專利名稱：安裝在抽水馬桶上的尿分析單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備尿分析功能的廁所，可在住宅、辦公室及其他設(shè)置廁所中，在現(xiàn)場對(duì)個(gè)人排泄的尿采樣、進(jìn)行尿分析。更具體地說，本發(fā)明涉及經(jīng)過調(diào)整可以安裝在市售的標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶上的尿分析單元。本發(fā)明還涉及將具備標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的原有的廁所改造成附有尿分析功能的廁所的方法。現(xiàn)有技術(shù)隨著人類的長壽高齡化，個(gè)人對(duì)于健康管理的關(guān)心與日俱增。尿是有關(guān)個(gè)人健康狀態(tài)的重要信息來源，通過對(duì)尿糖、尿蛋白、尿膽素原、潛血及其他尿成分進(jìn)行定量分析，能以非侵入方式檢查諸如一般的糖尿病型胰臟障礙、肝臟障礙、腎臟障礙及其他功能障礙。因此已有人提出能利用住宅、辦公室及其他的廁所進(jìn)行尿的采集與分析并能有助于個(gè)人健康檢查的具備尿分析功能的廁所方案。
例如在日本特開昭59-217844號(hào)(東陶機(jī)器株式會(huì)社)、美國專利4,961,431號(hào)(池永等人)、美國專利4,962,550號(hào)(池永等人)、美國專利4,982,741號(hào)(齋藤等人)、美國專利5,073,500號(hào)(齋藤等人)、美國專利5,111,539號(hào)(蛭田等人)、美國專利5,184,359號(hào)(冢村等人)中，所提的方案是在抽水馬桶的便斗面上形成采尿凹部或采尿槽，對(duì)排泄到便斗內(nèi)的尿進(jìn)行采樣，對(duì)于所采取的尿樣是用液體色譜法、比色分析法或極譜法(伏特安培測量法)進(jìn)行分析。
利用在便斗面上形成的采尿凹部或采尿槽的該采樣方式的優(yōu)點(diǎn)是能以相當(dāng)寬闊的面積的便斗面接取并回收排泄到便斗內(nèi)的尿，因此，與排尿方向或尿流軌跡的變化無關(guān)，能容易進(jìn)行尿的采樣。于是，即使象高齡者那樣每次的排尿量較少的情況下，也能容易采到分析所需要的尿量。
但是，這些裝置的難點(diǎn)是需要有以采尿樣為目的在便斗面上形成采尿凹部或槽的特制的馬桶，不能使用具有傳統(tǒng)式的便斗形狀的標(biāo)準(zhǔn)型的馬桶。因此，為了將具備傳統(tǒng)式的標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的已有的廁所改造成為具備尿分析功能的廁所時(shí)，必須首先排除已有的傳統(tǒng)式馬桶，然后設(shè)置尿分析專用的特制馬桶。其結(jié)果，在施工上需要很多的費(fèi)用與手續(xù)，同時(shí)要將原有的設(shè)備廢棄。
另外，這種特殊用途的馬桶，必須與標(biāo)準(zhǔn)化的馬桶分開并專門地進(jìn)行成形，所以難以通過大量生產(chǎn)方式進(jìn)行制造。因此，若使這樣的裝置普及到一般家庭或辦公室，是過分高價(jià)的。
還有其他的問題是，在便斗洗凈后，洗凈水殘留在便斗面的采尿部中，會(huì)將想要采取的新尿稀釋，因此，不能獲得良好的尿樣本。另外，由于在便斗面上形成采尿部，尿樣有可能受到舊有的尿與便所污染。
日本特開平3-139334號(hào)(松下電工株式會(huì)社)中所公布的采尿與尿分析裝置具備附有車輪的主體，在使用時(shí)，可將該主體拉在馬桶旁邊，在不使用時(shí)，可將其移至廁所間的角落等不礙事的場所。采尿杯伸縮自如地支持在主體上，在采尿時(shí)，采尿杯是通過馬桶與便座之間的間隙插入便斗內(nèi)。將試紙浸漬在采取到采尿杯內(nèi)的尿樣中，通過檢查試紙來進(jìn)行尿分析。
該裝置的優(yōu)點(diǎn)是能利用標(biāo)準(zhǔn)型的馬桶來對(duì)尿采樣。
但是，該裝置的問題在于，附有車輪的主體是放置于廁所的地上，占據(jù)地面，因此會(huì)妨礙廁所的清掃與為了解手的通常的使用。為了在不使用時(shí)不礙事，在每次使用時(shí)都要移動(dòng)主體，將其拉到馬桶的旁邊或是使其遠(yuǎn)離馬桶，因此操作麻煩。
另外，由于采尿杯是從馬桶與便座之間沿著橫向插入便斗的上方，采尿時(shí)采尿杯的位置過高，可能會(huì)與就座于便座上的使用者的身體發(fā)生干涉或過于接近身體。另外，使用者必須按照尿落下的軌跡來移動(dòng)主體，以便采尿杯定位于正確的位置。其結(jié)果，采尿特別困難，有時(shí)有可能失去采尿的機(jī)會(huì)。再者，由于尿分析是用試紙進(jìn)行的，不適合于進(jìn)行高精度的定量分析，而且使用完畢的試紙的廢棄處理是麻煩的。
在美國專利4,636,474號(hào)(小椋等人)、日本特開昭60-117115號(hào)(東芝株式會(huì)社)、日本實(shí)開平1-136573(松下電工株式會(huì)社)中，提出的方案是將旋轉(zhuǎn)臂可以轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于便座上、在該臂的自由端上配置尿傳感器并使排泄到便斗內(nèi)的尿與傳感器接觸而進(jìn)行分析的尿分析裝置。該裝置還有能與標(biāo)準(zhǔn)型馬桶配合使用的優(yōu)點(diǎn)。
但是，使原尿直接與傳感器接觸的作法會(huì)伴隨著幾個(gè)問題。就是說，血液的pH、氯離子濃度、氧濃度由各生理器官高度調(diào)節(jié)，與檢查血液不同，在作為排泄物的尿中，pH、氯離子濃度、氧濃度在各個(gè)尿樣中有大幅度變動(dòng)，因此，除非用緩沖液進(jìn)行稀釋，對(duì)尿成分難以進(jìn)行高精度的分析。另外，由于不將原尿稀釋地直接接觸，傳感器會(huì)發(fā)生早期劣化而縮短其壽命。再者，在旋轉(zhuǎn)臂的末端配置多個(gè)傳感器是困難的，因此，難以進(jìn)行多項(xiàng)尿分析。
在日本實(shí)開平5-30764號(hào)(NOK株式會(huì)社)中提出的方案是，利用附加在便座上的采尿機(jī)構(gòu)采取規(guī)定量的尿送到分析裝置內(nèi)進(jìn)行分析的健康診斷裝置。記錄有為了在便斗空間內(nèi)的空中接取就座于便座上的使用者所排泄的尿以進(jìn)行采樣，在便座的下面與豎立軸鉸接地安裝有可以旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臂的一端，在該臂的自由端上安裝有細(xì)長的采尿杯。臂的轉(zhuǎn)動(dòng)可用手動(dòng)或電動(dòng)來進(jìn)行。
還記載有用手動(dòng)注射器或自動(dòng)采樣注射器抽吸由采尿杯采取的尿，在與液體試劑混合之后，送到由分光光度計(jì)構(gòu)成的測定部進(jìn)行尿分析。收容有液體試劑的容器、各種尿與吸江光度計(jì)的測定部是與配置在便座的一側(cè)，可以看作是配置在廁所的地面上。液體試劑在不使用時(shí)要保存于冰箱中。
在該健康診斷裝置上，也是利用在便斗空間內(nèi)移動(dòng)的采尿杯在空中采取尿，因此不需要特制的馬桶，享有能利用已有的或標(biāo)準(zhǔn)型馬桶采取尿樣的優(yōu)點(diǎn)。再有，由于尿樣是用液體試劑進(jìn)行稀釋之后再進(jìn)行分析，能進(jìn)行高精度的分析。
但是，由于收容液體試劑容器與分光光度計(jì)的測定部與日本特開平3-139334號(hào)的配置相同是設(shè)置在廁所的地面上，難免會(huì)有妨礙廁所的清掃與通常使用等等的不便。因此，廁所的使用情況不佳。另外，由于液體試劑必須保存在冰箱中，裝置的操作與維修麻煩，同時(shí)由于液體試劑價(jià)格昂貴，裝置的運(yùn)行成本增高。
該裝置的其他問題在于難以使采尿機(jī)構(gòu)以在商業(yè)上可以實(shí)用化的實(shí)施形態(tài)來實(shí)現(xiàn)。就是說，要想在商業(yè)上能夠?qū)嵱没?，?duì)于采尿機(jī)構(gòu)要求具備幾項(xiàng)性能。首先，希望與男女之別或就座姿式的變化所引起的尿柱軌跡不一致無關(guān)，不會(huì)失去采樣的機(jī)會(huì)，能確實(shí)而且容易地采取尿。此點(diǎn)在象高齡者的情形那樣每次的排尿量較少的情況下尤為重要。在日本實(shí)開平5-30764號(hào)所公布的采尿機(jī)構(gòu)中，由于采尿杯是沿著以豎立的回轉(zhuǎn)軸線為中心的圓弧狀軌跡進(jìn)行移動(dòng)，不能使采尿杯適合尿柱落下位置的前后方向的變化，難以可靠地采取尿樣。再者，關(guān)于采尿杯，最好是在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)或收藏時(shí)與人體不發(fā)生干涉，在使用后能洗凈，在收藏時(shí)不受污染，在男人為了小便將便座掀起時(shí)，外觀良好。
另外，采尿機(jī)構(gòu)最好能容易而且無損于便座的機(jī)械強(qiáng)度與密封性地安裝于便座上。關(guān)于這一點(diǎn)，要想將采尿機(jī)構(gòu)安裝在廁所的已有的便座上時(shí)，在設(shè)計(jì)上伴隨有嚴(yán)格的約束。就是說，一般在市售的既有制品的標(biāo)準(zhǔn)型廁所中，在便座的下面與馬桶邊圈的上面之間只有約1.5～2cm大小的間隙。另外，為了配置采尿機(jī)構(gòu)，便斗內(nèi)能利用的半徑方向空間也受到限制。為了利用這樣受到限制的極其狹窄的間隙與空間安裝采尿機(jī)構(gòu)，在采尿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，須有嚴(yán)格的尺寸限制。在將采尿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成足夠小型達(dá)到能容易收藏在這一間隙內(nèi)的程度的情況下，采尿機(jī)構(gòu)即成為極其精細(xì)的裝置，采尿機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部的耐久性與動(dòng)作的可靠性將會(huì)降低。再者，隨著采尿杯的小型化，接受尿的開口面積也會(huì)減小，因而采取尿的概率會(huì)降低，所以為了實(shí)現(xiàn)小型化必須犧牲采尿的可靠性。
相反，在將采尿機(jī)構(gòu)加大的情況下，為了將采尿機(jī)構(gòu)可以旋轉(zhuǎn)地安裝在便座下面與馬桶邊圈上面之間的狹小的間隙內(nèi)，要將便座的一部切除或切斷等等，必須對(duì)已有的便座進(jìn)行大量的加工。在這種情況下，為了在廁所中附加尿分析功能的改造會(huì)變得復(fù)雜而且困難，要增加手續(xù)與費(fèi)用，同時(shí)由于對(duì)便座的加工，采尿機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可靠性與便座的強(qiáng)度還要降低。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可以容易地安裝在標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶上并且使用容易的尿分析單元，它是在具備傳統(tǒng)式的標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的廁所中采取尿樣并進(jìn)行分析所用的尿分析單元。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種不會(huì)給廁所的清掃與日常的使用帶來妨礙的尿分析單元，它是可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶上的形式的尿分析單元。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以進(jìn)行高精度尿分析，維修容易，及/或可以在低廉的運(yùn)行成本下進(jìn)行工作的上述形式的尿分析單元。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以可靠而且容易采取尿樣的上述形式的尿分析單元。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具備在商業(yè)上可以實(shí)用化的采尿機(jī)構(gòu)的上述形式的尿分析單元。
在其他的方面，本發(fā)明的目的在于提供一種能容易地安裝在標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶上的結(jié)構(gòu)緊湊的尿分析單元。
在其他的方面，本發(fā)明的目的在于提供一種廁所改造方法，通過這種方法，在將具備標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的已有的廁所改造成為具有尿分析功能的廁所時(shí)，既能確保廁所的使用方便與采尿機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可靠性又能容易進(jìn)行改造。本發(fā)明的公布本發(fā)明提供一種安裝在馬桶上的尿分析單元，用于在具有以傳統(tǒng)式的標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的廁所中采取尿樣并進(jìn)行分析。該尿分析單元的特征在于具備能收容或載持其主要部件的大致獨(dú)立的殼體，該殼體能容易地安裝在標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶上。
更詳細(xì)地講，該殼體是在便斗(便缽)與洗凈水供給部之間安裝在標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的上面。便座可以翻轉(zhuǎn)地安裝在該殼體上。尿采樣裝置是組裝在該便座上、可與便座一起翻轉(zhuǎn)，該尿采樣裝置具備可動(dòng)采尿容器，用于在便斗空間內(nèi)的空中采取排泄到便斗內(nèi)的尿。尿分析單元還可具有尿分析裝置、具備流體泵將尿樣由采尿容器輸送到分析裝置的流體輸送裝置、將尿分析結(jié)果予以輸出的輸出裝置以及控制裝置。在這些構(gòu)成要素中，尿分析裝置與流體輸送裝置的泵可配置在殼體內(nèi)。
因此，由于可動(dòng)采尿容器是支持在便座上，并在便斗空間內(nèi)的空中采取尿，不需要為了尿的采樣設(shè)計(jì)特殊的馬桶，利用具備傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的廁所可以進(jìn)行采尿。由于收容分析裝置與流體泵的殼體是在便斗與洗凈水供給部之間裝載于馬桶的上面，不會(huì)對(duì)廁所的地面造成妨礙，使廁所的地面開闊。因此，本發(fā)明的尿分析單元不會(huì)給廁所的清掃與廁所的通常的使用帶來妨礙。
支持著尿采樣裝置裝入型的便座并且收容有尿分析裝置與流體泵的殼體是一個(gè)自身完成型的部件，因此，在便斗與洗凈水供給部之間能容易地安裝于馬桶的上面。從標(biāo)準(zhǔn)型的馬桶上卸下已有的便座，代替該已有的便座將殼體安裝上去，借此，本發(fā)明的尿分析單元可容易地設(shè)置在已有的廁所中。因此，能簡便地將具備標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的已有的廁所改造成附帶有尿分析功能的廁所。
在最佳的實(shí)施例中，分析裝置具備極譜流體電池，流體輸送裝置是利用載體液將尿樣輸送到流體電池內(nèi)。極譜一流體電池最好具備作用極，該作用極上載持著有選擇地促進(jìn)規(guī)定的尿成分進(jìn)行反應(yīng)的葡萄糖氧化酶那樣的酵素，根據(jù)尿成分的量輸出電信號(hào)。如此，使用具備載持酵素的作用極的流體電池時(shí)，就不需要使用昂貴的液體試劑，因此，能降低尿分析的成本。再者，由于不需要試劑的保管，裝置的維修得以簡化。另外，極譜-流體電池適合于高精度地進(jìn)行尿的定量分析。尿樣是在利用載體液稀釋之后送入流體電池內(nèi)，因此，能長期間地維持酵素的活性，能延長流體電池的壽命。
極譜流體電池最好是以用畢即棄型的流體電池構(gòu)成，更換自如地安裝在支持插座上，該支持插座是固定在殼體上。流體電池及其插座具有垂直于流體電池對(duì)于插座的裝卸方向的接合面，沿著裝卸方向?qū)⒘黧w電池安裝在插座上，即可完成流體是池與插座的流體上與電氣上的連接。為使流體電池的更換容易，最好設(shè)置夾持機(jī)構(gòu)。
載體液可貯藏于載體液箱內(nèi)，該載體液箱配置于殼體內(nèi)。但是，在最佳的實(shí)施形態(tài)中，載體液箱是以樞軸方式安裝于馬桶蓋上。這樣設(shè)置時(shí)，能確保足夠的箱容量，同時(shí)能使殼體小型而且結(jié)構(gòu)緊湊。再者，由于將載體液箱安裝于馬桶蓋上，載體液的液位相對(duì)于配置在殼體內(nèi)的流體泵與流體電池具有足夠的高度，因此，能防止氣泡混入被送到流體電池內(nèi)的載體液內(nèi)，能提高尿分析的精度。
在最佳的實(shí)施形態(tài)中，流體泵是由電動(dòng)注射式泵構(gòu)成，在該注射式泵上最好連結(jié)有回轉(zhuǎn)型電動(dòng)閥。注射式泵與回轉(zhuǎn)閥最好是大致互相同軸地配置，構(gòu)成一個(gè)能夠容易地安裝在殼體內(nèi)的緊湊的一體式模塊?；剞D(zhuǎn)閥具有與注射式泵的泵室連通的第1通道、與采尿容器連通的第2通道、與載體液箱連通的第3通道以及與流體電池連通的第4通道，可以將第1通道有選擇地與第2、第3或第4通道當(dāng)中的某一個(gè)通道接通。注射式泵與回轉(zhuǎn)閥互相協(xié)調(diào)地動(dòng)作，將用采尿容器采取的尿樣抽吸到注射式泵的泵室內(nèi)，將經(jīng)計(jì)量的尿樣朝向流體電池射出，將如此射出的尿樣通過載體液送到流體電池內(nèi)。
這樣，注射式泵是與回轉(zhuǎn)閥協(xié)調(diào)地完成尿樣的抽吸、尿樣的計(jì)量、向載體液內(nèi)注入尿樣以及將尿樣與載體液向極譜流體電池內(nèi)進(jìn)行輸送的四種功能，因此，能使單元的零件數(shù)量為最少，能使殼體小型而且緊湊。另外，由于零件數(shù)量的減少，能使尿分析單元的構(gòu)造與裝配簡化。
在一個(gè)代替性的實(shí)施形態(tài)中，作成回轉(zhuǎn)閥的第3通道與貯藏液體試劑的箱連通，將尿樣與液體試劑抽吸到注射式泵的泵室內(nèi)，并將尿樣與液體試劑的混合物以分批方式輸送到流體電池內(nèi)。
尿采樣裝置最好具備轉(zhuǎn)動(dòng)臂及其電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，臂的一端是可以繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)地鉸接在便座上，在臂的另一端上安裝有采尿容器。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最好是使采尿容器沿著便斗的內(nèi)側(cè)表面在接近于馬桶邊圈的前部并且大致隱藏在便座之下的停止位置與接近于便斗的底部并且位于便斗空間內(nèi)的工作位置之間移動(dòng)。
由于采尿容器是如此沿著便斗的內(nèi)內(nèi)表面由邊圈前部附近的停止位置移到后下方的工作位置，即使由于男女之別，尿柱的軌跡前后有所變動(dòng)，也能使采尿容器適合于尿柱的落下位置。因此，不管是男是女，或是在排尿量較少的情況下，都能可靠而且容易地采取尿樣。
再者，采尿容器是沿著便斗的內(nèi)側(cè)表面進(jìn)行移動(dòng)，不會(huì)與就座于便座上的使用者的身體發(fā)生干涉，因此，使用的情況良好，并能避免由于與人體發(fā)生干涉而造成的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部的不希望出現(xiàn)的故障。
尿采樣裝置最好具有固定在便座下面的框架，轉(zhuǎn)動(dòng)臂與電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)支持于該框架上。該框架最好是沿著便座彎曲，在便座處于水平位置時(shí)，實(shí)際上是隱藏在便座內(nèi)?？蚣茉谪Q直方向最好是限定在便斗邊圈的上面與便座的下面之間所形成的豎直方向間隙內(nèi)。采取這樣的構(gòu)成時(shí)，尿采樣裝置裝入型的便座的外觀整齊、美觀。再者，既能保持便座的強(qiáng)度，又有實(shí)現(xiàn)牢固而且結(jié)構(gòu)緊湊的尿采樣裝置。
最好在框架上配置洗凈噴嘴之類的洗凈裝置，使用后洗凈采尿容器。這樣，能使采尿器保持清潔，同時(shí)能采取無污染的新鮮的尿。
最好在便座的下面形成朝下的凹部，利用該凹部收容電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的至少一部分。采取這樣的構(gòu)造時(shí)，能使電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸增加，提高動(dòng)作的可靠性。
在其他的方面，本發(fā)明提供一種將具備標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的已有的廁所改造成為具有尿分析功能的廁所的方法。采用這種方法時(shí)，可準(zhǔn)備一個(gè)預(yù)先將尿采樣裝置裝入的便座組合體。該便座組合體最好是準(zhǔn)備一個(gè)在其下面具備朝下的凹部的便座，通過一面將電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的至少一部分收容在該凹部內(nèi)，一面將框架安裝在便座的下面的方法進(jìn)行制作。在進(jìn)行廁所改造時(shí)，從已有的馬桶上將已有的標(biāo)準(zhǔn)型便座折卸下來，在便斗與洗凈水供給部之間將殼體安裝在馬桶的上面。在安裝殼體之前或之后，將包括與便座成為一體的尿采樣裝置的便座組合體原封不動(dòng)地安裝在殼體上，根據(jù)需要進(jìn)行電氣連接與流體連接。
使用這樣預(yù)先制作的尿采樣裝置裝入型的便座組合體時(shí)，可由最初以便座與尿采樣裝置的組合體為前提進(jìn)行綜合的設(shè)計(jì)。因此，要一面考慮使尿采樣裝置確保強(qiáng)度，一面確定便座組合體的尺寸與形狀，可在實(shí)施質(zhì)量管理的工場預(yù)先進(jìn)行大量生產(chǎn)。另外，在便座的下面預(yù)先形成凹部，可利用該凹部收容轉(zhuǎn)動(dòng)臂的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。由此，可在質(zhì)量管理下進(jìn)行生產(chǎn)，或是在設(shè)計(jì)尿采樣裝置時(shí)能有效利用便座內(nèi)的空間，因此，可實(shí)現(xiàn)牢固而且動(dòng)作十分可靠、能確實(shí)地采到尿樣的結(jié)構(gòu)。
另外，由于只是將預(yù)制的便座組合體與已有的便座進(jìn)行更換即可，不需要對(duì)已有的便座進(jìn)行加工，使廁所的改造能簡單而且容易進(jìn)行。
本發(fā)明還提供適用于尿分析單元的一種便蓋液箱組合體，該組合體實(shí)際上具有可以翻轉(zhuǎn)的便蓋與固定在便蓋上的扁平的載體液貯存箱。該箱最好具備可以檢查箱內(nèi)載體液殘留量的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的上述特征與優(yōu)點(diǎn)以及其他特征與優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從以下的實(shí)施例的記述中進(jìn)一步明確。
附圖的簡要說明

圖1是表示本發(fā)明的尿分析單元被安裝在具有標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的廁所中的狀態(tài)的立體圖；圖2是圖1所示的尿分析單元的殼體的分解立體圖；圖3是圖1所示的尿分析單元的尿采樣裝置裝入型便座部件的部分切除的分解立體圖；圖4是圖3所示的便座部件的尿采樣裝置的俯視圖，表示將便座、凸輪板與開閉罩卸下的狀態(tài)，便座以雙點(diǎn)劃線表示，馬桶以三點(diǎn)劃線表示；圖5是擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)部的一部分的部分切出放大分解立體圖；圖6是表示從上方觀察到的安裝在擺動(dòng)臂上的采尿容器的形態(tài)；圖7是圖6的沿VII-VII線的剖視圖；圖8是圖4的沿VIII-VIII示意性剖視圖，表示擺動(dòng)臂與采尿容器處于各種不同位置時(shí)的狀態(tài)；圖9是圖1所示的尿分析單元的附有回轉(zhuǎn)閥的注射式泵的分解立體圖；圖10是圖9的沿X-X線的剖視圖；圖11是圖10的沿XI-XI線的俯視圖，表示卸下轉(zhuǎn)子的狀態(tài)；圖12是圖1所示的尿分析單元的尿分析裝置的切出一部分的立體圖；圖13是圖12所示的極譜-流體電池的放大分解立體圖；
圖14是沿著圖13的XIV-XIV線剖切的極譜流體電池的放大剖視圖；圖15是沿著圖13的XV-XV線剖切的作用極的示意性放大剖面圖；圖16是表示將電壓穩(wěn)壓器與放大電路連接在極譜-流體電池的電極上的配線圖；圖17是圖1所示的尿分析單元的控制裝置與控制電路的框圖；圖18是表示圖1所示的尿分析單元的流體輸送系統(tǒng)的示意圖；圖19是表示圖1所示的尿分析單元的動(dòng)作的流程圖；圖20是與圖1相類似的圖，表示載體液箱的其他結(jié)構(gòu)；圖21是圖20所示的馬桶蓋-載體液箱組合體的分解立體圖；圖22是表示馬桶蓋-載體液箱組合體的其他實(shí)施例的立體圖；圖23是表示尿分析裝置的其他實(shí)施例的分解立體圖；圖24是表示尿采樣裝置的其他實(shí)施例的切出一部分的立體圖，便座是以雙點(diǎn)劃線表示；圖25是圖24的沿XXV-XXV線的剖視圖；圖26是將圖24所示的便座翻轉(zhuǎn)過來表示的立體圖；圖27是圖24的沿XXVII-XXVII線的剖視圖；圖28是圖24所示的采尿容器的切出一部分的放大立體圖；圖29是圖24的沿XXIX-XXIX線的剖視圖，表示擺動(dòng)臂與采尿容器處于各種不同位置時(shí)的狀態(tài)。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式參看圖1～圖3，廁所10具有標(biāo)準(zhǔn)型的抽水馬桶12，該馬桶12以眾所周知的形式安裝于廁所的地面上。在該馬桶12中安裝有本發(fā)明的尿分析單元14。本發(fā)明的尿分析單元14可安裝于渦流型、虹吸型、虹吸噴射型、下洗型及其他型式的市售標(biāo)準(zhǔn)型的馬桶中。標(biāo)準(zhǔn)型馬桶12具有通常的便斗16，在其后方配置有洗凈水供給部18。在圖示的實(shí)施例中，洗凈水供給部是由蓄水箱安裝部18構(gòu)成，在該安裝部18上以眾所周知的形式安裝了傳統(tǒng)式的蓄水箱20。沒有蓄水箱時(shí)，在由備有洗凈閥的洗凈管供給洗凈水的標(biāo)準(zhǔn)型馬桶上也可安裝本發(fā)明的尿分析單元14。
如后述那樣，尿分析單元14具有固定于馬桶12上的殼體22與可以翻轉(zhuǎn)地安裝在殼體22上的便座24。在便座24內(nèi)裝入有尿采樣裝置26，形成一個(gè)裝入型組合體28(以下稱之為便座部件)，使用該尿采樣裝置26能在便斗空間16A內(nèi)的空中采取尿樣。便座部件28最好是預(yù)先制作，它是將尿采樣裝置26裝入專用的特制便座24內(nèi)。在殼體22上還能安裝傳統(tǒng)型的可以開閉的馬桶蓋30。用于控制尿分析單元14并將分析結(jié)果輸出的控制裝置32可設(shè)置于廁所側(cè)方的墻壁上。
尿分析單元14的殼體22，例如圖2所示，可由框架34、上部殼36、左右的下部殼38與40構(gòu)成。殼體22的這些零件可由樹脂經(jīng)注射模注塑成形，用螺釘?shù)然ハ喙潭ǔ梢惑w從而形成殼體22。如圖2所示，通常，在傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型馬桶12上的便斗16與洗凈水供給部18之間設(shè)置一對(duì)便座安裝孔42，用于安裝傳統(tǒng)式的便座。尿分析單元14的殼體22也是利用該便座安裝孔42安裝在馬桶12上。因此，在馬桶12上已安裝有便座的情況下，將已有的便座卸下后，如日本實(shí)公昭63-6291號(hào)所公布那樣，利用T型槽配合將兩條T形螺栓44安裝在框架34的下面，將這兩條T形螺栓44穿過馬桶12的便座安裝孔42，將對(duì)應(yīng)的螺母46鎖緊，殼體22的框架34即在便斗16與蓄水箱安裝部18之間固定于馬桶12的上表面48上。
由圖2可以充分理解，框架34具有相對(duì)于馬桶12沿著橫向延伸的中間部分，以及由此中間部分的兩端分別向前方延長的側(cè)方部分，上部殼36也具有與框架34相對(duì)應(yīng)的形狀。因此，框架34、上部殼36、左右的下部殼38與40互相協(xié)調(diào)地形成殼體的中間部分22C、左側(cè)方部分22L與右側(cè)方部分22R(圖1)。
如圖2所示，在殼體的左側(cè)方部分22L內(nèi)，可容納對(duì)由便座部件28所采樣的尿樣進(jìn)行分析的分析裝置50；將尿樣與載體液輸送到分析裝置50的電動(dòng)注射泵52、載體液箱54與校準(zhǔn)液箱56。在殼體左側(cè)方部分22L內(nèi)還可以配置指血壓壓計(jì)單元58，使受檢者將左手第2指與之結(jié)合，以測定血壓。指血壓計(jì)單元58并不構(gòu)成本發(fā)明的一部分，因此勿需詳細(xì)說明。在圖示的實(shí)施例中，在殼體中間部分22C內(nèi)配置有傳統(tǒng)式的陰部沖洗裝置62，它具有產(chǎn)生向上方噴射的射流的噴嘴60，用以洗凈使用者的胯間部；傳統(tǒng)式的溫風(fēng)干噪裝置64；由臭氧發(fā)生器構(gòu)成的傳統(tǒng)式的脫臭裝置66，為的是接通常的目的使用具有尿分析單元14的廁所10時(shí)能提供各自的功能。但是，這些增加的功能并不是不可缺少的，可以省略。在殼體的右側(cè)方部分22R中可容納單元14的電源裝置68與陰部沖洗裝置的操作盤70。
主要參看圖3～圖8來說明由便座24與裝入其中的尿采樣裝置26構(gòu)成的便座部件28。在圖示的實(shí)施例中，便座24是以裝入尿采樣裝置26為目的而設(shè)計(jì)與制作的，具有適合于將尿采樣裝置26裝入的構(gòu)造。如圖3中被部分切開所表示那樣，便座24可將由耐沖擊性樹脂構(gòu)成的上部半體24A與下部半體24B例如利用超聲波熔接接合而形成，并可根據(jù)必要配置電加熱線72，以便用于溫暖便座。便座24能使用任意的鉸鏈可以翻轉(zhuǎn)地安裝在殼體22上，最好象日本實(shí)愿平5-19341所公布的那樣，利用止動(dòng)塊75的以軸的方式支承該鉸鏈部74，通過使該止動(dòng)塊75與殼體22的軸承部76(圖2)進(jìn)行結(jié)合而安裝在殼體22上。
為了適應(yīng)燒結(jié)馬桶12時(shí)產(chǎn)生的燒結(jié)應(yīng)變，與以往的便座相同，便座24對(duì)于馬桶12的邊圈78的上面最好以四點(diǎn)支持。因此，如圖3中的虛線所示，在便座24的下面可與以往相同地設(shè)置具有緩沖作用的兩個(gè)腳部80。在其他兩點(diǎn)上，便座24是由設(shè)置于后述的采尿部的外殼或框架82上的兩個(gè)腳部84頭支承。由圖8容易得知，由于有腳部80或84，在馬桶邊圈78的上面86與便座24的下面88之間，能確保高度約為1.5～2cm的環(huán)狀間隙，可利用該環(huán)狀間隙的一部分配置并且收藏尿采樣裝置26的一部分。由圖3與圖8容易得知，在便座24的下面形成向下方開口的凹部90與92，如后所述尿采樣裝置26的構(gòu)成要素的一部是收容在該凹部內(nèi)。
尿采樣裝置26的構(gòu)成是，利用采尿容器在便斗空間內(nèi)的空中采取排泄到馬桶12的便斗16內(nèi)的尿樣，在采樣后將采尿容器收容在便座24下方的收容位置內(nèi)，同時(shí)自動(dòng)地洗凈采尿容器。將參看圖3～圖8說明尿采樣裝置26的實(shí)施形式的一例。在圖示的實(shí)施例中，尿采樣裝置26具有略呈曲柄形狀的擺動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng))臂94，可以裝與卸地安裝在該擺動(dòng)臂自由端的細(xì)長的采尿容器96，驅(qū)動(dòng)該擺動(dòng)臂94的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部98與采尿部框架82。如圖5與圖7所示，擺動(dòng)臂94可由中間彎管100、端部彎管102、連結(jié)兩者的管104與軸106構(gòu)成。
如圖6與圖7所示，采尿容器96可由具有細(xì)長的上部開口108與流槽狀的凹部110的主體112以及大直徑的基部114構(gòu)成，可利用O型密封圈116液密而且裝卸自如地安裝在端部彎管102上。主體的凹部110向基部114傾斜，注入凹部110內(nèi)的尿聚積在基部114與彎管102所形成的尿收集部118內(nèi)。最好是借助以金屬網(wǎng)120等包覆主體112的外周的方法來防止受檢者排泄的尿與采尿容器96互相沖擊而向周圍飛濺，同時(shí)能有效地采取尿樣。聚積在尿收集部118內(nèi)的尿，通過彎管102的內(nèi)部通道以及在擺動(dòng)臂94及其軸106內(nèi)延伸的撓性管122，借助注射泵52的抽吸與壓送作用輸送到殼體22內(nèi)的尿分析裝置50內(nèi)。為了只抽吸不含氣泡的尿并輸送到尿分析裝置，最好在彎管102上設(shè)置向尿收集部118的底部開口的L形管124。另外，為了檢測出在尿收集部118內(nèi)已積存了足夠量的尿，可在彎管102上設(shè)置在上下方向互相離開的一對(duì)電極126與128。這兩個(gè)電極可通過導(dǎo)線130與配置在側(cè)方殼體22L內(nèi)的尿分析裝置50的控制電路連接。
概略的講，在圖示的實(shí)施例中，由圖8可以明確的得知，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)臂94的驅(qū)動(dòng)部98使擺動(dòng)臂94產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與平移運(yùn)動(dòng)，因此能使采尿容器96由便座前部下方的收容位置移動(dòng)到便斗空間內(nèi)的各種不同的采尿位置(或與其相反)。
更詳細(xì)地講，參看圖3～圖5，驅(qū)動(dòng)部98是配置在采尿部框架82上，該采尿部框架82是用螺釘?shù)冗m宜地固定在便座24的下面。驅(qū)動(dòng)部98備有滑動(dòng)件132，它是滑動(dòng)自如地安裝在框架82上，該滑動(dòng)件132是由固定在采尿部框架82上的一對(duì)導(dǎo)軌134導(dǎo)向，以便與馬桶12的長軸方向大致平行地滑動(dòng)。在滑動(dòng)件132上固定有齒條136，固定在框架82上的附有減速齒輪的步進(jìn)馬達(dá)138的輸出軸上的小齒輪140與該齒條136嚙合。因此，若使馬達(dá)138向某一方向回轉(zhuǎn)時(shí)，滑動(dòng)件132即在前后方向進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。馬達(dá)138由側(cè)方殼體22L內(nèi)的控制電路(后述)進(jìn)行控制。
擺動(dòng)臂94是可以回轉(zhuǎn)并且與滑動(dòng)件一起移動(dòng)地由軸支承在滑動(dòng)件132上。因此，由圖5明確得知，在滑動(dòng)件132上設(shè)置一對(duì)耳軸承142，用以支承擺動(dòng)臂94的軸106。在軸106上形成有軸向孔，撓性管122與導(dǎo)線130由其中穿過。
驅(qū)動(dòng)部件98還備有杠桿—凸輪機(jī)構(gòu)144，用以控制擺動(dòng)臂94的回轉(zhuǎn)角位置，隨著利用馬達(dá)138使滑動(dòng)件132前后位移，控制采尿容器96的角位置。就是說，由圖5明確得知，在兩個(gè)軸承142之間，桿146可一體回轉(zhuǎn)地安裝在擺動(dòng)臂94的軸106上，在該杠桿146的前端支持有滾筒型的凸輪從動(dòng)件148。凸輪從動(dòng)件148與凸輪板150協(xié)調(diào)動(dòng)作，該凸輪板150是以螺釘?shù)冗m宜地固定在采尿部框架82上，在該凸輪板150上形成兩個(gè)具有高度差的水平凸輪面152與154以及傾斜凸輪面156。復(fù)位螺旋彈簧158的一端固定在擺動(dòng)臂94的軸106上，該彈簧的另一端固定在軸承142上。復(fù)位彈簧158的預(yù)加載荷應(yīng)設(shè)定成，在圖8中將擺動(dòng)臂94向順時(shí)針回轉(zhuǎn)的方向推。
安裝有尿采樣裝置26的擺動(dòng)臂94及其驅(qū)動(dòng)部98的采尿部框架82是利用螺釘?shù)葟?qiáng)固地固定在便座24上，以形成尿采樣裝置裝入型的便座部件28。如圖3與圖8所示，在便座24的下面由于預(yù)先形成有與驅(qū)動(dòng)部98形狀相對(duì)應(yīng)的凹部90，驅(qū)動(dòng)部98的構(gòu)成要素，例如馬達(dá)138、小齒輪140、凸輪板150、桿146與凸輪從動(dòng)件148部分地收藏在該凹部90內(nèi)。象這樣，為了將尿采樣裝置組裝進(jìn)去而使用特別設(shè)計(jì)的便座24，有效地利用便座24內(nèi)的空間來收容尿采樣裝置的構(gòu)成要素，因此，能將尿采樣裝置的構(gòu)成要素設(shè)計(jì)成牢固的構(gòu)造。這種特制的便座24可以使用成形金屬模具進(jìn)行大量生產(chǎn)，可通過將尿采樣裝置26組裝進(jìn)去而預(yù)先組裝成便座部件28。在將具有標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的已有的廁所改裝成具有尿分析功能的廁所的情況下，可在將殼體22固定于馬桶12上之前或后的任一方便的時(shí)機(jī)，將便座部件28安裝于殼體22上。
下面，主要是參看圖8說明該尿采樣裝置26的動(dòng)作，在不使用時(shí)，滑動(dòng)件132處于前方位置，凸輪從動(dòng)件148與凸輪板150的第1水平凸輪面152配合。因此，擺動(dòng)臂94由于復(fù)位彈簧158的作用而彈起，采尿容器96在便座24的下方收容在采尿部框架82內(nèi)的收容位置(位置A)。在該狀態(tài)時(shí)，使便座部件28開閉，可以按照通常的用便目的使用廁所。
在進(jìn)行尿的采樣與分析時(shí)，使用者就座于便座24上，當(dāng)按壓設(shè)置于控制裝置32上的開始開關(guān)時(shí)，馬達(dá)138即回轉(zhuǎn)，借助齒條—小齒輪機(jī)構(gòu)140/136使滑動(dòng)件132開始后退，首先，將采尿容器96由其收容位置水平地向后方拉出。凸輪從動(dòng)件148與凸輪板150的傾斜凸輪面156配合時(shí)，桿146使擺動(dòng)臂94開始轉(zhuǎn)動(dòng)(位置B)。隨著凸輪從動(dòng)件148頂著傾斜凸輪面156進(jìn)一步滾動(dòng)，擺動(dòng)臂一面后退一面轉(zhuǎn)動(dòng)，使采尿容器96沿著圖8所示的彎曲軌跡位移。當(dāng)馬達(dá)138進(jìn)一步回轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪從動(dòng)件148到達(dá)與凸輪板150的第2水平凸輪面154配合的位置(位置C)，在此之后維持著擺動(dòng)臂94的狀態(tài)平移到后端位置D。一般在排尿方向上男女有別，在男性的情況下，尿柱在比較靠前處落下，而在女性的情況下，是在后方處落下，同時(shí)每個(gè)人還有所不同。因此，馬達(dá)138的控制開關(guān)與控制電路最好是設(shè)計(jì)成，在男性的情況下使采尿容器96自動(dòng)停止于位置B～C之間，在女性的情況下停止于位置C～D之間，同時(shí)設(shè)計(jì)成使受檢者能對(duì)位置進(jìn)行微調(diào)。受檢者可在采尿容器96到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，對(duì)著采尿容器96開始排尿。
落入采尿容器96內(nèi)的尿沿著流槽狀的凹部110流下，積存在尿收集部118內(nèi)。如此采取的尿借助設(shè)置于殼體22內(nèi)的注射式泵52通過L字管124與撓性管122進(jìn)行抽吸，并輸送到尿分析裝置50內(nèi)，進(jìn)行定量分析。尿樣的抽吸可根據(jù)電極126與128發(fā)出的信號(hào)當(dāng)檢測出在收集部118內(nèi)的尿聚積到電極126的水平時(shí)自動(dòng)地進(jìn)行。
尿的采樣與向分析裝置的輸送完了時(shí)，如果馬達(dá)138回轉(zhuǎn)，使滑動(dòng)件132向前進(jìn)的方向移動(dòng)時(shí)，則伴隨著擺動(dòng)臂94的前進(jìn)與向上方轉(zhuǎn)動(dòng)，采尿容器96回到位置B，然后通過擺動(dòng)臂的平移運(yùn)動(dòng)，采尿容器96回到收容位置A，并在該位置停留。采尿容器96是加工成細(xì)長的形狀，因此如圖8所示，可容易地收容到便座24的下面88與馬桶邊圈部78的上面86之間的狹窄空間內(nèi)。
在尿采樣后，最好洗凈由尿污染了的采尿容器96。因此，如圖3與圖4所示，最好在采尿部框架82上形成收容洗凈室160，同時(shí)面向該洗凈室160設(shè)置洗凈水噴射噴嘴162。洗凈噴嘴162是通過軟管164與電磁閥(后述)連接在自來水管165(圖1)上，可供給加壓的自來水。或者，也可將軟管164連接在陰部沖洗裝置62的給水閥上。如圖3所示，在采尿部框架82上設(shè)置開閉式的罩166，在洗凈中將洗凈室160封閉，可防止洗凈水的飛濺。該開閉罩166通過適當(dāng)?shù)倪B接構(gòu)件(未在圖中表示)與杠桿一凸輪機(jī)構(gòu)144連動(dòng)，可在采尿容器96出入洗凈室160內(nèi)時(shí)，將罩166打開，當(dāng)采尿容器96回到洗凈室內(nèi)的收容位置時(shí)，將罩166關(guān)閉。由圖8可明確得知，在便座24上對(duì)著開閉罩166形成開口的凹部92，利用該凹部92內(nèi)的空間使開閉罩166進(jìn)行開閉動(dòng)作。該凹部92可通過對(duì)便座24進(jìn)行特別設(shè)計(jì)而加工成。
使用完畢的沖洗水最好排出到便斗16內(nèi)。因此，如圖3與圖4所示，在框架82上，可形成一對(duì)排水槽168，從洗凈室160沿著馬桶的左右邊圈78向后方延伸。由圖8可明確得知，兩個(gè)排水槽168向后方向下傾斜，其后端與安裝在框架82上的傾斜的排水管170連通。因此，在便座部件28處于水平狀態(tài)時(shí)，由洗凈噴嘴162噴射出來的沖洗水沿著排水槽168的傾斜面流向后方，由排水管170排出到便斗16內(nèi)。由于排水管170是傾斜的，因此在便座部件28掀起時(shí)，排水槽168內(nèi)殘存的沖洗水的水滴會(huì)由排水管170落入便斗16內(nèi)。
如圖3所示，在采尿部框架82的后部形成缺口172，在其上卡合有接頭管174，使來自擺動(dòng)臂94的撓性管122、導(dǎo)線與沖洗水供給軟管164由此接頭管內(nèi)穿過。由于有此接頭管174，能使尿采樣裝置26與殼體22之間的配管與配線的處理簡化，同時(shí)能防止在便座部件28轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)配管與配線可能受到的破損。
下面，參看圖9～圖11說明電動(dòng)注射式泵52的實(shí)施形式的一例。在圖示的實(shí)施例中，該電動(dòng)注射式泵52是作為輸送系統(tǒng)的主要部件發(fā)揮作用，它是將由尿采樣裝置26所采取的尿樣輸送至尿分析裝置50，同時(shí)執(zhí)行在尿分析中所必要的后述的各種功能。另外，在圖示的實(shí)施例中，在電動(dòng)注射式泵52上裝有電動(dòng)回轉(zhuǎn)閥202，共同形成一個(gè)一體式的模塊200。但是，注射式泵52與回轉(zhuǎn)閥202也可以分別形成，再互相連結(jié)起來。
注射式泵52具有形成缸孔204的主體206，帶有密封圈208的活塞210可以滑動(dòng)地配合在該缸孔內(nèi)，形成容積可變的泵室212?；钊?10是利用步進(jìn)馬達(dá)214進(jìn)行往復(fù)驅(qū)動(dòng)，在馬達(dá)214的輸出軸上連結(jié)有螺桿216，在該螺桿上裝有螺母218。在活塞210的裙部直徑方向貫穿有一對(duì)互相對(duì)稱的止轉(zhuǎn)銷220，這兩個(gè)止轉(zhuǎn)銷220的內(nèi)側(cè)端旋入螺母218內(nèi)。止轉(zhuǎn)銷220與形成于主體206上的一對(duì)軸向長孔222相配合。因此，當(dāng)馬達(dá)214向某一方向回轉(zhuǎn)時(shí)，活塞即能與螺母218一起上下動(dòng)作，將液體抽吸到泵室212內(nèi)，或?qū)⒁后w送出。泵室212連通中心通道224，液體通過該通道出入回轉(zhuǎn)閥202。為了在螺桿216的軸線相對(duì)于活塞210的軸線即使多少有些對(duì)中誤差的情況下，仍能將馬達(dá)214的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)順利地變換成活塞210的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺母218最好利用1994年3月31日的日本特愿平6-87400所公布的滾珠結(jié)合構(gòu)造連結(jié)于活塞210上。
回轉(zhuǎn)閥202具有圓盤形轉(zhuǎn)子228，它是由帶減速齒輪的步進(jìn)馬達(dá)226進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，該轉(zhuǎn)子228可以回轉(zhuǎn)地精密配合于模塊200的頭部上所形成的圓柱形凹部230內(nèi)。轉(zhuǎn)子228的下面與凹部230的底面經(jīng)過平坦的精密加工，同時(shí)轉(zhuǎn)子228是由螺旋彈簧232向凹部的底面推，轉(zhuǎn)子228的下面與凹部230的底面進(jìn)行液密性的接觸。在轉(zhuǎn)子228上設(shè)置與注射式泵52的中心通道224互相對(duì)正的中心通道234，同時(shí)形成由該中心通道234向半徑方向的外側(cè)偏置的外側(cè)通道236，這兩個(gè)通道234與236是由水平的內(nèi)部通道238互相連通。
在凹部230的底面上與轉(zhuǎn)子228的外側(cè)通道236相同沿半徑方向的偏置距離處，開設(shè)在圓周方向上等間隔分布的例如6個(gè)通道240A～240F，這些通道240A～240F借助形成于模塊頭部的對(duì)應(yīng)的內(nèi)部通道242A～242F分別與管接頭244A～244F連通。參看圖18，如后所述，從尿分析單元14的構(gòu)成要素延伸出來的軟管或管道分別連接在這些管接頭244A～244F上。
由于回轉(zhuǎn)閥202具有這種結(jié)構(gòu)，馬達(dá)226驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子228回轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子228的外側(cè)通道236與通道240A～240F之中的某一通道對(duì)正時(shí)，則注射式泵52的泵室212即與管接頭244A～244F之中的某一個(gè)接通。在該位置上使注射式泵52動(dòng)作時(shí)，即可由通道240A～240F之中的某一通道抽吸液體，或?qū)⒁后w送出到某一通道內(nèi)。
下面，參看圖12～圖16說明尿分析單元14的尿分析裝置50的實(shí)施形式的一例。在圖示的實(shí)施例中，尿分析裝置50被設(shè)計(jì)成借助極譜分析法對(duì)尿樣中的尿糖(葡萄糖)進(jìn)行定量分析。但是，在本發(fā)明的尿分析單元14中，用來代替極譜分析裝置，可以使用液體色譜法、比色分析法等其他方法的尿分析裝置。再者，除了分析尿葡葡糖的極譜分析裝置以外，還可以配置能分析尿蛋白、潛血及其他尿成分的分析裝置。
如圖12所示，尿分析裝置50例如可由下述備件構(gòu)成固定于殼體22的框架34上的安裝基板250，利用螺釘?shù)冗m當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谠摶迳系牟遄鶚?gòu)件252，裝卸自如并且可以更換地嵌合于該插座252上的極譜流體電池254，在安裝基板250的里側(cè)，可配置裝有尿分析單元14的控制電路256的電路板258。
由圖13的分解圖可明確得知，極譜流體電池254可用螺釘?shù)葘⒂伤芰系戎瞥傻幕?60、載持電極的陶瓷基板262、由硅酮橡膠等制成的間隔板264與由塑料等制成的上板266互相液密地連結(jié)成一體而構(gòu)成。陶瓷基板262例如由氧化鋁陶瓷構(gòu)成，白金的作用極268、白金的對(duì)極270、銀/氯化銀的參考極272是借助金屬涂漿的印刷與燒灼而形成。在各電極上形成端子274，設(shè)置于上板266上的銷276分別與這些端子274進(jìn)行電接觸。在間隔板264的電極區(qū)域處設(shè)置開口278，如圖14所示，從而形成電解室280。與該電解室280連通的一對(duì)管接頭282形成于上板266上，將尿樣與載體液供給到電解室內(nèi)。在這兩個(gè)管接頭282的外圓上裝有O形密封圈284，在將該極譜電池254安裝在插座構(gòu)件252上時(shí)，管接頭282液密地嵌合到插座構(gòu)件252的連接孔286內(nèi)，通過輸送管288與290使尿樣與載體液流往電解室280內(nèi)。在插座構(gòu)件252上還設(shè)置與銷276結(jié)合的銷孔292，使3種電極268、270、272分別與導(dǎo)線294接通。
如圖15的模式圖所示，白金的作用極268是由白蛋白或醋酸纖維素那樣使過氧化氫有選擇地透過的物質(zhì)所構(gòu)成的選擇性透過膜296與含葡萄糖氧化酶(GOD)的酶固定化膜298所包覆。GOD固定化膜298是將GOD(例如SIGMA公司G7141)與白蛋白以4∶1的比例溶解于水中、將溶解液滴落在選擇性透過膜296上之后，在戊二醛氣氛中暴露約30分鐘而形成的。當(dāng)電解室280內(nèi)的尿樣中的葡萄糖與GOD固定化膜接觸時(shí)，GOD將葡萄糖(C6H12O6)氧化，如下式那樣，生成葡萄糖酸內(nèi)酯(C6H10O6)與過氧化氫(H2O2)。(1)當(dāng)生成的H2O2透過選擇性透過膜296到達(dá)白金的作用極268時(shí)，由于白金的催化作用，H2O2一面對(duì)作用極提供電子一面分解成水與氧。由于有選擇性透過膜296，可防止比H2O2分子量大的有妨害物質(zhì)到達(dá)作用極268。
如圖16所示，在進(jìn)行尿樣中的葡萄糖的定量分析時(shí)，為了使作用板268相對(duì)于參考極272的電位保持正值(例如+0.6V)，可利用電壓穩(wěn)壓器對(duì)于施加于作用極268與對(duì)極270之間的電壓進(jìn)行可變控制。在作用極268與對(duì)極270之間流動(dòng)的電流根據(jù)過氧化氫的生成量而變化。因此，通過控制電路256檢測出在作用極268與對(duì)極270之間流動(dòng)的電流，即可檢測出過氧化氫的發(fā)生量，據(jù)此能計(jì)算尿樣中的葡萄糖濃度。
檢測由葡萄糖的氧化生成的過氧化氫的生成量，可遠(yuǎn)比檢測上述(1)式的反應(yīng)中的氧消耗量(減少量)更為準(zhǔn)確地進(jìn)行。因此，利用本發(fā)明可以高精度地測定葡葡糖濃度。
圖17表示控制裝置32與控制電路256的結(jié)構(gòu)的一例。設(shè)置于廁所墻壁上的控制裝置32的結(jié)構(gòu)可包括程序化的微計(jì)算機(jī)330，多個(gè)操作開關(guān)302，對(duì)使用者顯示指示內(nèi)容或尿分析結(jié)果的液晶顯示板304，輸出尿分析結(jié)果或數(shù)據(jù)傾向的打印裝置306以及存放尿分析數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)器308等。對(duì)于操作開關(guān)302來說，可分別設(shè)置男用尿分析開始開關(guān)302a與女用開始開關(guān)302b，當(dāng)按壓男用開關(guān)302a時(shí)，采用容器96能自動(dòng)地移送到預(yù)先設(shè)定的男用采尿位置(例如圖8中的位置B～C間的適當(dāng)位置)；而當(dāng)按壓女用開關(guān)302b時(shí)，采尿容器能移送到女用采尿位置(C～D間的適當(dāng)位置)。再者，在操作開關(guān)302上還能設(shè)置微調(diào)開關(guān)302c與302d，用于根據(jù)每個(gè)人的差別通過受檢者的操作使采尿容器96由預(yù)先設(shè)定的男用或女用采尿位置進(jìn)行前后微動(dòng)。
為了象后述的流程圖那樣控制尿分析單元14的構(gòu)成要素，控制電路256具有程序化了的微計(jì)算機(jī)310。在極譜電池254的作用極268與對(duì)極270之間流動(dòng)的電流由放大電路312放大后，輸入到微計(jì)算機(jī)310的A/D轉(zhuǎn)換電路。尿檢測傳感器314是通過檢測采尿容器96的尿檢測電極216與128之間的間隙的電阻檢測出采尿容器96的尿收集部118內(nèi)是否存有尿，其輸出是輸入到微計(jì)算機(jī)310的A/D轉(zhuǎn)換電路。微計(jì)算機(jī)310通過各自的驅(qū)動(dòng)器，對(duì)擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)138、回轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)226、活塞驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)214與用于將洗凈水供給到洗凈噴嘴162的電磁閥316進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。微計(jì)算機(jī)300與310是用通信電纜318進(jìn)行連接，通過無線電收發(fā)兩用機(jī)320和322借助串行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
下面，參看圖18的示意圖與圖19的流程圖說明尿分析單元14的動(dòng)作的一種方式。當(dāng)受檢者按壓尿分析開始開關(guān)302a或302b時(shí)，微計(jì)算機(jī)310使擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)馬達(dá)138回轉(zhuǎn)，使采尿容器96移動(dòng)到預(yù)先設(shè)定的采尿位置，同時(shí)根據(jù)微調(diào)開關(guān)302c或302d使采尿容器96定位在所希望的位置。當(dāng)采尿容器的定位終了時(shí)，受檢者向采尿容器內(nèi)排尿，可使尿的采樣開始。當(dāng)根據(jù)尿檢測傳感器314發(fā)出的信號(hào)檢測出尿已蓄積到采尿容器96的尿收集部118內(nèi)時(shí)，微計(jì)算機(jī)310對(duì)回轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)226進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子228回轉(zhuǎn)到注射式泵52的中心通道224對(duì)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)閥的第2通道240B，于是注射式泵52的泵室212與采尿容器96接通。在這一狀態(tài)下，微計(jì)算機(jī)310使注射式泵52的活塞驅(qū)動(dòng)馬達(dá)214進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，活塞210下降，例如將約2ml的尿樣抽吸到注射式泵52的泵室內(nèi)。
然后，再驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)閥，使中心通道224對(duì)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)閥的第3通道240c，于是使注射式泵52與排出管道324(圖18)接通。在這一位置時(shí)驅(qū)動(dòng)活塞的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)214驅(qū)動(dòng)注射式泵52的活塞上升，將泵室內(nèi)的尿樣的一部分通過排出管道324排放到馬桶12的便斗內(nèi)。借此，可進(jìn)行泵室的放氣，因此，即使空氣與尿樣一起被抽吸到泵室內(nèi)，也能防止將氣泡送入極譜流體電池254內(nèi)。
然后，再次驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)閥，使中心通道224對(duì)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)閥的第1通道240A，使泵室212與極譜電池254接通。在這一位置時(shí)使注射式泵52的活塞進(jìn)一步上升，將約10～20μl的尿樣打入輸送管288內(nèi)。再次驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)閥，使泵室與排出管道324接通，并使活塞上升到上死點(diǎn)，因此泵室內(nèi)剩余的尿通過排出管道324廢棄于便斗16內(nèi)。
當(dāng)尿樣的打入終了時(shí)，利用洗凈水洗凈注射式泵52的泵室。此舉是這樣完成的使回轉(zhuǎn)閥回轉(zhuǎn)，使注射式泵52的泵室與蓄水箱20接通，并且使活塞下降，將蓄水箱內(nèi)的洗凈水抽吸到泵室內(nèi)，然后，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)閥，使泵室與排出管道324接通，使活塞上升。注射式泵的洗凈可進(jìn)行一次以上。
然后，再次使回轉(zhuǎn)閥回轉(zhuǎn)，使注射式泵52的中心通道224對(duì)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)閥的第5通道240E，于是注射式泵52通過管道326與載體液箱54接通。箱54內(nèi)的載體液的作用是將尿樣輸送到極譜流體電池254內(nèi)，同時(shí)具有將輸送到極譜流體電池254內(nèi)的尿樣稀釋的作用。載體液還具有緩沖液的作用，它對(duì)極譜流體電池的穩(wěn)定起必要的緩沖作用，因此，其中添加有KH2PO4與Na2HPO4之類的pH調(diào)節(jié)劑與KCl之類的氯離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑以及防腐劑。如上所述，若將注射式泵52與載體液箱54接通時(shí)，使注射式泵52動(dòng)作，將載體液由載體液箱54抽吸到泵室212內(nèi)之后，再次變換回轉(zhuǎn)閥，使活塞210上升，將載體液射入第1通道240A內(nèi)。借此，先前打入輸送管288內(nèi)的約10～20μl的尿樣一面在輸送管288內(nèi)與載體進(jìn)行混合而被稀釋一面送入極譜電池254內(nèi)，混合物一面通過電池一面由輸送管290排出到馬桶便斗內(nèi)。載體液的射出速度可以選擇在使尿樣至少要稀釋到約30倍之后通過極譜電池。另外，載體液的射出量可以例如約為2～4ml。若采用此量時(shí)，在尿樣與載體液的混合物通過極譜電池后，輸送管288與極譜電池254內(nèi)將會(huì)再次充滿新的載體液。
隨著尿樣與載體液的混合物通過極譜電池254，在作用極268的GOD固定化膜298處，按照上述式(1)，根據(jù)混合物中的尿葡萄糖濃度發(fā)生過氧化氫，如上所述，在極譜電池的作用極268與對(duì)極270之間，流過與過氧化氫的生成量相適應(yīng)的電流。該電流由放大電路312進(jìn)行放大，然后輸入微計(jì)算機(jī)310的A/D轉(zhuǎn)換電路，變換成電流值。微計(jì)算機(jī)310將所獲得的電流值數(shù)據(jù)借助串行通信傳送到控制裝置32的微計(jì)算機(jī)300內(nèi)。微計(jì)算機(jī)300根據(jù)電流值計(jì)算尿糖值，在顯示板304上進(jìn)行顯示。尿糖值的數(shù)據(jù)還被存儲(chǔ)到快速存儲(chǔ)器308內(nèi)。在微計(jì)算機(jī)300內(nèi)根據(jù)被檢者的指示，計(jì)算尿糖的傾向，并可由打印裝置306輸出。
在尿分析或尿的采樣終了時(shí)，微計(jì)算機(jī)310對(duì)擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)馬達(dá)138進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使采樣容器96回復(fù)到收容位置A(圖8)。然后，電磁閥316開啟，使壓力洗凈水供給到洗凈噴嘴162，借此洗凈采尿容器96。
極譜流體電池254將其作用極268與對(duì)極270之間流動(dòng)的微小電流輸出，因此為了避免不希望有的電氣干擾的影響，最好將流體電池254進(jìn)行電絕緣。因此，來自流體電池254的排出管290與來自注射泵52的排出管道324要在電氣上互相絕緣，同時(shí)位于便斗16內(nèi)的它們的末端最好要比便斗內(nèi)的水位還要高。另外，為了避免重力的影響，排出管290與排出管道324在便斗內(nèi)的末端最好相互定位于同一水平面上。
隨著尿分析的反復(fù)進(jìn)行，極譜電池254的酶固定化膜298的葡萄糖-氧化酶的活性逐漸降低，電池的輸出隨時(shí)間的推移而降低。于是，最好定期校正流體電池的輸出。因此，要預(yù)先將所給的已知濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液(校正液)儲(chǔ)存在校正液箱56內(nèi)，代替尿樣將該校正液送到電池內(nèi)，定期地測定相對(duì)于葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液的電池輸出，在進(jìn)行實(shí)際的尿分析時(shí)，根據(jù)對(duì)于葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液的電池的輸出來修正尿分析時(shí)的電池輸出，借此可以計(jì)算尿糖值。當(dāng)極譜電池254已使用了規(guī)定的壽命時(shí)，將舊的流體電池254由插座252上卸下，可以簡單地更換上新的電池。由于管接頭282、對(duì)應(yīng)的連接孔286、銷276與對(duì)應(yīng)的銷孔292是垂直于流體電池254與插座252的接合面而延伸，只要將流體電池按壓在插座上即能簡便地進(jìn)行流體電池與插座的電氣連接與流體連接。
圖20與圖21表示尿分析單元的配置的其他實(shí)施例。該實(shí)施例的特征在于將載體液箱組裝在馬桶蓋上。馬桶蓋與第1實(shí)施例相同使用止動(dòng)塊75可以開閉地安裝在殼體22上。與前述的實(shí)施例的構(gòu)成要素相同或類似的構(gòu)成要素是以相同的參考編號(hào)表示，只說明不同之點(diǎn)。如圖20與圖21所示，載體液箱402是用螺釘?shù)劝惭b在馬桶蓋400上，形成馬桶蓋—液箱組合體404。載體液箱402具有大致扁平的形狀，以便安裝在馬桶蓋400的內(nèi)側(cè)，利用塑料的吹塑成形等制成。為了容易確認(rèn)箱內(nèi)的載體液殘留量，箱402大體上是以透明的材料制成?；蚴且部芍辽賹⑾涞囊徊糠?，例如只將刻度406的部分作成透明或半透明。
在箱402的上部形成液體入口408，該入口貫穿安裝于馬桶蓋400上的配件410，并在馬桶蓋的上面開口，使用可以卸下的補(bǔ)充蓋412進(jìn)行封閉。如圖20所示，在馬桶蓋掀起時(shí)，由于載體液箱402成為豎直的狀態(tài)，能容易確認(rèn)載體液的殘留量。在馬桶蓋成為水平時(shí)，取下蓋412可以補(bǔ)充載體液。在箱內(nèi)402內(nèi)的載體液是通過軟管414輸送到上述注射式泵52內(nèi)。
象這樣將載體液箱402安裝在馬桶蓋上，因此能確保大的箱容量。于是，可使載體液補(bǔ)充的頻度為最小，能使維修進(jìn)一步簡化。另外，可在殼體22上只收容尿分析裝置與注射式泵，因此能使殼體22小型化而且結(jié)構(gòu)緊湊。另外由于載體液箱402是與馬桶蓋一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在馬桶蓋掀起時(shí)，載體液箱成為大致垂直的狀態(tài)。因此，能容易確認(rèn)載體液的殘留量。
圖22表示馬桶蓋—箱組合體的變化形式。在該變化形式中，載體液箱420的載體液入口422是配置在馬桶蓋424的內(nèi)側(cè)，在馬桶蓋—箱組合體處于掀起狀態(tài)時(shí)，卸下補(bǔ)充蓋426可以補(bǔ)充載體液。對(duì)于該變化形式來說，能在馬桶蓋處于豎直掀起的狀態(tài)下，一面確認(rèn)箱內(nèi)的載體液的液位一面進(jìn)行補(bǔ)充，因此能防止載體液的溢流。
圖23是前面參照圖12～圖16描述的尿分析裝置的其他實(shí)施例。在該實(shí)施例中，可以用畢即棄的極譜流體電池能容易更換。參看圖23，尿分析裝置500具備夾持裝置502，其基體504與前述實(shí)施例相同合適地固定于殼體22的框架34上。在該基體504上形成插座保持部506，能裝填插座塊508并用螺釘(未予圖示)等進(jìn)行固定。在基體504上用一對(duì)樞軸510安裝可以擺動(dòng)的操作杠桿512。在基體504上還安裝有可以滑動(dòng)的滑動(dòng)件514，該滑動(dòng)件514要由插座保持部506來導(dǎo)向?；瑒?dòng)件514是利用鉸接結(jié)合的一對(duì)連桿516連結(jié)在操作杠桿512上，使操作杠桿512擺動(dòng)即可使滑動(dòng)件514沿著箭頭518的方向移動(dòng)。在滑動(dòng)件514上形成凹部520，可將裝填有流體電池522的流體電池保持件524嵌合于其內(nèi)。
參看圖12～圖16，流體電池522與插座塊508基本上是與前述的實(shí)施例相同，不需要詳細(xì)的說明。只說明不同之點(diǎn)，在該實(shí)施例例中，用于將流體電池522的電極連接在插座508的電氣配線526上的銷528是配置在插座508上，對(duì)應(yīng)的銷孔530形成于流體電池522上。在將流體電池522安裝在插座塊508上時(shí)，各銷528分別與流體電池的電極的端子接觸。由于銷528是配置于插座508上，可以更廉價(jià)地制作用畢即棄型的流體電池。軟管288是用于將流體電池522的電解室與注射式泵連通，軟管290是用于將流體電池522的電解室與便斗連通，用于同軟管288和軟管290連通的管接頭532和連接孔534與上述實(shí)施例相同，分別配置在流體電池與插座上。在插座塊508的背面固定著電路板536，在該電路基板上裝有前述的控制電路256。
在更換流體電池522時(shí)，將殼體22的上部殼36的開閉式蓋538(圖2)打開，將操作杠桿512在圖23中按反時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，流體電池522即脫離插座508。由滑動(dòng)件514上將保持件524連同流體電池一同取出，可將使用完畢的流體電池由保持件上卸下并廢棄。然后，將新的流體電池裝填在保持件524上，將保持件524連同流體電池一起插入滑動(dòng)件514的凹部520內(nèi)之后，將杠桿512按順時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，流體電池522即嵌合到插座塊508上。
管接頭532、連接孔534、銷528與銷孔530是沿著箭頭518所示的流體電池522的連接與脫離方向同流體電池522與插座508的接合面垂直地延伸，因此，只是對(duì)杠桿512進(jìn)行操作即能進(jìn)行流體電池522與插座508的電氣連接與流體連接。因此，一般使用者能容易地進(jìn)行流體電池的更換。另外，由于有夾持機(jī)構(gòu)502，即使象廁所那樣狹窄的場所，任何人都能可靠而且容易地使流體電池連接或脫離，能防止由于電氣的或流體的連接不良引起的誤動(dòng)作。
可在未使用的流體電池的電解室內(nèi)預(yù)先充填載體液，載體液內(nèi)添加有pH調(diào)節(jié)劑與氯離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑以及防腐劑，流體電池522的管接頭532與銷孔530可用橡膠蓋與栓(未予圖示)暫且進(jìn)行密閉。如此，能維持酵素的活性，同時(shí)在運(yùn)輸與保管過程中能容易處理流體電池。
圖24～圖29表示尿采樣裝置的其他實(shí)施例。該實(shí)施例的特征在于將擺動(dòng)臂的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡化，只是通過擺動(dòng)臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即能使采尿容器進(jìn)行移動(dòng)。再者，采尿容器在其停止位置能收容在馬桶的邊圈的前部內(nèi)側(cè)附近。
參看圖24，尿采樣裝置600具備框架602，該框架是用螺釘?shù)群线m地安裝在便座604的下面?？蚣?02是沿著便座的輪廓彎曲，當(dāng)安裝在便座上時(shí)，大致是隱藏于便座的下側(cè)。擺動(dòng)臂606可以轉(zhuǎn)動(dòng)地支持在框架602上，借助擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)608來驅(qū)動(dòng)。因此，由圖25可以明確得知，擺動(dòng)臂606備有軸610，該軸是由一對(duì)軸承612與614支承在框架602上。軸610是通過帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)馬達(dá)616進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，在軸610上設(shè)置從動(dòng)齒輪618，有齒帶620掛在其上。
由圖24可明確得知，馬達(dá)616配置在遠(yuǎn)離擺動(dòng)臂606的軸610的后方。如圖26所示，在便座604的下面形成凹部622，用以收容馬達(dá)616與傳動(dòng)帶620的上部。如此，馬達(dá)616配置在后方，與此相對(duì)應(yīng)，凹部622配置在便座604后部的厚度大的部位上，因此能使凹部622的尺寸增大，能使用更大型的馬達(dá)。
如圖27所示，馬達(dá)616的輸出軸與軸624是花鍵連接，該軸624是可以回轉(zhuǎn)地通過一對(duì)軸承628與630支承在軸承架626上，該軸承架626是固定在框架602上。在軸626上設(shè)置驅(qū)動(dòng)齒輪632，傳動(dòng)帶620掛于其上。因此，使馬達(dá)616回轉(zhuǎn)時(shí)，擺動(dòng)臂606即進(jìn)行回轉(zhuǎn)。為了使擺動(dòng)臂精密地進(jìn)行定位，最好消除傳動(dòng)帶620的松弛。因此，如圖24所示，在框架602上配置有由彈簧向上推的滑動(dòng)件633，在該滑動(dòng)件上安裝有與傳動(dòng)帶620的下側(cè)配合的傳統(tǒng)式的張緊輪(為了簡化圖面，圖示省略)。收容馬達(dá)616與帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的腔室是由夾在框架602與便座的下面之間的密封墊634進(jìn)行密封并防水。
在擺動(dòng)臂606的下端636處設(shè)置采尿容器638。由圖24可明確得知。擺動(dòng)臂606的下端636相對(duì)于軸610朝后方偏置成高低臺(tái)階狀，在使擺動(dòng)臂606轉(zhuǎn)動(dòng)到最后方的極端位置時(shí)，使采尿容器638盡可能定位于后方。
由圖28可明確得知，采尿容器638相對(duì)于馬桶呈橫向延伸的淺船底形，在其底部形成尿收集部640。與圖7所示的實(shí)施例相同，L字形的采尿管642朝向尿收集部640的底部開口，用于檢測出尿已積存在尿收集部640內(nèi)的一對(duì)被覆電極644與646突出于尿收集部之中。在圖示的實(shí)施例中，采尿容器638具有直立的環(huán)狀側(cè)壁648、底壁650、朝向底壁650傾斜到后方的前壁652與朝向底壁650傾斜到左方的右壁654。總體來說形成大致平坦的形狀。
與圖7所示的實(shí)施例相同，采尿容器638的開口是用金屬絲網(wǎng)656覆蓋，以防止向采尿容器638排泄的尿飛濺。L字管642與在擺動(dòng)臂606的中空內(nèi)部延伸的撓性管658連接。如圖25所示，該管658是在軸610的中空內(nèi)部延伸，由軸610的窗口660引向后方，與注射式泵連接。同樣，尿檢測電極644與646也分別同在擺動(dòng)臂與軸610的中空內(nèi)部延伸的導(dǎo)線662與664連接。如前述那樣，這兩條導(dǎo)線與尿分析裝置的控制電路連接。
如圖24所示，采尿裝置600的框架602是沿著便座的輪廓延伸到便座的前部。由圖24與圖29明確得知，在該框架602上形成槽狀的壁666，形成對(duì)著便斗向下方開口的收容洗凈室668。噴射噴嘴670指向該收容洗凈室668內(nèi)，將壓力水噴射到收容在圖29中以實(shí)線所示的位置中的采尿容器638上，以便在使用后洗凈采尿容器638。噴射噴嘴670可固定在安裝塊672上，該安裝塊672是安裝在框架602上，如前述的實(shí)施例相同，可通過電磁閥，將來自連接在自來水管上的軟管674的壓力水供給到噴射噴嘴670內(nèi)。槽狀的壁666是向后方尺寸減小，以形成排水槽676。
在不使用時(shí)，如圖29中實(shí)線所示，采尿容器638是收容在收容洗凈室668內(nèi)，在這一狀態(tài)下，便座604可與尿采樣裝置600一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用位置時(shí)，與前述的實(shí)施例相同，便座604是由具有緩沖性的腳部(其中的兩個(gè)參看圖26是以編號(hào)678表示的，未圖示的另外兩個(gè)配置在框架602的下面)支持在馬桶的邊圈680上。
由于采尿容器638是大致形成扁平狀，如圖29中以實(shí)線所示，大致以垂直的狀態(tài)收容在收容洗凈室668內(nèi)時(shí)，能容易收容在狹窄的收容洗凈室668內(nèi)。因此，通過減小收容洗凈室668的前后方向尺寸，可將收容洗凈室668盡可能地隱藏在便座604的下面，能提供外觀良好的便座組合體。
在進(jìn)行尿的采樣時(shí)，當(dāng)使用者為男性的情況下，采尿容器638可定位于圖29中以雙點(diǎn)劃線表示的位置A附近。在這一位置上，采尿容器638的入口開口向前方傾斜，因此，由陰莖向前方發(fā)射并落到便斗的比較靠前方的尿柱與采尿容器638的入口開口大致垂直相交。于是能充分利用采尿容器638的開口面積來接取尿。
在女性的情況下，尿柱有較男性的情形向后方落下的傾向。因此，當(dāng)使用者為女性的情況下，可將采尿容器638定位于以雙點(diǎn)劃線表示的位置B附近。在這一位置時(shí)，采尿容器638的入口開口大致成水平狀態(tài)。傾斜的前壁652與右壁654能有效地接取排射到采尿容器638內(nèi)的尿，向尿收集部640流去。根據(jù)使用者的指令，采尿容器638也可移動(dòng)到極端位置C。
當(dāng)采尿終了時(shí)，采尿容器638回到圖29中以實(shí)線表示的位置。與最初的實(shí)施例相同，使電磁閥動(dòng)作，由噴嘴670噴射洗凈水，洗凈采尿容器。洗凈水是由向下方開口的收容洗凈室668落下到便斗內(nèi)。在便座掀起時(shí)，洗凈水的殘滴由排水槽676流到框架的后部，落入便斗的后部。
上面敘述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例，但是本發(fā)明并不僅限于此，可作種種的設(shè)計(jì)變更。例如極譜流體電池曾作為檢測尿葡萄糖的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了說明，它所具有的作用極備有葡萄糖氧化酶的固定化膜，但是也可以把它作成對(duì)尿葡萄糖以外的尿成分進(jìn)行測定。另外用來代替極譜流體電池，或是除此以外，還可采用液體色譜法、比色分析法及其他方式的尿分析裝置，這些分析裝置可以與極譜-流體電池并列地配置。另外，代替注射式泵，可以采用回轉(zhuǎn)泵及其他尿輸送裝置。另外，尿分析單元的控制部是作為由設(shè)置于墻壁上的控制裝置32與配置于殼體22內(nèi)的控制電路256組成的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是可以把它們集中成一個(gè)部分。
權(quán)利要求
1.一種安裝在馬桶上的尿分析單元，是在裝設(shè)著具有便斗及位于其后方的洗凈水供給部分的標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的廁所中用于采取尿樣并進(jìn)行分析的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于它具有殼體，它是在前述便斗與洗凈水供給部之間安裝于前述標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的上面；便座，它是安裝前述殼體上，在放置于馬桶上的水平的工作位置與直立的非工作位置之間可以翻轉(zhuǎn)；尿采樣裝置，它具有可動(dòng)采尿容器，可與上述便座一起翻轉(zhuǎn)地安裝在便座上，用于將排泄于便斗內(nèi)的尿在便斗空間的空中予以采樣；尿分析裝置，它是配置于上述殼體上；流體輸送機(jī)構(gòu)，它具有配置于上述殼體內(nèi)的流體泵，將尿樣由上述采尿容器輸送到上述分析裝置；輸出機(jī)構(gòu)，用于將由上述分析裝置所取得的尿分析結(jié)果予以輸出；控制裝置，用于控制上述尿采樣裝置、流體輸送機(jī)構(gòu)、尿分析裝置與輸出機(jī)構(gòu)，以便在隨著向便斗內(nèi)排尿并采取尿樣的同時(shí)將尿樣輸送到尿分析裝置，進(jìn)行尿分析，并將分析結(jié)果由輸出裝置輸出。
2.按權(quán)利要求1所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述尿采樣裝置具備轉(zhuǎn)動(dòng)臂及其電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述臂的一端是以水平軸線為中心、可以轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于上述便座上，上述臂的另一端支持著上述采尿容器，上述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用于使上述采尿容器在位于便斗空間內(nèi)的工作位置與在馬桶的邊圈附近的停止位置之間進(jìn)行移動(dòng)。
3.按權(quán)利要求2所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于在上述便座的下面設(shè)置指向下方的凹部，用以將上述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的至少一部收容在上述凹部內(nèi)。
4.按權(quán)利要求2所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述尿分析裝置備有固定于便座下面的框架，上述框架在豎直方向是被限制在便斗邊圈的上面與位于上述水平位置的便座的下面之間所形成的垂直方向間隙內(nèi)，上述框架實(shí)際上可隱藏在便座內(nèi)，沿著便座彎曲。
5.按權(quán)利要求2所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用于使上述采尿容器在沿著便斗的內(nèi)側(cè)表面接近于便斗的底部的工作位置與接近于邊圈前部的停止位置之間進(jìn)行移動(dòng)，采尿容器在其停止位置時(shí)是保持成接近邊圈的前部。
6.按權(quán)利要求5所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于當(dāng)便座處于水平的工作位置時(shí)，處于停止位置的上述采尿容器實(shí)際上是隱藏在便座的下面。
7.按權(quán)利要求6所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述尿采樣裝置具有洗凈機(jī)構(gòu)，用于在使用后將采尿容器洗凈。
8.按權(quán)利要求1所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述尿分析裝置具備極譜電池與數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，該極譜電池是用于響應(yīng)規(guī)定的尿成分，將表示上述成分的含有量的電信號(hào)輸出，該數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)是用于響應(yīng)上述信號(hào)，對(duì)上述成分的含有量進(jìn)行運(yùn)算，上述流體輸送機(jī)構(gòu)具有載體流體的箱，將與載體流體混合而稀釋了的尿樣輸送到上述極譜電池內(nèi)。
9.按權(quán)利要求8所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述載體流體箱是配置在上述殼體內(nèi)。
10.按權(quán)利要求8所述的安裝在馬桶上的尿分析裝置，其特征在于還具有以樞軸方式安裝于上述殼體上的馬桶蓋，上述載體流體箱是安裝于上述馬桶蓋的下側(cè)。
11.按權(quán)利要求10所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于為了便于檢查箱內(nèi)的載體流體的殘余量，上述載體流體箱的至少一部要作成透明。
12.按權(quán)利要求8所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述極譜電池具備作用極，在該作用極上載持有可選擇地促進(jìn)上述規(guī)定的尿成分的反應(yīng)的酵素，上述極譜電池輸出表示反應(yīng)生成物的量的電信號(hào)。
13.按權(quán)利要求12所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述酵素是由葡萄糖氧化酶構(gòu)成，上述極譜電池是輸出電信號(hào)，該電信號(hào)是表示由葡萄糖氧化酶所生成的過氧化氫的量。
14.按權(quán)利要求12所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述極譜電池是由周畢即棄型的極譜流體電池構(gòu)成，上述尿分析裝置是固定在上述殼體上，具有支持插座，該支持插座是用以裝卸自如地安裝上述流體電池。
15.按權(quán)利要求14所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述支持插座具有與上述泵進(jìn)行流體連接的流體入口與流體出口以及與上述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行電氣連接的電氣配線，上述插座與流體電池具有同流體電池對(duì)于插座的裝卸方向垂直的接合面，在上述插座與流體電池上設(shè)置有將插座的上述流體入口與流體出口同流體電池的電解室連通的流體接頭以及將上述電氣配線與流體電池的電極進(jìn)行電氣連接的電氣連接機(jī)構(gòu)，上述流體接頭與電氣連接機(jī)構(gòu)同上述接合面垂直并且同上述裝卸方向平行地延伸，因此，沿著上述裝卸方向?qū)⒘黧w電池安裝在插座上，借此即可將流體電池與插座進(jìn)行流體的與電氣的連接。
16.按權(quán)利要求15所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于還具備使上述流體電池對(duì)于插座靠緊的夾持機(jī)構(gòu)。
17.按權(quán)利要求16所述的裝置在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述夾持機(jī)構(gòu)具有更換自如地保持流體電池的流體電池保持件，以及為了使流體電池相對(duì)于插座進(jìn)或退地使上述保持件位移的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
18.按權(quán)利要求17所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有杠桿增力機(jī)構(gòu)。
19.按權(quán)利要求15所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述接合面是垂直的，插座的上述流體出口比流體入口還要配置在上方，因此，流入流體電池的電解室內(nèi)的氣泡能容易地由電解室排除。
20.按權(quán)利要求1所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于還具有陰部洗凈裝置，用以產(chǎn)生向上方噴射的射流，以便洗凈使用者的胯間部分；上述殼體具備相對(duì)于馬桶在橫向延伸的中間部分，以及由上述中間部分的端部向前方延伸的側(cè)方部分；上述尿分析裝置與流體泵是收藏在上述側(cè)方部分內(nèi)，陰部洗凈裝置是配置在殼體的上述中間部分內(nèi)。
21.按權(quán)利要求1所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述尿分析裝置具備尿分析用流體電池與數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，該尿分析用流體電池是用以響應(yīng)規(guī)定的尿成分，將表示上述成分合有量的電信號(hào)輸出，該數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)是用以響應(yīng)上述信號(hào)，對(duì)上述成分的含有量進(jìn)行運(yùn)算，上述流體輸送機(jī)構(gòu)具備載體流體的箱，上述流體泵是由具備泵室的電動(dòng)注射式泵構(gòu)成，上述流體輸送機(jī)構(gòu)具備電動(dòng)閥，該電動(dòng)閥具有與上述泵室連通的第1通道、與上述采尿容器連通的第2通道、與上述載體流體箱連通的第3通道以及與上述流體電池連通的第4通道，上述電磁閥為了將上述第1通道有選擇地與上述第2、第3或第4通道中的某一個(gè)通道接通而進(jìn)行動(dòng)作，上述注射式泵與上述電磁閥將利用上述采尿容器采取的尿樣抽吸到流體泵的泵室內(nèi)，并將經(jīng)計(jì)量的尿樣向流體電池射出，將如此射出的尿樣借助載體流體輸送到流體電池內(nèi)。
22.按權(quán)利要求21所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述電動(dòng)閥是回轉(zhuǎn)閥。
23.按權(quán)利要求22所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述電動(dòng)回轉(zhuǎn)閥與注射式泵實(shí)際上是互相同軸地進(jìn)行配置，構(gòu)成一個(gè)一體的模塊。
24.按權(quán)利要求21所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述尿分析用流體電池是具備作用極的極譜電池，該作用極上載持有使尿樣中的規(guī)定成分進(jìn)行反應(yīng)的酵素。
25.按權(quán)利要求24所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述酵素是使尿樣中的葡萄糖進(jìn)行氧化的酵素，上述極譜電池根據(jù)尿樣中的葡萄糖濃度輸出電信號(hào)。
26.按權(quán)利要求21所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述電動(dòng)閥還具備連通校正液供給源的第5通道，以便將校正液供給到上述尿分析用流體電池。
27.按權(quán)利要求21所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述電動(dòng)閥還具備連通洗凈水供給源的通道，以便將洗凈水供給到注射式泵的泵室。
28.按權(quán)利要求1所述的安裝在馬桶上的尿分析單元，其特征在于上述尿分析裝置具備與規(guī)定的尿成分進(jìn)行反應(yīng)的液體試劑的箱、對(duì)上述成分與上述液體試劑的反應(yīng)進(jìn)行響應(yīng)并將表示上述成分的含有量的電信號(hào)予以輸出的尿分析用流體電池、以及響應(yīng)上述信號(hào)對(duì)上述成分的含有量進(jìn)行運(yùn)算的數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，上述流體泵是由具備泵室的電動(dòng)注射式泵構(gòu)成，上述流體輸送機(jī)構(gòu)具備電動(dòng)閥，該電動(dòng)閥具有與上述泵室連通的第1通道、與上述采尿容器連通的第2通道、與上述液體試劑箱連通的第3通道以及與上述流體電池連通的第4通道，上述電磁閥為了將上述第1通道有選擇地與上述第2、第3或第4通道中的某一個(gè)通道接通而進(jìn)行動(dòng)作，上述注射式泵與上述電動(dòng)閥將由上述采尿容器所采取的尿樣與液體試劑抽吸到流體泵的泵室內(nèi)，并將尿樣與液體試劑的混合物輸送到流體電池內(nèi)。
29.一種具備尿分析功能的廁所，其特征在于該廁所具備標(biāo)準(zhǔn)型的抽水馬桶，它具有便斗與位于其后方的洗凈水供給部；殼體，它是在上述便斗與洗凈水供給部之間，安裝于上述標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的上面；便座，它是在水平的工作位置與直立的非工作位置之間可以翻轉(zhuǎn)地安裝在上述殼體上；電動(dòng)的尿采樣裝置，它具備可動(dòng)采尿容器，可與上述便座一起翻轉(zhuǎn)地安裝在便座上，用以在便斗空間內(nèi)的空中采取排泄到便斗內(nèi)的尿；尿分析裝置，它是配置于上述殼體內(nèi)；流體輸送機(jī)構(gòu)，它具備配置于上述殼體內(nèi)的流體泵，用以將尿樣由上述采尿容器輸送到上述分析裝置內(nèi)；輸出機(jī)構(gòu)，它是用以輸出由上述分析裝置得出的尿分析結(jié)果；控制機(jī)構(gòu)，用于控制上述尿采樣裝置、流體輸送機(jī)構(gòu)、尿分析裝置與輸出機(jī)構(gòu)，以便在隨著向便斗內(nèi)排尿并采取尿樣的同時(shí)將尿樣輸送到尿分析裝置內(nèi)進(jìn)行尿分析，并將分析結(jié)果由輸出機(jī)構(gòu)輸出。
30.一種將具備標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶的已有的廁所改造成為具有尿分析功能的廁所的方法，上述標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶具備便斗及位于其后方的洗凈水供給部，上述廁所具備在上述便斗到洗凈水供給部之間可以翻轉(zhuǎn)地安裝在馬桶上的標(biāo)準(zhǔn)型的便座，上述方法的特征在于按下述步驟進(jìn)行準(zhǔn)備便座組合體，即將在便斗空間內(nèi)的空中采取排泄到上述便斗內(nèi)的尿的一部的尿采樣裝置裝入便座內(nèi)；在準(zhǔn)備尿分析部的同時(shí)準(zhǔn)備流體輸送裝置，該流體輸送裝置具備流體泵，將尿樣輸送到上述尿分析部；準(zhǔn)備殼體，它是用于安裝上述尿分析部與流體泵；由上述馬桶上拆卸下原有的標(biāo)準(zhǔn)型便座；在上述便斗與洗凈水供給部之間將上述殼體安裝在馬桶的上面；在安裝殼體之前或后，將包括與便座一體的尿采樣裝置的上述便座組合體原封不動(dòng)地安裝在上述殼體上，同時(shí)將上述尿分析部與上述流體泵配置在上述殼體上；根據(jù)必要進(jìn)行電氣連接與流體連接。
31.按權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于上述尿采樣裝置具備框架，用以支持可以轉(zhuǎn)動(dòng)的擺動(dòng)臂，該擺動(dòng)臂是由電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)；上述便座組合體要如下進(jìn)行制作準(zhǔn)備在下面具有朝向下方的凹部的便座，一面將上述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的至少一部收容在上述凹部內(nèi)，一面將上述框架安裝在上述便座的下面。
32.一種馬桶蓋—箱組合體，其特征在于它是在具備尿分析單元的廁所中使用的馬桶蓋—箱組合體，該尿分析單元需要獲得載體液的供給，上述馬桶蓋—箱組合體實(shí)際上是由可以翻轉(zhuǎn)的馬桶蓋與固定在馬桶蓋上的扁平的載體液貯藏箱構(gòu)成。
33.按權(quán)利要求32所述的馬桶蓋-箱組合體，其特征在于上述箱具備可以檢查箱內(nèi)的載體液殘量的機(jī)構(gòu)。
34.按權(quán)利要求32所述的馬桶蓋—箱組合體，其特征在于上述箱是固定于馬桶蓋的下側(cè)，上述箱具備載體液入口，它是開口于馬桶蓋的上面，由充填蓋進(jìn)行封閉。
35.按權(quán)利要求32所述的馬桶蓋—箱組合體，其特征在于上述箱是固定于馬桶蓋的下側(cè)，上述箱具備載體液入口，它是配置于馬桶蓋的下面，在馬桶蓋處于掀起位置時(shí)，該入口位于箱的上部。
全文摘要
一種用于廁所中采取尿并進(jìn)行分析的能容易裝在標(biāo)準(zhǔn)型抽水馬桶上的尿分析單元。在便斗與洗凈水供給部之間一個(gè)殼體安裝在抽水馬桶上面。便座可翻轉(zhuǎn)地裝在殼體上，在便斗空間內(nèi)的空中采取排尿的尿采樣裝置安裝在該便座上。具有極譜流體電池的尿分析裝置以及將尿樣與載體液一起輸送到流體電池內(nèi)的注射式泵是收容在殼體內(nèi)。極譜-流體電池具有作用極，其上載持有酵素。載體液箱可以收藏于殼體內(nèi)，也可以裝在馬桶蓋上。還提供將具有標(biāo)準(zhǔn)型馬桶的廁所改造成具有尿分析功能的廁所的方法。
文檔編號(hào)G01N33/487GK1118627SQ94191338
公開日1996年3月13日 申請日期1994年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月30日
發(fā)明者中山千秋, 篠原邦彰, 松野孝則, 小黑利雄, 坪井宏之, 福田幸弘, 佐藤尚樹 申請人:東陶機(jī)器株式會(huì)社