CN110759130A - 一种中药饮片全自动调配装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中药饮片全自动调配装置及其应用。装置由给药***、物流***和控制***共同完成工作，其核心部件包括储药箱、投料器、运载板、运载轨道、中药锅、电脑、投料滚轮和称量挡板。本发明采用转动式取料和计量的方法，按照控制***的指令，对下方的中药锅供料，具有简单而可靠的优点。给药装置能够同时为中药锅提供多种中药饮片，实现平行作业方式。这样，可以缩短中药调剂流程，缩短作业步骤，提高装置工作效率。该装置制造成本低廉和工作效率高，定量供应中药饮片，满足中药处方配伍的需要，可替换20～40名中药调剂师的辛苦劳动。本发明解决了中药处方复杂、品种多的难题。

Description

一种中药饮片全自动调配装置及其应用

技术领域

本发明属于中药制药领域，涉及一种中药饮片全自动调配装置***及其应用，实现中药汤剂饮片的调配的无人作业，从而把中药调剂目前从手工操作或半自动化作业，提高到全自动的作业方式，属于中药行业新型智能装备领域。

技术背景

中药就是指在中医理论指导下，用于预防、治疗疾病并具有康复与保健多重作用的物质。中药主要来源于天然药及其加工品，包括植物药、动物药和矿物药。中药在我国有着数千年的悠久历史，伴随着社会的发展和人民日益增长的健康需求，中医药的作用越来越得到大众的认可和欢迎。

中药配药系指按照医师临床处方所开列的中药饮片，准确地为患者配制组方的过程。中药调剂是一项技术性很强却又单调而繁琐的工作。随着中医影响力日益扩大，由于人工调配中药处方工作效率低下，人们对于中药房“排队取药”的抱怨越来越多。大多数情况下，一名中药配药员只能够完成一名普通门诊中医师的单日处方量。一旦医院病人众多，患者往往需要等候较长时间才能取到调配好的中药。一些患者不能理解，责怪中药房工作人员动作慢，从而引发医患之间的口角争执，加剧了医患关系矛盾。同时大量人力工作不可避免的会出现环境脏乱差、易出错等问题。正是这些问题使得中医的科学性不断受到质疑。同时，目前市场上劳动力成本不断上升，具有中医药理熟练工人稀缺性更为显著，导致中医药房的成本大幅上升。所以，医医疗单位迫切需要能够有高效而实用的智能化中药配药装置，改变目前中药配药手工方式。

关于新型中药调配装置的开发和应用，国内的企业和研究者十分重视，也取得了一些进展。马骁发明了一种电子中药调剂机(专利号：CN98104508.1)。郑万忠等发明了中药饮片小包装调剂车(专利号:200820076344)。孔焕宇发明了一种中药配方颗粒调剂分装机(专利号:03200689)。专利CN201621211670.9公开了一种智能中药饮片调剂盘，它具有显示屏与智能电子秤内部的控制板连接功能。苏州信亨自动化科技有限公司研制了多种小包装中药饮片全自动配药调剂设备。2017年，北京和利康源医疗科技有限公司推出了MD6400中药饮片自动调剂***。它是一种依靠调剂师辅助作业的中药调配装置，可通过计算机连接医院的HIS下载处方或在调剂台上新建处方，然后给出的饮片味数、剂量、剂数等信息，自动完成药品识别、称重、按剂量落药等动作。这种半自动化的调剂方式，提高了调剂师的工作效率，减少了患者的等候时间。其不足之处是离不开人工作业，无法实现智能化中药调配配伍。

虽然，不少学者建议开发智能化中药调配装置，以适应今后医院智能药物体系的建设。但是，根据文献检索，迄今为止，完全无人的中药调配自动作业依然没有成为现实。

发明内容

本发明的目的是提供一种中药饮片全自动调配装置，由储药箱、投料器、运载板、运载轨道、中药锅、计算机组成。储药箱位于运载轨道的上方，每一只储药箱的下端装有一个投料器，投料器的出口对接中药锅，运载板均匀排列安装在运载轨道上，中药锅位于运载板上，并随运载板在运载轨道上运行，作为控制***的核心，计算机通过电线和光缆与各机械装置连接。

储药箱和投料器组成给药装置，所有的给药装置的总和构成给药***；运载板、运载轨道和中药锅组成物流***；主机电脑和数字通信网络组成控制***。控制***通过数据交流连接给药***和物流***，共同完成中药调配自动作业。

物流***是一个闭环，整体上，运载轨道可以设计为椭圆形或者多个椭圆形串联的结构。在运载轨道中有着N个运载板，一般地，N＝25～400。在运载轨道的非操作区的上方有M个给药装置，一般地，M＝20～500，优选地，M＝120～300。运载板在运载轨道内同步移动，移动采用脉冲方式，动静相间，每次前进一格。移动的时间是1～5秒，停留的时间是5～20秒。给药装置由n组储药箱和投料器组成，n＝3～5。

物流***的作用是，实现多来源的取料的物流作业，即输送中药锅经过所有的给药装置。控制***由主机电脑和数字通信网络组成。控制***通过数据交流连接给药***和物流***，指挥中药饮片调配正常运行。

图2是进一步阐述图1中储药箱与投料器结合体——给药装置的关键部件和作用原理。所述的给药装置的计量的关键是投料滚轮和称量挡板的组合动作，投料滚轮和称量挡板位于储药箱和投料器组合的给药装置的内部。投料滚轮的上方的空间就是储药箱，称量挡板相当于投料器的底阀。投料滚轮的作用是缓缓加料，称量挡板的作用是称量与卸料。需要进料药时，给药装置处于附图2A的状态，然后缓慢转动投料滚轮，将物料带入称量挡板，直到称量数据将达到预定值为止。当称量完毕，同时其下方的中药锅就位，控制***就会指挥称量挡板翻转，(如附图2B所示)，物料快速落入中药锅内，然后，称量挡板复位，等候下一取料指令。其中物料的分布采用区号、给药装置号和储药箱号的方法。

所有运载板在运载轨道同步动作，即每次运作所有运载板都顺时针前进移动一格位置，从一个给药装置的正下方移动到另一个药装置的正下方，然后停留片刻，再次脉冲移动。正因为如此，运载轨道的每一块运载板都会经过***中所有的给药装置。

特别地，运载板中心设计为圆形凹槽用于放置中药锅，凹槽深度的合适范围为8mm～50mm。运载轨道中有一段设计为上方不设置给药装置，作为非操作区，用于更换运载板上中药锅换取。操作区同时作为整个中药饮片调剂配伍作业流程的开始与结束区。

电子配方输入控制***后，将干净的中药锅放置入操作区中空的运载板上，一起进入中药饮片调剂配伍作业***。等到完成整个配药过程以后，满载的中药锅回到操作区，由人工或者机械方式更换新的中药锅，进入下一阶段的新的作业流程。

控制***通过数据传输网络或者无线方式，实时地操纵所有给药装置的投药滚轮和称量挡板，同时跟踪各个运载板的位置。在计算机指挥下，物流***和给药***协同作业，共同完成中药饮片调剂配伍的任务，实现中药饮片调剂过程的自动化。

本发明的另一个目的是提供所述中药饮片全自动调配装置在中药饮片调配中的使用方法。

接受各医院或者远程中医诊所的电子处方后，根据电子处方数据，换算中药饮片的剂量，设计按处方调剂的作业程序。先把电子配方输入***，再将中药锅放在运载板上，然后同步脉冲前行，动静相间，经历每个给药装置，取得所需的中药饮片，再回到运载轨道操作区，更换中药锅，进入新的作业流程，其中物料的分布采用区号、给药装置号和储药箱号的方法。

具体操作流程如下：

(1)控制运载轨道动力***，使运载板在轨道内同步顺时针向前。

(2)在需要投药时，转动给药装置的投药滚轮(7)，使物料缓缓落下。物料的分布采用区号、给药装置号和储药箱号的方法。

(3)实时称取挡板上物料重量。

(4)一旦称量达标，停止投药滚轮转动。

(5)等中药锅就位，称量挡板下翻、卸料，然后复位。

(6)运载板到达操作区，提示工作人员取走中药锅。

(7)操作区内运载板空载时，提示放置新的中药锅。

本发明提供的中药饮片全自动调配装置是一种基于智能物流和定量供料的新型中药调配设备，它具有多方面的创新之处和显著的技术进步的特征。

本发明装置的创新之处包括：(1)设计简单而实用的定量投料器，既能够保证中药计量，又降低设备制造成本；(2)采用了单线循环物流和步进式取料的作业模式，克服中药种类多、处方随机所引起的中药饮片调配装置结构复杂的难题；(3)给药装置由多个储药箱和投料器组成，可以缩短流程，提高了中药饮片调配作业的效率。(4)本发明装置制造成本低廉，根据初步测算，一套全自动的中药饮片调配装置可以替换20～40名中药调剂师的工作，大约三年就可回收设备投资。(5)本发明装置工作效率高。一般地，单一处方的调剂配伍需要的时间为6～30秒。因此，装置的处理能力是100～500张/小时，一套装置就能够满足中等规模的中医院的中药配药房或者煎煮中心的需求。

本申请研究开发一种新型的中药饮片全自动调配装置，它是现代化中药房***的重要组成部分。中药房体系的自动化、数字化和智能化过程必然涉及中医诊疗的电子化、处方管理作业的数字化、中药调剂和煎煮的流水化作业。所以，研制一种先进而实用，价廉而物美的中药饮片全自动调配成套设备，对于中药现代化具有重要的现实意义。

所述的中药饮片全自动调配装置的功能，由专门设计的给药***、物流***和控制***共同完成。它们分别承担了定量给药、智能物流和统一管理的任务。中药饮片全自动调配装置的给药***的作用是定量供应中药饮片，满足中药处方配伍的需要。

为了提高中药饮片供料无人作业的稳定性和可靠性，本发明设计了一种新颖的给药装置，其主要特征在于，它采用转动式取料和计量的方法，按照控制***的指令，对下方的中药锅供料，具有简单而可靠的优点。一般地，给药装置由3～4个储药箱和投料器组成，所以，给药装置能够同时为中药锅提供多种中药饮片，实现平行作业方式。这样，可以缩短中药调剂流程，缩短作业步骤，提高装置工作效率。

附图说明

附图1是中药饮片全自动调配给装置示意图。

附图2是给药装置的结构与作用示意图。

附图3是物流***布局图。

具体实施方式

本发明结合具体实施例和附图，对本发明技术内容作进一步详细的说明。

实施例1

参见图1，一种中药饮片全自动调配装置，由储药箱1、投料器2、运载板3、运载轨道4、中药锅5、计算机6组成。储药箱1位于运载轨道4的上方，每一只储药箱1的下端装有一个投料器2，投料器2连接中药锅5，运载板3均匀排列安装在运载轨道4上，中药锅5位于运载板3上，并随运载板3在运载轨道4上运行，作为控制***的核心，计算机6通过电线和光缆与各机械装置连接。

储药箱1和投料器2组成给药装置，所有的给药装置的总和构成为给药***；运载板3、运载轨道4和中药锅5组成物流***；主机电脑6和数字通信网络组成控制***。控制***通过数据交流连接给药***和物流***，共同完成中药调配自动作业。

参见图2，是进一步阐述图1中储药箱1与投料器2结合体——给药装置的关键部件和作用原理。所述的给药装置的计量的关键是投料滚轮7和称量挡板8的组合动作，投料滚轮7和称量挡板8位于储药箱1和投料器2组合的给药装置的内部。投料滚轮7的上方的空间就是储药箱1，称量挡板8相当于投料器2的底阀。投料滚轮7的作用是缓缓加料，称量挡板8的作用是称量与卸料。需要进料药时，给药装置处于附图2A的状态，然后缓慢转动投料滚轮7，将物料带入称量挡板8，直到称量数据将达到预定值为止。当称量完毕，同时其下方的中药锅5就位，控制***就会指挥称量挡板8翻转，(如附图2B所示)，物料快速落入中药锅5内，然后，称量挡板8复位，等候下一取料指令。其中物料的分布采用区号、给药装置号和储药箱号的方法。

参见图3，物流***是一个闭环，整体上，运载轨道4可以设计为椭圆形或者多个椭圆形串联的结构。在运载轨道中有着N个运载板(3)，一般地，N＝25～400。在运载轨道的非操作区的上方有M个给药装置，一般地，M＝20～500，优选地，M＝120～300。运载板3在运载轨道内同步移动，移动采用脉冲方式，动静相间，每次前进一格。移动的时间是1～5秒，停留的时间是5～20秒。一般地，给药装置由n组储药箱和投料器组成，n＝3～5。附图1所画的给药装置是4组储药箱和投料器组成，每个储药箱各占圆柱体的四分之一。

物流***的作用是，实现多来源的取料的物流作业，即输送中药锅经过所有的给药装置。控制***由主机电脑和数字通信网络组成。控制***通过数据交流连接给药***和物流***，指挥中药饮片调配正常运行。

所有运载板在运载轨道同步动作，即每次运作所有运载板都前进移动一格位置，从一个给药装置的正下方移动到另一个药装置的正下方，然后停留片刻，再次脉冲移动。正因为如此，运载轨道的每一块运载板都会经过***中所有的给药装置。

特别地，运载板中心设计为圆形凹槽用于放置中药锅5，凹槽深度的合适范围为8mm～50mm。运载轨道中有一段设计为上方不设置给药装置，作为操作区。操作区同时作为整个中药饮片调剂配伍作业流程的开始与结束区。

电子配方输入控制***后，将干净的中药锅放置入操作区中空的运载板3上，一起进入中药饮片调剂配伍作业***。等到完成整个配药过程以后，满载的中药锅回到操作区，由人工或者机械方式更换新的中药锅，进入下一阶段的新的作业流程。

控制***通过数据传输网络或者无线方式，实时地操纵所有给药装置的投药滚轮7和称量挡板8，同时跟踪各个运载板3的位置。在计算机指挥下，物流***和给药***协同作业，共同完成中药饮片调剂配伍的任务，实现中药饮片调剂过程的自动化。

实施例2

本实施例采用ST1801型中药饮片全自动调配装置。该成套设备设计了25个给药装置，顺时针编号1-25号。每个给药装置有4组储药箱和定量投药装置编号a-d，共计100个。***装置设计有35个运载板，在操作区内设计有5～10个运载板。***装置设计运载板向前运动所需时间为1秒，投药等待时间为5秒。

将100种中药按照汉语拼音顺序排列，依次放入ST1801型全自动中药饮片配药***的(25×4)储药箱中。

实施例3

以下是一张治疗痤疮的中药处方，包括：枇杷叶1钱、制桑白皮1钱、熟地黄1钱、当归1钱、瓜蒌1钱、百花蛇草1钱、炒白术1钱、淡竹叶1钱、茯苓1钱、金银花1钱、玫瑰花1钱、甘草2钱。共7贴中药。

中药饮片全自动调配装置根据电子处方信息，计算各种中药饮片的剂量，分别是，枇杷叶35克、制桑白皮35克、熟地黄35克、当归35克、瓜蒌35克、百花蛇草35克、炒白术35克、淡竹叶35克、茯苓35克、金银花35克、玫瑰花35克、甘草70克。然后，控制***将设计中药饮片调剂作业程序。

采用实施例1所述的ST1801型调配装置，那么，该处方的中药饮片的分布如表1所列。

表1单一处方的中药饮片分布

***将一个空的中药锅放入操作区的第一个运载板，开始自动配药作业流程，具体步骤如下：

(1)中药锅被移动至1号给药装置下，取得百花蛇草35克；再到2号给药装置下方，取得枇杷叶35克。然后，经过3号和4号给药装置，不取料。再经过5号给药装置，取得炒白术35克。再到达6号给药装置，同时取得淡竹叶和当归各35克。

(2)中药锅继续经过移动至7号给药装置，不取料。再经过8号给药装置，取得茯苓35克。再到达9号给药装置，取得甘草70克和瓜蒌35克。

(3)中药锅继续经过10号、11号和12号给药装置，不取料。再经过13号给药装置，取得金银花35克。

(4)中药锅继续经过14号和15号给药装置，不取料。再经过16号给药装置，取得玫瑰花35克。

(5)中药锅继续经过17号给药装置，不取料。再经过18号给药装置，取得熟地黄35克。

(6)中药锅继续经过19～24号给药装置，不取料。再经过25号给药装置，取得制桑白皮35克。

(7)中药锅被移动至操作区末端，取出药锅完成整个配药过程。

整个过程中，根据处方品种和剂量，全部完成12味中药的配伍，共计耗时3.5分钟。

实施例4

采用同实施例1的ST1801型中药饮片全自动调配装置。

以下是半夏泻心汤的中药处方：半夏12g、黄芩9g、干姜9g、人参9g、甘草9g、黄连3g、大枣20g，共10贴。医生将该处方数据输入电脑，操作人员并将一个空的中药锅放入操作区的第一个运载板。***开始自动配药，依次取得半夏120g、大枣200g、干姜90g、甘草90g、黄芩90g、黄连30g、人参90g。然后到达操作区，卸下中药锅。

整个过程中，共完成7味中药的投药，共计耗时3.5分钟。

实施例5

如果需要同时完成实施例2和实施例3的二张中药处方的调剂，也采用ST1801型中药饮片全自动调配装置。

处方一的剂量是：枇杷叶35g、制桑白皮35g、熟地黄35g、当归35g、瓜蒌35g、百花蛇草35g、炒白术35g、淡竹叶35g、茯苓35g、金银花35g、玫瑰花35g、甘草70g。

处方二的剂量是：半夏120g、黄芩90g、干姜90g、人参90g、甘草90g、黄连30g、大枣200g。双份处方一起调剂的中药饮片的分布如表2所列。

表2双处方调剂的中药饮片分布

给药装置	投料器a	投料器b	投料器c	投料器d
					1	半夏②	---	枇杷叶	---
2	--	--	--	-
					3	大枣②	--	--	--
4	--	--	--	--
					5	炒白术	--	--	--
6	淡竹叶	--	--	当归
					7	--	--	--	--
8	茯苓	--	--	--
					9	甘草+	干姜②	瓜蒌	--
10	--	黄芩②	--	黄连②
					11	--	--	--	--
12	--	--	--	--
					13	--	--	金银花	--
14	--	--	--	--
					15	--	--	--	--
16	玫瑰花	--	--	--
					17	--	--	--	--
18	--	--	--	熟地黄
					19	--	--	--	--
20	人参②	--	--	--
					21	--	--	--	--
22	--	--	--	--
					23	--	--	--	--
24	--	--	--	--
					25	--	制桑皮	--	--

标注：②表示第二处方用药，+表示重复用药。

医生将该处方数据输入电脑，操作人员将中药锅①和②放入操作区的第一和第二运载板中，***开始自动配药。中药锅①和②依次经过1～25号给药装置，在合适的位置取得中药饮片。其中，中药锅①取得枇杷叶35g、制桑白皮35g、熟地黄35g、当归35g、瓜蒌35g、百花蛇草35g、炒白术35g、淡竹叶35g、茯苓35g、金银花35g、玫瑰花35g、甘草70g；中药锅②取得半夏120g、黄芩90g、干姜90g、人参90g、甘草90g、黄连30g、大枣200g。然后依次到达操作区，完成作业流程。共计耗时3.6分。两张处方完成配药的间隔时间为6秒。

实施例6

采用ST1702型中药饮片全自动调配装置，它配有150个给药装置，顺时针编号1～150号。每个给药装置有4组储药箱和定量投药装置编号a～d，共计600个。***装置设计有160个运载板，在操作区内设计有10个运载板。***装置设计运载板向前运动所需时间为2秒，投药等待时间为8秒。

进一步，为了体现中医药特色，将600种中药饮片按照中药材性状分为5个区，分别是酸(A)、甘(B)、苦(C)、咸(D)、辛(E)，再以药材名称的汉语拼音顺序排列，依次放入ST1702型全自动中药饮片配药***的储药箱(5×30×4)中。每种中药材的编号包含区号、给药装置号和储药箱号。例如，红花的编号为E07c。

实施例7

与实施例2相同的治疗痤疮的中药处方：枇杷叶1钱、制桑白皮1钱、熟地黄1钱、当归1钱、瓜蒌1钱、百花蛇草1钱、炒白术1钱、淡竹叶1钱、茯苓1钱、金银花1钱、玫瑰花1钱、甘草2钱。

采用ST1702型设备。医生将该处方数据输入电脑，操作人员将中药锅放入操作区一个运载板上，***开始自动配药。中药锅依次经过1～150号给药装置，在合适的位置分别取得枇杷叶35g、制桑白皮35g、熟地黄35g、当归35g、瓜蒌35g、百花蛇草35g、炒白术35g、淡竹叶35g、茯苓35g、金银花35g、玫瑰花35g、甘草70g。

整个过程中，共完成12味中药的投药，共计耗时大约30分。正常工作期间，装置每10秒完成一种处方调剂。

测试结果，ST1702型中药饮片全自动调配装置作业速度是300张/小时。

Claims (9)

1.一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，由储药箱(1)、投料器(2)、运载板(3)、运载轨道(4)、中药锅(5)、计算机(6)组成，储药箱(1)位于运载轨道(4)的上方，每一只储药箱(1)的下端装有一个投料器(2)，投料器(2)的出口对接中药锅(5)，运载板(3)均匀排列安装在运载轨道(4)上，中药锅(5)位于运载板(3)上，并随运载板(3)在运载轨道(4)上运行，计算机(6)通过电线和光缆与各机械装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，给药装置由n组储药箱(1)和投料器(2)组成，M个给药装置的总和构成给药***，其中，M＝20～350，n＝3～5。

3.根据权利要求1所述的一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，物流***由运载板(3)、运载轨道(4)和中药锅(5)组成，形成一个闭环，运载轨道(4)可以设计为椭圆形或者多个椭圆形串联的结构，在运载轨道(4)中有着N个运载板(3)，N＝25～400。

4.根据权利要求1所述的一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，主机电脑(6)和数字通信网络组成控制***，控制***通过数据交流连接给药***和物流***，共同完成中药调配自动作业。

5.根据权利要求2所述的一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，给药装置中储药箱(1)与投料器(2)结合体内设有投料滚轮(7)和称量挡板(8)，投料滚轮(7)的上方的空间就是储药箱1，称量挡板(8)相当于投料器2的底阀。

6.根据权利要求2所述的一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，运载板(3)中心为圆形凹槽，与放置中药锅(5)相适，凹槽深度为8mm～50mm。

7.根据权利要求1或3所述的一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，运载轨道(4)中有一段上方没有给药装置的操作区，用于更换运载板(3)上中药锅(5)换取。

8.根据权利要求1或3所述的一种中药饮片全自动调配装置，其特征在于，运载板(3)在运载轨道(4)内以脉冲而同步移动方式运行，动静相间，每次前进一格，移动的时间是1～5秒，停留的时间是5～20秒。

9.权利要求1所述一种中药饮片全自动调配装置的使用方法，其特征在于，通过以下步骤实现：先把电子配方输入***，再将中药锅(5)放在运载板(3)上，然后同步脉冲前行，动静相间，经历每个给药装置，取得所需的中药饮片，再回到运载轨道(4)操作区，更换中药锅(5)，进入新一轮作业流程，其中物料的分布采用区号、给药装置号和储药箱号的方法。

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