CN108562458B - 自动取样装置及智能便器 - Google Patents

Abstract

一种自动取样装置，包括：取样器，用于对固态物和/或液态物进行采集与储存；承载座，设有至少一个收纳仓，所述收纳仓用于承载所述取样器；取样驱动单元，用于自所述承载座取放所述取样器，并驱动所述取样器采集所述固态物和/或所述液态物。一种智能便器，包括便器本体及所述自动取样装置，所述自动取样装置设置于所述便器本体上。本发明提供的自动取样装置及智能便器具有自动取样与保存能力，避免重复取放取样器造成的劳动负担，实现对排泄物的自动无害收集，减少对操作者的污染威胁。

Description

自动取样装置及智能便器

技术领域

本发明属于取样技术领域，具体地来说，是一种自动取样装置及智能便器。

背景技术

取样器是一种取样设备，被广泛应用于生活生产的各个领域。针对不同行业领域，取样器发展出不同种类，包括粉末取样器、烟气取样器、矿浆取样器等众多形式。

在医疗应用场合，例如是排泄物的取样过程，多仍采用手动方式。手动方式容易发生倾倒打翻，对环境造成污染。现有的排泄物取样器仍然十分匮乏，难以满足迅速增长的检验需要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种自动取样装置及智能便器，具有自动取样与保存能力，有效地提高取样保存过程的自动化与智能化程度。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种自动取样装置，包括：

取样器，用于对固态物和/或液态物进行采集与储存；

承载座，设有至少一个收纳仓，所述收纳仓用于承载所述取样器；

取样驱动单元，用于自所述承载座取放所述取样器，并驱动所述取样器采集所述固态物和/或所述液态物。

作为上述技术方案的改进，所述承载座能够实现圆周运动，所述收纳仓沿所述承载座的旋转圆周分布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述取样驱动单元包括圆周运动机构与直线运动机构，所述直线运动机构设置于所述圆周运动机构上，所述直线运动机构上设有夹持器，所述夹持器用于夹持所述取样器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述圆周运动机构包括安装本体与设置于所述安装本体上的驱动源，所述驱动源用于驱动所述直线运动机构旋转地保持于所述安装本体上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述直线运动机构包括摆臂本体及用于驱动所述夹持器直线运动的驱动源，所述摆臂本体设置于所述圆周运动机构上，所述夹持器可直线运动地保持于所述摆臂本体上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述摆臂本体上设有传动轮组及张紧于所述传动轮组上的挠性件，所述夹持器与所述挠性件连接，所述驱动源用于驱动所述传动轮组旋转。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹持器包括气路连通的气泵与吸附端，所述吸附端用于吸附所述取样器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述取样器包括取样器本体，所述取样器本体上设有固相取样组和/或液相取样组，所述固相取样组包括抓取头与第一容纳仓，所述液相取样组包括吸液头与第二容纳仓。

作为上述技术方案的进一步改进，所述抓取头可滑动地顶紧于所述取样器本体，所述抓取头远离所述取样器本体的一端具有开口腔体，所述吸液头由所述抓取头驱动而可滑动地使所述第二容纳仓内形成负压腔，所述吸液头两端分别连通所述液态物与所述负压腔。

一种智能便器，包括便器本体及以上任一项所述的自动取样装置，所述自动取样装置设置于所述便器本体上。

本发明的有益效果是：

设置取样器、承载座与取样驱动单元，利用承载座实现取样器的集中收纳，并利用取样驱动单元驱动取样器进行自动取样及送料，避免重复取放取样器造成的劳动负担，实现对排泄物的自动无害收集，减少对操作者的污染威胁。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的自动取样装置的第一轴测结构示意图；

图2是本发明实施例提供的自动取样装置的第二轴测结构示意图；

图3是本发明实施例提供的自动取样装置的局部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的自动取样装置的取样器的剖视结构示意图；

图5是本发明实施例4提供的智能便器的剖视结构示意图。

主要元件符号说明：

1000-智能便器，0100-自动取样装置，0110-承载座，0111-收纳仓，0112-固定臂，0120-取样驱动单元，0121-圆周运动机构，0121a-安装本体，0121b-第一驱动源，0122-直线运动机构，0122a-摆臂本体，0122b-第二驱动源，0122c-第一传动轮，0122d-第二传动轮，0122e-挠性件，0123-夹持器，0123a-气泵，0123b-吸附端，0123c-管端套筒，0130-取样器，0131-取样器本体，0131a-第一本体，0131b-第二本体，0131c-第三本体，0131d-限位螺套，0131e-第一仓盖，0132-固相取样组，0132a-抓取头，0132b-弹性元件，0132c-第一容纳仓，0133-液相取样组，0133a-第二容纳仓，0133b-第二仓盖，0133c-吸液头，0200-便器本体。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对自动取样装置及智能便器进行更全面的描述。附图中给出了自动取样装置及智能便器的优选实施例。但是，自动取样装置及智能便器可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对自动取样装置及智能便器的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在自动取样装置及智能便器的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～2，本实施例提供一种自动取样装置0100，该自动取样装置0100包括取样器0130、承载座0110与取样驱动单元0120，用于实现固态物和/或液态物的自动采集与储存，提高取样过程的自动化程度。以下对该自动取样装置0100的具体构造进行详细介绍。

承载座0110设有至少一个收纳仓0111，该收纳仓0111用于承载取样器0130，使承载座0110具有集中收纳功能，提高取样效率。示范性地，收纳仓0111与取样器0130具有一一对应之关系，形成相互独立的收容空间，贴合地容纳取样器0130。示范性地，不同的收纳仓0111之间可具有不同的轮廓，对应于不同类型的取样器0130，提供多元复合应用。

其中，承载座0110具有运动能力，实现其上不同的取样器0130之间的切换。承载座0110的运动形式众多，即如链式传递、环形传递等类型。优选地，承载座0110能够实现圆周运动，收纳仓0111沿承载座0110的旋转圆周分布。示范性地，承载座0110具有圆盘形状，由驱动电机驱动而旋转。示范性地，承载座0110的旋转轴向与铅垂方向重合。示范性地，复数个收纳仓0111沿承载座0110的圆周均匀分布，随承载座0110的旋转而实现不同收纳仓0111的位置切换，使对应的收纳仓0111进入对应的取放工位。

进一步地，承载座0110包括与收纳仓0111对应设置的固定臂0112。固定臂0112可旋转开合地保持于承载座0110上，以便用户对取样器0130进行快速的取放。

取样驱动单元0120用于自承载座0110取放取样器0130，并驱动取样器0130采集固态物和/或液态物。进一步说明，取样驱动单元0120兼具夹持功能与运动功能。其中，夹持功能可通过夹爪、套管、吸附等形式实现，使取样器0130稳固地保持于取样驱动单元0120上。其中，运动功能可通过圆周运动、直线运动等运动方式或其中数者的复合运动实现。

示范性地，取样驱动单元0120自承载座0110获取对应的取样器0130，随即将该取样器0130移动至取样目标所在区域，进而驱动该取样器0130接近取样目标而执行采集动作。完成采集后，取样驱动单元0120将该取样器0130送回承载座0110，使取样器0130进入对应的收纳仓0111，结束一个取样流程。

取样器0130用于对固态物和/或液态物进行采集与储存，即言，取样器0130至少具有一种相态样品的取样与保存能力。示范性地，取样器0130为固态物取样器，并设有容纳仓，用于采集并保存固态物。示范性地，取样器0130为液态物取样器，并设有容纳仓，用于采集并保存液态物。示范性地，取样器0130为复合式取样器，可同时采集固态物与液态物。请结合参阅图3～4，示范性地，取样器0130设有用于保存固态物的第一容纳仓0132c及用于保存液态物的第二容纳仓0133a，第一容纳仓0132c与第二容纳仓0133a相互独立而实现分区保存。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种具有改进结构的自动取样装置0100，其区别在于取样驱动单元0120的具体构造。以下仅对区别之处进行详细介绍，其余在实施例1中已述之处，此处不再赘述。

请结合参阅图1～2，在本实施例中，取样驱动单元0120包括圆周运动机构0121与直线运动机构0122。其中，直线运动机构0122设置于圆周运动机构0121上，可随圆周运动机构0121一并实现圆周运动；直线运动机构0122上设有夹持器0123，夹持器0123用于夹持取样器0130并可随直线运动机构0122一并实现直线运动。

可见，夹持器0123可实现圆周运动与直线运动的复合运动。夹持器0123的夹持功能可通过夹爪、套管、压力吸附、磁性吸附等形式实现，以便对取样器0130进行快速取放。在复合运动方式下，取样器0130可轻易到达任意区域，实现对任意取样目标的采集。补充说明，该复合运动进一步驱动取样器0130接近取样目标，形成所需的作用力或压力差，从而实现对固态物或液态物的快速采集。

示范性地，圆周运动机构0121包括安装本体0121a与设置于安装本体0121a上的第一驱动源0121b。其中，直线运动机构0122可旋转地保持于安装本体0121a上，第一驱动源0121b用于驱动直线运动机构0122旋转。第一驱动源0121b的形式众多，包括伺服电机、步进电机、液压马达等类型。

示范性地，直线运动机构0122包括摆臂本体0122a及设置于摆臂本体0122a上的第二驱动源0122b。其中，摆臂本体0122a设置于圆周运动机构0121上，受第一驱动源0121b驱动而旋转。第二驱动源0122b用于驱动夹持器0123直线运动，使夹持器0123可直线运动地保持于摆臂本体0122a上。第二驱动源0122b的形式众多，包括伺服电机、步进电机、液压马达等类型。

示范性地，摆臂本体0122a上设有传动轮组及张紧于传动轮组上的挠性件0122e。其中，传动轮组至少包括第一传动轮0122c与第二传动轮0122d，挠性件0122e依次张紧于第一传动轮0122c与第二传动轮0122d，形成挠性传动关系。

其中，挠性传动关系，是一种常见的机械传动，通常由两个或多个传动轮与挠性件0122e组成，通过挠性件0122e在传动轮之间传递运动与动力。根据挠性件0122e的类型，挠性传动主要有带传动、链传动和绳传动，传动轮分别为带轮、链轮和绳轮，挠性件0122e分别为传动带、传动链和传动绳。换言之，第一传动轮0122c与第二传动轮0122d包括链轮、带轮或绳轮中的一种。相应地，导向轮亦包括链轮、带轮或绳轮中的一种，并与挠性件0122e的类型对应。

夹持器0123与挠性件0122e连接，第二驱动源0122b用于驱动第一传动轮0122c旋转。第一传动轮0122c驱动挠性件0122e与第二传动轮0122d运动，以挠性传动实现运动传递。随挠性件0122e的运动，夹持器0123得以实现直线运动。

示范性地，夹持器0123包括气路连通的气泵0123a与吸附端0123b，吸附端0123b用于吸附取样器0130。即言，在气泵0123a的作用下，吸附端0123b形成负压，使取样器0130被吸附于吸附端0123b。进一步地，吸附端0123b并设有管端套筒0123c，以套接方式夹持于取样器0130的端部，形成对取样器0130的运动约束。应当理解，气泵0123a的安装位置多样，例如与吸附端0123b固定连接(设置于直线运动机构0122上)、与吸附端0123b具有相对运动(设置于直线运动机构0122之外)等类型。

实施例3

在实施例1或2的基础上，本实施例提供一种具有改进结构的自动取样装置0100，其区别在于取样器0130的具体构造。以下仅对区别之处进行详细介绍，其余在实施例1或2中已述之处，此处不再赘述。

请结合参阅图3～4，在本实施例中，取样器0130包括取样器本体0131，取样器本体0131上设有固相取样组0132与液相取样组0133中的至少一者。固相取样组0132包括抓取头0132a与第一容纳仓0132c，抓取头0132a用于抓取固态物，第一容纳仓0132c用于保存固态标样；液相取样组0133包括吸液头0133c与第二容纳仓0133a，吸液头0133c用于吸取液态物，第二容纳仓0133a用于保存液态标样。

示范性地，取样器0130具有复合式结构，实现对固态物与液态物的一体式取样与保存。抓取头0132a可滑动地顶紧于取样器本体0131，抓取头0132a远离取样器本体0131的一端具有开口腔体，吸液头0133c由抓取头0132a驱动而可滑动地使第二容纳仓0133a内形成负压腔，吸液头0133c两端分别连通液态物与负压腔。

其中，取样器本体0131用于安装固相取样组0132与液相取样组0133。示范性地，取样器本体0131包括第一本体0131a、第二本体0131b与第三本体0131c。抓取头0132a、吸液头0133c与第二容纳仓0133a均设置于第一本体0131a上，形成一体结构。第二本体0131b设置于第二容纳仓0133a远离第一本体0131a的一端，与管端套筒0123c形成套接关系，便于夹持器0123进行夹持取放。

第三本体0131c用于固定于收纳仓0111内，同时具有筒体构造，与第一本体0131a包围而成第一容纳仓0132c。第一本体0131a可随夹持器0123运动而与第三本体0131c分离或接合，实现取样器0130的分离取样或接合保存。

进一步地，第一本体0131a接近第三本体0131c的一侧设有第一仓盖0131e。第一仓盖0131e与第一本体0131a具有可分离结构，同时第一仓盖0131e与第三本体0131c进一步包围第一容纳仓0132c，并实现第一容纳仓0132c与第二容纳仓0133a的分离，便于对固态物与液态物分别送检。

示范性地，吸液头0133c设置于抓取头0132a上，随抓取头0132a一并运动。吸液头0133c具有贯穿其两端的中空腔，两端开口分别连通液态物与负压腔。其中，负压腔可以是第二容纳仓0133a的局部或全体区域。随抓取头0132a之运动，吸液头0133c使负压腔得以形成。负压腔的气压小于液态物表面压力，使中空腔的两端开口之间形成负压，以迫使液态物沿中空部流动。

负压腔的形成方式众多，仅举数例示范。示范性地，原始状态的第二容纳仓0133a保持真空密闭，端部开口并以第二仓盖0133b封闭。吸液头0133c以针扎管形式刺破第二仓盖0133b，使第二容纳仓0133a通过中空腔与液态物实现连通，第二容纳仓0133a整体形成负压腔。补充说明，第二仓盖0133b由弹性材料制成，刺破后弹性作用自行收缩而封闭。另一种示范，吸液头0133c以活塞杆方式实现，以活塞推拉方式于第二容纳仓0133a内形成负压腔，活塞杆的中空腔两端开口连通第二容纳仓0133a与液态物。

示范性地，第一本体0131a接近第二本体0131b的一侧设有限位螺套0131d。限位螺套0131d用于实现第二容纳仓0133a与第一本体0131a的紧固与分离，便于第二容纳仓0133a的装配取样与分离送检。

示范性地，抓取头0132a与第一本体0131a之间设有弹性元件0132b，用于实现抓取头0132a的快速复位。弹性元件0132b的弹性力与抓取头0132a的滑动方向平行，形成弹性牵引作用。弹性元件0132b的类型众多，包括复位弹簧等不同种类。

实施例4

请结合参阅图1～5，本实施例提供一种智能便器1000，包括便器本体0200及实施例1～3任一者所介绍的自动取样装置0100，自动取样装置0100设置于便器本体0200上。示范性地，承载座0110与安装本体0121a设置于便器本体0200上，取样器0130一一设置于收纳仓0111内，提供一种具有自动采样储存功能的坐便器。

便器本体0200安装于建筑物内，提供使用者的排泄硬件。应当理解，根据如厕方式的不同，智能便器1000可采用坐便器或蹲便器的结构形式。相应地，便器本体0200亦具有坐便器或蹲便器的结构。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种自动取样装置，其特征在于，包括：

取样器，用于对固态物和液态物进行采集与储存，所述取样器包括取样器本体，所述取样器本体上设有固相取样组和液相取样组，所述固相取样组包括抓取头以及第一容纳仓，所述液相取样组包括吸液头与第二容纳仓，所述取样器本体包括第一本体、第二本体与第三本体，所述抓取头、所述吸液头以及所述第二容纳仓均设置于第一本体上，所述第二本体设置于第二容纳仓远离第一本体的一端；

承载座，设有至少一个收纳仓，所述第三本体固定于所述收纳仓内，并与第一本体包围而成所述第一容纳仓，所述第一本体可与所述第三本体分离或接合；

取样驱动单元，用于自所述承载座取放所述取样器，并驱动所述取样器采集所述固态物和所述液态物。

2.根据权利要求1所述的自动取样装置，其特征在于，所述承载座能够实现圆周运动，所述收纳仓沿所述承载座的旋转圆周分布。

3.根据权利要求1所述的自动取样装置，其特征在于，所述取样驱动单元包括圆周运动机构与直线运动机构，所述直线运动机构设置于所述圆周运动机构上，所述直线运动机构上设有夹持器，所述夹持器用于夹持所述取样器。

4.根据权利要求3所述的自动取样装置，其特征在于，所述圆周运动机构包括安装本体与设置于所述安装本体上的驱动源，所述驱动源用于驱动所述直线运动机构旋转地保持于所述安装本体上。

5.根据权利要求3所述的自动取样装置，其特征在于，所述直线运动机构包括摆臂本体及用于驱动所述夹持器直线运动的驱动源，所述摆臂本体设置于所述圆周运动机构上，所述夹持器可直线运动地保持于所述摆臂本体上。

6.根据权利要求5所述的自动取样装置，其特征在于，所述摆臂本体上设有传动轮组及张紧于所述传动轮组上的挠性件，所述夹持器与所述挠性件连接，所述驱动源用于驱动所述传动轮组旋转。

7.根据权利要求3所述的自动取样装置，其特征在于，所述夹持器包括气路连通的气泵与吸附端，所述吸附端用于吸附所述取样器。

8.根据权利要求1所述的自动取样装置，其特征在于，所述抓取头可滑动地顶紧于所述取样器本体，所述抓取头远离所述取样器本体的一端具有开口腔体，所述吸液头由所述抓取头驱动而可滑动地使所述第二容纳仓内形成负压腔，所述吸液头两端分别连通所述液态物与所述负压腔。

9.一种智能便器，其特征在于，包括便器本体及权利要求1-8任一项所述的自动取样装置，所述自动取样装置设置于所述便器本体上。