趙煒煒

摘 要：為了改進現(xiàn)有藥房的管理水平和工作效率，本次設(shè)計對藥房的發(fā)藥機制實現(xiàn)現(xiàn)代化做了初步探索。該項目應(yīng)用了機械原理的基本機構(gòu)對對象做了初步建模和仿真，從而得到了相關(guān)數(shù)據(jù)來得到驗證方案的可行性，最后做出了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：發(fā)藥系統(tǒng)；工作效率；機械手；成本

1 研究背景

隨著科技的進步和管理水平的提高，傳統(tǒng)的醫(yī)院藥房管理在效率和經(jīng)濟性方面都存在著較大的問題。醫(yī)院藥房的藥師有著專業(yè)的工作水平以及豐富的工作經(jīng)驗，但是隨著零售藥店的高速發(fā)展，雖說上述優(yōu)點依舊保持，但是醫(yī)院藥房在本身的價格上失去了較大的競爭優(yōu)勢。其次，隨著藥品產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，藥房中所堆積的藥品種類越來越多，加上醫(yī)院的人員流動性大，往往花上一兩小時取藥并不是什么鮮見的事情，與此同時，醫(yī)院藥房本身就缺少一種良好的管理制度，使得藥房的工作效率更是一降再降。還有必須提出的一點就是醫(yī)院雇傭藥劑師的成本，這也是一筆非常大的支出。

所以在藥房里，一套解決現(xiàn)有問題的自動化發(fā)藥系統(tǒng)勢在必行。發(fā)藥系統(tǒng)的自動化的流水線操作的效率遠大于人工操作的效率并且可以實現(xiàn)對藥物合理有序地排放及儲存。

自動化發(fā)藥系統(tǒng)的優(yōu)點：

（1）提高醫(yī)院的工作效率；

（2）提高醫(yī)院的管理水平；

（3）是醫(yī)療系統(tǒng)創(chuàng)新的能力的體現(xiàn)；

（4）提高醫(yī)院的現(xiàn)代化、自動化水平，以及影響力；

（5）從長期運行的角度分析，可以節(jié)約人力成本，及相關(guān)費用開支。

2 設(shè)計過程

從日常生活經(jīng)驗中，我們不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的醫(yī)院的買藥基本上是這樣的一種形式：

醫(yī)生處方輸入電腦→ 藥房電腦收到處方→藥醫(yī)找藥拿藥→處方核對。所以，現(xiàn)在這套自動化發(fā)藥系統(tǒng)實現(xiàn)的功能就是取代藥醫(yī)找藥拿藥的步驟。

那么其實現(xiàn)的功能就等同于工業(yè)生產(chǎn)過程中的現(xiàn)代MPS生產(chǎn)系統(tǒng)的某些功能。

查閱資料可知，現(xiàn)代MPS模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)和本次設(shè)計系統(tǒng)中相似的組成單元如下：

2.1 檢測工作單元

檢測工作單元的主要作用是檢測工件的特性。光電式及電容式傳感器完成區(qū)分工件的材質(zhì)。在加工工件被無桿缸提升至檢測位置之前，先由反射式光電傳感器檢測該位置是否安全。模擬量傳感器檢測工件高度。無桿缸將合格的工件傳送至氣缸滑槽上層，并將不合格的工件撿出至氣動滑槽的下層。

2.2 傳送帶工作單元

傳送帶工作單元在MPS工作單元之間起著承前啟后的作用。當傳送帶前段的傳感器檢測到工件后，傳送帶開始工作，當傳送帶中端傳感器檢測到工件后，檔塊工作，擋住工件不繼續(xù)往下傳，直到傳送帶后端沒有工件。

2.3 加工工作單元

在加工工作單元，分度盤檢測到有工件后，便帶動工件旋轉(zhuǎn)，完成檢測及鉆孔工作。本單元是唯一一個只是用電氣驅(qū)動器的工作單元。

2.4 操作手工作單元

操作手單元配置了柔性2自由度操作裝置。提取裝置上的氣抓手講工件從該位置提起，氣抓手上裝有光電式傳感器用于區(qū)分“黑色”及“非黑色”工件，并將工件根據(jù)檢查結(jié)果堆放，或者工件也可以被直接傳輸?shù)较乱粋€工作單元。

考慮到整個系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性、藥品數(shù)量的龐大及藥品的不確定性，本次設(shè)計將首先只是針對于單個生產(chǎn)線進行模擬設(shè)計。由此設(shè)計內(nèi)容如下：

（1）機械手設(shè)計：機械手能夠完成從藥柜取藥，再把藥品放到傳送帶上；

（2）傳送帶設(shè)計：主要考慮傳送的平穩(wěn)性，對物件的感應(yīng)，拒絕空轉(zhuǎn)現(xiàn)象；在傳送帶的末端藥品可以根據(jù)窗口位置不同流入不一樣的傳送帶；

（3）藥品柜設(shè)計：估計機械手實際工作范圍對實際藥品擺放位置做出相應(yīng)計算規(guī)定。

至于機械手如何調(diào)到藥品相應(yīng)位置，并不在本次設(shè)計的范圍內(nèi)。

3 機構(gòu)選型設(shè)計

（1）平面rr開鏈機構(gòu)在該機構(gòu)中，沒有液壓缸 就沒有伸縮 這樣就使得機械手在運動的過程中難以控制，無法實現(xiàn)有效的位置要求。

（2）帶有兩個活塞缸的機械手。在這種機械手的運動過程中，可以實現(xiàn)在兩個桿上的伸縮，運動位置廣。但是考慮到本次設(shè)計中所要實現(xiàn)的運動比較簡單，該方案略微顯得大材小用，并且桿與桿之間的轉(zhuǎn)動副過于自由，不利于控制。

（3）帶有多個液壓缸的機械臂此種機構(gòu)的機構(gòu)較為復(fù)雜，雖說能夠?qū)崿F(xiàn)的位置多，并且工作更加的穩(wěn)定，但是出于對成本以及實際產(chǎn)品功能的考慮，該種方案并不符合設(shè)計要求。

（4）帶有一個液壓缸的RR開鏈機構(gòu)

該機構(gòu)符合本次設(shè)計的要求。液壓缸的存在保證了系統(tǒng)的較精確的實現(xiàn)相關(guān)位置。

4 機械手尺寸確定

帶入四點數(shù)據(jù)便可以解得P點的坐標值，那么從俯視圖中看到的機械手臂長度即可初步確定。得到長度為250mm。

根據(jù)尺寸計算的結(jié)果，我們繪出“汽車尾板機構(gòu)尺寸綜合表”如下表：

5 結(jié)論

5.1 設(shè)計特點

本設(shè)計采用了伸縮式油缸為動力組件，具有承載能力較大，運行較為平穩(wěn)且沖擊較小的特點，適合用于藥房自動化取藥系統(tǒng)的工作特性：平速、輕載、無沖擊。

本設(shè)計中著重強調(diào)了對機械手的設(shè)計，其實在最初的設(shè)計中，系統(tǒng)還具有智能窗口識別，智能歸類等特性，能夠幾乎完全的取代現(xiàn)有的藥房人力分配問題。并且這樣一個智能化的、整體性的藥房自動化系統(tǒng)設(shè)計成功后，其所節(jié)約的經(jīng)濟效益也是巨大的，其實這并不是單純的節(jié)約成本的問題，更是我國的藥房機制走向成熟化、現(xiàn)代化、經(jīng)濟化的重要一步。

5.2 設(shè)計中的不足

本設(shè)計中由于時間、技術(shù)的限制，使得本來應(yīng)該可以得到更好完善的系統(tǒng)設(shè)計并沒有充分的發(fā)揮出來。

其次，在藥房系統(tǒng)的整體布局上，本文并沒有做具體闡述及設(shè)計，應(yīng)該來說，一個好的藥房系統(tǒng)的布局甚至比專業(yè)的技術(shù)更加重要。

最后，本次設(shè)計中沒有很好的對空間機械手的移動進行相應(yīng)處理，實際上，一個機械手的工作位置可以是整個藥柜，或者是兩排相鄰的藥柜，更有可能是整個藥房，當然這就要考慮到系統(tǒng)工作效率的問題。在人多的時候如何解決取藥時間長的問題。

參考文獻

[1] 謝進，萬朝燕，杜立杰. 機械原理（第2版）. 北京：高等教育出版社，2008

[2] 邱宣懷. 機械設(shè)計（第4版）. 北京：高等教育出版社，2011

[3] 曹茹. Solidworks 2009三維設(shè)計及應(yīng)用教程. 北京：機械工業(yè)出版社， 2004

[4] 赫桐生. 理論力學（第3版）. 北京：高等教育出版社，2005

[5] 唐增寶，常建娥. 機械設(shè)計課程設(shè)計（第3版）. 武漢：華中科技大學出版社， 2007

[6] 李敬. 機械設(shè)計基礎(chǔ). 北京： 電子工業(yè)出版社， 2011

[7] 季林紅，閻紹澤 .機械設(shè)計綜合實踐 .北京： 清華大學出版社， 2011

[8] 張宏友.液壓與氣動技術(shù). 大連： 大連理工大學出版社 2009

[9] 石望遠. 液壓與氣動傳動.北京： 國防工業(yè)出版社 2009