(57)【要約】  本発明は液体回収装置およびそれを備えたスマートトイレを提供する。液体回収装置は固定支持体（１４）と揺動機構と吸引管アセンブリ（９）とポンプ体機構とを備え、吸引管アセンブリ（９）はスライドレール部材（１９）とその中に配置された伸縮自在な吸引管部材（１８）とを備え、スライドレール部材（１９）の一方の端部は揺動機構に接続されており、吸引管部材（１８）はキャビティとキャビティの上方に配置された開口部とが内部に設けられた吸引管（１）と吸引管（１）内に配置された第１導管（６）とを備え、第１導管（６）の一方の端部はキャビティ内に挿入され、第１導管のもう一方の端部はポンプ体機構に接続されている。固定支持体（１４）はトイレ本体に固定して接続されており、吸引管アセンブリ（９）は揺動機構の作用下でトイレの中心に向かって揺動し、吸引管部材（９）は尿を受け取るために使用される。液体回収装置はキャビティ内の尿の量をリアルタイムで監視し、尿の量に応じてポンプ体機構の始動および停止を制御するための液面感知機構をさらに備えている。液体回収装置はトイレの内部の表面から尿を吸引することによって引き起こされる交差汚染の問題を避けて健康分析のためのサンプルとして空中で尿を採取する。
2019515312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定支持体と、上記固定支持体内に配置された揺動機構と、上記揺動機構に接続された吸引管アセンブリと、上記吸引管アセンブリに接続されたポンプ体機構とを備え、
上記吸引管アセンブリは、スライドレール部材と上記スライドレール部材内に配置された伸縮自在な吸引管部材とを備え、上記スライドレール部材の一方の端部は上記揺動機構に接続されており、上記吸引管部材は、キャビティと上記キャビティの上方に配置された開口部とが内部に設けられた吸引管と、上記吸引管内に配置された第１導管とを備え、上記第１導管の一方の端部は、上記キャビティ内に挿入され、上記第１導管のもう一方の端部は、上記ポンプ体機構に接続されており、上記ポンプ体機構は、上記キャビティ内に回収された液体を吸引するために使用される、液体回収装置。
【請求項２】
上記キャビティ内に回収された導電性の液体の量をリアルタイムで監視し、上記キャビティ内の上記導電性の液体の量に応じて上記ポンプ体機構の始動および停止を制御するための液面センサをさらに備えている、請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項３】
上記液面レベル感知機構は、接触チップと、上記吸引管内に配置され、一方の端部が上記吸引管内に挿入された中実のスチール針と、上記接触チップを上記中実のスチール針に接続する金属ワイヤとを備え、上記吸引管部材が液体を回収している状態にあるとき、上記中実のスチール針の端面は、上記第１導管の導管開口部の水平面の上方に位置している、請求項２に記載の液体回収装置。
【請求項４】
上記キャビティ内の上記中実のスチール針の端面が上記吸引管の上記開口部の垂直面を越えない、請求項３に記載の液体回収装置。
【請求項５】
接触チップを備え、上記吸引管の外側には金属スリーブが装着されており、上記第１導管は導電性の中空のスチール針であり、上記接触チップは上記金属ワイヤを通じて上記第１導管と接続されており、上記接触チップ、上記金属ワイヤ、上記第１導管、および上記金属スリーブは、上記液面感知機構を形成し、上記金属スリーブには、上記吸引管の上記開口部と重畳した液体吸引口が設けられている、請求項２に記載の液体回収装置。
【請求項６】
接触チップを備え、上記吸引管の外側には金属スリーブが装着されており、上記吸引管には、上記キャビティ内の残りの液体を排出するための第２導管が内部に設けられており、上記第２導管は導電性の中空のスチール針であり、上記接触チップは、上記金属ワイヤを通じて上記第２導管と接続されており、上記接触チップ、上記金属ワイヤ、上記第２導管、および上記金属スリーブは、上記液面感知機構を形成し、上記金属スリーブには、上記吸引管の上記開口部と重畳した液体吸引口が設けられている、請求項２に記載の液体回収装置。
【請求項７】
接触チップを備え、上記吸引管の外側には金属スリーブが装着されており、上記吸引管には、上記キャビティ内の残りの液体を排出するための第２導管が内部に設けられており、上記第２導管および上記第１導管は、ともに、導電性の中空のスチール針であり、上記接触チップは、上記金属ワイヤを通じて上記第２導管と接続されており、上記接触チップ、上記金属ワイヤ、上記第２導管、上記第１導管、および上記金属スリーブは、上記液面感知機構を形成し、上記金属スリーブには、上記吸引管の上記開口部と重畳した液体吸引口が設けられている、請求項２に記載の液体回収装置。
【請求項８】
上記金属スリーブの底面に液体排出口が設けられている、請求項５〜７の何れか１項に記載の液体回収装置。
【請求項９】
上記金属スリーブと上記吸引管との間にシールリングが設けられており、上記シールリングは、上記液体吸引口と上記液体排出口とにおける、上記スライドレール部材に近い側に設けられている、請求項８に記載の液体回収装置。
【請求項１０】
上記固定支持体と揺動機構との間にスライド機構がさらに設けられており、上記スライド機構は、機械的伝播機構と、水平にスライドさせるために上記機械的伝播機構によって駆動されるスライド式支持体とを備え、上記揺動機構は上記スライド式支持体内に配置されている、請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項１１】
上記機械的伝播機構は、スクリューロッドと、上記スクリューロッドを回転させるために駆動するモータとを備え、上記スクリューロッドは、上記固定支持体上に、回転可能に取り付けられており、上記スライド式支持体には、上記スクリューロッドの雄ねじに螺合する雌ねじが設けられており、上記スライド式支持体は、上記モータの駆動によって上記スクリューロッドに沿って平行にスライドする、請求項１０に記載の液体回収装置。
【請求項１２】
上記スライド機構は、上記スクリューロッドに平行であり、上記固定支持体に配置された丸い制限バーをさらに備え、上記スライド式支持体には、上記丸い制限バーを貫通するスルーホールが設けられている、請求項１１に記載の液体回収装置。
【請求項１３】
上記スライド式支持体の位置を決定するための第１光結合素子または第１ホールセンサと、上記吸引管の位置を決定するための第２光結合素子または第２ホールセンサと、上記吸引管部材の位置を決定するための第３光結合素子または第３ホールセンサとをさらに備えている、請求項１０に記載の液体回収装置。
【請求項１４】
上記揺動機構は、モータと、上記モータに接続されたギア対とを備え、上記ギア対は、上記モータの主軸と接続された第１ギアと、上記スライドレールアセンブリと接続された第２ギアとを備え、上記第１ギアは上記第２ギアと噛み合っており、上記モータは、上記ギア対を通じて揺動するために、上記スライドレール部材を駆動する、請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項１５】
上記スライドレール部材は、上記揺動機構のモータの主軸と直接接続されている、請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項１６】
上記吸引管アセンブリは、上記揺動機構の作用下で、下向きかつ外向きに揺動する、請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項１７】
上記吸引管アセンブリが上記揺動機構の作用下で外向きに揺動するとき、上記吸引管アセンブリは、５〜３０度の角度で下向きに傾斜する、請求項１６に記載の液体回収装置。
【請求項１８】
上記吸引管には、上記キャビティ内の残りの液体を排出するための第２導管が内部に設けられており、上記第２導管は、バルブまたはマイクロポンプと接続されている、請求項１または１６に記載の液体回収装置。
【請求項１９】
上記ポンプ体機構は、プランジャポンプと、三方電磁バルブとを備え、上記三方電磁バルブは、それぞれ、上記ホースを通じて、上記第１導管、上記プランジャポンプ、および、次の検出装置と接続されている、請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項２０】
上記プランジャポンプは、水道管と接続された電磁バルブにさらに接続されている、請求項１９に記載の液体回収装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０の何れか１項に記載の液体回収装置を備えたスマートトイレであって、上記固定支持体は、トイレ本体に固定して接続されており、上記吸引管アセンブリは、上記揺動機構の作用下で上記トイレの中心に向かって揺動し、上記吸引管部材は、上記尿を受け取るために使用される、スマートトイレ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、スマートトイレの技術分野に関し、より詳しくは、液体回収装置およびそれを含むスマートトイレに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、大部分の尿検査は、検査を受ける人が自分で尿を手作業で集めた後で、病院で行われる。病院で尿検出を行うために、病院での登録が必要なだけでなく、衛生問題が懸念される。さらに、いくつかの既存のスマートトイレは、尿サンプルの交差汚染問題を引き起こす、該トイレの内部の表面から尿を収集することで尿の検出を行う。このため、検出結果が正確ではない。したがって、上述した既存の尿の収集方法にはまだ明らかな不便および欠陥があり、さらなる改善が望まれる。液体回収装置およびそれを含むスマートトイレを作製する方法は、現在のところ本当に重要な研究開発項目の１つである。
【発明の概要】
【０００３】
本発明で解決される技術的問題は、空中で液体を回収する目的を達成し、それにより、既存の尿吸引装置の欠陥を克服することができるように、高度に自動化された液体回収装置を提供することである。
【０００４】
上記技術的問題を解決するために、本発明は、固定支持体と、上記固定支持体内に配置された揺動機構と、上記揺動機構に接続された吸引管アセンブリと、上記吸引管アセンブリに接続されたポンプ体機構とを備えた液体回収装置を提供する。
【０００５】
上記吸引管アセンブリは、スライドレール部材と、上記スライドレール部材内に配置された伸縮自在な吸引管部材とを備え、上記スライドレール部材の一方の端部は上記揺動機構に接続されており、上記吸引管部材は、吸引管を備え、該吸引管の内部には、キャビティと上記キャビティの上方に配置された開口部とが設けられており、上記吸引管内には第１導管が配置されており、上記第１導管の一方の端部は、上記キャビティ内に挿入され、上記第１導管のもう一方の端部は、上記ポンプ体機構に接続されており、上記ポンプ体機構は、上記キャビティ内に回収された液体を吸引するために使用される。
【０００６】
本発明の改良として、上記液体回収装置は、上記キャビティ内に回収された導電性の液体の量をリアルタイムで監視し、上記キャビティ内の上記導電性の液体の量に応じて上記ポンプ体機構の始動および停止を制御するための液面センサをさらに備えている。
【０００７】
さらなる改良として、上記液面レベル感知機構は、第１接触チップと、上記吸引管内に配置され、一方の端部が上記吸引管内に挿入された中実のスチール針と、上記第１接触チップを上記中実のスチール針に接続する金属ワイヤとを備え、上記吸引管部材が液体を回収している状態にあるとき、上記中実のスチール針の端面は、上記第１導管の開口部の水平面の上方に位置している。
【０００８】
さらなる改良として、上記キャビティ内の上記中実のスチール針の端面が上記吸引管の上記開口部の垂直面を越えない。
【０００９】
さらなる改良として、上記液体回収装置は、接触チップを備えている。上記吸引管の外側には金属スリーブが装着されている。上記第１導管は導電性の中空のスチール針である。上記接触チップは上記金属ワイヤを通じて上記第１導管と接続される。上記接触チップ、上記金属ワイヤ、上記第１導管、および上記金属スリーブは、上記液面感知機構を形成し、上記金属スリーブには、上記吸引管の開口部と重畳した液体吸引口が設けられている。
【００１０】
さらなる改良として、上記液体回収装置は、接触チップを備えている。上記吸引管の外側には金属スリーブが装着されており、上記吸引管には、上記キャビティ内の残りの液体を排出するための第２導管が内部に設けられており、上記第２導管は導電性の中空のスチール針である。上記接触チップは、上記金属ワイヤを通じて通る上記第２導管と接続される。上記接触チップ、上記金属ワイヤ、上記第２導管、および上記金属スリーブは、上記液面感知機構を形成し、上記金属スリーブには、上記吸引管の上記開口部と重畳した液体吸引口が設けられている。
【００１１】
さらなる改良として、上記液体回収装置は、接触チップを備えている。上記吸引管の外側には金属スリーブが装着されており、上記吸引管には、上記キャビティ内の残りの液体を排出するための第２導管が内部に設けられている。上記第２導管および上記第１導管は、ともに、導電性の中空のスチール針である。上記接触チップは、上記金属ワイヤを通じて上記第２導管と接続される。上記接触チップ、上記金属ワイヤ、上記第２導管、上記第１導管、および上記金属スリーブは、上記液面感知機構を形成し、上記金属スリーブには、上記吸引管の上記開口部と重畳した液体吸引口が設けられている。
【００１２】
さらなる改良として、上記金属スリーブの底面に液体排出口が設けられている。
【００１３】
さらなる改良として、上記金属スリーブと上記吸引管との間にシールリングが設けられており、上記シールリングは、上記液体吸引口と上記液体排出口とにおける、上記スライドレール部材に近い側に設けられている。
【００１４】
さらなる改良として、上記固定支持体と揺動機構との間にスライド機構がさらに設けられており、上記スライド機構は、機械的伝播機構と、水平にスライドさせるために上記機械的伝播機構によって駆動されるスライド式支持体とを備え、上記揺動機構は上記スライド式支持体内に配置されている。
【００１５】
さらなる改良として、上記機械的駆動装置は、スクリューロッドと、上記スクリューロッドを回転させるために駆動するモータとを備え、上記スクリューロッドは、上記固定支持体上に、回転可能に取り付けられており、上記スライド式支持体には、上記スクリューロッドの雄ねじに螺合する雌ねじが設けられており、上記スライド式支持体は、上記モータの駆動によって上記スクリューロッドに沿って平行にスライドする。
【００１６】
さらなる改良として、上記スライド機構は、上記スクリューロッドに平行で、上記固定支持体に配置された丸い制限バーをさらに備え、上記スライド式支持体には、上記丸い制限バーを貫通するスルーホールが設けられている。
【００１７】
さらなる改良として、上記液体回収装置は、上記スライド式支持体の位置を決定するための第１光結合素子または第１ホールセンサと、上記吸引管の位置を決定するための第２光結合素子または第２ホールセンサと、上記吸引管部材の位置を決定するための第３光結合素子または第３ホールセンサとをさらに備えている。
【００１８】
さらなる改良として、上記揺動機構は、モータと、上記モータに接続されたギア対とを備えている。上記ギア対は、上記モータの主軸と接続された第１ギアと、上記スライドレールアセンブリと接続された第２ギアとを備えている。上記第１ギアは上記第２ギアと噛み合っている。上記モータは、上記ギア対を通じて揺動するために、上記スライドレール部材を駆動する。
【００１９】
さらなる改良として、上記スライドレール部材は、上記揺動機構のモータの主軸と直接接続されている。
【００２０】
さらなる改良として、上記吸引管アセンブリは、上記揺動機構の作用下で、下向きかつ外向きに揺動する。
【００２１】
さらなる改良として、上記吸引管アセンブリが上記揺動機構の作用下で外向きに揺動するとき、上記吸引管アセンブリは、５〜３０度の角度で下向きに傾斜する。
【００２２】
さらなる改良として、上記吸引管には、上記キャビティ内の残りの液体を排出するための第２導管が内部に設けられており、上記第２導管は、バルブまたはマイクロポンプと接続されている。
【００２３】
さらなる改良として、上記ポンプ体機構は、プランジャポンプと、三方電磁バルブとを備えている。上記三方電磁バルブは、それぞれ、ホースを通じて、上記第１導管、上記プランジャポンプ、および、次の検出装置と接続されている。
【００２４】
さらなる改良として、上記プランジャポンプは、水道管と接続された電磁バルブにさらに接続されている。
【００２５】
さらに、本発明は、スマートトイレをさらに提供する。上記スマートトイレは、上述した液体回収装置を備え、上記固定支持体は、トイレ本体に固定して接続されており、上記吸引管アセンブリは、上記揺動機構の作用下で上記トイレの中心に向かって揺動し、上記吸引管部材は、上記尿を受け取るために使用される。
【００２６】
上記技術的解決策を用いることによって、本発明は、少なくとも以下の利点を有する。
【００２７】
本発明の上記液体回収装置は、揺動可能で伸縮自在な吸引管アセンブリを通じて空中で尿を回収し、汚染を回避するだけでなく、上記液面感知機構のリアルタイム監視を通じて終了時間を決定することができ、これにより、完全に自動式の回収プロセスを実現することができる。
【００２８】
本発明は、上記スライド機構と上記揺動機構と上記の伸縮自在な機構との間での連携を通じて、空中でのサンプルの位置決めの精度、柔軟性、利便性、および信頼性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
前述の説明は、単に本発明の技術的な解決策の概要である。さらに明確に本発明の技術的な手段を理解するために、本発明は、以下に、図および具体的な実施形態に関してさらに詳細に説明される。
【図１】本発明にかかる液体回収装置の吸引管アセンブリの開放状態における概略構造図である。
【図２】本発明にかかる液体回収装置の吸引管アセンブリの引き込み状態における概略構造図である。
【図３】本発明にかかる吸引管アセンブリの概略構造図である。
【図４】本発明にかかる吸引管部材とポンプ体機構との間の接続関係を示す概略図である。
【図５】本発明にかかる吸引管部材の実施形態１の断面概略図である。
【図６】本発明にかかる吸引管部材の実施形態１の概略構造図である。
【図７】本発明にかかる吸引管部材の実施形態２の断面概要図である。
【図８】本発明にかかる吸引管部材における液体吸引口の概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本実施形態では、上記液体回収装置を詳細に説明するために、上記液体回収装置が、スマートトイレの尿回収装置として用いられる場合を例に挙げるが、上記の例は、液体回収装置のどのような限定としても解釈されるべきではない。
【００３１】
実施形態１
図１および図２に示すように、本発明における液体回収装置は、固定支持体１４、該固定支持体１４内に配置された揺動機構、該揺動機構に接続された吸引管アセンブリ９、該吸引管アセンブリ９に接続されたポンプ体機構を備えている。
【００３２】
上記固定支持体１４は、スマートトイレに固定して接続するのに使用される。本実施形態において、上記固定支持体１４は、トイレ本体の長辺エッジに配置され、上記吸引管アセンブリ９は、空中で尿を受け取る上記揺動機構の作用下で上記トイレの中心に向かって揺動する。
【００３３】
上記揺動機構は、ギアモータ１０と該ギアモータ１０に接続されたギア対とを含む。上記ギア対は、上記ギアモータの主軸に接続された第１ギアと、上記吸引管アセンブリに接続された第２ギアとを備え、上記第１ギアは上記第２ギアと噛み合い、上記ギアモータ１０は、上記ギア対を通じて揺動するために、上記吸引管アセンブリ９を駆動する。勿論、上記吸引管アセンブリ９は、上記揺動機構の上記ギアモータの主軸と直接接続してもよく、上記揺動機構の上記ギアモータを通じて揺動するために、上記吸引管アセンブリ９を直接駆動してもよい。どのような既存の揺動機構であってもさらに採用が可能である。さらに、好ましい実施形態は、上記吸引管アセンブリ９が、上記揺動機構の作用下で、ある程度下向きおよび外向きに揺動することができるものであって、例えば、下向きに４５度未満の角度で傾斜し、より好ましくは、５〜４５度の角度で下向きに傾斜し、最適には２０度の角度で下向きに傾斜して、揺動することができるものである。
【００３４】
スライド機構は、上記固定支持体１４と上記揺動機構との間に配置されており、上記スライド機構の好ましい実施形態は、上記スライド機構が、スクリューロッド１２、上記スクリューロッド１２を回転させるために駆動するモータ１３、および、上記スクリューロッド１２の上方に配置されたスライド式支持体１１を備えている。上記スクリューロッド１２は、上記固定支持体１４に回転可能に固定される。上記モータ１３は、好ましくは、上記固定支持体１４に接続されたモータ掛板１５に固定されて、機械的伝播を通じて回転させるためにスクリューロッド１２を駆動する第１ステッピングモータであり、上記機械的伝播は、上記第１ステッピングモータと上記スクリューロッド１２との間の接続を実現するために歯付きベルトおよび歯付きプーリを使用することが望まれる。上記スライド式支持体１１には、上記スクリューロッド１２の雄ねじに螺合する雌ねじが設けられている。スクリューロッド対の伝搬は、上記スライド式支持体１１と上記スクリューロッド１２との間で行われる。勿論、上記スライド機構は、どのような既存の水平スライド式機械的伝搬機構であっても使用が可能である。
【００３５】
図２に示すように、上記スライド機構は、上記スクリューロッド１２に平行に、丸い制限バー１７をさらに含む。そして、上記スライド機構は、上記固定支持体１４上に配置されている。上記スライド式支持体１１には、制限的役割を果たす上記丸い制限バー１７を貫通するスルーホールが設けられている。上記スライド式支持体１１は、上記丸い制限バー１７の制限作用下で、上記スクリューロッド１２に沿ってスライドする。上記丸い制限バー１７と上記スライド式支持体１１との間の摩擦力を減らすために、上記丸い制限バーは、金属材料で形成される。勿論、上記スライド式支持体１１は、線形スライドレールを通じて上記スクリューロッド１２に沿ってさらにスライドしてもよい。
【００３６】
図１〜図４に示すように、上記吸引管アセンブリ９は、上記スライド式支持体１１の側面に取り付けられており、スライドレール部材１９と、該スライドレール部材１９内に配置された伸縮自在な吸引管部材１８とを備えている。上記スライドレール部材１９は、内部に、第２ステッピングモータとスライドレールとが設けられており、上記吸引管部材１８は、上記第２ステッピングモータの駆動下で、上記スライドレール部材１９の上記スライドレール上で伸縮自在となっている。さらに、上記吸引管部材１８は、上記ポンプ体機構と接続されている。
【００３７】
図５に示すように、上記吸引管部材１８は、吸引管１と第１導管６と第２導管２４とを備えている。上記吸引管１は、一方の端部に、内部に、キャビティ５と該キャビティ５の上方に配置された開口部とが設けられ、もう一方の端部に、上方の上記スライドレールと協働するスライド部が設けられたパイプラインである。上記第１導管６は、上記第２導管２４の上方に位置しており、ホース７を通じて上記ポンプ体機構と接続されている。上記第２導管２４のもう一方の端部は、上記キャビティ５内の残りの液体または洗浄下水を排出するためのホースを通じて、バルブ、あるいは、マイクロポンプと接続されている。望ましくは、上記第２導管２４の直径は、上記第１導管６の直径よりも大きく、上記下水を排出するために有利になる。上記ポンプ体機構は、次の装置の検出のために、上記ホース７および上記第１導管６を通じて上記キャビティ５内の液体を吸引する。
【００３８】
上述したポンプ体機構は、さらに、清掃機能を提供する。図４に示すように本実施形態における上記ポンプ体機構は、プランジャポンプ８、および、該プランジャポンプ８に接続された電磁バルブ２２を備え、上記プランジャポンプ８は、上記電磁バルブ２２を通じて水道管と接続されている。吸引管部材１８を清掃する必要があるとき、上記電磁バルブ２２が開かれ、上記プランジャポンプ８は、上記キャビティ５および該キャビティ５と互いに通じる上記パイプラインを洗浄するために、上記ホース７および上記第１導管６を通じて上水をキャビティ５に汲み入れ、最終的に、前記洗浄下水を上記第２導管２４から流出させる。
【００３９】
上記液体回収装置と次のデバイスとの間の接続を実現するために、三方電磁バルブ２３は、上記吸引管部材１８と上記プランジャポンプ８との間に配置され、上記三方電磁バルブ２３の三方は、それぞれ、上記吸引管部材１８、上記プランジャポンプ８、および、上記ホース７を通る次の検出装置と接続されている。上記ポンプ体機構は、上記吸引管部材１８から尿を吸収し、該尿を次の検出装置に供給し、上記吸引管部材１８および次の検出装置を洗浄する３つの機能の間で、便利かつ柔軟に切り換えることができる。
【００４０】
本発明の液体回収装置が稼働していない状態にあるとき、スライド式支持体１１は、スクリューロッド１２の一方の端部（上記吸引管の機械的零点と呼ばれる位置）に位置する。機械的零点は、固定支持体１４内に配置された第１光結合素子によって決定される。上記吸引管アセンブリ９は、スクリューロッド１２に平行に配置され、上記スクリューロッド１２の位置は上記吸引管の極座標の零点と呼ばれ、上記極座標の零点は、上記スライド式支持体１１内に配置された第２光結合素子によって決定される。上記吸引管部材１８は上記スライドレール部材１９中に完全に引き込まれ、そのような位置は、上記吸引管の軸座標の零点と呼ばれ、上記軸座標の零点は、上記スライドレール部材１９内に配置された第３光結合素子によって決定される。勿論、上記光結合素子の位置決め装置は、ホールセンサを通じて位置決めを完結することもできる。
【００４１】
本発明の液体回収装置が稼働し始めるとき、上記吸引管アセンブリ９が尿を回収するために上記トイレの中心位置に到達するように、上記吸引管アセンブリ９は、上記トイレの長い中心軸に垂直になるまで上記ギアモータ１０を駆動することで、外向きかつ下向きに揺動し、上記吸引管部材１８は、小型のステッピングモータを駆動することで、上記スライドレール部材１９の外に拡張し、上記スライド式支持体１１は、上記ステッピングモータ１３を駆動することで上記スクリューロッド１２の中心に向かってスライドする。
【００４２】
勿論、流体の流れの方向を決定することができる位置決め装置と協働することで、上記液体回収装置は、上記吸引管アセンブリ９を上記スクリューロッド１２の方向に沿って動かすこともでき、それと同時に、上記吸引管部材１８が拡張して尿の真下の位置に到達し、その後、尿が、液体吸引口３を形成する平らな孔を通じて上記キャビティ５に入ってもよい。
【００４３】
本発明は、リアルタイムで上記キャビティ５内の尿の量を監視して、上記キャビティ５内の尿の量に応じて上記ポンプ体機構の始動および停止を制御するための液面感知機構をさらに備えている。上記尿の量が閾値に達するとき、上記プランジャポンプ８は、次の装置が検出するように、上記キャビティ５内の尿を自動的に吸い込む。そして、このとき、上記スライド式支持体１１は、上記吸引管の機械的零点まで戻り、上記吸引管アセンブリ９は、上記吸引管の極座標の零点まで揺れ戻り、上記吸引管部材１８は、上記吸引管の軸座標の零点に戻る。１回の尿検出が終わるとき、上記プランジャポンプ８に接続された上記電磁バルブ２２が始動され、上記液体回収装置の洗浄を完了する。
【００４４】
図５および図６に示すように、上記スライド式支持体１１には、接触チップ２０が設けられ、上記吸引管１は上記キャビティ５内に挿入された一端面を有する中実のスチール針２７が設けられており、上記接触チップ２０は、上記金属ワイヤ２５を通じて上記中実のスチール針２７と接続され、上記吸引管部材１８が揺動して液体を回収する状態にあるときに、上記キャビティ５内の中実のスチール針２７の端面は、上記第１導管６の導管開口部の水平面の上方に位置すべきである。上記接触チップ２０、上記金属ワイヤ２５、および、上記中実のスチール針２７は、液面感知機構を形成する。上記液面感知機構の検出原理は、以下の通りである。上記キャビティ５内に吸引された尿の量が上記中実のスチール針２７の端面に接触しないとき、上記接触チップ２０の入力容量は、上記チップの内部の基準容量と上記チップの外側の上記中実のスチール針２７の静電容量および上記金属ワイヤ２５の静電容量との和に等しい。しかしながら、上記中実のスチール針２７の静電容量および金属ワイヤ２５の静電容量は非常に小さく、無視することができ、この時点で、接触チップ２０はハイレベルでの出力を行う。上記キャビティ５が尿で満たされているか、または、尿が中実のスチール針２７の端面に接触するとき、接触チップ２０の外側からの入力容量は、上記キャビティ５内の尿の静電容量と上記中実のスチール針２７の静電容量および上記金属ワイヤ２５の静電容量との和に等しい。上記中実のスチール針２７の静電容量および上記金属ワイヤ２５の静電容量と比較すると、上記キャビティ５内の尿の静電容量は、はるかに高い。このため、上記接触チップ２０の入力容量は、上記チップの基準容量と上記キャビティ５内の尿の静電容量との和に等しく、この時点で、上記接触チップ２０はローレベルで出力を行い、この時点で、上記ポンプ体機構が始動し、上記プランジャポンプ８は、上記キャビティ５内の尿を吸引し始める。さらに、スライド式支持体１１は、同時に、上記吸引管の機械的零点に戻り、上記吸引管アセンブリ９は、上記吸引管の極座標の零点に揺れ戻り、上記吸引管部材１８は、上記吸引管の軸座標の零点に戻る。１回の尿検出が終わるとき、上記プランジャポンプ８に接続された電磁バルブ２２が始動し、上記液体回収装置の洗浄を完了する。
【００４５】
上記キャビティ内の尿の量をより良く吸引することを満足するために、上記キャビティ内の上記中実のスチール針２７の端面が上記吸引管１の開口部の垂直面を越えないことは、上記吸引部材１８が下向きに傾斜しているときに、上記尿を吸引し始める前に上記キャビティ５が十分な尿を回収するのに有利となる。
【００４６】
実施形態２
実施形態１と比較して、実施形態２は、上記液面感知機構において異なる。具体的な説明は次の通りである。
【００４７】
図７および図８に示すように、上記スライド式支持体１１には接触チップ２０’が設けられ、吸引管１の外側には金属スリーブ２が装着されており、上記金属スリーブ２には、上記吸引管１の開口部に重畳する液体吸引口３が設けられている。上記第１導管６には導電性の中空のスチール針を使用する。上記接触チップ２０’は、前記金属ワイヤ２５を通じて前記第１導管６と接続されている。上記金属スリーブ２、上記第１導管６、上記金属ワイヤ２５、および上記接触チップ２０’は、リアルタイムにキャビティ５に格納される尿の量を監視する液面感知機構を形成する。上記液面感知機構の原理は、次の通りである。上記キャビティ５が尿を吸引しなかったか、もしくは、吸引した尿の量が上記液体吸引口３に達しないとき、上記第１導管６は、上記金属スリーブ２から分離される。この時点で、上記接触チップ２０’の入力容量は、上記チップの内側の基準要領と上記チップの外側の第１導管６の静電容量および上記金属ワイヤ２５の静電容量との和に等しい。しかしながら、上記第１導管６の静電容量および上記金属ワイヤ２５の静電容量は、非常に小さく、無視できる。このため、上記接触チップ２０’の入力容量は、まだ、上記チップの基準容量、高レベルでの上記チップの出力に等しい。上記キャビティ５が尿で満たされているとき、上記第１導管６は、上記液体吸引口３で、尿によって上記金属スリーブ２と連絡している。この時点で、上記接触チップ２０’の外側からの入力容量は、上記金属スリーブ２の静電容量と上記第１導管６の静電容量および上記金属ワイヤ２５の静電容量との和に等しい。上記金属スリーブ２の静電容量が非常に高いので、上記接触チップ２０’の入力容量は、上記チップの基準容量と上記金属スリーブ２の静電容量との和に等しく、この時点で、上記接触チップ２０'の入力容量は、上記チップの閾値容量よりも高く、そして、低レベルの出力が行われる。この時点で、ポンプ体機構は始動し、そして、プランジャポンプ８は、尿をキャビティ５に吸引し始める。さらに、スライド式支持体１１は、上記吸引管の機械的零点に戻り、上記吸引管アセンブリ９は、上記吸引管の極座標の零点に揺れ戻り、上記吸引管部材１８は、上記吸引管の軸座標の零点に戻る。１回の尿検出が終わるとき、上記プランジャポンプ８と接続された上記電磁バルブ２２が始動され、上記液体回収装置の洗浄を完了する。
【００４８】
さらなる改良として、上記金属スリーブ２の底面には、時間内に上記金属スリーブ２と上記吸引管１との間の隙間に入る液体を排出するための液体排出口２６が設けられる。さらに、上記金属スリーブ２と上記吸引管１との間の隙間にはシールリング４が配置されている。上記金属スリーブ２と上記吸引管１との間の隙間に入り込んでいる液体が上記スライドレール部材１９内に入り込むことを防止するために、上記シールリング４は、上記液体吸引口３の内側および上記液体排出口２６の内側に配置される。
【００４９】
実施形態３
上述した実施形態２と比較して、上述した第２導管２４にも金属材料で形成された中空のスチール針が用いられ、上記第１導管６とに接続する上述した金属ワイヤ２５が、上記第２導管２４と直接接続される点で、実施形態３は異なる。上記接触チップ２０’、上記金属ワイヤ２５、上記第２導管２４、上記第１導管６、および、上記金属スリーブ２は、液面感知機構を形成する。上記液面感知機構の検出原理は、上記の実施形態２における液面感知機構の検出原理と同じである。他の全ての構造は、実施形態２におけるものと同じであり、ここでは詳述されない。
【００５０】
実施形態４
実施形態３と比較して、上記第１導管６に常用の材料で形成された非導電性の中空の導管を使用する一方、上記第２導管２４のみに金属材料で作られた中空のスチール針が使用される点で、実施形態４は異なる。上記接触チップ２０’、上記金属ワイヤ２５、上記第２導管２４、および、上記金属スリーブ２は、液面感知機構を形成する。上記液面感知機構は、上述した実施形態１および実施形態２の液面感知機構と同じであり、リアルタイムで上記キャビティ５内に回収された尿の量を監視し、上記キャビティ５内の液体の量に応じて低レベルでの出力または高レベルでの出力を行う。また、検出原理は同様である。他の全ての構造は、実施形態３におけるものと同じであり、ここでは詳述されない。
【００５１】
上述したように、上記液面感知機構の４つのモードは、サンプルが自動的に吸引されて、キャビティ内の尿の量が検出のための量を満たした後に、上記吸引管アセンブリが自動的に撤収されるように、リアルタイムで上記キャビティ内に回収された尿の量を監視するために本発明において用いられる。上記液体回収装置の自動化は、使用に便利で、監視のために信頼できて、大いに改善される。勿論、どのような既存の液面センサでも、リアルタイムで上記キャビティ内の尿の量を監視するために使用してもよい。
【００５２】
本発明の液体回収装置は、健康管理のためにスマートトイレの自動的な尿吸引の問題を解決する。そのような装置によって、トイレ内に入ってはいるがまだトイレの内部の表面に到達していない尿が自動的に回収される。このように健康分析サンプルとして空中で吸引された尿を使用することは、上記トイレの内部の表面から尿のサンプルを吸引することによって引き起こされる交差汚染問題を避けることができる。勿論、本発明の液体回収装置は、自動的なサンプリングを実現し、そして、効率を向上させるために、空中での導電性のサンプルの回収が必要とされるあらゆる分野においてさらに使用されてもよい。
【００５３】
前述した説明は、単に、本発明の好適な実施形態にすぎないが、それは、どのような形態においても本発明を制限することを意図しておらず、上述した技術的な内容を使用する当業者によってなされる、どのような単純な修正、同等の変更もしくは変形でも、全て、本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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