基于计算机控制的自动化药柜设计

金昕怡，马文冰

（东北林业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨150040）

随着经济和科技的快速发展，自动化技术的提高，一些智能型自助设备逐渐出现于地铁站、商场、景区等公共场所，为人们的生活提供了极大的便利。近年来，去药店或者医院门诊购买药品等的售药方式，虽然能够满足人们日常对药品的普遍需求，但医疗系统就诊密度大，看病买药难，尤其对一些交通不方便的地区或者夜间急需用药的情况，传统的售药方式无法满足人们的实际需求[1-2]；对于如新冠肺炎疫情等造成的社区封闭而导致的购药难，传统的售药方式也暴露出不足之处。此外，药柜是医院和药房广泛使用的一种医疗装置，对药物起到存储和保护作用，单个药柜存储三四十种药物，药品的种类多种多样且药盒大小不一[3]。目前市场上现有的自动化药柜[4]通过计算机的输入可取出相应的药品，且出错率低，但药柜内部隔板之间的空隙尺寸固定，而药盒的大小却不同，导致尺寸较大或较小的药品不方便放置在药品柜内部，降低了药品柜的实用性，不方便使用者的使用[5]。并且随着智能药柜的出现及不断普及，智能药柜逐渐被投入医院中使用，比如：自动化智能药柜在ICU病房的应用[6]，自动化智能药柜临床使用的管理与实践[3]等。可见，药柜扮演着一个越来越方便、越来越重要的角色。因此，本文针对上述问题提出了一种基于计算机控制的自动化药柜。

1 基于计算机控制的自动化药柜的设计

1.1 基于计算机控制的自动化药柜的整体布局

基于计算机控制的自动化药柜主要是由安装腔、药柜、活动板三部分组成。由计算机对伺服电机进行控制，从而带动安装腔内的活动板在其前侧的活动棒和活动棒外侧的限位框的支撑下向上移动。活动板与安装腔通过弹簧相连，隔板通过连接杆与活动板和安装腔相连，推动连接杆向上移动，从而带动药柜内部与矩形安装腔内壁活动相连的隔板向上移动，由此实现了隔板之间空隙的可调节，从而实现药柜容量的可调节，以放置不同大小的药品，方便了使用者的使用[7-8]。图1为药柜剖视图；第103页图2为药柜安装腔与矩形腔连接处局部示意图。

1.2 基于计算机控制的自动化药柜的组件设计

基于计算机控制的自动化药柜由底座、安装腔、药柜、活动板、活动杆与活动棒等部分组成，见图1~图2。

图1 基于计算机控制的自动化药柜剖视图

图2 基于计算机控制的自动化药柜安装腔与矩形腔连接处局部示意图

1.2.1 底座

底座位于药柜最底部，是承载药柜的主体部分。底座的右侧连接计算机，以对药柜进行总控制；控制器安装在底座的内部，用于接受计算机传递来的信息，从而发出控制信号；底座的顶部固定安装有药柜，安装块安装在其左右两侧，药柜为本设计的主体部分。

1.2.2 安装腔

安装腔位于安装块的内部，总数为8个，单侧的安装腔呈等距排列，其内壁左右两侧之间安装有活动板。伺服电机安装在活动板的下方，转盘安装于伺服电机的输出轴处，转盘前侧安装有活动杆，活动杆的底部与活动板底部安装有推杆。活动棒安装在活动板前侧。安装腔的内壁上下两侧之间固定安装有套在活动棒外侧的限位。安装腔的左右两侧呈对称分布。安装腔内左右两侧通过滑槽与安装块的内部连通，滑槽大小与活动板相适配[9]。

1.2.3 药柜

药柜固定于底座的顶部，安装块固定安装于药柜的左右两侧。药柜的内部安装有与矩形腔内壁活动连接的隔板，药柜的内壁左右两侧均开设有数量为4个且与矩形腔连通的矩形孔，单侧矩形孔呈等距排列且矩形孔大小与隔板相适配[10-11]。

1.2.4 活动板

活动板底部与活动杆的底部活动安装有固定连接的推杆，活动板的前侧安装有活动棒，活动板的顶部安装有延伸至矩形安装腔内部且与隔板固定连接的连接杆，活动板顶部与安装腔内壁顶部用弹簧固定连接；活动棒的数量为两个，左右两个活动棒呈对称分布。

1.2.5 活动杆与活动棒

转盘的前侧安装有活动杆，转盘底部与活动板底部有固定连接的推杆；活动棒固定安装于活动板前侧，活动棒外侧的限位框固定安装在安装腔的内壁上下两侧之间；活动棒的外侧为光滑设计，从而可以减少能量的损耗并达到静音运行之效。

2 基于计算机控制的自动化药柜的工作原理

打开药柜放置药品时，计算机通过控制器启动伺服电机，伺服电机启动后产生旋转磁场使其转子转动，带动其输出轴处的转盘转动，从而带动转盘前侧的活动杆以及推杆转动，使得活动板在限位框的支撑下向上移动，推动连接杆向上移动，从而带动药柜内部隔板向上移动，实现了隔板之间空隙的可调节，从而实现药柜容量可调节来放置不同大小的药品，方便了使用者的使用。

3 基于计算机控制的自动化药柜的有益效果

3.1 适用于多类别药品

基于计算机控制的自动化药柜，可以根据药品包装盒的尺寸来调节药柜内部容量的大小，从而更精确地放置不同大小的药品，解决了由于药品药盒大小尺寸不固定，无法恰当地放入药柜中而降低了药柜使用率的问题，且也提高了药柜总容量的利用率。

3.2 降低用药错误风险率

基于计算机控制的自动化药柜的使用，不仅可使药剂师从一些简单的机械工作中解放出来，使其能有更多的时间专注于药品的相关研究，还可有更多的时间与精力为医生与患者提供药学服务。除此之外，许多医疗事故因配药的失误而造成了无法挽回的结果。将计算机与药柜结合，使用代码与程序对药柜进行自动化控制，可大幅度减少人工配药可能造成的一些重大影响的配药失误问题，从而保障医院配药的准确性与高效性。

4 结束语

伴随着智能控制及自动化的广泛应用，极大程度上减少了许多日常生活中的重复性机械劳动，用机器代替人类从事这些工作，不但可以减少机构的运行成本，提高工作效率，降低出错率，还可以将人类解放出来，使之更加有时间、有精力去做更能体现价值的脑力劳动。自动化药柜的广泛应用，可以对药品进行更加规范化的管理，不仅可以高程度地提升药柜的空间利用率，还可以大幅缩短取药时间，保障用药的及时性和安全性，同时使药师有更多时间与精力为医生和患者服务。此外该装置还可以进一步推广应用，如可用于自动贩卖药品的机器或一些中医药行业，不仅提高了购药者的便捷程度，使其不再受时间与地理位置的制约，为急需购买药品的人们提供购买条件，而且可以大幅降低人工操作导致的一些配药错误，降低用药错误风险率，从而避免因配药失误而造成不可避免的重大医疗事故。