CN111150217A - 一种心电牙刷 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种心电牙刷，其适用于电动牙刷领域；其解决了电动牙刷不能检测血压、心率、血氧饱和度，舒适度不强，清洁效果不佳等问题。本发明技术方案包含牙刷头外壳，振动盘，传感器，盖板，刷毛组，柔性传动轴，牙刷柄外壳，电机，芯片，电子陀螺，显示屏，心电感应模块、电池；牙刷头外壳内设置有斜导轨，振动盘设置于牙刷头外壳内且振动盘上配合设置，刷毛组套设于盖板的通孔内且与振动盘连接，刷毛组与振动盘的连接处设置压力传感器；柔性传动轴套设于牙刷头外壳内且其一端与斜导轨连接，另一端与电机连接；电机、芯片、电池设置于牙刷柄外壳内，电子陀螺设置于芯片上，芯片上的电源开关、显示屏、心电感应模块均设置于牙刷柄外壳顶部。

Description

一种心电牙刷
技术领域
一种心电牙刷，其适用于电动牙刷领域。
背景技术
电动牙刷与普通牙刷相比，电动牙刷通过电动机芯的快速旋转或振动，使刷头产生高频振动，瞬间将牙膏分解成细微泡沫，能够深入清洁牙缝；其更能有效清洁口腔，可以更彻底清除牙菌斑、减少牙龈炎、牙周病和牙龈出血等口腔疾病；其已成为人们平常生活的流行日用品。
现有的多数电动牙刷的牙刷毛是进行垂直往复动作，存在有垂直推挤牙龈加重牙龈萎缩的可能性，刷头垂直摆动、伸缩会导致磕牙，同时有生牙釉裂纹，从而导致用户使用体验不良。现有的多数电动牙刷基本无法实现Bass横震颤式刷牙，清洁效果不佳。
现有的多数电动牙刷没有检测血压、心率、血氧饱和度等心电检测功能。老年人在起床后由于温度、由静态转为动态的过程中生理特征也会随之改变。老年人的各器官功能随年龄的增加亦随之衰减，此时如果生理特征变化过于急剧（如血压、心跳等）则容易发生危险。早上刷牙是人们日常的一种生活习惯，所以心电牙刷能很好的防止上述危险的发生。
发明内容
技术问题：电动牙刷不能检测血压、心率、血氧饱和度，舒适度不强，清洁效果不佳等问题。
技术方案：一种心电牙刷，其包含牙刷头外壳（1），振动盘（2），压力传感器，盖板（3），刷毛组（4），柔性传动轴（5），牙刷柄外壳（6），电机，芯片，电子陀螺，显示屏，心电感应模块、电池；牙刷头外壳（1）内可滑动的设置有斜导轨（1-1），振动盘（2）可振动的设置于牙刷头外壳（1）内且振动盘（2）上的斜面与斜导轨（1-1）配合设置，盖板（3）设置于牙刷头外壳（1）的顶部，刷毛组（4）套设于盖板（3）的通孔内且与振动盘（2）连接，刷毛组（4）与振动盘（2）的连接处设置压力传感器；柔性传动轴（5）套设于牙刷头外壳（1）内且其一端与斜导轨（1-1）连接，另一端与电机连接；电机、芯片、电池可拆卸的设置于牙刷柄外壳（6）内，电子陀螺设置于芯片上且与芯片电性相连，芯片上的电源开关、显示屏、心电感应模块均设置于牙刷柄外壳（6）顶部，压力传感器、电机、显示屏、心电感应模块、电池均与芯片电性相连；牙刷头外壳（1）可拆卸的与牙刷柄外壳（6）连接。
优选的，振动盘（2）上设置有放置刷毛组（4）的弹弓座及复位振动盘（2）的复位垫。
优选的，刷头外壳（1），振动盘（2），柔性传动轴（5），牙刷柄外壳（6）采用钛合金制作。
优选的，盖板（3）采用含磺酸基团的苯乙烯类嵌段聚合物制作。
优选的，刷头外壳（1）设置有紫外线灯带且灯带与芯片电性相连。
优选的，刷毛组（4）包含基座、固定架、大轴承、小轴承、刷毛束，小轴承设置于固定架内，刷毛束套设于小轴承内，固定架套设于大轴承内，大轴承套设于基座内；刷毛束顶部为圆顶设计，中间刷毛束高于周围刷毛束。
进一步的，刷毛组（4）基座底部设置有气液马达，气液马达的传动轴经刷毛组（4）基座的通孔与固定架连接；牙刷头外壳（1）内部设置有气液缸，气液缸经管道与气液马达连接，气液缸的活塞杆与柔性传动轴（5）连接，气液缸上设置有加料口且加料口露出于牙刷头外壳（1）表面。
再进一步的，气液马达的传动轴为中空结构，其底部设置有连通气液马达和传动轴内孔的进液口，传动轴内孔顶部与设置于固定架上的喷雾口连通。
优选的，所述牙刷头外壳（1）内可滑动设置的斜导轨（1-1）替换设计为可滑动的波浪形导轨（1-2）且波浪形凸起与振动盘（2）形成挤压式的配合关系。
优选的，在牙刷头外壳（1）底部设置有斜新月型刮苔凸起。
有益效果：本一种心电牙刷采用了振动和旋转相结合的设计且设置了电子陀螺，使的使用者很容易就能实现巴氏（Bass)刷牙法刷牙；因此本心电牙刷清洁效果好。本一种心电牙刷内置了压力传感器，当牙刷毛与牙齿的接触压力过大时，心电牙刷能进行自适应的调节；且本心电牙刷为可弯曲设计，能更好的适应人的口腔弧度；所以本心电牙刷舒适感好且能很好的保护牙齿。本心电牙刷还设置了心电感应模块，在人们进行刷牙的同时能测量使用者的相关生理特征，能很好的防止相关危险的发生。
附图说明
图1是本一种心电牙刷的整体图；
图2是本一种心电牙刷的振动盘结构示意图；
图3是本一种心电牙刷的实施例一的结构分解示意图；
图4是本一种心电牙刷的实施例一的结构剖视示意图；
图5是本一种心电牙刷的实施例一的刷毛组的结构示意图；
图6是本一种心电牙刷的实施例二的结构分解示意图；
图7是本一种心电牙刷的实施例二的刷毛组的结构示意图；
图8是本一种心电牙刷的实施例三的结构剖视示意图。
图中1是牙刷头外壳，1-1是斜导轨，1-2是波浪形导轨，2是振动盘，3是盖板，4是刷毛组，5是柔性传动轴，6是牙刷柄外壳。
具体实施例：
下面选取本一种心电牙刷的较优实施例对本技术方案进行详细讲解。
实施例一：如图1至5所示，一种心电牙刷，其包含牙刷头外壳1，振动盘2，压力传感器，盖板3，刷毛组4，柔性传动轴5，牙刷柄外壳6，电机，芯片，电子陀螺，显示屏，心电感应模块、电池。
牙刷头外壳1内可滑动的设置有斜导轨1-1，振动盘2可振动的设置于牙刷头外壳1内且振动盘2上的斜面与斜导轨1-1配合设置。盖板3设置于牙刷头外壳1的顶部。盖板3采用含磺酸基团的苯乙烯类嵌段聚合物或者其它具有自灭菌功能的材料制作。刷毛组4套设于盖板3的通孔内且与振动盘2连接，刷毛组4与振动盘2的连接处设置压力传感器。刷毛组4与盖板3的接触处的顶部端面设置有密封结构（如设置O型密封圈）且该密封结构不影响刷毛组4的上下及旋转运动。振动盘2上设置有放置刷毛组4的弹弓座及复位振动盘2的复位垫。柔性传动轴5套设于牙刷头外壳1内且其一端与斜导轨1-1连接，另一端与电机连接。刷头外壳1设置有紫外线灯带且灯带与芯片电性相连。
刷毛组4包含基座、固定架、大轴承、小轴承、刷毛束，小轴承设置于固定架内，刷毛束套设于小轴承内，固定架套设于大轴承内，大轴承套设于基座内；刷毛束顶部为圆顶设计，中间刷毛束高于周围刷毛束。此种结构的设计使得刷毛组4在上下振动的同时刷毛组4和刷毛束能实现自主转动。牙刷毛材料由PBT（N66）构成尖柔刷丝，尖柔直径≤0.1mm，公称丝径≤0.18mm，磨圆率100%，51根刷毛为一组，3-5组为一簇，中部刷毛高于周围刷毛0.1mm。
在牙刷头外壳1底部设置有刮苔凸起。牙刷头下表面分布硅胶刮苔阵列为斜新月型，厚度1mm。
电机、芯片、电池可拆卸的设置于牙刷柄外壳6内，电子陀螺设置于芯片上且与芯片电性相连。芯片上的电源开关、显示屏、心电感应模块均设置于牙刷柄外壳6顶部。压力传感器、电机、显示屏、心电感应模块、电池均与芯片电性相连。显示屏、电源开关采用触控感应式设计，显示屏还可以采用柔性屏。
牙刷头外壳1可拆卸的与牙刷柄外壳6连接。设置于牙刷头外壳1内的压力传感器、紫外线灯在刷头外壳1与牙刷柄外壳6连接处通过端子插接式或者弹性摩擦式的方式与芯片相连。柔性传动轴5与电机可采用磁耦合或者凸轮机构（可参考斜盘式柱塞泵的原理）等的方式进行连接，进而形成线性传动的连接关系。
压刷头外壳1，振动盘2，柔性传动轴5，牙刷柄外壳6采用钛合金等弹性材料制作。牙刷柄外壳6也可以采用其它坚韧的非弹性材料设计制作。
实施例二：如图6、7所示，刷毛组4基座底部设置有气液马达，气液马达的传动轴经刷毛组4基座的通孔与固定架连接。牙刷头外壳1内部设置有气液缸，气液缸经管道与气液马达连接，气液缸的活塞杆与柔性传动轴5连接。气液缸上设置有加料口且加料口露出于牙刷头外壳1表面。
气液马达的传动轴为中空结构，其底部设置有连通气液马达和传动轴内孔的进液口，传动轴内孔顶部与设置于固定架上的喷雾口连通。喷雾口处设置单向密封开关（可参考液压单向阀原理）或者电磁感应开关，电磁感应开关与芯片的电性连接可以通过弹性摩擦的方式在各运动部位和可拆卸部位进行实现。
实施例二的其它内容如实施例一所述。
实施例三：如图8所示，所述牙刷头外壳1内可滑动设置的斜导轨1-1替换设计为可滑动的波浪形导轨1-2且波浪形凸起与振动盘2形成挤压式的配合关系。其它内容如实施例一或者实施例二所述。
本心电牙刷的工作原理：触控电源开关2秒内，心电牙刷进入参数设置状态。触控电源开关3秒以上，心电牙刷进入工作状态。启动心电牙刷后（参数设置状态、工作状态）再次触控电源开关5秒以上，心电牙刷关闭。
使用者可以根据个人口腔形状和个人习惯折弯心电牙刷以适应需求。心电牙刷进入工作状态后，紫外线灯同步开启对牙刷头外壳1内部进行杀菌（也可以在显示屏上设置不开启或者开启的时间及工作的时长）。
进入工作状态后，电机驱动柔性传动轴5带动可滑动的斜导轨1-1或者波浪形导轨1-2、气液缸的运动，进而驱动刷毛组4进行上下振动和旋转运动。当振动盘2是被波浪形导轨1-2驱动时刷毛组4形成波浪形的上下振动，这样可以在刷牙的同时对牙龈处进行按摩。
在气液缸驱动气液马达带动刷毛组4转动的同时，喷雾口处的电磁开关打开（可设置开启时长），液体牙膏经进液口进入传动轴的内孔内进而从喷雾口均匀的喷向牙齿。
本心电牙刷可以依据压力传感器检测的数据自适应的调节刷毛组4的振动频率，当压力过大时会发出警报提醒使用者调节手施加在牙刷上的力。
当心电牙刷进入工作状态后，心电检测模块即开启，人手握在牙刷柄上时就会对使用者的血压、心率和血氧含量等生理参数进行检测。如果检测到的参数超出正常范围，芯片就会发出警报信号提醒使用者。检测到的生理特征参数会实时显示在显示屏上。
心电检测模块工作原理（美国迈欧、中国华为、中国迈瑞医疗等公司均已利用光电感应原理生产出了血压、心率等测量生理特征的可穿戴设备并已投向市场）：
一、血压测量：血压测量是通过基于脉搏传输时间的方法测量人体连续血压，人体连续血压值的测量可以利用脉搏波传输速度来进行计算，即模拟数学模型和光电容积脉搏信号（PPG）中对应特征点之间的时间差获得脉搏传输时间（PTT）或脉搏传输速度（PWV），进而计算出血压。血压值的准确性直接与PPG信号特征点的选取位置相关。科技针对不同的光电容积脉搏波特征点对血压测量准确度的影响，在测量脉搏传输时间时，通过对光电容积脉搏波峰和起始点的结果进行融合，改进血压测量精度。根据光电容积脉搏波波峰和起始点得到脉搏传输时间计算的人体动脉血压准确性进行估计，当波形质量指数较低时，滤波结果较为依赖估计值，当波形质量指数较高时，较为依赖直接测量值。进而根据滤波残差对两种方法得到的动脉血压进行融合
二、血氧检测：实验根据郎伯一比尔定律采用光电技术进行血氧饱和度的测量方法实现了红光转变绿光的测量方法，脉搏血氧仪根据郎伯一比尔定律(Lambert—Beer Law)采用光电技术进行血氧饱和度的测量。当一束光打在某物质的溶液上时，透射光强I与发射光强I之间按专业的公式进地计算得出血氧。
三、心率检测：利用光透射或反射血管内流动的血液(脉搏)来检测脉率，通常情况下是等于心率的。示波器上有显示波形，我们取值两者波峰的峰谷之间从而得到心率。在此做了滤波算法以及运动心率的稳定性检测，从而达到心率出值更加精准。
以上实施例为本发明方案较优的实施例，并不是此方案的全部实施例。任何在此方案的基础上或以本方案为启示且对于本领域技术人员来说无需作出创造性劳动即可得出的其它技术方案均在本方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种心电牙刷，其特征在于：其包含牙刷头外壳（1），振动盘（2），压力传感器，盖板（3），刷毛组（4），柔性传动轴（5），牙刷柄外壳（6），电机，芯片，电子陀螺，显示屏，心电感应模块、电池；牙刷头外壳（1）内可滑动的设置有斜导轨（1-1），振动盘（2）可振动的设置于牙刷头外壳（1）内且振动盘（2）上的斜面与斜导轨（1-1）配合设置，盖板（3）设置于牙刷头外壳（1）的顶部，刷毛组（4）套设于盖板（3）的通孔内且与振动盘（2）连接，刷毛组（4）与振动盘（2）的连接处设置压力传感器；柔性传动轴（5）套设于牙刷头外壳（1）内且其一端与斜导轨（1-1）连接，另一端与电机连接；电机、芯片、电池可拆卸的设置于牙刷柄外壳（6）内，电子陀螺设置于芯片上且与芯片电性相连，芯片上的电源开关、显示屏、心电感应模块均设置于牙刷柄外壳（6）顶部，压力传感器、电机、显示屏、心电感应模块、电池均与芯片电性相连；牙刷头外壳（1）可拆卸的与牙刷柄外壳（6）连接。
2.根据权利要求1所述一种心电牙刷，其特征在于：振动盘（2）上设置有放置刷毛组（4）的弹弓座及复位振动盘（2）的复位垫。
3.根据权利要求1所述一种心电牙刷，其特征在于：刷头外壳（1），振动盘（2），柔性传动轴（5），牙刷柄外壳（6）采用钛合金制作。
4.根据权利要求1所述一种心电牙刷，其特征在于：盖板（3）采用含磺酸基团的苯乙烯类嵌段聚合物制作。
5.根据权利要求1所述一种心电牙刷，其特征在于：刷头外壳（1）设置有紫外线灯带且灯带与芯片电性相连。
6.根据权利要求1所述一种心电牙刷，其特征在于：刷毛组（4）包含基座、固定架、大轴承、小轴承、刷毛束，小轴承设置于固定架内，刷毛束套设于小轴承内，固定架套设于大轴承内，大轴承套设于基座内；刷毛束顶部为圆顶设计，中间刷毛束高于周围刷毛束。
7.根据权利要求6所述一种心电牙刷，其特征在于：刷毛组（4）基座底部设置有气液马达，气液马达的传动轴经刷毛组（4）基座的通孔与固定架连接；牙刷头外壳（1）内部设置有气液缸，气液缸经管道与气液马达连接，气液缸的活塞杆与柔性传动轴（5）连接，气液缸上设置有加料口且加料口露出于牙刷头外壳（1）表面。
8.根据权利要求7所述一种心电牙刷，其特征在于：气液马达的传动轴为中空结构，其底部设置有连通气液马达和传动轴内孔的进液口，传动轴内孔顶部与设置于固定架上的喷雾口连通。
9.根据权利要求1至8任一项所述一种心电牙刷，其特征在于：所述牙刷头外壳（1）内可滑动设置的斜导轨（1-1）替换设计为可滑动的波浪形导轨（1-2）且波浪形凸起与振动盘（2）形成挤压式的配合关系。
10.根据权利要求1所述一种心电牙刷，其特征在于：在牙刷头外壳（1）底部设置有斜新月型刮苔凸起。
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