CN108670478A - 电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动牙刷，包括手柄和刷头，手柄内设置有电源单元，刷头包括刷柄和刷毛，刷毛设置在刷柄的头部，其中，手柄的一端设置有振动传递杆，振动传递杆内设置有振动单元，振动传递杆从刷柄的尾部插入刷柄内；振动单元包括第一振动组件和第二振动组件，第一振动组件包括第一电机和第一偏心轮，第一电机驱动第一偏心轮沿第一方向旋转，第二振动组件包括第二电机和第二偏心轮，第二电机驱动第二偏心轮沿第二方向旋转，第一方向和第二方向相反，第二偏心轮上还设置有超声波震动盘。本发明提供的电动牙刷具有握感舒适、清洁效果好、具有杀菌功能等优点。

Description

电动牙刷

技术领域

本发明涉及生活日用品技术领域，特别涉及一种具有超声波功能的电动牙刷。

背景技术

传统的手动牙刷是一种常见的清洁口腔的工具，但是手动牙刷通常会出现对牙齿清洁不干净的情况，手动操作力度及动作的不规范会造成牙龈出血，以及造成牙釉质被磨损等问题。现在市面上出现了一种电动牙刷，通过设置在手柄内的振动元件的振动，并将振动传递至刷头的刷毛上进行刷牙，但是现有的电动牙刷往往存在不能很好的清洁口腔、无法抑菌杀菌、会对牙釉质造成破坏等缺陷。且现有的电动牙刷的振动元件一般设置在手柄内部，使用时手柄的震感强烈，影响操作手感。

发明内容

本发明的目的是提供一种握感舒适、清洁效果好、具有杀菌功能的电动牙刷。

为了实现上述目的，本发明提供一种电动牙刷，包括手柄和刷头，手柄内设置有电源单元，刷头包括刷柄和刷毛，刷毛设置在刷柄的头部，其中，手柄的一端设置有振动传递杆，振动传递杆内设置有振动单元，振动传递杆从刷柄的尾部插入刷柄内；振动单元包括第一振动组件和第二振动组件，第一振动组件包括第一电机和第一偏心轮，第一电机驱动第一偏心轮沿第一方向旋转，第二振动组件包括第二电机和第二偏心轮，第二电机驱动第二偏心轮沿第二方向旋转，第一方向和第二方向相反，第二偏心轮上还设置有超声波震动盘。

由上述技术方案可见，振动单元设置在振动传递杆内，通过振动传递杆将振动能量传递至刷头上的刷毛，大大减小了手柄的震感，提高了手柄的握感舒适度，振动传递杆的振动能量传递效率高，有利于降低能耗，提高了每充一次电的使用时间。通过第一偏心轮和第二偏心轮产生不同方向的振动，并将超声波震动盘产生的超声波传递至刷毛，可将刷毛处的液相分子形成空化核，空化核瞬间爆裂产生局部高压环境，并产生具有强烈冲击的超声空化微射流，使细菌毒力丧失或死亡，从而达到杀菌目的，超声空化微射流同时能去除牙垢牙菌斑等，清洁效果可全方位深入到牙缝、不平整的牙齿表面，做到全面清洁。

进一步的方案是，刷柄的头部设置刷毛安装区，刷毛安装区内设置有多个刷毛安装孔，刷毛安装在刷毛安装孔内，刷毛安装孔包括第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔的截面呈椭圆形，第二安装孔的截面呈一头宽一头窄的水滴弧形。刷毛安装区呈椭圆形，刷毛安装区的中部外侧分别设置有两个第一安装孔，刷毛安装区的其他区域设置多个第二安装孔。

可见，由于振动能量在椭圆形的第一安装孔内传递时，能量的衰减大，使得第一安装孔内的刷毛的振动频率小；由于振动能量在水滴弧形的第二安装孔内传递时，能量的衰减小，使得第二安装孔内的刷毛的振动频率大；刷牙时，第一安装孔内的刷毛位于牙龈位置，小的振动频率有利于保护牙龈，防止对牙龈造成损伤，而第二安装孔内的刷毛位于牙齿表面，大的振动频率有利于对牙齿表面进行清洁。通过上述分区清洁的方式，即能保证电动牙刷的清洁效果，又可避免牙龈损伤。

进一步的方案是，刷毛呈波浪型，刷毛安装区的中部和两端的刷毛的长度大于其他的刷毛的长度。

可见，波浪型的刷毛有利于对牙齿端部的凹部进行清洁。

进一步的方案是，刷柄的尾部设置有中空的连接腔，连接腔自内而外包括圆柱形的第一连接腔和圆台形的第二连接腔，振动传递杆的圆柱形头部穿过第二连接腔后插入第一连接腔内，第一连接腔的周壁上均匀设置有多个凸块。

可见，振动传递杆的圆柱形头部与第一连接腔的周壁的凸块发生碰撞，从而将振动能量传递至刷头，提高了能量的传递效率。

更进一步的方案是，电源单元为充电电池，电动牙刷还包括无线充电底座，无线充电底座内设置有无线发送线圈，无线充电底座上设置有与无线发送线圈连接的插头，手柄的底部设置有与无线发送线圈相互感应的无线接收线圈，无线接收线圈与充电电池连接。

由此可见，通过无线充电的方式提高了充电的安全性。

进一步的方案是，无线充电底座包括平整的第一侧壁和弧形的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁的底部设置有平整的底壁，第一侧壁、第二侧壁和底壁围成上端开口的容纳部，第二侧壁上贯穿地设置有开口部，开口部从第二侧壁的上端延伸至底壁，开口部上设置有收缩部，手柄的下端可插入容纳部内；底壁内设置有封闭的第一容纳腔，插头设置在第一侧壁的底部，无线发送线圈设置在第一容纳腔内。

可见，插头设置在平整的第一侧壁上，便于将无线充电底座插在插板上进行充电；设置开口部便于充电过程中观察充电状态的变化，并有利于水从容纳部流出；在开口部设置收缩部可防止手柄从开口部掉落。

进一步的方案是，充电电池内设置有第一线圈，手柄内设置有第一强磁，第一强磁位于充电电池的下方，第一强磁上绕有第二线圈；第一侧壁内设置有封闭的第二容纳腔，第二容纳腔内设置有第二强磁，第二强磁与第一强磁正对，第二强磁上绕有第三线圈，第三线圈与无线发送线圈相连；第一强磁和第二强磁的磁感应强度均大于1T。

可见，通过第一强磁和第二强磁之间的磁导电传递，当充电电池快充满时，只有小部分电流缓慢的充进充电电池，这样可以保护充电电池，避免过充而导致的自放电，有效提高充电电池的使用寿命和降低充电电池容量的衰减。

进一步的方案是，第一强磁的磁感应强度为1.28T至1.32T，第二强磁的磁感应强度为1.13T至1.17T。

进一步的方案是，第二振动组件外设置有散热环，散热环由氧化铝陶瓷材料制成。

可见，由于氧化铝陶瓷材料散热效率高，能快速进行散热，防止温度过高损坏第二振动组件。

附图说明

图1是本发明的电动牙刷实施例的结构图。

图2是本发明的电动牙刷实施例的刷柄的主视图。

图3是图2中A-A方向的剖视图。

图4是本发明的电动牙刷实施例的刷柄的仰视图。

图5是本发明的电动牙刷实施例的刷柄的头部结构放大图。

图6是本发明的电动牙刷实施例的刷头的左视图。

图7是本发明的电动牙刷实施例的手柄的结构图。

图8是本发明的电动牙刷实施例的手柄的剖视图。

图9是本发明的电动牙刷实施例的振动单元的结构示意图。

图10是本发明的电动牙刷实施例的无线充电底座在第一视角下的结构图。

图11是本发明的电动牙刷实施例的无线充电底座在第二视角下的结构图。

图12是本发明的电动牙刷实施例的无线充电底座的剖视图。

图13是本发明的电动牙刷实施例的充电原理图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，图1是本发明的电动牙刷实施例的结构图。在本实施方式中，电动牙刷包括手柄1、刷头2和无线充电底座3，刷头2设置在手柄1的上端，手柄1插入无线充电底座3上进行充电。

手柄1具有圆柱形的外壳10，在外壳10的表面设置有开关按钮11、透明盖板12和模式切换按钮13，在透明盖板12内可设置显示模块，该显示模块例如可以是LED灯，显示模块用于显示电量、振动模式等信息。

刷头2包括刷柄20和刷毛21，刷毛21设置在刷柄20的头部200。

参见图2、图3和图4，图2是本发明的电动牙刷实施例的刷柄的主视图，图3是图2中A-A方向的剖视图，图4是本发明的电动牙刷实施例的刷柄的仰视图。刷柄20包括头部200和尾部201，头部200和尾部201由塑料材料一体成型制成。头部200设置有刷毛安装区，在刷毛安装区内设置有多个刷毛安装孔210，刷毛21安装在刷毛安装孔210内。尾部201呈上小下大的圆台形，在尾部201内设置有中空的连接腔，连接腔自内而外包括圆柱形的第一连接腔221和圆台形的第二连接腔222，第二连接腔222的下端为开口端。在第一连接腔221的周壁上均匀设置有多个凸块223，凸块223沿第一连接腔221的轴向延伸，在本实施方式中，设置有四个凸块223，其中，相对的两个凸块223所在的平面与刷毛安装区所在的平面平行，另外相对的两个凸块223所在的平面与刷毛安装区所在的平面垂直。在第二连接腔222的开口端设置有便于安装刷头的安装槽224、225，安装槽224的一端设置有贯穿于尾部201的周壁的固定孔226。

参见图5，图5是本发明的电动牙刷实施例的刷柄的头部结构放大图。在本实施方式中，刷柄20的头部200大体呈椭圆形，设置在头部200的刷毛安装区呈椭圆形，设置在刷毛安装区的刷毛安装孔210包括第一安装孔211和第二安装孔212，第一安装孔211的截面呈椭圆形，第二安装孔212的截面呈一头宽一头窄的水滴弧形。刷毛安装区的中部外侧分别设置有两个第一安装孔211，刷毛安装区的其他区域设置多个第二安装孔212。在第一安装孔211和第二安装孔212内安装刷毛后，第一安装孔211内的刷毛的形状呈椭圆形，第二安装孔212内的刷毛的形状呈水滴弧形，这样设置的好处是：振动能量在椭圆形的第一安装孔211内传递时，能量的衰减大，使得第一安装孔211内的刷毛的振动频率小；振动能量在水滴弧形的第二安装孔212内传递时，能量的衰减小，使得第二安装孔212内的刷毛的振动频率大，刷牙时，第一安装孔211内的刷毛位于牙龈位置，小的振动频率有利于保护牙龈，防止对牙龈造成损伤，而第二安装孔212内的刷毛位于牙齿表面，大的振动频率有利于对牙齿表面进行清洁。

参见图6，图6是本发明的电动牙刷实施例的刷头的左视图。刷头2包括刷柄20和刷毛21，刷毛21呈波浪型，即中部和两端的刷毛的长度大于其他位置的刷毛的长度。从左视图看，刷毛21包括凸起部213、214、215和凹部216、217，刷牙时，凸起部214和其两侧的凹部216、217与牙齿端面的凹进去的部分很好的贴合，从而对该部分的牙齿进行有效地清洁。

参见图7和图8，图7是本发明的电动牙刷实施例的手柄的结构图，图8是本发明的电动牙刷实施例的手柄的剖视图。在手柄1与刷头2连接的一端设置有振动传递杆14，振动传递杆14包括圆柱形的头部140和圆台形的尾部141，头部140和尾部141由塑料材料一体成型制成，头部140的长度小于尾部141的长度。尾部141的外周壁上设置有安装块142，将刷头2安装至手柄1上时，振动传递杆14的头部140穿过刷柄20的第二连接腔222后插入第一连接腔221（参见图3）内，振动传递杆14振动时，其头部140与刷柄20内的凸块223（参见图3、图4）发生碰撞，将振动能量传递至刷柄20上，头部140与凸块223的配合提高了振动能量的传递效率。振动传递杆14与刷柄20之间通过安装块142和安装槽224、225（参见图3）进行固定连接，这种连接方式简单可靠，可实现快速安装和拆卸刷头。

振动传递杆14内设置有振动单元15，振动单元15提供振动能量。由于振动单元15设置在振动传递杆14内，振动单元15的振动能量几乎都传递至振动传递杆14上，使用时手柄1的震感很小，手柄1的握感舒适，通过振动传递杆14将振动传递至刷头2，能量利用率高，充电一次使用时间增加。

手柄1内还设置有电源单元，在本实施方式中，电源单元为充电电池16，如锂离子电池，手柄1内周壁上在充电电池16的下方设置有第一强磁17，手柄1的底部设置有无线接收线圈18，无线接收线圈18与充电电池16的正负极连接。充电电池16通过控制线路板与振动单元15电连接，从而控制振动单元15的运行。

参见图9，图9是本发明的电动牙刷实施例的振动单元的结构示意图。振动单元15包括第一振动组件和第二振动组件，第一振动组件位于第二振动组件的上方。第一振动组件包括第一电机150和第一偏心轮151，第一电机150驱动第一偏心轮151沿第一方向旋转，第一偏心轮151转动时产生第一振动源；第二振动组件包括第二电机152和第二偏心轮153，第二电机152驱动第二偏心轮153沿第二方向旋转，第二偏心轮153转动时产生第二振动源。第一方向和第二方向相反，例如第一方向为顺时针方向，那么第二方向就是逆时针方向；如果第一方向为逆时针方向，那么第二方向就是顺时针方向。可见，第一振动源的振动方向与第二振动源的振动方向相反。第一振动组件正向设置，即第一偏心轮151设置在第一电机150的上方；第二振动组件反向设置，即第二偏心轮153设置在第二电机152的下方，第一电机150和第二电机152相邻，这样设置的好处是能合理利用空间，减小振动单元的整体尺寸。

第二偏心轮153上还设置有超声波震动盘154，超声波震动盘154由金刚石钨钢合金制成，超声波震动盘154产生超声波。第二振动组件外设置有散热环155，散热环155由氧化铝陶瓷材料制成。在本实施方式中，散热环155使用氧化铝含量达到99%的99瓷制造而成，具有十分理想的散热效果，由于超声波震动盘154的发热量较高，金属散热材料无法达到理想的散热效果，在连续运行20分钟的情况下，本发明的散热环155的散热效率是普通金属散热环的散热效率的6倍。散热环155的内腔直径自上而下逐渐增大，第二振动组件位于散热环155的内腔内。

同时参见图1至图9，本发明的电动牙刷至少包括两种工作模式。

第一种模式：打开开关按钮11，按压模式切换按钮13，充电电池16通过控制线路板仅向第一电机150发送第一控制信号，第一电机150驱动第一偏心轮151转动，第一偏心轮151转动产生机械振动，振动传递杆14将该机械振动传递至刷头2上，刷头2上的刷毛21沿一个方向振动，刷毛21振动过程中可对牙齿进行清洁。继续按压模式切换按钮13，改变第一控制信号的强弱，从而改变刷毛21的振动强弱，也就是说第一种模式可以有多种档位。

第二种模式：按压模式切换按钮13，充电电池16通过控制线路板同时向第一电机150、第二电机152和超声波震动盘154发送第二控制信号，第一电机150驱动第一偏心轮151转动，第二电机152驱动第二偏心轮153转动，超声波震动盘154产生的超声波经过第一偏心轮151和第二偏心轮153传递出去，第一偏心轮151的振动波频为36000赫兹，第二偏心轮153的振动波频为29000赫兹，但第一偏心轮151和第二偏心轮153的转动方向相反，两个反方向波频传递至刷毛21后，与刷毛21处的液体产生碰撞后，液相分子间的吸引力被打破，形成空化核，空化核的寿命约为0.1微秒，空化核瞬间爆裂，爆裂的瞬间可以产生约100MPa的局部高压环境，并产生速度约为110m/s的具有强烈冲击的超声空化微射流，使细菌毒力丧失或死亡，从而达到杀菌目的，超声空化微射流同时能去除牙垢牙菌斑等，在第二种模式下清洁效果可全方位深入到牙缝、不平整的牙齿表面，做到全面清洁。

参见图10至图12，图10和图11为本发明的电动牙刷实施例的无线充电底座在不同视角下的结构图，图12为本发明的电动牙刷实施例的无线充电底座的剖视图。无线充电底座3包括平整的第一侧壁31和弧形的第二侧壁32，第一侧壁31和第二侧壁32的底部设置有平整的底壁33，第一侧壁31上设置有插头310。第一侧壁31、第二侧壁32和底壁33围成上端开口的容纳部34，第二侧壁32上贯穿地设置有开口部320，开口部320从第二侧壁32的上端延伸至底壁33，开口部320上设置有收缩部321，收缩部321减小了开口部320的两端侧壁之间的距离，手柄1的下端可插入容纳部34内（参见图1）。设置开口部320的好处是有利于水从开口部320的底部流出，另外当手柄1的下端设置LED显示灯时，可通过开口部320观察LED显示灯的状态变化，在开口部320上设置收缩部321可以防止手柄1从开口部320掉落。

底壁33内设置有封闭的第一容纳腔330，第一容纳腔330内设置有无线发送线圈331，插头310从第一侧壁31表面穿过后与无线发送线圈331连接。第一侧壁31内设置有封闭的第二容纳腔311，第二容纳腔311的侧壁上设置有第二强磁312。

本发明的电动牙刷通过涓流充电原理进行充电，充电原理图参见图13，将无线充电底座3的插头310与220V的市电连接，转换模块将交流电转换为直流电后流经无线发送线圈331，手柄1内的无线接收线圈18产生感应电流，无线接收线圈18与充电电池16的正负极连接，向充电电池16充电。充电电池16在靠近底部的位置设置有第一线圈160，第一线圈160与充电电池16底壁之间的长度为充电电池16的整个长度的1/5。充电电池16按照图中箭头A的方向逐节充电，当充电到80%时，第一线圈160有电流通过，手柄1内在充电电池16的下方还设置有第一强磁17，第一强磁17上设置有第二线圈170，第一线圈160上产生电流时，第二线圈170相应的产生感应电流，相当于将第一线圈160上的电流引流至第二线圈170上。无线充电底座3上与第一强磁17正对地设置有第二强磁312，第二强磁312上设置有第三线圈313，第一强磁17和第二强磁312之间进行磁导电传递，第一强磁17和第二强磁312之间相当于一个阻值很大的电阻，在传递过程中电流发生衰减，最后经过第三线圈313后回路至无线接收线圈18。由此可见，当充电至80%的时候，只有小部分电流缓慢的充进充电电池16，这样可以保护充电电池16，避免过充而导致的自放电，有效提高充电电池16的使用寿命和降低充电电池16容量的衰减。在本实施方式中，第一强磁17和第二强磁312均为磁性很强的磁铁，他们的磁感应强度均大于1T（特斯拉），例如可以使用钕铁硼强磁铁。优选地，第一强磁的磁感应强度为1.28T至1.32T，第二强磁的磁感应强度为1.13T至1.17T。

当然，上述实施例仅是本发明较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.电动牙刷，包括手柄和刷头，所述手柄内设置有电源单元，所述刷头包括刷柄和刷毛，所述刷毛设置在所述刷柄的头部，其特征在于：

所述手柄的一端设置有振动传递杆，所述振动传递杆内设置有振动单元，所述振动传递杆从所述刷柄的尾部插入所述刷柄内；

所述振动单元包括第一振动组件和第二振动组件，所述第一振动组件包括第一电机和第一偏心轮，所述第一电机驱动所述第一偏心轮沿第一方向旋转，所述第二振动组件包括第二电机和第二偏心轮，所述第二电机驱动所述第二偏心轮沿第二方向旋转，所述第一方向和所述第二方向相反，所述第二偏心轮上还设置有超声波震动盘。

2.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于：

所述刷柄的头部设置刷毛安装区，所述刷毛安装区内设置有多个刷毛安装孔，所述刷毛安装在所述刷毛安装孔内，所述刷毛安装孔包括第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔的截面呈椭圆形，所述第二安装孔的截面呈一头宽一头窄的水滴弧形。

3.根据权利要求2所述的电动牙刷，其特征在于：

所述刷毛安装区呈椭圆形，所述刷毛安装区的中部外侧分别设置有两个所述第一安装孔，所述刷毛安装区的其他区域设置多个所述第二安装孔。

4.根据权利要求3所述的电动牙刷，其特征在于：

所述刷毛呈波浪型，所述刷毛安装区的中部和两端的刷毛的长度大于其他的刷毛的长度。

5.根据权利要求4所述的电动牙刷，其特征在于：

所述刷柄的尾部设置有中空的连接腔，所述连接腔自内而外包括圆柱形的第一连接腔和圆台形的第二连接腔，所述振动传递杆的圆柱形头部穿过所述第二连接腔后插入所述第一连接腔内，所述第一连接腔的周壁上均匀设置有多个凸块。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动牙刷，其特征在于：

所述电源单元为充电电池，所述电动牙刷还包括无线充电底座，所述无线充电底座内设置有无线发送线圈，所述无线充电底座上设置有与所述无线发送线圈连接的插头，所述手柄的底部设置有与所述无线发送线圈相互感应的无线接收线圈，所述无线接收线圈与所述充电电池连接。

7.根据权利要求6所述的电动牙刷，其特征在于：

所述无线充电底座包括平整的第一侧壁和弧形的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁的底部设置有平整的底壁，所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底壁围成上端开口的容纳部，所述第二侧壁上贯穿地设置有开口部，所述开口部从所述第二侧壁的上端延伸至所述底壁，所述开口部上设置有收缩部，所述手柄的下端可插入所述容纳部内；

所述底壁内设置有封闭的第一容纳腔，所述插头设置在所述第一侧壁的底部，所述无线发送线圈设置在所述第一容纳腔内。

8.根据权利要求7所述的电动牙刷，其特征在于：

所述充电电池内设置有第一线圈，所述手柄内设置有第一强磁，所述第一强磁位于所述充电电池的下方，所述第一强磁上绕有第二线圈；

所述第一侧壁内设置有封闭的第二容纳腔，所述第二容纳腔内设置有第二强磁，所述第二强磁与所述第一强磁正对，所述第二强磁上绕有第三线圈，所述第三线圈与所述无线发送线圈相连；

所述第一强磁和所述第二强磁的磁感应强度均大于1T。

9.根据权利要求8所述的电动牙刷，其特征在于：

所述第一强磁的磁感应强度为1.28T至1.32T，所述第二强磁的磁感应强度为1.13T至1.17T。

10.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于：

所述第二振动组件外设置有散热环，所述散热环由氧化铝陶瓷材料制成。