一种多模融合智械协同的全向送药机器人及送药方法

本发明属于医疗物流机器人领域，具体涉及一种多模融合智械协同的全向送药机器人及送药方法。

背景技术：

1、药品配送是医院日常运营中的高频基础物流工作，需要完成药品从中心药房至各病区护士站之间的定时、定点转运。目前国内医院药品配送普遍采用人工模式，由药房工作人员或专职配送人员将药品装入转运箱，通过手推车或电瓶车沿医院通道、电梯运送至各病区，病区护士接收后核对并入库。

2、随着医院规模的扩大及信息化建设推进，部分医院开始尝试引入自动化配送设备。但是现有的配送设备存在以下不足：

3、其一、现有机器人采用传统差速转向轮系，转弯半径大，在狭窄走廊中横向与斜向移动困难，无法实现原地零半径转向，会车时需一方后退让行，通行效率低；磁条或二维码导引方式路径固定，无法动态规避临时障碍物，难以适配病区复杂路况。其根本原因是传统轮系运动自由度有限，不具备全向移动能力，且导引方式限制了路径的柔性调整。

4、其二、现有储物仓为单层平铺结构，各仓位由隔板固定分隔，容积不可调节，仓储容量受限于底盘投影面积，增加容量需扩大车身尺寸，进一步降低通过性与部署灵活性；当配送药品包装尺寸变化时，原有固定仓位无法兼容。其根本原因是储物仓缺乏可调式空间划分结构及多层立体化存储设计。

5、其三、现有机器人仅具备运输功能，未配置自动取放执行机构，药品到达目标病区后需护士手动打开仓门、取出药品并签收确认，无法独立完成药品的自动抓取与递送，护士往返取药等非临床工作时间仍被大量占用。其根本原因是机器人未配置机械臂及视觉引导系统，不具备独立取药与递送作业能力。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种多模融合智械协同的全向送药机器人及送药方法。

2、本发明的技术方案是：一种多模融合智械协同的全向送药机器人，包括移动底盘，所述移动底盘上方设置有仓储双动作送药组件，在仓储双动作送药组件顶部的顶板中设置有取药窗口，所述顶板的上端设置有抓取并送药的机械臂。

3、更进一步的，所述移动底盘包括电机支座板，电机支座板的底部四角处均设置有麦轮，电机支座板的顶部四角处均设置有底板支撑型钢，所述底板支撑型钢对仓储双动作送药组件进行支撑。

4、更进一步的，所述仓储双动作送药组件包括位于底部的底盘底板，所述底盘底板上端设置有竖向型材，相邻的竖向型材在长度方向通过长向型材相连，相邻的竖向型材在宽度方向通过宽向型材相连，且竖向型材顶部安装顶板。

5、更进一步的，所述底盘底板上端设置有竖向的中心挡板，所述中心挡板将仓储双动作送药组件分为储物腔和送药腔，在储物腔中设置有横向的物品层。

6、更进一步的，送药腔的底盘底板上端设置有下塔库，所述下塔库上端设置有上塔库，且下塔库、上塔库的侧壁和顶部形成装送口。

7、更进一步的，所述下塔库的底部转动处设置有支撑块，所述支撑块处设置有大齿轮与转向板，所述底盘底板上端设置有小齿轮电机，小齿轮电机的输出轴上设置有小齿轮，所述小齿轮带动大齿轮与转向板转动。

8、更进一步的，所述下塔库、上塔库在大齿轮与转向板的带动下装送口与顶板的取药窗口对位或错位。

9、更进一步的，所述下塔库、上塔库之间设置有竖向的丝杠，所述丝杠外的丝母与抬起装置相连，所述抬起装置将其上的药品进行竖向顶升。

10、一种多模融合智械协同的全向送药机器人的送药方法，包括以下步骤：

11、a.将药品按配送批次依次装入旋转塔库中，每个仓位对应一个目标病区；

12、b.主控制器驱动四个麦轮电机带动麦轮抵达目标病区；

13、c.小齿轮旋转，使塔库整体旋转，将目标仓位旋停至取药工位；

14、d.随后丝杠驱动抬起装置沿竖直方向向上运动，药盒从塔库推出至取药高度；

15、e.机械臂完成送药，单次配送任务完成。

16、本发明的有益效果如下：

17、本发明采用四个独立伺服电机分别驱动四个麦克纳姆轮，各轮转速与转向经矢量合成后实现车体的直行、横向平移、斜向移动和原地零半径自转，无需预留转弯空间，克服了传统差速轮系转弯半径大、无法横向及斜向移动的缺陷。

18、本发明采用多层环形载物板沿竖向堆叠、由侧板和后板围合形成的旋转塔库结构，在有限底盘面积上实现多层立体存储，克服了单层平铺结构载药量受限于底盘投影面积的缺陷。

19、本发明伺服电机驱动小齿轮与大齿轮啮合传动，使塔库每次精准旋转90°，将目标仓位依次旋停至取药工位；滚珠丝杠模组带动抬起装置沿竖直方向升降，将各层药品依次推出至取药高度；六自由度机械臂在工业相机视觉引导下完成目标识别与自动抓取，整个取药流程无需护士手动操作，单次配送时间平均11.2分钟，较传统人工模式15-25分钟缩短约30-55%克服了现有机器人未配置自动取放执行机构、取药依赖护士手动操作的缺陷。

1.一种多模融合智械协同的全向送药机器人，包括移动底盘，其特征在于：所述移动底盘上方设置有仓储双动作送药组件，在仓储双动作送药组件顶部的顶板（2）中设置有取药窗口，所述顶板（2）的上端设置有抓取并送药的机械臂（1）。

2.根据权利要求1所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人，其特征在于：所述移动底盘包括电机支座板（19），电机支座板（19）的底部四角处均设置有麦轮（21），电机支座板（19）的顶部四角处均设置有底板支撑型钢（18），所述底板支撑型钢（18）对仓储双动作送药组件进行支撑。

3.根据权利要求1所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人，其特征在于：所述仓储双动作送药组件包括位于底部的底盘底板（17），所述底盘底板（17）上端设置有竖向型材（4），相邻的竖向型材（4）在长度方向通过长向型材（5）相连，相邻的竖向型材（4）在宽度方向通过宽向型材（3）相连，且竖向型材（4）顶部安装顶板（2）。

4.根据权利要求3所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人，其特征在于：所述底盘底板（17）上端设置有竖向的中心挡板（16），所述中心挡板（16）将仓储双动作送药组件分为储物腔和送药腔，在储物腔中设置有横向的物品层（13）。

5.根据权利要求4所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人，其特征在于：送药腔的底盘底板（17）上端设置有下塔库（9），所述下塔库（9）上端设置有上塔库（6），且下塔库（9）、上塔库（6）的侧壁和顶部形成装送口。

6.根据权利要求5所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人，其特征在于：所述下塔库（9）的底部转动处设置有支撑块（15），所述支撑块（15）处设置有大齿轮与转向板（10），所述底盘底板（17）上端设置有小齿轮电机（20），小齿轮电机（20）的输出轴上设置有小齿轮（14），所述小齿轮（14）带动大齿轮与转向板（10）转动。

7.根据权利要求6所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人，其特征在于：所述下塔库（9）、上塔库（6）在大齿轮与转向板（10）的带动下装送口与顶板（2）的取药窗口对位或错位。

8.根据权利要求5所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人，其特征在于：所述下塔库（9）、上塔库（6）之间设置有竖向的丝杠（7），所述丝杠（7）外的丝母与抬起装置（8）相连，所述抬起装置（8）将其上的药品进行竖向顶升。

9.根据权利要求1所述的一种多模融合智械协同的全向送药机器人的送药方法，其特征在于：包括以下步骤：