广州市威恒电子有限公司WEF-MHC2-20-2N电动夹爪在24小时无人药店智能取药机夹取药品的应用案例

威恒电子电动夹爪在24小时无人药店智能取药机的应用案例

一、客户行业背景介绍

随着智慧医疗和“互联网+医疗健康”模式的快速发展，24小时无人值守药店成为城市医药服务体系的重要补充。这类药店通常采用智能取药机作为核心设备，实现处方药与非处方药的自动化销售。智能取药机内部包含药品种类识别、精准定位、抓取、传送和包装等多个自动化模块，要求设备在无人干预下稳定运行，确保药品准确、安全地送达消费者手中。

二、具体设备名称与当前困境

设备名称：24小时无人药店智能取药机（药品抓取模块）

当前困境：

传统智能取药机多采用气动夹爪或简易机械手作为药品抓取执行机构。在实际运营中，这类方案暴露出以下突出问题：

1.气源依赖性强：气动夹爪需要配套空压机、气管、过滤减压阀等气动系统，占用空间大，噪音显著，在狭小的药店环境中难以隐蔽安装。

2.控制精度不足：气压波动导致夹持力不稳定，易造成药品（尤其是泡罩包装、软膏类）变形或破损；位置重复精度有限，在密集药槽中易发生碰撞。

3.故障率高：气动元件易受灰尘、湿度影响，密封件老化快，导致漏气、动作迟缓或卡死；电磁阀寿命有限，频繁启停易烧毁。

4.无状态反馈：传统气动夹爪通常缺少“夹持到位”或“物体检测”信号，系统无法实时确认是否成功抓取药品，易发生漏抓或空抓，需额外增加传感器，增加成本与复杂性。

5.维护复杂：故障排查涉及气路、电路双重检查，需要专业维修人员，在24小时运营场景下，停机维修直接影响服务连续性。

三、老方案原理与故障分析

原气动夹爪依赖压缩空气驱动活塞，通过机械连杆实现开合。其检测依赖磁性开关判断位置，但无法感知是否真正夹住物品。故障主因包括：

1.气压波动导致夹持力不稳定；

2.灰尘/湿气进入气缸造成密封圈老化；

3.无夹取反馈机制，系统误判“已取药”而继续流程，引发卡药甚至整机停机。

每次故障需工程师现场拆机清理或更换气缸，平均修复时间4小时，严重影响用户体验。

四、 创新解决方案：威恒电动夹爪

产品名称： 电动夹爪

产品型号： WEF-MHC2-20-2N

专利号：ZL 2019 1 1023529.4

详细参数：

角度：35°（自适应）

最大夹持力： 2公斤

驱动方式： 伺服电机 + 精密减速机构（驱动一体式）

控制接口： 标准IO（24V DC），

反馈信号： 夹到位信号

防护等级： IP40

工作温度： -40°C ~ 60°C

材质： 航空铝合金主体，夹持面为耐磨工程塑料/可选防静电材质

产品原理介绍：

WEF-MHC2系列电动夹爪采用高性能伺服电机驱动，通过内置的精密行星减速机放大扭矩，带动丝杠螺母机构，将电机的旋转运动转化为手指的直线开合运动。内置编码器实时检测电机位置和电流（扭矩），从而实现精确的位置控制和力控制。

五、产品特点与亮点：

1. 自适应行程 ： 无需更换硬件，在“力控模式”下，夹爪以恒定的预设力夹取工件，遇到障碍即停止，完美保护易损件。

2. 夹到反馈信号： 夹爪内置传感器，当夹持力达到设定阈值时，会输出一个“夹到”信号给机器人控制器，确保每次动作都有确认反馈，实现闭环控制。

3. 替代气动，驱动一体： 完全省去空压机、气管等复杂气动组件，节能降噪。所有驱动和控制单元集成在夹爪本体内部，结构紧凑，安装简便。

4. 断电自锁： 采用具有自锁功能的传动机构，即使在突然断电的情况下，夹爪也能保持当前位置和夹持力，防止工件脱落，安全可靠。

5. IO控制，简单易用： 提供标准的24V IO控制接口，用户只需连接电源、使能信号和方向信号即可控制，与PLC和机器人控制器无缝对接，编程方式与传统气缸类似，学习成本低。

六、具体客户信息

客户名称：上海康联智慧医疗科技有限公司（化名）

地域：上海市浦东新区

行业地位：国内智能药机行业前三强，产品覆盖全国200+城市，服务超500家24小时无人药店。

客户要求：

1.抓取机构需适应30余种药品包装（尺寸10-80mm，重量5-500g）。

2.每日连续运行18小时以上，故障间隔时间（MTBF）>10,000小时。

3.抓取过程零损伤，尤其对铝塑泡罩、软膏管等敏感包装。

4.具备抓取反馈，与主控系统实时通信。

5.整体方案成本不高于原气动系统（考虑综合维护成本）。

6.符合医疗设备相关清洁要求，表面易消毒。

七、匹配原因与工况适应性

匹配原因：

1.合适的力控范围：0.1-2N的夹持力覆盖从药片板到药瓶的所有药品，且可编程调节，一线多品。

2.紧凑尺寸：本体宽度仅40mm，适合药机内部密集布局。

3.洁净环境适配：无油污、低噪音，符合药店安静清洁要求。

4.高可靠性：IP54防护，防尘防潮，适应药粉环境。

5.易于集成：IO控制与标准24V供电，与客户现有PLC系统无缝对接。

工况适应性：

1.材质：不锈钢夹指+食品级硅胶套，无污染、耐消毒剂擦拭。

2.酸碱环境：表面处理耐弱酸弱碱（日常消毒液）。

3.温度：0-50℃范围满足药店室内环境。

4.灰尘：IP54防尘等级，防止药粉侵入。

5.防水等级：防溅水，可耐受潮湿环境。

6.检测精度：±0.02mm重复定位精度，确保准确插入药槽。

7.特殊要求：夹爪表面圆滑无死角，便于清洁；运行噪音<50dB，不干扰药店环境。

八、现场安装与接线说明

客户现场结构：

智能取药机内部有旋转药架，每层放置不同药品。夹爪安装于二维移动滑台上，负责在指定药槽位置抓取药品后移至出货口。

产品接线：

电源线：24VDC正负极（红线+/黑线-）。

控制线：两根IO信号线（绿线：开/闭控制；黄线：模式选择/力控切换）。

反馈线：三根反馈信号线（蓝线：开到位；白线：闭到位；灰线：物体检测）。

所有线缆通过航空插头连接，客户只需对接至控制箱端子排。

配套电路：

客户原有PLC（西门子S7-1200）直接提供24V电源与控制信号。我们在方案中提供转接板，将夹爪反馈信号转换为PLC数字输入，并集成过流保护。

九、使用操作说明

安装：通过底部两个M4螺钉固定于滑台安装板，校准平行度。

接线：连接航空插头，确认电源极性正确。

参数设置（通过PLC程序实现）：

默认模式：位置控制，开度根据药品尺寸设定。

力控模式：对易损药品，切换至力控，设定阈值（如0.5N）。

控制逻辑：

发送脉冲信号（500ms高电平）→夹爪闭合。

夹持到物体→物体检测信号输出高电平→PLC确认抓取成功。

到达出货位→发送低电平信号→夹爪打开。

日常维护：每月清洁夹指表面，检查固定螺钉松紧。

总结经验：

威恒电动夹爪的成功应用证明，在3C电子这类对精度、柔性和洁净度要求极高的领域，“以电代气” 是明确的技术发展趋势。电动夹爪不仅解决了气动方案的固有痛点，更带来了生产效率与智能化水平的飞跃。

十、威恒电子公司介绍：

威恒电子电动夹爪通过其精确的力控能力和智能化反馈，完美解决了食品行业软质、易变形物件的自动化抓取难题。其一体化、电气化的设计代表了工业自动化执行器的发展方向，是替代传统气动方案的理想选择。

特长与实力：在微型伺服驱动、运动控制算法、精密机械设计等领域拥有深厚的技术积累和多项核心专利。具备从核心部件到整体解决方案的全链条研发能力。

供稿人：威恒电子自动化事业部，高级应用工程师 - 余工

索要技术资料：如需了解更多关于WEF-MHZ2系列电动夹爪的详细技术参数、3D模型及手册，请联系我司销售人员或访问官网。

联系人：余工 （13825159505）

个人微创新：在本案例中，为客户定制化开发了轻触模式，将初始闭合速度加快以提升效率，在接近预设力值时自动切换为低速柔顺模式，进一步优化了抓取的成功率和体验。