KR20200031984A - 자동식 멸균 배변채취기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 대변샘플을 자동으로 채취하는 자동식 멸균 배변채취기에 관한 것으로, 변기에 설치 가능하며 자동으로 변을 채취 및 보관하는 배변채취기에 있어서, 내부에 샘플링키트가 보관되며 상기 샘플링키트를 공급하는 디스펜서, 상기 디스펜서로부터 샘플링키트를 공급받아 배변을 채취하는 샘플링장치, 상기 샘플링장치의 동작을 제어하는 제어부 및 상기 샘플링장치로부터 상기 샘플링키트를 전달받아 보관하는 보관부를 포함하고, 상기 샘플링장치는, 상기 샘플링키트의 일단을 고정시키는 그립퍼, 상기 그립퍼에 연결되며 길이방향으로 연장 형성된 로봇암 및 상기 로봇암에 구비되며 상기 그립퍼의 위치를 조정하는 액추에이터부를 포함한다. 위와 같은 구성을 갖는 본 발명은 샘플링키트의 공급, 대변샘플의 채취 및 보관을 자동으로 수행 가능하며, 대변샘플의 채취를 원활하게 함과 동시에 채취된 대변샘플을 안정적으로 보관할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 샘플링키트를 통해 채취된 대변샘플을 파쇄하는 비드비팅장치를 더 포함할 수 있으며, DNA 단위로 상기 대변샘플을 보관할 수 있어 장기간 보관하는데 용이한 장점이 있다.

Description

자동식 멸균 배변채취기{AUTOMATIC APPARATUS FOR ASEPTIC　COLLECTION OF　FECAL SAMPLE}

본 발명은 자동식 멸균 배변채취기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장내 미생물을 분석하기 위한 사용자의 배변을 멸균 처리된 키트로 자동으로 채취하고, 채취된 배변의 변형 및 손상을 방지하여 보관하는 자동식 멸균 배변채취기에 관한 것이다.

일반적으로 장내미생물은 비만, 당뇨병 등의 질병과의 연관성이 확인되어 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 최근에는 우울증, 자폐증, 알츠하이머 등과 같은 뇌질환과 높은 연관도가 확인되었으며, 수면, 식단, 알코올, 카페인, 운동량 등 후천적 인자들에 의해 크게 가변되며 마이크로바이옴(Mocrobiome)과의 연관성에서 인체 내의 작용 기작을 규명하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 장내미생물에 대한 연구를 진행하기 위하여 통상적으로 대변샘플을 채취, 정제 및 분석하는 방법을 이용한다. 대변샘플의 채취는 채취지와 면봉 형상의 스틱으로 구성된 채취키트를 이용하여 채취지에 대변을 받고 이를 면봉으로 채취한 뒤 이를 분석기관에 보내는 등의 방식으로 이루어진다.

위와 같은 방식을 이용한 대변샘플의 채취는 환자나 사용자가 수작업으로 진행하므로 번거롭고 대변의 양이나 상태가 일관적이지 못하여 정확한 분석에 장애가 있으며, 대변샘플을 채취하는 사용자나 이를 분석하는 분석기관 모두 번거롭고 불편한 단점이 있다.

이를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1312559호에서는 건강을 진단하는 다기능 변기시스템이 개시되고 있다. 상기 등록특허에서는 변기의 내부에 소변이나 대변을 채취할 수 있는 채집부와, 상기 채칩부에서 채집된 소변이나 대변의 성분, 영상, 색상, 형태, 양 등을 분석하며, 대변 내 출혈을 자가 진단할 수 있도록 검사 스틱이 채집된 대변에 접촉되도록 이동하는 검사스틱 이동 제어부가 구비된다.

그러나 상기 등록특허의 변기시스템은 사용자의 배변을 장내미생물 DNA 검사가 아닌 일반적인 생화학적인 수치 등을 측정하기 위한 것으로, 장내미생물 DNA 검사에 가장 크게 요구되는 엄격한 멸균환경을 조성하지 못하며, 수세식 변기의 여러 환경적 요인으로부터의 미생물오염을 통제하지 못하여 민감도가 높은 장내미생물 검사에 활용하는 것이 불가능하다. 또한, 변이 체내에서 빠져 나온 뒤의 환경은 장안의 anaerobic 환경과 달라 기존의 변 내의 미생물을 바로 생화학적으로 처리하여 DNA를 보존하지 않을 경우 미생물 조성이 크게 뒤바뀌게 된다. 미생물의 번식 주기는 20분이기 때문에 특수처리 없이 변을 두게 될 경우 몇 분 만 경과하여도 기존의 미생물 조성과 다른 조성이 된다. 장내미생물 DNA 검사의 특수성을 위해서는 멸균 상태의 변을 곧바로 영하 20도에 얼려서 보관하여 미생물의 생장을 억제하거나, cell lysis buffer(세포벽 파쇄 용액)에 보관하여 DNA를 세포외 용액 상태에서 상온 혹은 4도에서 보관하는 방법 등이 있다. 그러나 본 방법들은 모두 제각각 미생물 조성에 어느 정도 수준의 변형을 가져와서 데이터에 편향을 발생시키며, 4도씨에서 최대 3일 정도가 최대 보관 기한이라는 단점을 가지고 있다. 또한 상기 등록특허의 시스템은 전량 채집한 후 채집된 배변을 통해 분석이 수행되는 구조이므로 배변을 채집한 뒤 이를 처리하기가 번거롭고 상기 구조를 실시하기 위하여 현실적으로 구성이 복잡해질 수밖에 없어 제조비용이 증대되며, 채집된 배변의 변형이나 손상을 방지할 수 없다.

사용자의 배변을 멸균환경에서 자동으로 손쉽게 채집하고, 채집된 배변의 손상 및 DNA수준에서의 변형을 방지하면서 별도의 온도 조절 장치 없이 장기 보관 가능하며 기존의 변기에 쉽게 적용 가능한 배변채취기의 도입이 요구된다.

(문헌 0001) 대한민국 등록특허 제10-1312559호(등록일:2013.09.23.) (문헌 0002) 대한민국 등록특허 제10-1654315호(등록일:2016.08.30.) (문헌 0003) 일본 공개특허 제06185104호(공개일:1994.07.05.)

위와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은 장내미생물 검사를 위해 멸균환경에서 자동으로 손쉽게 배변을 채취 및 미생물 조성의 변화 없이 장기 보관할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

또한, 충분한 양의 배변 채취가 용이하고 채취된 배변의 손상을 방지하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동식 멸균 배변채취기는 변기에 설치 가능하며 자동으로 변을 채취 및 보관하는 배변채취기에 있어서, 샘플링키트가 보관되며 샘플링키트를 공급하는 디스펜서, 디스펜서로부터 샘플링키트를 공급받아 변을 채취하는 샘플링장치, 샘플링장치의 동작을 제어하는 제어부 및 샘플링장치로부터 샘플링키트를 전달받아 보관하는 보관부를 포함하고, 샘플링장치는, 샘플링키트의 일단을 고정시키는 그립퍼, 그립퍼에 연결되며 길이방향으로 연장 형성된 로봇암 및 로봇암에 구비되며 그립퍼의 위치를 조정하는 액추에이터부를 포함한다.

또한, 변기에 설치되며 사용자의 신체 형상에 대한 정보를 측정하고, 이를 제어부로 전달하는 스캔부를 더 포함하고, 제어부는 스캔부에서 전달받은 사용자의 신체 형상에 대한 정보를 기반으로 설정된 알고리듬에 따라 액추에이터부를 작동시켜 그립퍼의 위치를 조절할 수 있다.

또한, 로봇암은 하나 이상의 관절을 포함하고, 관절을 기준으로 접히거나 펴지면서 그립퍼의 위치가 조절될 수 있다.

또한, 그립퍼는, 샘플링키트에 접촉 가능하며 내측에 일정 곡률을 갖는 상부고정구 및 샘플링키트에 접촉 가능하며 내측에 상부고정구와 같은 곡률을 갖는 하부고정구를 포함하고, 액추에이터부는, 상부고정구와 하부고정구의 이격 거리를 가변시키면서, 그립퍼를 중심축을 기준으로 회전시킬 수 있다.

또한, 샘플링장치는, 상부고정구와 하부고정구의 사이에 구비되며 길이방향으로 연장 형성되고 액추에이터부에 의해 그립퍼의 중심축을 기준으로 왕복운동하는 구동바를 더 포함할 수 있다.

또한, 샘플링키트는, 뚜껑부, 뚜껑부에 연결된 채취부 및 뚜껑부에 체결 가능하며 내부에 채취부를 수용 가능한 몸체부를 포함하고, 몸체부의 내부에는 미생물 보존을 위한 버퍼용액이 충전될 수 있다.

또한, 뚜껑부는 탄성을 갖는 소재로 형성되며, 채취부는 뚜껑부에 각각 연결된 복수의 샘플링막대를 포함하고, 샘플링막대는 뚜껑부에 가해지는 하중에 따른 탄성에 의해 서로간의 거리가 가변될 수 있다.

또한, 변기에 설치되며 샘플링키트의 오염을 방지하는 프로텍터를 더 포함하고, 프로텍터는, 상부에 구비되며 판 형상을 갖는 루프 및 루프의 하부에 일정 거리 이격 구비되고 판 형상을 갖는 지지플레이트를 포함하고, 루프와 지지플레이트의 사이에 그립퍼 및 샘플링키트가 위치될 수 있다.

또한, 디스펜서 또는 보관부 내부에 구비되며 샘플링키트에서 채취된 변을 파쇄하는 비드비팅장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 비드비팅장치는, 샘플링키트와 결합 가능한 비팅튜브 및 비팅튜브의 일측에 연결되며 비팅튜브에 결합된 샘플링키트에 설정된 속도로 타격 또는 진동을 가하는 비팅해머를 포함할 수 있다.

또한, 비드비팅장치는, 사용자의 조작에 따라 비팅해머의 동작신호를 생성하는 구동부 및 구동부의 동작신호에 의해 비팅해머를 설정된 시간동안 작동시키는 비팅제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동식 멸균 배변채취기는 대변샘플을 채취하는 샘플링키트의 자동공급, 대변샘플의 자동채취 및 자동DNA 격리 처리를 통하여 사용자의 대변샘플을 미생물 분석 용도로 자동으로 채취하여 안정적으로 보관 가능한 장치를 제공한다.

또한, 초음파 센서를 통해 사용자의 항문위치를 특정 지어 로봇암을 그 지점으로 자동 제어하는 알고리즘을 활용함으로서 대변샘플의 채취를 용이하게 한다.

또한, 프로텍터를 통하여 대변샘플에 이물질이 유입되는 것을 방지하고 사용 후 프로텍터가 세척되어 유지관리가 용이하다.

또한, 즉시 세포내의 DNA를 추출 시키는 방법으로 비드비팅을 해줌으로써 채취된 대변샘플을 안정적으로 보관할 수 있으며, 변 내의 미생물을 곧바로 세포벽 수준에서 물리적으로 파쇄하여 모든 DNA를 상온에서 한 달 간 장기 보관하는 기계적인 모듈을 포함하고 있어 장내미생물 용도 변 시료의 처리에 특이적인 기여를 한다. 본 발명의 이러한 시스템이 있음으로서 가정에서 개인적으로 배변을 채취 및 보관하고 시료의 수거가 현실적으로 용이해질 수 있으며, 익숙한 비데형상으로 제작하여 사용, 판매 및 유통이 용이할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동식 멸균 배변채취기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동식 멸균 배변채취기를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링키트를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서 및 보관부를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링장치의 구동바를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 샘플링장치 및 프로텍터를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부 및 비드비팅제어부를 나타낸 블록도이다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동식 멸균 배변채취기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동식 멸균 배변채취기를 나타낸 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동식 멸균 배변채취기는 변기에 설치 가능하며 자동으로 변을 채취 및 보관하는 배변채취기에 있어서, 샘플링키트(500)가 보관되며 상기 샘플링키트(500)를 공급하는 디스펜서(100), 상기 디스펜서(100)로부터 샘플링키트(500)를 공급받아 배변을 채취하는 샘플링장치(300), 상기 샘플링장치(300)의 동작을 제어하는 제어부(700) 및 상기 샘플링장치(300)로부터 상기 샘플링키트(500)를 전달받아 보관하는 보관부(200)를 포함하고, 상기 샘플링장치(300)는, 상기 샘플링키트(500)의 일단을 고정시키는 그립퍼(340), 상기 그립퍼(340)에 연결되며 길이방향으로 연장 형성된 로봇암(310) 및 상기 로봇암(310)에 구비되며 상기 그립퍼(340)의 위치를 조정하는 액추에이터부(330)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링키트(500)를 나타낸 개념도이다.

먼저 본 발명에서 사용되는 샘플링키트(500)를 설명하면, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 샘플링키트(500)는 사용자의 변을 채취하기 위한 도구로 뚜껑부(510), 상기 뚜껑부(510)에 연결된 채취부(520) 및 상기 뚜껑부(510)에 체결되며 내부에 상기 채취부(520)를 수용 가능한 몸체부(530)를 포함하도록 구성된다. 상기 샘플링키트(500)는 상기 디스펜서(100)에서 객체별로 공급되며, 상기 샘플링장치(300)는 상기 디스펜서(100)에서 공급받은 상기 샘플링키트(500)에서 뚜껑부(510)와 채취부(520)를 상기 몸체부(530)에서 분리한다. 상기 뚜껑부(510)와 채취부(520)를 이용하여 대변샘플을 채취한 후 재차 상기 뚜껑부(510)와 채취부(520)를 상기 몸체부(530)에 결합하여 보관부(200)를 통해 보관하는 구조이다.

상기 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)와 몸체부(530)는 서로 결합 가능하며 각각 서로 맞물리는 나사산이 형성될 수 있다.

상기 샘플링키트(500)의 몸체부(530)는 내부가 에탄올이나 버퍼용액 등으로 채워질 수 있으며, 하부에는 외측 둘레를 따라 돌출된 형상을 가질 수 있다. 상기 하부가 돌출된 형상의 몸체부(530)는 디스펜서(100) 또는 보관부(200)에서의 고정을 용이하게 한다. 또한 상기 몸체부(530)의 형상은 후술하는 비팅튜브(211)에 결합을 용이하게 할 수 있다.

위와 같이 버퍼용액으로 내부가 충전된 몸체부(530)는 채취된 대변샘플을 상기 대변샘플에 함유된 세포 등의 파손이나 변형을 방지한 상태로 안정적으로 보관할 수 있도록 한다.

도 2의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 상기 채취부(520)는, 상기 뚜껑부(510)에 각각 결합되며 서로 연결된 복수의 샘플링막대(521)를 포함할 수 있다. 상기 샘플링막대(521)는 일단이 각각 상기 뚜껑부(510)에 결합된 상태로 타단에서 서로의 거리가 가변될 수 있다. 이 경우 상기 샘플링막대(521)들의 이격 거리가 멀어짐에 따라 상기 채취부(520)는 부채꼴 형상을 갖는다. 구체적으로, 상기 뚜껑부(510)는 탄성을 갖는 소재로 형성될 수 있으며 상기 뚜껑부(510)에 가해지는 하중에 따라 상기 뚜껑부(510)가 탄성을 가지며 변형되고 상기 뚜껑부(510)의 변형에 따라 상기 채취부(520)의 샘플링막대(521)들의 이격거리가 멀어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 뚜껑부(510)의 외측 상단에 압축력을 가하는 경우 압축력의 작용점을 중심으로 상기 뚜껑부(510)의 외측 상단은 하부로 오목하게 휘게 되고 상단면의 표면적은 작아지게 된다. 이때 상기 뚜껑부(510)의 하단면은 상대적으로 표면적이 넓어지며 상기 뚜껑부(510)와 상기 샘플링막대(521)의 연결 위치에서 상기 하단면의 표면적 증가에 따라 상기 샘플링막대(521)의 이격거리가 멀어지는 구조를 갖는다. 이에 따라 상기 채취부(520)는 사용 상태에 따라 가변되면서 상기 대변샘플을 채취할 수 있다.

또한, 상기 샘플링막대(521) 사이에는 채취망(522)이 연결될 수 있다. 상기 채취망(522)은 양 단이 상기 샘플링막대(521)들의 내측을 서로 연결시키면서 상기 샘플링막대(521)의 이격거리가 가까워지는 경우 접혀진 상태로 존재하고, 상기 샘플링막대(521)의 이격거리가 서로 멀어지는 경우 펴진 상태로 존재한다. 이 경우 상기 복수의 샘플링막대(521)는 수평면 상에 위치되는 것이 바람직하다.

위와 같은 구조를 갖는 본 발명에서는 상기 샘플링키트(500)의 채취부(520)가 가변됨에 따라 상기 채취망(522)과 샘플링막대(521)를 통해 채취되는 대변샘플의 확보를 용이하게 하고, 상기 샘플링막대(521)의 이격거리가 가까워짐에 따라 상기 채취망(522)이 접히게 되어 채취된 대변샘플의 이탈을 방지하는 동시에 안정적으로 보관할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서(100) 및 보관부(200)를 나타낸 개념도이다.

본 발명의 디스펜서(100)는 상기 샘플링키트(500)를 상기 샘플링장치(300)로 공급하고, 상기 보관부(200)는 상기 샘플링장치(300)로부터 대변샘플의 채취가 완료된 샘플링키트(500)를 공급받아 보관한다. 상기 샘플링장치(300)로 공급하거나 상기 샘플링장치(300)로부터 공급받는 샘플링키트(500)는 상술한 뚜껑부(510)와 채취부(520)를 의미할 수 있다. 또한, 상기 보관부(200)는 상기 샘플링키트(500)를 보관하는 본 발명의 목적 범위 내에서 상기 디스펜서(100)로부터 대변샘플의 채취가 완료된 샘플링키트(500)를 전달받는 구조이어도 무방하다.

본 발명에서 상기 디스펜서(100)와 보관부(200)가 서로 연통되도록 연결될 수 있으며, 상기 디스펜서(100)와 보관부(200)는 상기 변기(T)의 외측에 구비될 수 있다. 이 경우 상기 디스펜서(100)와 보관부(200)는 상기 변기(T)의 내부와 연통되는 구조를 가져도 무방하다.

상기 보관부(200)는 상기 디스펜서(100)의 하부에 구비되어 중력방식이나 탄성력 등에 의해 상기 샘플링키트(500)가 이동 및 보관된다.

도 1 및 도 4를 참고하여 상기 디스펜서(100)와 보관부(200)의 구조를 설명하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 디스펜서(100)는 내부 수용공간에 다수의 샘플링키트(500)가 수용되며, 위에서 아래 방향으로 상기 샘플링키트(500)를 객체별로 공급한다.

상기 디스펜서(100)는 상기 샘플링키트(500)의 몸체부(530)를 지지 및 고정시키며 상기 뚜껑부(510)와 채취부(520)를 샘플링장치(300)로 공급한다. 상기 몸체부(530)는 상술한 바와 같이 하부가 돌출된 형상으로 상기 디스펜서(100)에는 상기 몸체부(530)의 이탈을 방지하는 몸체걸림턱(110)이 구비될 수 있다. 상기 몸체걸림턱(110)은 접철식으로 상기 디스펜서(100)의 양 측에 각각 연결되어 상기 몸체부(530)의 특정 방향의 이탈을 방지하는 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 접철식 몸체걸림턱(110)은 상기 샘플링키트(500)를 상기 보관부(200)의 방향으로만 이동 가능케 한다. 상기 접철식 구조를 갖는 몸체걸림턱(110)을 통해 상기 샘플링키트(500)의 몸체부(530)에서 뚜껑부(510)가 이탈되더라도 상기 몸체부(530)는 상기 디스펜서(100)의 내부에 고정된다.

상기 샘플링장치(300)에 의해 상기 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)가 몸체부(530)에 다시 재결합되는 경우 상기 몸체부(530)와 뚜껑부(510)는 상기 보관부(200)로 이동될 수 있다.

상기 디스펜서(100)는 상기 샘플링장치(300)에 의한 몸체부(530)와 뚜껑부(510)의 탈부착이 용이하도록 일정 각도로 기울어져 배치될 수 있으며, 상기 보관부(200)는 상기 디스펜서(100)와 동일한 각도로 기울어져 배치될 수 있다.

상기 디스펜서(100)는 상부가 하부보다 내부 단면적이 넓도록 테이퍼지도록 형성될 수 있으며 상기 보관부(200)는 상기 디스펜서(100)와 하부에서 연통되어 상기 디스펜서(100)의 형상에 따라 내부에 수용되는 샘플링키트(500)가 객체별로 중력에 의해 아래로 이동하고, 아래로 이동된 샘플링키트(500)는 샘플링장치(300)에 의해 상기 디스펜서(100)와 연통된 보관부(200)로 이동할 수 있다. 상기 보관부(200)로 이동된 샘플링키트(500)는 객체별로 독립적으로 보관될 수 있다.

상기 디스펜서(100)에는 상기 샘플링장치(300)의 일부가 내측으로 삽입 가능하도록 일정 크기의 입구가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 디스펜서(100) 또는 보관부(200) 내부에 구비되며 상기 샘플링키트(500)에서 채취된 변을 파쇄하는 비드비팅장치(210)를 더 포함할 수 있다.

상기 비드비팅장치(210)는 상기 샘플링키트(500)에서 채취된 변의 세포를 파쇄하는 역할을 수행하며, 상기 변 세포의 파쇄는 상기 변 세포를 강하게 흔들어 분쇄시키거나 변 세포에 설정된 타격을 주어 파쇄시키는 방식이 이용될 수 있다.

구체적으로, 상기 비드비팅장치(210)는, 상기 샘플링키트(500)가 결합 가능한 비팅튜브(211) 및 상기 비팅튜브(211)의 일측에 체결되며 상기 비팅튜브(211)에 결합된 샘플링키트(500)에 설정된 속도로 타격 또는 진동을 가하는 비팅해머(212)를 포함할 수 있다. 상기 비팅해머(212)는 분당 3600회 정도의 속도로 상기 대변샘플의 세포에 타격이나 진동을 가하여 상기 대변샘플의 세포를 파쇄함에 따라 상기 세포의 DNA를 상기 몸체부(530)의 버퍼용액 환경에서 보관시킨다. 본 발명에서는 위와 같은 구성을 통하여 상기 대변샘플의 DNA는 DNA의 높은 안정성에 의하여 장시간 보관하더라도 미생물 조성군에 변화가 없고 실온에서 보관이 가능한 동시에 운송 등의 과정을 용이하게 할 수 있다.

상기 비팅튜브(211)는 상기 몸체부(530)의 형상에 따라 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 비팅해머(212)의 비드비팅이 완료된 후 상기 몸체부(530)와 결합의 해제가 용이한 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부 및 비드비팅제어부를 나타낸 블록도이다.

도 8의 (b)를 참고하면, 상기 비드비팅장치(210)는 사용자의 조작에 따라 상기 비팅해머(212)의 동작신호를 생성하는 비팅구동부(213) 및 상기 비팅구동부(213)의 동작신호에 의해 상기 비팅해머(212)를 설정된 시간동안 작동시키는 비팅제어부(214)를 더 포함할 수 있다.

상기 비팅구동부(213)는 상기 디스펜서(100) 또는 보관부(200)의 외측으로 돌출될 수 있으며 상기 비팅제어부(214)와 연결되어 사용자의 조작에 의해 동작신호를 형성한다. 예를 들어, 상기 대변샘플의 채취가 완료된 샘플링키트(500)가 상기 보관부(200)에 구비된 비팅튜브(211)에 결합된 경우 상기 비팅제어부(214)는 상기 비팅구동부(213)의 동작신호에 의해 상기 비팅해머(212)를 설정된 시간동안 설정된 속도로 동작시켜 상기 대변샘플의 파쇄를 유도하고, 대변샘플의 파쇄가 완료된 경우 샘플링장치(300)의 특정 동작을 유도하여 상기 비팅튜브(211)를 상기 비팅해머(212)로부터 분리 및 보관하는 방식으로 운영될 수 있다.

상기 비드비팅장치(210)는 비드비팅(Bead-beating)을 이용한 것이나, 본 발명의 목적범위 내에서 초음파를 이용한 캐비테이션(cavitation), 마이크로파(microwave) 등을 이용할 수 있다.

상기 디스펜서(100) 또는 보관부(200)는 상기 비드비팅장치(210)가 쉽게 결합 및 해체될 수 있도록 일측이 개방된 구조를 갖는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링장치를 나타낸 사시도이다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 샘플링장치(300)는 상기 디스펜서(100)로부터 공급되는 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)와 채취부(520)를 몸체부(530)로부터 분리 및 이동시켜 대변샘플을 채취한 후 상기 보관부(200)나 상기 비드비팅장치(210)로 이동시킨다.

상기 샘플링장치(300)는 그립퍼(340), 상기 그립퍼(340)에 연결된 로봇암(310) 및 상기 로봇암(310)을 동작시키는 액추에이터부(320)를 포함한다. 상기 액추에이터부(320)를 구성하는 복수의 모터 등을 이용하여 상기 로봇암(310)이 동작하고, 상기 로봇암(310)이 동작함에 따라 상기 로봇암(310)의 일측에 연결된 그립퍼(340)가 디스펜서(100)나 보관부(200)에서 변기의 내부로 이동하면서 샘플링키트(500)의 위치를 조절하는 구조이다.

상기 로봇암(310)은 길이방향으로 연장 형성되어 단부에 고정 가능한 샘플링키트(500)를 상기 변기(T)의 내부로 이동시키거나 상기 디스펜서(100)나 보관부(200)로 이동시키는 역할을 수행한다. 여기서 상기 액추에이터부(320)는 상기 로봇암(310)에 연결되어 로봇암(310)을 회전시키거나 길이를 가변시킨다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 로봇암(310)은 하나 이상의 관절을 포함하고, 상기 관절을 기준으로 접히거나 펴지면서 상기 그립퍼(340)의 위치가 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 로봇암(310)은 제1암, 제1암과 힌지연결된 제2암 및 제2암과 힌지연결된 제3암을 포함할 수 있으며, 상기 액추에이터부(320)는 상기 로봇암(310) 전체를 제1회전축을 기준으로 회전시키는 제1모터, 상기 제1암, 제2암 및 제3암을 제2회전축을 기준으로 회전시키는 제2모터, 상기 제2암 및 제3암을 상기 제1암으로부터 제3회전축을 기준으로 회전시키는 제3모터, 상기 제3암을 상기 제2암으로부터 제4회전축을 기준으로 회전시키는 제4모터를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 로봇암은 2개의 관절을 갖는다. 상기 제1회전축은 수직방향으로 연장 형성되며, 상기 제1모터는 상기 로봇암(310) 전체를 일정 범위의 각도 내에서 수평방향을 따라 회전시킨다. 이에 따라 상기 로봇암(310)은 상기 디스펜서(100)와 변기의 내부 사이를 회전에 의해 이동할 수 있다. 상기 제2회전축은 수평방향으로 연장 형성되며, 상기 제1암의 일측에 연결되고, 상기 제2모터는 상기 로봇암(310)을 상하 방향으로 회전시킨다. 상기 제3회전축은 상기 제1암의 타측에 구비되어 상기 제1암과 제2암을 서로 연결시키며, 상기 제3모터는 상기 제2암을 상기 제1암으로부터 상하 방향으로 회전시킨다. 상기 제4회전축은 상기 제2암의 타측에 구비되어 상기 제2암과 제3암을 서로 연결시키며, 상기 제4모터는 상기 제3암을 상기 제2암으로부터 상하 방향으로 회전시킨다. 상기와 같은 구조를 갖는 로봇암(310)은 상기 로봇암(310)의 일측에 연결된 그립퍼(340)를 3차원 이동시켜 상기 그립퍼(340)에 고정된 샘플링키트(500)의 위치를 조절한다. 상기 제1 내지 제4모터의 작동은 상기 제어부(700)와 연결되어 제어부(700)의 제어신호에 의해 조절될 수 있다.

상기 액추에이터부(320)의 제1 내지 제4모터는 예를 들어, 상기 제1회전축 내지 제4회전축과 스퍼기어나 베벨기어 등의 구조로 연결되어 상기 제1 내지 제4모터의 구동에 따라 상기 제1 내지 제4회전축이 각각의 방향으로 회전하는 구조일 수 있으며, 본 발명의 그립퍼(340)를 3차원 이동시키는 목적 범위 내에서 상기 제1 내지 제4모터 또는 상기 제1 내지 제4회전축은 리니어 모터 등 다양한 모터가 추가 또는 변경되거나 다양한 구조로 변경되거나 추가될 수 있다. 또한, 상기 로봇암(310)의 구조와 형상은 상술한 예 이외에도 통상의 기술자 입장에서 자명한 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

본 발명의 그립퍼(340)는 상기 로봇암(310)의 일측에 연결되어 상기 샘플링키트(500)를 고정시킨다. 상기 그립퍼(340)는 예를 들어, 상기 제3암에 연결될 수 있다.

상기 그립퍼(340)는, 상기 샘플링키트(500)에 접촉 가능하며 내측에 일정 곡률을 갖는 상부고정구(341) 및 상기 샘플링키트(500)에 접촉 가능하며 내측에 상기 상부고정구(341)와 같은 곡률을 갖는 하부고정구(342)를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 액추에이터부(320)는, 상기 상부고정구(341)와 상기 하부고정구(342)의 거리를 가변시키면서, 상기 그립퍼(340)를 중심축을 기준으로 회전킬 수 있다.

상기 상부고정구(341)는 상기 샘플링키트(500)(뚜껑부(510))에 접촉 가능하며 내측에 일정 곡률을 갖도록 형성되고, 상기 하부고정구(342)는 상기 샘플링키트(500)(뚜껑부(510))에 접촉 가능하며 내측에 상기 상부고정구(341)와 같은 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(342)의 내부 곡률은 상기 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)의 외측 곡률과 동일한 것이 바람직하다. 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(342)의 거리가 가변되면서 오므림에 따라 내측에 샘플링키트(500)가 고정되며, 상기 액추에이터부(320)는 제5회전축을 기준으로 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(341)의 일측을 회전시켜 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(341)의 거리를 조절하는 제5모터와, 상기 그립퍼(340)를 제6회전축을 기준으로 회전시키는 제6모터를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 상부고정구(341)의 일측에는 상부고정기어가 구비되고 상기 하부고정구(342)의 일측에는 상기 상부고정기어와 맞물리도록 연결된 하부고정기어가 구비될 수 있다. 상기 제5회전축은 상기 상부고정기어 또는 하부고정기어에 연결되고, 상기 제5모터는 상기 상부고정기어 또는 하부고정기어를 회전시키는 구조를 갖는다. 이 경우 상기 상부고정기어와 하부고정기어는 상기 제5모터의 작동에 의해 서로 반대 방향으로 회전되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 상부고정기어와 하부고정기어는 스퍼기어의 구조를 가질 수 있으며 상기 상부고정기어가 시계방향으로 회전할 때 상기 하부기어는 반시계방향으로 회전된다.

상기 제6회전축은 상기 그립퍼(340)에 의해 고정되는 샘플링키트(500)의 중심축의 연장선과 나란한 방향으로 형성될 수 있으며, 상기 제6모터는 상기 그립퍼를 회전하여 상기 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)와 몸체부(530)를 서로 분리시키는 역할을 수행한다.

상기 제5회전축 및 제6회전축은 상술한 제1 내지 제4회전축과 동일한 구성 또는 구조를 가질 수 있으며, 상기 제5모터 및 제6모터는 상술한 제1 내지 제4모터와 동일한 구성 또는 구조를 가질 수 있다. 상기 제5모터 및 제6모터는 상기 제어부(700)에 의해 작동이 제어되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 상부고정구(341) 및 하부고정구(342)의 내측에는 둘레를 따라 내측으로 돌출된 걸림턱(344)이 구비될 수 있다. 상기 걸림턱(344)은 상기 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)와 몸체부(530)의 사이에 걸려 상기 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)와 몸체부(530)의 이탈을 원활하게 한다. 상기 걸림턱(344)은 복수일 수 있고, 상기 상부고정구(341) 및 하부고정구(342)의 내측 둘레를 따라 연장 형성될 수 있다. 또한, 상기 걸림턱(344)은 내측으로 요철 형상을 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링장치의 구동바를 나타낸 개념도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에서 샘플링장치(300)는, 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(342)의 사이에 구비되며 길이방향으로 연장 형성되고 상기 액추에이터부에 의해 상기 그립퍼(340)의 중심축을 기준으로 왕복운동하는 구동바(350)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 그립퍼(340)의 중심축은 상기 제6회전축과 동일할 수 있다.

상기 구동바(350)는 상기 로봇암(310)의 길이방향을 따라 연장 형성될 수 있으며 상기 액추에이터부(320)의 구동에 의해 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(342)의 사이에서 길이방향을 따라 돌출되는 구조를 갖는다. 상기 액추에이터부(320)는 이를 위하여 제7모터를 더 포함할 수 있으며, 상기 제7모터는 제1 내지 제6모터와 동일한 구조와 구성을 가질 수 있다.

본 발명의 구동바(350)의 동작상태를 설명하면, 상기 구동바(350)는 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(342) 사이에 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)가 고정된 경우 상기 액추에이터부(320)에 의해 상기 뚜껑부(510)의 방향으로 돌출되면서 상기 뚜껑부(510)를 상단 면을 가압시킨다.

상기 뚜껑부(510)는 상술한 바와 같이 탄성 소재로 형성되며 상기 채취부(520)는 복수의 샘플링막대(521)와 샘플링막대(521) 사이에 구비된 채취망(522)을 포함하고, 상기 구동바(350)가 상기 뚜껑부(510)의 상단면을 가압함에 따라 상기 뚜껑부(510)에 탄성변형이 발생되고 상기 탄성변형에 의해 상기 채취망(522)이 펴지는 구조이다.

다시 도 1 및 도 8의 (a)를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 변기에 설치되며 사용자의 신체 형상에 대한 정보를 측정하고, 이를 상기 제어부(700)로 전달하는 스캔부(600)를 더 포함하고, 상기 제어부(700)는 상기 스캔부(600)에서 전달받은 사용자의 신체 형상에 대한 정보를 기반으로 설정된 알고리듬에 따라 상기 액추에이터부(320)를 작동시켜 상기 그립퍼(340)의 위치를 조절할 수 있다.

구체적으로 상기 스캔부(600)는 상기 변기의 내부에 위치될 수 있으며, 사용자의 신체를 측정하고 상기 신체의 정보를 제어부(700)에 전달한다. 상기 스캔부(600)는 예를 들어, 초음파를 조사하고 사용자의 신체에 의해 반사되는 초음파를 센싱하여 사용자의 신체 형상에 대한 정보를 상기 제어부(700)로 전달할 수 있다. 상기 스캔부(600)는 사용자가 변기에 착석하였을 때 사용자의 엉덩이 부분을 스캔하고, 엉덩이 부분의 형상에 대한 정보를 제어부(700)로 전달한다. 이에 따라 사용자의 항문의 위치와 대변의 낙하지점에 대한 오차범위를 감소시켜 대변샘플의 채취를 더욱 원활하게 수행할 수 있다.

본 발명의 제어부(700)는 상기 샘플링장치(300)의 작동을 제어하는데, 구체적으로 상기 샘플링장치(300)의 액추에이터부(320)를 조절하여 샘플링키트(500)의 위치를 조절한다. 상기 액추에이터부(320)가 제1 내지 제6모터를 포함하는 경우 상기 제1 내지 제6모터는 독립적으로 상기 제어부(700)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(700)는 상기 비팅제어부(214)로부터 비팅해머(212)의 동작 완료 신호를 수신하고, 상기 액추에이터부(320)의 모터들을 작동시켜 상기 샘플링키트(500)를 상기 비팅튜브(211)로부터 분리하여 보관부(200)에 보관시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 샘플링장치 및 프로텍터를 나타낸 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 상기 변기(T)에 설치되며 상기 샘플링키트(500)의 오염을 방지하는 프로텍터(400)를 더 포함할 수 있다.

도 7에서 상기 샘플링장치(300)는 액추에이터부(320)가 리니어모터와 회전모터를 포함하여 로봇암(310)의 길이가 가변되도록 구성된다. 상기 샘플링장치(300)는 상술한 바와 같이 본 발명에서 다양한 구성으로 변경될 수 있다.

상기 프로텍터(400)는 상기 그립퍼(340)와 샘플링키트(500)의 오염을 방지하는 동시에 상기 샘플링키트(500)를 지지하는 역할을 수행한다. 상기 프로텍터(400)는 상부에 구비되며 판 형상을 갖는 루프(410) 및 상기 루프(410)의 하부에 일정 거리 이격 구비되고 판 형상을 갖는 지지플레이트(420)를 포함할 수 있다. 상기 루프(410)와 상기 지지플레이트(420)는 서로 연결될 수 있으며, 상기 지지플레이트(420)는 상기 루프(410)보다 전방으로 돌출되는 것이 바람직하다. 상기 프로텍터(400)는 상기 변기(T) 등에 연결될 수 있다.

상기 그립퍼(340)는 상기 루프(410)와 상기 지지플레이트(420)의 사이에 위치된다. 상기 로봇암(310)의 동작에 따라 상기 그립퍼(340)는 상기 프로텍터(400)의 내측에 위치되는데, 상기 프로텍터(400)의 일측은 개방되고 상기 개방된 위치를 통해 상기 그립퍼(340)가 상기 프로텍터(400)의 내측으로 이동되는 예를 들 수 있다.

상기 프로텍터(400)의 루프(410)는 판 형상으로 완만한 상향 굴곡을 가져 위에 낙하하는 대변샘플이나 기타 오염물로부터 상기 그립퍼(340)를 보호하고, 상기 지지플레이트(420)는 판 형상으로 상기 그립퍼(340)를 통해 고정되는 샘플링키트(500)를 지지하는 동시에 상기 변기(T)의 내부에 수용된 물이 튀어 상기 샘플링키트(500)가 오염되는 것을 방지한다. 상기 지지플레이트(420)는 상기 샘플링키트(500)의 채취부(520) 형상에 따라 부채꼴이나 사다리꼴 등의 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 프로텍터(400)의 일측에 연결되며 사용자의 조작에 따라 상기 프로텍터(400)를 제8회전축을 기준으로 상기 변기의 내부에서 일정 각도 회전시키는 제8모터가 구비될 수 있다. 상기 제8회전축은 상기 제2회전축과 나란한 방향으로 연장될 수 있으며 상기 변기의 후미에 위치될 수 있다. 상기 프로텍터(400)는 상기 변기의 후미에서 회전하므로 필요에 따라 상기 그립퍼(340)와 샘플링키트(500)를 보호하고 사용이 완료 후 변기의 내부 아래 방향으로 접어지는 구조이다. 이에 따라 그립퍼(340)와 샘플링키트(500) 및 로봇암(310)의 위생성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 대변샘플의 채취과정을 설명한다.

제1 실시예

본 발명에 따른 자동식 멸균 배변채취기는 변기에 착탈 가능하게 설치되며 비데의 형상과 유사할 수 있다. 상기 배변채취기는 시트를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 샘플링장치(300) 및 스캔부(600)는 상기 시트에 연결된 상태로 변기의 내부에 위치되고, 디스펜서(100) 및 보관부(200)는 상기 시트에 연결된 상태로 변기의 외부에 위치된다.

사용자가 상기 시트에 착석한 경우 상기 제어부(700)는 상기 액추에어터부(320)의 제1모터 내지 제4모터의 작동을 제어하여 상기 그립퍼(340)를 상기 디스펜서(100)로 위치시킨다. 이후, 상기 제어부(700)는 상기 제5모터의 작동을 제어하여 상기 그립퍼(340)의 상부고정구(341)와 하부고정구(342)의 거리를 좁혀 상기 상부고정구(341)와 하부고정구(342)의 내부에 샘플링키트(500)의 뚜껑부(510)를 고정시키고 상기 제6모터의 작동을 제어하여 상기 뚜껑부(510)와 채취부(520)를 상기 몸체부(530)에서 분리시킨다.

상기 스캔부(600)에서는 초음파를 이용하여 사용자의 엉덩이 부분의 신체 형상에 대한 정보를 상기 제어부(700)로 전달하고, 상기 제어부(700)는 상기 스캔부(600)에서 측정한 정보를 기반으로 대변의 낙하 위치를 산출하여 재차 상기 제1모터 내지 제4모터의 작동을 제어하여 상기 샘플링키트(500)를 상기 대변의 낙하 위치에 위치시킨다.

상기 샘플링키트(500)를 이용한 대변의 채취가 완료된 후 상기 제어부(700)는 상기 제1 내지 제4모터의 작동을 제어하여 상기 샘플링키트(500)를 상기 디스펜서(100) 또는 보관부(200)로 이동시키고 상기 제5모터 및 제6모터를 동작시켜 상기 몸체부(530)에 상기 뚜껑부(510)를 결합시킨다. 상기 결합이 완료된 후 사용자의 비팅구동부(213) 조작에 따라 비팅제어부(214)가 비팅해머(212)의 동작을 제어하여 설정된 시간동안 설정된 속도로 상기 대변샘플을 비드비팅시킨다. 이 경우 상기 샘플링키트(500)는 상기 디스펜서(100)나 보관부(200)에 구비된 비팅튜브(211)에 결합될 수 있다. 비드비팅이 완료된 후 상기 비팅제어부(214)의 완료신호는 상기 제어부(700)로 전달되며 상기 제어부(700)는 제1 내지 제4모터를 제어하여 상기 비팅튜브(211)에서 샘플링키트(500)를 분리시킨 후 상기 보관부(200)에 보관한다.

상기 보관부에 구비된 비팅튜브(211)는 상기 샘플링키트(500)의 몸체부(530)를 상기 제어부의 제어를 통해 비드비팅이 완료된 경우 자동으로 분리시킬 수 있다.

위와 같은 구조에 따른 본 발명의 배변채취기는 기존의 변기에 탈부착이 용이하며 대변샘플의 채취에 불편한 점을 개선하며, 대변샘플에 존재하는 미생물을 파쇄하여 DNA를 보관하므로 장시간 안정적으로 보관이 가능하다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에서 상기 디스펜서(100)에 수용된 샘플링키트(500)는 몸체부(530), 채취부(520), 뚜껑부(510)가 결합된 상태로 중력방향을 따라 객체별로 상기 디스펜서(100)에 수용된다. 상기 디스펜서(100)에 수용된 샘플링키트(500)는 상기 샘플링장치(300)에서 액추에이터부(320)의 작동에 따라 상기 그립퍼(340)의 상부고정구(341)와 하부고정구(342)가 서로 조여지면서 상기 뚜껑부(510)가 고정되고, 상기 뚜껑부(510)와 상기 몸체부(530)는 서로 분리된다. 상기 뚜껑부(510)에는 채취부(520)가 고정된 상태로 상기 그립퍼(340)와 함께 이동된다. 상기 로봇암(310)은 길이방향으로 연장 형성되며 상기 액추에이터부(320)는 상기 제1모터를 통해 로봇암(310)을 제1회전축을 기준으로 회전시키고, 리니어모터 등을 추가로 구성하여 로봇암의 길이를 조절한다.

이 때 상기 프로텍터(400)는 상기 제어부(700)에 의해 조절되는 제8모터에 의해 상기 변기(T)의 내부에 수용된 물의 수면 위로 돌출된다. 상기 그립퍼(340)는 상기 프로텍터(400)의 내부에 위치되며 상기 프로텍터(400)의 루프(410)는 상기 그립퍼(340)의 상부를 감싸 보호한다. 상기 그립퍼(340)에 의해 고정된 채취부(520)는 상기 지지플레이트(420)의 상부에 위치하게 된다.

상기 그립퍼(340)에 의해 고정된 뚜껑부(510)는 탄성소재로 형성되며 상기 제7모터의 동작에 따라 상기 구동바(350)가 전진하여 상기 뚜껑부(510)의 일측 면이 가압하고, 상기 뚜껑부(510)의 탄성 변형에 의해 뚜껑부(510)에 고정된 복수의 샘플링막대(521) 사이의 간격이 멀어지면서 채취망(522)이 펴진다.

사용자의 대변샘플이 상기 채취부(520)의 채취망(522)에 안착되고 상기 구동바(350)의 후퇴에 의해 뚜껑부(510)의 탄성 변형이 해제됨에 따라 상기 채취망(522)은 접힌다.

상기 대변샘플의 채취가 완료된 경우 재차 상기 액추에이터부(320)의 작동에 따라 상기 그립퍼(340)에 고정된 뚜껑부(510)는 상기 디스펜서(100)에 고정되어 있는 몸체부(530)와 결합되고, 상기 프로텍터(400)는 상기 제8모터의 작동에 의해 하강하여 상기 변기(T)의 내부에 수용된 물속으로 침강되어 변기(T)의 물내림에 의해 세척된다.

상기 뚜껑부(510)와 몸체부(530)가 결합된 상태에서 상기 샘플링키트(500)는 상기 디스펜서(100)의 내측 방향으로 연통된 보관부(200)의 내부로 이동된다. 상기 샘플링키트(500)의 보관이 완료된 후 상기 디스펜서(100)는 새로운 샘플링키트(500)를 아래 방향으로 이동시켜 공급할 수 있다. 이 때 상기 샘플링키트(500)로 채취된 대변샘플은 상기 보관부(200)에 구비된 비드비팅장치(210)에 의해 파쇄된 상태로 보관될 수 있음은 물론이다.

상기 제1 내지 제2 실시예에서 설명한 바와 같이 위와 같은 구성과 방식을 이용한 본 발명에서는 샘플링키트(500)의 자동공급, 샘플링장치(300)로부터 대변샘플의 자동채취, 샘플링키트(500)의 자동보관 등의 기능을 통하여 자동으로 대변샘플의 채취가 가능한 동시에, 샘플링키트(500)의 구조로부터 안정적인 대변샘플의 채취가 가능하고 샘플링키트(500)와 대변샘플을 외부 이물질 등으로부터 보호하면서 DNA 단위로 저장하여 실온에서 장시간 안정적으로 저장할 수 있다.

100 : 디스펜서 110 : 몸체걸림턱
200 : 보관부 210 : 비드비팅장치
211 : 비팅튜브 212 : 비팅해머
213 : 비팅구동부 214 : 비팅제어부
300 : 샘플링장치 310 : 로봇암
320 : 액추에이터부 340 : 그립퍼
341 : 상부고정구 342 : 하부고정구
344 : 걸림턱
350 : 구동바
400 : 프로텍터 410 : 루프
420 : 지지플레이트
500 : 샘플링키트 510 : 뚜껑부
520 : 채취부 521 : 샘플링막대
522 : 채취망 530 : 몸체부
600 : 스캔부
700 : 제어부

Claims (5)

1. 변기에 설치 가능하며 자동으로 배변을 채취하는 배변채취기에 있어서,
   샘플링키트를 공급받아 배변을 채취하는 샘플링장치; 및
   상기 샘플링장치의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 샘플링장치는,
   상기 샘플링키트의 일단을 고정시키는 그립퍼;
   상기 그립퍼에 연결된 로봇암; 및
   상기 로봇암을 동작시켜 상기 그립퍼의 위치를 조정하는 액추에이터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동식 멸균 배변채취기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 로봇암은 하나 이상의 관절을 포함하고, 상기 관절을 기준으로 접히거나 펴지면서 상기 그립퍼의 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 자동식 멸균 배변채취기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 액추에이터부는,
   상기 제어부의 제어신호에 의해 조절되며 상기 로봇암을 제1회전축을 기준으로 회전시키는 제1모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동식 멸균 배변채취기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 샘플링키트는,
   뚜껑부;
   상기 뚜껑부에 연결된 채취부; 및
   상기 뚜껑부에 체결 가능하며 내부에 상기 채취부를 수용 가능한 몸체부;를 포함하고,
   상기 몸체부의 내부에는 미생물 보존을 위한 버퍼용액이 충전되고,
   상기 그립퍼는 상기 뚜껑부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 자동식 멸균 배변채취기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 로봇암은 하나 이상의 관절을 포함하고,
   상기 액추에이터부는 상기 로봇암을 제1회전축을 기준으로 회전시키는 제1모터;를 포함하고,
   상기 그립퍼는,
   상기 로봇암이 상기 제1회전축을 기준으로 회전하면서 상기 관절을 기준으로 접히거나 펴져 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 자동식 멸균 배변채취기.

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