CN110710991A - 粪便样本自动采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粪便样本自动采集装置，该粪便样本自动采集装置包括：用于对受检人员进行粪便样本采样工作的采样器；用于存放由所述采集器采集的样本的样本罐；用于将所述样本罐输送通过所述采样器，以使所述样本罐与所述采样器配合完成采样的样本罐传输机构；以及用于对完成采样后的样本罐进行密封操作的样本罐密封机构，所述样本罐密封机构沿所述样本罐的传输方向设置在所述采样器的下游。根据本发明的实施例，可以实现受检人员粪便样本的大量收集且受检人员与粪便样本无直接接触，减少了受检人员的不适感与粪便样本的转移损失，提升了粪便样本的检测效果。

Description

粪便样本自动采集装置

技术领域

本发明涉及一种样本采集装置，特别涉及一种粪便样本自动采集装置。

背景技术：

在核工业中从事放射性工作的操作人员可能由于防护不当不慎而吸入或食入工作场所中的放射性核素，核素经过人体循环、代谢和排泄作用经粪便排出。因此，对操作人员(即受检人员)的粪便中进行某些放射性核素含量检测，可以反推出操作人员在工作过程中摄入的放射性核素的量，从而较准确地计算出操作人员所受辐射的剂量以及评估辐射的危害。

通常情况下，操作人员摄入体内经过代谢的放射性核素是极其微量的。对操作人员的粪便进行放射性核素检测之前需要将粪便进行灰化，但是粪便的成分中大部分为水和有机物，粪便的灰鲜比(将粪便灰化之后的质量与未灰化的质量的比值)仅为1％-3％。若要达到检测要求，需要将操作人员一次或多次排泄的全部粪便样品进行采集，再进行后续的高温灰化或湿消解，经化学浓集后再进行放射性分析检测。因此，采集足量的代表性粪便样本是放射性核素检测的关键步骤之一。

现有的粪便采集装置，例如医学或生化检测过程中采集粪便样本时，仍采用塑料杯、棉签或自动采样管等方式来采集粪便样本，这种方式仅能采集克或毫克量级的粪便样本，无法满足放射性核素检测对样本量的需求。若受检人员自行采集粪便样本，可能存在采样过程不规范、流程繁琐、样本贮存和运送困难、难以多次采样合并以及影响卫生等问题，也会增加后续进行检测的实验人员的不适感且粪便样本可能会出现交叉污染等问题。由于受检人员自行采样过程的不可控性，可能会给样本定量和检测结果带来很大的不确定性，最终对放射性检测结果溯源和评估带来困难。

因此，现有技术中需要一种能够大量采集受检人员的粪便样本且采集过程简便、规范、可靠、卫生，采集到的样品能够密封保存，对操作人员不会产生不适感的采集装置。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种粪便样本自动采集装置，所述粪便样本自动采集装置包括：用于对受检人员进行粪便样本采样工作的采样器；用于存放由所述采集器采集的样本的样本罐；用于将所述样本罐输送通过所述采样器，以使所述样本罐与所述采样器配合完成采样的样本罐传输机构；以及用于对完成采样后的样本罐进行密封操作的样本罐密封机构，所述样本罐密封机构沿所述样本罐的传输方向设置在所述采样器的下游。

根据本发明的实施例，所述采样器包括前后分开设置的尿液引流器和粪便样本采集器，所述粪便样本采集器用于采集受检人员的粪便样本，所述尿液引流器将受检人员的尿液引流至下水道中，所述样本采集器与所述尿液引流器通过隔板间隔开。

根据本发明的实施例，所述尿液引流器为漏斗形，所述尿液引流器的底端与下水道相连；所述粪便样本采集器为圆台状短管，当利用所述粪便样本采集器进行采样操作时，所述圆台状短管的底端对准所述样本罐。

根据本发明的实施例，所述粪便样本自动采集装置还包括样本罐供给机构，所述样本罐供给机构沿所述样本罐的传输方向设置在所述采样器的上游；所述样本罐供给机构包括：用于储存至少一个所述样本罐的罐仓；以及用于将所述罐仓中的每一个样本罐运送至所述样本罐传输机构上的样本罐推动机构。

根据本发明的实施例，所述样本罐传输机构包括：用于放置所述样本罐的托盘；以及用于按照所需轨迹传输所述托盘的传输轨道，所述传输轨道与所述托盘的底部连接。

根据本发明的实施例，所述传输轨道包括用于运送所述托盘的轨道本体和用于支撑所述轨道本体的轨道支架，所述托盘的底部突出设置有至少一个连接件，所述轨道本体嵌入所述连接件中。

根据本发明的实施例，所述采样器固定地设置在采样器支架上，所述采样器支架的底部用于固定地连接和支撑所述轨道支架。

根据本发明的实施例，所述样本罐密封机构包括：用于对所述样本罐安装罐盖的加盖器；用于储存至少一个罐盖的盖仓；以及用于将所述盖仓内的罐盖运送至所述加盖器的罐盖运送机构。

根据本发明的实施例，所述粪便样本自动采集装置还包括：控制系统，所述控制系统用于控制所述粪便样本自动采集装置的工作过程；所述控制系统包括：用于获取所述托盘的位置的位置传感器；以及用于控制所述粪便样本自动采集装置开始或暂停工作的控制开关。

根据本发明的实施例，所述控制系统包括多个位置传感器，所述多个位置传感器至少包括设置在所述托盘上的第一位置传感器以及设置在所述采样器上的第二位置传感器。

通过采用上述技术方案，本发明主要有以下技术效果：

1.本发明所述的粪便样本自动采集装置可以大量采集受检人员的全部粪便样本，通过密封装置避免了受检人员与粪便样本的直接接触，避免了交叉污染的同时减少了受检人员的不适感。

2.本发明所述的粪便样本自动采集装置通过控制系统，能够实现采样过程自动化，受检人员通过开启控制开关即可开始采样过程，关闭控制开关即可结束采样过程。

3.本发明所述的粪便样本自动采集装置能够简化和缩短采样流程，实现采样过程规范化，提高粪便采样效率。

附图说明

图1为根据本发明的粪便样本自动采集装置的俯视图；

图2为根据本发明的粪便样本自动采集装置的采集器以及样本罐传输机构的侧视图；

图3为图2中A部分的放大图。

图中：1.采样器；11、尿液引流器；12、粪便样本采集器；13、采样器支架；2、样本罐；3、样本罐传输机构；31、托盘；311、连接件；32、传输轨道；321、轨道本体；322、轨道支架；4、样本罐密封机构；41、加盖器；42、盖仓；43、罐盖运送机构；5、样本罐供给机构；51、罐仓；52、样本罐推动机构；6、控制系统；61、位置传感器；611、第一位置传感器；612、第二位置传感器。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

参照图1，本实施例公开了一种粪便样本自动采集装置，该粪便样本自动采集装置包括：用于对受检人员进行粪便样本采样工作的采样器1；用于存放由采样器1采集的样本的样本罐2；用于将样本罐2输送通过采样器1，以使样本罐2与采样器1配合完成采样的样本罐传输机构3；以及用于对完成采样后的样本罐2进行密封操作的样本罐密封机构4，样本罐密封机构4沿样本罐2的传输方向设置在采样器1的下游。

在此对样本罐2的材料不作限定，优选地，为了后续高温灰化时实验人员也不与粪便样本直接接触，同时避免粪便样本的转移损失，本实施例中的样本罐2选用一次性的耐高温陶瓷罐，使用一次性的耐高温陶瓷罐能够保证采样过程的卫生状况，另外，同一受检人员使用同一耐高温陶瓷罐，避免了样本的交叉污染。

参照图1及图2，采样器1的款式不作限定，优选地，为方便受检人员进行采样工作，本实施例采用坐便式采样器，本实施例中的采样器1包括前后分开设置的尿液引流器11和粪便样本采集器12，粪便样本采集器12用于采集受检人员的粪便样本，尿液引流器11将受检人员的尿液引流至下水道中，粪便样本采集器12与尿液引流器11通过隔板(图中未画出)间隔开。尿液引流器11为漏斗形，尿液引流器11的截面积小的一端与下水道相连，能够将受检人员的尿液直接引流至下水道中；粪便样本采集器12为圆台状短管，粪便采集器半径大的一端朝向受检人员，当利用粪便样本采集器12进行采样操作时，圆台状短管半径小的一端对准样本罐2，对受检人员的粪便进行采集。通过使用上述款式的采样器1，能够实现受检人员的粪便与尿液分离，提高了受检人员粪便采集效率，避免了尿液影响受检人员的检测结果。

为了提高粪便采样工作效率，样本罐2需要进行集中储藏并且能够自动供给，因此粪便样本自动采集装置还包括样本罐供给机构5，样本罐供给机构5沿样本罐2的传输方向设置在采样器1的上游；样本罐供给机构5包括用于储存至少一个样本罐2的罐仓51以及用于将罐仓51中的每一个样本罐2运送至样本罐传输机构3上的样本罐推动机构52，本发明对罐仓51的形状、大小均不作限定，优选地，为增加储存的样本罐2的数量，本实施例中使用的是双通道罐仓51。本发明对样本罐推动机构52的结构，以及推动方式均不作限定，样本罐推动机构52可以和罐仓51是一体设计，协同工作，例如罐仓51底部设置为皮带轮，样本罐推动机构52为电机，电机带动皮带轮运动从而将罐仓51内的样本罐2运送至样本罐传输机构3上；样本罐推动机构52与罐仓51也可以是分开设计，独立工作，例如罐仓51为一仓库，样本罐推动机构52为一机械手，机械手将样本罐2运送至样本罐传输机构3上。

本发明对样本罐传输机构3的传输方式以及结构均不作限定，优选地，参照图1及图2，样本罐传输机构3包括用于放置样本罐2的托盘31以及按照所需轨迹传输托盘31的传输轨道32，传输轨道32与托盘31的底部连接。传输轨道32包括用于运送托盘31的轨道本体321和用于支撑轨道本体321的轨道支架322，托盘31的底部突出设置有至少一个连接件311(见图3)，连接件311为半圆管形，轨道本体321嵌入连接件311的开口中。样本罐2放置在托盘31上，托盘31移动带动样本罐2移动，托盘31通过底部的连接件311与轨道本体321相连。轨道本体321可以为丝杆结构，连接件311与轨道本体321螺纹配合，步进电机带动轨道本体321转动，从而带动托盘31移动。在一些实施例中，样本罐传输机构3为皮带传送机构，样本罐2放置在皮带上，电机带动皮带传送机构工作从而带动样本罐2移动。

为了固定采样器1与样本罐传输机构3，防止采样过程中采样器1或样本罐2发生偏移影响采样效果，采样器1固定地设置在采样器支架13上，采样器支架13的底部用于固定地连接和支撑轨道支架322。本发明对采样器支架13的形状不作限定，采样器支架13将采样器1与样本罐传输机构3固定连接在一起，防止采样过程中，采样器1发生抖动或样本罐2发生抖动，发生样本滑出样本罐2的情况，从而提高了样本罐2的采样效率。

为避免受检人员与样本直接接触，粪便样本自动采集装置设置有样本罐密封机构4，样本罐密封机构4对采样完成的样本罐2进行加盖密封。样本罐密封机构4包括：用于对样本罐2安装罐盖的加盖器41、用于储存至少一个罐盖的盖仓42以及用于将盖仓42内的罐盖运送至加盖器41的罐盖运送机构43。本实施例对加盖器41的结构以及种类不作限定，例如，加盖器41可以为旋转加盖器，旋转加盖器将罐盖旋转到样本罐2上完成密封；加盖器41也可以是压盖式加盖器41，压盖式加盖器将罐盖压在样本罐2上，对样本罐2进行密封。本实施例对盖仓42的大小以及结构均不作限定，但盖仓42中应至少储存一个罐盖；本实施例对罐盖运送机构43的结构不作限定，其可以采用与样本罐推动机构52相类似的结构。

为实现采样过程的自动化，粪便样本自动采集装置还设置有控制系统6，控制系统6用于控制粪便样本自动采集装置的工作过程。控制系统6包括用于获取托盘31的位置的位置传感器61以及用于控制粪便样本自动采集装置开始或暂停工作的控制开关。本发明对位置传感器61的种类以及数量不做限定，位置传感器61比如可以为红外位置传感器61，也可以为光电位置传感器61。优选地，本实施例中的控制系统6包括两个位置传感器61，两个位置传感器61包括设置在托盘31上的第一位置传感器611以及设置在采样器1上的第二位置传感器612。第一位置传感器611用于获取托盘31的位置，从而能够控制采集装置各部分的工作；第二位置传感器612用于检测受检人员的动作来判断采样是否完成。在一些实施例中，位置传感器61的数量可能更多，例如在托盘31上设置的一号传感器、在样本罐供给机构5末端设置的二号传感器、在采样器1上设置的三号传感器、在样本罐密封机构4末端设置的四号传感器以及在样本罐传输机构3末端设置的五号传感器，五个位置传感器61相互配合工作实现粪便样本采集过程的自动化。

本实施的控制系统6的工作过程为：受检人员按下控制开关时，样本罐2被运送至托盘31上，通过样本罐传输机构3使托盘31移动至采样器1下方，第一位置传感器611获取托盘31已经移动至采样器1下方的相关信号，使样本罐传输机构3停止运动，样本罐2停留在采样器1下方，此时对受检人员进行粪便采样。第二位置传感器612检测受检人员的就位状态，并且接着探测受检人员的起身动作，从而判断受检人员采样操作的完成状态。此时控制样本罐传输机构3继续运动，从而使托盘31继续移动，第一位置传感器611获取托盘31移动至样本罐密封机构4处的信息后，使样本罐传输机构3停止运动，使样本罐2停留在样本罐密封机构4处，通过样本罐密封机构4对样本罐2进行密封操作。本实施中，加盖器41弹起时，第一位置传感器611捕捉到相关信息，判断样本罐2密封完成，使样本罐传输机构3继续运动，托盘31带动样本罐2继续移动至传输轨道32的末端，此时第一位置传感器611获取托盘31的位置后，使样本罐传输机构3停止运动，受检人员将样本罐2取出。第一位置传感器611获取样本罐2被取出的信息之后，使样本罐传输机构3反向运动，样本罐传输机构3将托盘31反向传输，直到托盘31回到初始操作位置，样本罐传输机构3停止运动。当然，样本罐传输机构3也可以具有环形轨道，通过环形轨道将托盘31传输至其初始操作位置。

本实施例中受检人员将样本罐2取出后可以打印标签贴至样本罐2外侧壁显著的位置并转移到冷藏柜中，转移到冷藏柜后即完成了一例取样。同一受检人员在一定时期内多次采样时，只需将同一样本罐2反复放入罐仓51最末尾，即将同一样本罐2反复放置在处于初始操作位置的托盘31上，多次采样之后即可收集同一受检人员的多次粪便样本。

本实施例公开的粪便样本自动采集装置采用集成化的自动采样站式设计，能够实现受检人员粪便样本的“一键式”自动采集，采样过程在独立隔间内完成，采样过程规范且不会给受检人员带来不适感。本实施例公开的粪便样本自动采集装置能够大量采集受检人员的粪便样品，且粪便样品与受检人员没有直接接触，减少了受检人员的不适感；本实施例中使用的样品罐可以直接进行烘干炭化灰化等检测前处理，实验人员在处理样品时不需要转移样品，减少了样品的转移损失，提高了样品的检测精度；同一受检人员采样时也能够实现多次循环采样，且同一受检人员多次采样的样本均收集在同一样本罐2中；不同受检人员使用的样本罐2不同且均为一次性样本罐，不会出现样本的交叉污染，提高了后续的放射性核素检测的准确性。

本发明对取出样本罐2的方式不作限定，本实施例中是受检人员使用夹具将样本罐2夹出，在一些实施例中也可以是受检人员直接将样本罐2取出或样本罐传输机构3直接将样本罐2运输至储藏处，后续实现样本存储的完全自动化。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种粪便样本自动采集装置，其特征在于，所述粪便样本自动采集装置包括：

采样器，所述采样器用于对受检人员进行粪便样本的采样工作；

样本罐，所述样本罐用于存放由所述采样器采集的样本；

样本罐传输机构，所述样本罐传输机构用于将所述样本罐输送通过所述采样器，以使所述样本罐与所述采样器配合完成采样；以及

样本罐密封机构，所述样本罐密封机构沿所述样本罐的传输方向设置在所述采样器的下游，用于对完成采样后的样本罐进行密封操作。

2.根据权利要求1所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于：

所述采样器包括前后分开设置的尿液引流器和粪便样本采集器，所述粪便样本采集器用于采集受检人员的粪便样本，所述尿液引流器将受检人员的尿液引流至下水道中，所述样本采集器与所述尿液引流器通过隔板间隔开。

3.根据权利要求2所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于：

所述尿液引流器为漏斗形，所述尿液引流器的底端与下水道相连；

所述粪便样本采集器为圆台状短管，当利用所述粪便样本采集器进行采样操作时，所述圆台状短管的底端对准所述样本罐。

4.根据权利要求1所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于，还包括：

样本罐供给机构，所述样本罐供给机构沿所述样本罐的传输方向设置在所述采样器的上游；

所述样本罐供给机构包括：

罐仓，所述罐仓用于储存至少一个所述样本罐；以及

样本罐推动机构，所述样本罐推动机构用于将所述罐仓中的每一个样本罐运送至所述样本罐传输机构上。

5.根据权利要求1所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于：

所述样本罐传输机构包括：

托盘，所述托盘用于放置所述样本罐；以及

传输轨道，所述传输轨道与所述托盘的底部连接，用于按照所需轨迹传输所述托盘。

6.根据权利要求5所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于：

所述传输轨道包括用于运送所述托盘的轨道本体和用于支撑所述轨道本体的轨道支架，

所述托盘的底部突出设置有至少一个连接件，所述轨道本体嵌入所述连接件中。

7.根据权利要求6所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于：

所述采样器固定地设置在采样器支架上，所述采样器支架的底部用于固定地连接和支撑所述轨道支架。

8.根据权利要求1所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于：

所述样本罐密封机构包括：

加盖器，所述加盖器用于对所述样本罐安装罐盖；

盖仓，所述盖仓用于储存至少一个罐盖；以及

罐盖运送机构，所述罐盖运送机构将所述盖仓内的罐盖运送至所述加盖器。

9.根据权利要求5所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于，还包括：

控制系统，所述控制系统用于控制所述粪便样本自动采集装置的工作过程；

所述控制系统包括：

位置传感器，所述位置传感器用于获取所述托盘的位置；以及

控制开关，所述控制开关用于控制所述粪便样本自动采集装置开始或暂停工作。

10.根据权利要求9所述的粪便样本自动采集装置，其特征在于：

所述控制系统包括多个位置传感器，所述多个位置传感器至少包括设置在所述托盘上的第一位置传感器以及设置在所述采样器上的第二位置传感器。

Images