技术应用技术与市场
2021年第28卷第3期
张孟凡，薛承杰，彭兰新，吴士宇，陈春良
（河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471203）
摘要：在我国，许多老年人患有高血压、糖尿病、冠心病等慢性疾病，需要长期服用药物，但是老年人记忆力较差，导致经常忘记吃药或重复吃药，进而影响效果，以此研发出一款智能产品，解决以上问题。使用STC86C51单片机设计了一款智能药盒，可以辅助老人存储药物，按时提醒老人吃药，并记录吃药时间防止重复服药，从而达到较好的效果。 关键词：智能；自动；抽屉型；自锁
goi：10.3969/j.issn.1206-8554.2001.43.401
0引言
随着生活水平的大幅度提升，人们更加关注个人及家人的身体健康。我国是世界上人口数量最多的国家，且老龄化严重，许多老年人患有高血压、糖尿病、冠心病等慢性疾病，甚至有很多老人患有两种以上慢性疾病，因此需要服用大量的药物进行。长期服药现象会存在一系列问题，如药物数量多、服药周期长、储药环境差等问题。另外随着年龄的增长，老年人的身体机能会出现了不同程度的退化，尤其是记忆力衰退，导致在过程中普遍存在忘记服药、不按时服药或者重复服药的情况，导致效果降低，且在过程中容易出现复发的情况。当代社会，迫于生活的压力，儿女们不能时时刻刻陪伴在父母身边1一7。所以需要一款智能药盒来代替儿女提醒老人吃药，进而保证效果。
1总体设计思路
旋转抽屉型药盒涉及智能家居领域，其中主要包含了机械系统和控制系统的设计，总体如图2图2所示。
图1药盒内部结构轴测图图0药盒俯视图为了增大储物空间，药盒总体外形设计为圆形。整体设置3层药物存储仓，分别对应早、中、晚3个用药时间。每层分为6个格子，每个格子占整个圆周的45。，并按照顺时针方向排列，分别对应周一到周日的用药时间；每个可旋转的分隔层之间存在一个固定的分隔板，分隔板上存在一个扇面角为45。的空隙用于掉落药物,2个分隔板的空隙与底部抽屉相通。
控制系统放置在底部一层的空间内，通过对3层各6个可旋转分隔的格子进行编码记录，以保证在对应的时间点取出要服用的药物。当时钟模块发出取出药物的信号时，八角形键移动到指定分隔层，通过步进电机带动主轴旋转45。，进而带动与八角形键相啮合的分割层旋转，使分隔层格子中的药物从45°空隙处掉落至底部抽屉，并通过蜂鸣器和LED灯发出警报，提醒老人取药。与此同时，系统通过红外传感器采集电信号检测抽屉是否打开，并将电信号输回主控制器，进而反馈到药盒上部的显示器中。
01机械系统设计
药盒隔板与主轴采用滑移平键链接，为了键与键槽啮合准确，将键作成八角形。主轴上端做成齿条，使齿条与一号电机相连的齿轮啮合，一号电机旋转带动主轴上下运动，进而使滑移八角形键与对应键槽配合，从而实现不同层的独立运动。
同时主轴通过联轴器与二号步进电机相连并，当主轴上下运动到相应工位时，二号步进电机带动主轴旋转45。使隔板推动对应隔层的药物掉落到位于底部的抽屉中。取完药以后自动转换为锁死状态。主轴与旋转隔板啮合图如图3所示。
图3主轴与旋转隔板啮合图
02控制系统设计
智能药盒的顶部设置有显示屏和按键，可根据医嘱进行服药时间、服药量的设置。药盒设置两种服药提醒，分别是蜂鸣器报警和LED灯闪烁，使用者可通过按键和显示屏选择服药提醒的种类。显示屏也可显示出药盒内药物的存放量，以便于及时补充。药盒内的参考时间可通过按键设置参考时钟的时
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间，时间信息掉电可保存，在取药抽屉处设置红外线传感机构，检测抽屉打开或者关闭的状态。
当时钟到达设定时间时，滑块移动到指定可旋转的格子对应时间的所在层，滑块到位后，步进电机带
隔膜胶水塑木葡萄架动主轴顺时针旋转45°，旋转后格子中存放的药品从分隔层的通孔中落入底层的抽屉中侗时，蜂鸣器和LED灯通电，发出设定为1min语音和发光的警报，提醒使用者取药。若取药抽屉在1min内被打开，蜂鸣器和LED灯断电，停止报警；若取药抽屉在1min内未被打开，蜂鸣器和LED灯在1min报警结束后断电，并向时钟发出信号,5min后蜂鸣器和LED灯再次通电，设置1min的警报。若二次报警后药品仍未被取出，此时向药盒绑定APP发送取药提醒。在未到服药的时间段内，若使用者二次打开药盒，药盒发出提醒，防止二次用药。公牛辅助
1.2.1主控芯片的选择
国产的STC单片机有51系列、15、12和5系列等，但是尤以51系列最为出众。不单是因为其技术成熟和成本低廉，而且还具有丰富的外设和高性价比。其中STC59C52微处理器，具有5k字节F/s U,5/字节RAM,32位I/O口线，看门狗定时器,3个/位定时器/计数器,4个外部中断,1个7向量4级中断结构，全双工串行口，支持两种软件可选择节电模式，最高运作频率35MHz。
1.2.2显示交互模块
本次设计采用HMI串口屏，该种屏幕具有可自主设计GUI 界面，且不用编程的优点。在上位机进行要显示界面的设计后可以在屏幕上显示GUI交互界面，自主定义性强。串口屏幕除了显示预设的界面外还可以进行交互，可以设置按键界面等，实现除了语音交互外的人机交互，来控制其他的设备运转。
/3App设计
智能药盒采用智能手机SP实时监控服药时间，并同步用
Vo/25,No.3,2021
药数据，自动生成服药健康管理档案。药盒可以通过蓝牙与手机相连，以便达成手机与药盒之间的实时关联性，可以让病人或者病人家属对服药者进行及时提醒或者智能提醒，药盒中所剩药物不多时提醒填药；自动记录服药记录，并可随时通过手机安装的SP查看。设定服药提醒时间，语音提醒服药。
2结语
机房新风节能系统
智能药盒将机械与控制相互结合，解决了老年人等其他人忘记服药、不按时服药、重复服药等问题，保证药物的存储环境，且安全易用。智能药盒设计符合人体工程学，采用环保材质，结构密封性良好，药品的存放安全可靠。以单片机为核心，具有功能丰富、体积小、能耗低等优势，符合智能药盒的产品特点；电路简洁、成本低，具有极大的市场潜力与开发价值。采用机械结构与电子结构相结合，实现智能化控制，降低生产成本，提高性价比。
参考文献：
[1]张文静•基于老年人生活形态的智能药盒设计研究[D L
西安：西安工程大学，2010.
[0]陈燕萍，梁惠萍，李欣陈.老年人智能药盒设计研究[]•
艺术科技,20/,29(12)：20•
[3]王江，刘明德，苏芸，等•基于老人的智能药盒设计[J]i
南方农机,2019,50(3):/。-171.
基金项目：
河南科技大学大学生研究训练计划“家庭式老年人智能药盒”(2019017)
作者简介：
张孟凡(1999-)，女，河南滑县人，本科在读，研究方向：机构设计。
(上接第04页)
取消浪涌吸收器
离子风机aryang取消续流二级
管及散热器
图/高压电器柜优化效果图
目前由中车株洲电力机车有限公司生产制造的工程车辆的高压电器柜均进行了电路优化改造，车辆在段运用正常，从根本上消除了车辆的运用安全隐患，可靠性得到了进一步的提高。
5结语
浪涌吸收器做为机车主电路的保护元件，失效后的短路状态会产生极大的电流，引起氧化锌电阻阀片的高热、炸损，其使用的安全性将影响车辆的整体可靠性。通过对车辆主电路预量计算及对比试验数据分析认为，取消牵引回路浪涌吸收器的方案，完全能够达到车辆的使用要求。
参考文献：
[1]曲勇.浪涌保护器的概述及其在浪涌抑制器件中的
应用[J].电工文摘,20/(6)：67-70.
喷绘相纸
[2]杨仲江.氧化锌压敏电阻老化过程中非线性系数变化的
研究[J].电子元件与材料,2011(9)：27—30.
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