CN101716099A - 压力感应式电动牙刷振动频率调节系统 - Google Patents

压力感应式电动牙刷振动频率调节系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种压力感应式电动牙刷振动频率调节系统。它包括：刷头振动的驱动电机、电源、以及连接电源和驱动电机的控制电路，其特征在于有一个感测刷头压力的压力感应装置连接所述的控制电路；所述的压力感应装置输出电流与感测压力成线性关系，该输出电流输入所述控制电路，由控制电路控制驱动电机的转速，从而控制刷头振动频率与所受压力成线性关系。本发明无需任何按钮，因为振动频率和旋转速度是通过压力感应自动调节的，并且结构简单，使用方便。

Description

压力感应式电动牙刷振动频率调节系统
技术领域
本发明涉及一种电动牙刷振动频率调节系统。其突出特点是感应牙齿和牙刷之间的压力来调节电动牙刷的振动频率及旋转速度，用户无需操作任何按钮只需控制牙刷对牙齿的压力即可实现电动牙刷振动频率及旋转速度的无极调节。
背景技术
现有的电动牙刷使用方法一般为：在打开开关之前将牙膏均匀涂抹在牙齿上，以避免牙膏四处进溅；用手指轻柔地握住刷柄，先将刷头放入口腔内，再打开开关，使刷毛呈一定的角度，置于牙齿和牙龈交界处，在一个固定位置上，轻轻地旋转、振动刷头数秒后，更换位置，需要调速时将牙刷拿出调节到需要的速度挡再继续放入口腔内刷牙。目前的这种方法有以下几个缺点：一是对于不同品牌不同型号的电动牙刷，其调速和开关挡在不同的位置，给用户使用起来添加不便；二是当清洁前齿内侧、臼齿以及因牙齿排列不整齐难以彻底清洁的部位时需要振动频率及旋转速度较大，而进行简单的牙齿清洁时需要的比较小，现有电动牙刷在速度调节时都需要切换位于刷柄的按钮；三是当刷头离牙齿距离过远时，牙齿会感受到非常明显的振动，很不舒服，并且不利于清洁。
发明内容
本发明目的在于克服上述缺点，提供一种简单方便实用的压力感应式电动牙刷振动频率调节系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，包括：刷头振动的驱动电机、电源、以及连接电源和驱动电机的控制电路，其特征在于有一个感测刷头压力的压力感应装置连接所述的控制电路；所述的压力感应装置输出电流与感测压力成线性关系，该输出电流输入所述控制电路，由控制电路控制驱动电机的转速，从而控制刷头振动频率与所受压力成线性关系。
上述压力感应装置的结构式：在所述壳体的颈部开有一个凹槽，在该凹槽中嵌插一根连杆，该连杆的后端与一根齿条相连，该齿条与一个齿轮相啮合，该齿轮的转轴与一个电位器转轴相连接，该电位器通过导线连接所述控制电路；在刷头受压时，壳体颈部弯曲变形使连杆的后端摆动，从而移动齿条，使齿轮转动，电位器改变电位而控制驱动电机变速。
上述壳体颈部为具有弹性变形的复合材料制成。
上述控制电路是一个PWM发生电路的输入端与电位器相连接，输出端与一个功率放大电路的输入端相连接，功率放大电路的输出端与所述驱动电机相连接。
本发明与现有产品相比具有以下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1、可以实现电动牙刷振动频率和旋转速度的无极调节，适合有口腔疾病及对口腔护理要求较高的用户。
2、当牙刷和牙齿间没有压力时，电动牙刷处于关闭状态，不会出现背景技术中三所提到的当刷头离牙齿距离过远时，牙齿会感受到非常明显的振动，很不舒服，并且不利于清洁的问题。
3、其振动频率和旋转速度是通过压力感应调节的，使用起来非常方便，在牙刷柄上无需任何操作按钮。
4、压力感应装置采用机械简单，成本较低。
5、二级传动机构为带传动，可以有效减少电机在振动频率和旋转速度调节时产生的冲击，延长了使用寿命。
6、具有广泛的应用和市场前景
附图内容
图1是本发明的构造示意图；
图2是本发明控制电路原理框图；
图3是本发明的侧视结构图；
图4是本发明的正视结构图；
图5是本发明的控制电路的电路图；
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：参见图1，本压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，包括刷头4振动的驱动电机18、电源20、以及连接电源20和驱动电机18的控制电路19，其特征在于有一个感测刷头4压力的压力感应装置连接所述的控制电路19；所述的压力感应装置输出电流与感测压力成线性关系，该输出电流输入所述控制电路，由控制电路控制驱动电机18的转速，从而控制刷头4振动频率与所受压力成线性关系。
实施例二：参见图1、图2、图3和图4，本实施例与实施例一基本相同，特别之处是：压力感应装置的结构是：在所述壳体1的颈部开有一个凹槽6，在该凹槽6中嵌插一根连杆7，该连杆7的后端与一根齿条14相连，该齿条14与一个齿轮13相啮合，该齿轮13的转轴与一个电位器15转轴相连接，该电位器15通过导线17连接所述控制电路19；在刷头4受压时，壳体1颈部弯曲变形使连杆7的后端摆动，从而移动齿条14，使齿轮13转动，电位器15改变电位而控制驱动电机18变速。
外壳1中包含有压力下能够弹性变形的颈部；杠杆机构传递颈部的弹性变形量至齿条14，齿条14通过齿轮齿条机构带动齿轮13旋转，齿轮13和电位器15相连，从而实现牙刷毛和牙齿间压力的检测；电源20为控制电路19和电机18供电；电位器15检测牙刷颈部的弹性变形量将其转换为电信号Vi。
如图2所示，所述控制电路19是一个PWM发生电路22的输入端与电位器15相连接，输出端与一个功率放大电路23的输入端相连接，功率放大电路23的输出端与所述驱动电机18相连接。
如图5所示的控制电路部分由两个555定时器和若干电容电阻组成PWM发生电路22，生成占空比与输入信号Vi成正比的PWM波形，经功率放大后驱动电机18工作；电机18的工作转速与输入信号Vi成正比，即与牙刷颈部的弹性变形量成正比。
如图3所示，电机18的转动轴16经过主动锥齿轮11、从动锥齿轮8构成的锥齿轮机构一级传动后，再由轴10、带轮12、皮带5将其转动传递至刷头4的带轮2，带轮2通过轴3与刷头4连接。控制电路中并联一个发光二极管21用来指示电动牙刷是否开启，当电机转速变化时，发光二极管亮度随之改变。
当颈部没有弹性变形时，整个电动牙刷处于关闭状态。
当刷毛贴近牙齿且产生很小的压力时，颈部产生微弱弹性变形，经由杠杆机构将其变形量放大至齿条14，带动齿轮13和电位器15转动，此时输入信号Vi＞0，控制电路19开始工作，产生占空比与Vi成正比的PWM波，该波经功率放大后驱动电机18工作。随着压力的变化，电机的转速和压力的大小成正比关系变化。
当刷毛离开牙齿的时候，颈部的弹性变形量恢复为0，此时Vi为0，控制电路19断开，电动牙刷处于关闭状态。

Claims (7)

1.一种压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，包括刷头(4)振动的驱动电机(18)、电源(20)、以及连接电源(20)和驱动电机(18)的控制电路(19)，其特征在于有一个感测刷头(4)压力的压力感应装置连接所述的控制电路(19)；所述的压力感应装置输出电流与感测压力成线性关系，该输出电流输入所述控制电路，由控制电路控制驱动电机(18)的转速，从而控制刷头(4)振动频率与所受压力成线性关系。
2.根据权利要求1所述的压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，其特征在于所述的压力感应装置的结构是：在所述壳体(1)的颈部开有一个凹槽(6)，在该凹槽(6)中嵌插一根连杆(7)，该连杆(7)的后端与一根齿条(14)相连，该齿条(14)与一个齿轮(13)相啮合，该齿轮(13)的转轴与一个电位器(15)转轴相连接，该电位器(15)通过导线(17)连接所述控制电路(19)；在刷头(4)受压时，壳体(1)颈部弯曲变形使连杆(7)的后端摆动，从而移动齿条(14)，使齿轮(13)转动，电位器(15)改变电位而控制驱动电机(18)变速。
3.根据权利要求2所述的压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，其特征在于壳体(1)颈部为具有弹性变形的复合材料制成。
4.根据权利要求1所述的压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，其特征在于所述凹槽(6)开在壳体1颈部与手柄的交界处。
5.根据权利要求1所述的压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，其特征在于驱动电机(18)安装固定在壳体(1)内，其上端安装有电机主轴(16)，下端固定着控制电路(19)。
6.根据权利要求1所述的压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，其特征在于所述的控制电路(19)下端固定着电源(20)，电源(20)为干电池。
7.根据权利要求1所述的压力感应式电动牙刷振动频率调节系统，其特征在于：所述控制电路(19)是一个PWM发生电路(22)的输入端与电位器(15)相连接，输出端与一个功率放大电路(23)的输入端相连接，功率放大电路(23)的输出端与所述驱动电机(18)相连接。
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