CN109688969B - 用于个人护理设备的动力传动系统组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于个人护理设备(10)的动力传动系统组件(200)，包括：扭力弹簧(210)，其悬置在第一端部安装件(220)和第二端部安装件(230)之间，扭力弹簧包括安装至第一端部安装件的第一端、和安装至第二端部安装件的第二端，其中扭力弹簧的第一端和第二端中的每一者包括交叉挠性弹簧铰链(250，260)。

Description

用于个人护理设备的动力传动系统组件
技术领域
本公开主要涉及一种具有不需要节点安装的V形弹簧的个人护理设备动力传动系统装置。
背景技术
正确地刷牙，包括刷牙的长度和覆盖范围，有助于确保牙齿的长期健康。不经常刷牙或刷牙不充分的人会经历许多牙齿问题，尤其是在口腔的特定区域或部位。在经常刷牙的人中，即使遵循标准的刷牙方案，不正确的刷牙习惯也会导致刷牙覆盖不良，进而导致清洁会话期间表面未充分清洁。已经证明电动清洁设备，如电动牙刷，可以大大提高清洁会话的效率。
这些电动清洁设备包括电动牙刷、剃须刀、皮肤清洁器及类似设备，其具有马达，如机械或机电马达，马达啮合动力传动系统以驱动附件(如刷头)振荡、往复或以其它模式移动。一种类型的动力传动系统布置使用安装在两端的弹簧。一些配置具有位于两端之间大约中间长度的节点，并且一些弹簧具有V形形状。
然而，这些弹簧装置容易因诸如微动疲劳等而失效，其中，弹簧夹紧端交界处的重复力导致弹簧和夹具上的应力。随着时间的推移，这可能导致一个或多个部件故障。此外，弹簧安装在两端的弹簧装置需要许多不同部件，从而增加了构件成本、制造成本和生产时间。
节点安装也可能是不可靠的或不可预测的，因为安装可能过于僵硬或者可能导致驱动器的迟滞行为，其中，施加在驱动器上的力和驱动器的响应之间存在显著迟滞。迟滞导致驱动效率非常低，并且使得系统所执行的任意幅度和力感测复杂化。
因此，仍然需要具有较少的部件并且包括非节点安装的V形弹簧的个人护理设备动力传动系统布置，从而提高针对应力和疲劳的稳健性。
发明内容
本公开针对创新性的动力传动系统组件，其包括悬置在两端而非节点安装的V形弹簧。V形弹簧包括位于两端的X形弹簧铰链。本发明的系统应用于诸如电动牙刷、皮肤清洁器或剃须刀等电动或动力个人护理设备，以提供效率更高、更耐应力的简化的动力传动系统组件。
一般地，在一个方面，提供一种用于个人护理设备的动力传动系统组件。动力传动系统组件包括悬置在第一端部安装件和第二端部安装件之间的扭力弹簧，该弹簧包括安装至第一端部安装件的第一端、和安装至第二端部安装件的第二端，其中扭力弹簧的第一端和第二端分别包括X形弹簧铰链。
根据一个实施例，第一端部安装件配置为接合马达。
根据一个实施例，第二端部安装件配置为接合用于附件的安装件。
根据一个实施例，每个X形弹簧铰链包括从扭力弹簧向外延伸的两个弹簧片。
根据一个实施例，扭力弹簧是V形弹簧。
根据一个实施例，动力传动系统还包括：第一端部安装件处的第一支撑结构，扭力弹簧的第一端附接至第一支撑结构；以及第二端部安装件处的第二支撑结构，扭力弹簧的第二端附接至第二支撑结构。根据一个实施例，扭力弹簧的第一端焊接至第一支撑结构，并且其中扭力弹簧的第二端焊接至第二支撑结构。
根据另一方面，提供一种用于个人护理设备的动力传动系统组件。动力传动系统组件包括第一端部安装件，其配置为与马达连通；第二端部安装件，其配置为与刷头的安装件连通；扭力弹簧，其悬置在第一端部安装件和第二端部安装件之间，该弹簧包括安装至第一端部安装件的第一端、和安装至第二端部安装件的第二端；第一端部安装件处的第一支撑结构，扭力弹簧的第一端附接至第一支撑结构；以及第二端部安装件处的第二支撑结构，扭力弹簧的第二端附接至第二支撑结构；第一支撑结构上的第一交叉挠性件；以及第二支撑结构上的第二交叉挠性件，其中，每个交叉挠性件包括从相应的支撑结构向外延伸的两个弹簧片。
根据另一方面，提供一种个人护理设备。该个人护理设备包括：壳体；以及动力传动系统组件，其包括悬置在第一端部安装件和第二端部安装件之间的扭力弹簧，该弹簧包括安装至第一端部安装件的第一端、和安装至第二端部安装件的第二端，其中扭力弹簧的第一端和第二端分别包括X形弹簧铰链。
应当理解的是，上述构思及下文中更详细讨论的其它构思的所有组合(假设这些构思不互相矛盾)均视为本文所公开的发明主题的一部分。特别地，本公开结尾所要求保护的主题的所有组合均视为本文所公开的发明主题的一部分。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见并得以阐明。
附图说明
在附图中，相似的附图标记在不同视图中一般表示相同部件。此外，附图并非一定按比例，而是主要将重点放在阐明本发明的原理。
图1是根据一个实施例的个人护理设备示意图。
图2是个人护理设备的现有技术动力传动系统组件的示意图。
图3是根据一个实施例的个人护理设备的动力传动系统组件的示意图。
图4是根据一个实施例的个人护理设备的动力传动系统组件中V形弹簧的横截面示意图。
图5是根据一个实施例的个人护理设备的动力传动系统组件中U形弹簧的横截面示意图。
图6是根据一个实施例的个人护理设备的动力传动系统组件的示意图。
图7是根据一个实施例的个人护理设备的动力传动系统组件的示意图。
图8是根据一个实施例的个人护理设备的部分动力传动系统组件的横截面。
图9是根据一个实施例的个人护理设备的部分动力传动系统组件的横截面。
图10是根据一个实施例的个人护理设备的动力传动系统组件的示意图。
具体实施方式
本公开描述了用于电动个人护理设备的动力传动系统组件的各种实施例。更一般地，申请人已经认识到并理解：提供更有效且更耐应力的非节点安装的弹簧组件将是有益的。因此，本文描述或以其它方式设想的系统提供一种个人护理设备，例如，电动牙刷或剃须刀，其具有动力传动系统弹簧组件，该动力传动系统弹簧组件包括非节点安装的V形或U形弹簧组件，其中弹簧包括位于两端的X形弹簧铰链。
使用本文实施例及实施方式的一个特定目标在于为个人护理设备，如PhilipsSonicareTM牙刷(Koninklijke Philips Electronics,N.V.制造)，提供动力传动系统弹簧组件，然而，该组件也可以用于许多其它个人护理设备，包括但不限于剃须刀、皮肤清洁器及具有往复移动的其它个人护理设备。
参见图1，在一个实施例中，提供个人护理设备10，其包括主体部12和附件，如这里示出的刷头部件14。在远离主体部的端部，附件14包括刷头16。
附件14安装为能够相对于主体部12运动。该运动可以是各种不同运动中的任意一种，包括振动或旋转等。
主体部12通常包括用于产生移动的动力传动系统组件100、200，以及用于将产生的移动传递至附件14的传动构件或动力传动系统轴24。例如，动力传动系统100、200包括马达或电磁体，其产生弹簧组件的运动，该运动随后被传递至刷头部件14。动力传动系统100、200可以包括诸如电源、振荡器和一个或多个电磁铁等构件。在该实施例中，电源包括一个或多个可充电电池(未示出)，其可以例如充电座内充电，在个人护理设备10不被使用时其被放置在充电座内。根据一个实施例，附件14安装至动力传动系统轴24，从而能够相对于主体部12振动。附件14可以固定安装在动力传动系统轴24上，或者替代地，可以可拆卸地安装，从而可以用不同附件或不同操作特征替换附件14，或者在附件的刷毛或其它构件磨损并需要替换时替换。
主体部12进一步设置有用户输入装置26，以激活和停用动力传动系统100、200。用户输入26允许用户操作个人护理设备10，例如，以打开和关闭该设备。用户输入装置26可以是，例如，按钮、触摸屏或开关。
设备的主体部还包括控制器30。控制器30可以由一个或多个模块形成，并且配置为响应输入，如经由用户输入装置26获取的输入，操作个人护理设备10。控制器30可以包括，例如，处理器32和存储器34，并且可以可选地包括连接模块38。处理器32可以是任意适当形式，包括但不限于，一个或多个微控制器、电路、单个或多个处理器。存储器34可以是任意适当形式，包括非易失性存储器和/或RAM。非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、硬盘驱动器(HDD)，或固态驱动器(SSD)。存储器可以储存操作系统等。处理器使用RAM进行数据的临时存储。根据一个实施例，操作系统可以包含代码，当由控制器30执行时，代码控制个人护理设备10的硬件构件的操作。根据一个实施例，连接模块38发送收集的传感器数据，并且可以是能够发送有线或无线信号的任意模块、设备或装置，包括但不限于Wi-Fi、蓝牙、近场通讯和/或蜂窝模块。
参见图2，图2是现有技术的动力传动系统组件100，具有节点安装的(nodally-mounted)V形扭力弹簧110。现有技术的动力传动系统组件100包括由马达(未示出)驱动的第一端部安装件120。动力传动系统组件还包括第二端部安装件130。驱动轴从第二端部安装件130延伸，用于连接附件14(未示出)。节点安装的V形扭力弹簧110在其相应各端固定安装至端部安装组件120和130。在大致中心点，即节点150处，扭力弹簧110经由元件160安装至主体12。元件160可以是例如弹簧、固定环或其它连接构件。
参见图3，在一个实施例中，图3是本发明的动力传动系统组件200，具有非节点安装的扭力弹簧210。动力传动系统组件200包括由马达(未示出)驱动的第一端部安装件220。动力传动系统组件还包括第二端部安装件230。驱动轴240从第二端部安装件230延伸，用于连接附件14(未示出)。弹簧210在其相应各端安装至端部安装组件220和230。与现有技术的弹簧110不同，弹簧210未沿其中心长度节点安装。替代地，弹簧210包括在各端处的X形的交叉挠性弹簧铰链250和260。交叉挠性250、260中的每一个包括两个弹簧铰链片，其附接在弹簧210的相应端以形成X形。这消除了现有技术中需要多个支撑构件的需求。
参见图4，在一个实施例中，图4是沿图3中的轴线A-A截取的V形扭力弹簧210的横截面。类似地，参见图5，图5是沿图3中的轴线A-A截取的U形弹簧210的横截面。弹簧210可包括许多不同的形状和尺寸。附加地，弹簧可以由提供足够弹性、抗应力性及其它所需特性的一种或多种材料制成。
参见图6，在一个实施例中，图6是具有非节点安装的扭力弹簧210的动力传动系统组件200。动力传动系统组件200包括由马达(未示出)驱动的第一端部安装件220。动力传动系统组件还包括第二端部安装件230。弹簧210在其相应各端安装至端部安装组件220和230。弹簧210包括在各端处的X形的交叉挠性弹簧铰链250和260。交叉挠性弹簧铰链250、260中的每一个包括两个弹簧铰链片250a、250b；260a、260b，弹簧铰链片在一端处附接至弹簧210以形成X形。
根据一个实施例，弹簧210的两端可以用各种机制中的任意一种固定就位。例如，可以用螺钉、螺栓或其它固定方法将两端固定就位。作为又一实例，弹簧的两端可以通过焊接端部而固定就位，例如，通过激光焊接。例如，参见图6，弹簧210的第一端可以在区域310处或沿区域310被焊接或以其它方式被固定至支撑结构330。类似地，弹簧210的第二端可以在区域320处或沿区域320被焊接或以其它方式被固定至类似的支撑结构340。除了将弹簧的端部焊接或连接至相应的支撑结构330和340之外，弹簧的端部也可以被焊接或以其它方式被固定至第一端部安装组件220和第二端部安装组件230。例如，如图6所示，第二端可以在交会点350处被焊接或固定至第二端部安装组件230。
参见图7，根据另一实施例，图7是具有非节点安装的扭力弹簧210的动力传动系统组件200。动力传动系统组件200包括由马达(未示出)驱动的第一端部安装件220。动力传动系统组件还包括第二端部安装件230。用于附件的驱动轴24(未示出)从第二端部安装件230延伸。弹簧210在其相应各端安装至端部安装组件220和230。根据该实施例，动力传动系统组件包括分别位于第一支撑结构330和第二支撑结构340上的交叉挠性弹簧铰链250和260。交叉挠性250、260中的每一个包括两个弹簧铰链片250a、250b；260a、260b(图6)，弹簧铰链片在一端处被附接至弹簧210以形成X形。每个铰链片附接至相应的支撑结构，并且每个铰链片的附接端通过空间380、390与弹簧210略微隔开。这能够实现更大的X形弹簧挠度，以及其它优点。
图8和图9是沿图6、图7中的轴线A-A截取的动力传动系统组件200的各种实施例的横截面，或组件200的类似实施例的横截面。在图8中，例如，交叉挠性弹簧铰链250的两个弹簧铰链片连接至弹簧210并从弹簧210向外延伸。在该实施例中，交叉挠性250的两个弹簧片未直接连接至第二支撑结构340，而是经由连接至第二支撑结构340的弹簧210连接。根据另一实施例，交叉挠性弹簧铰链250的两个弹簧片可以直接连接至弹簧210和第二支撑结构340两者。在图9中，例如，交叉挠性弹簧铰链250的两个弹簧铰链片未直接连接至弹簧210，而是替代地连接至第二支撑结构340。空间390位于弹簧210和交叉挠性弹簧铰链250之间。虽然在图8和图9中示出这两个实施例，但应理解的是，许多其它实施例也是可能的。
参见图10，在一个实施例中，图10是具有非节点安装的扭力弹簧210的动力传动系统组件200。动力传动系统组件200包括由马达(未示出)驱动的第一端部安装件220。动力传动系统组件还包括第二端部安装件230。驱动轴24从第二端部安装件230延伸，用于连接附件14。弹簧210在其相应各端安装至端部安装组件220和230。弹簧210包括在各端处的X形的交叉挠性弹簧铰链250和260。交叉挠性弹簧铰链250、260中的每一个包括两个弹簧铰链片250a、250b；260a、260b，弹簧铰链片在一端处附接至弹簧210以形成X形。包围动力传动系统组件的是内驱动器壳体270。
本发明的替代性的非节点安装的弹簧悬挂系统是对图2所示的现有技术系统的改进，其降低了附件的复杂性，并提供了更可预测的系统行为。该系统仍然能够实现驱动系统的双模式操作，而无需为第二操作模式夹紧节点。本发明的驱动系统减少了振动并且没有驱动滞后，从而使得驱动系统的振幅和力感测更容易。由于附件的复杂性降低，可能导致过早断裂和驱动滞后的材料应力被显著降低。额外地，降低的附件复杂性减少了所需的部件数量，降低了制造复杂性和成本。
本文中所定义并使用的所有定义应当理解为优先于以引用方式并入本文的词典中的定义、文献中的定义、和/或已定义术语的普通含义。
除非另有明确说明，否则本文说明书及权利要求中所使用的不定冠词“一”、“一个”均应理解为“至少一个”。
本文说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应当理解为表示其所连接的元件中的“一个或两个”，即一些情况下联合出现、另一些情况下非联合出现的元件。用“和/或”列出的多个元件应当以相同的方式理解，即其连接的元件中的“一个或多个”。除用“和/或”特别标识的元件外，可以可选地存在其它元件，不论是否与那些特别标识的元件相关。
在本文的说明书和权利要求书中，“或”应当理解为与上文中限定的“和/或”具有相同含义。例如，当分隔列表中的项时，“或”或“和/或”应当解释为包容性的，即包括至少一个，但同样包括多个或列表元件中的多于一个元件，以及可选地，未列出的其它项。只有明确说明的术语，如“仅有一个”或“恰好一个”，或权利要求中使用的“由……组成”，表示包括多个或列表元件中的恰好一个。一般地，当前面有排斥性术语，如“要么……”、“……中的一个”、“……中仅有一个”，或“……中恰好一个”时，本文中使用的术语“或”仅应解释为表示排斥选项(即“一个或另一个，但非两个”)。
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同样应当理解的是，除非另有明确说明，否则在本文要求保护的包括一个或多个步骤或动作的任意方法中，方法步骤或动作的顺序不一定限制为文中所述的方法步骤或动作顺序。
在权利要求及上述说明书中，所有过渡短语，如“包括”、“包含”、“搭载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“支持”、“由……组成”等应理解为开放式的，即意在包含但不限于。只有过渡短语“由...组成”和“基本上由......组成”分别为封闭或半封闭的过渡短语。
虽然本文描述并阐释了多个发明性实施例，但本领域普通技术人员可以轻松预见用于执行本文所述功能，并且/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优势的各种其它装置和/或结构，并且每个此类变型和/或修改视为落入本文所述的发明性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将轻松理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置均为示例性的，实际参数、尺寸、材料和/或配置取决于应用本文明教导的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到，或能够仅使用常规试验方法探知，本文所述特定发明性实施例的许多等同物。因此，应当理解的是，上述实施例仅以示例性方式提出，并且，在所附权利要求书及其等同物的范围内，发明性实施例可以以除本文具体描述及要求保护之外的其它方式实践。本公开的发明性实施例针对本文所述的每个单独特征、系统、物品、材料、工具箱和/或方法。此外，两个及以上此类特征、系统、物品、材料、工具箱和/或方法的任意组合(如果此类特征、系统、物品、材料、工具箱和/或方法不互相矛盾)包含在本公开的发明范围内。

Claims (15)

1.一种用于个人护理设备(10)的动力传动系统组件(200)，包括：
扭力弹簧(210)，其被悬置在第一端部安装件(220)和第二端部安装件(230)之间，所述扭力弹簧包括被安装至所述第一端部安装件的第一端、和被安装至所述第二端部安装件的第二端，其中所述扭力弹簧的所述第一端和所述第二端各自包括交叉挠性弹簧铰链(250，260)；
其中每个交叉挠性弹簧铰链(250，260)是X形的。
2.根据权利要求1所述的动力传动系统组件，其中所述第一端部安装件被配置为接合马达。
3.根据权利要求1所述的动力传动系统组件，其中所述第二端部安装件被配置为接合用于附件(14)的连接的驱动轴。
4.根据权利要求1所述的动力传动系统组件，其中所述交叉挠性弹簧铰链(250，260)中的每一个交叉挠性弹簧铰链包括从所述扭力弹簧向外延伸的两个弹簧铰链片(250a，250b；260a，260b)。
5.根据权利要求1所述的动力传动系统组件，其中所述扭力弹簧沿其长度呈V形。
6.根据权利要求1所述的动力传动系统组件，还包括：
在所述第一端部安装件处的第一支撑结构(330)，其中所述扭力弹簧的所述第一端被附接至所述第一支撑结构；以及
在所述第二端部安装件处的第二支撑结构(340)，其中所述扭力弹簧的所述第二端被附接至所述第二支撑结构。
7.根据权利要求6所述的动力传动系统组件，其中所述扭力弹簧的所述第一端被焊接至所述第一支撑结构，并且其中所述扭力弹簧的所述第二端被焊接至所述第二支撑结构。
8.一种用于个人护理设备(10)的动力传动系统组件(200)，包括：
第一端部安装件(220)，所述第一端部安装件被配置为与马达连通；
第二端部安装件(230)，所述第二端部安装件被配置为与用于附件(14)的连接的驱动轴(24)连通；
扭力弹簧(210)，被悬置在所述第一端部安装件和所述第二端部安装件之间，所述弹簧包括被安装至所述第一端部安装件的第一端、和被安装至所述第二端部安装件的第二端；
在所述第一端部安装件处的第一支撑结构(330)，其中所述扭力弹簧的所述第一端被附接至所述第一支撑结构；
在所述第二端部安装件处的第二支撑结构(340)，其中所述扭力弹簧的所述第二端被附接至所述第二支撑结构；
在所述扭力弹簧的所述第一端上的第一交叉挠性弹簧铰链(250)；以及
在所述扭力弹簧的所述第二端上的第二交叉挠性弹簧铰链(260)，其中所述交叉挠性弹簧铰链中的每一个交叉挠性弹簧铰链包括从相应的扭力弹簧向外延伸的两个弹簧铰链片(250a，250b；260a，260b)。
9.根据权利要求8所述的动力传动系统组件，其中所述扭力弹簧是V形的。
10.一种个人护理设备(10)，包括：
壳体(12)；以及
动力传动系统组件(200)，包括被悬置在第一端部安装件(220)和第二端部安装件(230)之间的扭力弹簧(210)，所述扭力弹簧包括被安装至所述第一端部安装件的第一端、和被安装至所述第二端部安装件的第二端，其中所述扭力弹簧的所述第一端和所述第二端各自包括交叉挠性弹簧铰链(250，260)。
11.根据权利要求10所述的个人护理设备，其中所述第一端部安装件被配置为接合马达。
12.根据权利要求10所述的个人护理设备，其中所述第二端部安装件被配置为接合用于附件(14)的连接的驱动轴(24)。
13.根据权利要求10所述的个人护理设备，其中所述交叉挠性弹簧铰链(250，260)中的每一个交叉挠性件包括从所述扭力弹簧向外延伸的两个弹簧片(250a，250b；260a，260b)。
14.根据权利要求10所述的个人护理设备，还包括：
在所述第一端部安装件处的第一支撑结构(330)，其中所述扭力弹簧的所述第一端被附接至所述第一支撑结构；以及
在所述第二端部安装件处的第二支撑结构(340)，其中所述扭力弹簧的所述第二端被附接至所述第二支撑结构。
15.根据权利要求10所述的个人护理设备，其中所述扭力弹簧是V形的。
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