CN109549732A - 电动牙刷驱动频率控制方法及其控制系统 - Google Patents

电动牙刷驱动频率控制方法及其控制系统 Download PDF

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    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Abstract

本发明公开了一种电动牙刷驱动频率控制方法及其控制系统,其中该控制方法包括以下步骤:A、启动电动牙刷;B、电动牙刷的驱动电机以固定频率转动;C、电流检测模块实时检测驱动电机的电流;D、微处理器模块根据所述电流检测模块检测到的驱动电机的电流调节其输出的驱动频率,使所述驱动频率与所述驱动电机的固定频率一致,该控制方法可使微处理器输出的驱动频率与电机输出的固定频率一致,从而使电动牙刷达到最优的工作状态。

Description

电动牙刷驱动频率控制方法及其控制系统
技术领域
本发明涉及电动牙刷领域,更具体的说,是一种电动牙刷驱动频率控制方法及其控制系统。
背景技术
现有的电动牙刷,其驱动方式一般为微处理器输出驱动频率驱动波至驱电机,从而驱动电机转动,电机转动时带动电动牙刷刷头转动,现有的电动牙刷的刷头一般做往复的周期性运动,电机存在往复周期运动的固定频率,但是电动牙刷的刷头的型号、电机装配的公差等都会影响电机的固定频率,使电机的固定频率在刷牙的过程中会不断发生变化,而当微处理器输出的固定频率与电机输出的固定频率一致时,电动牙刷才会达到最优的工作状态,而在电机输出的固定频率变化的过程中,微处理器输出的驱动频率并不会随着变化,从而导致电动牙刷达不到最优的工作状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动牙刷驱动频率控制方法及其控制系统,该控制方法及控制系统可使微处理器输出的驱动频率与电机输出的固定频率一致,从而使电动牙刷达到最优的工作状态。
其技术方案如下:
本发明公开一种电动牙刷驱动频率控制方法,包括以下步骤:
A、启动电动牙刷;
B、电动牙刷的驱动电机以固定频率转动;
C、电流检测模块实时检测驱动电机的电流;
D、微处理器模块根据所述电流检测模块检测到的驱动电机的电流调节其输出的驱动频率,使所述驱动频率与所述驱动电机的固定频率一致。
在步骤C之后,还包括:
电流检测模块将驱动电机的电流转换成电压输出至微处理器模块;
微处理器模块检测电流检测模块输出的电压值,并根据电压值计算出电流值,所述电流值为第一电流值;
微处理器模块根据第一电流值调节其输出的驱动频率。
微处理器模块根据第一电流值调节其输出的驱动频率,具体为;
微处理器模块判断所述第一电流值与所述微处理器模块的驱动频率的导数是否为0;
若导数为0,则微处理器模块以驱动频率驱动所述驱动电机转动;
若导数不为0,则微处理器模块调整其输出的驱动频率,直至驱动频率与第一电流值的导数为0,并以调节后的驱动频率驱动所述驱动电机转动。
在步骤A后,还包括:
微处理器模块输出驱动频率的驱动波至驱动电机的驱动控制模块;
驱动控制模块根据接收的驱动频率的驱动波驱动电机转动。
在电动牙刷暂停重新启动后,所述微处理器模块以上一次电动牙刷暂停时的驱动频率驱动所述驱动电机。
本发明还公开了一种电动牙刷驱动频率控制系统,包括:
微处理器模块:与驱动电机控制模块相连,微处理器模块输出驱动频率的驱动波至驱动电机控制模块;
驱动电机控制模块:接收微处理器输出的驱动频率的驱动波后,驱动驱动电机转动;
驱动电机:驱动电机驱动电动牙刷头转动;
电流检测模块:其输入端与驱动电机相连,其输出端与微处理器模块相连,所述电流检测模块检测所述驱动电机的电流,并将所述驱动电流转换成驱动电压输出至微处理器模块。
所述微处理器模块根据所述电流检测模块输出的电压调节其输出的驱动频率。
所述电流检测模块包括电阻R1、R2、R3及运放,所述电阻R1的一端与驱动电机相连,所述电阻R1的另一端与电阻R2相连,所述R2的另一端分别与电阻R3的一端及运放的正向端相连,运放的反向端与驱动电机相连,电阻R3的另一端及运放的输出端与微处理器模块相连。
所述微处理器模块为单片机。
所述单片机上设有A/D接口。
需要说明的是:
前述“第一、第二、第三…”仅仅是用于对于名称的区分,不代表具体的数量及顺序。
下面对本发明的优点或原理进行说明:
1、电动牙刷在运行时,通过实时检测驱动电机的电流,根据电流实时调节微处理器模块的驱动频率,使微处理器模块的驱动频率与驱动电机的固定频率一致,当驱动频率与固定频率一致时,电动牙刷达到最优的工作状态,此时电动牙刷的功耗低、噪声低、震感低,能带给客户更好的刷牙体验。
2、通过对驱动电机电流的实时检测,便于微处理器模块对驱动电机的精确控制,且能大幅降低电动牙刷的整体功耗。
3、驱动电机的固定频率在驱动电机的运行过程中不断变换,当电动牙刷的电流与驱动频率的导数为0时,微处理器模块的驱动频率与驱动电机的固定频率一致,通过检测驱动电机的电流,根据驱动电机的电流即可调节微处理器模块的驱动频率,调节方式简单精确。
4、电流检测模块连接驱动电机及微控制器模块,使微处理器模块与驱动电机实现闭环控制,达到微处理器模块的驱动频率与驱动电机往复运动的固定频率谐振的效果。
附图说明
图1是本发明实施例的驱动频率与电流曲线图;
图2是本发明实施例的电动牙刷驱动频率控制方法的总的流程图;
图3是本发明实施例的电动牙刷驱动频率控制系统的示意图;
图4是本发明实施例的电流检测模块的示意图;
附图标记说明:
100、微处理器模块;200、驱动电机控制模块;300、驱动电机;400、电流检测模块。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明。
电动牙刷在运行时,由电动牙刷的微处理器模块100输出驱动频率至驱动电机300,驱动电机300以往复运动的固定频率驱动电动牙刷刷头转动,但是驱动电机300的固定频率由于受电机马达装配的公差等原因的影响,驱动电机300的固定频率在不断的动态变化中,如图1所示,在电动牙刷的刷头震动幅度不变的情况下,电动牙刷的微处理器模块100的驱动频率F与驱动电机300的固定频率f接近或一致时,电动牙刷的驱动电机300的电流I会急剧下降,由图1可知,当微处理器模块100的驱动频率与电流的导数为0时,微处理器模块100的驱动频率与驱动电机300的固定频率一致,基于以上原理,如图2所示,本实施例公开一种电动牙刷驱动频率控制方法,该控制方法包括以下步骤:
S10、启动电动牙刷;
S20、电动牙刷的驱动电机300以固定频率转动;
S30、电流检测模块400实时检测驱动电机300的电流;
S40、微处理器模块100根据所述电流检测模块400检测到的驱动电机300的电流调节其输出的驱动频率,使所述驱动频率与所述驱动电机300的固定频率一致;
在步骤S30之后,还包括:
电流检测模块400将驱动电机300的电流转换成电压输出至微处理器模块100;
微处理器模块100检测电流检测模块400输出的电压值,并根据电压值计算出电流值,所述电流值为第一电流值;
微处理器模块100根据第一电流值调节其输出的驱动频率;
其中,微处理器模块100根据第一电流值调节其输出的驱动频率,具体为;
微处理器模块100判断所述第一电流值与所述微处理器模块100的驱动频率的导数是否为0;
若导数为0,则微处理器模块100以驱动频率驱动所述驱动电机300转动;
若导数不为0,则微处理器模块100调整其输出的驱动频率,直至驱动频率与第一电流值的导数为0,并以调节后的驱动频率驱动所述驱动电机300转动;
在步骤S10后,还包括:
微处理器模块100输出驱动频率的驱动波至驱动电机300的驱动控制模块;
驱动控制模块根据接收的驱动频率的驱动波驱动电机300转动。
在电动牙刷暂停重新启动后,所述微处理器模块100以上一次电动牙刷暂停时的驱动频率驱动所述驱动电机300。
如图3、图4所示,本发明还公开了一种电动牙刷驱动频率控制系统,包括:
微处理器模块100:与驱动电机300控制模块200相连,微处理器模块100输出驱动频率的驱动波至驱动电机300控制模块200;
驱动电机300控制模块200:接收微处理器输出的驱动频率的驱动波后,驱动驱动电机300转动;
驱动电机300:驱动电机300驱动电动牙刷头转动;
电流检测模块400:其输入端与驱动电机300相连,其输出端与微处理器模块100相连,所述电流检测模块400检测所述驱动电机300的电流,并将所述驱动电流转换成驱动电压输出至微处理器模块100;
其中,所述微处理器模块100根据所述电流检测模块400输出的电压调节其输出的驱动频率,本实施例的所述微处理器模块100为单片机,且所述单片机上设有A/D接口;
本实施例的电流检测模块400包括电阻R1、R2、R3及运放,所述电阻R1的一端与驱动电机300相连,所述电阻R1的另一端与电阻R2相连,所述R2的另一端分别与电阻R3的一端及运放的正向端相连,运放的反向端与驱动电机300相连,电阻R3的另一端及运放的输出端与微处理器模块100相连;
本实施例的驱动电机的电流输入至电流检测模块后,根据电阻R1、R2、R3的阻值及驱动电机的电流值,再根据U=(1+R3/R2)*I*R1即可得出输出至微控制器模块的电压值。
下面对本发明的优点或原理进行说明:
1、电动牙刷在运行时,通过实时检测驱动电机300的电流,根据电流实时调节微处理器模块100的驱动频率,使微处理器模块100的驱动频率与驱动电机300的固定频率一致,当驱动频率与固定频率一致时,电动牙刷达到最优的工作状态,此时电动牙刷的功耗低、噪声低、震感低,能带给客户更好的刷牙体验。
2、通过对驱动电机300电流的实时检测,便于微处理器模块100对驱动电机300的精确控制,且能大幅降低电动牙刷的整体功耗。
3、驱动电机300的固定频率在驱动电机300的运行过程中不断变换,当电动牙刷的电流与驱动频率的导数为0时,微处理器模块100的驱动频率与驱动电机300的固定频率一致,通过检测驱动电机300的电流,根据驱动电机300的电流即可调节微处理器模块100的驱动频率,调节方式简单精确。
4、电流检测模块400连接驱动电机300及微控制器模块100,使微处理器模块100与驱动电机300实现闭环控制,达到微处理器模块100的驱动频率与驱动电机300往复运动的固定频率谐振的效果。
以上仅为本发明的具体实施例,并不以此限定本发明的保护范围;在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进,均属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.电动牙刷驱动频率控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、启动电动牙刷;
B、电动牙刷的驱动电机以固定频率转动;
C、电流检测模块实时检测驱动电机的电流;
D、微处理器模块根据所述电流检测模块检测到的驱动电机的电流调节其输出的驱动频率,使所述驱动频率与所述驱动电机的固定频率一致。
2.如权利要求1所述电动牙刷驱动频率控制方法,其特征在于,在步骤C之后,还包括:
电流检测模块将驱动电机的电流转换成电压输出至微处理器模块;
微处理器模块检测电流检测模块输出的电压值,并根据电压值计算出电流值,所述电流值为第一电流值;
微处理器模块根据第一电流值调节其输出的驱动频率。
3.如权利要求2所述电动牙刷驱动频率控制方法,其特征在于,微处理器模块根据第一电流值调节其输出的驱动频率,具体为;
微处理器模块判断所述第一电流值与所述微处理器模块的驱动频率的导数是否为0;
若导数为0,则微处理器模块以驱动频率驱动所述驱动电机转动;
若导数不为0,则微处理器模块调整其输出的驱动频率,直至驱动频率与第一电流值的导数为0,并以调节后的驱动频率驱动所述驱动电机转动。
4.如权利要求1所述电动牙刷驱动频率控制方法,其特征在于,在步骤A后,还包括:
微处理器模块输出驱动频率的驱动波至驱动电机的驱动控制模块;
驱动控制模块根据接收的驱动频率的驱动波驱动电机转动。
5.如权利要求4所述电动牙刷驱动频率控制方法,其特征在于,在电动牙刷暂停重新启动后,所述微处理器模块以上一次电动牙刷暂停时的驱动频率驱动所述驱动电机。
6.电动牙刷驱动频率控制系统,其特征在于,包括:
微处理器模块:与驱动电机控制模块相连,微处理器模块输出驱动频率的驱动波至驱动电机控制模块;
驱动电机控制模块:接收微处理器输出的驱动频率的驱动波后,驱动驱动电机转动;
驱动电机:驱动电机驱动电动牙刷头转动;
电流检测模块:其输入端与驱动电机相连,其输出端与微处理器模块相连,所述电流检测模块检测所述驱动电机的电流,并将所述驱动电流转换成驱动电压输出至微处理器模块。
7.如权利要求6所述电动牙刷驱动频率控制系统,其特征在于,所述微处理器模块根据所述电流检测模块输出的电压调节其输出的驱动频率。
8.如权利要求6所述电动牙刷驱动频率控制系统,其特征在于,所述电流检测模块包括电阻R1、R2、R3及运放,所述电阻R1的一端与驱动电机相连,所述电阻R1的另一端与电阻R2相连,所述R2的另一端分别与电阻R3的一端及运放的正向端相连,运放的反向端与驱动电机相连,电阻R3的另一端及运放的输出端与微处理器模块相连。
9.如权利要求6所述电动牙刷驱动频率控制系统,其特征在于,所述微处理器模块为单片机。
10.如权利要求9所述电动牙刷驱动频率控制系统,其特征在于,所述单片机上设有A/D接口。
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Patentee after: Guangzhou haoxingwan Technology Co.,Ltd.

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