專利名稱：全自動中藥配方系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域本系統(tǒng)屬于中醫(yī)藥設(shè)備，它結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)組合算法及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)按中藥處方作全自動中藥原生藥材配方的過程。達(dá)到節(jié)約勞力，降低成本，提高效率，提高稱量精度等目的。
背景技術(shù)目前市面上尚無能夠?qū)崿F(xiàn)中藥原生藥材自動配方的同類產(chǎn)品，通過專利檢索和資料查詢，僅有2000年申請?zhí)枮?0138087的“自動抓藥機(jī)”，但我認(rèn)為其設(shè)計(jì)方案不能實(shí)現(xiàn)，并且已于2006年停止專利保護(hù)，另有上海交通大學(xué)研制成功的“中藥智能配方系統(tǒng)”，但其產(chǎn)品是用于中藥配方顆粒(而非原生藥材)的配方，且設(shè)計(jì)成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本系統(tǒng)用于解決原生中藥材的自動配方問題。采用計(jì)算機(jī)控制，組合藥箱盛藥，螺旋推進(jìn)送藥，組合稱量稱藥，回流裝置回藥，包裝系統(tǒng)包藥的技術(shù)方案，應(yīng)用多次稱量取組合的方法，能夠高效率，高精度，全自動地完成中藥處方的原生藥材配方過程。具有較高的技術(shù)價(jià)值和廣闊的市場前景。
它分為組合藥箱(1)，螺旋送藥系統(tǒng)(8)，驅(qū)動軌道(2)，稱量系統(tǒng)(3)，計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)(5，6)，包裝系統(tǒng)(7)，和必要的控制電路。其中稱量系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。下面依次說明各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)及其功能。組合藥箱是盛裝原生藥材的容器，其作用和傳統(tǒng)中藥房的藥箱相當(dāng)。可根據(jù)中藥房具體的中藥種類數(shù)設(shè)定藥箱數(shù)量，所有單個(gè)藥箱按層次(比如五層)排列成圈，形成組合藥箱如圖1所示(為簡化作圖，圖1僅畫出了一層組合藥箱)，單個(gè)藥箱底部為傾斜的漏斗狀，各層之間設(shè)置一個(gè)豎直的在各層均有能和稱量系統(tǒng)(3)的存藥斗(12)對準(zhǔn)的橫向開口的送藥管道(4)，送藥管道(4)底部連接包裝系統(tǒng)(7)。每個(gè)藥箱底部安裝一個(gè)螺旋送藥系統(tǒng)如圖2所示，其作用是在計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)的控制下，為稱量系統(tǒng)送藥。螺旋送藥系統(tǒng)(8)外面是圓柱形套管，套管里面是直徑和螺距都足夠大(能通過所有的中藥為度)的螺旋，螺旋中間是軸，軸兩端穿過圓柱形套管兩端的底部的軸承，軸的一端接有能被電磁鐵吸合的輪盤(9)，輪盤軸孔上設(shè)置軸銷，使其能沿軸作1毫米的水平移動，但不能相對于軸作圓周運(yùn)動，圓柱形套管和螺旋精密結(jié)合，圓柱形套管在螺旋結(jié)束的兩端分別開有向上和向下的口，圓柱形套管在與藥箱底部的連接處成圓弧狀，圓柱形套管和藥箱底部可以水平連接，也可以根據(jù)試驗(yàn)成一定的向下的傾斜角連接。驅(qū)動軌道按組合藥箱的層次，在水平面上內(nèi)外各處等距的兩圈繞各層組合藥箱(1)成環(huán)形，其作用是為稱量系統(tǒng)提供移動軌道，在軌道與每個(gè)藥箱正對的位置上安裝一塊永久磁鐵，其作用是為稱量系統(tǒng)的磁敏傳感器的磁敏探頭提供定位探測點(diǎn)。稱量系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)——單片機(jī)系統(tǒng)的控制下，由軌道電機(jī)(17)驅(qū)動軌道輪(25)沿軌道移動到指定藥箱稱量指定重量的藥材并將稱量結(jié)果保存，配方完成后稱量系統(tǒng)把稱量結(jié)果通過送藥管道交給包裝系統(tǒng)。包裝系統(tǒng)的作用就是把稱量系統(tǒng)交過來的配方結(jié)果打包成袋，交給用戶，包裝系統(tǒng)采用現(xiàn)有的包裝設(shè)備，不作另外設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)為用戶提供人機(jī)交互接口，并通過控制電路，控制全局，指揮系統(tǒng)各部分有機(jī)協(xié)調(diào)地工作?？刂齐娐啡鐖D5所示，稱量系統(tǒng)中的電子天平(16)及磁敏傳感器通過串口和計(jì)算機(jī)(6)連接，計(jì)算機(jī)和單片機(jī)(5)也通過串口連接，單片機(jī)和驅(qū)動電路(26)連接，驅(qū)動電路再和繼電器(27)的線圈連接，繼電器的負(fù)載端和工作電路(28)連接，驅(qū)動電路驅(qū)動一組繼電器，每個(gè)繼電器的負(fù)載端連接一個(gè)工作電路，一個(gè)工作電路連接一個(gè)用電設(shè)備包括電機(jī)，電磁鐵，包裝系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)，通過控制各個(gè)繼電器的開關(guān)時(shí)間分別控制各個(gè)部分的精確動作。
下面詳細(xì)介紹稱量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)。稱量系統(tǒng)由電子天平(16)，組合秤盤(10)，軌道電機(jī)，動力電機(jī)(13)，存藥斗(12)，回流裝置(11)，稱量系統(tǒng)殼體(29)和磁敏傳感器組成。其中電子天平負(fù)責(zé)稱量重量，并通過串口和計(jì)算機(jī)通信，把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給計(jì)算機(jī)處理。組合秤盤(10)下端通過軸和電子天平重量傳感器固定連接，軸體穿過固定在稱量系統(tǒng)殼體(29)上的軸孔，能敏感地上下移動，軸的上端豎直固定連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)(24)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)殼上固定一個(gè)磁敏傳感器的磁敏探頭，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸上設(shè)置一組電刷，每個(gè)電刷連接一個(gè)組合秤盤小格的微電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸的上端連接一個(gè)圓形支撐盤(30)，圓形支撐盤的下表面一個(gè)能與旋轉(zhuǎn)電機(jī)殼上的磁敏探頭對應(yīng)的圓周上與每個(gè)組合秤盤小格對應(yīng)的位置安裝一塊永久磁鐵，其作用是為磁敏探頭提供定位探測點(diǎn)，當(dāng)磁敏探頭探測到圓形支撐盤上的永久磁鐵經(jīng)過，就傳感一個(gè)信號再通過磁敏傳感器的采樣電路轉(zhuǎn)化成一個(gè)計(jì)算機(jī)能識別的脈沖信號傳給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對組合秤盤小格的精確定位。圓形支撐盤(30)上等角度地連結(jié)10個(gè)組合秤盤小格，每個(gè)小格俯視面成扇形，水平側(cè)視面上沿成直線，下沿成拋物線形，組合秤盤小格底部固定連接半圓形齒輪(22)，齒輪的軸在組合秤盤小格重心的外側(cè)，軸的兩端穿過固定在圓形支撐盤(30)上豎直支起的軸承上，半圓形齒輪的靠內(nèi)側(cè)斜下方安裝有由微電機(jī)驅(qū)動的小齒輪(23)(微電機(jī)在圖中未畫出，僅以與其連接的齒輪(23)表示)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(24)在計(jì)算機(jī)控制下任意旋轉(zhuǎn)組合秤盤的上面部分，微電機(jī)在計(jì)算機(jī)控制下使得每個(gè)小格能獨(dú)立分流，它在計(jì)算機(jī)控制下把指定的小格通過旋轉(zhuǎn)與螺旋送藥系統(tǒng)對準(zhǔn)接受螺旋送藥系統(tǒng)的藥，并在計(jì)算機(jī)控制下通過旋轉(zhuǎn)或者把指定的小格與存藥斗對準(zhǔn)再通過微電機(jī)把稱量出的結(jié)果送給存藥斗或者與回藥斗對準(zhǔn)通過微電機(jī)把稱量結(jié)果送給回藥斗(15)；稱量系統(tǒng)通過軌道輪(25)置于驅(qū)動軌道(2)上面，能在軌道上水平移動，其組合秤盤(10)的內(nèi)側(cè)小格能和螺旋送藥系統(tǒng)(8)的套管的向下的開口對準(zhǔn)。動力電機(jī)(13)位于組合秤盤(10)的上方，固定在稱量系統(tǒng)殼體(29)支架上，電磁吸盤(14)固定在動力電機(jī)(13)的軸上，動力電機(jī)(13)的軸上裝有電刷，電刷連結(jié)電磁吸盤(14)的兩個(gè)電極，動力電機(jī)(13)的位置是在稱量系統(tǒng)(3)沿驅(qū)動軌道(2)移動時(shí)，電磁吸盤(14)能和螺旋送藥系統(tǒng)(8)的輪盤(9)對準(zhǔn)。軌道電機(jī)在計(jì)算機(jī)控制下驅(qū)動稱量系統(tǒng)沿軌道移動到指定的藥箱，然后計(jì)算機(jī)控制電磁吸盤(14)與輪盤(9)吸合再控制動力電機(jī)旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動螺旋送藥系統(tǒng)。存藥斗固定在與回藥裝置(11)相對的另一側(cè)稱量系統(tǒng)殼體(29)上，其結(jié)構(gòu)和組合秤盤小格類似，所不同的是尺寸更大，也裝有微電機(jī)在計(jì)算機(jī)控制下，保存組合秤盤中10個(gè)小格中符合要求的稱量結(jié)果，最后通過送藥管道交給包裝系統(tǒng)?；亓餮b置把組合秤盤中10個(gè)小格中不符合要求的稱量結(jié)果送回組合藥箱，其結(jié)構(gòu)如圖4，位于組合秤盤(10)下側(cè)的稱量系統(tǒng)殼體(29)上，安裝有一段水平螺旋(19)，水平螺旋(19)內(nèi)側(cè)一端裝有電機(jī)(電機(jī)未畫出)，它在計(jì)算機(jī)控制下水平移動與螺旋嚙合的回流裝置底座(20)，水平螺旋(19)上表面安裝有和水平螺旋(19)嚙合的回流裝置底座(20)，回流裝置底座(20)兩側(cè)精密接觸固定在稱量系統(tǒng)殼體(29)上的滑槽，回流裝置底座(20)的外側(cè)固定安裝有豎直的滑槽和一段豎直螺旋(18)，豎直螺旋(18)的下端在回流裝置底座(20)上裝有電機(jī)(電機(jī)未畫出)，它在計(jì)算機(jī)控制下垂直移動與螺旋嚙合的滑塊(21)，滑塊(21)精密包含在豎直的滑槽內(nèi)，和豎直螺旋(18)嚙合，滑塊(21)上裝有回藥斗(15)，回藥斗(15)的結(jié)構(gòu)和組合秤盤小格結(jié)構(gòu)類似，所不同的是回藥斗(15)的容積為組合秤盤小格的10倍，且俯視面成正方形，回藥斗能在移動到組合藥箱上面的時(shí)候通過控制微電機(jī)把藥倒回藥組合箱。磁敏傳感器安裝在稱量系統(tǒng)殼體的底部能探測到軌道上的永久磁鐵的位置，當(dāng)稱量系統(tǒng)在軌道上移動時(shí)，磁敏傳感器的磁敏探頭傳感一個(gè)信號再通過磁敏傳感器的采樣電路轉(zhuǎn)化成一個(gè)計(jì)算機(jī)能識別的脈沖信號傳給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)稱量系統(tǒng)在軌道上的精確定位。
計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)(6)和單片機(jī)(5)組成。計(jì)算機(jī)和四方通信操作員，電子天平，磁敏傳感器和單片機(jī)。計(jì)算機(jī)中運(yùn)行一個(gè)中藥管理系統(tǒng)的軟件，其作用和現(xiàn)在藥房所采用的中藥管理軟件相當(dāng)，負(fù)責(zé)提供人機(jī)交互界面，藥單生成，藥單合法性確認(rèn)，庫存統(tǒng)計(jì)等工作，同時(shí)還要運(yùn)行一個(gè)控制全自動中藥配方系統(tǒng)的控制軟件，中藥管理系統(tǒng)提供和控制全自動中藥配方系統(tǒng)的控制軟件通信的軟件接口。全自動中藥配方系統(tǒng)的控制軟件從中藥管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中讀取用戶處方信息，完成配方過程。首先，操作員在中藥管理系統(tǒng)中輸入中藥處方單及處方劑數(shù)并發(fā)出確認(rèn)命令，中藥管理系統(tǒng)首先判斷輸入是否合法(比如輸入的中藥本藥店是否具有)，若輸入非法，則提示用戶，否則控制全自動中藥自動配方系統(tǒng)的軟件從中藥管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中讀入整個(gè)處方，然后所有的藥按所在的組合藥箱的層數(shù)(假定五層)分為五類，再把每一類按那一層藥的存放順序排序，接著同時(shí)分別控制每一層的稱量系統(tǒng)完成所在層的那一類中藥的配方。以第一層為例，首先讀入第一類的第一味中藥的數(shù)據(jù)，控制稱量系統(tǒng)在軌道電機(jī)驅(qū)動下移動到指定的藥箱，接著它控制螺旋給料系統(tǒng)為稱量系統(tǒng)送藥，在此過程中，它通過電子天平發(fā)來的數(shù)據(jù)作實(shí)時(shí)監(jiān)控，計(jì)算機(jī)接收電子天平傳來的數(shù)據(jù)后作必要的運(yùn)算處理，發(fā)出控制命令到單片機(jī)，單片機(jī)再通過控制電路執(zhí)行命令，最終控制稱量系統(tǒng)稱量出指定的重量，接著進(jìn)行下一味藥的稱量，直到把本類的所有中藥配方完成后它控制稱量系統(tǒng)把稱量結(jié)果通過送藥管道交給包裝系統(tǒng)，等到各層的稱量系統(tǒng)都完成了所在類的配方后，包裝系統(tǒng)把各層送來的結(jié)果打包成袋交給用戶，一輪配方結(jié)束。若有多劑藥，則循環(huán)上面的配方過程直到結(jié)束。這個(gè)軟件的具體原理放在“具體實(shí)施方式
”中詳細(xì)講解。以上所述的軌道電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過磁敏傳感器的控制信號來控制其精確動作，其余電機(jī)通過控制其通電時(shí)間長度來控制其動作。

圖1是全自動中藥配方系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中僅畫出一層的情況，實(shí)際情況可以是多層組合藥箱，各層分別有各層的驅(qū)動軌道和稱量系統(tǒng)，一套計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)同時(shí)控制多個(gè)稱量系統(tǒng)并行工作。圖2是組合藥箱中單個(gè)藥箱及其與螺旋送藥系統(tǒng)的連接示意圖。圖3是稱量系統(tǒng)的一個(gè)立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是稱量系統(tǒng)的一個(gè)剖面圖。圖5為控制電路示意圖。
具體實(shí)施方式
第一步，用戶把處方和劑數(shù)輸入計(jì)算機(jī)的中藥管理系統(tǒng)，生成處方并確認(rèn)。
第二步，用戶確認(rèn)便激發(fā)控制全自動中藥自動配方系統(tǒng)的軟件，其工作過程如下 1.把輸入的處方中所有的中藥按所在組合藥箱的不同層分類并按存放順序排序。(以下按一層的配方敘述，各層并行) 2.然后讀取分類中第一味藥的重量數(shù)據(jù)a，再計(jì)算 3.控制稱量系統(tǒng)移動到指定的這味中藥的藥箱，再控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)把組合秤盤旋轉(zhuǎn)到第一個(gè)組合秤盤小格，然后控制螺旋送藥系統(tǒng)向組合秤盤的第一個(gè)組合秤盤小格送藥，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電子天平傳回的數(shù)據(jù)，其值記為x，當(dāng)控制螺旋送藥系統(tǒng)繼續(xù)送藥，當(dāng)則停止送藥，并把x的值賦給a1，即 a1＝x.(其中，m為所稱量的這種中藥單粒的平均重量) 4.計(jì)算集合{a1}中元素的所有組合記為C1，C2，…，Cn1。(其中，Ci表示第i種組合所得到的重量)，事實(shí)上這個(gè)單元素集合只有一個(gè)組合，一般也不可能滿足要求，這里只是為了敘述問題的完整性。
5.取{|Ci-a|}中最小的那個(gè)值，記為M＝min{|Ci-a|}，其中i∈{1，2，…，n1} 6.若|M-a|≤k，則控制使得|Ci-a|取最小值的那個(gè)Ci所對應(yīng)的那些組合秤盤小格把稱量結(jié)果送入存藥斗，其余組合秤盤小格通過回流裝置送回藥箱，并把M的值返回給中藥管理系統(tǒng)，作為系統(tǒng)檢測各藥箱剩余藥量的源數(shù)據(jù)，這一味中藥配藥成功，稱量系統(tǒng)繼續(xù)移動，依次完成后面幾味藥的配方。(其中k是我們設(shè)定的稱量精度，M是稱量的實(shí)際結(jié)果) 7.若|M-a|＞k，則控制組合秤盤旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)組合秤盤小格，然后控制螺旋送藥系統(tǒng)向組合秤盤的第二個(gè)組合秤盤小格送藥，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電子天平傳回的數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)，控制螺旋送藥系統(tǒng)繼續(xù)送藥，當(dāng)時(shí)，停止送藥，并把x-a1的值賦給a2，即a2＝x-a1. 8.計(jì)算集合{a1，a2}中元素的所有組合記為C1，C2，…，Cn2。
9.取{|Ci-a|}中最小的那個(gè)值，記為M＝min{|Ci-a|}，其中i∈{1，2，…，n2} 10.若|M-a|≤k，則控制使得|Ci-a|取最小值的那個(gè)Ci所對應(yīng)的那些組合秤盤小格把稱量結(jié)果送入存藥斗，其余組合秤盤小格通過回流裝置送回藥箱。并把M的值返回給中藥管理系統(tǒng)，作為系統(tǒng)檢測各藥箱剩余藥量的源數(shù)據(jù)，這一味中藥配藥成功，稱量系統(tǒng)繼續(xù)移動，依次完成后面幾味藥的配方。
11. 若|M-a|＞k，則控制組合秤盤旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)組合秤盤小格，然后控制螺旋送藥系統(tǒng)向組合秤盤的第三個(gè)組合秤盤小格送藥，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電子天平傳回的數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)，控制螺旋送藥系統(tǒng)繼續(xù)送藥，當(dāng)時(shí)，停止送藥，并把x-a1-a2的值賦給a3，即a3＝x-a1-a2 12.依次類推，若在上面的某一步完成了配藥，則稱量系統(tǒng)繼續(xù)移動，依次完成后面幾味藥的配方。若直到旋轉(zhuǎn)到第九個(gè)組合秤盤小格都還沒有完成配方，則控制組合秤盤旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)組合秤盤小格，然后控制螺旋送藥系統(tǒng)向組合秤盤的第十個(gè)組合秤盤小格送藥，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電子天平傳回的數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)，控制螺旋送藥系統(tǒng)繼續(xù)送藥，當(dāng)時(shí)，停止送藥，并把x-a1-a2-…-a9的值賦給a10，即a10＝x-a1-a2-…-a9 13.計(jì)算集合{a1，a2，…，a10}中元素的所有組合記為C1，C2，…，Cn10 14.取{|Ci-a|}中最小的那個(gè)值，記為M＝min{|Ci-a|}，其中i∈{1，2，…，n10} 15.若|M-a|≤k，則控制使得|Ci-a|取最小值的那個(gè)Ci所對應(yīng)的那些組合秤盤小格把稱量結(jié)果送入存藥斗，其余組合秤盤小格通過回流裝置送回藥箱。并把M的值返回給中藥管理系統(tǒng)，作為系統(tǒng)檢測各藥箱剩余藥量的源數(shù)據(jù)，這一味中藥配藥成功，稱量系統(tǒng)繼續(xù)移動，依次完成后面幾味藥的配方。
16.若|M-b|＞k，則控制組合秤盤中的10個(gè)組合秤盤小格的稱量結(jié)果全部通過回流裝置送回藥箱，然后循環(huán)執(zhí)行上面3至15的過程。
17.循環(huán)執(zhí)行上面3至15的過程，若循環(huán)次數(shù)在三次內(nèi)完成了配藥，則稱量系統(tǒng)繼續(xù)移動，依次完成后面幾味藥的配方。
18.循環(huán)執(zhí)行上面3至15的過程，若循環(huán)次數(shù)在三次內(nèi)仍未完成了配方，則系統(tǒng)報(bào)警，人工處理。
19.類似地循環(huán)執(zhí)行以上2至18的步驟，完成第二味，第三味……直到本層所在的類的所有中藥的配方。
20.控制稱量系統(tǒng)移動到送藥管道，把存藥斗中的稱量結(jié)果交給包裝系統(tǒng)，完成了本層本處方第一劑的配方。
21.等到各層的稱量系統(tǒng)都完成了各層的配方后，控制包裝系統(tǒng)把中藥打包給用戶，完成了本處方的第一劑的配方。
22.若本處方只有一劑，則配藥結(jié)束，若有多劑，則類似地循環(huán)執(zhí)行上面2至21的步驟，直到完成本處方的每一劑的配方。
下面對以上步驟作必要的說明，令是因?yàn)閺氖畟€(gè)數(shù)中取組合數(shù)，組合數(shù)較多的是四個(gè)的組合，五個(gè)的組合，六個(gè)的組合，要讓盡可能多的組合的值在a附近，故令控制條件中的表達(dá)式是為了讓每個(gè)小格的重量都均勻分布在b的兩側(cè)，保證下面的組合盡可能符合條件。3至15的循環(huán)步驟一般能在中間某一步結(jié)束，而不會執(zhí)行16、17步，大多數(shù)藥材單粒平均重量m都很小，當(dāng)稱量出第五個(gè)小格a5的時(shí)候，a1+a2+a3+a4+a5即為符合要求的那個(gè)組和，此時(shí)不會有送回回流裝置的步驟，對于少量單粒平均重量m較大的藥材，當(dāng)程序執(zhí)行到13步時(shí)，集合{a1，a2，…，a10}中元素的所有組合C1，C2，…，Cn10已經(jīng)非常多，一般能從中找出符合精度的組合來。我們以稱量20g，單粒藥材平均重量為5g為例，當(dāng)執(zhí)行到13步時(shí)，在四個(gè)，五個(gè)，六個(gè)的所有組合中，根據(jù)上面的控制條件有其中Ci∈{C1，C2，…，Cn10}，而在十個(gè)數(shù)中取四個(gè)，五個(gè)，六個(gè)的組合數(shù)為672，即假定這672個(gè)組合均勻分布在(6，39)這個(gè)區(qū)間內(nèi)，則每隔0.049就有一個(gè)組合，當(dāng)然有我們需要的那個(gè)組合Ci使得|Ci-20|≤k，事實(shí)上，所有的組合應(yīng)該符合正態(tài)分布，在20的附近分布得更密集，精度還會更高。采用這種組合稱量的原因是原生中藥材形狀的不規(guī)則性，如果單次稱量，一般都達(dá)不到要求的精度，這也是我認(rèn)定申請?zhí)枮?0138087的“自動抓藥機(jī)”其設(shè)計(jì)方案不能實(shí)現(xiàn)的原因，以上面的稱量為例，假定某個(gè)時(shí)刻秤盤中的重量為19克，當(dāng)然得繼續(xù)送藥，可是很有可能下一塊藥就超過5克，總重量超過24克。組合的計(jì)算及精度判斷方法可以按如下步驟進(jìn)行，當(dāng)稱量出{a1}時(shí)，只有一個(gè)組合{a1}，判斷a1是否符合精度，當(dāng)稱量出{a1，a2}時(shí)，不包含a2的組合都已經(jīng)判斷過了，故只用計(jì)算出包含a2的所有組合{a1+a2，a2}，方法是在原有的每個(gè)組合的基礎(chǔ)上加a2，最后再添加一個(gè)組合a2，后面的步驟類似地依次進(jìn)行，當(dāng)程序執(zhí)行到稱量出{a1，a2，…，a10}時(shí)，總共會執(zhí)行1023次判斷，雖然這個(gè)次數(shù)相對于人來說較大，但對于計(jì)算機(jī)來說卻非常迅速，判斷次數(shù)足夠多，正是能夠找出符合精度要求的組合的前提。組合秤盤小格的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)作實(shí)際設(shè)定，比如還可以設(shè)置為12個(gè)，個(gè)數(shù)越多越能組合出符合要求的重量，但過程也越復(fù)雜。組合稱量在全自動中藥配方系統(tǒng)中的應(yīng)用，正是用機(jī)械的辦法巧妙地模擬了藥劑師在稱藥過程中反復(fù)的抓入抓出換來換去的復(fù)雜而費(fèi)事的稱量過程，實(shí)現(xiàn)了比人工稱量更高的精度控制和更高的工作效率。
權(quán)利要求1.一種全自動中藥配方系統(tǒng)，其特征在于包含組合藥箱(1)，螺旋送藥系統(tǒng)(8)，驅(qū)動軌道(2)，稱量系統(tǒng)(3)，計(jì)算機(jī)(6)——單片機(jī)(5)控制系統(tǒng)，包裝系統(tǒng)(7)，和控制電路，所述的組合藥箱(1)由單個(gè)藥箱水平排列成圈，再根據(jù)中藥種類數(shù)分為若干層，各層之間設(shè)置一個(gè)豎直的在各層均有能和稱量系統(tǒng)(3)的存藥斗(12)對準(zhǔn)的橫向開口的送藥管道(4)，送藥管道(4)底部連接包裝系統(tǒng)(7)，單個(gè)藥箱底部為傾斜的漏斗狀，所述的螺旋送藥系統(tǒng)(8)外面是圓柱形套管，套管里面是直徑和螺距都足夠大以能通過所有的中藥為度的螺旋，螺旋中間是軸，軸兩端穿過圓柱形套管兩端的底部的軸承，軸的一端接有能被電磁鐵吸合的輪盤(9)，輪盤(9)的軸孔上設(shè)置軸銷，圓柱形套管和螺旋精密結(jié)合，圓柱形套管在螺旋結(jié)束的兩端分別開有向上和向下的口，圓柱形套管在與藥箱底部的連接處成圓弧狀，圓柱形套管和藥箱底部可以水平連接，也可以根據(jù)試驗(yàn)成一定的向下的傾斜角連接，所述的驅(qū)動軌道(2)在水平面上內(nèi)外各處等距的兩圈繞各層組合藥箱(1)成環(huán)形，在軌道與每個(gè)藥箱正對的位置上安裝一塊永久磁鐵，所述的稱量系統(tǒng)(3)由電子天平(16)，組合秤盤(10)，軌道電機(jī)(17)，軌道輪(25)，動力電機(jī)(13)，電磁吸盤(14)，存藥斗(12)，回流裝置(11)，稱量系統(tǒng)殼體(29)和磁敏傳感器組成，稱量系統(tǒng)通過軌道輪(25)置于驅(qū)動軌道(2)上面，能在軌道上水平移動，其組合秤盤(10)的內(nèi)側(cè)小格能和螺旋送藥系統(tǒng)(8)的套管的向下的開口對準(zhǔn)，所述的計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)包括單片機(jī)(5)和計(jì)算機(jī)(6)，計(jì)算機(jī)(6)內(nèi)運(yùn)行一個(gè)中藥管理系統(tǒng)和一個(gè)控制全自動中藥配方系統(tǒng)的控制軟件，單片機(jī)(5)中運(yùn)行一個(gè)能識別計(jì)算機(jī)中控制軟件所發(fā)出的控制命令的程序，計(jì)算機(jī)(6)通過串口和電子天平(16)、磁敏傳感器、單片機(jī)(5)連接，單片機(jī)(5)和驅(qū)動電路(26)連接，所述的控制電路由計(jì)算機(jī)(6)和電子天平(16)、磁敏傳感器、單片機(jī)(5)之間的串口數(shù)據(jù)線，單片機(jī)(5)和驅(qū)動電路(26)間的信號線，驅(qū)動電路(26)，繼電器(27)、工作電路(28)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的全自動中藥配方系統(tǒng)，其特征在于所述的組合秤盤(10)下端通過軸和電子天平的重量傳感器固定連接，軸體穿過固定在稱量系統(tǒng)殼體(29)上的軸孔，能敏感地上下移動，軸的上端豎直固定連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)(24)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)殼上固定一個(gè)磁敏傳感器的磁敏探頭，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸上設(shè)置一組電刷，每個(gè)電刷連接一個(gè)組合秤盤小格的微電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸的上端連接一個(gè)圓形支撐盤(30)，圓形支撐盤的下表面一個(gè)能與旋轉(zhuǎn)電機(jī)殼上的磁敏探頭對應(yīng)的圓周上與每個(gè)組合秤盤小格對應(yīng)的位置安裝一塊永久磁鐵，圓形支撐盤(30)上等角度地連結(jié)10個(gè)組合秤盤小格。
3.如權(quán)利要求1或2所述的全自動中藥配方系統(tǒng)，其特征在于所述的組合秤盤(10)的每個(gè)組合秤盤小格俯視面成扇形，水平側(cè)視面上沿成直線，下沿成拋物線形，組合秤盤小格底部固定連接半圓形齒輪(22)，齒輪的軸在組合秤盤小格重心的外側(cè)，軸的兩端穿過固定在圓形支撐盤(30)上豎直支起的軸承上，半圓形齒輪的靠內(nèi)側(cè)斜下方安裝有由微電機(jī)驅(qū)動的小齒輪(23)。
4.如權(quán)利要求1所述的全自動中藥配方系統(tǒng)，其特征在于所述的回流裝置(11)的結(jié)構(gòu)包括位于組合秤盤(10)下側(cè)的稱量系統(tǒng)殼體(29)上，安裝有一段水平螺旋(19)，水平螺旋(19)內(nèi)側(cè)一端裝有電機(jī)，水平螺旋(19)上表面安裝有和水平螺旋(19)嚙合的回流裝置底座(20)，回流裝置底座(20)兩側(cè)精密接觸固定在稱量系統(tǒng)殼體(29)上的滑槽，回流裝置底座(20)的外側(cè)固定安裝有豎直的滑槽和一段豎直螺旋(18)，豎直螺旋(18)的下端在回流裝置底座(20)上裝有電機(jī)，滑塊(21)精密包含在豎直的滑槽內(nèi)，和豎直螺旋(18)嚙合，滑塊(21)上裝有回藥斗(15)，回藥斗(15)的結(jié)構(gòu)和組合秤盤小格結(jié)構(gòu)類似，所不同的是回藥斗(15)的容積為組合秤盤小格的10倍，且俯視面成正方形。
5.如權(quán)利要求1所述的全自動中藥配方系統(tǒng)，其特征在于所述的動力電機(jī)(13)位于組合秤盤(10)的上方，固定在稱量系統(tǒng)殼體(29)支架上，電磁吸盤(14)固定在動力電機(jī)(13)的軸上，動力電機(jī)(13)的軸上裝有電刷，電刷連結(jié)電磁吸盤(14)的兩個(gè)電極，動力電機(jī)(13)的位置是在稱量系統(tǒng)(3)沿驅(qū)動軌道(2)移動時(shí)，電磁吸盤(14)能和螺旋送藥系統(tǒng)(8)的輪盤(9)對準(zhǔn)。
6.如權(quán)利要求1所述的全自動中藥配方系統(tǒng)，其特征在于所述的存藥斗(12)固定在與回藥裝置(11)相對的另一側(cè)稱量系統(tǒng)殼體(29)上，其結(jié)構(gòu)和回藥斗(15)類似，所不同的是尺寸更大。
7.如權(quán)利要求1所述的全自動中藥配方系統(tǒng)，其特征在于所述的控制電路的驅(qū)動電路(26)驅(qū)動一組繼電器(27)，每個(gè)繼電器(27)的負(fù)載端連接一個(gè)工作電路(28)，一個(gè)工作電路(28)連接一個(gè)用電設(shè)備包括電機(jī)，電磁鐵，包裝系統(tǒng)。
專利摘要一種名為全自動中藥配方系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)按中藥處方作全自動中藥原生藥材配方的中醫(yī)藥設(shè)備。它結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)，數(shù)學(xué)組合算法及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，分為組合藥箱(1)，螺旋給料系統(tǒng)(8，)，驅(qū)動軌道(2)，稱量系統(tǒng)(3)，計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)(5，6)，包裝系統(tǒng)(7)和必要的控制電路。其中稱量系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)——單片機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。采用計(jì)算機(jī)控制，組合藥箱盛藥，螺旋推進(jìn)送藥，組合稱量稱藥，回流裝置回藥，包裝系統(tǒng)包藥的技術(shù)方案。組合稱量在全自動中藥配方系統(tǒng)中的應(yīng)用，正是用機(jī)械的辦法巧妙地模擬了藥劑師在稱藥過程中反復(fù)的抓入抓出換來換去的復(fù)雜而費(fèi)事的稱量過程，實(shí)現(xiàn)了比人工稱量更高的精度控制和更高的工作效率。
文檔編號A61J3/00GK201558311SQ20092024323
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者陳晴雷 申請人:陳晴雷