家用智能药盒

作者：余宗泽 肖  轩 周  冉 机械工程系

指导老师：索双富 机械工程系

关键词：智能  药盒

摘要

该家用智能药盒可实现药物自动分装、按时提醒服药、送药等功能，主要应用场景为辅助独居老人按时按量服药。其主要分为分药机构，储药机构以及控制系统。

机械结构

药盒主要包括分药机构、药盒单元、药盒推出机构、旋转平台、升降台和底座。其工作流程为：装药时，药盒的分药机构将药物以合理的速度分离，并落入下方药盒单元中。随后，可设定用药的时间和种类。到用药时间时，旋转平台使正确的药盒单元对准出口方向，升降台则将药盒推出机构升至与正确储药盒对应处。最后，推出机构将药盒推出。收回药盒时，则使用推出机构头部的磁铁吸住药盒，推出机构后退，将其吸回。

图1 系统原理图

分药机构采用曲柄电机摇动上方的进药斗，使药物缓缓落入下方通道，且不会堵住通道入口；通道内设计推送机构，使用电机驱动螺旋推力线旋转，药物掉入螺旋推力线中，被一一分离，并随着推力线旋转而被推向前方，最终落入下方的药盒单元中。

图2 分药机构原理图

药盒单元由多组药盒组合而成，安放在旋转平台上。旋转平台可由电机驱动旋转，使不同的药盒组对准推出机构。药盒推出机构主要由直线电机和磁铁构成，可以与药盒上的贴片相吸，将前方药盒推出和收回。同时，推出机构安装在升降台上，因此其可以对准不同高度的药盒。

电路与控制

  智能家用药盒采用树莓派作为处理器，可以较为简单地实现触摸屏交互功能。其还采用了直流电机驱动分装振动、螺旋线旋转、药盒旋转和升降平台运动，使用直线电机驱动推出部分工作；使用光电对射传感器测量旋转平台转角，用计数传感器记录药物分装粒数；也采用了触摸屏和喇叭实现交互功能。

图3 控制系统原理图

样机制作

         原理样机目的是验证智能家居药盒的可行性。其支架采用型材制作，安装板则采用激光切割和3D打印等方式制作。该样机可实现触摸屏交互、设定用药时间和种类、药物自动分放、到时提醒和送药等功能，完成了设计目标。

图4 原理样机