【摘 要】
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随着当今社会对高自动化的需求,自动化设备已在我国各个领域得到普及应用,但与发达国家相比,我国的自动化药房普及率较低,存在着取药速度慢、自动化程度低、差错率高等问题。在2019新型冠状病毒肺炎传播途径多、范围广泛的情况下,避免非必要的接触,自动化药房已成医院或药店发展的必然趋势。本文为解决药房取药效率低下、单次取药量低、空间利用率差和差错率高等问题,基于公理设计（AD,Axiomatic Desig
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随着当今社会对高自动化的需求,自动化设备已在我国各个领域得到普及应用,但与发达国家相比,我国的自动化药房普及率较低,存在着取药速度慢、自动化程度低、差错率高等问题。在2019新型冠状病毒肺炎传播途径多、范围广泛的情况下,避免非必要的接触,自动化药房已成医院或药店发展的必然趋势。本文为解决药房取药效率低下、单次取药量低、空间利用率差和差错率高等问题,基于公理设计（AD,Axiomatic Design）和TRIZ理论（TRIZ,Theory of Inventive Problem Solving）对机械手式自动化药房进行结构设计与优化,对其进行仿真与实物验证等工作,主要研究内容如下:（1）基于TRIZ理论和公理设计针对自动化药房的缺陷进行结构优化,设计出一种机械手式自动化药房,有着适应性强、单词取药量多和出药效率较高等优点,符合我国医院处方量高、药物密集的情况。（2）研究了机械手自动化药房的静力学性能。通过对抓取极限位置进行静力校核与有限元仿真,验证其结构的可靠性;由模态及谐响应分析,得出会引起机械手共振的频段和产生共振的危害。（3）研究了药房在运动状态下的受力情况与性能。根据改进D-H法建立药房的运动学方程,求解出运动学正、逆解,通过机器人工具箱得到其取药、出药的运动姿态和工作范围;基于机械手的Lagrange动力学方程,求解机械手各关节所需的驱动力;最后通过ADAMS软件完成了自动化药房的运动学和动力学仿真,验证了理论分析的正确性和结构设计的合理性。（4）完成机械手式自动化药房的实物建模,按不同实验条件进行抓取,试验结果表明,药框负载与位置均不影响抓取结果,单次出药量以及抓取成功率基本符合性能指标。机械手式自动化药房结合药房摆正分拣装置共同完成存取与分拣任务,可应用于处方量高、发药密集的场景,为提高自动化药房的单次出药量、空间利用率和出药速率提供了一定的应用价值。
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