CN101212935A - 具有找寻其从动系统部分的共振的驱动系统的往复式工件设备 - Google Patents

Abstract

一种具有往复式运动的工件系统，包括用于产生具有周期性力脉冲的输出驱动信号的马达组件。该驱动信号通过磁性设置连接至从动件组件，其中该从动件组件具有通过回位弹簧组件装配在其上的工件。从动件组件具有共振机械频率。随着马达的RPM在启动后从零开始增长，驱动信号频率增加到与共振非常接近的点，在该点处，来自驱动信号的能量传递给从动组件的往复式运动，从而产生了有效的工件运动振幅。

Description

具有找寻其从动系统部分的共振的驱动系统的往复式工件设备

技术领域

本发明总体涉及具有往复式工件的电动设备，诸如电动牙刷，其在共振或者接近共振的状态下操作，并且更具体地涉及这样的设备，其包括找寻相关往复式从动系统共振频率的驱动系统。

背景技术

共振操作对于具有往复式运动工件的电动设备而言是实用并且理想，这要归因于这样的设备在共振或者接近共振的状态下操作时所具有的内在效率。在这样的情况下，包括工件的设备的从动组件/系统部分在其共振频率或者接近共振频率处被驱动。这需要设备的设备驱动系统部分的驱动频率与设备从动系统部分的共振频率基本上相匹配。除了牙刷以外，工件还可以包括剃须刀、磨砂机、电动刀具和其他往复式工具。

在大量生产的那些产品中，共振系统(从动系统)的容限要仔细地控制。在组装时需要对设备进行调谐或者使用自适应的驱动系统，但是这通常比较乏味而且昂贵，增加了成本并引发了质量控制问题。因此，尽管共振操作往往具有优势，但是这样的设备通常被设计为不具有共振操作以降低制造成本。另一方面，非共振系统通常在相对较高操作速度下存在效率问题和高噪音水平问题，这要归因于这样系统的驱动联动部分的正常操作。

发明内容

因此，希望一种具有往复式工件的电动设备，该电动设备包括驱动系统/从动系统组合，该驱动系统/从动系统组合在共振状态下操作但不需要针对另行所需的从动系统的严格操作容限。

因此，本发明是具有往复式动作的工件系统，包括：驱动组件，其产生包括周期性力脉冲的输出驱动信号，在驱动组件操作过程中使驱动频率从零开始增加；和从动件组件，其上通过回位弹簧组件装配有工件，该从动件组件具有共振频率，其中，随着驱动频率从零开始增加，该驱动频率将会接近从动组件的共振频率，其中大约在所述共振频率处，马达组件产生的至少基本一部分能量传递至工件的移动，从而产生有效的工件动作。

附图说明

图1是结合本发明一个实施方式的牙刷的透视图。

图2是本发明共振操作设备一个实施方式的分解图。

图3是图2另一实施方式的示意图。

图4是图1系统的扭矩对时间示意图。

图5和图6是图1系统的阻抗和动力传递对频率的示意图，其中该系统具有约为260Hz的共振频率。

图7A和图7B是从图1系统操作开始起马达速度和工件振幅对时间的图示。

图8到图10是本发明另外实施方式部分的分解图。

具体实施方式

参照图1和图2，在此示出并描述的本发明实施方式包括：具有驱动组件12和从动组件14的牙刷10，该驱动组件12例如可以包括DC马达，驱动组件12和从动组件14通过磁性连接设置连接在一起，该磁性连接设置的一部分位于驱动组件12中，另一部分位于从动组件14中。从动组件14的远(外侧)端是工件组件16，作为示例工件组件16可以包括牙刷18，但是其还可以包括具有往复式运动的大量其他工件。

所示实施方式中示出的驱动组件12和从动组件14位于手持外壳20中，该外壳20包括开启/关闭按钮22并可以包括用于提供设备各种操作方面的视觉表示的显示器23。在图2中具体示出的驱动组件12由电池24和功率控制电路26供电。如在以下更具体地描述，该设备的操作由开启/关闭按钮22启动。驱动组件输出轴的频率从启动时开始增加，直到达到从动系统的共振频率，在该共振频率点上随着驱动系统的旋转，从动系统受到来自驱动系统能量的激发，以一个振幅进行往复式运动，这种往复式运动产生了用于特定工件操作的有效动作，诸如刷牙。

特别地，仍然参照图2，本实施方式包括DC马达32。DC马达32可以是普通的、廉价的、无需定制的(off-the-shelf)马达，并可从多个制造商获取。DC马达32在功率控制电路26的控制下由电池24供电。DC马达32驱动马达轴27，该马达轴27的前端35由两个轴承34和36来装配，其中这两个轴承位于轴承块组件38中。轴承34和36并不是必须的，它们用于吸收设备上的推力(thrust)负荷。轴承块组件38固定在外壳20上以帮助吸收推力。或者，轴承块组件38可以固定至马达外壳。轴承块组件38的前面(朝向工件)是用于支撑轴27的轴环(collar)40。装配在马达轴27前端的是四极(four-pole)轮毂42。

本实施方式在驱动组件和从动组件之间具有磁性连接设置。轮毂42在90°间隔的间隙处紧固到四个磁体44 44上。在所示实施方式中，磁体定向于NSNS极，面向驱动组件和从动系统间的空气间隙。应当知道，其他实施方式可以拥有具有其他极性设置(诸如，NNNN或者SSSS)的更多或者更少的独立磁体，它们提供了不同的乘数效应。

磁体可以是不同的形状，例如饼形，或者可以是具有交替磁性段的环形磁体。在一种设置中，可以只使用一个跨过整个轮毂表面延伸的磁体。在操作中，当DC马达32随着马达轴27和轮毂42的操作而转动时，磁体44也跟着转动。驱动组件12和从动组件19之间通常存在0.2mm到6mm级别的空气间隙。对于非口腔保健设备，这个间隙可以更大。

仍然参照图2，从动组件1 4包括细长的从动轴50。在轴50上游(upstream)端52(朝向马达)处是两极(two-pole)轮毂54。定位在轮毂54中且180°分离的是两个磁体56 56，其中N N极性定位朝向空气间隙。根据特定环境，可以存在不同数量和不同极性设置的磁体56。在一种设置中，可以使用单个磁体，该单个磁体跨过整个轮毂延伸。轮毂54的下游(朝向工件)是轴承块58和支撑从动轴50的轴承60。轴环62也支撑轴50。装配在轴50进一步下游的是螺旋弹簧64和平衡质量(balance mass)66。螺旋弹簧操作以便随着轴50在驱动组件12提供的驱动能量下旋转时提供回位力。进一步下游的是另一个支撑轴环68和轴承70，它们都是常规的。

工件组件16连接至从动轴50的末端。组件16包括工件颈部80，其自由端上可以装配有包括牙刷组件在内的各种工件，该牙刷组件在此示出的实施方式中包括刷头18。存在许多可替代的工件，其在操作中具有往复式运动，即振动、摆动等动作，该工件包括各种剃须刀、磨砂机、刷子、电动刀具和各种往复式工具以及其他个人护理产品和口腔护理产品。

在图2实施方式的操作中，DC马达32将基于开启/关闭开关22的启动从0 RPM开始工作。随着驱动磁体44依次通过从动组件的磁体56，扭矩，即力，脉冲便产生了。从零开始的一个方向上的力脉冲将会在驱动磁体恰好通过从动磁体之前产生，并且从零开始的另一方向上的力脉冲将会在恰好通过从动磁体之后产生。这些力脉冲还可以认为是具有正半部分和负半部分的单个脉冲在相反方向上的两个半脉冲(每个都从零开始，以零结束)。图4中所示力图示出了相对于驱动磁体的角转动的力。当N(或S)极驱动磁体与从动磁体对齐时，力为零。

马达的RPM乘以全(full)力脉冲次数(两个半脉冲)的数目等于用于设备的驱动频率。当驱动频率较低时，准确地说低于共振时，工件移动振幅相当小。随着驱动信号频率的增加，由于马达到达操作速度尤其是接近共振(通常在共振的几个Hz范围之内)时增大的RPM，从动组件将由于共振现象而激活，其中来自于处于该RPM处马达的能量传递到共振系统的来回振动中。工件振幅在此共振点上显著增长到有效值，即如果是牙刷共振系统，则该有效值是对于期待的牙齿清洁而言的医学有效值。即使马达产生出了更多扭矩，马达速度的改变也很小，直到扭矩到达足够使驱动频率超过共振的那个点为止，这个点称为过速(overrun)。有些意外的是，存在显著的操作窗口，在该窗口中来自从动系统的增大的能量在接近共振值后转换为振幅。再次另人意外的是，其并不是狭窄的操作范围。这称为操作的“锁定”范围。

本发明的重要优势在于其能够自动适应从动系统随时间改变的共振频率。图7A示出了驱动速度(RPM)对时间的图。马达速度将随着时间的推移而在非共振系统中增大，直到其到达最大速度(如在83处示出)为止。在共振系统中，速度将增加到接近共振，如85处所示，而且并不会进一步增加直到达到足够的扭矩值为止，这时共振系统进入过速状态，如87处所示。图7B示出了与图7A的速度/时间图相对应的用于共振系统的工件移动振幅。在过速点90处，振幅将显著下降。

如上所述，本设置具有这样的优势，其能够自动适应诸如由于老化所引起的从动系统共振频率的改变，或者可以自动适应于不同工件，例如不同的牙刷头。这些全部在所示系统中自动完成，而无需任何电子控制。

当设备在近似共振的状态下操作时，振幅的进一步增大可以通过使用功率控制电路26来完成，该电路26可以是滑动开关或者旋转部件或者其他操作者启动装置的形式，并控制到马达的电池功率的应用。

磁性连接可以被设置使得马达的RPM和驱动频率之间存在乘数效应。乘数效应允许马达以其最有效速度进行操作。例如，上述针对驱动磁体而指定的设置(NSNS)和用于针对从动磁体而指定的NN设置产生了2比1的优势(驱动频率/马达RPM)。其他极性设置产生出了其他乘数效应，这对于本领域技术人员是显而易见的，例如，NNNN驱动磁体设置和NN(180°分离)从动磁体设置产生4比1的优势。

本实施方式还包括用于启动设备的结构。通常，在平衡位置时，驱动组件的磁体将与从动组件的磁体对齐。在此位置中，要启动驱动轮毂的旋转需要相对较大的力，以克服在驱动磁体和从动磁体之间的磁力。图2示出了启动设置，其包括启动块81，该启动块81位于与驱动组件轮毂和磁体44分离并处于稍微下游的位置。启动块81紧固至设备的外壳20。

位于启动块81毂面上的是两个磁体82 82，它们处于分隔180°的位置并与从动组件中的磁体56 56垂直，该磁体具有朝向空气间隙的NN极性。这两个启动磁体也称为平衡磁体，它们的极性与驱动轮毂上与它们对等的磁体相反，并在两个轮毂之间产生约为纯零的磁力，从而产生针对轮毂42的较小力的启动/旋转。这只是启动设置的一个示例，对于本领域技术人员而言能够减小完成启动所需力的其他启动设置是显而易见的。

图2的设置在操作中使从动组件按照所选定的弧进行旋转。但是，应当理解，从动组件的其他移动模式也可以实现。从动组件可以被装配以产生轴向(进和出)运动和来回运动，即侧对侧运动。根据从动组件的装配，其他运动也是可能的。

进一步地，可以同时激发从动组件移动的两种模式。例如，如果轴向模式共振频率是旋转模式或者侧对侧模式的共振频率的谐波，则单个驱动频率就可以在两个模式中激发从动组件，使得产生组合的运动，例如8字形运动。因此，根据从动组件各种移动模式的特定共振频率，可以产生各种工件移动。这是本发明系统的优势所在。

而且，在牙刷应用中，除了在一种或者两种模式中移动诸如刷头的应用外，例如还可以使用驱动系统产生的磁场来驱动用于凝胶(gel)或者口腔治疗药剂的泵。进一步地，来自轮毂42或者马达驱动轴或者马达后端的机械剥离件(takeoff)可以用于驱动泵或者诸如风扇的其他部件。

关于驱动系统，应当理解，除了DC马达之外的马达设置也可以用于驱动磁性连接设置。除了别的之外，这些马达可以包括涡轮马达、空气马达、弹簧组件、飞轮和液压马达。另外，应当理解，磁性连接尽管方便高效，却不是必须的。其他的连接设置或者向从动组件产生驱动脉冲的特定马达，诸如齿槽(cogging)马达也可以使用，驱动频率被控制以便从零开始增加，并再次使驱动频率查找出从动组件的共振频率。

其他驱动组件替代物包括具有偏心件和扭杆的马达，该马达具有侧对侧移动模式。从动系统会加速到共振状态，但是不会超过共振状态。其他替代物包括马达驱动轴上偏心(lobbed)凸轮，通过弹簧连接有凸轮从动件。刷头附接到马达外壳，在操作中产生“齿槽效应”的反作用力。可以使用具有不同摩擦(粘性的)面积的两个盘。当两个盘相对于另一个移动时，传递变化的力。

图8示出了涉及圆柱形配置的另一磁性连接设置。此实施方式包括马达和由马达(未示出)驱动的轮毂150，轮毂150包括圆柱形外壳152。多个磁体154 154紧固至圆柱形外壳152的内表面。磁体154-154被选择并被设置以产生每转所需数量的力脉冲。

工件末端轮毂156包括在自由(外侧)端60上的电枢轴158，该电枢轴158定位在诸如用于牙刷的刷头之类的工件上。轴158由轴承164-164支撑。电枢轴158的内侧端是多个叠片(lamination)(钢或铁)168，它们围绕电枢轴158进行装配。所示连接系统随磁体或者叠片168-168进行操作，或者不用磁体或者叠片168-168进行操作。但是，将磁体置于叠片168的暴露端上，这在系统刷子侧的磁性连接中产生了更大扭矩。

其他连接实施方式涉及磁阻。如图9所示，在此设置中，所示多个磁体(四个正交磁体180-180)装配在驱动端轮毂186的端面184上，其中该轮毂186由马达(未示出)的动作进行旋转。刷子端轮毂188驱动刷柄和刷头或者其他工件，该轮毂188包括单个碳钢叠片190来替代一个或者多个磁体。此设置在驱动轮毂186和刷子端轮毂188之间产生磁阻连接，以便产生所期待的轮毂188和工件的旋转动作。其他磁体/叠片设置当然也可以使用。磁体/叠片可以是不同的形状，诸如饼形，或者可以是环形。刷子侧叠片将与驱动轮毂磁体的形状相匹配。

图10示出了粘性/齿槽连接系统的简化设置，参见上述简述。连接结构包括两个独立的盘状盘件90和92，它们装配在外壳94中，然后用粘性流体填满该外壳94。盘中的一个(即，盘90)装配在驱动轮毂95上或者是驱动轮毂95的一部分，由马达(未示出)驱动，而另一盘(即，盘92)装配到刷子端轮毂轴97上，该刷子端轮毂轴97的一端装配有诸如刷头的工件部件。如图所示，盘90和92相对于它们装配在其上的轴95和97而言是弧形的，并且位于外壳中使得它们之间存在较小的空气间隙。盘90和92的每一个分别具有多个间隔的内部叶片98，在所示实施方式中为等距离间隔。马达对盘中的一个(例如，盘90)的驱动将会引起另一盘92跟着运动。当各个盘中的叶片通过另一个时，在第二个盘中产生扭矩脉冲。所得到的扭矩脉冲系列产生了与以上详细描述的磁性连接设置所带来的相同操作结果。粘性设置的效果将随着盘的相对速度而增加，这会使盘间流体的剪切(shear)速率变大。此设置并不具有需要克服的启动扭矩。

在所示和所描述各种设置中，成品可以包括用于多种不同功能的显示器23，这包括用于设备使用的计时器、可以确定压力的压力表和电池充电状态指示器。另外，在牙刷实施方式中，可以从刷头中的传感器向用户提供信息。低电量指示也可以显示。

图3示出了图2系统的变体，其中从动组件进行节状(nodally)装配。在此实施方式中，替代了螺旋弹簧和平衡块，弹簧组件包括两个扭簧100和102，它们串联地进行定位以提供机械共振旋转机构。扭簧之间的连接点是“节点”部件104，其基本上保持静止。节点部件104在系统操作期间不动或者动得非常小。扭簧100和从动组件的上游部分(朝向驱动组件)沿一个方向旋转，而扭簧102和从动组件的下游部分1 08沿另一方向旋转。这样减小了从动组件的振动。

相对于此实施方式，参考本发明受让人拥有的美国专利No.6,859,968，该专利的内容在此通过参考并入。定中(centering)弹簧构件105与节点部件104一起提供了针对从动组件的定中力，从动组件包括刷子部件110(或者其他工件)。定中弹簧构件105连接至外壳。在此实施方式中，包括马达和磁性驱动轮毂的驱动组件112对于其他实施方式保持相同。

上述启动器或者平衡磁体还可以用于驱动驱动链中的其他功能。

通过节状装配驱动，从平衡磁体到刷子侧可以使用刚性连接，其中该节状装配驱动在刷侧(下游侧)具有与从动侧(上游侧)相反的转动。这将会向刷侧增加冲击，该冲击等于来自从动侧的脉冲并与其反向，并且与节状装配的移动相匹配。在这种情况下，不应该将平衡磁体装配至手柄或者马达外壳。

它们还可以附接至以马达或者手柄外壳为基础的独立共振系统，该系统具有恰好高于从动系统频率的共振频率。这将允许马达在超负荷或者过冲(overshoot)的情况下锁定在此共振频率，防止马达继续加速，有效地停止过冲。当释放超负荷时，随着马达回落到平衡磁体共振系统的频率以下，其可以随后锁定在从系统共振频率。当超载时，这将会增加n次手柄振动，其会反馈给用户。

平衡磁体还可以附接到某个独立功能组件，其中其自己的共振系统调谐到主共振系统。这将会驱动诸如泵送、对刷牙移动进行计数等功能。

在本系统的操作中，随着来自从动组件的驱动信号频率接近从动组件机械共振频率时，从动组件的阻抗迅速降低，如图5所示。接近共振的阻抗的此突然降低指示来自马达的能量如何在短时间内导致振幅的显著增大。当阻抗由于力脉冲中的能量传递给了工件而降低时，从动组件被激励，从而显著增大了工件移动的振幅。因此，直到驱动频率接近共振时为止，振幅都相当小。随着频率接近共振，频率中的小增长会造成振幅的大变化。图5示出了阻抗相对于扭矩的改变。当应用的扭矩足够将设备操作频率增大到共振区域以上时，从动组件的阻抗开始迅速增长。

图6示出了驱动频率相对窄的频带，在该频带上力脉冲中的大量能量传递至工件用于该工件的移动。如上所示，通过确保马达中存在不足以超过共振频率的扭矩以便避免马达“过速”是很重要的。当系统正常操作时，能量传递到工件并且所得到的工件振幅很大，尽管从动系统的阻抗处于最小值。

上述系统通常在稍微小于共振的频率下进行操作。驱动系统的频率从零增长到该点。或者，也可能驱动频率最初过冲或者超过共振然后“回落”，即减小到几乎达到共振点为止，在共振点处，发生到工件移动振幅的能量传递。

本发明的系统具有几个优势，包括简化的电子(或者无电子控制)控制、操作期间较小的振动和较低的设备噪音。其具有相对较小的体积，高效并且易于清洁。但是，更重要的是其消除了普通共振系统中调谐要求和容限制造要求、以及质量控制要求。

其还允许实现非常简单、廉价却仍然高效的电动牙刷，该牙刷例如涉及马达、电池、开启-关闭开关和磁性连接，无需电子控制却仍然能到达到所期待的清洁效果，并具有高于1.5米/秒的刷头速度和美国专利No.5,378,153中设定范围内的频率操作和振幅。

尽管为了说明的目的示出了本发明的优选实施方式，但是应当知道，在不脱离本发明精神的情况下，各种改变、修改和替换都应并入实施方式中，本发明的精神由权利要求书进行定义。

Claims (37)

1.一种具有往复式动作的工件系统，包括：驱动组件，其产生包括周期性力脉冲的输出驱动信号，在所述驱动组件操作过程中使驱动频率从零开始增长；和从动件组件，其上通过回位弹簧组件装配有工件，该从动件组件具有共振频率，其中，随着所述驱动频率从零开始增长，该驱动频率将会接近该从动组件的该共振频率，其中大约在所述共振频率处，由驱动组件产生的至少基本一部分能量传递至所述工件的移动，从而产生有效的工件动作。

2.根据权利要求1的系统，其中对于能量增长范围，该驱动组件在所述接近共振频率处所产生能量的进一步增长传递给该工件的移动，从而将能量增长锁定到工件移动的增长。

3.根据权利要求1的系统，其中该驱动组件包括DC马达，该DC马达具有在操作中旋转的输出轴。

4.根据权利要求1的系统，其中该工件是个人护理设备。

5.根据权利要求1的系统，其中该工件是口腔护理设备。

6.根据权利要求4的系统，其中该口腔护理设备是牙刷。

7.根据权利要求3的系统，其中该系统包括在该驱动系统和该从动系统之间的磁连接设置。

8.根据权利要求7的系统，其中该驱动系统包括第一轮毂构件，其附接至来自该DC马达的输出轴和装配在其前表面上的至少一个磁体，并且其中该从动系统包括第二轮毂构件，其装配在从动系统轴和装配在其背表面上的至少一个磁体上，使得当该第一轮毂构件旋转时，其上的磁体滑过该第二轮毂上的磁体，从而向该从动系统产生力脉冲。

9.根据权利要求8的系统，包括该第一轮毂构件上的多个磁体和该第二轮毂构件上的多个磁体。

10.根据权利要求7的系统，其中该驱动系统包括附接至来自该DC马达的输出轴的第一空心圆柱形轮毂构件和装配在其内表面上的多个磁体，并且其中该从动系统包括适配于该第一轮毂构件的第二圆柱形轮毂构件，该第二圆柱形轮毂构件包括在操作中导致连接该第一轮毂和第二轮毂的电枢单元。

11.根据权利要求10的系统，包括位于该电枢单元上的磁体。

12.根据权利要求1的系统，其中该驱动系统包括附接至来自该DC马达的输出轴的第一轮毂构件和装配在其前表面上的至少一个磁体，并且其中该从动系统包括装配在从动系统轴上的第二轮毂构件和装配在该从动系统轴上的钢构件，在操作中在该驱动系统和从动系统之间产生磁阻连接。

13.根据权利要求1的系统，其中该系统包括在该驱动系统和从动系统之间的粘性连接组件，该粘性连接组件包括具有间隔叶片的第一构件和第二构件，并在具有粘性流体的外壳中彼此相对，使得当该驱动系统移动具有叶片的一个构件时，由于该第一构件上的叶片在粘性流体中滑过该第二构件上的叶片，该具有叶片的第二构件开始运动。

14.根据权利要求1的系统，其中该弹簧组件包括定中节点单元和两个扭簧，这两个扭簧分别在其两侧并反向运动进行操作，其中该节点单元紧固至用于该工件系统的外壳。

15.根据权利要求1的系统，其中该弹簧组件包括扭簧构件和平衡块，该扭簧紧固至用于该工件系统的外壳。

16.根据权利要求3的系统，包括电源控制组件，其向该马达提供可调节水平的电源，从而提供了在该系统在接近共振状态下操作时改变该工件组件运动振幅的能力。

17.根据权利要求1的系统，其中该从动组件被装配使得其具有多于一种的移动模式，并且其中移动模式和其共振频率被选择并确定为单个驱动频率可以激发两种移动模式。

18.根据权利要求1的系统，其中该从动组件被装配使得其上的工件通过选定的弧进行旋转。

19.根据权利要求1的系统，其中该从动组件被装配使得该工件轴向移动。

20.根据权利要求1的系统，其中该从动组件被装配使得所述工件通过选定的弧来回运动。

21.根据权利要求11的系统，其中该移动模式包括轴向移动和旋转移动两者。

22.根据权利要求1的系统，包括除了移动该从动组件外，使用驱动组件的动作来泵送流向该工件的流体的装置。

23.根据权利要求1的系统，其中该系统自动适配于该从动组件的共振频率随时间的改变。

24.根据权利要求1的系统，其中该驱动系统适配于驱动除了其上该装配有工件的所述从动系统以外的其他单元。

25.根据权利要求1的系统，其中该工件是牙刷。

26.根据权利要求1的系统，其中该系统自动适配于该从动组件的共振频率的改变，包括该工件的改变。

27.一种具有往复式动作的工件系统，包括：驱动组件，包括具有输出轴的DC马达、附接至该输出轴的第一轮毂构件和位于其第一轮毂构件表面上的至少一个磁体；以及从动组件，具有装配在其上的工件，该从动组件包括装配在从动系统轴上的第二轮毂构件和装配在其第二轮毂构件表面上的至少一个磁体，使得当该第一轮毂构件由于该马达的动作而旋转时，该第一轮毂构件表面上的磁体滑过该第二轮毂构件表面上的磁体，向该从动系统产生力脉冲。

28.根据权利要求27的系统，包括该第一轮毂构件上的多个磁体和该第二轮毂构件上的多个磁体。

29.根据权利要求27的系统，其中该第一轮毂构件表面是前向的，并且该第二轮毂构件表面是后向的。

30.根据权利要求27的系统，其中该第一轮毂构件是空心圆柱，并且该第一轮毂构件表面是其内表面，并且其中该第二轮毂构件适配于该第一轮毂构件，并且该第二轮毂构件表面是其外表面，使得该第一轮毂构件表面上的磁体可以与该第二轮毂构件表面上的磁体对齐。

31.根据权利要求27的系统，其中该工件是牙刷。

32.根据权利要求27的系统，包括弹簧回位系统，其中该从动组件包括间隔大约180°并具有相同极性的两个磁体，其中该从动组件具有四个间隔90°的磁体，它们中的至少两个间隔180°并具有与该从动磁体相同的极性。

33.根据权利要求27的工件系统，包括两个启动磁体，其装配为大约分隔180°并具有平衡了该第一轮毂上磁体极性的极性。

34.根据权利要求27的系统，其中该第二轮毂上的磁体形成环，该磁体环包括具有交替极性的各个磁体段。

35.一种用于清洁牙齿的口腔卫生设备，包括：驱动组件，产生具有一定时间力脉冲的输出驱动，使得在该驱动组件操作过程中产生从零开始逐渐增长的驱动频率，其中该驱动组件包括电池供电的DC马达；以及从动部件，其上通过回位弹簧组件装配有刷头，该从动组件具有共振频率，并且其中随着该驱动频率从零开始增长，该驱动频率将接近该从动组件的共振频率，在该共振频率点上，该马达产生的能量传递给该刷头的运动，使得该刷头刷毛的尖端以高于大约1.5米/秒的速率移动，该速度足够在牙齿上产生清洁动作。

36.根据权利要求35的设备，其特征在于除了开启-关闭开关外不需要其他控制单元。

37.根据权利要求35的设备，其中该电池是可更换的。

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