湯 波，張吉菲

（上海市浦東新區(qū)光明中醫(yī)醫(yī)院，上海201399）

0 引言

中藥作為中華民族的傳統(tǒng)醫(yī)藥，在傳承和發(fā)展過程中不斷汲取中華文化的營養(yǎng)，形成了獨(dú)具特色的中醫(yī)藥文化。其中，中藥湯劑是中藥最為古老的劑型之一，在目前中醫(yī)臨床應(yīng)用中也最為廣泛。湯劑因其能充分適應(yīng)中醫(yī)辨證施治的需要，且具有療效快、易吸收、作用強(qiáng)以及藥味加減便捷等幾大特點(diǎn)，成為廣大患者服用中藥的首選方式。然而，中藥湯劑的煎煮質(zhì)量直接影響著藥物對人體的作用力度，是否正確煎煮和服用中藥湯劑將對病情的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響[1]。

經(jīng)過對現(xiàn)有家庭煎藥方式的初步調(diào)研，發(fā)現(xiàn)家庭煎藥出現(xiàn)諸多問題[2]，如藥材浸泡時(shí)間過久，先煎、后下等特殊藥材煎煮方式不當(dāng)，煎煮時(shí)間過長，火候把握不當(dāng)?shù)龋鶗?huì)導(dǎo)致不能達(dá)到最理想的煎藥效果。中藥湯劑在煎煮的過程中需要根據(jù)藥物的特殊煎煮要求進(jìn)行特殊的操作處理，加水、煎煮時(shí)間的控制以及煎煮的火力大小都是整個(gè)煎煮過程中需要持續(xù)關(guān)注的重要環(huán)節(jié)，只有控制好這些因素才能使湯劑的藥效達(dá)到最佳。普通人群或者接觸中藥時(shí)間較短的患者對于這些操作要求肯定不能完全做到，即使是長期喝中藥的患者也不可能保證每次都能煎煮得恰到好處。

目前市面上的全自動(dòng)家用煎藥機(jī)的自動(dòng)化功能多體現(xiàn)在控溫和定時(shí)，在煎藥過程中缺少了對傳統(tǒng)中藥煎煮理念的傳承，無法滿足先煎、后下等藥材的特殊煎煮要求，也無法對藥材的浸泡、加熱、煎煮以及重復(fù)二煎進(jìn)行一體化全自動(dòng)運(yùn)行，故并不能稱之為真正的全自動(dòng)煎藥機(jī)。

本文設(shè)計(jì)的家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)通過將煎藥鍋進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，結(jié)合數(shù)控電腦板，將進(jìn)水、浸泡、加熱、恒溫、先煎、群煎、后下、出液、重復(fù)二煎等過程實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化[3-6]?；颊咧恍璋凑障燃?、群煎、后下順序分別將藥物放入對應(yīng)位置，選擇對應(yīng)操作按鈕與加水量，點(diǎn)擊啟動(dòng)鍵即可進(jìn)行煎煮。煎煮開始后，無需患者進(jìn)行其他操作即可通過電腦板控制中藥湯劑煎煮全過程的自動(dòng)運(yùn)行，煎煮結(jié)束后湯藥即可服用。家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)不僅滿足了患者足不出戶自行煎藥的要求，還能達(dá)到全程無需看管的煎藥過程，將便捷與高效合為一體，確保了傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論的煎煮要求，減輕了使用者的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了湯劑的煎煮質(zhì)量[7]。

1 設(shè)計(jì)

1.1 原理

為滿足傳統(tǒng)中藥煎煮理論對特殊藥材的煎煮要求，家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)通過內(nèi)置電腦板控制鍋蓋頂部的電動(dòng)機(jī)并帶動(dòng)上層煎藥鍋中的旋轉(zhuǎn)分隔板，將不同分隔欄里的藥物根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間進(jìn)行下藥，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)先煎、群煎、后下藥物在不同時(shí)間要求下的特定煎煮要求；通過電腦板對水泵的控制，自動(dòng)完成進(jìn)水和出液，最終達(dá)到全程無需人員照看的自動(dòng)化煎藥[8]。

1.2 結(jié)構(gòu)

家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)整體結(jié)構(gòu)包括底座、安裝在底座上的加熱設(shè)備、主體分層煎藥鍋、旋轉(zhuǎn)下藥裝置、內(nèi)置數(shù)控電腦板的操作箱和進(jìn)水、出液系統(tǒng)，如圖1、2 所示。

1.2.1 底座

底座采用不銹鋼材質(zhì)鋼板制作，硬度較強(qiáng)，用于固定安裝在上面的加熱設(shè)備和操作箱。底座兩端安裝有把手，便于搬運(yùn)（如圖3 所示）。

圖1 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)樣機(jī)實(shí)物圖

圖3 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)底座實(shí)物圖

1.2.2 加熱設(shè)備

加熱設(shè)備固定于底座之上（如圖4、5 所示），采用快速加熱系統(tǒng)，加熱至100 ℃后，自動(dòng)調(diào)整為微沸狀態(tài)，對藥材進(jìn)行持續(xù)慢煎，充分模擬傳統(tǒng)中藥“先武火、后文火”的煎煮要求。

圖4 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)加熱設(shè)備外箱實(shí)物圖

圖5 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)內(nèi)置加熱設(shè)備實(shí)物圖

1.2.3 主體煎藥鍋和旋轉(zhuǎn)下藥裝置

主體煎藥鍋為上下雙層結(jié)構(gòu)（如圖6 所示），可拆分，上層鍋體通過3D 打印技術(shù)以耐高溫樹脂材料一體打印而成，內(nèi)部安裝有旋轉(zhuǎn)下藥裝置（旋轉(zhuǎn)分隔板，如圖7 所示），將鍋體分為4 個(gè)空間，其中3 個(gè)空間分別用于放置先煎、群煎和后下3 類草藥，剩余1 個(gè)空間為下藥區(qū)。分隔板頂端設(shè)計(jì)有卡槽，通過鍋蓋內(nèi)安裝的電動(dòng)機(jī)連接傳動(dòng)裝置帶動(dòng)分隔板旋轉(zhuǎn)進(jìn)行下藥。下層鍋體為不銹鋼材質(zhì)，嵌于加熱裝置上，用于草藥的浸泡和加熱，鍋體側(cè)面安裝有進(jìn)水和出液管道。

圖6 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)主體煎藥鍋結(jié)構(gòu)圖

圖7 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)旋轉(zhuǎn)下藥裝置結(jié)構(gòu)圖

1.2.4 操作箱

操作箱內(nèi)安裝有數(shù)控電腦板，用于控制煎藥機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行；箱外安裝先煎、群煎、后下、水量、啟動(dòng)、停止6 個(gè)操作按鈕，按鈕上方為液晶顯示器，如圖8所示。

圖8 家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)操作箱實(shí)物圖

1.2.5 進(jìn)水、出液系統(tǒng)

通過安裝于操作箱內(nèi)的抽水泵和流量計(jì)結(jié)合數(shù)控電腦板對進(jìn)水和出液系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)、定量控制。

1.3 功能

家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)以傳統(tǒng)中藥煎煮理念為基礎(chǔ)，通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)，無需人員照看的情況下即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全部操作。其主要功能如下。

1.3.1 先煎、群煎、后下藥物自動(dòng)下藥功能

通過上層煎藥鍋中的旋轉(zhuǎn)下藥裝置，使先煎、群煎、后下3 類藥物在不同時(shí)間段分別下藥后進(jìn)行煎煮，既能滿足傳統(tǒng)中藥對特殊藥材的煎煮要求，又無需患者時(shí)刻注意時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)下藥，煎藥過程省時(shí)省力。

1.3.2 自動(dòng)進(jìn)水、出液功能

家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)操作按鈕中設(shè)計(jì)有水量選擇鍵，可根據(jù)藥材量的多少自由選擇大、中、小3 擋水量，煎煮啟動(dòng)后即自動(dòng)注水，煎煮完畢自動(dòng)吸出藥液。

1.3.3 自動(dòng)二煎功能

中藥的煎煮次數(shù)一般以2 次為宜，家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)在首煎結(jié)束后，將首煎藥液進(jìn)行吸出，然后自動(dòng)注水進(jìn)行二煎，最終將二煎液與首煎藥液進(jìn)行混合。

1.3.4 液晶顯示功能

操作箱上安裝有液晶顯示器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測正在進(jìn)行中的煎煮步驟、剩余時(shí)間以及溫度，煎藥過程一目了然。

2 創(chuàng)新點(diǎn)

家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)利用獨(dú)立分層設(shè)計(jì)，將煎藥鍋分為上下兩層，在上層煎藥鍋不同的分隔欄中依次裝入先煎、群煎、后下藥物，通過旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置，使先煎、群煎、后下藥物分別按照設(shè)定好的時(shí)間掉落至下層煎藥鍋中進(jìn)行煎煮，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)中藥煎煮理論對特殊藥品的煎煮要求?？刂品矫娌捎昧诵D(zhuǎn)傳動(dòng)裝置、流量計(jì)、加熱計(jì)時(shí)器、抽水泵、數(shù)控電腦板等設(shè)備，在中藥湯劑的整個(gè)煎煮過程中實(shí)現(xiàn)全程煎藥自動(dòng)化。旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置可以令特殊藥品實(shí)現(xiàn)在不同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行煎煮的要求，流量計(jì)可以精確控制煎藥所需加水量，加熱計(jì)時(shí)器控制煎藥過程中不同火力的煎煮時(shí)間，抽水泵令加水和出液自動(dòng)化完成，所有裝置通過數(shù)控電腦板給予口令進(jìn)行自動(dòng)操作。煎藥機(jī)操作界面簡單易懂，并安裝液晶顯示器，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前運(yùn)行程序，只需將不同類別的藥物放入相對應(yīng)的分隔欄中，選擇對應(yīng)操作按鈕，選擇加水量，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕即可開始湯藥的煎煮，較大程度上降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。且首煎結(jié)束后自動(dòng)出液，然后重復(fù)加水繼續(xù)二煎，實(shí)現(xiàn)真正的全程自動(dòng)化。

3 使用方法

3.1 操作流程

接通電源，各操作按鈕背景燈亮起，提示煎藥機(jī)各按鍵運(yùn)行正常。在上層煎藥鍋中按照先煎、群煎、后下順序依次將藥材放入對應(yīng)分隔欄中，若沒有該類藥材則空出對應(yīng)分隔欄；加藥完畢后選擇對應(yīng)煎煮模式，若沒有加入該類藥材則不選；按照藥材的劑量選擇加水量，分為大、中、小3 擋；點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，煎煮開始。

3.2 運(yùn)行模式

（1）模式1：只有群煎藥物的煎煮模式。

煎藥機(jī)啟動(dòng)，群煎藥物掉落至下層煎藥鍋中，加水，浸泡30 min；時(shí)間到達(dá)后，加熱至100 ℃，保持微沸狀態(tài)，持續(xù)煎煮30 min，結(jié)束后吸出藥液，首煎結(jié)束；再次加水，重復(fù)加熱程序，持續(xù)煎煮25 min，結(jié)束后吸出藥液，二煎結(jié)束。

（2）模式2：有先煎、群煎藥物的煎煮模式。

煎藥機(jī)啟動(dòng)，先煎藥物掉落至下層煎藥鍋中，加水，加熱至100 ℃并煎煮30 min；時(shí)間到達(dá)后，群煎藥物掉落至下層煎藥鍋中，加水，浸泡30 min；時(shí)間到達(dá)后，加熱至100 ℃，保持微沸狀態(tài)，煎煮30 min，結(jié)束后吸出藥液，首煎結(jié)束；再次加水，重復(fù)加熱程序，煎煮25 min，結(jié)束后吸出藥液，二煎結(jié)束。

（3）模式3：有群煎、后下藥物的煎煮模式。

煎藥機(jī)啟動(dòng)，群煎藥物掉落至下層煎藥鍋中，加水，浸泡30 min；時(shí)間到達(dá)后，加熱至100℃，保持微沸狀態(tài)，煎煮30 min；在煎煮至最后5 min 時(shí)，后下藥物掉落至下層煎藥鍋中，煎煮5 min，結(jié)束后吸出藥液，首煎結(jié)束；再次加水，重復(fù)加熱程序，煎煮25 min，結(jié)束后吸出藥液，二煎結(jié)束。

（4）模式4：先煎、群煎、后下藥物均有的煎煮模式。

煎藥機(jī)啟動(dòng)，先煎藥物掉落至下層煎藥鍋中，加水，加熱至100 ℃并煎煮30 min；時(shí)間到達(dá)后，群煎藥物掉落至下層煎藥鍋中，加水，浸泡30 min；時(shí)間到達(dá)后，加熱至100 ℃，保持微沸狀態(tài)，煎煮30 min；在煎煮至最后5 min 時(shí)，后下藥物掉落至下層煎藥鍋中，煎煮5 min，結(jié)束后吸出藥液，首煎結(jié)束；再次加水，重復(fù)加熱程序，煎煮25 min，結(jié)束后吸出藥液，二煎結(jié)束。

4 性能測試

4.1 加熱設(shè)備的測試

在下層煎藥鍋中加入冷水對加熱設(shè)備進(jìn)行測試，從顯示器中可以看出，由于采用了快速加熱設(shè)備，升溫速度較快，在3 min 左右即可將水煮沸，然后自動(dòng)進(jìn)入恒溫微沸的狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)加熱，溫度保持在97～99 ℃范圍內(nèi)浮動(dòng)。測試結(jié)果表明，加熱設(shè)備運(yùn)行高效、穩(wěn)定，且能夠達(dá)到傳統(tǒng)中藥煎煮“先武火、后文火”的煎煮要求。

4.2 上層煎藥鍋下藥裝置的測試

在上層煎藥鍋對應(yīng)分隔欄中分別加入先煎、群煎以及后下藥物，通過對數(shù)控電腦板進(jìn)行加速處理，使運(yùn)行指令提前運(yùn)行，以測試先煎、群煎以及后下藥物的下藥情況。測試結(jié)果顯示，藥物掉落存在少許殘留的情況。

4.3 進(jìn)水、出液系統(tǒng)的測試

由于進(jìn)水系統(tǒng)通過的是冷水，出液系統(tǒng)通過的是高溫加熱的藥液，故分別使用冷、熱水對抽水泵進(jìn)行測試。測試結(jié)果顯示進(jìn)水、出液過程均穩(wěn)定流暢，抽水泵能夠耐受高溫。

4.4 煎藥機(jī)運(yùn)行測試結(jié)果以及遇到的問題

通過對煎藥機(jī)樣機(jī)的初步測試，煎藥機(jī)各模式下運(yùn)行過程均良好，各項(xiàng)操作指令無異常，基本可以實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化煎煮的功能以及自動(dòng)完成二煎的要求。

目前存在的問題為：由于加入藥材量的不確定性，在上層煎藥鍋?zhàn)詣?dòng)旋轉(zhuǎn)下藥的過程中，當(dāng)藥材過多時(shí)，易引起分隔板旋轉(zhuǎn)不充分，致使部分藥材仍留存于上層藥鍋內(nèi)，造成下藥不充分。分析原因，主要有2 個(gè)方面：一是由于帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)分隔板的電動(dòng)機(jī)功率較小，旋轉(zhuǎn)的力量不足，當(dāng)藥量過多，特別是質(zhì)量較大的礦石類的藥材較多時(shí)，會(huì)影響分隔板的旋轉(zhuǎn)力度，使旋轉(zhuǎn)不到位，導(dǎo)致部分藥材殘留在上層煎藥鍋中；二是由于上層煎藥鍋目前采用耐高溫樹脂3D打印成型，該材料光滑性不足，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)分隔板與鍋體內(nèi)部摩擦較大，影響旋轉(zhuǎn)。由于煎藥鍋以家用為出發(fā)點(diǎn)，體積較小，不適宜變更大功率電動(dòng)機(jī)，目前改良方案主要以上層煎藥鍋材質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，后期將使用表面較為光滑的材料并通過充分打磨、拋光進(jìn)行完善。

5 結(jié)語

家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)煎藥全過程無需照看的自動(dòng)化要求，且操作簡單，易于上手，將為廣大家庭日常煎藥提供較大的便利，無需為日常煎藥而費(fèi)時(shí)費(fèi)力。其獨(dú)特的設(shè)計(jì)符合傳統(tǒng)中藥的特殊煎煮理念，使煎藥既現(xiàn)代化又傳統(tǒng)化，確保了傳統(tǒng)煎藥工藝的要求，減輕了患者的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了湯劑的煎煮質(zhì)量。隨著時(shí)代的飛速發(fā)展，中藥湯劑的煎煮方法必然需要傳承與創(chuàng)新，家用分層全自動(dòng)中藥煎藥機(jī)將擁有廣闊的發(fā)展前景[9]。