智能分药箱的研制与应用

朱本翔 谌岗 曹敏 罗晓点 曹睿英 通讯作者： 莫文娟

[摘要] 目的：设计一种具有智能化精准分药、准点提醒功能的分药箱及具有语音提醒、应急呼救、GPS定位功能的便携式智能药盒，为老龄人提供便捷、安全的智能化用药服务。方法：该智能分药箱由药箱以及设置于药箱内的储药部、分药部、出药部和主控芯片五部分组成，以金属和可塑性材料为主要材料制成，通过分隔设置的各个药盒以及与药盒出口对应的出药机构的灵活应用实现多种功能。结果：该智能分药箱比传统的分药箱使用过程简化，操作方便，网路互联一体化优势明显，分拨药物效率高，动力装置结构简单，功能丰富，储药容量大，价格适宜，可有效满足中老年人的用药服药需求。结论：该智能分药箱制作工艺简单、操作方便易行，具有可行性、实用性及创新性，值得推广使用。

[关键词] 分药箱；分药；药品；老年人：服药管理

0 引言

我国目前处于急速老龄化社会，糖尿病、高血压、冠心病等慢性疾病是老龄人的常见疾病，需要长期服药治疗；目前，居家养老仍然是我国的主要养老模式，所以，老龄人尤其是独居老人的口服药的治疗依从性和安全性更难以监管，忘记服药、重复服药的情况在老龄人群中比较常见。年龄、性别、个体差异、疾病严重程度等因素导致患者药品用法、用量和药物剂型不尽相同［1］，故急需为老人提供一种具有安全监管功能的药箱，以保障老人居家、旅行时安全、有效地服药。现阶段国内有智能分药箱，但是分药设备的价格太昂贵，并且容量较小，与当下国民消费水平、实际情况不匹配。传统分药箱的工作方式已经不能满足人口老龄化趋势加剧的情况下，中老年人用药服药的需求。我们项目的团队成员通过查询文献了解现有分药箱的工作机制及其存在的局限性，对老年人在日常生活中的服药习惯进行观察和总结，研制了一种能满足老年人用药个体化的智能分药箱，以解决传统分药箱操作繁琐等问题，现报道如下。

1 设计

1.1结构

该智能分药箱由药箱以及设置于药箱内的储药部、分药部、出药部以及主控芯片5个部分组成，如图1所示。

1.11药箱

药箱由储药部、分药部、出药部以及主控芯片构成，所述药箱上还设置人机交互面板、扬声器，所述主控芯片与分药部、人机交互面板及扬声器电连接；所述储药部、分药部、出药部均为第一箱体结构且由上至下依次叠放设置。图1是一种能够自动分药及服药提醒的药箱的结构示意图，图2是一种能够自动分药及服药提醒的药箱的拆分结构示意图。

图1

图2

1.12储药部

储药部包括第一箱体，所述第一箱体外设置振动电机，所述第一箱体上贯穿设置数个药盒安装腔，所述药盒安装腔内可拆卸插接有药盒，所述药盒底部设置与分药部对应的落药口。图3是一种能够自动分药及服药提醒的药箱中储药部的底部结构示意图。

图3

1.13分药部

分药部包括设置于第一箱体下部的第二箱体，所述第二箱体上贯穿设置数个与药盒安装腔对应的出药腔，所述出药腔内设置与落药口对应的出药机构，控制药盒内的药从出药机构进入出药部。图4是一种能够自动分药及服药提醒的药箱中分药部的结构示意图。图5是一种能够自动分药及服药提醒的药箱中分药机构的结构示意图。

图4

图5

1.14出药部

1.13所述出药机构包括与落药口对应的上挡药组件、设置于上挡药组件下部的出药管组件以及设置于出药管组件底部的下挡药组件，所述上挡药组件、下挡药组件结构相同，所述上挡药组件包括挡药板，所述挡药板两端通过移动连接架配合设置于螺杆上，所述螺杆两端分别与出药腔内壁连接，且一端设置有与主控芯片连接的驱动电机，所述出药管组件通过出药管支架与出药腔内壁连接。进一步地，所述出药部包括第三箱体，所述第三箱体顶面向下设置倒锥形汇集槽，所述倒锥形汇集槽底部设置出药口，所述出药口底部对应设置一移动出药仓，所述第三箱体底部设置贯穿第三箱体一侧壁的出药通道，使移动出药仓可沿出药通道移动并移出药箱外。所述出药口两侧分别设置多组红外线发射器及红外线接收器。图6是一种能够自动分药及服药提醒的药箱中出药部的结构示意图。图7是一种能够自动分药及服药提醒的药箱中出药部的底部结构示意图。

图6

图7

1.15主控芯片

1.14所述主控芯片还连接有语音模块、定时模块、蓝牙模块、GPS定位器及GSM模块。进一步地，所述药箱外部还设置与GSM模块连接的SOS按钮。图8是一种能够自动分药及服药提醒的药箱实现流程示意图。

图8

2 使用方法

结合附图1、附图2，一种能够自动分药及服药提醒的药箱，包括药箱以及设置于药箱内的储药部、分药部、出药部以及主控芯片，药箱上还设置人机交互面板1、扬声器2，主控芯片与分药部、人机交互面板1及扬声器2电连接；储药部、分药部、出药部均为箱体结构且由上至下依次叠放设置，在一些实施例中，储药部、分药部、出药部之间可通过卡接、套接、使用连接件连接等方式进行组装，本实施例不做限制。

结合附图2、附图3，储药部包括第一箱体3，第一箱体3外设置振动电机4，第一箱体3上贯穿设置数个药盒安装腔301，药盒安装腔301内可拆卸插接有药盒5，药盒5底部设置与分药部对应的落药口501，本实施例中共设置9个药盒安装腔301以及9个药盒，其中每个药盒5内可存储一种药物。

结合附图4，分药部包括设置于第一箱体3下部的第二箱体6，第二箱体6上贯穿设置数个与药盒安装腔301对应的出药腔601，出药腔601内设置与落药口501对应的出药机构7，控制药盒5内的药从出药机构7进入出药部。

结合附图5，出药机构7包括与落药口501对应的上挡药组件701、设置于上挡药组件701下部的出药管组件702以及设置于出药管组件702底部的下挡药组件703，上挡药组件701、下挡药组件702结构相同，上挡药组件701包括挡药板701a，挡药板701a两端通过移动连接架701b配合设置于螺杆701c上，螺杆701c两端分别与出药腔601内壁连接，且一端设置有与主控芯片连接的驱动电机，出药管组件702通过出药管支架704与出药腔601内壁连接，挡药板701a相当于药盒底部落药口501的开关门，当挡药板701a移开时，药盒内的药物落入出药管组件702中，当挡药板701a移至落药口501下部时，使落药口501封闭，从而停止落药，其中，落药口501、药管组件702由一种热塑自由树脂制成，通过加热软化以后，插入药品，制造只能容纳一颗药物的容积，以达到一次一颗的目的，方便计数。

另外，药箱的主控芯片还连接有DY-SV5W语音模块、DS3231定时模块、蓝牙模块、GPS定位器、GSM模块，药箱外部还设置与GSM模块连接的SOS按钮。其中，DY-SV5W语音模块控制扬声器进行语音提醒；定时模块可以与各药盒对应的出药机构相连，从而设置每个药盒的出药时间，到设定时间时，药物自动分流至出药部，并开始语音用药提醒；蓝牙模块可以手机连接，进行无线控制；GSM定位器可以定位药箱的位置，GSM模块可以与手机通讯并发送信息。

出药部包括第三箱体8，第三箱体8顶面向下设置倒锥形汇集槽801，倒锥形汇集槽801底部设置出药口802，出药口802底部对应设置一移动出药仓9，第三箱体8底部设置贯穿第三箱体8一侧壁的出药通道803，使移动出药仓9可沿出药通道803移动并移出药箱外，出药口802两侧分别设置多组红外线发射器10及红外线接收器11；移动出药仓9可以手动从出药通道803中拿出，在一些实施例中，也可以额外设置推杆机构，将移动出药仓9从出药通道803中自动推出。

药箱在使用时，（1）首先，向各个药盒内放入不同的药物，然后对各个药盒进行编号，如编号1-9，通过人机交互面板设置各个药盒的出药时间、出药数量，或者，在一些实施例中，药箱通过蓝牙模块与手机终端连接，通过手机终端上的软件进行设置；

（2）主控芯片及定时模块根据设置信息，判断是否到达服药时间，若到达服药时间，则控制药箱进行出药操作；

（3）出药时，振动电机启动带动药箱振动，然后出药机构的驱动电机启动，带动上挡药组件的挡药板移动，使落药口开启，药物掉入出药管组件内，到设定时间后，上挡药组件复位，下挡药组件的挡药板移动，使出药管组件底部出口开启，药物落入出药部内，此时，振动电机停止；

（4）语音模块启动并通过扬声器发出语音提示；

（5）出药口处的红外线发射器及红外线接收器判断是否有药物落下，以及药物落下数量；

（6）取出出药仓即可。

3 讨论

3.1设计理念

本智能分药箱通过分隔设置的各个药盒以及与药盒出口对应的出药机构，实现每个药盒可以存放不同的药品，更加灵活；出药结构结构简单，操作方便；可以手机终端连接，进行无线控制，实现储存药物、分拨药物、服用药物、终端监测的一体化。设计一种具有智能化精准分药、准点提醒功能的分药箱及具有语音提醒、应急呼救、GPS定位功能的便携式智能药盒，为老龄人提供便捷、安全的智能化用药服务。为解决老龄人尤其是独居老人的口服药的治疗依从性和安全性更难以监管，忘记服药、重复服药的问题，提升老年人生活的获得感与安全感。为人口老龄化社会的发展提供基础的医药器械支持，为居家养老方式做出科技基础保障，助力健康中国计划的发展，

3.2优点

3.2.1经济性方面

智能分药箱的外部结构和内部零件的主要原材料有不锈钢、塑料和热塑自由树脂，原材料成本在可控范围内，具有较好的经济性，原材料来源可靠，具有良好的稳定性

3.2.2结构方面

通过分隔设置的各个药盒以及与药盒出口对应的出药机构，实现每个药盒可以存放不同的药品，更加灵活；出药结构结构简单，操作方便；可以手机终端连接，进行无线控制，实现储存药物、分拨药物、服用药服、终端监测的一体化。智能分药箱在其5个部分结构上具有的特点，决定了其在功能模块上对便携式智能药盒、智能分药箱这两个方面的拓展。便携式智能药盒具有语音提示、定时出药、应急呼救、GPS定位、互联网等5个模块的功能，智能分药箱具有语音提示、定时出药、互联网、智能分药、屏幕控制等5个模块的功能。智能分药箱结构的一体性和功能的协同性具有良好的表现，充分展示了智能互联在药物分类与服用中的优势。

3.2.3实践应用方面

智能分药箱在老年人群中的应用，用户对智能分药箱使用情况的反馈，都表明了自动分药、服药提示、便捷携带、远程监控呼叫等功能成功实践，对老年人用药状况进行了有效改善。

综上所述，智能分药箱使用方法简便、自动分药效率高、动力装置清晰，稳定性和安全性较高，价格适宜。不但能满足老年人居家养老时正确准时服用药物的需求，而且在养老院、社区以及老年人病房也有很大的发展空间，对医院医疗资源和技术领域提供了一项很好的补充。实践证明，该智能分药箱具有可行性、实用性及创新性，值得推广使用。

［参考文献］

［1］甘惠贞，王佳坤，蔡丹青，陈志民.分药器的研制与应用［J］.医疗卫生装备2018，39（5）：47-49.

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［3］张泓，周密，陈秋华，陈贞.老年住院病人漏服口服药原因分析［J］.福建医药杂志2014，36（4）：161-162

［4］曾钦文，陈力，何建华，谢波，沈光辉，喻文才.全自动远程核素分药仪的研制和应用［J］.医药产业资讯2005，2（24）：95-96

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［8］刘纯国.自动分药器发明专利申请CN 110101579 A

课题编号：202110555035 名称：智能分药箱及便携装置