一种智能尿样/粪便采集器的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域医疗检验使用的体液采集装置，尤其涉及一种智能尿样 /粪便采集器。

背景技术：

化验大小便是医院检查的常规项目。目前，医院在采集患者尿样时，一般是患者先到化验窗口领取一次性带把手的透明塑料杯，患者到厕所排尿至塑料小杯，由于塑料杯较小，患者采尿时极易溅到手上。另外，为了获得更精确真实的检验结果，需要患者在留取尿样时，选取中段尿，目前常用的塑料杯无法做到采集中段尿。患者端着盛着尿样的塑料小杯，交到化验窗口，护士再将塑料小杯中的尿样倒到化验用的试管中。

在这个过程中，会遇到以下不便或尴尬等等：女性患者由于生理构造，身体虚弱的患者、行动不便的老年人和残疾人由于身体稳定性较差，往往会无法顺利准确地排尿到塑料小杯中，尿样也会弄脏手和衣裤。将盛着尿样的塑料小杯端到化验窗口的过程中，要穿越拥挤的走廊，不小心泼洒出来的话，既污染环境又容易造成纠纷，还需要重新采集尿样，会耽误不少时间。护士将塑料小杯中的尿样倒到化验用的试管的过程中，容易泼洒出来，污染工作台，多余的尿样即使丢弃在化验室的垃圾桶内，散发的气味也会污染空气。整个采集尿样过程的环节较多，每个环节涉及的因素较复杂，使用上不方便。

大便取样比小便更麻烦，一般是患者先到化验窗口领取一次性的直径约3厘米的有盖塑料圆盒和一根取样管。为了防止样品被污染，大便不能从便池和坐便器里取，不能从尿不湿里取，不能被尿样污染。现在家庭和公共场所的厕所多是冲落式、虹吸式和半虹吸式，从上面看便器里面有水积在里面，水位的变化取决于坐便器底部存水弯(U型弯)的结构，这是为了封堵下水管道中的臭气。但是，为化验大便取样的时候，粪便落入水中就无法再取样，只有不使用坐便器，排在旧报纸或者塑料袋上。没有合适的取样工具，粪便很容易污染到手上。取样完毕以后还要处理剩余的粪便，非常不方便，流行病患者的排泄物还容易造成二次污染和扩散。

大便检验的科目不同，所需粪便的量也不同。在粪便潜血检查中，采集的粪便的量一般以 5-20毫克，而在肿瘤标志物和粪便中检测脱落肿瘤细胞则需要0.1-0.5g粪便，需要至少粪便潜血检查约50倍的量。粪便的软硬、形态、选有脓血粘液等病理部分取样检查等，都决定最后取样的工作必须由人手工完成。而且市场上有各种内带稀释液、密封旋盖的一次性粪便采集处理管，这部分工作并不在本实用新型范围之内。

技术实现要素：

为解决目前存在的上述问题，本实用新型提出一种患者能独立地完成整个采集尿样粪便的过程，安全可靠，操作简单易懂，尽量少地使用耗材，避免污染环境，不会弄脏手和衣裤的技术方案。本实用新型的目的是为患者提供方便、安全、卫生、智能的尿样和粪便的采集装置，即一种新型的坐便器圈附加装置，可以坐在坐便器上就完成采集，采集完成后的尿和粪都可以被坐便器冲走。同时兼顾中国医院检验科多样化的管理流程，在不影响医院的管理流程前提下，提高医院化验工作的效率，改善工作环境。

本实用新型提出了一种智能尿样/粪便采集器，其包括主机、采集器、控制器。

其中，所述采集器为采尿器或采粪器。所述采集器的末端设置一长条状的杯柄，所述杯柄上设有滑槽。

其中，所述主机为一盒状结构，如扁平盒状，其内部设有执行器，所述执行器与所述控制主板连接；所述执行器连接关节轴承；所述关节轴承与伸缩转轴的一端相连,所述伸缩转轴可绕关节轴承为圆心做上下左右旋转以及绕所述伸缩转轴的轴线旋转。所述伸缩转轴的轴向长度可伸缩。

所述伸缩转轴设有凹槽。所述凹槽与所述滑槽相互配合，使所述采集器与所述伸缩转轴可拆卸地连接。所述凹槽可开设在伸缩转轴的中央或轴心中，也可以开设在伸缩转轴的轴壁上。

其中，所述控制器控制执行器管理伸缩转轴的运动。所述控制器内置控制主板并外接电源；所述控制主板与执行器连接。所述控制器连接在所述主机上，其表面设置有控制所述执行器和所述伸缩转轴的准备按钮。所述准备按钮与所述控制主板连接。

其中，所述与伸缩转轴连接的采集器在所述执行器的控制下，可以绕关节轴承为圆心，在水平面上左右摆动，在矢状面上旋转，在冠状面上旋转。

其中，所述执行器可以一个或多个执行器。在一具体实施方案中，所述执行器包括第一执行器、第二执行器、第三执行器。第一执行器驱动伸缩转轴，绕其轴线旋转。第二执行器驱动伸缩转轴在矢状面上旋转。第三执行器驱动伸缩转轴在冠状面上旋转。所述执行器为微型电机。

其中，所述采尿器为中部向下凹陷的杯体结构。其中，所述采尿器的杯壁上设置有溢尿孔。

其中，所述采尿器的杯口处向外延展形成接尿平台。所述接尿平台向所述采尿器的杯口倾斜。所述采尿器的接尿平台设有倒尿口。

本实用新型中，所述伸缩转轴外壁上设有喷水孔；所述喷水孔与所述控制主板连接，并外接进水管；所述控制器上设置有用于控制喷水孔的清洗按钮；所述清洗按钮与所述控制主板连接。

本实用新型中，所述进一步包括红外感应器，所述红外感应器与所述控制主板连接。

本实用新型可以专门采集中段尿样，满足医学检查的需求。本实用新型中，所述伸缩转轴上有重力感应器，当感知到重量变化时，控制主板控制伸缩转轴的旋转做出相应调整。排完前段尿后，按下采尿按钮，采尿器开始水平来回摆动采中段尿，重力感应器感知到尿样的重量后，采尿器自动停止摆动，停留在当前位置以更有效地采到中段尿；当重力感应器感知到中段尿达到足够重量时，采尿器摆动至一侧，结束采尿。

本实用新型中，所述控制器上设置有用于控制伸缩转轴旋转的倒尿按钮。

本实用新型中，所述关节轴承联动所述伸缩转轴可上下左右旋转以及绕所述伸缩转轴的轴线旋转。

本实用新型中，所述伸缩转轴可伸缩以调节长度，升降采尿器或采粪器。

本实用新型中，所述控制器上设置有喇叭，所述喇叭与所述控制主板连接。

本实用新型中，所述采集器为采尿器、采粪器。完成采尿或采粪之后，采粪器或者采尿器可以手工摘下废弃，也可以在主机控制器的按钮控制下，连接部和驱动部自动脱离，从连接部自动脱卸下来。

本实用新型中，所述采粪器为可移除的、水溶性材质制成的部件。采粪器在移除之后，带着粪便的采粪器可以在坐便器中被冲走。一具体实施方案中，采粪完毕，伸缩转轴联动采粪器向上抬起后，手动抽出该采粪器，将其废弃在坐便器的水中被冲走。

本实用新型在使用中，可以处理粪便干硬或是满足需要稀释的医学检查要求，伸缩转轴杆上设有喷水孔，可以喷出少量水，软化或稀释粪便。所述喷水孔与所述控制主板连接，并外接进水管，所述控制器上设置有用于控制所述喷水孔的清洗按钮。

本实用新型进一步包括一个取粪勺，不需要用较大的力就可以插入到粪便中，可收获足够的量用于检查的样本收集工具。所述取粪勺包括相互连接的手柄以及可弹性变形的取粪圈。其中，取粪圈为薄板构件弯曲成一定弧度，细长的结构处为手柄。

本实用新型中，还可以用一个单片机来程序控制一个或两个以上执行器。伸缩转轴连接的采尿器或采粪器在主机控制下，可以在水平面、矢状面和冠状面上旋转。

本实用新型中，进一步地，在采集器(包括采尿器和采粪器)里可以放置一定的免疫检查装置，例如可以利用抗原抗体反应显色，通过观察容器的某一小观察窗的颜色变化来进行检查正常或者异常的判读。

本实用新型提出的智能尿样/粪便采集器，可以作为独立电器装置安装在坐便垫圈下，也可以和坐便垫圈合并成为一体。本实用新型结构新颖巧妙，提供一种方便、安全、卫生、智能的尿样和粪便的采集装置，安全可靠，避免污染，清洁又方便，有广泛良好应用前景。

附图说明

图1为本实用新型智能尿样/粪便采集器的结构及采尿使用状态示意图。

图2为本实用新型智能尿样/粪便采集器的结构及采粪使用状态示意图。

图3为本实用新型智能尿样/粪便采集器侧面结构示意图。

图4为本实用新型智能尿样/粪便采集器中伸缩转轴侧面结构图。

图5为本实用新型智能尿样/粪便采集器中采尿器结构图。

图6为本实用新型智能尿样/粪便采集器中采尿/采粪以及采尿/倒尿时的伸缩转轴结构示意图。A为侧视图，表示采尿/采粪时的伸缩转轴结构。B为正视图，表示采尿/倒尿时的伸缩转轴结构。

图7为本实用新型智能尿样/粪便采集器中采粪器结构图。A为侧视图，B为俯视图。

图8为本实用新型智能尿样/粪便采集器中取粪勺的结构示意图。

图9为用取粪勺把粪便样品放入样品盒的示意图。

图10本实用新型智能尿样/粪便采集器中控制器面板的结构示意图。

图11本实用新型智能尿样/粪便采集器中与伸缩转轴的凹槽相连的采集器滑槽结构示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。

图1-图11中，A-主机；B-采尿器；C-采粪器；D-控制器；0-人体；1-伸缩转轴；2-电源线；3-进水管；4-坐便器；5-坐便垫圈；6-滑槽；7-采尿器前端；8-倒尿口；9-采尿器两侧； 10-采尿器边缘；11-红外感应器；12-重力感应器；13-关节轴承；14-采粪位置；15-粪便；16- 尿样；17-喷水孔；18-采粪器挡板；19-采粪部前端；20-采粪部两侧；21-触摸式操作面板； 22-取粪圈；23-取粪圈重叠部；24-取粪圈中空部；25-手柄；26-采尿位置；27-倒尿位置；28- 凹槽；29-溢尿孔；30-取粪勺；31-男性排尿位置；32-女性排尿位置；33-控制主板；34-第一执行器；35-第二执行器；36-第三执行器；37-推杆电机。

本实用新型提出的智能尿样/粪便采集器，如图1-2，其包括主机A、采尿器B或采粪器C、控制器D三部分。具体如下：

(1)主机A：接受控制器D电信号，联动采尿器B或采粪器C。

a.主机A连接进水管3，供伸缩转轴1清洁用。

b.主机A连接电源2，供伸缩转轴1伸缩和旋转、红外感应器11以及与主机A连成一体的控制器D使用。

c.如图4、6，主机A为一盒形结构，其内部设有三个执行器。第一执行器34、第二执行器35、第三执行器36和推杆电机37。执行器为微型电机。执行器34-36连接关节轴承13，执行器34-36及推杆电机37与控制主板33连接，推杆电机37与伸缩转轴1相连。第一执行器34驱动伸缩转轴1，绕其轴线旋转，联动采集器在水平面上旋转。第二执行器35驱动伸缩转轴1在矢状面上旋转，联动采集器在矢状面上旋转。第三执行器36驱动伸缩转轴1在冠状面上旋转，联动采集器在冠状面上旋转。推杆电机37驱动伸缩转轴1伸出或收缩，联动采集器下降或上升。

d.主机A下方正中央连接伸向坐便器排水口的伸缩转轴1，其中央设固定采集器的凹槽 28，如图11。

e.伸缩转轴1绕其轴线旋转,联动采尿器B在水平面上来回摆动(约40度)，更有效地采集到尿样，如图1。

f.伸缩转轴1以关节轴承为圆心，以伸缩转轴为半径，联动采粪器C从采尿位置26旋转 (约30度)至采粪位置14；从采粪位置14旋转(约30度)复位至采尿位置26，如图6A。

g.伸缩转轴1以关节轴承为圆心，以伸缩转轴为半径，联动采尿器B从采尿位置26顺时针旋转(约40度)至倒尿位置27，联动采尿器B倒出剩余尿样，然后联动采尿器B从倒尿位置27逆时针方向旋转(约40度)复位至采尿位置26，如图6B。

h.伸缩转轴1可以伸缩。向下伸出，联动采尿器B至采尿位置，或联动采粪器C至采粪位置；向上收缩，联动采尿器B进行倒尿、清洗或联动采粪器C进行复位、清洗，如图6B。

i.伸缩转轴1表面设清洗喷水孔17，供采尿或采粪结束后清洁用，如图4。

j.伸缩转轴1内设重力感应器12，当感知到尿样足够多时，伸缩转轴1联动采尿器B转动至一边，结束采尿。

k.关节轴承13联动伸缩转轴1，处于矢状面上后方位置时采尿，处于前方位置时采粪，如图4、图6A。

l.关节轴承13联动伸缩转轴1，处于冠状面上左方位置时倒尿，处于垂直位置时采尿，如图6B。

m.主机A面向人体设红外感应器11，感知到人体就坐，并按“采尿”按钮后，联动伸缩转轴1水平来回旋转带动采尿器B采集尿样；感知到人体离开，并按“倒尿”按钮后，联动伸缩转轴1向上收缩，并顺时针旋转带动采尿器B倒出尿样，如图1，图6B。

n.主机A面向人体设红外感应器11，感知到人体就坐，联动伸缩转轴1旋转，联动采粪器C至采粪位置14采集粪便，如图4。

(2)采尿器B：采集并暂时储存尿样。

a.按下采尿的“准备”按钮，伸缩转轴1在电机带动下伸出，将采尿器B背面的滑槽6 插入伸缩转轴1的凹槽28，如图11。

b.如图3、图5，采尿器B两侧9略向内侧倾斜，更有效地采集到女性尿样，匹配于女性排尿位置32；前端7较多地向前方延展并略上翘，更有效地采集到男性尿样，匹配于男性排尿位置31；右侧设倒尿口8，方便倒尿；进一步地，沿采尿器B边缘10有一圈凸起，更有效地采集到尿样。

c.采尿器B的壁上设溢尿孔29。当尿样面高于溢尿孔29的高度时，将从溢尿孔29溢出，避免尿样过多，倒尿时泼洒出来。溢尿孔29可一个或多个，如图5。

d.排尿时，红外感应器11感知到人体就坐，并按下“采尿”按钮后，伸缩转轴1联动采尿器B水平来回摆动(约40度范围内)，更有效地采集到尿样，如图1。

e.排尿结束后，红外感应器11感知到人体离开，并按下“倒尿”按钮后，伸缩转轴1 向上收缩，从采尿位置26顺时针垂直旋转(约40度)至倒尿位置27，联动采尿器B倒出剩余尿样，如图4、图6B。顺时针垂直旋转是考虑到大多数人习惯用右手拿试管。

f.按下采尿的“清洗”按钮，喷水口17出水清洗伸缩转轴1，然后收缩回主机A中。

(3)采粪器C：采集并暂时储存粪便。

a.按下采粪的“准备”按钮，伸缩转轴1在电机带动下伸出，将采粪器C背面的滑槽6 插入伸缩转轴1的凹槽28，如图11。

b.人体就坐坐便器上，人体红外感应器11感知到人体就坐后，联动伸缩转轴1转动至采粪位置14，如图4。

c.如图7中的A，B所示，采粪器C包括采粪器挡板18、采粪部前端19、采粪部两侧20；采粪器C采粪部前端19、采粪部两侧20略扩大，两侧设采粪部挡板18，便于更容易采到粪便。

d.如图8、9，取粪勺30设取粪圈22，中空部24取便，有手柄25；取粪圈22包括取粪圈重叠部23和取粪圈中空部24。

e.排便完毕，起身。

f.如果粪便比较干，按下“加水”按钮，喷水口17喷出少量水，软化粪便。

g.用取粪勺30挖取少量粪便，转移到医院的样品盒中。如图8、9，把取粪勺30的手柄 25垂直于盒底部，垂直按下，把样品从取粪圈22中挤出，废弃取粪勺30。

h.按下“复位”按钮，伸缩转轴1向上收缩，联动采粪器C沿滑槽6向上抬起后，手动抽出废弃在坐便器的水中被冲走。

i.按下“清洗”按钮，喷水口17出水清洗伸缩转轴1，然后收缩回主机A中。

(4)控制器D：接受指令，控制采集尿样/粪便的过程。

a.控制器D与主机A连成一体，如图1-2。

b.如图10，触摸式操作面板21，设置“准备”、“采尿”、“倒尿”、“清洗”四个按钮，并有音声同步提示，方便操作，用于采集尿样；设置“准备”、“加水”、“复位”、“清洗”四个按钮，并有音声同步提示，方便操作，用于采集粪便。

本实用新型的工作原理：

如图4、6、10，控制器D触摸式操作面板21发出的电信号至主机内部控制主板33。控制主板33连接第一执行器34、第二执行器35、第三执行器36，通过关节轴承13联动伸缩转轴 1，分别完成三项功能：

(一)绕伸缩转轴的轴线旋转(左右各约20度)，联动采尿器B在水平面上左右摆动(约 40度)。

(二)以关节轴承为圆心，以伸缩转轴为半径,在矢状面上向上旋转(约30度)，联动采粪器C从采尿位置26旋转(约30度)至采粪位置14；在矢状面上向下旋转(约30度)，从采粪位置14旋转(约30度)复位至采尿位置26。

(三)以关节轴承为圆心，以伸缩转轴为半径，在冠状面上顺时针旋转(约40度)，联动采尿器B从采尿位置26顺时针方向旋转(约40度)至倒尿位置27；在冠状面上逆时针旋转(约40度)，联动采尿器B从倒尿位置27逆时针方向旋转(约40度)复位至采尿位置26。

主机内部控制主板33连接推杆电机37，完成伸缩转轴1伸缩：向下伸出，联动采尿器B 至采尿位置26或联动采粪器C至采粪位置14；向上收缩，联动采尿器B进行倒尿、清洗或联动采粪器C进行复位、清洗。

本实用新型的使用步骤，如下：

在一具体实施例中，采集尿样的过程：

1)患者到化验窗口领取装尿样的试管和采尿器。

2)患者到厕位，按“准备”按钮，伸缩转轴向下伸出，语音提示“请将采尿器背面的滑槽下端与转轴的凹槽上端对齐，插到底”，伸缩转轴联动采尿器转向一侧，避免采到初段尿。

3)语音提示“请就坐后排尿”，红外感应器感应到人体就坐后，语音提示“请按‘采尿’按钮采集中段尿”，采尿器水平来回摆动，重力感应器感知到尿样的重量时，采尿器停止摆动，更有效地采集中段尿样。

4)当重力感应器感知到中段尿样已足够时，采尿器摆动至一侧，结束采尿。

5)语音提示“排尿结束后，请起身”。

6)红外感应器感知到人体离开，并按下“倒尿”按钮后，伸缩转轴向上收缩，语音提示“请将试管口对准采尿器的倒尿口，然后按‘倒尿’按钮”，采尿器从采尿位置顺时针垂直旋转(约40度)至倒尿位置，联动采尿器倒出尿样至试管。

7)语音提示“倒尿结束后，请拔出采尿器丢弃到垃圾桶，然后按‘清洗’按钮”，手动抽出采尿器废弃在废物筐中，伸缩转轴逆时针旋转复位。喷水孔喷水清洗伸缩转轴。

在一具体实施例中，采集粪便的过程：

1)患者到化验窗口领取采粪器、取粪勺和装粪便的小杯。

2)患者到厕位，按“准备”按钮，伸缩转轴向下伸出，语音提示“请将采粪器背面的滑槽下端与转轴的凹槽上端对齐，插到底”。

3)语音提示“请就坐后排便”，红外感应器感应到人体就坐后，伸缩转轴转动至采粪位置。

4)语音提示“排便结束后，请起身，用取粪勺取粪便至装样品的小杯”。用取粪勺挖取粪便，转移到医院的样品盒中，把取粪勺的手柄垂直于盒底部，垂直按下，把样品从取粪圈中挤出。废弃取粪勺到垃圾桶里。

5)红外感应器感应到人体离开坐便器后，语音提示“若粪便较硬，请按‘加水’按钮软化粪便后，再取便。”

6)语音提示“取便结束后，请按‘复位’按钮”，伸缩转轴收缩联动采粪器向上抬起后，手动抽出废弃在坐便器的水中被冲走。伸缩转轴转动至采尿位置，喷水孔喷水清洗伸缩转轴。

本实用新型提出的智能尿样/粪便采集器，根据患者的实际需求，可以选择在伸缩转轴1 上连接采尿器B或采粪器C。根据实际需求不同，本实用新型中的主机A上还可以直接设置两个伸缩转轴1，同时设有采尿器B和采粪器C，如图3。

本实用新型中的执行器和关节轴承为现有技术，在机器人腕关节等领域应用较广，稍加改造就可应用于本实用新型的技术方案中。

本实用新型的内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。