CN110308017A - 尿液采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能健康检测技术领域，具体涉及尿液采集系统，包括控制器、驱动模块和尿液采集机构，所述控制器用于接收尿液采集信号，并在接收到尿液采集信号时，向驱动模块发送驱动信号，驱动模块在接收到驱动信号时，控制尿液采集机构采集尿液，以此方式，解决采集尿液时，人们需要用手接取尿液以及对于双手不便的老年人或病人，采集尿液必须有人陪同帮忙，十分不便的问题，本发明主要用于家庭。

Description

尿液采集系统

技术领域

本发明涉及智能健康检测技术领域，具体涉及尿液采集系统。

背景技术

小便是所有人每天必须的程序，小便状况可以反映是否存在泌尿系统疾病、肝胆疾病、糖尿病等疾病，小便检测对于提早发现这些疾病以及健康状态评估有较大的作用。而通常做尿液检查通常需要到医院进行专业检查，需要耗费大量时间和精力，对行动不方便的老龄人群尤为困难。

并且若通过人工的采集尿液，则很可能在采集尿液时，尿液会溅到手上，弄脏双手，并且对于一些双手不便的老年人或病人，想要采集尿液就必须有人陪同帮忙，十分不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尿液采集系统，解决尿液检测时需要手动接取尿液不卫生和对于双手不便的老年人或病人，采集尿液必须有人陪同帮忙，十分不便的问题。

为解决上述技术问题，本发明的基础方案如下：

尿液采集系统，包括控制器、驱动模块和尿液采集机构，所述控制器用于接收尿液采集信号，并在接收到尿液采集信号时，向驱动模块发送驱动信号，驱动模块在接收到驱动信号时，控制尿液采集机构采集尿液。

该尿液采集系统主要应用于马桶上，并且与该尿液采集系统配套使用的还有一个用于发出尿液采集信号给控制器的信号发出端，在人们需要尿液采集时，只需通过信号发出端向控制器发出尿液采集信号，此时控制器向驱动模块发送驱动信号，从而驱动尿液采集机构采集尿液，以此就可解决对于双手不便的老年人或病人，采集尿液必须有人陪同帮忙，十分不便的问题。

进一步，还包括标本管路切换模块和清洗机构，所述控制器用于在尿液采集机构采集尿液完毕时，向标本管路切换模块发送清洗信号，标本管路切换模块在接收到清洗信号时，控制清洗机构清洗尿液采集机构。

由于在采集尿液时，尿液采集机构必定会被尿液污染，若不清洗则在下一个人进行尿液采集时，则很可能混合有上一个人的尿液残留，在后续对尿液进行检测时可能会出现较大误差和管路残留尿液产生异味，因此，在尿液采集完毕时，通过清洗机构给尿液采集机构进行清洗，便于下次的尿液采集。

进一步，还包括电源控制模块和尿液输送机构，所述控制器还用于在驱动模块控制尿液采集机构采集尿液时，向电源控制模块发送通电信号，电源控制模块用于在接收到通电信号时，向尿液输送机构提供电能，所述尿液输送机构通电时，将尿液输送至尿液检测区。

在对尿液进行采集时，通过尿液输送机构，将采集到的尿液输送到尿液检测区，以便于在尿液采集后，对尿液进行检测。

进一步，所述尿液采集机构包括尿液采集盒、采样护管和连接块，所述尿液采集机构设于马桶座圈内部；

所述采样护管一端与尿液采集盒导通，并固定连接在尿液采集盒上，采样护管另一端与连接块固定连接，连接块与驱动模块固定连接。

常规的马桶，从上至下基本包括马桶底座、马桶座圈和马桶盖，其中马桶座圈位于马桶底座和马桶盖之间，便于人们坐在其上进行排泄；尿液采集盒主要是在人们排泄的时候收集尿液，驱动模块通过动力可带动连接块运动，从而带动与连接块固定连接的采样护管伸缩，进而带动与采样护管固定连接的尿液采集盒伸出或缩回，当尿液采集盒伸出的时候，可采集尿液，尿液采集完毕时通过驱动模块控制尿液采集盒缩回，以达到自动控制尿液采集的功能。

进一步，所述尿液采集机构还包括导向管、导向槽和用于输送尿液的尿液采集软管，所述导向管和导向槽固定在马桶座圈内壁上；

所述尿液采集软管套于采样护管内，采样护管远离尿液采集盒的一端依次穿过导向管和导向槽与连接块固定连接，所述连接块置于导向槽中，并与导向槽滑动连接。

由于马桶座圈的前端通常设计为圆弧形(有利于人们坐于其上)，因此本方案中设置导向管固定于马桶座圈的内壁上，当采样护管伸出或缩回的时候，导向管起到导向的作用，有利于采样护管沿着导向管能够伸出到指定的位置，并配合尿液采集盒进行尿液的采集，而导向槽则是保证连接块在驱动模块驱动时，能够沿导向槽滑动，起到限定连接块滑动路径的作用，使连接块能够更加准确的带动采样护管伸缩。

进一步，所述驱动模块包括尿液采集电机、主动带轮、从动带轮和传送带，所述驱动模块设于马桶座圈内部；

所述尿液采集电机输出轴与主动带轮固定连接，所述从动带轮通过皮带与主动带轮连接在一起，所述连接块与皮带固定连接。

当驱动模块接收到驱动信号时，尿液采集电机的输出轴转动，带动通过带轮与输出轴固定连接的皮带传动，同时带动固定连接于皮带上的连接块在导向槽内滑动，从而带动与连接块固定连接的采样护管沿着固定在马桶座圈内壁的导向管伸出，进而带动与采样护管固定连接的尿液采集盒伸出采集尿液。以此就可实现自动采集尿液的目的。

进一步，所述驱动模块还包括电机驱动器，所述电机驱动器用于接收驱动信号，并在接收到驱动信号时，控制尿液采集电机的输出轴转动，从而控制尿液采集盒伸出采集尿液。

通过电机驱动器发出驱动信号，可控制尿液采集电机转动的速度和加速度，从而可达到调速和定位的目的，便于对尿液采集盒伸出距离的控制。

进一步，所述尿液输送机构包括输送泵，输送泵通过尿液采集软管与尿液采集盒连通；

所述电源控制模块用于在接收到通电信号时，向输送泵提供电能，所述输送泵通电时，将尿液输送至尿液检测区。

以此方式，就可达到将尿液通过输送泵提供的动力输送到尿液检测区的目的。

进一步，所述标本管路切换模块包括分水阀和分水阀电机，所述清洗机构包括清洗管和清洗喷嘴，所述清洗管与清洗喷嘴连通；

所述清洗喷嘴朝向采样护管与尿液采集盒固定连接的一端，所述分水阀一端与清洗管连接，一端与马桶自来水接口端连接；

所述分水阀电机用于接收清洗信号，并在接收到清洗信号时，控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管导通。

现目前的马桶都会自带水箱，用于在排泄完成后对马桶进行冲洗，而马桶自来水接口端则是与马桶的水箱连通的端口。当尿液采集完毕时，分水阀电机就收到清洁信号，分水阀就会将马桶自来水接口端与清洗管导通，此时马桶水箱中的水就会通过清洗管和清洗喷嘴喷出，进而实现对伸出部分的采样护管和尿液采集盒进行清洁。

进一步，所述尿液采集机构还包括尿液采集电机复位传感器，所述尿液采集电机复位传感器与控制器电连接，且尿液采集电机复位传感器固定设于马桶座圈内壁上，并处于连接块的运动路径起始端；

所述连接块在触碰到尿液采集电机复位传感器时，控制器分别向驱动模块和标本管路切换模块发送复位命令，所述驱动模块在接收到复位命令时停止运动，所述标本管路切换模块接收到复位命令时，控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管封闭。

将尿液采集电机复位传感器固定设于马桶座圈内壁上，并处于连接块的运动路径起始端，有利于在连接块向回滑动时，即在采样护管带动尿液采集盒缩回时，连接块会在其运动路径的起始端与尿液采集电机复位传感器触碰，进而使驱动模块接收控制器发出的复位命令，并控制驱动模块停止运动，并且标本管路切换模块同时在接收到复位命令时，控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管封闭，从而达到复位的目的，便于下次使用。

附图说明

图1为本发明尿液采集系统实施例的结构示意图；

图2为本发明尿液采集系统实施例的尿液采集机构和驱动模块的总装图；

图3为图2的A处放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：马桶座圈1、尿液采集电机2、尿液采集电机复位传感器3、皮带4、尿液采集软管5、导向槽6、导向管7、采样护管8、尿液采集盒9、连接块10。

实施例基本如附图1和图2所示：尿液采集系统，包括控制器、驱动模块、电源控制模块、标本管路切换模块、尿液采集机构、清洗机构和尿液输送机构；尿液采集机构包括尿液采集盒9、采样护管8、连接块10、导向管7、导向槽6、尿液采集电机复位传感器3和用于输送尿液的尿液采集软管5；驱动模块包括电机驱动器、尿液采集电机2、主动带轮、从动带轮和传送带；尿液输送机构包括输送泵；标本管路切换模块包括分水阀和分水阀电机(图中未示出)；清洗机构包括清洗管和清洗喷嘴(图中未示出)，清洗管与清洗喷嘴连通；驱动模块和尿液采集机构均设于马桶座圈1内部；其中导向管7和导向槽6粘接在马桶座圈1内壁，导向管7沿马桶座圈1的弧形内壁延伸至马桶座圈1弧形内壁的前方顶点处，导向槽6则固定于座圈左侧的平直内壁上，控制器采用型号为STM32F407的单片机，分水阀采用一进三出的分水阀。

尿液采集系统配套有用于向控制器发送尿液采集信号的信号发出端，控制器用于接收尿液采集信号，并在接收到尿液采集信号时，向驱动模块的电机驱动器发送驱动信号，电机驱动器在接收到驱动信号时，控制尿液采集电机2的输出轴转动，尿液采集电机2输出轴与主动带轮固定连接，从动带轮通过皮带4与主动带轮连接在一起；连接块10置于导向槽6中，并与导向槽6滑动连接，连接块10可沿导向槽6左右滑动，连接块10一侧与皮带4通过螺钉固定连接，可随皮带4同步传动，连接块10另一侧与采样护管8一端粘接在一起(如图3所示)，采样护管8另一端依次穿过导向槽6和导向管7，并与尿液采集盒9导通，且粘接在尿液采集盒9上，采样护管8内套有尿液采集软管5。

输送泵采用直流蠕动泵，直流蠕动泵与尿液检测区的取样端口设有采样三通电磁阀，采样三通电磁阀分为常通端、常闭端和输入端，采样三通电磁阀的输入端与直流蠕动泵一端用软管连接，直流蠕动泵的另一端与尿液检测区的取样端口用软管连接。

控制器还用于在驱动模块控制尿液采集机构采集尿液时，向电源控制模块和采样三通电磁阀电机发送通电信号，电源控制模块用于在接收到通电信号时，向直流蠕动泵提供电能，并且在采样三通电磁阀电机接收到通电信号时，控制采样三通电磁阀的常开端与尿液采集软管5导通，此时直流蠕动泵开始工作，直流蠕动泵通过软管连接的采样电磁阀的常开端、尿液采集软管5以及尿液采集盒9将尿液采集盒9的尿液吸入到尿液检测区。

控制器还用于在尿液采集机构采集尿液完毕时，向标本管路切换模块发送清洗信号，分水阀电机用于接收清洗信号，并在接收到清洗信号时，控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管导通；清洗喷嘴朝向采样护管8与尿液采集盒9固定连接的一端，分水阀一端与清洗管连接，一端与马桶自来水接口端连接。

控制器还与尿液采集电机复位传感器3电连接，尿液采集电机复位传感器3固定设于马桶座圈1内壁上，并处于连接块10的运动路径起始端，连接块10在触碰到尿液采集电机复位传感器3时，控制器分别向驱动模块和标本管路切换模块发送复位命令，驱动模块在接收到复位命令时，控制尿液采集电机2的输出轴停止转动，标本管路切换模块在接收到复位命令时，通过分水阀电机控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管封闭。

具体实施过程如下：

通过信号发出端向控制器发送尿液采集信号，控制器在接收到尿液采集信号时，向电机驱动器发送驱动信号，电机驱动器在接收到驱动信号时，控制尿液采集电机2的输出轴顺时针转动，在输出轴顺时针转动时，输出轴带动固定在其上的主动带轮同步转动，从而带动缠绕在上面的皮带4和固定在皮带4上的连接块10沿导向槽6上的滑槽向前伸出，连接块10带动固定在其上面的采样护管8在导向槽6内同步向前伸出，伸出的采样护管8沿导向管7向前伸出并带动尿液采集软管5和尿液采集盒9向前伸出。

当尿液采集盒9伸出到指定的采样位时，这里的采样位可通过控制尿液采集电机2输出轴的转动圈数来控制，如规定尿液采集电机2输出轴转动n圈后，尿液采集盒9可伸出到指定的采样位。因此控制器就可通过上述方式，在输出轴转动n圈时，获取到尿液采集盒9到位信息(尿液采集盒9伸出到指定的采样位)，此时控制器控制尿液采集电机2停止转动，尿液采集盒9开始采集尿液。

与此同时，控制器向电源控制模块和采样三通电磁阀电机发送通电信号，电源控制模块在接收到通电信号时，向直流蠕动泵提供电能，并且在采样三通电磁阀电机接收到通电信号时，控制采样三通电磁阀的常开端与尿液采集软管5导通，此时直流蠕动泵开始工作，直流蠕动泵通过软管连接的采样电磁阀的常开端、尿液采集软管5以及尿液采集盒9将尿液采集盒9的尿液吸入到尿液检测区，便于后续对尿液进行检测。

当尿液采集完毕时，尿液采集完毕的确认方法，可通过在尿液检测区设置液位传感器，通过液位传感器识别到尿液的液位到达指定高度时，向控制器发送尿液采集完毕信号，在控制器接收到尿液采集完毕信号时，控制器向标本管路切换模块发送清洗信号，分水阀电机在接收到清洗信号时，控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管导通，从而使马桶水箱中的自来水从清洗管和清洗喷嘴中喷出，清洁尿液采集盒9和采样护管8。

并且在控制器接收到尿液采集完毕信号时，控制器向电机驱动器发送反转信号，由电机驱动器控制尿液采集电机2反向转动，从而带动连接在皮带4上的连接块10以及与连接块10固定连接的采样护管8向后移动，从而使采样护管8和尿液采集盒9缩回马桶座圈1。

并且当连接块10向后移动到其运动路径的起始端时，就会触碰到尿液采集电机复位传感器3，此时控制器分别向驱动模块和标本管路切换模块发送复位命令，驱动模块在接收到复位命令时，控制尿液采集电机2的输出轴停止转动，标本管路切换模块在接收到复位命令时，通过分水阀电机控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管封闭。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.尿液采集系统，其特征在于：包括控制器、驱动模块和尿液采集机构，所述控制器用于接收尿液采集信号，并在接收到尿液采集信号时，向驱动模块发送驱动信号，驱动模块在接收到驱动信号时，控制尿液采集机构采集尿液。

2.根据权利要求1所述的尿液采集系统，其特征在于：还包括标本管路切换模块和清洗机构，所述控制器用于在尿液采集机构采集尿液完毕时，向标本管路切换模块发送清洗信号，标本管路切换模块在接收到清洗信号时，控制清洗机构清洗尿液采集机构。

3.根据权利要求2所述的尿液采集系统，其特征在于：还包括电源控制模块和尿液输送机构，所述控制器还用于在驱动模块控制尿液采集机构采集尿液时，向电源控制模块发送通电信号，电源控制模块用于在接收到通电信号时，向尿液输送机构提供电能，所述尿液输送机构通电时，将尿液输送至尿液检测区。

4.根据权利要求3所述的尿液采集系统，其特征在于：所述尿液采集机构包括尿液采集盒、采样护管和连接块，所述尿液采集机构设于马桶座圈内部；

所述采样护管一端与尿液采集盒导通，并固定连接在尿液采集盒上，采样护管另一端与连接块固定连接，连接块与驱动模块固定连接。

5.根据权利要求4所述的尿液采集系统，其特征在于：所述尿液采集机构还包括导向管、导向槽和用于输送尿液的尿液采集软管，所述导向管和导向槽固定在马桶座圈内壁上；

所述尿液采集软管套于采样护管内，采样护管远离尿液采集盒的一端依次穿过导向管和导向槽与连接块固定连接，所述连接块置于导向槽中，并与导向槽滑动连接。

6.根据权利要求5所述的尿液采集系统，其特征在于：所述驱动模块包括尿液采集电机、主动带轮、从动带轮和传送带，所述驱动模块设于马桶座圈内部；

所述尿液采集电机输出轴与主动带轮固定连接，所述从动带轮通过皮带与主动带轮连接在一起，所述连接块与皮带固定连接。

7.根据权利要求6所述的尿液采集系统，其特征在于：所述驱动模块还包括电机驱动器，所述电机驱动器用于接收驱动信号，并在接收到驱动信号时，控制尿液采集电机的输出轴转动，从而控制尿液采集盒伸出采集尿液。

8.根据权利要求4所述的尿液采集系统，其特征在于：所述尿液输送机构包括输送泵，输送泵通过尿液采集软管与尿液采集盒连通；

所述电源控制模块用于在接收到通电信号时，向输送泵提供电能，所述输送泵通电时，将尿液输送至尿液检测区。

9.根据权利要求4所述的尿液采集系统，其特征在于：所述标本管路切换模块包括分水阀和分水阀电机，所述清洗机构包括清洗管和清洗喷嘴，所述清洗管与清洗喷嘴连通；

所述清洗喷嘴朝向采样护管与尿液采集盒固定连接的一端，所述分水阀一端与清洗管连接，一端与马桶自来水接口端连接；

所述分水阀电机用于接收清洗信号，并在接收到清洗信号时，控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管导通。

10.根据权利要求9所述的尿液采集系统，其特征在于：所述尿液采集机构还包括尿液采集电机复位传感器，所述尿液采集电机复位传感器与控制器电连接，且尿液采集电机复位传感器固定设于马桶座圈内壁上，并处于连接块的运动路径起始端；

所述连接块在触碰到尿液采集电机复位传感器时，控制器分别向驱动模块和标本管路切换模块发送复位命令，所述驱动模块在接收到复位命令时停止运动，所述标本管路切换模块接收到复位命令时，控制分水阀使马桶自来水接口端与清洗管封闭。