CN101610879B - 安全剃刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有刀片单元(2)的安全剃刀，所述单元具有至少一个带有锋利刀刃的刀片(4)。介电手柄(1)被构造成承载所述刀片单元(2)，并且导电接地构件设置在所述手柄内。安全剃刀具有电动操作装置。具有电连接到刀片单元和接地构件上的传感器的电气配置可感应皮肤与刀片单元的接触，并且可基于感应来启动装置。

Description

安全剃刀

发明领域

本发明涉及安全剃刀。更具体地讲，本发明涉及具有电动操作装置诸如振动机构的湿式剃刀。

发明背景

安全剃刀一般具有手柄和承载在手柄上的刀片单元以及至少一个带有锋利刀刃的刀片。在剃刮过程中，刀片单元顶靠皮肤来施加，使一个或数个刀片在皮肤上移动，以便锋利刀刃可接合并切断从皮肤突出的毛发。刀片单元可固定在手柄上，以旨在当刀刃变钝因而不能够再提供舒适剃刮时，应将整个剃刀废弃。作为另外一种选择，刀片单元可以可拆卸地安装在手柄上，以便当刀片的锋利度降低至不可接受的水平时，刀片单元可用新的刀片单元来置换。可置换的刀片单元常常称为剃刮刀片架。

一些剃刀可包括用于振动剃刀的电动的振动机构，因为振动可对剃刀性能产生有益效果。一种简单且方便的振动发生机构具有电动马达，其中有重物偏心安装在其输出转轴上。振动机构可引入用于产生振动的压电装置。可将振动机构和用于向马达提供电力的电池方便地封装在剃刀手柄中。一些安全剃刀包括当安全剃刀开启时点亮的发光二极管。一些振动式剃刀包括功率表或电力指示，以指示剩余的电池电力和/或当需要新电池时可作出指示。

振动机构可仅适于振动刀片单元的一个或多个所选组件，诸如在刀片前面接触皮肤的防护件、或一个或多个刀片，并且振动可以是定向的，例如定向在刀片的纵向上以促进切片的切削动作，或可横向于刀片。另一种可能性是，在大致垂直于待剃刮的皮肤表面的方向上振动某个元件。

除了振动发生器以外，还可将其它形式的电气装置包括在湿式剃刀中，此类装置的一些实例为：

(i)加热装置，所述装置用于在剃刮期间加热一个或多个刀片或刀片单元的其它接触皮肤的组件，诸如Peltier装置或电阻或欧姆加热装置；

(ii)分配装置，所述装置用于向皮肤上递送剃刮增强产品，并且可通过操作马达驱动的泵来启动或通过操作具有电控致动器的阀门来启动，可在进行剃刮冲程期间递送在安全剃刀刀片单元处的剃刮增强产品包括具有专利申请WO00/47374所述的性能和特性的那些，该专利申请的内容以引用方式并入本文；

(iii)调理装置，所述装置可使皮肤和/或毛发准备好被刀片切割，诸如罗拉，所述罗拉安装在刀片单元的防护件区域中并且适于围绕其轴线旋转以促使贴靠皮肤的毛发竖立起来以便切割；

(iv)照明装置，所述装置用于照明被剃刮的皮肤区域；和

(v)致动器，所述致动器用于根据由传感器检测到的优势剃刮条件来调节刀片单元。

当安全剃刀包括电气装置时，常常可方便地通过封装在剃刀手柄内的可置换的或可充电的蓄电池来操作该装置。为了节省电池电力，在剃刀不使用期间可将电气装置与电池断开连接。在一些情况下，对于使用者来讲显而易见的是，当电气装置和电池之间的连接建立时(诸如如果该装置为振动发生器)，其在与电池的电连接接通时会立即开始运行，但也可存在此过程不如此明显的其它情况。

一些剃刀具有包括导电的(例如，金属)壳体的刀片单元，所述壳体用作用于电接触使用者的手的电极。手柄也可用作用于电接触使用者的皮肤的电极。当握持剃刀手柄的人使刀片单元顶靠皮肤表面时，诸如当剃刮时，控制装置启动振动源。在刀片单元被提离皮肤表面之后，控制装置关闭振动源。

电容式传感器可检测导电物体的接近性。电容式传感在接口应用中用来建立非接触开关(或传感器)。非常简单的是，电容式传感器是 一对相邻极板。当将导电物体接近这些极板放置时，在电极和导电物体之间存在电容。由传感器测量到的电容随传感器到物体的距离而变化。最常见形式的电容传感器阵列为一组电容器，其中每个的一侧均是接地的。导电物体的存在会增大开关的对地电容，因而决定了传感器的启动仅是测量电容变化。

对于实际使用，电容式传感器常常需要若干其它支撑功能件，例如可编程电流源、模拟多路复用器和自动校准系统。传感器支持可用芯片级混合信号可编程系统装置来实施。

发明概述

本发明涉及安全剃刀。更具体地讲，本发明涉及具有电动操作装置诸如振动机构的湿式剃刀和该装置的启动。

在一个方面，本发明的特征大体在于具有刀片单元的安全剃刀，所述单元带有至少一个具有锋利刀刃的刀片。介电手柄承载刀片单元，并且导电接地构件设置在手柄内。该剃刀包括电动操作装置。电气配置具有电连接到刀片单元和接地构件上的传感器。传感器可感应皮肤与刀片单元的接触，并且可基于感应来启动装置。

在另一方面，本发明的特征大体在于一种操作安全剃刀的方法。选择剃刀，所述剃刀具有包括至少一个具有锋利刀刃的刀片的刀片单元和被构造成承载刀片单元的介电手柄。刀片单元电连接到电容上。测量将电容充电至已知电压并且将电容放电所用的第一时间段。测量充电和放电所用的第二时间段。基于测量到的时间段来启动电动操作装置。

本发明的某些具体实施可包括下列一个或多个特征。电气配置在刀片单元和接地构件之间具有传感通道，所述传感通道具有固有电容。传感器可测量将电容充电至高电压并将电容放电至低电压所用的循环时间，并且当循环时间超过阈值时可启动装置。当使用者握持手柄并将刀片单元设置在使用者的皮肤上时，接地构件和手柄电容性地与使用者连接。接地构件包封在手柄内。电气配置包括芯片级可编程系统。安全剃刀具有用于将刀片单元偏置至剃刮位置的压杆和设置在外壳上的从动件。传感器通过压杆和从动件电连接到刀片单元上。从动件具有设置在第一平面中的主体、从主体向远侧突出的颈杆、以及相对地从颈杆延伸的第一和第二触点。每个触点均具有设置在第二平面中的接触表面。当装配在刀片单元中时，接触构件有弹力地弯曲。传感器电连接到刀片上。开关可控制电气配置在正常模式和低功耗模式之间的运行。开关包括在手柄中。电动操作装置为马达。指示器产生信号，从而向剃刀使用者指示电气配置已连接到电源上并且准备好启动电气装置。指示器具有发光装置。该装置为二极管。指示器产生剃刀的摆动或振动。指示器生成听觉信号。所述基于测得的时间段的启动包括计算第一和第二时间段之间的差值，并且当差值超过阈值时启动装置，并且当差值小于阈值时停用装置。启动包括在差值小于阈值之后一段时间停用装置。

由对本发明的优选实施方案的说明和技术方案，本发明的其它特征和优点将显而易见。

附图概述

图1为局部等轴视图，其显示从后部所见的剃刀的一个实例；

图2为显示剃刀的后视图，其中局部截面图显示触点；

图3为侧正视图，其显示剃刀的一个实例，所述剃刀与呈座形式的剃刀保持架分开很小的距离，剃刀在不使用期间存放在所述保持架上；

图4为侧正视图，其显示剃刀与存放座相距较大的距离；

图5为等轴视图，其显示剃刀和存放座；

图6为前视图，其显示刀片架的一个实例；

图7为后视图，其显示刀片架；

图8为等轴视图，其显示刀片架的局部装配；

图9为等轴视图，其显示导电条的一个实例；

图10为等轴视图，其显示局部地装配的刀片架的一个实例；

图11为导电构件的一个实例的等轴视图；

图12为等轴视图，其显示包括在剃刀中的接地电极的一个实例；

图13为包括在剃刀中的电子控制装置的一个实例的方框图；

图14为电气原理图，其显示控制装置的一个实例；

图15A和15B为印刷电路板的一个实例的顶视图和底视图；以及

图16A和16B为流程图，其显示控制触敏剃刀的方法的一个实例。

发明详述

参见图1和2，图中所示的安全剃刀具有手柄1和可分离地安装在手柄上端的刀片单元或刀片架2。刀片单元2包括大致矩形的框架3和多个(例如3个，4个或5个)刀片4，所述刀片带有基本上平行的锋利刀刃，设置在框架中并且通过在刀片单元2的相对两端围绕框架3定位的金属夹片5保持在适当放置。在框架上提供了包括弹性体材料条的防护结构6来用于接触刀片前面的皮肤；并且在框架上还提供了包括润滑条的顶盖结构7来用于在进行剃刮冲程期间接触刀片后面的皮肤。框架被可枢转地承载在具有从从毂10伸出的一对臂9的托架构件8上，并且被轴颈式地固定在框架2的相对两端中，以便刀片单元2可相对于手柄1围绕基本上平行于刀刃的轴线枢转。毂10可分离地连接到手柄1的末端上。如至此所述的那样，剃刀为已知的构造，并且关于更详细的参考可参见较早的专利公布，所述公布的一个实例为美国专利申请10/799,946，其以引用方式并入本文。

剃刀手柄1包括用来抓握在手中的主部12和从主部向上伸出的颈杆14，并且刀片单元2连接到所述颈杆的自由端上。手柄1的主部或抓握部分12包括例如非导电壳体13。封装在手柄中的电池隔室内的为可置换的或可充电的电池15，其构成也容纳在手柄内的电子控制装置16的电源。

在一些实例中，电池15通过电源开关电连接到控制装置16上，可操作所述开关来中断供给控制装置的电源，以在不使用剃刀期间保存电池能量。电源开关可位于手柄上以用于手动操作，但在一种实用 构造中，电源开关被布置成通过将剃刀从剃刀保持架上取下并放回到剃刀保持架上来启动，剃刀保持架用来在不使用剃刀时将其存放在上面。一种已知形式的剃刀保持架由如图3至5所示的座18组成，座17在其上侧上具有鞍形件19，所述鞍形件适于接纳和轻微地抓握剃刀手柄1的颈杆14。

参见图3至5，在一些实例中，呈簧片开关20形式的电源开关位于手柄1内。存放座18具有位于靠近鞍形件19的位置中的永久磁铁21。簧片开关在或邻近颈杆14的适于被抓握在鞍形件19中的部分设置在手柄1中。当剃刀靠近座18定位时，簧片开关20保持关闭，因而控制装置16相应地进入低功率休眠模式。但当剃刀被移离座时，簧片开关20开启，控制装置16重新正常运行。在其它实例中，剃刀手柄1可装备有用于与存放座18协同工作的机械开关。机械开关可在剃刀被提离存放座18时自动地操作而使控制装置16重新正常运行，并且在将剃刀重新放回到座上而进入低功率休眠模式时等待启动。在其它实例中，此操作可由瞬时开关控制。

参见图1，在一些实例中，手柄的颈杆14包括透明段27，其围绕颈杆的整个周边并且沿颈杆长度的大部分延伸。发光二极管28位于手柄内，用于照明此透明颈杆段27，优选带有具区别性颜色的光，例如蓝色光。当控制装置16处于其正常运行模式时，发光二极管28被通电。通电的发光二极管28导致颈杆段27的内部照明，所述照明然后呈现出柔和发光的视觉外观，从而向剃刀使用者提供不会错的、高度可见的指示：控制装置16处于正常运行模式，剃刀随时可用。如上所述，在一个实例中，当被移离其存放座时，剃刀随时可用。

参见图2，控制装置16控制电动马达24的启动，所述马达封装在手柄1中并且具有带有固定在其上的偏心重物26的输出转轴。电动马达的通电导致偏心重物26的高速旋转，从而导致剃刀和刀片单元2的振动。在一个实例中，合适的振动频率为约120Hz。

一般来讲，控制装置16被构造成触敏的，以便电动马达24可在使剃刀的刀片单元2接触使用者的皮肤表面时(例如在开始剃刮冲程 时)启动。在发生皮肤接触时，马达24被启动以驱动振动发生偏心重物26。当刀片单元在皮肤上移动时使刀片单元振动可对剃刮性能产生有益效果。当刀片单元被提离皮肤表面时，振动会停止。已发现振动式剃刀的使用者所感知到的不适在极大程度上仅发生在当让刀片单元远离自由空间中的身体而握持剃刀时，并且通过使振动仅发生在剃刀的实际剃刮期间和刀片单元的冲洗期间，可基本上消除使用者对振动式剃刀的偏见。控制装置可被布置成在中断刀片单元和使用者的皮肤之间的接触和切断供给马达的电源之间提供短时延迟。在一些实例中，延迟可为最大约3秒钟，优选为约0.1秒钟至0.5秒钟，并且更优选约0.3秒钟。在以快速连贯方式进行的剃刮冲程之间保持剃刀的振动是有益的。

参见图1至2和图6至9，刀片单元2引入了由至少一个并且优选地由所有刀片4构成的电极。控制装置16和电极(例如刀片4)之间的电连接通过例如触点30来实现，所述触点被布置成从托架构件8的毂10中突出并且顶住固定到刀片单元后部上的接触条32。接触条32的侧翼34延伸至且导电地连接金属支架36。侧翼34向后设置，以便支架36在装配时可将它们向前推压，以使电接触更佳。金属刀片保留夹片5将刀片4电连接到支架36上。接触条32具有向前突出的壁38，所述壁被卷曲到中心支柱40上以将接触条32固定到框架3上。在其它实例中，电极可为独立导电元件，所述元件设置在刀片单元2上以用于在刀片单元2进行剃刮冲程时接触皮肤。

触点30与接触条32保持恒定电接触，以便电极和刀片单元之间的电连续性不会中断，即使是在手柄1上的刀片单元2的枢转(如当刀片单元被施加到皮肤上并且在皮肤上移动时所趋于发生的那样)期间。触点30方便地采用弹簧支承的压杆形式，防止刀片单元的转动远离预定的静止位置。触点30被显示成由线导体35电连接到控制装置16上，所述线导体穿过手柄1的颈杆14。

参见图10和11。在一个可供选择的实例中，中心支柱40围绕导电构件42整体成形。支架36通过插入到狭槽44中而连接到且电连接 到构件42上。导电构件42被布置在支柱40内，以便触点30可顶住顶部表面46并且可电连接刀片4和控制装置16。

当然，存在可确保将电极电连接在刀片单元2和控制装置16上的其它可能性。例如，框架3可由导电材料诸如导电塑料制成。框架3的后部也可用导电材料镀覆、涂覆或印刷，或可具有施加到其上的粘性金属箔。作为另外一种选择，框架3可包括注模的金属部件，以在电极和触点30之间提供导电通道。保持在在框架3中形成的毛细管凹槽中的水可足以确保电连续性。

参见图12，在一些实例中，剃刀1包括用于将电池15和控制装置16接地的导电框架载体50。框架载体50具有用于接纳电池15的中空圆柱体52和用于将电池15电连接到载体50上的触点54。臂56穿过手柄1的主部12从主体52向远侧延伸并且电连接到控制装置16上。非导电壳体13围绕框架载体50，并且当剃刀使用时可防止身体与其接触。

参见图13，触摸传感一般可通过测量电容变化来实现。在一个实例中，固有电容(称为基极电容)存在于电极4和用作系统接地电极的框架载体50之间。这些电极连接到控制装置16上并且形成触摸传感通道。为了清楚起见，基极电容在图13中用电容器64来代表，并且在下文中也将如此称呼。但应当理解，此实例并未引入所示出的实体电容器。

握持剃刀的使用者可改变触摸传感通道的电容。使用者可通过手柄12建立与控制装置16的电容耦合。框架载体50用作电容器的一个极板，并且使用者的身体在连接到电极4时(例如在剃刮冲程期间)用作相对的极板。握持在使用者手中的非导电壳体13用作这两个极板之间的电介质。使用者不触摸框架载体50。这造成可测量的触摸传感通道的电容的改变，因为其添加到了电极4和系统接地电极之间的基极电容上。为了清楚起见，使用者电容在图13中用电容器66来代表，并且在下文中也将如此称呼。但应当理解，此实例并未引入所示出的实体电容器。

在一些实例中，皮肤接触以下列方式感应。将基极电容64在限定的高电压极限和低电压极限之间充电并放电，并且测量此过程所用的时间(即，充电循环时间)。皮肤接触可引入与基极电容64并联的使用者电容66。这可添加到触摸传感通道的总体电容中并可增大充电循环时间。控制器62通过检测充电循环时间增量来感应与皮肤或水的接触。当充电循环时间超过阈值时，控制器62认识到存在皮肤接触。当充电循环时间低于阈值时，控制器62认识到不存在皮肤接触。在一些实例中，皮肤接近性或水接触可以类似的方式检测。触摸传感控制器62和马达驱动器64可控制供给马达24的驱动电流。如上所述，电池15向控制装置16供电。为了清楚起见，图12中省略了电源连接。

参见图14和15A至B，在一些实例中，触摸传感控制器62包括芯片级可编程系统(下文称为“PSoC”)，所述系统用于实施触摸传感功能(即，感应皮肤与电极4的接触)并且用于控制马达24。PSoC集成了微控制器以及模拟组件和数字组件，所述组件在嵌入系统中通常围绕微控制器。在一个实例中，控制器62包括PSoC Mixed-SignalArray CY8C21634，其得自Cypress Semiconductors Corp.(San Jose，California)。

PSoC 70通过板72上的连接TP1由线74连接到电极4上。电池15分别通过线76、78以及连接J1和J2供电。马达24分别通过线80、82以及连接TP2和TP3连接到PSoC 70上。PSoC 70通过经由线86向开关84(其在此情形中为MOSFET，但也可为任何其它类型的晶体管或开关装置)发送信号来控制马达24，所述开关位于板72上的Q1处。簧片开关20通过线88连接，并且设置在S1处。位于D2处的二极管90形成开关模式泵电路的一部分，所述电路是将电池电压升高至使触摸传感控制器62运行的标准水平所必需的。位于D3处的二极管92提供从电池15到马达24的电压降，并且可将触摸传感控制器62与源自马达24的反电动势隔离。

参见图16A至B，其显示了操作剃刀1的方法120。在步骤122处使用者将电池15插入到剃刀1中，并且在步骤124处触摸传感控制 器62初始化。如果在步骤126处簧片开关20为接通的(例如，剃刀1被设置在其座18中)，则在128处剃刀1进入休眠模式并且等待簧片开关20停用。当簧片开关20未接通时，在步骤130处触摸传感控制器62装载正常触摸传感运行所需的硬件配置。然后在步骤132处控制器62运行下述的触摸传感例行程序。只要簧片开关20保持为非接通的，触摸传感例行程序就会继续运行。在步骤134处当簧片开关启动时，在步骤128处触摸传感控制器62进入低功率休眠模式，从而结束触摸传感例行程序。

触摸传感例行程序140开始于步骤142处(例如，当配置的传感控制器62运行它时)，并且等待触摸在步骤144处受到检测。当检测到触摸时，马达24在步骤146处启动。然后在步骤148处控制器62等待触摸被移除。一旦触摸被移除，在步骤150处控制器62就开始计数延迟时间。然后控制器62确定在延迟时间期间是否检测到了触摸。如果在144处检测到了触摸，则马达会保持启动(步骤146)直到触摸被移除(步骤148)，此刻延迟计数重新开始(步骤150)。如果在步骤152处未检测到触摸并且延迟尚未完成计数，则在步骤144处控制器62会继续等待触摸。如果延迟计数在没有发生触摸的情况下完成，则在步骤154处马达被停用。

本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲均是指所引用数值和围绕那个数值的功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

发明详述中所引用的所有文件的相关部分均以引用方式并入本文；对于任何文件的引用均不应当解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

虽然已经举例说明和描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况 下可以做出各种其他改变和变型。因此，权利要求书意欲包括在本发明范围内的所有这样的改变和变型。

Claims (21)

1.一种安全剃刀，所述安全剃刀包括：

刀片单元，所述刀片单元包括框架并具有至少一个带有锋利刀刃的刀片；

介电手柄，所述介电手柄被构造成承载所述刀片单元；

导电接地构件，所述导电接地构件设置在所述介电手柄内；

连接到电源的电动操作装置；

电气配置，所述电气配置连接到所述电源并包括传感器，所述传感器电连接到所述刀片单元和所述导电接地构件上并且被构造成感应皮肤与所述刀片单元的接触并基于所述感应来启动所述电动操作装置。

2.如权利要求1所述的安全剃刀，其中所述电气配置包括在所述刀片单元和所述导电接地构件之间的传感通道，所述传感通道具有固有电容。

3.如权利要求2所述的安全剃刀，其中所述传感器被构造成测量将所述电容充电至高电压并将所述电容放电至低电压所用的循环时间，并且当所述循环时间超过阈值时启动所述电动操作装置。

4.如权利要求1所述的安全剃刀，其中所述导电接地构件和所述介电手柄被构造成当使用者握持所述手柄并且将所述刀片单元设置在所述使用者的皮肤上时电容性地与使用者连接，所述导电接地构件被包封在所述介电手柄内。

5.如权利要求1所述的安全剃刀，其中所述电气配置包括芯片级可编程系统。

6.如权利要求1所述的安全剃刀，所述安全剃刀还包括：

用于将所述刀片单元偏置至剃刮位置的压杆；和

设置在所述框架上的从动件。

7.如权利要求6所述的安全剃刀，其中所述传感器通过所述压杆和所述从动件电连接到所述刀片单元上。

8.如权利要求6所述的安全剃刀，其中所述从动件包括设置在第一平面中的主体构件、从所述主体构件向远侧突出的颈杆构件、以及相对地从所述颈杆构件延伸的第一接触构件和第二接触构件，每个接触构件均具有设置在第二平面中的接触表面，其中所述接触构件被构造成当装配在所述刀片单元中时有弹力地弯曲。

9.如权利要求1所述的安全剃刀，其中所述传感器电连接到所述至少一个刀片上。

10.如权利要求1所述的安全剃刀，所述安全剃刀还包括开关，所述开关用于控制所述电气配置在正常模式和低功耗模式之间的运行。

11.如权利要求10所述的安全剃刀，其中所述开关位于所述手柄中。

12.如权利要求1所述的安全剃刀，其中所述电动操作装置是马达。

13.如权利要求1所述的安全剃刀，所述安全剃刀还包括指示器，所述指示器用于产生信号以便向剃刀使用者指示所述电气配置已连接到所述电源上并且准备好启动所述电动操作装置。

14.如权利要求13所述的安全剃刀，其中所述指示器包括发光装置。

15.如权利要求14所述的安全剃刀，其中所述发光装置为二极管。

16.如权利要求13所述的安全剃刀，其中所述指示器产生所述剃刀的摆动或振动。

17.如权利要求13所述的安全剃刀，其中所述指示器生成听觉信号。

18.一种操作安全剃刀的方法，所述方法包括：

选择剃刀，所述剃刀包括具有至少一个带有锋利刀刃的刀片的刀片单元和被构造成承载所述刀片单元的介电手柄；

将所述刀片单元电连接到电容器上；

测量在限定的高电压极限和低电压极限之间将所述电容器充电并将所述电容器放电所用的第一时间段；

测量在限定的高电压极限和低电压极限之间将所述电容器充电并将所述电容器放电所用的第二时间段；

基于所述测量到的第一时间段和第二时间段启动电动操作装置。

19.如权利要求18所述的方法，其中基于测量到的第一时间段和第二时间段的启动包括计算第一时间段和第二时间段之间的差值，并且当所述差值超过阈值时启动所述电动操作装置，并且当所述差值小于阈值时停用所述电动操作装置。

20.如权利要求19所述的方法，其中启动电动操作装置的步骤还包括在所述差值小于所述阈值之后停用所述电动操作装置一段时间。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述电动操作装置是振动发生器。

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