ幑襁M(jìn)行自動(dòng)化控制，可大幅度減少人工配藥可能造成的一些重大影響的配藥失誤問題，從而保障醫(yī)院配藥的準(zhǔn)確性與高效性。

4 結(jié)束語

伴隨著智能控制及自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用，極大程度上減少了許多日常生活中的重復(fù)性機(jī)械勞動(dòng)，用機(jī)器代替人類從事這些工作，不但可以減少機(jī)構(gòu)的運(yùn)行成本，提高工作效率，降低出錯(cuò)率，還可以將人類解放出來，使之更加有時(shí)間、有精力去做更能體現(xiàn)價(jià)值的腦力勞動(dòng)。自動(dòng)化藥柜的廣泛應(yīng)用，可以對(duì)藥品進(jìn)行更加規(guī)范化的管理，不僅可以高程度地提升藥柜的空間利用率，還可以大幅縮短取藥時(shí)間，保障用藥的及時(shí)性和安全性，同時(shí)使藥師有更多時(shí)間與精力為醫(yī)生和患者服務(wù)。此外該裝置還可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用，如可用于自動(dòng)販賣藥品的機(jī)器或一些中醫(yī)藥行業(yè)，不僅提高了購藥者的便捷程度，使其不再受時(shí)間與地理位置的制約，為急需購買藥品的人們提供購買條件，而且可以大幅降低人工操作導(dǎo)致的一些配藥錯(cuò)誤，降低用藥錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)率，從而避免因配藥失誤而造成不可避免的重大醫(yī)療事故。