CN112515802A - 电动牙刷 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动牙刷，该电动牙刷包括：第一金属电容、第二金属电容、微控制器以及马达驱动单元；第一金属电容设置于电动牙刷的机身与刷头的连接处，包括第一金属片和第二金属片，第一金属片设置于刷头的连接处的截面，第二金属片设置于机身的连接处的截面；第二金属电容设置于刷头的预设位置，用于与第一金属片连接；微控制器设置于机身内部，与第二金属片连接，用于实时检测金属电容的电容值，并根据电容值以及预设算法计算电动牙刷的刷牙力度，以根据刷牙力度发送调节指令至马达驱动单元；马达驱动单元，用于接收调节指令，根据调节指令调节电动牙刷的马达的工作状态。本发明可使电动牙刷的分离式结构易于实现，提高用户的体验度。

Description

电动牙刷
技术领域
本发明涉及牙刷领域，具体而言，涉及一种电动牙刷。
背景技术
现有的电动牙刷一般使用分离式结构，电动牙刷的刷头与机身部分可分离，以便用户可以更换刷头，保持电动牙刷的清洁卫生。
但是现有的电动牙刷一般使用压力传感器进行刷牙时力度的检测，压力传感器需要有电源线连接提供电能，以及需要有信号线连接将检测到的数据传输至电动牙刷的处理器中进行刷牙力度的分析。由于需要信号线以及电源线，会使得电动牙刷的分离式设计比较复杂，难以实现。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种电动牙刷，以使电动牙刷的分离式结构易于实现，并通过检测到的刷牙力度动态调整电动牙刷工作频率和/或脉冲宽度调制占空比，从而提高用户的体验度。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种电动牙刷，包括刷头与机身，所述刷头与所述机身可拆卸连接，还包括：第一金属电容、第二金属电容、微控制器以及马达驱动单元；
所述第一金属电容设置于所述电动牙刷的机身与刷头的连接处，包括第一金属片和第二金属片，所述第一金属片设置于所述刷头的连接处的截面，所述第二金属片设置于所述机身的连接处的截面；
所述第二金属电容设置于所述刷头的预设位置，用于与所述第一金属片连接；
所述微控制器设置于所述机身内部，与所述第二金属片连接，用于实时检测金属电容的电容值，并根据电容值以及预设算法计算所述电动牙刷的刷牙力度，以根据所述刷牙力度发送调节指令至所述马达驱动单元；
所述马达驱动单元，用于接收所述调节指令，根据所述调节指令调节所述电动牙刷的马达的工作状态。
优选地，所述的电动牙刷中，所述预设位置包括刷头植毛区，所述第二金属电容的金属片与所述刷头植毛区的刷毛垂直。
优选地，所述的电动牙刷中，所述第一金属电容与所述第二金属电容串联后与所述微控制器连接。
优选地，所述的电动牙刷中，所述第二金属电容一端连接所述第一金属片，另一端连接电阻后接地；
所述第二金属片连接所述微控制器。
优选地，所述的电动牙刷中，所述第一金属电容的电容值小于所述第二金属电容的电容值。
优选地，所述的电动牙刷中，所述预设算法包括：
X＝KC；
式中，X为刷牙力度，K为刷牙力度与电容值之间的关系系数，C为第二金属电容的电容值。
优选地，所述的电动牙刷中，所述金属电容为空气介质电容。
优选地，所述的电动牙刷中，所述马达驱动单元接收所述调节指令调节所述马达的工作频率和/或脉冲宽度调制占空比，还用于接收所述微控制器的启动指令进行所述马达的驱动。
优选地，所述的电动牙刷中，还包括振动调节单元；
所述振动调节单元与所述微控制器连接，用于接收用户的振动调节指示，以便调节所述马达的工作频率和/或脉冲宽度调制占空比。
优选地，所述的电动牙刷中，还包括显示单元；
所述显示单元与所述微控制器连接，用于显示所述电动牙刷的电量以及工作状态。
本发明提供一种电动牙刷，包括刷头与机身，所述刷头与所述机身可拆卸连接，包括：第一金属电容、第二金属电容、微控制器以及马达驱动单元；所述第一金属电容设置于所述电动牙刷的机身与刷头的连接处，包括第一金属片和第二金属片，所述第一金属片设置于所述刷头的连接处的截面，所述第二金属片设置于所述机身的连接处的截面；所述第二金属电容设置于所述刷头的预设位置，用于与所述第一金属片连接；所述微控制器设置于所述机身内部，与所述第二金属片连接，用于实时检测金属电容的电容值，并根据电容值以及预设算法计算所述电动牙刷的刷牙力度，以根据所述刷牙力度发送调节指令至所述马达驱动单元；所述马达驱动单元，用于接收所述调节指令，根据所述调节指令调节所述电动牙刷的马达的工作状态。本发明的电动牙刷，使用金属电容作为感应压力的装置，并在刷头与机身之间使用金属电容结构传递电容值，使电动牙刷的分离式结构易于实现，并通过检测到的刷牙力度动态调整电动牙刷工作频率和/或脉冲宽度调制占空比，从而提高用户的体验度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1是本发明实施例1提供的一种电动牙刷的结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的一种电动牙刷的具体结构图；
图3是本发明实施例1提供的一种电动牙刷的电路原理图；
图4是本发明实施例2提供的一种电动牙刷的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
请参阅图1、图2、图3，本发明实施例1提供的一种电动牙刷，图1是本发明实施例1提供的一种电动牙刷的结构示意图：
该电动牙刷100包括：第一金属电容110、第二金属电容120、微控制器130以及马达驱动单元140；
所述第一金属电容110设置于所述电动牙刷100的机身与刷头的连接处，包括第一金属片111和第二金属片112，所述第一金属片111设置于所述刷头的连接处的截面，所述第二金属片112设置于所述机身的连接处的截面；
所述第二金属电容120设置于所述刷头的预设位置，用于与所述第一金属片111连接；
所述微控制器130设置于所述机身内部，与所述第二金属片112连接，用于实时检测金属电容的电容值，并根据电容值以及预设算法计算所述电动牙刷100的刷牙力度，以根据所述刷牙力度发送调节指令至所述马达驱动单元140；
所述马达驱动单元140，用于接收所述调节指令，根据所述调节指令调节所述电动牙刷的马达150的工作状态。
本发明实施例中，电动牙刷100中安装有马达150，通过马达150的高速旋转产生振动，带动刷头的刷毛，从而可以达到有效清洁牙齿上的污垢的功能。其中，电动牙刷100中的马达150的转速都是可以进行调整的，也即可以进行电动牙刷100振动频率的调整，在清洁牙齿的同时，用户可以根据自己牙龈的感受进行振动频率的调整。
本发明实施例中，为了可以使电动牙刷100可以根据用户刷牙时的力度进行电动牙刷100振动的动态调整。其中，可以在电动牙刷100的刷头的预设位置中设置有简单的第二金属电容120，通过读取第二金属电容120的电容值，从电容值的变化中计算用户的刷牙力度的变化，从而根据刷牙力度的变化动态调整振动工作频率和/或脉冲宽度调制占空比，也即动态调整马达150的工作状态。例如，在检测到用户的刷牙力度增大时，可以相应动态增大电动牙刷100的振动频率，以便用户可以更好的清洁到牙齿中的重点区域，而在检测到用户的刷牙力度减小时，可以相应动态减小电动牙刷100的振动频率，以便保护用户牙龈的敏感区域，其中，还可以根据不同的细分的力度设置有相应的振动频率，以提高用户的体验度。
如图2所示，为本发明实施例1提供的一种电动牙刷100的具体结构图，该电动牙刷100包括有第一金属电容110、第二金属电容120、微控制器130、刷头160、刷杆170以及机身180，该机身180中包括有马达150以及集成电路190，该集成电路190中包括有微控制器130。
本发明实施例中，上述预设位置包括刷头160植毛区，优选所述第二金属电容120的金属片与所述刷头160植毛区的刷毛垂直。其中，该第二金属电容120的平面形状可以与该刷头160植毛区的形状一致，该金属电容110两片金属片之间的介质可以为刷头160植毛区的材料，也即可以在刷头160的植毛区中按照预设间距设置有两片形状一致的金属片，形成第二金属电容120，同时还可以一体的第二金属电容120，在制造刷头160是设置在刷头160植毛区中，其中，该第二金属电容120两片金属片之间的介质还可以包括空气，也即该第二金属电容120为空气介质电容。在用户使用电动牙刷100进行刷牙时，利用刷头160的刷毛按压牙齿就会使刷头160产生形变，从而降低第二金属电容120两片金属之间的间距，从而使电容值产生变化，通过电容值与力度之间的线性关系，即可计算出当前刷头160所承受的力度。
本发明实施例中，在所述电动牙刷100的机身180与刷头160之间各设置形状以及大小一致的金属片，形成所述第一金属电容110。其中，机身180与刷头160之间，也即马达150与刷杆170之间的连接，该刷杆170中有传动装置，在利用传动装置接收马达150提供的动力后转化为高频率振动。例如马达150与刷杆170之间的连接截面为圆环形，则可设置两片大小形状一致的圆环金属片在马达150与刷杆170上，形成一个第一金属电容110，该第一金属电容110的介质则为空气。其中，该第一金属电容110的电容值远远小于第二金属电容110的电容值，因此在根据电容值计算刷牙力度时，可以忽略第一电容110的电容值。
本发明实施例中，如图3所示，为本发明实施例1提供的一种电动牙刷100的电路原理图。所述第一金属电容110与所述第二金属电容120串联后与所述微控制器130连接。所述第二金属电容120一端连接所述第一金属片111，另一端连接电阻后接地；所述第二金属片112连接所述微控制器130。也即，该第一金属电容110用于传递该第二金属电容120的电容值至微控制器130，并便于电动牙刷100的刷头160与机身180分离。
本发明实施例中，由于第一金属电容110的电容值小于第二金属电容120，并且第一金属电容110的电容值是远小于第二金属电容120的，因此在计算刷牙力度时可以忽略第一金属电容110的电容值，则上述预设算法包括：X＝KC；
式中，X为刷牙力度，K为刷牙力度与电容值之间的关系系数，C为第二金属电容120的电容值。其中，K值可以通过试验后得出，而第二金属电容120的电容值在电动牙刷100不受力的情况下是保持不变的。
所述微控制器130用于实时检测至少一个所述金属电容110的电容值，并根据电容值以及预设算法计算所述电动牙刷100的刷牙力度，以根据所述刷牙力度动态调节所述电动牙刷100的马达150工作频率和/或脉冲宽度调制占空比。
本发明实施例中，微控制器130通过第一金属电容110连接第二金属电容120，并在电动牙刷100启动后实时检测第二金属电容120的电容值，并根据检测到的第二金属电容120的电容值实时计算出电动牙刷100的刷牙力度。其中，上述实时计算出电动牙刷100的刷牙力度可以利用算法或应用程序来实现，例如可以在微控制器130中预先存储有用于实时计算刷牙力度的应用程序，该应用程序中包括有上述的预设算法，通过计算获得当前的刷牙力度，并且还可以根据当前刷牙力度进行点动牙刷马达150频率的调节。例如可以在微控制器130中预先存储有频率表，该频率表中记录了细分频率以及相应的力度范围，在计算出刷牙力度后可以根据该表查找相应工作频率进行调节；还可以在微控制器130中预先存储有占空比与刷牙力度关系对应表，该占空比与刷牙力度关系对应表中记录了细分占空比以及其对应的力度范围，在计算出刷牙力度后可以根据该表查找相应脉冲宽度调制占空比进行调节。
本发明实施例中，所述马达驱动单元140接收所述调节指令调节所述马达150的工作频率和/或脉冲宽度调制占空比，还用于接收所述微控制器130的启动指令进行所述马达150的驱动。
实施例2
图4是本发明实施例2提供的一种电动牙刷的结构示意图。
该电动牙刷400包括：
第一金属电容410、第二金属电容420、微控制器430以及马达驱动单元440；
所述第一金属电容410设置于所述电动牙刷400的机身与刷头的连接处，包括第一金属片和第二金属片，所述第一金属片设置于所述刷头的连接处的截面，所述第二金属片设置于所述机身的连接处的截面；
所述第二金属电容420设置于所述刷头的预设位置，用于与所述第一金属片连接；
所述微控制器430设置于所述机身内部，与所述第二金属片连接，用于实时检测金属电容的电容值，并根据电容值以及预设算法计算所述电动牙刷的刷牙力度，以根据所述刷牙力度发送调节指令至所述马达驱动单元440；
所述马达驱动单元440，用于接收所述调节指令，根据所述调节指令调节所述电动牙刷的马达450的工作状态。
还包括：振动调节单元460以及显示单元470；
所述振动调节单元460与所述微控制器430连接，用于接收用户的振动调节指示，以便调节所述马达工作频率和/或脉冲宽度调制占空比。
所述显示单元470与所述微控制器430连接，用于显示所述电动牙刷400的电量以及工作状态。
上述各个发明实施例中，该微控制器包括存储器和处理器，存储器可用于存储计算机程序，处理器通过运行所述计算机程序，从而使微控制器执行上述刷牙力度计算程序以及调整电动牙刷工作频率和/或脉冲宽度调制占空比。
存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据微控制器的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存上述微控制器中使用的计算机程序。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动牙刷，包括刷头与机身，所述刷头与所述机身可拆卸连接，其特征在于，还包括：第一金属电容、第二金属电容、微控制器以及马达驱动单元；
所述第一金属电容设置于所述电动牙刷的机身与刷头的连接处，包括第一金属片和第二金属片，所述第一金属片设置于所述刷头的连接处的截面，所述第二金属片设置于所述机身的连接处的截面；
所述第二金属电容设置于所述刷头的预设位置，用于与所述第一金属片连接；
所述微控制器设置于所述机身内部，与所述第二金属片连接，用于实时检测金属电容的电容值，并根据电容值以及预设算法计算所述电动牙刷的刷牙力度，以根据所述刷牙力度发送调节指令至所述马达驱动单元；
所述马达驱动单元，用于接收所述调节指令，根据所述调节指令调节所述电动牙刷的马达的工作状态。
2.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，所述预设位置包括刷头植毛区，所述第二金属电容的金属片与所述刷头植毛区的刷毛垂直。
3.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，所述第一金属电容与所述第二金属电容串联后与所述微控制器连接。
4.根据权利要求3所述的电动牙刷，其特征在于，所述第二金属电容一端连接所述第一金属片，另一端连接电阻后接地；
所述第二金属片连接所述微控制器。
5.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，所述第一金属电容的电容值小于所述第二金属电容的电容值。
6.根据权利要求5所述的电动牙刷，其特征在于，所述预设算法包括：
X＝KC；
式中，X为刷牙力度，K为刷牙力度与电容值之间的关系系数，C为第二金属电容的电容值。
7.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，所述金属电容为空气介质电容。
8.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，所述马达驱动单元接收所述调节指令调节所述马达的工作频率和/或脉冲宽度调制占空比，还用于接收所述微控制器的启动指令进行所述马达的驱动。
9.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，还包括振动调节单元；
所述振动调节单元与所述微控制器连接，用于接收用户的振动调节指示，以便调节所述马达的工作频率和/或脉冲宽度调制占空比。
10.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，还包括显示单元；
所述显示单元与所述微控制器连接，用于显示所述电动牙刷的电量以及工作状态。
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