一种自动舂药装置的结构设计

牛南南 NIU Nan-nan；邱亚磊 QIU Ya-lei

（重庆医药高等专科学校，重庆 401331）

0 引言

制药装备行业属于制药行业的上游，与制药行业水平息息相关。预测到2025年全国60岁以上的人口将会达到4.87亿[1]。受人口老龄化加剧、消费升级等因素影响，国内药品需求迅速增长，医药行业蓬勃发展，制药装备行业也在稳步进入新一轮的发展期。中药行业近年来受到国家层面以及地方层面一系列利好政策的支持，市场需求持续增加。但是制药设备的总体技术水平仍较为落后，自主创新能力较低，同时存在高耗能、低效率、自动化和智能化水平低等情况[2-4]。以舂药捣药装置为例，舂药时，将待捣碎物料如药材放入到舂筒内，再用舂棒不断冲击放在舂筒内的药材使得药材捣碎。传统人工捣药过程中，工序较繁杂，捣药后还需手动分离药物与残渣，需要花费大量人力资源与时间成本，舂药捣药装置工作效率低，已不能满足日益增长的市场需求。

针对上述情况，提出了一种自动舂药装置的优化设计，提高舂药效率，对于中药加工行业具有重要意义。

1 自动舂药装置的设计方案及工作原理

1.1 设计方案

在人机工程学分析的基础上，设计自动舂药装置的外观、尺寸、形状结构等细节。本文设计的自动舂药装置由舂棒、舂筒、药品收集装置、驱动装置四部分组成，其结构组成如图1所示。

图1 舂药装置结构图

本方案的优点是：

①采用本方案时，通过在舂棒周向固定刮片，使得在舂药时，所有刮片沿舂筒的投影将舂药空隙基本遮盖或完全遮盖，进而使得飞溅的药汁（或飞扬的药粉）被刮片挡住，避免了药汁（或药粉）从舂筒飞出去的情况。

②因相邻的刮片中存在至少一组刮片在舂棒高度上错开，使得当需要向舂筒内加入新的物料时，可以利用刮片之间错开的空间将新加物料直接加入到舂筒内，加入新物料时无需停止舂棒的舂药动作，提高了捣药效率。

③顶针与舂棒固定连接，能够插入到舂筒的筛孔内，对筛孔进行疏通，避免筛孔堵塞造成的药物流通不顺，及时收集捣细的药物。

1.2 工作原理

采用本设计时，驱动器带动舂棒不断进行自动捣药，捣药过程中，舂棒周向设置的多个刮片因在舂筒的投影方向无间隙，而使得所有刮片沿舂筒的投影将舂药空隙完全遮盖，进而使得飞溅的药汁被刮片挡住，避免了药汁从舂筒飞出，也可以减少药粉的溢出。被刮片阻挡的药汁将顺着舂棒再次流到舂筒内，避免了药汁的浪费；此外，在舂药过程中，刮片与舂筒内壁接触，还能将飞溅到舂筒内壁的药汁（或飞扬到舂筒内壁的药粉）刮落至舂筒内，有利于在捣药后收集到更多的药物。

此外，因相邻刮片在舂棒高度上错落设置，使得相邻刮片之间留下供物料落入舂筒与舂棒之间的舂药空隙的空间，方便在舂棒不停止舂药的情况下进行新物料的加入，有利于提高舂药的效率。

顶针与舂棒固定连接，能够插入到舂筒的筛孔内，对筛孔进行疏通，避免筛孔堵塞造成的药物流通不顺，及时收集捣细的药物。

2 舂药装置的机构设计

2.1 舂棒刮药装置

通过在舂棒周向固定刮片，使得在舂药时，舂棒周向设置的多个刮片因在舂筒的投影方向无间隙，而使得所有刮片沿舂筒的投影将舂药空隙基本遮盖或完全遮盖，进而使得飞溅的药汁（或飞扬的药粉）被刮片挡住，避免了药汁（或药粉）从舂筒飞出去的情况，而被刮片阻挡的药汁将顺着舂棒再次流到舂筒内，避免了现有技术中药汁因遗留在盖体上而带来的药汁的浪费，且也无需增设盖体，进而省去了单独清洗盖体的时间；此外，在舂药过程中，若刮片与舂筒内壁接触，还能将飞溅在舂筒内壁的药汁（或飞扬到舂筒内壁的药粉）刮落至舂筒内，有利于在捣药后收集到更多的药物。装置如图2所示。

图2 舂棒刮药装置

2.2 筛孔疏通装置

多个顶针固定连接在连接架上，连接架与舂棒可拆卸连接，即顶针通过连接架与舂棒固定连接。捣药产生的药汁或者药粉能够沿着筛孔下落至收集器内进行收集，而未捣碎的物料则继续被舂棒捣碎，避免已捣好的物料留在舂筒内占用空间，降低舂药效率。在捣药过程中，部分物料可能会堵塞筛孔，在舂棒的带动下，顶针同步升降，进而使得舂棒在上升时，带动同步上升的顶针对筛孔进行疏通，避免筛孔被堵塞。（见图3）

筛孔内竖向滑动连接有顶出块，顶针上固定连接有推动凸缘，推动凸缘能够推动顶出块向上移动，顶出块上开设螺旋形的出料槽，中部开有落料通道，顶针能够套在落料通道内。当顶针随着舂棒向上移动时，顶针先将堵塞在顶出块上的物料疏通，接着，顶针继续向上移动，使得推盘推动顶出块从筛孔伸出，顶出块因尺寸相比顶针较大，进而将顶出块上方的物料向上顶起，使得堆积的物料得到松散，尤其部分原本无法与舂棒底部和舂筒底部接触的位于中间层的难以被捣碎的物料将被顶着向上移动到堆有物料的顶部，进而使得在舂棒再次捣药时能快速被捣碎，进一步提高了捣药的效率。（见图4）

顶出块上开设的螺旋形的出料槽，相当于筛分孔，在顶出块位于筛孔内时，除了顶出块中部的落料通道能够供捣碎的物料排出外，出料槽也能供物料排出，使排出物料的筛分孔更多，进而加快捣碎好的物料的及时排出。

2.3 驱动装置

结合图5，对驱动装置进行了改进，通过偏心手柄带动大齿轮转动，进而通过轮齿啮合带动小齿轮加速转动，与小齿轮同轴连接的主动轮也随即转动，进而通过连接柄12带动舂棒做往复升降运动，实现舂药工作。

图5 手动驱动整套装置

结合图6和图7，可以通过人工脚踏踏板19，使得踏板带动主动轮17转动，进而带动从动轮16转动，从动轮16通过复合从动轮13带动舂棒2不断做上下的往复舂药动作；本方案通过脚踏的方式代替图5手摇的方式，将人工的双手腾出，方便双手对捣药情况进行实时控制。

3 结论

本文设计的自动舂药装置，能够高效地开展舂药工作，操作方便，安全可靠，可被广泛用于普通家庭、药房、医院等场所，在制药设备市场具有较大的竞争力和良好的推广价值。同时对同类型的中草药设备的结构设计与研究也具有一定的参考价值。