一种家用尿液检测仪的自动取样装置及其取样方法
【专利摘要】本发明涉及一种家用尿液检测仪的自动取样装置，包括可折叠式伸缩杆，其一端固定在坐便器座圈的下方，其另一端固设尿液收集盒，可折叠式伸缩杆上布设试纸传送装置，试纸传送装置向上设置试纸自动投放盒；所述尿液收集盒的底部分别设置清洗装置和排水装置，尿液收集盒位于盒底的外侧壁上安装微型摄像头，坐便器水箱的上方安装控制箱，控制箱内设置控制器，控制箱的箱体上设置按键和显示屏。本发明还公开了一种家用尿液检测仪的自动取样装置的取样方法。本发明采用试纸自动投放，保证了取样过程的无污染和实验的准确性；采用微型摄像头对尿液的物理性状进行检测，包括尿液颜色和尿液泡沫情况；提供尿液收集盒、臂杆的自清洗装置，减少人为工作。
【专利说明】一种家用尿液检测仪的自动取样装置及其取样方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及尿液自动取样装置技术领域，尤其是一种家用尿液检测仪的自动取样装置及其取样方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]尿液检查是临床三大常规检查之一，其成分涵盖了身体内各项指标的很多信息，可以借以获得病源、了解人体代谢过程是否正常，为肾功能、泌尿系统、肝脏疾病、代谢性疾病如糖尿病等病理变化及脏器功能状态的诊断和治疗监测提供了客观资料，具有非常重要的临床意义和价值。例如尿隐血指标，该指标是尿液异常现象中最为严重的指标之一，常规定性检查为阴性，出现隐血阳性，除了可能是组织直接损伤外，常见于各种肾炎、泌尿系统感染、泌尿系统结石等，长期出现隐血症状更是各种泌尿生殖系统恶性或良性肿瘤的前期表现，如肾肿瘤、膀胱肿瘤、输尿管肿瘤、前列腺肿瘤。因此长期跟踪尿液检测具有重要的健康价值，而实现尿液检测仪家用化就是最为有效的途径。
[0005]目前自动化尿液分析仪的应用非常普遍，技术理论成熟，具有测定项目多、检验快速、结果准确，以医院为主要应用场所。但是，其尿液收集方式均为人工手动收集，试纸也由人工取样，这种方式既带来操作上的复杂性，也造成取样材料上的浪费，对于家庭成员使用家用尿液检测仪进行自主尿液化验有许多不方便性。目前尚未有尿液取样装置方面的研究和应用成果。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的首要目的在于提供一种能够方便、简单的收集尿液，实现尿液物理性状和化学性状的自动检测的家用尿液检测仪的自动取样装置。
[0008]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种家用尿液检测仪的自动取样装置，该装置安装在坐便器座圈的下方，该装置包括可折叠式伸缩杆，其一端固定在坐便器座圈的下方，其另一端固设尿液收集盒，可折叠式伸缩杆上布设试纸传送装置，试纸传送装置向上设置试纸自动投放盒，试纸自动投放盒上开设出纸口，该出纸口位于试纸传送装置的正上方;所述尿液收集盒的底部分别设置清洗装置和排水装置，尿液收集盒位于盒底的外侧壁上安装微型摄像头，坐便器水箱的上方安装控制箱，控制箱内设置控制器，控制箱的箱体上设置按键和显示屏。
[0009]所述可折叠式伸缩杆由多个臂杆组成，相邻的两臂杆之间通过可折叠关节铰接，可折叠式伸缩杆的一端臂杆固设在坐便器座圈的下方，可折叠式伸缩杆的另一端臂杆固设尿液收集盒，每个臂杆、可折叠关节内部均设有伺服电机，所述控制器的第一信号输出端与伺服电机的信号输入端相连。
[0010]所述试纸自动投放盒内放置多个试纸，试纸自动投放盒内设置步进电机，所述控制器的第二信号输出端与步进电机的信号输入端相连。
[0011]所述清洗装置包括清水喷头和银离子灭菌喷头，所述微型摄像头为视觉传感器，所述排水装置采用电磁阀，所述控制器的的第三信号输出端分别与清水喷头、银离子灭菌喷头、视觉传感器、电磁阀的信号输入端相连;所述尿液收集盒采用高度透明材质;所述试纸为尿液8项、1项或11项常规检测试纸。
[0012]所述控制箱内部设置ZigBee无线传输模块，控制器通过ZigBee无线传输模块与外部尿液分析仪无线通讯。
[0013]本发明的另一目的在于提供一种家用尿液检测仪的自动取样装置的取样方法，该方法包括下列顺序的步骤:
(1)上电初始化，按键启动本装置，系统加载显示相关信息，包括使用说明和注意事项；判断是否开始取样，若判断结果为是，则进入下一步;否则，不动作；
(2)用户发生排尿行为，自动进行尿液收集;尿液收集完毕，判断是否开始检测，若判断结果为是，则进入下一步，否则，进入第(7)步，进行设备清洗、消毒工作；
(3)用户选择执行检测后，试纸自动投放盒自动投放一条试纸到试纸传送装置的传输带，可折叠式伸缩杆调整位置，使得尿液收集盒位于臂杆的斜下方，传输带将试纸传送至尿液收集盒内进行完全浸泡，浸泡时间由系统设定，微型摄像头开始工作，采集尿液颜色和泡沫信息；
(4)微型摄像头将尿液采集图像信息传送至控制器，进行存储和图像分析；
(5)设定的试纸浸泡时间到，传输带倒转将试纸抽拉出尿液收集盒；
(6)人工取下尿检试纸，插入外部的尿液检测仪进行光学分析，同时控制器通过ZigBee无线传输模块将图像原始数据和图像分析数据无线传输至外部尿液分析仪；
(7)确定取样工作结束后，用户通过按键执行自动清洗动作，亦可以自行手动清洗，若选择自动清洗，则臂杆转动将尿液倒入座便器，清洗喷头开始工作，清水喷头、银离子喷头依次进行，对尿液收集盒、臂杆进行清洗、消毒，清洗流程、时间由程序设定；
(8)用户选择是否收回取样装置，点击按键确定收回取样装置后，本装置自动折叠、收放于座便器座圈下方，否则系统处于等待状态；
(9)结束，用户点击结束，系统会逐步关闭各单元的电源。
[0014]由上述技术方案可知，本发明采用试纸自动投放技术，全程无人工干预，保证了取样过程的无污染、卫生和实验的准确性;采用微型摄像头对尿液的物理性状进行检测，包括尿液颜色和尿液泡沫情况;提供尿液收集盒、臂杆的自清洗装置，减少人为工作。此外，本装置配有友好的人机交互接口，包括按键和显示屏，方便人员对系统进行操作和控制。本发明是家用智能尿液检测仪系统的组成部分，既可以与研发的家用智能尿液检测仪配套使用，也可以与普通的尿液分析仪共同使用。
[0015]
【附图说明】
[0016]图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明的电路框图； 图3为本发明的方法流程图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]如图1、2所示，一种家用尿液检测仪的自动取样装置，该装置安装在坐便器座圈I的下方，该装置包括可折叠式伸缩杆2，其一端固定在坐便器座圈I的下方，其另一端固设尿液收集盒3，可折叠式伸缩杆2上布设试纸传送装置4，试纸传送装置4向上设置试纸自动投放盒5，试纸自动投放盒5上开设出纸口，该出纸口位于试纸传送装置4的正上方;所述尿液收集盒3的底部分别设置清洗装置6和排水装置7，尿液收集盒3位于盒底的外侧壁上安装微型摄像头8，坐便器水箱11的上方安装控制箱9，控制箱9内设置控制器，控制箱9的箱体上设置按键和显不屏。
[0019]如图1、2所示，所述可折叠式伸缩杆2由多个臂杆组成，相邻的两臂杆之间通过可折叠关节10铰接，可折叠式伸缩杆2的一端臂杆固设在坐便器座圈I的下方，可折叠式伸缩杆2的另一端臂杆固设尿液收集盒3，每个臂杆、可折叠关节10内部均设有伺服电机，所述控制器的第一信号输出端与伺服电机的信号输入端相连。
[0020]如图1、2所示，所述试纸自动投放盒5内放置多个试纸，试纸自动投放盒5内设置步进电机，所述控制器的第二信号输出端与步进电机的信号输入端相连。所述清洗装置6包括清水喷头和银离子灭菌喷头，所述微型摄像头8为视觉传感器，所述排水装置7采用电磁阀，所述控制器的的第三信号输出端分别与清水喷头、银离子灭菌喷头、视觉传感器、电磁阀的信号输入端相连;所述尿液收集盒3采用高度透明材质;所述试纸为尿液8项、10项或11项常规检测试纸。所述控制箱9内部设置ZigBee无线传输模块，控制器通过ZigBee无线传输模块与外部尿液分析仪无线通讯。
[0021 ]如图3所示，本方法包括下列顺序的步骤:
(1)上电初始化，按键启动本装置，系统加载显示相关信息，包括使用说明和注意事项；判断是否开始取样，若判断结果为是，则进入下一步;否则，不动作；
(2)用户发生排尿行为，自动进行尿液收集;尿液收集完毕，判断是否开始检测，若判断结果为是，则进入下一步，否则，进入第(7)步，进行设备清洗、消毒工作；
(3)用户选择执行检测后，试纸自动投放盒5自动投放一条试纸到试纸传送装置4的传输带，可折叠式伸缩杆2调整位置，使得尿液收集盒3位于臂杆的斜下方，传输带将试纸传送至尿液收集盒3内进行完全浸泡，浸泡时间由系统设定，微型摄像头8开始工作，采集尿液颜色和泡沫信息；
(4)微型摄像头8将尿液采集图像信息传送至控制器，进行存储和图像分析；
(5)设定的试纸浸泡时间到，传输带倒转将试纸抽拉出尿液收集盒3;
(6)人工取下尿检试纸，插入外部的尿液检测仪进行光学分析，同时控制器通过ZigBee无线传输模块将图像原始数据和图像分析数据无线传输至外部尿液分析仪；
(7)确定取样工作结束后，用户通过按键执行自动清洗动作，亦可以自行手动清洗，若选择自动清洗，则臂杆转动将尿液倒入座便器，清洗喷头开始工作，清水喷头、银离子喷头依次进行，对尿液收集盒3、臂杆进行清洗、消毒，清洗流程、时间由程序设定；
(8)用户选择是否收回取样装置，点击按键确定收回取样装置后，本装置自动折叠、收放于座便器座圈下方，否则系统处于等待状态；
(9)结束，用户点击结束，系统会逐步关闭各单元的电源。
[0022]本装置在尿检时通过按键自动伸出，不进行尿液取样时折叠收缩于座圈下的四周，不影响正常如厕;所述尿液收集盒3固定于臂杆前端，容量为5?10ml，长方体，由于尿液收集盒3采用高度透明材质，因此不会对图像采集造成影响；
所述控制器为主控单片机及其外围电路，用于采集用户各种输入信号和数据信息、对图像信息进行处理分析、控制执行机构和显示，执行结构包括各模块驱动电机和清洗喷头装置，单片机还负责将有用数据信息通过无线方式发送到外部尿液分析仪控制器。所述显示屏用于显示系统当前工作状态，并提供用户说明和注意事项;供电模块为主控单片机供电，为微型摄像头8以及电机、清洗装置6等执行机构供电。
[0023]综上所述，本发明采用试纸自动投放技术，全程无人工干预，保证了取样过程的无污染、卫生和实验的准确性;采用微型摄像头8对尿液的物理性状进行检测，包括尿液颜色和尿液泡沫情况;提供尿液收集盒3、臂杆的自清洗装置6，减少人为工作，能够方便、简单的收集尿液，实现尿液物理性状和化学性状的自动检测。
【主权项】
1.一种家用尿液检测仪的自动取样装置，其特征在于:该装置安装在坐便器座圈的下方，该装置包括可折叠式伸缩杆，其一端固定在坐便器座圈的下方，其另一端固设尿液收集盒，可折叠式伸缩杆上布设试纸传送装置，试纸传送装置向上设置试纸自动投放盒，试纸自动投放盒上开设出纸口，该出纸口位于试纸传送装置的正上方;所述尿液收集盒的底部分别设置清洗装置和排水装置，尿液收集盒位于盒底的外侧壁上安装微型摄像头，坐便器水箱的上方安装控制箱，控制箱内设置控制器，控制箱的箱体上设置按键和显示屏。2.根据权利要求1所述的家用尿液检测仪的自动取样装置，其特征在于:所述可折叠式伸缩杆由多个臂杆组成，相邻的两臂杆之间通过可折叠关节铰接，可折叠式伸缩杆的一端臂杆固设在坐便器座圈的下方，可折叠式伸缩杆的另一端臂杆固设尿液收集盒，每个臂杆、可折叠关节内部均设有伺服电机，所述控制器的第一信号输出端与伺服电机的信号输入端相连。3.根据权利要求1所述的家用尿液检测仪的自动取样装置，其特征在于:所述试纸自动投放盒内放置多个试纸，试纸自动投放盒内设置步进电机，所述控制器的第二信号输出端与步进电机的信号输入端相连。4.根据权利要求1所述的家用尿液检测仪的自动取样装置，其特征在于:所述清洗装置包括清水喷头和银离子灭菌喷头，所述微型摄像头为视觉传感器，所述排水装置采用电磁阀，所述控制器的的第三信号输出端分别与清水喷头、银离子灭菌喷头、视觉传感器、电磁阀的信号输入端相连;所述尿液收集盒采用高度透明材质;所述试纸为尿液8项、10项或11项常规检测试纸。5.根据权利要求1所述的家用尿液检测仪的自动取样装置，其特征在于:所述控制箱内部设置ZigBee无线传输模块，控制器通过ZigBee无线传输模块与外部尿液分析仪无线通讯。6.—种根据权利要求1所述的家用尿液检测仪的自动取样装置的取样方法，该方法包括下列顺序的步骤: (1)上电初始化，按键启动本装置，系统加载显示相关信息，包括使用说明和注意事项；判断是否开始取样，若判断结果为是，则进入下一步;否则，不动作； (2)用户发生排尿行为，自动进行尿液收集;尿液收集完毕，判断是否开始检测，若判断结果为是，则进入下一步，否则，进入第(7)步，进行设备清洗、消毒工作； (3)用户选择执行检测后，试纸自动投放盒自动投放一条试纸到试纸传送装置的传输带，可折叠式伸缩杆调整位置，使得尿液收集盒位于臂杆的斜下方，传输带将试纸传送至尿液收集盒内进行完全浸泡，浸泡时间由系统设定，微型摄像头开始工作，采集尿液颜色和泡沫信息； (4)微型摄像头将尿液采集图像信息传送至控制器，进行存储和图像分析； (5)设定的试纸浸泡时间到，传输带倒转将试纸抽拉出尿液收集盒； (6)人工取下尿检试纸，插入外部的尿液检测仪进行光学分析，同时控制器通过ZigBee无线传输模块将图像原始数据和图像分析数据无线传输至外部尿液分析仪； (7)确定取样工作结束后，用户通过按键执行自动清洗动作，亦可以自行手动清洗，若选择自动清洗，则臂杆转动将尿液倒入座便器，清洗喷头开始工作，清水喷头、银离子喷头依次进行，对尿液收集盒、臂杆进行清洗、消毒，清洗流程、时间由程序设定； (8)用户选择是否收回取样装置，点击按键确定收回取样装置后，本装置自动折叠、收放于座便器座圈下方，否则系统处于等待状态； (9)结束，用户点击结束，系统会逐步关闭各单元的电源。
【文档编号】G01N1/20GK105954066SQ201610304765
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】孙少明, 邵东升, 彭伟, 占礼葵, 孙怡宁, 张茹斌
【申请人】中科院合肥技术创新工程院