一种新型轮式中药柜设计探究

杨明宗，吴倩茹，李世琦，王恒涛，常庆宁，哈丽娜

（宁夏医科大学，宁夏 银川 750003）

1 现代化中药柜发展现状

中医学是我国优秀传统文化的组成之一，有着数千年的悠久历史，其诞生于原始社会，至春秋战国、两汉时期已经出现《黄帝内经》《神农本草经》等中医学著作，又经过千年的发展，如今的中医学已有较为完备的医理和药理体系，“中药”的应用也逐渐广泛，日常保健、疾病治疗至疫情防控，处处都有中药的踪影，越来越多的人看到了中药的魅力，更多的人愿意去看中医、吃中药。

但中医药房大多还是沿用了传统药房的模式，中药柜在结构和功能上一直缺乏革新。目前，已有的改良中药柜有20 世纪70 年代初生产的“原生中药配药机”，通过人工进行震动与摇晃，使得上层存贮的片状药材滑落至下方容积恒定的药盒中；还有上海交通大学研发的“定量下药装置”，但需要将中药制备为颗粒，但由于中药饮片的多样性目前难以实现。由于中药进入国外市场时间较短，目前相关报道较少。

中医学中常用中药可分为18 类，约360 种，所以中药饮片的分类储存管理较为复杂，根据南京中医药大学彭怀仁教授主编的《中医方剂大辞典》收载，上起秦、汉，下迄1986 年年底，1800 余种中医药及有关文献中有方名的方剂，方剂数量约100000 余首。但如今中药免煎配方颗粒420 余种，中成药268 种，绝大多数患者都需要照方抓药，中药房无法像西药房那样，将所有药都制成容易存取的片剂。仅依靠药房工作人员按方抓药，在就诊人数较多时，就会出现患者在药房门口长时间的排队等候，并且常年工作的药师患上腰肌劳损等职业疾病的风险也会增高。所以，中药房迫切需要能够节约人力资源，提高工作效率的设备来缓解紧张的工作环境，患者也亟需更加便捷、快速的取药程序，来满足日益增长的美好生活需求。

2 项目介绍

2.1 概述

药柜将被分为两种形式，整体化药柜和模块化单体药柜；整体化药柜的外壳为矩形，在外壳上将设置12个取药窗口，分为四个区，分别为植物药、动物药、介壳类和矿物药，基础常用药将提前塑封为5、10、15 克这三种规格后分类存放在药柜一侧的分类架上。单体药柜，只含有一个一个窗口，内置一个轮状药架，其功能与整体化药柜相同，单排药柜可以不受区域限制，能够根据实际情况添加与摆放。药柜的上方设有通风孔和抽风组件，方便柜内药品的保存。

每个窗口后将安放一个轮状结构，每架轮形结构上将挂上20 个药匣子，每个轮形药架由单独电机控制。驱动组件固定于柜体的内部，驱动组件包括支撑架，支撑架的一侧固定连接有步进电机，驱动电机的输出端固定连接有第一锥形齿轮，第一锥形齿轮的表面啮合有第二锥形齿轮，第二锥形齿轮的轴心处通过转轴固定连接有联动滚轴。

在临床使用中，将中药材分类装入药斗中，药斗进行编号录入，诊室、药房、收费处实现数据连接，当患者结账后，药柜会显示患者编号，药柜自动将患者处方上所需用药的药斗找出，相应的窗口打开、指示灯亮起，并且每个药斗底部设有电子感应称，可显示抓取药物重量，当药房工作人员抓药完成后，关闭药斗后，下一味药的药斗翻出，每个窗口的药抓取完成后，窗口指示灯熄灭，窗口自动关闭。药房工作人员确认该患者处方完成后，按下确认键，下一位患者的处方将会导入药柜，工作人员将药放在分装台进行包装。

图1 药柜外观设计

2.2 具体实施

如图2 所示，类目槽21 位于分类槽2 的上方，并且二者内部联通；第二锥形齿轮34 通过转轴与支撑架31 之间转动连接，联动滚轴35 与第二锥形齿轮34 分布在支撑架31 的两侧。驱动电机32 使用时连接外部的电源和控制开关，驱动电机32 运行时同步带动第一锥形齿轮33 转动，第一锥形齿轮33 同步带动第二锥形齿轮34 转动，第二锥形齿轮34 通过转轴同步带动联动滚轴35 进行转动，联动滚轴35 同步带动联动环4 进行转动，联动环4 转动时同步带动联动杆41 进行转动，联动杆41 在转动时同步带动其上转动架5 和收纳盒51 进行旋转，由于收纳盒51 与联动杆41 之间通过转轴转动连接，使得收纳盒51 在转动的过程中受重力影响会出现晃动的现象，在晃动的过程中可以对内部的药品进行晃动混合，避免药物的沉积而影响品质，同时，通过通风孔7可以对药物进行通风和保持干燥。

图2 药斗设计

图3 轮式药架设计

连接帽61 的尺寸与收纳盒51 的尺寸相适配，存放槽62 的内部与收纳槽52 的内部相互连通。连接槽63位于存放槽62 的下方，与收纳槽52 的内部相互连通。连接弹簧64 的一端与收纳槽52 的内壁一侧固定连接，活动抽屉6 的表面与收纳槽52 的内表面滑动连接。抽风组件8 包括风机81。风机81 的顶部与柜体1 内壁的顶部固定连接，输出端设置有排风管82，排风管82 固定于柜体1 的顶部，输出端设置有过滤网83。

工作时，启动驱动电机32，驱动电机32 运行时同步带动第一锥形齿轮33 转动，第一锥形齿轮33 同步带动第二锥形齿轮34 转动，第二锥形齿轮34 通过转轴同步带动联动滚轴35 进行转动，联动滚轴35 同步带动联动环4 进行转动，联动环4 转动时同步带动联动杆41进行转动，联动杆41 在转动时同步带动其上转动架5和收纳盒51 进行旋转，由于收纳盒51 与联动杆41 之间通过转轴转动连接，使其在转动的过程中受重力影响出现晃动，在此过程中对内部的药品进行混合，避免药物的沉积影响品质，同时通过通风孔7 可以对药物进行通风和保持干燥，保障药物的品质，对收纳盒51 的位置进行调节。

当需要对药品进行取出时，优先将对应的收纳盒51调节至取药口22 的水平位置处，通过连接帽61 将活动抽屉6 水平抽出收纳盒51 的内部，当活动抽屉6 完全抽出时，其上的存放槽62 内部的药品通过取药口22 可以直接取出，当取药完成后，只需要将活动抽屉6 对准收纳槽52，松开后会在连接弹簧64 的回弹力作用下自动向收纳槽52 的内部移动，从而恢复至初始的位置，方便收纳槽52 的收回。

2.3 项目特点

为进一步了解中药房在临床工作中的实际情况，小组成员进入本地的一家三甲医院中药房进行考察，分析总结后完成设计，针对临床工作中存在的问题，我们设计的新型中药柜具有以下特点。

（1）轮式结构，打破了传统药柜的模式，柜体内部设计轮式结构，药斗可悬挂于此结构上，节省了空间，且在转动中由于重力的作用，可将中药饮片混匀，避免药物陈积；（2）将现代计算机技术与传统中医药柜结合，将药柜与医院网络平台链接，实现自动化按方找药，将所需药物呈递至窗口，临床药师负责抓药即可，提高工作效率，大大减少了药房工作人员工作量；（3）人性化的设计，具有指示灯和语音的提示，实时记录已完成的操作和抓取药材重量，避免工作人员的失误；（4）模块化设计，便于维修与更换，具有更好的环境适应性，可根据实际药材种类以随意组合、布置。例如，中药材中植物类药物较多，所以，按需增加药轮数量存放植物类药材，不再受整体化药柜的拘束；（5）具有祛湿系统，药柜的冷热风对流系统可在空气流通的同时使柜内保持干燥，保证药品质量。

我们的智能中药柜紧跟国家《“健康中国2030”规划纲要》的指导战略，积极进行健康科技创新，解决了中药房存在的问题，提供更加优质的健康服务。

3 结语

由前瞻产业研究院发表的有关中药市场的调查数据可知，近年来，中医药的市场规模不断扩大，尤其中医药工具类迫切需要改进，市场前景广阔，中医药及其服务产业的现代化势在必行。这款新型的轮式中药柜较好的解决了目前中药房中现存的一些问题，提出了一种新型的药柜结构，为智能化医疗设备提供了一种新的思路。