一种颗粒制品的计量装置及方法

技术领域

本发明涉及颗粒制品计量技术领域，具体涉及一种颗粒制品的计量装置及方法。

背景技术

中药颗粒制剂自动调配是现代化中药房配药流程中的一项重要环节，而在自动调配过程中，自动计量落药是核心工序。

现有技术中，例如申请号为201910921051.0的发明专利公开的一种颗粒制剂多孔计量装置，其主要由连接盖、定位分药盘、计量盘和底盖组成，从连接盖进入的颗粒制剂由定位分药盘进行分料和落料至计量盘的计量孔中，在计量盘的转动过程中从底盖上的下药孔中出料。

但现有技术的计量装置中定位分药盘占据了计量装置内部大部分空间，以至于计量装置能够容纳的颗粒制剂局限性较大，且在长时间落药过程中，颗粒制剂容易在定位分药盘的边角处堆积堵塞，进而影响落药精度，甚至无法正常落药。其次，计量装置整体结构紧凑复杂，各部件之间的连接或固定相对复杂，增加了计量装置的运作故障率，其制作的计量装置产品实用性较为薄弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种颗粒制品的计量装置及方法，以解决现有技术中计量装置结构复杂而导致内容量小及故障率大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

在第一个方面，本发明提供了一种颗粒制品的计量装置，包括按照落药顺序依次连接的连接盖、上药壳体、计量盘和落药盘，在所述上药壳体内形成有用于承载待计量落料的颗粒制剂的容腔，在所述容腔靠近所述计量盘的一侧形成有上药盘，且所述上药盘、所述计量盘和所述落药盘之间贴合设置，所述计量盘在外力作用下能够在所述上药盘和所述落药盘之间转动；其中，

在所述上药盘上设置有至少一个上药孔，在所述落药盘上设置有至少一个落药孔，且所述上药孔和所述落药孔在竖直方向上错位布置，在所述计量盘上设置有至少一组具有多个计量孔的计量孔圈，且所述计量孔在所述计量盘转动的过程中能够依次完全经过所述上药孔和所述落药孔，以实现以单个所述计量孔的容量为计量单位的自动计量落药。

优选地，所述上药盘上设置有两个上药孔，所述落药盘上设置有两个落药孔。

优选地，所述计量孔圈的数量为至少2组，且单圈所述计量孔圈的计量孔数量为7-14个。

优选地，在所述上药盘、所述计量盘和所述落药盘的连接处形成有用于约束所述上药盘、所述计量盘和所述落药盘相互之间发生偏差移动的限位组合体。

优选地，所述限位组合体包括形成于所述上药盘中心的限位凸起套，形成于所述落药盘中心的环形凸起柱，以及形成于所述计量盘中心的环形空心柱，所述环形空心柱固定在所述限位凸起套内，所述环形空心柱活动设置在所述环形凸起柱与所述限位凸起套之间。

优选地，所述限位凸起套包括与所述上药盘的本体一体连接的凸起套外缘，以及形成于所述凸起套外缘内的凸起套内缘，在所述凸起套外缘与所述凸起套内缘之间形成有凸起套环形槽，在所述凸起套内缘内侧形成有凸起套中空槽，且在所述凸起套内缘的外壁面上设置有至少一个键槽；

所述环形凸起柱包括凸起柱外缘，以及设置于所述凸起柱外缘内的凸起柱内体，且在所述凸起柱外缘与所述凸起柱内体之间形成凸起柱卡槽，且在所述凸起柱外缘的内壁面上设置有至少一个凸起键；

其中，所述凸起柱内体设置于所述凸起套中空槽内，所述凸起套内缘设置于所述凸起柱卡槽内，所述凸起柱外缘和所述环形空心柱均设置于所述凸起套环形槽内；且所述凸起柱外缘与所述凸起套内缘之间通过所述凸起键与所述键槽的组合连接进行固定，所述环形空心柱位于所述凸起柱外缘与所述凸起套外缘之间并能够转动。

优选地，所述限位凸起套还包括设置在所述凸起套中空槽靠近所述连接盖一侧的套体上的第一螺孔，在所述凸起柱内体中心设置有与所述第一螺孔位于同一竖直方向的第二螺孔，所述上药盘和所述落药盘之间通过螺钉依次穿过所述第一螺孔、所述凸起套中空槽与所述第二螺孔固定连接，以限制所述上药盘和所述落药盘在竖直方向上的移动以及周向的相对转动。

优选地，所述键槽的数量为2-4个；所述凸起键的数量为2-4个。

优选地，所述连接盖的侧壁和所述上药壳体的侧壁通过螺钉连接。

优选地，在所述计量盘的外表面设置有齿形结构。

优选地，所述上药壳体与所述上药盘为一体化结构。

在另一个方面，本发明还提供了一种基于上述计量装置的计量方法，包括如下步骤：

步骤100、将计量盘外部的齿形结构通过驱动装置连接控制系统，并在控制系统中设定单个计量孔的容量参数；

步骤200、通过多次实验取平均值，获得计量盘从起始位置运动的转动角度与不同落药孔上经过的计量孔的孔数的角-孔数关系，从而获得所述转动角度与不同落药孔的落药量之间的角-落药量关系；

步骤300、依据所述角-落药量关系，通过在控制系统中输入指定落药孔的目标落药量，获得计量盘的目标转动角度，进而控制驱动装置动作以使得计量盘转动所述目标转动角度。

优选地，还包括计量精度提升方法，包括如下步骤：

计算单个所述计量孔从开始与所述落药孔重叠至完全重合的总角度值N，记所述计量孔开始与所述落药孔重叠的起始角度值为0；

对单个所述计量孔在指定的所述落药孔上在角度[0-N]之间进行试验，获得所述计量孔在转动试验角度值P时颗粒制品的实际落药量；

在[0-N]角度区间内，所述落药孔的理想落药量为单个计量孔的容量参数与P/N的乘积，将所述实际落药量与所述理想落药量进行比对，以获得不同试验角度值下所述实际落药量与所述理想落药量的差值，进而获得试验角度值P与差值的关系，依据所述试验角度值P与所述差值的关系来反馈修正所述角-落药量关系；

当所述目标落药量不是整数计量孔的容量之和时，依据修正后的角-落药量关系来修正计算计量盘的目标转动角度。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明直接将连接盖、计量盘和落药盘三个结构组合为一体，并将连接盖与计量盘之间的上药壳体的内腔全部用于容纳颗粒制剂，在上药壳体的底部(上药盘)的上药孔周边没有任何边角结构，进而避免颗粒制剂在上药壳体内部的堆积堵塞。

本发明简化了现有计量装置的结构组成，并达到了相同甚至更优化的计量落药的效果，结构简化降低了计量装置运作故障率，实用性高，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明提供的计量装置的立体结构示意图；

图2为图1的轴侧示意图；

图3为本发明上药壳体的立体结构示意图；

图4为图3上药壳体另一视角的立体结构示意图；

图5为图3的轴侧示意图；

图6为本发明计量盘的立体结构示意图；

图7为图6的轴侧示意图；

图8为本发明落药盘的立体结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

10-上药壳体；20-计量盘；30-落药盘；40-连接盖；50-限位组合体；11-容腔；12-上药盘；13-上药孔；21-计量孔；22-计量孔圈；23-齿形结构；31-落药孔；51-限位凸起套；52-环形凸起柱；53-环形空心柱；54-凸起套环形槽；55-凸起套中空槽；56-凸起套内缘；57-第一螺孔；58-第二螺孔；59-凸起套外缘；521-凸起柱外缘；522-凸起柱内体；523-凸起柱卡槽；524-凸起键；525-键槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种颗粒制品的计量装置，包括按照落药顺序依次连接的连接盖40、上药壳体10、计量盘20和落药盘30，在所述上药壳体10内形成有用于承载待计量落料的颗粒制剂的容腔11，在所述容腔11靠近所述计量盘20的一侧形成有上药盘12，且所述上药盘12、所述计量盘20和所述落药盘30之间贴合设置，所述计量盘20在外力作用下能够在所述上药盘12和所述落药盘30之间转动；其中，

在所述上药盘12上设置有至少一个上药孔13，在所述落药盘3上设置有至少一个落药孔31，且所述上药孔13和所述落药孔31在竖直方向上错位布置，在所述计量盘20上设置有至少一组具有多个计量孔21的计量孔圈22，且所述计量孔21在所述计量盘20转动的过程中能够依次完全经过所述上药孔13和所述落药孔31，以实现以单个所述计量孔21的容量为计量单位的自动计量落药。

颗粒制剂从连接盖40进入上药壳体10的容腔11，并充满容腔11，进而颗粒制剂能够实时完全充满上药孔13，以待随时进入计量孔21。

在外力作用下转动计量盘20，计量孔21交替循环式分别与上药孔13重叠和错开，颗粒制剂在重力作用下循环充满计量孔21，并在计量孔21与落药孔31重叠时进行落药，从落药孔31中下落的颗粒制剂量以单个所述计量孔21的容量为计量单位进行计算。

在本实施方式中直接将连接盖、计量盘和落药盘三个结构组合为一体，并将连接盖与计量盘之间的上药壳体的内腔全部用于容纳颗粒制剂，在上药壳体的底部(上药盘)的上药孔周边没有任何边角结构，进而避免颗粒制剂在上药壳体内部的堆积堵塞。

本发明简化了现有计量装置的结构组成，并达到了相同甚至更优化的计量落药的效果，结构简化降低了计量装置运作故障率，实用性高，成本低。

除了结构简化的优点，本实施方式还能够在结构简化的基础上提高计量落药精度，具体实施方式如下：

作为一种优选的实施方式，上药盘12上设置两个上药孔13，落药盘30上设置有两个落药孔31，且，两个上药孔13在上药盘12上中心对称分布(即位于上药盘12上同一直径线上)，同样的，两个落药孔31在落药盘30上中心对称分布(即位于落药盘30上同一直径线上)。

而计量孔圈22的数量为至少2组，并且单圈计量孔圈22的计量孔21数量为7-14个，远大于上药孔13和落药孔31的数量，主要目的在于：使得每个计量孔21在每次上药动作和落药动作之间具有一定的间隔，能够避免计量盘转速较大时，计量孔21未能完全上药或完全落药。

每个落药孔31的落药效率与计量盘20的转速有必然关联，转速大意味着单位时间内经过落药孔31的计量孔21多，也就意味着单位时间内从落药孔31下落的药量多，但是，若计量盘20的转速过大，会导致计量孔21与落药孔31之间重叠的时间非常少，进而使得计量孔21内的颗粒制剂不能够较为稳定的完全下落至落药孔31内，从而也影响落药孔31下落药量的计量精度，因此，现有的计量装置单个落药孔31的落药效率不高，且计量盘20的转速受到较大的限制，如果提高落药效率，则必然会降低计量精度，且在计量装置持续落药的过程中，误差会逐渐累计，从而使得最终的落药量与目标值相差较大。

尤其是，当计量孔21与落药孔31大小相当的情况下，上述误差会更加明显。

以现有技术201910921051.0的发明专利公开的一种颗粒制剂多孔计量装置作为对比，其计量孔和落药孔的数量是相同的，即为计量孔在装满颗粒制剂后，每转动一个相邻落药孔的单元间距则即刻落药，每个计量孔在短距离短时间内不间断执行的上药动作和落药动作，这种情况下，对计量盘的转速具有一定的要求，若计量盘的转速提高(目的在于提高单个落药孔的落药效率)，计量孔的每个上药动作和落药动作之间的间隔非常短，则很容易导致计量孔内上药不完全和落药不完全，从而降低计量精度，这种情况下，最终的落药误差会逐渐累积。

并且，如果落药孔越多，同样意味着误差会累积的更大，这也是较多数量落药孔的不足之处，由此可知，现有技术的计量装置无法满足同时提高落药效率，并且同时能够保证计量精度(降低误差)，甚至提高计量精度。

而在本实施方式中，采用较少的落药孔31和单圈较多的计量孔21相互配合实现同一个落药孔31的高效落药(可以提高转速)，并且同时还能够具有非常高的计量精度。

在本实施方式中，计量孔21的数量可以设置的相对较小，进一步提高计量精度，当计量孔21的容积小时，单个计量孔圈22就可以排布更多的计量孔21。

当计量孔21的数量越多时，计量孔21就可以设置的越小，同样意味着计量孔21与落药孔31的大小差距越大，这种情况下，计量孔21经过落药孔，就能够更容易完全落药，从而也能够进一步提高转速和提高精度，一举两得。

为了凸显本实施方式计量孔21数量与上药孔13数量和落药孔31数量之间的关系和效益，以下以两个上药孔12和两个落药孔31形成十字交叉结构，计量孔圈22的数量为2，每一计量孔圈22的计量孔的数量为12(如图6)个为例进行说明：

计量孔21从其中1个上药孔13上药后，需要经过1/4个计量盘20的路程后在落药孔31进行落药，落药后的计量孔21继续经过1/4个计量盘的路程与上药孔13重叠进行上药，如此循环，即每一个计量孔21在上药后都会经过一段时间才进行落药，且从同一个落药孔31的落药是多个计量孔21陆续上药后进行下药。

计量孔21的数量远大于落药孔31的数量，同时，计量孔21的大小也远小于落药孔31，如果提高计量盘20的转速，则单位时间内经过落药孔31的计量孔21更多，则落药效率更高，由于计量孔21相较于落药孔31较小，因此，计量盘的转速对计量孔21的完全落药并不会产生影响。则本实施方式的计量装置能够同时提高落药孔31的落药效率和落药精度。

在所述上药盘12、所述计量盘20和所述落药盘30的连接处形成有用于约束所述上药盘12、所述计量盘20和所述落药盘30相互之间发生偏差移动的限位组合体50。其目的在于使上药盘12、计量盘20和落药盘30形成一个可拆卸的整体结构，并使关键的结构(上药盘12、计量盘20和落药盘30)之间通过其本身的结构来形成限位和连接的结构，从而简化整个计量装置的结构组成，能够降低产品的成本，并降低产品的故障率。

以下提供限位组合体50的一种优选的实施方式，限位组合体50包括形成于所述上药盘12中心的限位凸起套51，形成于所述落药盘3中心的环形凸起柱52，以及形成于所述计量盘20中心的环形空心柱53，所述环形空心柱53固定在所述限位凸起套51内，所述环形空心柱53活动设置在所述环形凸起柱52与所述限位凸起套51之间。

限位组合体50主要通过在上药盘12、计量盘20和落药盘30的中心形成配套连接的套状结构和柱状结构，并使得计量盘20能够让其中心转动，并限制上药盘12、计量盘20和落药盘30在竖直方向及水平方向的移动，以及限制上药盘12和落药盘30的相对转动，能够更平稳的实现计量落药过程。

其中，限位凸起套51包括与所述上药盘12的本体一体连接的凸起套外缘59，以及形成于所述凸起套外缘59内的凸起套内缘56，在所述凸起套外缘59与所述凸起套内缘56之间形成有凸起套环形槽54，在所述凸起套内缘56内侧形成有凸起套中空槽55，且在所述凸起套内缘56的外壁面上设置有至少一个键槽525；所述环形凸起柱52包括凸起柱外缘521，以及设置于所述凸起柱外缘521内的凸起柱内体522，且在所述凸起柱外缘521与所述凸起柱内体522之间形成凸起柱卡槽523，且在所述凸起柱外缘521的内壁面上设置有至少一个凸起键524；其中，所述凸起柱内体522设置于所述凸起套中空槽内，所述凸起套内缘56设置于所述凸起柱卡槽523内，所述凸起柱外缘521和所述环形空心柱53均设置于所述凸起套环形槽54内；且所述凸起柱外缘521与所述凸起套内缘56之间通过所述凸起键524与所述键槽525的组合连接进行固定(键槽525沿凸起套内缘56竖直设置，凸起键524沿凸起柱外缘521向下设置，限位凸起套51和环形凸起柱52通过凸起键524和键槽525的卡合直接组合为一个整体，竖直向下设置的键槽525和凸起键524约束着限位凸起套51和环形凸起柱52的相对转动，只能在竖直方向上发生相对移动)，所述环形空心柱53位于所述凸起柱外缘521与所述凸起套外缘59之间并能够转动(由于环形空心柱53与凸起柱外缘521和凸起套外缘59之间并未约束结构，因此，能够转动)。

计量装置在正常落药情况下，由于键槽525和凸起键524之间的摩擦力作用，一般限位凸起套51和环形凸起柱52在上下方向也难以发生移动，为了进一步固定限位凸起套51和环形凸起柱52在竖直方向(落药方向)上的相对移动，本实施方式进一步提供了限位凸起套51和环形凸起柱52在竖直方向上的固定结构或固定方式，具体如下：

限位凸起套51还包括设置在凸起套中空槽55靠近连接盖40一侧的套体上的第一螺孔57，在凸起柱内体522中心设置有与第一螺孔57位于同一竖直方向的第二螺孔58，上药盘12和落药盘3之间通过螺钉依次穿过第一螺孔57、凸起套中空槽55与第二螺孔58固定连接，以限制上药盘12和落药盘30在竖直方向上的移动以及周向的相对转动。

其中，键槽525的数量为2-4个；所述凸起键524的数量为2-4个，本实施方式优选为3个，且3个键槽525和3个凸起键524均匀分布。

连接盖40的侧壁和上药壳体10的侧壁通过螺钉连接，或其他紧固件进行连接。

在所述计量盘20的外表面设置有齿形结构23，便于与外部驱动设备对接，并在驱动设备的动力下实现持续转动。

其中，上药壳体10与所述上药盘12为一体化结构。

虽然本实施方式看似仅删减部分结构，以及改进了计量孔与上药孔、落药孔之间的数量和大小关系，但是，却同时达到了简化结构(降低成本)、提高落药效率和提高计量精度的目的。

本发明进一步提供上述计量装置的一种应用方法(计量方法)，包括如下步骤：

步骤100、将计量盘外部的齿形结构通过驱动装置连接控制系统，并在控制系统中设定单个计量孔的容量参数；

步骤200、通过多次实验取平均值，获得计量盘从起始位置运动的转动角度与不同落药孔上经过的计量孔的孔数的角-孔数关系，从而获得所述转动角度与不同落药孔的落药量之间的角-落药量关系；

步骤300、依据所述角-落药量关系，通过在控制系统中输入指定落药孔的目标落药量，获得计量盘的目标转动角度，进而控制驱动装置动作以使得计量盘转动所述目标转动角度。

其中，由于相邻计量孔之间有一定的距离，因此，角-孔数关系和角-落药量关系中的角度取值实质上为多个区间值的集合。

由于当计量孔与落药孔开始重叠时到完全重叠的过程中，颗粒制剂在重力作用下下落，且在颗粒制剂本身的物理特性(大小、湿度、相互之间的摩擦力等)，及其与计量孔的孔壁，以及与落药盘之间的相互作用下，在逐渐落药过程中，计量孔中的颗粒制剂会形成不同的斜坡面，因此，实际中，当旋转的角度并不能够使得计量孔完全重合于落药孔时，其落药量并不能等同于计量孔与落药孔重叠的百分比进行计算(理想值)，由于斜坡面的颗粒制剂的量较小，因此，实际误差较小，一般可忽略。

因此，为了能够进一步提高计量精度，还包括计量精度提升方法，包括如下步骤：

计算单个所述计量孔从开始与所述落药孔重叠至完全重合的总角度值N，记所述计量孔开始与所述落药孔重叠的起始角度值为0；

对单个所述计量孔在指定的所述落药孔上在角度[0-N]之间进行试验，获得所述计量孔在转动试验角度值P时颗粒制品的实际落药量；

在[0-N]角度区间内，所述落药孔的理想落药量为单个计量孔的容量参数与P/N的乘积，将所述实际落药量与所述理想落药量进行比对，以获得不同试验角度值下所述实际落药量与所述理想落药量的差值，进而获得试验角度值P与差值的关系，依据所述试验角度值P与所述差值的关系来反馈修正所述角-落药量关系；

当所述目标落药量不是整数计量孔的容量之和时，依据修正后的角-落药量关系来修正计算计量盘的目标转动角度。

本实施方式通过多次实验来获取计量孔与落药孔自开始重叠到完全重叠的整个落药过程中的数据，进而获得重叠角度与误差(斜坡面的药量)之间的关系，进而反向修正，以获得更精确的数据和落药精度。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。