CN107753134B - 用于电动清洁护理器具的光敏压力报警装置 - Google Patents

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Abstract

用于电动清洁护理器具的光敏压力报警装置，包括由至少一个光源和至少一个光敏单元构成的光传感部分、面对所述光源和光敏单元的光线反射面、检测电路及报警部分。光源和光敏单元设置在相对于手柄外壳可移动的可动部件或相对于手柄外壳不动的静止部件上且处于同侧，光线反射面设置在面对光源和光敏单元那侧的静止部件或可动部件上，大致正对光源和光敏单元。在外力F1和内置于手柄中的弹性件产生的抵抗外力F1的弹性力F2的共同作用下，设置在可动部件上的光源和光敏单元或者光线反射面可随可动部件移动，通过由光源发出的光线在光线反射面上的入射角和反射角的变化，使得能接收到光线的光敏单元的受光面积发生变化，进而导致光敏单元的电气性能发生变化。

Description

用于电动清洁护理器具的光敏压力报警装置
技术领域
本发明涉及一种用于电动清洁护理器具、特别是用于电动牙刷的压力报警装置，尤其涉及一种用于电动清洁护理器具的光敏压力报警装置。
背景技术
众所周知，按驱动类型来分，现有的电动清洁护理器具大体分为二种类型：第一类电动清洁护理器具采用包括微型电机、齿轮传动系的驱动器，使得头部驱动轴随由电机驱动的柄部驱动轴的运动而运动(以下称为传动型电动清洁护理器具)；第二类电动清洁护理器具采用包括换能器、驱动线圈、设置在驱动线圈中的驱动线圈铁芯的驱动器，用以将输入的电能转换为机械能(以下称为谐振型电动清洁护理器具)。
本申请人享有的授权公告号为CN102813558B的中国发明专利中披露了一种用于电动清洁护理器具的压力报警装置，其利用直流永磁微电机在不同负载下具有不同工作电流的特性，电压传感器分别测得使用状态下的电压值及刷头转动但刷毛未与即将被清洁的牙齿接触的初始状态的电压值，得到所述两个电压值的差值，当使用者施加在刷头上的力大于设定值时，检测模块检测到电压传感器上的电压差值大于设定值，IC发出信号，指示模块中用于反映压力的相应指示元件发出指示，提醒使用者施于刷头上的力过大。
上述方案虽能实现压力报警功能，但存在诸多干扰直流永磁微电机工作电流的因素，比如刷毛和牙齿的摩擦力、刷毛的形状、直流永磁微电机换向器产生的谐波，从而影响压力报警的精准性。
申请公布号为104619212A的中国发明专利申请披露了使用霍尔效应传感器具有压力传感能力的谐振驱动的电动牙刷。其中，将磁体定位成随刷头组件的运动而移动，霍尔效应传感器被安装在由磁体产生的磁场内，该磁场响应具有相对于驱动信号相位的相移，利用处理器确定在刷牙操作期间由刷元件造成的霍尔传感器输出的相移，并根据器具内的使相移值与负载相关的存储的信息，产生指示所述负载的信号。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电动清洁护理器具的光敏压力报警装置，其能弥补现有清洁护理器具报警装置的不足，提高压力检测和报警的精准性。
本发明提供的清洁护理器具包括手柄外壳、驱动组件、包括清洁元件的清洁组件和光敏压力报警装置。该光敏压力报警装置包括由至少一个光源和至少一个光敏单元构成的光传感部分、面对所述光源和光敏单元的光线反射面、通过I/O检测所述光敏单元上的电压变化的检测电路及计算当前用户所施加的用户对清洁元件施加的外力达到或超过报警力阈值时进行报警的报警部分。所述光源和光敏单元设置在相对于手柄外壳可移动的可动部件上且处于同侧，所述光线反射面设置在面对光源和光敏单元那侧的静止部件上，大致正对光源和光敏单元，或者所述光源和光敏单元同侧地设置在相对于手柄外壳不动的静止部件上，所述光线反射面设置在面对所述光源和光敏单元那侧的可动部件上。在施加于清洁元件上、方向为近似沿着或平行于清洁元件沿长度方向的轴线的外力F1和内置于手柄中的弹性件产生的抵抗外力F1的弹性件弹性力F2的共同作用下，使设置在相对于手柄外壳可移动的可动部件上的光源和光敏单元或者光线反射面随所述可动部件移动，通过光源发出的光线在光线反射面上的入射角和反射角发生变化，使得能接收到来自光源的光线的光敏单元的受光面积发生变化，进而导致光敏单元的电气性能发生变化。
光源可以是主动发光的稳定光源，光敏单元可以是光照射后电阻值或导电性能显著变化的电子器件。优选光源为发光二极管(LED)，光敏单元为光敏电阻。
对于传动型电动清洁护理器具而言，驱动组件包括微型电机、齿轮箱、驱动轴，驱动组件可以整体地绕刷头接口件的旋转轴轴线L3旋转；手柄外壳包括手柄上壳和手柄下壳，弹性件设置在手柄下壳中，起复位作用；弹性件上端直接或间接地联接手柄部分的手柄下壳，弹性件上端相对于手柄外壳位置不变，弹性件下端联接微型电机。清洁元件上无外力作用时，弹性件呈预紧状态，弹性件的预紧力F3作用在微型电机上，使微型电机和手柄下壳保持相对固定的位置；当清洁元件被施加外力F1时，微型电机运动趋向靠近或远离弹性件上端，在外力F1作用下弹性件下端产生相对于手柄外壳的形变。光源和光敏单元设置在线路板朝向齿轮箱的那一侧上，线路板固定在电机架上，光线反射面设置在齿轮箱上；反之亦然。
优选弹性件产生的弹性力的作用点到刷头接口件的旋转轴轴线L3的距离大于外力F1作用点到刷头接口件的旋转轴轴线L3的距离的0.35倍。
优选本发明的光敏压力报警装置还包括设置在齿轮箱上的凹部，此凹部包括光线反射面、齿轮箱的凹部侧面、齿轮箱的凹部顶面。所述齿轮箱的凹部侧面和齿轮箱的凹部顶面构成光传感屏蔽部分。
在另一实施例中，光源紧挨光敏单元设置，光源和/或光敏单元部分或全部地进入所述光传感屏蔽部分，光源、光敏单元和光线反射面彼此保持间隙，该间隙大于0.1mm。
对于谐振型电动清洁护理器具而言，所述驱动组件包括被手柄外壳固定的驱动器支架、驱动轴、沿驱动轴的纵向轴线L5对称分布的两个换能器驱动臂、通过弹性件固定件分别固联于两个换能器驱动臂上靠近清洁元件方向的上端的弹性件、设置在两个换能器驱动臂远离清洁元件下方的两个内部磁力线方向相反的永磁体，设置在两个永磁体之间的驱动线圈。驱动轴、换能器驱动臂、永磁体为可动部件，光源和光敏单元设置在静止部件中的线路板上，光线反射面设置在可动部件中的换能器驱动臂上，光源发射的光线经光线反射面反射到光敏单元。
优选所述弹性件为片形件，弹性件沿驱动轴纵向轴线L5对称分布，弹性件沿着弹性件从弹性件固定件指向对应的换能器驱动臂方向的长度和弹性件沿着弹性件平行于驱动轴纵向轴线L5方向的宽度大于弹性件的厚度5倍以上。
更为优选的是，所述弹性件在垂直于驱动轴纵向轴线L5以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于弹性件沿着驱动轴纵向轴线L5方向的劲度系数，且弹性件在垂直于驱动轴纵向轴线L5以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于弹性件沿着清洁元件长度方向上的弹性件劲度系数，所述远小于为小于10倍以上。
在本发明的又一实施例中，清洁护理器具为传动型，其包括手柄外壳、驱动组件、包括清洁元件的清洁组件。所述驱动组件包括微型电机、齿轮箱、驱动轴，驱动组件可以整体地绕刷头接口件的旋转轴轴线L3旋转；手柄外壳包括手柄上壳和手柄下壳，弹性件设置在手柄下壳中，起复位作用；弹性件上端直接或间接地联接手柄部分的手柄下壳，弹性件上端相对于手柄外壳位置不变，弹性件下端联接微型电机。清洁元件上无外力作用时，弹性件呈预紧状态，弹性件的预紧力F3作用在微型电机上，使微型电机和手柄下壳保持相对固定的位置；当清洁元件被施加外力F1时，微型电机运动趋向靠近或远离弹性件上端，在外力F1作用下，弹性件下端产生相对于手柄外壳的形变。光源设置在相对于手柄下壳静止的线路板或在外力F1和弹性件弹性力F2共同作用下相对于手柄下壳移动的可动部件上，光敏单元布置在相对于手柄下壳移动的可动部件上或相对于手柄下壳静止的线路板上，由光源发出的光线直接照射到光敏单元上。
相对于已有的压力报警装置，本发明的压力报警装置精准性可以提高20倍。
附图说明
下文以电动牙刷作为本发明的电动清洁护理器具的典型例子，并结合附图更详细地描述本发明的示例性实施例。
图1为电动清洁护理用具的正视图；
图2为手柄的内部组件正视图；
图3为清洁元件未受到外力作用时电动清洁护理用具的侧面剖视图；
图4为清洁元件受到外力作用时电动清洁护理用具的侧面剖视图；
图5为清洁元件未受到外力作用时手柄内部的中间部位的零件示意图；
图6为手柄上壳示意图；
图7为齿轮箱和光源及光敏单元的示意图；
图8为齿轮箱和电机架的示意图；
图9为图5所示的另一视角的示意图；
图10为清洁元件受到外力作用时，手柄内部的中间部位的零件示意图；
图11为光敏单元电压值的检测电路；
图12a、图12b、图12c分别为光传感部分中光敏单元和光源的不同配置的示意图；
图13为第二类电动清洁护理用具的分解示意图；
图14、图15为第二类清洁护理用具中的部分零件组合示意图。
主要部件的附图标记说明
1为手柄
3，203分别为设置在第一和第二类清洁护理用具上的清洁组件
101为手柄上壳
102为手柄下壳
104为手柄上壳上的凹部
110为刷头接口件
111为用于刷头接口件的接口
112为刷头接口件的旋转轴
120为齿轮箱紧固件
130为用于刷头接口件的底盖140为齿轮箱
141为光线反射面
142为齿轮箱的底端面
143为齿轮箱的凹部侧面
144为齿轮箱的凹部顶面
150，223，224分别为设置在第一和第二类清洁护理用具上的弹性件
151为弹性件上端
152为弹性件下端
160为电机架
161为微型电机
162为电机架的前端面
163为电机紧固件
170为线路板
171，571为光敏单元
172，572为光源
173，175，576为光源发出的光线
174，176为反射光线
141，541，241分别为设置在第一和第二类清洁护理用具上的光线反射面
177为光敏单元的受光面
577为光敏单元的初始受光面
578为光敏单元的过程受光面
180为电池
190，220分别为第一和第二类清洁护理用具的驱动轴
201为手柄外壳
221、222为驱动器支架
225、226为永磁体
227为驱动线圈
330，230分别为设置在第一和第二类清洁护理用具上的清洁元件
235、236为换能器驱动臂
237为弹性件固定件
228、229为驱动线圈支架
310为清洁组件外壳
320为清洁组件联接件
331为清洁元件载体
L1，L5分别为第一和第二类清洁护理用具的驱动轴纵向轴线
L2为清洁元件载体的旋转轴线，其近似平行于清洁元件沿长度方向的轴线
L3为刷头接口件的旋转轴轴线
L4为沿清洁元件长度方向的轴线
F1为施加在清洁元件上、方向为近似沿着或平行于清洁元件沿长度方向的轴线的压力或分压力，本说明书中统称为外力
F2为弹性件产生的弹性件弹性力
F3为弹性件产生的弹性件预紧力
R为光敏电阻
R0为初始光敏电阻值
R1为过程光敏电阻值
R2、R4为固定电阻
α1为光线在光线反射面上的反射面初始入射角
β1为光线在光线反射面上的反射面初始反射角
α2为光线在光线反射面上的反射面过程入射角
β2为光线在光线反射面上的反射面过程反射角
α3为光线在光敏单元初始受光面上的初始受光面入射角
α4为光线在光敏单元过程受光面上的过程受光面入射角
LED为发光二极管
I/O1为MCU的输入/输出检测口I/O
具体实施方式
虽然下面以电动牙刷为例进行解释说明，但本发明不限于此。本发明也可适用于电动剃须刀、电动洁面器、电动沐浴器等用于个人的电动清洁护理器具。
为了清楚起见，在本说明书中采用了表述空间相对位置的词语如″上″、″下″、″上部″、″下部″等来简单描述如图所示的一个元件或特征与另一元件(一或多个)或特征(一或多个)的相互关系，其中，″上″、″下″、″上部″、″下部″是相对于沿驱动轴纵向轴线而言的，面向相应视图沿驱动轴纵向轴线的向上方向定义为″上″、″上部″，沿平行于清洁器件轴线的向下方向定义为″下″、″下部″。将元件描述为″在......上″或″联接到″另一元件时，其可以是直接位于或联接到另一元件上，或者可以存在居于其间的元件；而将元件描述为″直接在......上″或″直接联接到″另一元件时，其间则没有元件存在。
此外，本申请中使用的词汇″和/或″包括所列出的一或多个相关联的词汇中的任一个和所有组合。
图1-图10示出了本发明的第一实施例，该例适用于第一类型的电动清洁护理用具、即传动型电动清洁护理用具。如图1-图4所示，所述电动清洁护理器具(如牙刷)包括清洁组件3和手柄1。手柄1包括由手柄上壳101和手柄下壳102组成的手柄外壳，手柄外壳内装有用以向清洁护理用具的各个部分提供电力的电源部分180，用以控制清洁护理用具的各种工作模式以及清洁护理用具的控制部分，用以启动或关闭清洁护理用具运转的触发部分、将输入的电能转换为机械能输出的驱动组件、检测施加在清洁元件(例如，在本实施例中为电动牙刷的刷毛)330上的外力F1的光传感部分和检测电路。清洁组件3包括清洁组件外壳310、清洁组件联接件320、清洁元件载体(例如，在本实施例中为电动牙刷的刷盘)331及清洁元件330。清洁组件3可拆卸地联接在手柄1上，在本实施例中，清洁组件3中的清洁组件联接件320和手柄1中的驱动轴190以不可相对旋转的方式联接。清洁组件3中的清洁组件外壳310和手柄1中的刷头接口件110以不可相对旋转的方式联接。清洁组件3可以沿驱动轴纵向轴线L1相对于驱动轴190和刷头接口件110移动，以实现清洁组件3可拆卸地联接在手柄1上。本实施例只示出了一种清洁组件可拆卸地与手柄联接的方式，当然，本发明不局限于所述联接方式。
参见图2-图5，本实施例中的驱动组件包括微型电机161、齿轮箱140、用于刷头接口件的底盖130、刷头接口件110、驱动轴190、位于齿轮箱140中的齿轮和连杆机构、齿轮箱紧固件120、电机紧固件163、刷头接口件的旋转轴112。微型电机161、位于齿轮箱140中的齿轮和连杆机构、驱动轴190彼此相互联接，驱动轴190在微型电机161的带动下实现绕其驱动轴纵向轴线L1的往复旋转，从而带动清洁元件330绕清洁元件载体331的旋转轴线L2往复旋转。刷头接口件110、用于刷头接口件的底盖130、齿轮箱140通过齿轮箱紧固件120固联，微型电机161、齿轮箱140通过电机紧固件163固联，刷头接口件的旋转轴112和刷头接口件110联接。通过上述结构的组合，驱动组件可以整体地绕刷头接口件的旋转轴轴线L3旋转。
根据本发明，如图6所示，手柄上壳101中设有两个手柄上壳上的凹部104，用以容纳刷头接口件的旋转轴112，手柄上壳上的凹部104约束刷头接口件的旋转轴112沿驱动轴纵向轴线L1朝向清洁元件方向的移动。手柄下壳102中固定有电机架160，电机架160在沿驱动轴纵向轴线L1朝向清洁元件方向的前端有一凹形开口用以容纳微型电机161，所述凹型开口可以无干涉地容纳各种位置状态下的微型电机161。如图7-图8所示，电机架160包括沿驱动轴纵向轴线L1朝向清洁元件方向的电机架的前端面162，齿轮箱140包括沿驱动轴纵向轴线L1远离清洁元件方向的齿轮箱的底端面142。参见图2-图8，电机架160被固定在手柄下壳102中，电机架的前端面162和齿轮箱的底端面142接触，电机架160沿驱动轴纵向轴线L1方向支撑齿轮箱140。电机架160约束齿轮箱140、用于刷头接口件的底盖130、刷头接口件110、刷头接口件的旋转轴112等沿驱动轴纵向轴线L1远离清洁元件的移动，手柄上壳上的凹部104约束刷头接口件的旋转轴112沿驱动轴纵向轴线L1靠近清洁元件的移动，而刷头接口件的旋转轴112、刷头接口件110、用于刷头接口件的底盖130、齿轮箱140以及微型电机161固联，手柄上壳上的凹部104和刷头接口件的旋转轴112之间存在间隙，以便相对旋转。本实施例中，电机架的前端面162和齿轮箱的底端面142是以刷头接口件的旋转轴轴线L3作为轴线的部分圆柱面，从而驱动组件被手柄上壳上的凹部104和电机架160约束，驱动组件通过电机架的前端面162和齿轮箱的底端面142的配合可以绕刷头接口件的旋转轴轴线L3往复旋转，而且驱动组件被限制作沿驱动轴纵向轴线L1的移动，清洁组件3联接到驱动组件，清洁组件3也可以绕刷头接口件的旋转轴轴线L3往复旋转。
参见图3-图5，手柄1、具体地在手柄下壳102中布置有起复位作用的弹性件150，弹性件150可以为任何结构的弹簧，在本实施例中，弹性件150为柱型弹簧。弹性件150穿过电机架160，电机架160容纳部分弹性件。弹性件150的弹性件上端151联接手柄下壳102，弹性件150的弹性件上端151相对于手柄外壳位置不变。弹性件150的弹性件下端152联接微型电机161，当清洁元件被施加外力F1时，微型电机161运动趋向靠近弹性件上端151，弹性件150的弹性件下端152在外力F1的作用下产生相对于手柄外壳的形变，弹性件150呈被压缩状态或压缩加剧状态。在清洁元件330上无外力作用时，弹性件150呈预压缩状态，弹性件150预紧力F3作用在微型电机161上，使微型电机161和手柄下壳102保持相对固定的位置。本实施例中，设定清洁元件330没有受到外力作用时，弹性件150处于预压缩状态，微型电机161处于初始位置，驱动组件和清洁组件3亦处于初始位置。弹性件150抵抗外力F1的作用，手柄外壳或相对手柄外壳静止的部件支撑和固定弹性件150的一端。由于手柄外壳或相对手柄外壳静止的部件为塑料零件，其机械强度偏小而不可承受较大的力，否则手柄外壳或相对手柄外壳静止的部件可能产生额外的有害的形变；另外由于空间的狭小，弹性件为小尺寸弹性件，因此弹性件不能承受较大力，否则弹性件易屈服和疲劳。外力F1作用点到刷头接口件的旋转轴轴线L3的距离称为外力F1的力臂，弹性件150产生的弹性力作用点到刷头接口件的旋转轴轴线L3的距离称为弹性件力臂。经过对外力F1大小和弹性件位置影响弹性件寿命以及手柄外壳形变的大量试验证实，弹性件力臂大于外力F1的力臂的0.35倍可以避免上述缺点。本发明中，优选弹性件力臂大于外力F1力臂的0.35倍。上述弹性件的预紧状态为预压缩状态，弹性件在外力F1的作用下产生相对于手柄外壳的形变，弹性件150呈被压缩状态或压缩加剧状态。显然，弹性件也可以设置成绕驱动轴纵向轴线L1旋转180度，在此位置，弹性件的预紧状态为预拉伸状态，弹性件在外力F1的作用下产生相对于手柄外壳的形变，弹性件150呈被拉伸状态或拉伸加剧状态。
光传感部分包括光源172和光敏单元171，光源172发出的光线至少部分地经反射后照射到光敏单元171上。光源172可以为主动发光的电子器件，比如发光二极管(LED)，光敏单元171可以是光照射后电阻值或导电性能显著变化的电子器件，比如光敏电阻或光敏二极管或光敏三极管等。如图9-图10所示，光源172和光敏单元171布置在线路板170朝向齿轮箱140的那一侧，线路板170固定在电机架160上。齿轮箱140设有光线反射面141。光源172发出的光线至少部分地经由光线反射面141反射到光敏单元171上。本实施例中，光敏单元171为光敏电阻R。本说明书中，将光源172发出的光线经光线反射面141反射到光敏单元的受光面177上的面积称为光敏单元的受光面积，将光源172发出的光线经光线反射面141反射到光敏单元的受光面177上的光束称为受光面光束，所述受光面光束的单位时间的光辐射能量为受光面的光辐射通量，依光敏电阻电气特性可知，光敏电阻R上的受光面的光辐射通量越大，光敏电阻R的电阻值越小。光敏电阻R上的受光面的光辐射通量越小，光敏电阻R的电阻值越大。如果光敏单元的受光面177上的光线全部来自光源172，光敏电阻R上的电阻变化，只受光敏电阻R上接收到的来自光源172的受光面的光辐射通量的影响，因此，为了尽可能提高光敏电阻R的电阻值随齿轮箱140绕刷头接口件的旋转轴轴线L3的旋转角度变化的灵敏度，即尽可能提高光敏电阻R上电阻值随外力F1变化的灵敏度，本例中，在光传感部分周围设置了屏蔽部分。如图7所示，光源172紧挨光敏单元171设置，齿轮箱140设置有齿轮箱凹部，该凹部由光线反射面141、齿轮箱的凹部侧面143、齿轮箱的凹部顶面144构成。齿轮箱的凹部侧面143和齿轮箱的凹部顶面144构成光传感屏蔽部分。光线反射面141大致正对光源172和光敏单元171，齿轮箱的凹部侧面143和齿轮箱的凹部顶面144分布在光源172及光敏单元171的三侧。光线反射面141、齿轮箱的凹部侧面143、齿轮箱的凹部顶面144与光源172及光敏单元171之间存在运动间隙。优选地，光源172和/或光敏单元171部分或全部进入光传感屏蔽部分，光源172、光敏单元171和光线反射面141彼此保持间隙，所述间隙可以大于0.1mm。
图3和图9示出清洁元件330上无外力作用、驱动组件处于初始位置时，光源172、光敏单元171和齿轮箱凹部的状态。图4和图10示出清洁元件330上施加有外力F1以及微型电机161受到弹性件弹性力F2作用时，光源172、光敏单元171和齿轮箱凹部的状态。综合前面对手柄内部结构和清洁组件3的内部结构以及联接方式的叙述，在清洁元件330上无外力作用时，弹性件预紧力F3使驱动组件处于初始位置，图9示意性地示出了光源172发出的光线173、175经光线反射面141反射形成反射光线174、176并照射到光敏单元的受光面177上的情况。如前所述，本发明中，光源172和光敏单元171可以是任何可稳定发光的元器件和任何对光敏感的元器件，例如，光敏单元171可以为光敏电阻R，光源172可以为LED。假设光敏电阻171即为光敏单元，在接收到来自光源172的光线后其相应的电阻值为R0，R0被称为驱动组件处于初始位置时光敏电阻171对应的初始光敏电阻值。相对于光源172发出的光线173经光线反射面141反射到光敏单元171的光路而言，光源172发出的光线173在光线反射面141上的入射角和反射角分别为α1和β1，α1被称为反射面初始入射角，β1被称为反射面初始反射角，光源172发出的经光线反射面141反射到光敏单元的受光面177上的受光面积被称为光敏单元初始受光面积，光源172发出的经光线反射面141反射到光敏单元的受光面177上的光束被称为初始受光面光束，所述初始受光面光束的单位时间的光辐射能量被称为初始受光面的光辐射通量。
综合前面对手柄内部结构和清洁组件3的内部结构以及联接方式的叙述并参见图4，在清洁元件330上施加外力F1时，驱动组件和清洁组件3绕刷头接口件的旋转轴轴线L3顺时针旋转，弹性件150被进一步压缩，弹性件150产生用以抵抗驱动组件顺时针旋转的弹性件弹性力F2，当弹性件弹性力F2相对刷头接口件的旋转轴轴线L3形成的力矩与外力F1相对刷头接口件的旋转轴轴线L3形成的力矩大小相等、方向相反时，驱动组件和清洁组件3处于平衡位置，该平衡位置被称为驱动组件过程位置。如图10所示，比较在外力F1以及弹性件弹性力F2的共同作用下的状况和清洁元件330上无外力以及弹性件150只产生弹性件预紧力F3的状况，后者的光线反射面141更靠近光敏电阻R，由光源172发射的光线173、175经光线反射面141反射到光敏单元171上的反射光线为174、176。若设光敏电阻R在接受到来自光源172的光线后其相应的电阻值为R1，R1即为驱动组件处于驱动组件过程位置时，光敏电阻R对应的过程光敏电阻值。如图10所示，相对于光源172发出的光线173经光线反射面141反射到光敏单元171的光路而言，光源172发出的光线173在光线反射面141上的入射角和反射角分别为α2和β2，α2为反射面过程入射角，β2为反射面过程反射角，光源172发出的光线经光线反射面141反射到光敏单元的受光面177上的受光面积为光敏单元的过程受光面积，光源172发出的光线经光线反射面141反射到光敏单元的受光面177上的光束为过程受光面光束所述过程受光面光束的单位时间的光辐射能量为过程受光面的光辐射通量。依光敏电阻的特性，光敏电阻R上的受光面的光辐射通量越大，则光敏电阻R的电阻值越小。图10示出的是驱动组件处于过程位置的情况。图9示出的是驱动组件处于初始位置的情况。对比图9和图10，即对比驱动组件处于初始位置和过程位置，反射面初始入射角α1和反射面初始反射角β1分别大于反射面过程入射角α2和反射面过程反射角β2，从而光敏单元的初始受光面积大于光敏单元的过程受光面积。本例中光源为稳定发光单元，光源上的电压为稳定电压，流过光源的电流保持不变，光源发出的光线具有稳定的光辐射通量，光敏单元的初始受光面积大，光敏单元接受来自光源发出的光辐射量大，光敏单元的过程受光面积小，光敏单元接受来自光源发出的光辐射量小，相应地初始光敏电阻值R0小于过程光敏电阻值R1。
图11示出了一种检测光敏电阻值变化所引起的被检测电压变化的检测电路。设定清洁元件330上承受的外力F1上限值，如果外力F1大于或等于该上限值，则电动护理清洁用具可以用发声和/或发光和/或震动等方式输出压力过大信息，该上限值称为报警力阈值。参见图11，VDD为电压值稳定的电压源，在清洁元件330上从零开始按20克力为阶梯单向递增地施加外力F1，直到预设的报警力阈值，由于VDD为稳定电压，R3为固定电阻，光敏电阻R的电阻值随外力F1的变化而改变，因此，I/O1可以采集到不同外力F1下光敏电阻R上的相应电压值，将不同外力F1以及对应的光敏电阻R上的电压值储存到MCU。MCU可以预存不同光敏电阻R上的电压值与不同外力F1的对应关系。用户使用电动牙刷对清洁元件330施加不同的外力F1时，I/O1检测到光敏电阻R上的相应电压值，MCU按预存的压力和电压值表格可以计算出当前用户施加的外力F1，从而MCU可以显示出用户施加的外力F1，还可以在用户对清洁元件330施加的外力F1达到或超过报警力阈值时，报警部分以声音和/或光亮和/或震动等方式提示压力过大。
本发明创造性地把光源的光线经由设置在可相对于手柄外壳移动的驱动组件上的反射面将光线反射到光敏单元171上，施加的外力F1和弹性件弹性力F2的共同作用使驱动组件产生相对于手柄上壳101、手柄下壳102的移动，驱动组件的移动使光源172发出的光线在光线反射面141上的入射角和反射角发生变化，从而使能接收到来自光源172的光线的光敏单元的受光面积发生变化，导致光敏单元171对应的电气性能的变化，具体地，导致光敏电阻R上的电阻值发生变化，进而在MCU的I/O1口可以检测到光敏电阻R上的电压变化，从而实现对外力F1的识别，并可以在外力F1超过或达到报警力阈值时，报警部分发出声音和/或光亮和/或震动提醒信息。
第一实施例中，光源172和光敏单元171固定在线路板170上，光源172发出的光线经齿轮箱凹部的光线反射面141反射到光敏单元171，光线反射面141在外力F1和弹性件弹性力F2的共同作用下可绕刷头接口件的旋转轴轴线L3往复旋转。
图12a-图12b示了出本发明适用于传动型清洁护理用具的第二实施例。此处定义手柄1中相对于手柄下壳102固定不动的部件为静止部件；定义手柄1中相对于手柄下壳102可移动的部件为可动部件。如图12a所示，光源572设置在相对于手柄下壳102静止的线路板170上，光敏单元571设置在可在外力F1和弹性件弹性力F2共同作用下相对于手柄下壳102移动的可动部件上。在图12b中，光敏单元571设置在相对手柄下壳102静止的线路板170上，光源572设置在可在外力F1和弹性体弹性力F2共同作用下相对于手柄下壳102移动的可动部件上，由光源572发出的光线直接照射到光敏单元571上。图12a和图12b工作情况类似，下面以图12a为例进行分析。
如图12a所示，光源572设置在相对于手柄下壳102静止的线路板170上，光敏单元571设置在可在外力F1和弹性件弹性力F2共同作用下相对于手柄下壳102移动的可动部件上。577为清洁元件330上无外力作用、光敏单元571上接受光线时光敏单元的初始受光面，578为光敏单元571在外力F1和弹性件弹性力F2共同作用下绕刷头接口件的旋转轴轴线L3旋转后的光敏单元的过程受光面。光敏单元的初始受光面577低于光源572，光源572的发射光线576直接照射到光敏单元的初始受光面577上，光敏单元的过程受光面578更靠近光源572，光源572发出的光线576不能直射到光敏单元的过程受光面578上。光源572发出的光线576在光敏单元的初始受光面577上的入射角为初始受光面入射角α3，光源572发出的光线576在光敏单元的过程受光面578上的入射角为过程受光面入射角α4，过程受光面入射角α4大于初始受光面入射角α3，显然，可动部件的移动使光源572发出的光线576在光敏单元的受光面上的入射角发生了变化，从而使能接收来自光源572的光线576的光敏单元的受光面积发生变化。具体地，光敏单元的初始受光面577上的受光面积大于光敏单元的过程受光面578上的受光面积。本发明中，光源572为稳定光源，其发出的光线具有稳定的光辐射通量，从而相对大的光敏单元的初始受光面577上接收到的光辐射量大于相对小的光敏单元的过程受光面578上接收到的光辐射量，因此，与光敏单元的过程受光面578对应的光敏电阻的阻值远大于与光敏单元的初始受光面577对应的光敏电阻的阻值，从而可以通过光敏电阻上的电压值变化反映外力F1的变化。
显然，图12a只是一个示例，还可有很多变换，比如，光敏单元的过程受光面578对比于光敏单元的初始受光面远离光源572等。
图12C示出了本发明的第三实施例，该例也适用于第一类型的电动清洁护理用具、即传动型电动清洁护理用具。与图1-10所示实施例不同的是，光源572、光敏单元571布置在可移动的驱动组件上，光线反射面241设置在相对于手柄外壳静止不动的线路板上。光源572、光敏单元571可在外力F1和弹性件弹性力F2共同作用下相对于手柄下壳102移动，光源572发射的光线经相对于手柄下壳102静止不动的线路板或其他静止部件反射到光敏单元571。
图12C工作状态的分析类似于第一实施例，在此不再赘述。
如图1-10以及图12c所示，光源172，572和光敏单元171，571处于同侧且同时设置在可动部件或静止部件上，光敏单元171，571上设有光敏单元的受光面177(图9)或577(图12c)，面对光源172，572和光敏单元171，571的那侧的静止部件(如线路板)或可动部件上设置有光线反射面141，541，光线反射面141，541可以把光源172，572发射的光线反射到光敏单元171，571上，可动部件在外力F1以及弹性件弹性力F2共同作用下可以相对于手柄下壳102移动。本发明创造性地把光敏单元和光源同时且同侧地设置在可动部件或静止部件上，将光线反射面141，541设置在面对光源172，572和光敏单元171，571的那侧的静止部件(如线路板)或可动部件上，外力F1从零开始单向递增时，光源和/或光敏单元的受光面到光线反射面的距离单向变化，从而导致光敏电阻上的电压值变化。
如图12a-12b(第二实施例)示出的那样，光源572和光敏单元571分别分布在可动部件或静止部件上，光源572发出的光线直接照射到光敏单元的受光面上。在本实施例中，将在清洁元件330上无外力时处于可动部件上的光敏单元的受光面称为光敏单元的初始受光面；将在外力F1以及弹性件弹性力F2的共同作用下，处于可动部件上的光敏单元的受光面称为光敏单元的过程受光面。根据本发明，可以将光敏单元的受光面设置在可动部件上，将光源572设置在静止部件上，在外力F1从零开始单向增大时，光敏单元的过程受光面578从光敏单元的初始受光面577起始单向趋近光源乃至越过光源，或从光敏单元的初始受光面577起始单向远离光源；或者可以将光源572设置在可动部件上，将光敏单元的受光面设置在静止部件上，光源发出的光线直接照射在光敏单元的受光面上，在外力F1从零开始单向增大时，光源572单向趋向光敏单元的受光面乃至越过光敏单元的受光面或单向远离光敏单元的受光面。
在本发明中，由于将光传感部分电路电流路径与动力器件(如微型直流电机)的电流路径分开，只有外力F1才能使可动部件产生相对于手柄外壳移动，可有效避免动力器件对检测电路中光传感部分电信号的干扰，且由于垂直于外力F1方向的力(比如电动牙刷中刷毛和牙齿表面的摩擦力)不能使可动部件移动，因而本装置能精确识别外力F1，提高了对压力的识别，进而提高了压力检测和报警的精准性。
在现有的谐振型电动清洁护理器具中，其动力单元包括驱动线圈(马达定子部分)以及被驱动线圈驱动的弹簧组件，弹簧组件中布置有磁铁。磁铁内部的磁力线方向和驱动线圈产生的磁力线方向大致平行，磁铁正对驱动线圈，以实现电磁能较高效率地转化为机械能。磁铁响应驱动线圈交变电流产生的电磁力驱动弹簧组件运动。为了实现压力报警，在施加于清洁元件上的外力的作用下，往往希望磁铁在垂直于磁铁内部磁力线的方向上有足够大的位移，但驱动线圈本身不随所述外力作用移动，因此在施加于清洁元件的外力作用下，磁铁内部的磁力线方向和驱动线圈产生的磁力线方向的夹角将随外力增大而变大，从而可能降低电磁能转化为机械能的效率、形成额外的电磁谐波和额外的谐波噪音以及手柄外壳上的震动。
本发明中，如图13-图15示出的第四实施例(该例适用于第二类型的电动清洁护理用具，即适用于所述谐振型电动清洁护理用具)所示，清洁组件203可拆卸地联接驱动轴220，清洁组件203相对于驱动轴220不可旋转。所述清洁组件203分布有清洁元件230，清洁元件230沿长度方向的轴线为L4，在驱动轴220远离清洁元件230方向上布置有滚珠轴承290，滚珠轴承290被驱动器支架221、222固定，驱动器支架221、222被手柄外壳201固定，驱动轴220在沿驱动轴纵向轴线L5远离滚珠轴承290的方向上和换能器驱动臂235、236固联，两个换能器驱动臂沿驱动轴纵向轴线L5对称分布，两个换能器驱动臂上靠近清洁元件230方向的上端分别固联弹性件223、224，弹性件223、224的另一端固联于弹性件固定件237，弹性件223、224沿驱动轴纵向轴线L5对称分布，弹性件固定件237被驱动器支架221、222紧固，驱动器支架221、222被手柄外壳201紧固。弹性件223、224为片形件，沿着弹性件223、224从弹性件固定件237指向对应的换能器驱动臂235、236的方向为弹性件长度方向，沿着弹性件223、224平行于驱动轴纵向轴线L5的方向为弹性件宽度方向，弹性件223、224的另一个方向为弹性件厚度方向。弹性件223、224长度方向和弹性件厚度方向垂直于驱动轴纵向轴线L5。在两个换能器驱动臂235、236远离清洁元件230的下方分别布置两个内部磁力线方向相反的永磁体225、226，两个永磁体225、226之间布置有驱动线圈227，永磁体225、226的内部磁力线方向近似垂直于驱动线圈227产生的内部磁力线方向，驱动线圈227产生的内部磁力线垂直于驱动轴纵向轴线L5，永磁体225、226的内部磁力线垂直于驱动轴纵向轴线L5，永磁体225、226的内部磁力线方向近似平行于弹性件长度方向。驱动线圈227被驱动线圈支架228、229紧固，驱动线圈支架228、229被手柄外壳201紧固。在驱动线圈227通过交变电流时，永磁体225、226受到交变电磁力而带动驱动轴220绕驱动轴纵向轴线L5往复旋转，驱动轴220带动清洁组件203绕驱动轴纵向轴线L5往复旋转，所述永磁体225、226受到的交变电磁力近似平行于施加在清洁元件230上的沿清洁元件长度方向轴线L4的外力。结合上述的合适的弹性件结构，其中弹性件223、224的长度和宽度都大于所述弹性件厚度的5倍以上，弹性件223、224在垂直于驱动轴纵向轴线L5以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于弹性件沿着驱动轴纵向轴线L5方向的劲度系数，弹性件223、224在垂直于驱动轴纵向轴线L5以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于弹性件沿着弹性件长度方向的劲度系数。永磁体225、226受到来自驱动线圈的交变的电磁力近似平行于弹性件厚度方向以及近似平行于施加在清洁元件230上的沿清洁元件长度方向轴线L4的外力，所述弹性件223、224在沿着或平行于清洁元件长度方向轴线L4方向上的弹性件劲度系数远小于所述弹性件在沿垂直于清洁元件230的长度方向轴线L4方向上的弹性件劲度系数，所述远小于为小于10倍以上。本实施例中，驱动轴220、换能器驱动臂235、236永磁体225、226组成可动部件。在沿清洁元件230的长度方向轴线L4的外力和弹性件弹性力的共同作用下，所述可动部件相对于手柄外壳201移动，具体地，可动部件以滚珠轴承中心为支点绕外力对以滚动轴承中心为支点形成的力矩方向移动。本实施例中，巧妙地利用了弹性件223、224沿驱动轴纵向轴线L5对称分布的结构；弹性件223、224在垂直于驱动轴纵向轴线L5以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于弹性件沿着驱动轴纵向轴线L5方向的劲度系数的特性，以及弹性件223、224在沿着或平行于清洁元件长度方向轴线L4方向上的弹性件劲度系数远小于弹性件在沿垂直于清洁元件长度方向轴线L4方向上的弹性件劲度系数的特性；永磁体225、226受到的交变电磁力近似平行于施加在清洁元件上的沿清洁元件长度方向轴线L4的外力的特性；弹性件223、224可以兼为可动部件的复位弹簧，而不需要增加额外的复位弹簧等特点，有效地节省材料成本和人工成本及实现电动牙刷小型化。可动部件中换能器驱动臂235、236上布置有光线反射面241，静止部件中的线路板上布置有光源272和光敏单元271，光源发射光线经光线反射面241反射到光敏单元271。在沿清洁元件长度方向轴线L4的外力和弹性件弹性力的共同作用下，布置在静止部件上的光源、光敏单元和布置在可动部件上的光线反射面的关系，尤其是三者在清洁元件上无外力和清洁元件上有外力作用下的关系的分析类似于第一实施例中的分析，在此不再赘述。所述静止部件相对于手柄外壳静止。本实施例中，巧妙地利用了弹性件223、224沿驱动轴纵向轴线L5对称分布的结构；弹性件在垂直于驱动轴纵向轴线L5以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于弹性件沿着驱动轴纵向轴线L5方向的劲度系数，以及弹性件在沿着或平行于清洁元件长度方向轴线L4方向上的弹性件劲度系数远小于弹性件在沿垂直于清洁元件长度方向轴线L4方向上的弹性件劲度系数的特性，和永磁体225、226受到的交变电磁力近似平行于施加在清洁元件上的沿清洁元件长度方向轴线L4的外力的特性，以及布置在可动部件上的光线反射面，并采用了光传感部分，在清洁元件上施加沿着清洁元件长度方向轴线L4方向上外力时，永磁体225、226趋向于外力的相反方向运动，但是永磁体225、226的内部磁力线方向仍然近似垂直于驱动线圈227产生的内部磁力线方向，即两者夹角不变，且驱动线圈的宽度大于磁铁的运动范围，因而在本实施例中，即使驱动线圈相对手柄外壳固定不动，而永磁体225、226相对驱动线圈运动，所述外力对永磁体225、226产生的运动仍然不影响电磁能转化为机械能的效率，而且不产生额外的电磁谐波，从而有效地避免了额外的谐波噪音以及手柄外壳上的震动。
综上所述，本发明中，对于传动型电动清洁护理用具而言，包括微型电机161的驱动组件在外力F1作用下可以整体地绕刷头接口件的旋转轴轴线L3旋转，即马达定子部分在外力F1作用下也可以随之整体地绕刷头接口件的旋转轴轴线L3旋转，从而克服了现有传动型动清洁护理器具的缺陷；对于谐振型电动清洁护理用具而言，外力对永磁体225、226产生的运动不会影响电磁能转化为机械能的效率，而且不产生额外的电磁谐波，从而有效地避免了额外的谐波噪音以及手柄外壳上的震动。
试验证明，本发明所述的光敏型压力报警装置可以大大提高压力报警的准确性。经对抽取的测试样品进行实际压力报警测试可知，相对于已有的压力报警装置，本发明的压力报警装置精准性可以提高20倍。

Claims (12)

1.一种用于传动型电动清洁护理器具的光敏压力报警装置，所述清洁护理器具包括手柄外壳、 可拆卸地联接在手柄外壳上并包括清洁元件的清洁组件，手柄外壳内设有驱动组件,该驱动组件包括被固定安装于所述手柄外壳中的电机架（160）容纳的微型电机（161）、通过电机紧固件（163）与所述微型电机（161）固联的齿轮箱（140）、在所述微型电机（161）带动下绕其纵向轴线往复旋转的驱动轴，该驱动组件可以整体地绕刷头接口件的旋转轴轴线（L3）旋转，手柄外壳内还设有起复位作用的弹性件，该弹性件上端（151）直接或间接地联接手柄外壳，弹性件上端（151）相对于手柄外壳位置不变，弹性件下端（152）联接所述微型电机（161），其中，所述光敏压力报警装置包括由至少一个光源和至少一个光敏单元构成的光传感部分、面对所述光源和光敏单元的光线反射面、通过I/O检测所述光敏单元上的电压变化的检测电路及计算当前用户所施加的用户对清洁元件施加的外力（F1）达到或超过报警力阈值时进行报警的报警部分，所述光源和光敏单元设置在相对于所述手柄外壳可移动的可动部件上且处于同侧，所述光线反射面设置在面对光源和光敏单元那侧的静止部件上，或者所述光源和光敏单元同侧地设置在相对于手柄外壳不动的静止部件上，所述光线反射面设置在面对所述光源和光敏单元那侧的可动部件上，正对所述光源和光敏单元，所述清洁元件上无外力作用时，所述弹性件呈预紧状态，该弹性件的预紧力（F3）作用在所述微型电机（161）上，微型电机（161）和所述手柄外壳保持相对固定的位置，当所述清洁元件被施加外力（F1）时，所述微型电机（161）运动趋向靠近或远离所述弹性件上端（151），在外力（F1）作用下，所述弹性件下端（152）产生相对于所述手柄外壳的形变，所述弹性件呈被拉伸或拉伸加剧或者被压缩或压缩加剧状态，在施加于所述清洁元件上、方向为沿着或平行于该清洁元件沿长度方向的轴线的外力（F1）和内置于所述手柄外壳中的弹性件产生的抵抗外力（F1）的弹性件弹性力（F2）的共同作用下，使设置在相对于所述手柄外壳可移动的可动部件上的光源和光敏单元或者光线反射面随所述可动部件移动，通过所述光源发出的光线在所述光线反射面上的入射角和反射角发生变化，使得能接收到来自所述光源的光线的光敏单元的受光面积发生变化，进而导致所述光敏单元的电气性能发生变化。
2.如权利要求1所述的光敏压力报警装置，其中，所述光源为主动发光的稳定光源，所述光敏单元为光照射后电阻值或导电性能显著变化的电子器件。
3.如权利要求2所述的光敏压力报警装置，其中，所述光源为LED，所述光敏单元为光敏电阻。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光敏压力报警装置，其中，所述手柄外壳包括手柄上壳（101）和手柄下壳（102），所述弹性件设置在手柄下壳（102）中，所述光源和光敏单元设置在线路板（170）朝向齿轮箱（140）的那一侧上，线路板（170）固定在电机架（160）上，所述光线反射面设置在齿轮箱（140）上。
5.如权利要求4所述的光敏压力报警装置，其中，所述弹性件产生的弹性力作用点到刷头接口件的旋转轴轴线（L3）的距离大于外力（F1）作用点到所述刷头接口件的旋转轴轴线（L3）的距离的0.35倍。
6.如权利要求4所述的光敏压力报警装置，其中，该装置还包括设置在齿轮箱上的凹部，此凹部包括光线反射面、齿轮箱的凹部侧面（143）、齿轮箱的凹部顶面（144），所述齿轮箱的凹部侧面（143）和齿轮箱的凹部顶面（144）构成光传感屏蔽部分。
7.如权利要求6所述的光敏压力报警装置，其中，所述光源紧挨所述光敏单元设置，光源和/或光敏单元部分或全部地进入所述光传感屏蔽部分，所述光源、光敏单元和光线反射面彼此保持间隙，该间隙大于0.1mm。
8.如权利要求1至3中任一项所述的光敏压力报警装置，其中，所述光源和光敏单元设置在可移动的所述驱动组件上，所述光线反射面设置在相对于所述手柄外壳静止不动的线路板上。
9. 一种用于谐振型电动清洁护理器具的光敏压力报警装置，所述清洁护理器具包括手柄外壳、 可拆卸地联接在手柄外壳上并包括清洁元件的清洁组件，手柄外壳内设有驱动组件，所述驱动组件包括被所述手柄外壳固定的驱动器支架（221、222）、驱动轴、沿驱动轴的纵向轴线（L5）对称分布的两个换能器驱动臂（235、236）、通过弹性件固定件（237）分别固联于所述两个换能器驱动臂上靠近所述清洁元件方向的上端的弹性件、设置在所述两个换能器驱动臂（235、236）远离所述清洁元件下方的两个内部磁力线方向相反的永磁体（225、226），设置在所述两个永磁体（225、226）之间的驱动线圈（227），其中，所述光敏压力报警装置包括由至少一个光源和至少一个光敏单元构成的光传感部分、面对所述光源和光敏单元的光线反射面、通过I/O检测所述光敏单元上的电压变化的检测电路及计算当前用户所施加的用户对清洁元件施加的外力（F1）达到或超过报警力阈值时进行报警的报警部分，所述光源发出的光线至少部分地经反射后照射到所述光敏单元上，所述驱动轴、换能器驱动臂（235、236）、永磁体（225、226）为可动部件，所述光源和光敏单元设置在静止部件中的线路板上，所述光线反射面设置在可动部件中的所述换能器驱动臂（235、236）上，所述光源发射的光线经所述光线反射面反射到所述光敏单元。
10.如权利要求9所述的光敏压力报警装置，其中，所述弹性件为片形件，该弹性件沿驱动轴纵向轴线（L5）对称分布，所述弹性件沿着弹性件从所述弹性件固定件（237）指向对应的换能器驱动臂（235、236）方向的长度和所述弹性件沿着弹性件平行于驱动轴纵向轴线（L5）方向的宽度大于所述弹性件的厚度5倍以上。
11.如权利要求10所述的光敏压力报警装置，其中，所述弹性件在垂直于驱动轴纵向轴线（L5）以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于该弹性件沿着驱动轴纵向轴线（L5）方向的劲度系数，且所述弹性件在垂直于驱动轴纵向轴线（L5）以及垂直于弹性件长度方向的弹性件劲度系数远小于弹性件沿所述清洁元件长度方向上的弹性件劲度系数，所述远小于为小于10倍以上。
12. 一种用于传动型电动清洁护理器具的光敏压力报警装置，所述清洁护理器具包括手柄外壳、可拆卸地联接在所述手柄外壳上并包括清洁元件的清洁组件，所述手柄外壳内设有驱动组件，该驱动组件包括被固定安装于所述手柄外壳中的电机架（160）容纳的微型电机（161）、通过电机紧固件（163）与所述微型电机（161）固联的齿轮箱（140）、在所述微型电机（161）带动下绕其纵向轴线往复旋转的驱动轴，该驱动组件可以整体地绕刷头接口件的旋转轴轴线（L3）旋转，所述手柄外壳包括手柄上壳（101）和手柄下壳（102），在手柄下壳（102）中设有起复位作用的弹性件，弹性件上端（151）直接或间接地联接所述手柄下壳（102），弹性件上端（151）相对于所述手柄外壳位置不变，弹性件下端（152）联接微型电机（161），所述清洁元件上无外力作用时，该弹性件呈预紧状态，弹性件的预紧力（F3）作用在微型电机（161）上，使微型电机（161）和手柄下壳（102）保持相对固定的位置，当清洁元件被施加外力（F1）时，所述微型电机（161）运动趋向靠近或远离所述弹性件上端（151），在外力（F1）作用下所述弹性件下端（152）产生相对于所述手柄外壳的形变，其中，所述光敏压力报警装置包括由至少一个光源和至少一个光敏单元构成的光传感部分、 通过I/O检测所述光敏单元上的电压变化的检测电路及计算当前用户所施加的用户对清洁元件施加的外力（F1）达到或超过报警力阈值时进行报警的报警部分，所述光源设置在相对于所述手柄下壳（102）静止的线路板（170）上，所述光敏单元布置在相对于所述手柄下壳（102）移动的可动部件上，或所述光源设置在外力（F1）和弹性件弹性力（F2）共同作用下相对于所述手柄下壳（102）移动的可动部件上，所述光敏单元布置在相对于所述手柄下壳（102）静止的线路板（170）上，由所述光源发出的光线直接照射到所述光敏单元上。
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