可实现器械盘自动管理的智能器械柜及其管理方法与流程

1.本发明涉及实验用器械盘的技术领域，特别涉及可实现自动化管理的器械盘的技术领域。

背景技术：

2.机能实验或实验教学中，器械盘是常用的工具盘，其装有多种基础器械，如解剖刀、手术剪、玻璃分针、止血钳、颅骨钻、注射器等，各器械常以器械盘为单位，进行分发和归还管理。现有的机能实验器械盘一般分为蛙类器械盘和哺乳类器械盘，其上各器械在使用完后需清洗干净，按照正确种类数量进行归还，并由人工进行检查，但人工检查费时费力，难以快速察觉器械丢失或清洗不干净、破损等情况，十分不便。另外，由于手术器械具有一定使用危险性，在器械使用后如何形成闭环，保证器械安全管理，也是亟需解决的问题。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种可对多个器械盘进行自动化管理的智能器械柜及其管理方法，能显著提高机能实验中对器械的应用和管理效率及安全性。
4.本发明首先提供了如下的技术方案：
5.可实现器械盘自动管理的智能器械柜，其包括：柜体、器械盘管理组件、器械风干组件、人员识别组件、归还检查组件、人机交互组件、网络通讯组件、与上述各组件电相连的控制器及与网络通讯组件无线通信相连的后台管理系统；其中，所述器械盘管理组件包括：通过固定在所述柜体内的电动活动装置实现锁紧或弹出的活动器械盘；所述器械风干组件包括：设置于所述柜体内的、通过通风管道与所述活动器械盘连通的风机；所述归还检查组件包括：设置于所述柜体可接触高度的、与所述活动器械盘具有相同结构、且对应设置有相同结构的电动活动装置的承物盘，及位于所述承物盘上方、用于拍摄承物盘情况的第一摄像头；所述人机交互组件包括：设置于所述柜体表面的触控显示屏；所述人员识别组件包括：位于所述触控显示屏顶端的、用于人脸图像拍摄的第二摄像头和/或位于所述触控显示屏底端的rfid读卡器；所述网络通讯组件包括：有线网络通信模块和/或无线网络通信模块；所述控制器与所述器械盘管理组件中及所述归还检查组件中的所述电动活动装置、所述风机、所述第一摄像头、所述触控显示屏、所述第二摄像头和/或所述rfid读卡器、所述无线网络通信模块和/或所述有线网络通信模块电相连；所述活动器械盘或所述承物盘为抽屉状，包括：在一端部顶面印制该器械盘编号的、伸入柜体内的屉体和在屉体另一端部的屉面，所述屉体的两侧壁底部设有沥水孔，且所述屉体的两侧壁或两侧壁及后壁顶部凸出形成导轨条，所述导轨条与设置于柜体内的导轨槽配合；所述电动活动装置包括：在所述导轨条凸出于所述屉体两侧壁的部分设有的朝向所述沥水孔凸出的铁卡扣，可与所述铁卡扣朝向所述屉面的一侧接触的、固定于所述导轨槽内的电磁锁，和一端固定于所述导轨槽内、另一端可与所述铁卡扣远离所述屉面的一侧接触的弹簧，所述电磁锁与所述控制器电相连。
6.根据本发明的一些具体实施方式，所述智能器械柜包括多组分层和/或分列设置
于器械柜柜体内的所述活动器械盘和一个设置于器械柜柜体内的所述承物盘。
7.根据本发明的一些具体实施方式，所述器械盘管理组件还包括：位于各层活动器械盘旁的、与所述控制器电相连的信号灯。
8.根据本发明的一些具体实施方式，所述人机交互组件还包括：位于所述触控显示屏旁的、与所述控制器电相连的警报器。
9.根据本发明的一些具体实施方式，所述器械风干组件包括：设置于所述柜体背面的散热孔，位于所述散热孔附近的所述风机，与所述风机连通并经电磁阀后延伸至所述活动器械盘处的通风管道，所述电磁阀与所述控制器电相连。
10.根据本发明的一些具体实施方式，所述智能器械柜包括两列对称设置的所述活动器械盘，且，所述器械风干组件包括：设置于两列所述活动器械盘之间、所述散热孔附近的所述风机，与所述风机竖向连通的通风主管道，通过四向接头与所述通风主管道垂直连通、并左右延伸的通风分管道；所述通风分管道一端经所述电磁阀后延伸至一活动器械盘处、并通过该管道端部的气体喷嘴向该活动器械盘内通风，另一端经另一电磁阀后延伸至与该活动器械盘对列的另一活动器械盘处，并通过其端部的气体喷嘴向该另一活动器械盘内通风，两个所述电磁阀分别与所述控制器电相连。
11.本发明进一步提供了上述任一智能器械柜的自动化管理方法，其包括：
12.s10在获得经所述触控显示屏输入的器械领取指令后，由所述控制器控制所述第二摄像头启动，并进一步获得由所述第二摄影头拍摄到的进行器械领取任务的当前用户面部图像；
13.s11由所述控制器将所得面部图像传输至所述后台管理系统，并与所述后台管理系统提前存储的具有器械领取权限的人员进行对比，根据对比情况，由所述后台管理系统确认当前用户是否具有器械领取权限，并将确认结果反馈至所述控制器；
14.s12在当前用户具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户输入所需器械盘类型，并在获得输入数据后，由所述控制器反馈至所述后台管理系统，由所述后台管理系统根据提前设置的管理清单取得对应的器械盘编号、存放位置、存放位置处对应的电磁锁识别号，并反馈至所述控制器，由所述控制器控制对应存放位置处的电磁锁打开，弹出对应编号的所述活动器械盘；
15.s13在当前用户不具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户不具有权限，并终止后续过程；
16.或：
17.s10在获得经所述触控显示屏输入的器械领取指令后，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户进行身份识别，并将获得的当前用户rfid识别数据传输至后台管理系统，由所述后台管理系统将其与提前存储的具有器械领取权限的人员数据进行对比，根据对比情况，由后台管理系统确认当前用户是否具有器械领取权限，并将确认结果反馈至所述控制器；
18.s11在当前用户具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户输入所需器械盘类型，并在获得输入数据后，由所述控制器反馈至所述后台管理系统，由所述后台管理系统根据提前设置的管理清单取得对应的器械盘编号、存放位置、存放位置处对应的电磁锁识别号，并反馈至所述控制器，由所述控制器控制对应存放位置处的电磁
锁打开，弹出对应编号的所述活动器械盘；
19.s12在当前用户不具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户不具有权限，并终止后续过程；
20.其中，所述管理清单的内容包括：所述活动器械盘的编号，各编号的器械盘在智能器械柜内的对应存放位置、其对应的器械清单、其存放位置处对应的电磁锁识别号、其对应的器械盘类型，其中，所述器械清单包括器械盘里含有的器械的类别和数量。
21.根据本发明的一些具体实施方式，由所述后台管理系统进行的所述具有器械领取权限的人员的对比包括：
22.在所述后台管理系统中提前存储可进行实验的全部学生的识别信息，获得人员资源库；
23.在所述后台管理系统中存储人员资源库中各学生的课程信息和/或预约信息，获得课程和/或预约信息库；
24.在进行对比时，由所述后台管理系统将当前用户的识别信息在所述人员资源库内对比，确认其是否为可进行实验的学生；
25.在确认当前用户为可进行实验的学生后，由所述后台管理系统判断其在课程和/或预约信息库内是否有对应的预约和/或课程信息；若是，则该用户具有领取权限，否则，不具有领取权限；
26.其中，所述识别信息包括rfid识别数据和/或面部图像数据。
27.根据本发明的一些具体实施方式，所述自动化管理方法包括：
28.s20在获得经所述触控显示屏输入的器械归还指令后，由所述控制器控制所述承物盘的电磁锁打开，使所述承物盘弹出，并由所述控制器控制所述第一摄像头在一定时间后启动，并进一步获得由所述第一摄影头拍摄承物盘内的当前器械图像；
29.s21由所述控制器将所得承物盘当前图像传输至后台管理系统，并由所述后台管理系统通过器械检查模型对所述当前器械图像进行识别并与所述管理清单内的器械清单进行对比，根据对比情况，由所述后台管理系统确认承物盘内的器械状况，即其检查结果；
30.s22在检查结果正常的情况下，由所述后台管理系统将允许归还指令及应当归还的活动器械盘的编号、位置、及电磁锁识别号下发至所述控制器，由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户可进行归还，并打开对应电磁锁，使对应活动器械盘弹出，由用户将承物盘内的器械归还至活动器械盘内；
31.s23在检查结果异常的情况下，由所述后台管理系统将再次获取当前器械图像的指令下发至所述控制器，由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户检查异常，用户可进行再次清洗或摆放，其后重复步骤s21-s23进行重新检查；
32.s24在多次重新检查后仍存储检测结果异常后，用户可通过触控显示屏输入拒绝重新检查指令，由所述控制器将该指令反馈至所述后台管理系统并根据所述后台管理系统下发的强制归还许可指令完成强制归还，并将异常的当前器械图像上传至后台管理系统；
33.其中，
34.所述器械状况包括：器械是否存在污物、器械是否存在破损、器械数量是否正确、器械类别是否正确；
35.所述器械检查模型采用基于图像识别算法的深度学习目标检测模型构建；
36.所述强制归还包括：由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户进行归还，并根据从所述后台管理系统在下发所述强制归还许可指令时同时发送的电磁锁识别号打开对应电磁锁，使对应活动器械盘弹出，由用户将承物盘内的器械归还至活动器械盘内。
37.根据本发明的一些具体实施方式，所述s23-s24进一步包括：
38.通过所述器械检查模型判断所得当前器械图像中是否存在目标重叠，若是，则通过控制器下发重新摆放提示，若否，则：
39.进一步通过所述器械检查模型识别图像中器械目标的类别和数量，并将其与所述器械清单中的器械目标和数量进行对比，判断器械类别、数量是否正确，若否，则通过所述控制器下发检查器械提示，若是，则：
40.进一步通过所述器械检查模型识别各器械目标中是否存在污物，若是，则通过控制器下发重新清洗提示，若否，则：
41.则进一步通过所述器械检查模型识别各器械目标中是否存在破损，若是，则通过控制器下发重新检查提示，若否，则：
42.下发所述强制归还许可指令至所述控制器，由所述控制器进行所述强制归还并上传异常的当前器械图像至所述后台管理系统；
43.以上过程中，在所述检查器械提示、所述重新清洗提示、或所述重新检查提示显示后，若用户不愿按提示内容进行操作，可通过触控显示屏输入拒绝重新检查指令，所述后台管理系统在接收到由所述控制器上传的所述拒绝重新检查指令后，下发所述强制归还许可指令，由所述控制器进行所述强制归还并上传异常的当前器械图像至所述后台管理系统。
44.根据本发明的一些具体实施方式，所述控制器由单片机实现。
45.根据本发明的一些具体实施方式，所述后台管理系统由电脑、手机、和/或智能终端实现。
46.本发明可以器械盘方式进行无人值守的器械领取与归还，大大提高了器械分发和归还效率，且可对器械明显污物、破损、丢失等情况进行图像自动检查和信息实时反馈，所用自动化管理方法过程简单、计算量少、管理效率高，极大地提高了实验室器械管理成效。
附图说明
47.图1为智能器械柜一具体实施方式的组成结构示意图。
48.图2为智能器械柜一具体实施方式的整体结构示意图。
49.图3为智能器械柜中活动器械盘的一具体实施方式结构示意图。
50.图4为活动器械盘的活动装置的一具体实施方式结构示意图。
51.图5为智能器械柜中器械风干组件的一具体实施方式结构示意图。
52.图6为智能器械柜管理方法的器械领取实施方式流程示意图。
53.图7为智能器械柜管理方法的器械归还实施方式流程示意图。
54.图8为智能器械柜管理方法的器械异常状况下的归还实施方式流程示意图。
具体实施方式
55.以下结合实施例和附图对本发明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
域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
56.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.参照图1-2，本发明的智能器械柜的一具体实施例中，所述智能器械柜包括：柜体、器械盘管理组件、器械风干组件、人员识别组件、归还检查组件、人机交互组件、网络通讯组件、与上述各组件电相连的控制器及与网络通讯组件无线通信相连的后台管理系统，其中器械盘管理组件包括：分层设置于器械柜柜体内的、抽屉状的、通过活动装置如弹簧和电磁锁实现锁紧或弹出的活动器械盘1及位于各层活动器械盘1旁的信号灯8；所述器械风干组件包括设置于器械柜柜体内的、通过通风管道与活动器械盘1连通的风干机；所述归还检查组件包括设置于智能器械柜柜体可接触高度的、用于接收放回的器械盘的、与活动器械盘具有相同结构的承物盘2，位于承物盘2上方、用于拍摄承物盘2情况的第一摄像头如ai摄像头4；所述人机交互组件包括设置于智能器械柜表面的显示屏如触摸屏6及警报器；所述人员识别组件包括位于显示屏6顶端的、用于人脸识别的第二摄像头5和/或位于显示屏6底端的rfid读卡器7；所述网络通讯组件包括有线网络通信模块和/或无线网络通信模块。
58.在一些具体的实施例中，该器械柜还包括设置于柜体下的移动滑轮9和/或设置于活动器械盘1下方的储物柜3。
59.在一些具体的实施例中，所述控制器可以采用单片机等处理器。
60.在一些具体的实施例中，参照附图3，所述活动器械盘1包括在一端部顶面印制该抽屉编号16的、伸入柜体内的屉体11和在屉体11另一端部的屉面15，该屉体11的两侧壁底部设有沥水孔12，该屉体11的各侧壁顶部凸出形成导轨条13。
61.该具体实施例中，倾斜器械盘可实现沥水，且在沥水功能外，沥水孔12同时还具有通风功能；导轨条13可使器械盘推入/取出时稳定滑动。
62.在一些具体实施例中，参照附图3-4，所述活动装置包括：在导轨条13凸出于屉体11两侧壁的部分设有的朝向沥水孔12凸出的卡扣14，可与卡扣14朝向屉面15的一侧接触的、固定于柜体的电磁锁17和一端固定于柜体、另一端可与卡扣14远离屉面15的一侧接触的弹簧18，所述电磁锁17与控制器电连接，卡扣由可磁性吸附的材料如铁制成。
63.该具体实施例中，卡扣14是电磁锁17和弹簧18分别前后作用的部位，在器械盘推入时可自动上锁，在接受到开启信号时，电磁锁17打开，弹簧18将器械盘弹出。
64.其中，电磁锁17的具体打开方式可如：控制器接收到开启指令后，使电磁锁17与控制器中的电源模块间的电路开关断开，电磁锁断电，磁性消失，使被其通电时吸附住的卡扣与其脱吸附，进而使活动器械盘在弹簧作用下弹出。
65.在一些具体实施例中，参照附图5，所述智能器械柜包括两列对称设置的活动器械盘1，所述器械风干组件包括：设置于柜体背面的散热孔，设置于两列活动器械盘之间、与散热孔连通的风机21，与风机21竖向连通的通风主管道22，通过四向接头24与通风主管道22垂直连通、并左右延伸的通风分管道23，通风分管道23一端经电磁阀25后延伸至一活动器械盘1处、并通过该管道端部的气体喷嘴26向该活动器械盘1内通风，另一端经另一电磁阀25后延伸至与该活动器械盘1对列的另一活动器械盘1处，风机21及两个电磁阀25分别与所述控制器电相连，由控制器控制其工作状态。
66.该具体实施例中，风机21可通过自然风对器械盘1内的器械进行吹干，气流通过通风主管道22及通风分管道23后输入至器械盘区域，气流的通过或截停由电磁阀25受控实现，分管道23末端连接的气体喷嘴26能有效将气流分散吹向器械盘盘面，并将水分从器械盘侧面的沥水孔12吹出。
67.在具体实施中，优选的，所述器械柜在不同层器械盘1处对应设置有多组通风分管道23，由控制器控制各通风分管道23上的电磁阀25的工作状态，使有新归还的器械盘的区域优先进行风干处理，如控制与新归还的器械盘连通的通风分管道的电磁阀25打开，其余通风分管道的电磁阀关闭，并可风干处理一定时间，如5min后，再控制电磁阀关闭和风机停止工作。
68.基于以上智能器械柜，参照附图5，其一种具体的管理方法包括如下的器械领取实施方式：
69.s10在获得经触控显示屏输入的器械领取指令后，由所述控制器控制所述第二摄像头启动，并进一步获得由所述第二摄影头拍摄到的进行器械领取任务的当前用户面部图像；
70.s11由所述控制器将所得面部图像传输至后台管理系统，并与所述后台管理系统提前存储的具有器械领取权限的人员进行对比，根据对比情况，由后台管理系统确认当前用户是否具有器械领取权限，并将确认结果反馈至所述控制器；
71.s12在当前用户具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户输入所需器械盘类型，并在获得输入数据后，由所述控制器反馈至所述后台管理系统，由所述后台管理系统根据提前设置的管理清单取得对应的器械盘编号、存放位置、存放位置处对应的电磁锁识别号，并反馈至所述控制器，由所述控制器控制对应存放位置处的电磁锁打开，弹出对应编号的所述活动器械盘；
72.s13在当前用户不具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户不具有权限，并终止后续过程。
73.和/或，
74.包括如下的器械领取实施方式：
75.s10在获得经触控显示屏输入的器械领取指令后，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户进行身份识别，并将获得的当前用户刷卡数据传输至后台管理系统，由所述后台管理系统将其与提前存储的具有器械领取权限的人员数据进行对比，根据对比情况，由后台管理系统确认当前用户是否具有器械领取权限，并将确认结果反馈至所述控制器；
76.s11在当前用户具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用
户输入所需器械盘类型，并在获得输入数据后，由所述控制器反馈至所述后台管理系统，由所述后台管理系统根据提前设置的管理清单取得对应的器械盘编号、存放位置、存放位置处对应的电磁锁识别号，并反馈至所述控制器，由所述控制器控制对应存放位置处的电磁锁打开，弹出对应编号的所述活动器械盘；
77.s12在当前用户不具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户不具有权限，并终止后续过程。
78.以上器械领取过程中，由所述后台管理系统进行的所述具有器械领取权限的人员的对比可进一步包括：在所述后台管理系统中提前存储可进行实验的全部学生的识别信息如其识别卡数据和/或面部图像数据，获得人员资源库；在所述后台管理系统中存储人员资源库中各学生的课程信息和/或预约信息，获得课程和/或预约信息库，在进行对比时，可先将当前用户识别信息在人员资源库内对比，确认其是否为可进行实验的学生，在确认其为可进行实验的学生后，判断其在课程和/或预约信息库内是否有对应的预约和/或课程信息，在确认其具有预约和/或课程信息后，确定当前用户具有领取权限，否则，不具有领取权限。
79.所述管理清单的内容包括：活动器械盘的编号，各编号的器械盘在智能器械柜内的对应存放位置、其对应的器械清单、其存放位置处对应的电磁锁识别号、其存放位置处对应的电磁阀识别号、其对应的器械盘类型。
80.其中，
81.所述器械清单包括该器械盘里含有的器械的类别和数量，器械类别如解剖刀、手术剪、玻璃分针、止血钳、颅骨钻、注射器等。
82.所述识别号可采用如装置的人工编号、位置序号、设备识别码等可将各装置进行有效区分并唯一识别的数据。
83.所述器械盘类型可根据该器械盘内含有的器械的实验对象确定，如蛙类器械盘、哺乳类器械盘等。
84.在一些具体实施方式中，以上过程还可包括：在由所述控制器控制对应存放位置处的电磁锁打开的同时，可由所述控制器控制对应存放位置处的活动器械盘旁边的信号灯连通，由信号灯提示当前用户器械盘已开启。
85.基于以上智能器械柜，参照附图6，其一种具体的管理方法包括如下的器械归还实施方式：
86.s20在获得经触控显示屏输入的器械归还指令后，由所述控制器控制所述承物盘的电磁锁打开，使所述承物盘弹出供归还器械放置，并由所述控制器控制所述第一摄像头在一定时间后启动，并进一步获得由所述第一摄影头拍摄承物盘内的当前器械图像；
87.s21由所述控制器将所得承物盘当前图像传输至后台管理系统，并由所述后台管理系统通过器械检查模型对所述当前器械图像进行识别并与所述管理清单内的器械清单进行对比，根据对比情况，由后台管理系统确认承物盘内的器械状况，即其检查结果；
88.s22在检查结果正常的情况下，由后台管理系统将允许归还指令及应当归还的活动器械盘的编号、位置、及电磁锁识别号下发至所述控制器，由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户可进行归还，并打开对应电磁锁，使对应活动器械盘弹出，由用户将承物盘内的器械归还至活动器械盘内；
89.s23在检查结果异常的情况下，由后台管理系统将再次获取当前器械图像的指令下发至所述控制器，由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户检查异常，用户可进行再次清洗或摆放，其后重复步骤s21-s23进行重新检查；
90.s24在多次重新检查后仍存储检测结果异常后，用户可通过触控显示屏输入拒绝重新检查指令，所述控制器将该指令及异常的当前器械图像反馈至后台管理系统，并根据从后台管理系统获得的强制归还的活动器械盘的编号、位置、及电磁锁识别号，打开对应电磁锁，使对应活动器械盘弹出，由用户将承物盘内的器械归还至活动器械盘内，完成强制归还，后台管理系统根据获得的异常的当前器械图像进行异常判定。
91.其中，
92.所述器械状况如：器械是否存在污物、器械是否存在破损、器械数量是否正确、器械类别是否正确。
93.所述器械检查模型可采用基于图像识别算法的深度学习目标检测模型构建，其构建过程包括：
94.采用器械图像训练集或训练集与测试集对目标检测模型进行训练；
95.将训练完成的目标检测模型的权重参数部署至工程软件；
96.由工程软件对获得的器械图像做灰度化、补边和尺寸调整等图像预处理及解码处理；
97.将处理后的图像带入训练完成的目标检测模型中，由输出预测到的各个目标的坐标和类别；
98.根据各个目标的坐标和类别，判断器械类别、污物与破损情况。
99.根据本发明的一些具体实施方式，参照附图8，以上步骤s23-s24进一步包括：
100.通过器械检查模型判断所得当前器械图像中是否存在因摆放不清晰、和/或堆叠明显引起的目标重叠，若是，则通过控制器下发重新摆放提示；
101.若否，则进一步通过器械检查模型识别图像中器械目标的类别、数量，并将其与器械清单进行对比，判断器械类别、数量是否正确，若否，则通过控制器下发进行数量检查或重新摆放的检查器械提示；
102.若是，则进一步通过器械检查模型识别各器械目标中是否存在污物，若是，则通过控制器下发重新清洗提示；
103.若否，则进一步通过器械检查模型判断识别各器械目标中是否存在破损，若是，则通过控制器下发重新检查提示；
104.若否，由后台管理系统下发器械盘强制归还许可指令至控制器，由控制器进行强制归还并上报异常信息至后台管理系统；
105.以上过程中，若用户不愿根据所述检查器械、重新清洗、重新检查提示进行操作，则可通过触控显示屏输入拒绝重新检查指令，所述控制器将该指令及异常的当前器械图像反馈至后台管理系统，并根据从后台管理系统获得的强制归还的活动器械盘的编号、位置、及电磁锁识别号，打开对应电磁锁，使对应活动器械盘弹出，由用户将承物盘内的器械归还至活动器械盘内，完成强制归还。
106.在一些具体实施例中，以上过程还可包括：控制器在控制承物盘打开的同时，可控制其旁边的指示灯红灯闪烁，提示学生将器械盘推入柜内，器械盘推入并锁控制器控制指
示灯恢复绿灯常亮。
107.在一些具体实施例中，管理员还可通过后台管理系统查看通过触摸屏上报的智能器械柜器械异常信息，如器械丢失、破损等，在查看后，由管理员通过人脸识别组件的人脸识别获得管理权限，在触摸屏上选择有问题的器械盘编号，弹出对应器械盘后接受管理员的人工检查，补充或替换相应器械，再推入进去即可。
108.在一些具体实施例中，当管理员需要设置课程的器械清单时，可登录后台管理系统，将机能学实验课程绑定的器械盘类别及器械清单进行修改即可。
109.以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.可实现器械盘自动管理的智能器械柜，其特征在于，其包括：柜体、器械盘管理组件、器械风干组件、人员识别组件、归还检查组件、人机交互组件、网络通讯组件、与上述各组件电相连的控制器及与网络通讯组件无线通信相连的后台管理系统；其中，所述器械盘管理组件包括：通过固定在所述柜体内的电动活动装置实现锁紧或弹出的活动器械盘；所述器械风干组件包括：设置于所述柜体内的、通过通风管道与所述活动器械盘连通的风机；所述归还检查组件包括：设置于所述柜体可接触高度的、与所述活动器械盘具有相同结构、且对应设置有相同结构的电动活动装置的承物盘，及位于所述承物盘上方、用于拍摄承物盘情况的第一摄像头；所述人机交互组件包括：设置于所述柜体表面的触控显示屏；所述人员识别组件包括：位于所述触控显示屏顶端的、用于人脸图像拍摄的第二摄像头和/或位于所述触控显示屏底端的rfid读卡器；所述网络通讯组件包括：有线网络通信模块和/或无线网络通信模块；所述控制器与所述器械盘管理组件中及所述归还检查组件中的所述电动活动装置、所述风机、所述第一摄像头、所述触控显示屏、所述第二摄像头和/或所述rfid读卡器、所述无线网络通信模块和/或所述有线网络通信模块电相连；所述活动器械盘或所述承物盘为抽屉状，包括：在一端部顶面印制该器械盘编号的、伸入柜体内的屉体和在屉体另一端部的屉面，所述屉体的两侧壁底部设有沥水孔，且所述屉体的两侧壁或两侧壁及后壁顶部凸出形成导轨条，所述导轨条与设置于柜体内的导轨槽配合；所述电动活动装置包括：在所述导轨条凸出于所述屉体两侧壁的部分设有的朝向所述沥水孔凸出的铁卡扣，可与所述铁卡扣朝向所述屉面的一侧接触的、固定于所述导轨槽内的电磁锁，和一端固定于所述导轨槽内、另一端可与所述铁卡扣远离所述屉面的一侧接触的弹簧，所述电磁锁与所述控制器电相连。2.根据权利要求1所述的智能器械柜，其特征在于，其包括多组分层和/或分列设置于器械柜柜体内的所述活动器械盘和一个设置于器械柜柜体内的所述承物盘。3.根据权利要求1所述的智能器械柜，其特征在于，其中，所述器械盘管理组件还包括：位于各层活动器械盘旁的、与所述控制器电相连的信号灯，和/或，所述人机交互组件还包括：位于所述触控显示屏旁的、与所述控制器电相连的警报器。4.根据权利要求1所述的智能器械柜，其特征在于，所述器械风干组件包括：设置于所述柜体背面的散热孔，位于所述散热孔附近的所述风机，与所述风机连通并经电磁阀后延伸至所述活动器械盘处的通风管道，所述电磁阀与所述控制器电相连。5.根据权利要求4所述的智能器械柜，其特征在于，其包括两列对称设置的所述活动器械盘，且，所述器械风干组件包括：设置于两列所述活动器械盘之间、所述散热孔附近的所述风机，与所述风机竖向连通的通风主管道，通过四向接头与所述通风主管道垂直连通、并左右延伸的通风分管道；所述通风分管道一端经所述电磁阀后延伸至一活动器械盘处、并通过该管道端部的气体喷嘴向该活动器械盘内通风，另一端经另一电磁阀后延伸至与该活动器械盘对列的另一活动器械盘处，并通过其端部的气体喷嘴向该另一活动器械盘内通风，两个所述电磁阀分别与所述控制器电相连。6.权利要求1-5中任一项所述的智能器械柜的自动化管理方法，其特征在于，其包括：s10在获得经所述触控显示屏输入的器械领取指令后，由所述控制器控制所述第二摄像头启动，并进一步获得由所述第二摄影头拍摄到的进行器械领取任务的当前用户面部图像；
s11由所述控制器将所得面部图像传输至所述后台管理系统，并与所述后台管理系统提前存储的具有器械领取权限的人员进行对比，根据对比情况，由所述后台管理系统确认当前用户是否具有器械领取权限，并将确认结果反馈至所述控制器；s12在当前用户具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户输入所需器械盘类型，并在获得输入数据后，由所述控制器反馈至所述后台管理系统，由所述后台管理系统根据提前设置的管理清单取得对应的器械盘编号、存放位置、存放位置处对应的电磁锁识别号，并反馈至所述控制器，由所述控制器控制对应存放位置处的电磁锁打开，弹出对应编号的所述活动器械盘；s13在当前用户不具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户不具有权限，并终止后续过程；或：s10在获得经所述触控显示屏输入的器械领取指令后，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户进行身份识别，并将获得的当前用户rfid识别数据传输至后台管理系统，由所述后台管理系统将其与提前存储的具有器械领取权限的人员数据进行对比，根据对比情况，由后台管理系统确认当前用户是否具有器械领取权限，并将确认结果反馈至所述控制器；s11在当前用户具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户输入所需器械盘类型，并在获得输入数据后，由所述控制器反馈至所述后台管理系统，由所述后台管理系统根据提前设置的管理清单取得对应的器械盘编号、存放位置、存放位置处对应的电磁锁识别号，并反馈至所述控制器，由所述控制器控制对应存放位置处的电磁锁打开，弹出对应编号的所述活动器械盘；s12在当前用户不具有领取权限时，由所述控制器通过所述触控显示屏提示当前用户不具有权限，并终止后续过程；其中，所述管理清单的内容包括：所述活动器械盘的编号，各编号的器械盘在智能器械柜内的对应存放位置、其对应的器械清单、其存放位置处对应的电磁锁识别号、其对应的器械盘类型，其中，所述器械清单包括器械盘里含有的器械的类别和数量。7.根据权利要求6所述的自动化管理方法，其特征在于，由所述后台管理系统进行的所述具有器械领取权限的人员的对比包括：在所述后台管理系统中提前存储可进行实验的全部学生的识别信息，获得人员资源库；在所述后台管理系统中存储人员资源库中各学生的课程信息和/或预约信息，获得课程和/或预约信息库；在进行对比时，由所述后台管理系统将当前用户的识别信息在所述人员资源库内对比，确认其是否为可进行实验的学生；在确认当前用户为可进行实验的学生后，由所述后台管理系统判断其在课程和/或预约信息库内是否有对应的预约和/或课程信息；若是，则该用户具有领取权限，否则，不具有领取权限；其中，所述识别信息包括rfid识别数据和/或面部图像数据。8.根据权利要求6所述的自动化管理方法，其特征在于，其包括：
s20在获得经所述触控显示屏输入的器械归还指令后，由所述控制器控制所述承物盘的电磁锁关闭，使所述承物盘弹出，并由所述控制器控制所述第一摄像头在一定时间后启动，并进一步获得由所述第一摄影头拍摄承物盘内的当前器械图像；s21由所述控制器将所得承物盘当前图像传输至后台管理系统，并由所述后台管理系统通过器械检查模型对所述当前器械图像进行识别并与所述管理清单内的器械清单进行对比，根据对比情况，由所述后台管理系统确认承物盘内的器械状况，即其检查结果；s22在检查结果正常的情况下，由所述后台管理系统将允许归还指令及应当归还的活动器械盘的编号、位置、及电磁锁识别号下发至所述控制器，由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户可进行归还，并关闭对应电磁锁，使对应活动器械盘弹出，由用户将承物盘内的器械归还至活动器械盘内；s23在检查结果异常的情况下，由所述后台管理系统将再次获取当前器械图像的指令下发至所述控制器，由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户检查异常，用户可进行再次清洗或摆放，其后重复步骤s21-s23进行重新检查；s24在多次重新检查后仍存储检测结果异常后，用户可通过触控显示屏输入拒绝重新检查指令，由所述控制器将该指令反馈至所述后台管理系统并根据所述后台管理系统下发的强制归还许可指令完成强制归还，并将异常的当前器械图像上传至后台管理系统；其中，所述器械状况包括：器械是否存在污物、器械是否存在破损、器械数量是否正确、器械类别是否正确；所述器械检查模型采用基于图像识别算法的深度学习目标检测模型构建；所述强制归还包括：由所述控制器通过所述触控显示屏提示用户进行归还，并根据从所述后台管理系统在下发所述强制归还许可指令时同时发送的电磁锁识别号关闭对应电磁锁，使对应活动器械盘弹出，由用户将承物盘内的器械归还至活动器械盘内。9.根据权利要求8所述的自动化管理方法，其特征在于，所述s23-s24包括：通过所述器械检查模型判断所得当前器械图像中是否存在目标重叠，若是，则通过控制器下发重新摆放提示，若否，则：进一步通过所述器械检查模型识别图像中器械目标的类别和数量，并将其与所述器械清单中的器械目标和数量进行对比，判断器械类别、数量是否正确，若否，则通过所述控制器下发检查器械提示，若是，则：进一步通过所述器械检查模型识别各器械目标中是否存在污物，若是，则通过控制器下发重新清洗提示，若否，则：则进一步通过所述器械检查模型识别各器械目标中是否存在破损，若是，则通过控制器下发重新检查提示，若否，则：下发所述强制归还许可指令至所述控制器，由所述控制器进行所述强制归还并上传异常的当前器械图像至所述后台管理系统；以上过程中，在所述检查器械提示、所述重新清洗提示、或所述重新检查提示显示后，若用户不愿按提示内容进行操作，可通过触控显示屏输入拒绝重新检查指令，所述后台管理系统在接收到由所述控制器上传的所述拒绝重新检查指令后，下发所述强制归还许可指令，由所述控制器进行所述强制归还并上传异常的当前器械图像至所述后台管理系统。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的自动化管理方法，其特征在于，所述控制器由单片机实现，和/或，所述后台管理系统由手机、电脑、和/或智能终端实现。

技术总结

本发明公开了一种可实现器械盘自动管理的智能器械柜及其管理方法，所述智能器械柜包括：柜体、通过设置于柜体内的电动活动装置实现锁紧或弹出的活动器械盘；设置于柜体可接触高度的、与所述活动器械盘具有相同结构、且对应设置有相同的电动活动装置的承物盘；用于拍摄承物盘情况的第一摄像头；用于人员识别的第二摄像头和/或RFID读卡器，设置于所述柜体表面的触控显示屏，与所述电动活动装置、所述第一摄像头、所述第二摄像头和/或所述RFID读卡器、所述触控显示屏电相连的控制器，及与所述控制器通信相连的后台管理器。本发明可以器械盘方式进行无人值守的器械领取与归还，大大提高了器械分发和归还效率。高了器械分发和归还效率。高了器械分发和归还效率。