华东理工大学 大学生创新创业训练计划管理系统

华东理工大学 创新创业管理系统

详情

基于stm32的智能配药箱

申报人：李伊涵 申报日期：2024-11-03

基本情况

2025年度大学生创新创业训练计划
基于stm32的智能配药箱 学生选题
创新训练项目
工学
机械类
学生自主选题
一年半期
本项目针对老年人及需要长期服药的人群，设计了一款基于stm32的智能自主配药箱。 该配药箱根据用户发出的指令，进行自动挑选，剪切，传动，确保药物的准确分发。 用户可以通过记忆模式、选择模式和诊断模式多种模式进行操作，满足用户的不同需求。 内置各类传感器，保障药物的质量与安全。
  已经掌握并熟练运用SolidWorks，拥有复杂机器建模能力，接触并学习了Adams等动力学分析软件，自学机械设计基础课程，虽然大一未参与到科研项目中，但具有一定的专业素养和知识储备，对科研项目有浓厚兴趣，初步具备参与到科研项目中的能力。
已独立指导国家级大创16项，其中13项结题优秀。在双创指导方面获得国家级100多项荣誉。
具有丰富的大创项目指导经验，指导教师会与学生进行多方面的指导与探讨，会和学生进行深入的交流与促进。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
李伊涵 机械与动力工程学院 智能制造工程 2023 负责建模，仿真，电控，撰写文稿，购置材料，经费报销部分
景渤皓 机械与动力工程学院 智能制造工程 2023 负责建模，电控，答辩，制作ppt部分
陈昊 机械与动力工程学院 机械设计制造及其自动化 2023 负责建模，算法，动画，装配部分
王树 机械与动力工程学院 机械设计制造及其自动化 2023 负责建模，算法，渲染，装配部分

指导教师

序号 教师姓名 教师账号 所属学院 是否企业导师 教师类型
马新玲 07263 机械与动力工程学院 否

立项依据

    本项目旨在研发一款基于stm32的智能自主配药箱，主要服务于老年人群体，以提高生活便利性、实现生活高科技化自动化，关注民生、幸福生活和健康。用户可根据需求通过APP或者配药箱上的屏幕选择药品，也可通过诊断模式根据配药箱给出的建议来选择药品，配药箱接收到指令后，对所需药品进行判断，按照药品包装种类不同选择不同的处理和输送方式，配药箱也装备了监护人组件，子女可根据老人的操作记录来留意老人的身体健康情况，为用户设置了更多的暖心配置，除此之外，配药箱还设置了语音识别模块和湿度监测装置，更加完美的方便用户和保障用药安全性。

    箱子接收到指令后，用吸头吸取药物，到达指定位置后拨盘剥落药物，再使用传送带传送，且不同药物包装可选择不同抓取传动系统，实现自动配药，可靠取药，一键出药，远程监护功能。

    智能配药箱在国内外的研究和应用显示出不同的发展趋势。在国外，特别是美国，智能药箱的应用较为广泛，有效地提升了药品管理的效率和质量。而在中国，智能药箱的应用尚处于发展阶段，有待进一步推广和普及。同时，智能药箱作为一种新兴的家庭医疗健康管理工具，在全球范围内都受到了关注，但在功能丰富性和智能化程度方面仍有提升空间。

1、采用旋盘式储药盒，实现一键开仓，便于更换添加药物。

2、利用气泵和吸头组合吸取药物，提高取药效率。

3、通过凸轮结构旋转提供震动效果使药品均匀分布在药盒中；

4、采用立体结构，占用空间资源少，适合居家使用；

5、对不同包装的药物采用不同的配送和处理方式，满足更多的配药需求。

6、可拓展性强，可以在主体结构上增加各种各样的辅助功能；

7、通过人机交互式的设计，易于操作，使得设备使用更加便利。

8、设置监护人组件以及提醒用药等更多暖心配置。


技术路线，拟解决的问题：
      本项目将设计出一款集药品储存，选择，处理，输送以及人机交互功能为一体，各功能模块化设计的智能化配药箱，自动化程度高，功能多样，满足不同用户多样化需求，对助力解决我国人口老龄化带来的问题。

  本项目装置首先将通过SolidWorks及Adams等软件进行建模和模拟仿真，其次通过传感器、stm32以及相应编程、App等逐步对实物样机进行改进，以便更好的实现装置各类功能。

  1、制作出实体样机

制作出集提醒服药，给出用药建议，自动出药，药品预处理与部分人机交互功能的助于老人身心健康的一体机；

  2、参加比赛

参加互联网+、挑战杯、上海市机械工程创新大赛、中国大学生机械工程创新创意大赛、全国大学生机械创新设计大赛，全国三维数字化创新设计大赛等比赛；

  3、学术论文

经过一年的项目实施，不断优化成果，具有发表论文的能力，培养团队的科研能力；

  4、产品展示

保留记录照片和录像资料，进行宣传展览，可以给其他学生参考借鉴，激发他们的创新实践热情；

  5、实物推广

       为一些自我照顾困难的老人提供护理助力，减轻子女压力。

预期成果：

1、制作出实体样机

制作出集提醒服药，给出用药建议，自动出药，药品预处理与部分人机交互功能的助于老人身心健康的一体机；

2、参加比赛

参加互联网+、挑战杯、上海市机械工程创新大赛、中国大学生机械工程创新创意大赛、全国大学生机械创新设计大赛，全国三维数字化创新设计大赛等比赛；

3、学术论文

经过一年的项目实施，不断优化成果，具有发表论文的能力，培养团队的科研能力；

4、产品展示

保留记录照片和录像资料，进行宣传展览，可以给其他学生参考借鉴，激发他们的创新实践热情；

5、实物推广

       为一些自我照顾困难的老人提供护理助力，减轻子女压力。

2024.11-2025.4      筹备阶段：查阅国内外相关资料、整理归纳并且创新、学习机械原理，电控，算法等方面知识；

2025.5-2025.11     实施阶段：用相关软件进行计算、建模和仿真、零件的制作和组装、整体实物的基本完成；

2025.12-2026.2      实施阶段：完成对之前实物的细节上的优化以及功能上的改善，同时加入一些相关功能，使实物具有多样化功能；

2025.3-2026.6      结题阶段：结题并且撰写总结报告，参加结题答辩和成果推广等。

已完成对项目可行性的分析，以及受力分析计算，零部件部分设计，整体装配和自动控制等知识的学习。充分了解了当下空巢老人居家自我照顾难的问题，针对特定问题，我们结合许多同学老师的意见，针对性地提出这一设想。

已完成对传输过程部分旋转功能的，扫描过程中对内容的输出的编程书写。另外还完成对储存空间充分利用的初步规划和整体布局。

  具备的条件：

1、华理丰富的教学资源，图书馆大量的藏书及相关网络资源为本项目提供信息、知识及灵感来源；

2、华理为项目的进行提供场地，为本项目的设计、论证、实验、实施、推广等提供了有力条件和保证；

3、在人口老龄化的大背景下，空巢老人的护理问题急需解决，为了解决这一民生问题，我们开展了本项目的研究；

4、华东理工大学机械与动力工程学院老师及同学们过硬的基础、专业知识和实践经验，能够提供及时帮助，在我们遇到困难时，及时帮我们一起解决；

5、华理工程创新实践中心，3D打印机快速成型实验室，实验1楼701实验室可进行实践操作。

6、深入了解过老人的护理困难问题，对独生子女赡养老人的压力有切身见闻和感受。

7、智能护理相关项目在市场上有很大诉求，拥有广阔的发展前景。

  尚缺少的条件（难点）：

（1）实现机电一体化和自动储存、取药的语音启动功能；

（2）利用吸头吸取药物，并保障成功率的问题；

（3）药物保存的密闭性及隔离细菌问题；

（4）药物的科学保存（防受潮，防光直射）问题；

（5）在有限空间实现多种机械结构，传动装置科学配合的问题；

（6）实现胶囊（颗粒）状药物的定量吸取问题。

解决方法：

（1）学习及实践编程，stm32语音识别模块；

（2）进行多次实验，并在气泵处设置气压监测模块判断药物是否被吸取；

（3）使用密闭容器储存药品，需要配送时实时处理；

（4）内部增设光传感器，湿度传感器，及时监测并调整储存环境；

（5）自学更多巧妙的机械结构，学习开源图纸；

（6）利用凸轮机构旋转提供动力震动，使药品均匀分布在药盒中，吸头一次吸取一个。



经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 10000.00 材料费，一些学习资料，加工费，论文出版费和车费等一些杂费 5000.00 5000.00
1. 业务费 2500.00 车费和论文出版费等 1250.00 1250.00
（1）计算、分析、测试费 0.00 无 0.00 0.00
（2）能源动力费 0.00 无 0.00 0.00
（3）会议、差旅费 500.00 车费等一些杂费 250.00 250.00
（4）文献检索费 0.00 无 0.00 0.00
（5）论文出版费 2000.00 本项目有发表论文的预期，需要论文出版费的支持 1000.00 1000.00
2. 仪器设备购置费 2500.00 对非标件的 3D 打印，加工型材， 轴，轨道等，购置热熔枪等，一些学习用板等。 1250.00 1250.00
3. 实验装置试制费 0.00 无 0.00 0.00
4. 材料费 5000.00 电机，舵机，传送带，铝型材，联轴器，滚珠丝杆，轴承，轨道等 2500.00 2500.00

项目附件

  • 项目申报书-基于stm32的智能配药箱设计.docx
    下载
结束

用户单位：华东理工大学    

版权所有：南京先极科技有限公司