การพัฒนาและวิเคราะห์กลไกสำหรับเครื่องจ่ายยาอัตโนมัติ

Abstract

Taking the right medication on time is a very important factor to make the treatment effective for both in elderly patients and patients who must take continuous medication. The automatic dispenser is a tool that can solve these problems that can assist patients to take medicine accurately. In order to design to develop system for an automatic dispensing machine with high accuracy. The system must have a drug dispensing system that can dispense medicines correctly and must have a tablet detection system that can detect tablets accurately. The purpose of this research was to design and test the pill dispensing system by creating a three-dimensional model and simulated in computer before manufacture. The accuracy of the tablet detection system was also testing in this research. To evaluate the system, this research used 8 types of sample tablets which are different in size and shape, such as circles, triangles, squares and capsules. In the research, measurements were made to collect data of the size and weight of all 8 types of tablet and a three-dimensional model of each tablet was created. Then, designed the dispensing system by creating a three-dimensional model and simulate with MSC-Adams to test the basic operation of the model and to find out the suitable clearance between the pill and the pill catching groove on the dispensing plate for each type of tablet. The simulation revealed that, the clearance of 0.5 mm is suitable for all type of the 8 sample tablets. The orientation of the groove depend on shape of each type of tablet. The simulation results of the dispensing mechanism model were also agree with the experiment on the developed prototype. For the development of tablet detection system, there were experiments on eight types of pill samples. The studies were concern with the factors that affect the performance of the system, for example, the appropriate slope for pill dispense, the test of infrared sensor signal, and the overall efficiency of the developed pill detection system. The results show that the suitable incline slope to dispense the pill is 35 degree. The combination of suitable incline slope plate with vibration motor exhibited the better flow for pill dispensing. In addition, the infrared sensor signal detection showed the setting of signal detection level at 50% of the normal signal amplitude result in high accuracy detection system. The overall efficiency evaluation of pill detection system demonstrated 100% accuracy of the tested samples. In conclusion, we can conclude that our developed pill dispensing mechanism and pill detection system has shown very good evaluation result and be able to implement for further use as in automated pill dispenser.

การกินยาที่ถูกต้องตรงตามเวลาเป็นปัจจัยที่สำคัญที่ทำให้การรักษาโรคนั้นสัมฤทธิ์ผล ทั้งในผู้ป่วยสูงอายุและผู้ป่วยที่ต้องกินยาต่อเนื่องเป็นประจำ เครื่องจ่ายยาอัตโนมัติจึงเป็นเครื่องมือที่สามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ เพื่อให้ผู้ป่วยสูงอายุและผู้ป่วยที่ต้องกินยาต่อเนื่องเป็นประจำได้กินยาอย่างถูกต้องแม่นยำ ในการออกแบบสำหรับการสร้างเครื่องจ่ายยาอัตโนมัติให้มีความถูกต้องแม่นยำนั้น ต้องมีระบบจ่ายยาที่สามารถจ่ายยาได้อย่างถูกต้องและมีระบบตรวจจับเม็ดยาที่สามารถตรวจจับเม็ดยาได้อย่างแม่นยำ การวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทำการออกแบบและทดสอบบระบบจ่ายยา โดยการสร้างแบบจำลองสามมิติขึ้นมาก่อนที่จะนำไปสร้างขึ้นจริงและได้มีการออกแบบและทดสอบการทำงานต่าง ๆ ของระบบตรวจจับเม็ดยา การทดสอบในงานวิจัยนี้ใช้เม็ดยาตัวอย่างที่ได้นำมาใช้ในการทดสอบอยู่ 8 ชนิด ซึ่งมีความแตกต่างกันทั้งขนาดและรูปร่างเช่น วงกลม สามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และแคปซูล เป็นต้น โดยในงานวิจัยนี้มีการเก็บข้อมูลขนาดและน้ำหนักของเม็ดยาตัวอย่างทั้ง 8 ชนิดและสร้างแบบจำลองสามมิติของเม็ดยาแต่ละชนิดขึ้นมา จากนั้นได้ทำการออกแบบระบบจ่ายยาโดยการสร้างแบบจำลองสามมิติขึ้นมาโดยใช้โปรแกรม MSC-Adams เพื่อจำลองการทำงานเบื้องต้น โดยการทดสอบหาค่าระยะเผื่อที่เหมาะสม (Clearance) ของร่องจับเม็ดยาบนแผ่นจ่ายยาสำหรับเม็ดยาแต่ละชนิด จากการทดสอบค่าระยะเผื่อที่เหมาะสม (Clearance) ของร่องจับเม็ดยา พบว่าเม็ดยาทุกชนิดเลือกใช้ระยะเผื่อที่เหมาะสม (Clearance) 0.5 มิลลิเมตร โดยมีความเอียงและทิศทางของร่องที่เหมาะสมตามรูปร่างแต่ละชนิดของเม็ดยา จากนั้นได้มีการจำลองกลไกการจ่ายยาจากโปรแกรม เปรียบเทียบกับโมดูลจ่ายยาที่จัดทำขึ้น พบว่ามีผลการจ่ายยาที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้ในส่วนของการพัฒนาระบบตรวจจับเม็ดยานั้น ได้มีการทดสอบกับเม็ดยาทั้ง 8 ชนิด โดยมีการทดสอบปัจจัยต่าง ๆ เช่น การทดสอบผลของความชันที่มีผลต่อการไหลของเม็ดยา การทดสอบสัญญาณของชุดเซ็นเซอร์ตรวจจับด้วยอินฟราเรด การทดสอบหาประสิทธิภาพโดยรวมของระบบการตรวจจับเม็ดยา โดยจากผลการทดลองพบว่า ความชันที่เหมาะสมต่อการไหลของเม็ดยามีค่าความชันที่เหมาะสม คือ 35 องศา และการใช้มอเตอร์สั่นสามารถกระตุ้นให้เม็ดยาไหลผ่านได้ดีมากขึ้น ผลการทดสอบการอ่านค่าสัญญาณของชุดเซ็นเซอร์อินฟราเรด พบว่าการตั้งค่าการตรวจจับที่ระดับสัญญาณ 50% ของระดับสัญญาณปกติให้ผลการตรวจจับที่ดี สำหรับผลการทดสอบประสิทธิภาพโดยรวมของระบบการตรวจจับเม็ดยา พบว่าระบบตรวจจับเม็ดยาสามารถตรวจจับเม็ดยาได้ถูกต้อง 100% สำหรับตัวอย่างเม็ดยาที่ได้นำมาทดสอบ ดังนั้นจากผลการศึกษาสามารถสรุปได้ว่าระบบจ่ายยาและระบบตรวจจับเม็ดยาที่พัฒนาขึ้นมีประสิทธิภาพอยู่ในเกณฑ์ที่ดีมาก และมีความเหมาะสมในการนำไปประยุกต์ใช้สำหรับเครื่องจ่ายยาอัตโนมัติได้