KR20200139411A - 세정 기능이 구비된 배변채취기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변기에 설치 가능한 배변채취기에 관한 것으로, 사용자의 조작에 따라 배변을 자동으로 채취하고, 세정 기능이 구비되어 편리성과 사용성을 증대시킨 세정 기능이 구비된 배변채취기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배변채취기는 변기에 설치 가능한 본체부, 상기 본체부에 연결되며 배변이 수용 가능한 샘플링키트를 공급받아 상기 변기 내에서 배변을 채취하는 채취부, 상기 본체부에 연결되며 유체를 분사하는 세정부 및 상기 채취부와 상기 세정부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 배변채취기는 비데 형상으로, 개인적, 가정적으로 배변을 채취 및 보관 가능한 장점이 있다.

Description

세정 기능이 구비된 배변채취기{APPARATUS FOR ASEPTIC COLLECTION OF FECAL SAMPLE HAVING CLEANING FUNCTION}

본 발명은 세정 기능이 구비된 배변채취기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장내 미생물을 분석하기 위한 사용자의 배변을 멸균 처리된 키트로 자동으로 채취하는 배변채취기에 있어서 유체를 분사 가능하여 세정 기능이 구비된 세정 기능이 구비된 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(Microbiome)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. 이러한 방법을 도입하여 외부 균의 간섭이 없는 상태로 장내미생물 샘플을 보관하는 상태까지 조절해주는 것이 필요하다. 이런 방법이 없는 기존의 채변은 장내세균에 변형을 가져와서 데이터에 편향을 발생시키며, 상온에서 샘플의 가치를 유지하며 보관이 불가능하다는 한계를 갖는다. 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 배변 내의 미생물 조성을 고정 및 DNA수준에서의 변형을 방지하면서 적절한 온도에서 장기 보관 가능하며 기존의 변기에 쉽게 적용 가능한 배변채취기의 도입이 요구된다.

KR 10-1312559 B KR 10-1654315 B JP 06185104 A

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.

또한, 세정 기능을 구비하여 사용성과 편리성을 증대시킨 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세정 기능이 구비된 배변채취기는 변기에 설치 가능한 배변채취기에 있어서, 변기에 설치 가능한 본체부, 본체부에 연결되며 배변이 수용 가능한 샘플링키트를 공급받아 변기 내에서 배변을 채취하는 채취부, 본체부 또는 채취부에 연결되며 유체를 분사하는 세정부 및 채취부와 세정부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 채취부는, 샘플링키트를 고정시키는 그립퍼 및 그립퍼에 연결되며 상기 그립퍼를 이동시키는 로봇암을 포함할 수 있다.

또한, 변기에 설치되며 사용자의 신체를 스캔하는 스캔부를 더 포함하고, 제어부는, 스캔부에서 스캔한 사용자의 신체정보를 기반으로 로봇암을 동작시켜 그립퍼의 위치를 조절할 수 있다.

또한, 샘플링키트는, 그립퍼에 고정 가능한 뚜껑, 뚜껑에 연결되며 배변에 접촉되는 채취봉 및 뚜껑에 결합 가능하며, 내부에 채취봉을 수용 가능한 몸체를 포함할 수 있다.

또한, 세정부는, 유체가 공급되는 유체공급라인 및 유체공급라인에 연결되며 유체를 분사하는 노즐을 포함하고, 노즐은, 변기 내에서 위치가 가변될 수 있다.

또한, 사용자가 조작 가능한 조작부를 더 포함하고, 제어부는, 조작부의 조작신호에 따라 채취부와 세정부를 선택적으로 작동시킬 수 있다.

또한, 세정부는, 변기 내에서 노즐의 위치를 조절하는 노즐조절수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 노즐은 로봇암에 연결되고 로봇암의 동작에 따라 위치가 가변될 수 있다.

또한, 노즐은 유체의 분사 시 로봇암으로부터 이격될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 사용자의 대변샘플을 미생물 분석 용도로 자동으로 채취하여 안정적으로 보관 가능한 장치를 제공한다.

또한, 세정 기능이 구비되어 사용성과 편리성을 증대시킬 수 있다.

또한, 사용자의 항문위치를 스캔하여 로봇암을 해당 위치로 이동시켜 대변샘플의 채취나 유체의 분사를 보다 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 이러한 시스템으로써 가정에서 개인적으로 배변을 채취와 보관 및 대변샘플의 수거가 현실적으로 용이해질 수 있으며, 익숙한 비데 형상으로 제작하여 사용, 판매 및 유통이 용이할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 기능이 구비된 배변채취기를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 기능이 구비된 배변채취기의 외형을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링키트를 나타낸 상세도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지몸체의 내부를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지몸체의 내부를 나타낸 동작 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 채취부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 채취부와 세정부를 나타낸 동작 상태도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 세정부를 나타낸 동작 상태도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 세정부를 나타낸 동작 상태도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 채취부를 나타낸 동작 상태도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 채취부를 나타낸 동작 상태도이다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 세정 기능이 구비된 배변채취기는 비데 형상을 가질 수 있으며, 변기에 설치 가능하다. 여기서 변기는 양변기인 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 기능이 구비된 배변채취기를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 기능이 구비된 배변채취기의 외형을 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 배변채취기는 변기에 설치 가능한 본체부(100), 상기 본체부(100)에 연결되며 배변이 수용 가능한 샘플링키트(10)를 공급받아 상기 변기 내에서 배변을 채취하는 채취부(200), 상기 본체부(100)에 연결되며 유체를 분사하는 세정부(300) 및 상기 채취부(200)와 상기 세정부(300)의 작동을 제어하는 제어부(600)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링키트를 나타낸 상세도이다.

본 발명의 명확한 이해를 위하여 먼저 도 3을 참조하여 샘플링키트(10)를 설명하면, 샘플링키트(10)는 사용자의 배변을 채취하기 위한 도구의 일종으로, 상기 샘플링키트(10)는, 뚜껑(11), 상기 뚜껑(11)에 연결되며 상기 배변에 접촉되는 채취봉(12) 및 상기 뚜껑(11)에 결합 가능하며, 내부에 상기 채취봉(12)을 수용 가능한 몸체(13)를 포함할 수 있다.

뚜껑(11)은 채취봉(12)과 연결되며, 뚜껑(11)과 몸체(13)가 결합되었을 때 상기 채취봉(12)은 몸체(13)의 내부에 수용된다. 뚜껑(11)에는 제1나사산이 구비될 수 있으며, 몸체(13)에는 상기 제1나사산과 결합 가능한 제2나사산이 구비될 수 있다. 제1나사산과 제2나사산은 서로 맞물리면서 결합된다. 몸체(13)의 내부에는 버퍼가 충전될 수 있으며, 상기 버퍼는 용액의 일종으로 채취된 배변의 파손이나 변형을 방지하고 안정적으로 보관 가능하도록 한다.

일 실시예에서 상기 뚜껑(11)은 탄성을 가질 수 있으며, 채취봉(12)은 단부가 접히거나 펴지면서 부채꼴 형상이 될 수 있다. 구체적으로, 상기 채취봉(12)은 복수로, 복수의 채취봉(12)의 단부는 직물이나 섬유, 합성수지 등으로 연결된다. 뚜껑(11)이 외력에 의해 휘어지면서 변형되는 경우 채취봉(12)의 단부는 서로 거리가 멀어지면서 펴져 부채꼴 형상을 이루고, 상기 뚜껑(11)에 외력이 제거되는 경우 채취봉(12)의 단부는 서로 거리가 가까워지면서 접혀 막대 형상을 이룬다. 위와 같은 형상을 갖는 샘플링키트(10)는 배변의 채취를 보다 용이하게 달성할 수 있으며, 채취량을 증대시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지몸체(110)의 내부를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지몸체(110)의 내부를 나타낸 동작 상태도이다.

본체부(100)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 상기 변기에 설치되어 상기 채취부(200)와 세정부(300)를 지지한다.

일 실시예에서 상기 본체부(100)는 사용자가 착석 가능한 착석시트(120) 및 상기 착석시트(120)의 후방에 위치되며 상기 채취부(200)를 지지하는 지지몸체(110)를 포함할 수 있다. 지지몸체(110)는 내부에 수용공간이 구비될 수 있고, 상기 수용공간에는 샘플링키트(10)가 수용 가능한 공급장치(130)와 상기 공급장치(130)로부터 샘플링키트(10)를 공급받아 배변을 채취하는 채취부(200)가 수용될 수 있다. 이 경우 상기 채취부(200)는 공급장치(130)와 이격되며, 공급장치(130)의 방향으로 이동하여 샘플링키트(10)의 뚜껑(11)을 고정한 상태로 상기 착석시트(120)의 방향으로 이동하여 배변을 채취한다. 배변 채취가 완료된 경우 재차 공급장치(130)의 방향으로 이동하여 뚜껑(11)과 채취봉(12)을 몸체(13)에 결합시킬 수 있다.

일 실시예에서 상기 지지몸체(110)에는 도어(111)가 위치될 수 있으며, 상기 도어(111)는 채취부(200)가 배변을 채취하기 위하여 착석시트(120)의 방향으로 이동하는 경우 열리고, 채취부(200)가 공급장치(130)의 방향으로 이동하는 경우 닫힐 수 있다. 상기 도어(111)는 상기 착석시트(120)의 방향에 위치될 수 있으며, 모터를 통한 슬라이딩 방식으로 개폐될 수 있다.

또한, 일 실시예에서 상기 본체부(100)에 설치되며 사용자의 신체를 스캔하는 스캔부(400)를 더 포함할 수 있으며, 상기 스캔부(400)는 상기 지지몸체(110)의 일측, 상기 도어(111)와 인접하여 위치되는 것이 바람직하다. 상기 스캔부(400)는 초음파나 빛 등 조사하여 상기 착석시트(120)에 착석한 사용자의 신체를 측정하고, 신체정보를 생성하여 제어부(600)로 전송한다.

이 경우 상기 제어부(600)는 상기 스캔부(400)에서 스캔한 사용자의 신체정보를 기반으로 상기 채취부(200)나 세정부(300)를 동작시킬 수 있으며, 이는 후술한다.

상기 스캔부(400)를 통한 사용자의 신체 형상을 측정함에 따라 사용자의 항문 위치와 배변의 낙하지점에 대한 오차범위를 감소시켜 배변샘플의 채취를 더욱 원활하게 수행할 수 있다.

공급장치(130)는 샘플링키트(10)를 일시적으로 수용시킨다. 보다 구체적으로 공급장치(130)는 샘플링키트(10)와 접촉 가능하며 샘플링키트(10)를 고정시키는 고정홀(131) 및 상기 고정홀(131)에 삽입된 샘플링키트(10)를 회전시키는 제1회전수단(132)을 포함할 수 있다. 고정홀(131)은 내측으로 함입된 형상으로 상기 샘플링키트(10)의 몸체(13)가 삽입 가능하며, 상기 몸체(13)와 접촉되면서 샘플링키트(10)를 고정시킨다. 고정홀(131) 내부로의 샘플링키트(10) 공급은 사용자가 직접 샘플링키트(10)를 고정홀(131) 내부로 삽입시키거나, 별도의 디스펜서에 샘플링키트(10)를 보관하여 두고, 샘플링키트(10) 개체별로 각각 고정홀(131)의 방향으로 이동함에 따라 공급될 수 있다.

제1회전수단(132)은 상기 고정홀(131)에 삽입된 샘플링키트(10)를 상기 채취부(200)의 방향 또는 지지몸체(110)의 상부 방향으로 회전시켜, 채취부(200)가 샘플링키트(10)의 뚜껑(11)을 고정시키거나 사용자가 샘플링키트(10)를 고정홀(131)으로부터 삽입 또는 이탈시키는 것을 용이하게 한다. 제1회전수단(132)은 상기 고정홀(131)의 하부에 위치된 제1회전기어와 상기 제1회전기어를 회전시키는 제1회전모터를 포함할 수 있으며, 상기 제1회전모터는 상기 제어부(600)를 통해 제어되는 것이 바람직하다. 상기 고정홀(131)은 제1회전기어의 회전축을 중심으로 정방향 또는 역방향으로 회전한다.

고정홀(131)의 내주에는 상기 샘플링키트(10)를 둘레 방향으로 가압할 수 있는 탄성부재가 구비될 수 있고, 상기 탄성부재는 고무 등의 소재로 탄성과 신축성을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 공급장치(130)는 상기 고정홀(131)을 제2회전기어의 회전축을 중심으로 회전시키는 제2회전수단(133)을 포함할 수 있다. 상기 제2회전수단(133)은 고정홀(131)의 외측 둘레에 구비된 제2회전기어 및 상기 제2회전기어와 연결된 제2회전모터를 포함할 수 있다. 상기 고정홀(131)은 제2회전모터의 작동에 따라 제2회전기어의 회전축을 중심으로 회전하여 고정홀(131)에 삽입된 샘플링키트(10)의 몸체(13)를 회전시킨다. 이 경우 샘플링장치가 뚜껑(11)을 고정한 상태에서 제2회전수단(133)이 몸체(13)를 회전시켜 상기 뚜껑(11)과 상기 몸체(13)의 결합 또는 결합해제를 수행할 수 있다. 상기 제1회전기어의 회전축과 제2회전기어의 회전축은 서로 수직을 이룰 수 있으며, 상기 제2회전모터는 상기 제어부(600)를 통해 제어되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 채취부(200)를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 채취부(200)와 세정부(300)를 나타낸 동작 상태도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 지지몸체(110)의 내부에 구비된 채취부(200)는 상기 공급장치(130)와 이격되도록 구비되며, 본체부(100)의 일측에 연결된다. 채취부(200)는 상기 샘플링키트(10)를 고정시키는 그립퍼(210) 및 상기 그립퍼(210)에 연결되며 상기 그립퍼(210)를 이동시키는 로봇암(220)을 포함할 수 있다. 상기 로봇암(220)은 복수의 모터나 액추에이터를 통해 변기 내부에서 설정된 위치로 이동하면서 샘플링키트(10)의 고정 및 배변채취를 수행하고, 상기 복수의 모터와 액추에이터는 상기 제어부(600)에 의해 통해 제어된다.

보다 구체적으로, 로봇암(220)은 길이방향으로 연장되어 단부에 샘플링키트(10)의 뚜껑(11)을 고정 가능한 그립퍼(210)가 구비되며, 상기 그립퍼(210)의 위치를 가변시킨다. 로봇암(220)은 하나 이상의 관절을 포함하고, 상기 관절을 기준으로 접히거나 펴지면서 상기 그립퍼(210)의 위치가 조정될 수 있다. 일례로, 로봇암(220)은 제1암(221), 제1암(221)과 힌지로 연결된 제2암(222) 및 상기 제2암(222)과 힌지로 연결된 제3암(223)을 포함할 수 있으며, 로봇암(220) 전체를 제1회전축을 기준으로 회전시키는 제1모터(224), 상기 제2암(222) 및 제3암(223)을 제2회전축을 기준으로 회전시키는 제2모터(225), 제3암(223)을 제3회전축을 기준으로 회전시키는 제3모터(226)를 포함할 수 있다. 제3암(223)은 일단이 그립퍼(210)와 연결되고 타단이 제2암(222)과 연결되며, 제2암(222)은 일단이 제3암(223)과 연결되고 타단이 제1암(221)과 연결된다. 제1암(221)은 일단이 제2암(222)과 연결되고 타단이 지지몸체(110)에 연결된다. 제1모터(224)는 제1암(221)을 지지몸체(110)를 기준으로 회전시키고, 제2모터(225)는 제2암(222)을 제1암(221)을 기준으로 회전시키고, 제3모터(226)는 제3암(223)을 제2암(222)을 기준으로 회전시킨다. 제1회전축과 제2회전축 또는 제1회전축과 제3회전축은 수직을 이룰 수 있으며, 제어부(600)는 상기 제1모터(224) 내지 제3모터(226)의 작동을 제어하여 상기 그립퍼(210)를 상기 공급장치(130)나 착석시트(120)의 방향으로 이동시킨다. 상기 그립퍼(210)와 제3암(223) 사이에는 보다 세밀한 동작을 위하여 상기 제3암(223)을 기준으로 상기 그립퍼의 각도를 회전시키는 모터가 추가로 구비될 수 있다.

상기 로봇암(220)은 제1암(221) 내지 제3암(223)의 관절 연결뿐만 아니라 상기 그립퍼(210)의 위치를 조정할 수 있는 레일이나 LM 가이드 방식의 구조가 적용되어도 무방하다. 또한, 상기 제1모터(224) 내지 제4모터(213) 중 일부 또는 전부는 회전모터나 리니어모터의 구조를 가질 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 채취부(200)를 나타낸 상세도이고, 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 채취부(200)를 나타낸 동작 상태도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 그립퍼(210)는 샘플링키트(10)의 뚜껑(11)과 접촉하면서 상기 뚜껑(11) 및 채취봉(12)을 고정시킨다. 일 실시예에서 그립퍼(210)는 뚜껑(11)이 삽입 가능한 고정구(211), 하부고정구(212) 및 상기 상부고정구(211)와 하부고정구(212) 사이의 간격을 조절하는 제4모터(213)를 포함할 수 있다. 상부고정구(211)의 내측과 하부고정구(212)의 내측은 일정 곡률을 가질 수 있으며, 서로 이격 거리가 가변되면서 상기 뚜껑(11)을 고정시킨다. 상부고정구(211)에는 상부고정기어가 연결되고 하부고정구(212)에는 하부고정기어가 연결되며, 상기 상부고정기어와 하부고정기어는 서로 맞물리면서 회전된다. 이 경우 상부고정기어와 하부고정기어는 반대방향으로 회전되는 것이 바람직하다. 상기 상부고정기어 또는 하부고정기어는 제4모터(213)와 연결되어 상기 제4모터(213)로부터 회전력을 전달받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 그립퍼(210)는 상기 상부고정구(211)와 하부고정구(212) 사이에는 상기 뚜껑(11)에 외력을 가하는 구동바(214)를 더 포함할 수 있으며, 상기 구동바(214)는 제3암(223)으로부터 뚜껑(11) 방향으로 이동하면서 상기 뚜껑(11)에 외력을 가한다. 구동바(214)의 이동은 상기 제4모터(213)나 별도의 모터로부터 회전력을 전달받아 왕복 이동할 수 있으며, 웜기어가 적용될 수 있다. 뚜껑(11)은 상기 구동바(214)에 의해 외력이 작용되는 경우 변형되면서 휘어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 사용자가 조작 가능한 조작부(500)를 더 포함하고, 상기 제어부(600)는, 상기 조작부(500)의 조작신호에 따라 상기 채취부(200)와 상기 세정부(300)를 선택적으로 작동시킬 수 있다. 조작부(500)는 변기의 일측에 구비될 수 있으며, 채취부(200)나 세정부(300)를 작동시키는 조작버튼이 구비될 수 있다. 상기 조작버튼은 사용자의 조작에 따라 조작신호를 생성하여 제어부(600)로 전달하며, 상기 제어부(600)는 상기 조작신호에 대응되도록 미리 설정된 알고리즘을 적용하여 상기 채취부(200)나 세정부(300)를 동작시킨다. 상기 채취부(200)와 세정부(300)의 동작은 동시에 수행하여도 무방하다 선택적 또는 순차적으로 수행되는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 세정부(300)를 나타낸 동작 상태도이고, 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 세정부(300)를 나타낸 동작 상태도이다. 도 7에서는 상기 세정부(300)가 지지몸체(110)에 연결된 상태를 나타내고, 도 10 및 도 11에서는 상기 세정부(300)가 채취부(200)에 연결된 상태를 나타낸다.

도 7, 도 10 및 도 11을 참조하면, 세정부(300)는 상기 본체부(100)에 연결되며 외부로부터 유체를 공급받아 상기 변기 내부에서 설정된 위치에 유체를 분사한다. 상기 유체의 분사는 제어부(600)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서 세정부(300)는 유체가 공급되는 유체공급라인(310) 및 상기 유체공급라인(310)에 연결되며 상기 유체를 분사하는 노즐(320)을 포함한다.

유체공급라인(310)은 상수도 등에 연결되며 유체를 노즐(320)로 공급한다. 노즐(320)은 상기 변기나 본체부(100)에 연결된 상태로 유체를 설정된 방향으로 분사한다. 상기 노즐(320)은 지지몸체(110)에서 상기 도어(111)와 인접하도록 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 노즐(320)은, 상기 변기 내에서 위치가 가변될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 노즐(320)은 노즐조절수단(330)과 연결되며, 상기 노즐(320)조절수단은 제어부(600)의 제어에 의해 상기 변기 내에서 상기 노즐(320)의 위치를 조절한다. 일 실시예에서 상기 노즐조절수단(330)은 노즐이동모터를 포함할 수 있다. 상기 노즐이동모터는 리니어모터의 일종으로 상기 노즐을 변기 내부 중심의 방향으로 가까워지거나 멀어지도록 왕복 이동시킬 수 있다. 예컨대, 노즐(320)은 사용자의 항문을 세정하는 경우 노즐이동모터의 정방향 작동으로 변기 내부 중심 방향으로 가까워지도록 이동하고, 세정이 완료된 경우 노즐(320)이동모터의 역방향 작동으로 변기 내부 중심 방향에서 멀어지도록 이동한다.

일 실시예에서 상기 노즐(320)은 상기 로봇암(220)에 연결될 수 있고, 상기 로봇암(220)의 동작에 따라 위치가 가변된다. 이 경우 상기 노즐(320)은 유체의 분사 시 상기 로봇암(220)과 상기 그립퍼(210)로부터 이격되는 것이 바람직하다. 노즐조절수단(330)는 상기 로봇암(220)이나 그립퍼(210)에 연결될 수 있으며, 상기 노즐(320)을 상기 그립퍼(210)나 로봇암(220)으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨다.

상기 노즐(320)은 그립퍼(210)의 하부에 위치되거나 양 측에 위치될 수 있으며, 상기 노즐(320)은 복수일 수 있다.

본 발명에서 도시되진 않았으나, 일 실시예에서 비드비팅장치를 더 포함할 수 있다. 상기 비드비팅장치는 샘플링키트(10)에 수용된 배변의 세포를 파쇄한다. 비드비팅장치는 샘플링키트(10)가 수용되는 비팅튜브, 상기 비팅튜브의 일측에 구비되며 상기 비팅튜브에 수용된 샘플링키트(10)를 설정된 속도로 타격 또는 진동시키는 비팅해머를 포함할 수 있다. 비팅해머는 약 1분에 3600회의 타격이나 진동을 가하여 대변 세포를 파쇄하는데, 대변 세포의 파쇄에 따라 대변 세포는 DNA 단위로 파쇄되고, DNA의 높은 안정성에 의하여 미생물 조성군의 변화를 방지하고 장시간 보관 및 운송을 용이하게 한다. 상기 비드비팅장치는 공급장치(130)에 구비되거나 상기 지지몸체(110) 내부에 수용될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 배변채취기의 바람직한 동작 상태를 설명한다.

사용자는 샘플링키트(10)의 몸체(13)를 공급장치(130)의 고정홀(131) 내부에 삽입한다. 여기서 공급장치(130)는 상기 제1회전수단(132)을 통해 고정홀(131)을 상부로 이동시킨다. 사용자는 착석시트(120)에 착석한 상태에서 조작부(500)를 조작하여 스캔부(400)를 동작시킨다. 스캔부(400)는 상기 사용자의 신체를 스캔하고, 사용자의 항문 위치를 산출한다.

사용자가 조작부(500)를 조작하여 채취부(200)를 동작시키는 경우, 상기 공급장치(130)는 제1회전수단(132)을 통해 고정홀(131)을 채취부(200)의 방향으로 이동시키고, 채취부(200)는 제1모터(224) 내지 제3모터(226)에 의해 그립퍼(210)를 고정홀(131)에 수용된 샘플링키트(10)의 뚜껑(11)에 고정시킨다. 공급장치(130)는 제2회전수단(133)을 통해 몸체(13)와 뚜껑(11)을 분리시키고, 채취부(200)는 재차 제1모터(224) 내지 제3모터(226)에 의해 샘플링키트(10)의 채취봉(12)을 스캔부(400)를 통해 측정된 사용자의 항문 하부에 위치시킨다. 여기서 지지몸체(110)의 도어(111)가 열리고, 상기 그립퍼(210)는 상기 도어(111)를 통과하여 이동한다.

사용자의 조작에 의해 채취의 완료를 인지한 경우 상기 채취부(200)는 재차 제1모터(224) 내지 제3모터(226)를 통해 샘플링키트(10)의 뚜껑(11)을 몸체(13)의 위치로 이동시키고, 공급장치(130)는 제2회전수단(133)에 의해 몸체(13)와 뚜껑(11)을 결합시킨다.

사용자가 조작부(500)를 조작하여 세정부(300)를 동작시키는 경우 노즐이동수단(330)을 통해 노즐(320)이 사용자의 항문 방향으로 이동하고, 상기 유체공급라인(310)에 의해 공급된 유체는 사용자의 항문으로 분사된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 배변채취기는 자동으로 사용자의 배변을 채취할 뿐만 아니라, 세정 기능이 구비되어 사용성과 편리성이 증대되는 효과가 있다. 또한, 비데 형상으로 다양한 변기에 설치 가능하며 가정적으로 배변 채취를 실현 가능케 하는 장점이 있다.

10 : 샘플링키트 11 : 뚜껑
12 : 채취봉 13 : 몸체
100 : 본체부 110 : 지지몸체
111 : 도어 120 : 착석시트
130 : 공급장치 131 : 고정홀
132 : 제1회전수단 133 : 제2회전수단
200 : 채취부 210 : 그립퍼
211 : 상부고정구 212 : 하부고정구
213 : 제4모터 214 : 구동바
220 : 로봇암 221 : 제1암
222 : 제2암 223 : 제3암
224 : 제1모터 225 : 제2모터
226 : 제3모터 300 : 세정부
310 : 유체공급라인 320 : 노즐
330 : 노즐조절수단 400 : 스캔부
500 : 조작부 600 : 제어부

Claims (9)

1. 변기에 설치 가능한 배변채취기에 있어서,
   상기 변기에 설치 가능한 본체부;
   상기 본체부에 연결되며 배변이 수용 가능한 샘플링키트를 공급받아 상기 변기 내에서 배변을 채취하는 채취부;
   상기 본체부 또는 상기 채취부에 연결되며 유체를 분사하는 세정부; 및
   상기 채취부와 상기 세정부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 채취부는,
   상기 샘플링키트를 고정시키는 그립퍼; 및
   상기 그립퍼에 연결되며 상기 그립퍼를 이동시키는 로봇암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 본체부에 설치되며 사용자의 신체를 스캔하는 스캔부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 스캔부에서 스캔한 사용자의 신체정보를 기반으로 상기 로봇암을 동작시켜 상기 그립퍼의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 샘플링키트는,
   상기 그립퍼에 고정 가능한 뚜껑;
   상기 뚜껑에 연결되며 상기 배변에 접촉되는 채취봉; 및
   상기 뚜껑에 결합 가능하며, 내부에 상기 채취봉을 수용 가능한 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 세정부는,
   유체가 공급되는 유체공급라인; 및
   상기 유체공급라인에 연결되며 상기 유체를 분사하는 노즐;을 포함하고,
   상기 노즐은,
   상기 변기 내에서 위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
6. 제 5항에 있어서,
   사용자가 조작 가능한 조작부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 조작부의 조작신호에 따라 상기 채취부와 상기 세정부를 선택적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 세정부는,
   상기 변기 내에서 상기 노즐의 위치를 조절하는 노즐조절수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
8. 제 5항에 있어서,
   상기 노즐은 상기 로봇암에 연결되고 상기 로봇암의 동작에 따라 위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 노즐은 상기 유체의 분사 시 상기 로봇암으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 세정 기능이 구비된 배변채취기.

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