CN113543745B - 用于控制口腔冲洗器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于对口腔冲洗器的操作级别进行电子控制，尤其是当来自口腔冲洗器的流被暂停时进行电子控制的系统和方法。用于控制操作水平的方法包括：确定口腔冲洗器的操作水平，包括确定操作水平是否为待机模式；从一个或多个传感器接收传感器数据；确定关键传感器指标是高于、低于还是处于阈值。如果关键传感器指标高于阈值，则操作水平被更改为待机模式。如果关键传感器指标处于或低于阈值，则操作水平保持在当前水平处。如果关键传感器指标低于阈值，并且当前操作水平为待机模式，则操作水平被更改为进入待机模式之前设置的操作水平。

Description

用于控制口腔冲洗器的系统和方法

技术领域

本公开涉及用于对口腔冲洗器的操作水平进行电子控制，尤其是当来自口腔冲洗器的流被暂停时对口腔冲洗器的操作水平进行电子控制系统和方法。

背景技术

口腔冲洗器有时被设计为具有调节水压的强度来适应个体用户需求的能力。这些冲洗器使用机械强度控制系统，机械强度控制系统通过将一部分出口流量从泵分流回入口来工作。回流量由用户控制，进而改变喷嘴处的强度。利用该架构，泵在固定电压下操作，并且速度仅响应于负载条件的变化而变化。

口腔冲洗器中存在的另一特征是暂停控制。该控制使得用户能够在握持喷嘴的手柄部分时，停止和启动流。通常，该控制通过操作简单地阻止水从泵流到喷嘴的阀来工作。在没有次生流路径的情况下，泵中的压力将升高，可能导致损坏，因此需要限制压力的方法。为此，通常实现减压阀。

发明内容

本公开涉及用于对口腔冲洗器的操作水平进行电子控制的系统和方法。本文所讨论的电子控制的系统和方法将检测泵负载的方法与电子泵控制系统配对。当负载超过所限定的阈值时，电子泵控制系统将泵置于待机状态，然后当负载条件在正常范围内时，将泵返回到其预负载状态。

一般地，在一个方面，提供了一种口腔冲洗器系统。系统包括：冲洗器尖端；包含流体的储槽，储槽与泵子组件流体连通；一个或多个传感器，被布置用于检测流量的变化；以及控制器。冲洗器尖端包括：手柄部分；喷嘴；与手柄部分和喷嘴流体连通的通道；以及致动器，致动器被布置为至少部分地改变通过通道的流体流。控制器被配置为：确定关键传感器指标是否高于、低于或处于阈值；并且如果关键传感器指标高于阈值，则将口腔冲洗器的操作水平更改为待机模式；或者如果关键传感器指标处于或低于阈值，则保持在当前操作水平；或者如果关键传感器指标低于阈值并且口腔冲洗器的当前操作水平为待机模式，则将口腔冲洗器的操作水平更改为在进入待机模式之前预先设置的预设强度操作水平。

在一个方面，系统被进一步配置为使得流量的变化导致压力的变化、泵的马达上的电负载的变化、或者泵的马达的速度的变化。

在一个方面，系统被进一步配置为使得待机模式是泵的马达不超过容限温度的操作水平。

在一个方面，系统被进一步配置为使得待机模式是泵的马达以低功率操作的操作水平。

在一个方面，系统还被配置为使得用以进入泵的待机模式的阈值基于口腔冲洗器的当前操作水平而不同。

在一个方面，系统被进一步配置为使得取决于口腔冲洗器的操作水平的强度，关键传感器指标是流量、压力、泵的马达上的电负载或者泵的马达的速度。

在一个方面，系统还被配置为使得关键传感器指标测量泵的马达的负载，并且负载使用流过泵的马达或马达的电源的电流来计算。

在一个方面，系统被进一步配置为使得口腔冲洗器包括：具有储槽的外壳，储槽包含流体，储槽与泵流体连通；以及具有第一端部和第二端部的系绳，系绳的第一端部与冲洗器尖端流体连通并且系绳的第二端部与泵流体连通。

一般地，在一个方面，提供了用于控制口腔冲洗器的操作水平的方法。方法包括：使用口腔冲洗器的控制器来确定口腔冲洗器的操作水平，包括确定操作水平是否为待机模式；使用口腔冲洗器的控制器，从一个或多个传感器接收传感器数据；使用口腔冲洗器的控制器，确定关键传感器指标是否高于、低于或处于阈值；并且如果关键传感器指标高于阈值，则将口腔冲洗器的操作水平更改为待机模式；或者如果关键传感器指标处于或低于阈值，则保持在当前操作水平；或者如果关键传感器指标低于阈值并且口腔冲洗器的当前操作水平为待机模式，则将口腔冲洗器的操作水平更改为在进入待机模式之前预先设置的预设强度操作水平。

在一个方面，方法允许待机模式是泵的马达不超过容限温度的操作水平。

在一个方面，方法允许待机模式是泵的马达以低功率操作的操作水平。

在一个方面，方法允许用以进入待机模式的阈值基于口腔冲洗器的泵的当前操作水平而不同。

在一个方面，方法允许取决于口腔冲洗器的操作水平的强度，关键传感器指标是流量、压力、泵的马达上的电负载或泵的马达的速度。

在一个方面，方法允许关键传感器指标测量泵的马达的负载变化，并且负载使用流过泵的马达或马达的电源的电流来计算。

在一个方面，方法允许关键传感器指标测量流量的变化、压力的变化、泵的马达上的电负载的变化或泵的马达的速度的变化。

应当理解，前述概念和以下更详细讨论的附加概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)均被预期为本文所公开的发明主题的一部分。具体地，出现在本公开末尾的所要求保护的主题的所有组合均被认为是本文所公开的发明主题的一部分。还应当理解，本文中明确采用的、也可能出现在通过引用并入的任何公开内容中的术语应当具有与本文所公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，相同的附图标记在不同的视图中通常指代相同的部分。此外，附图不一定按比例绘制，重点通常放在图示本发明的原理上。

图1是根据一个示例性实施例的口腔冲洗器的示意图。

图2是根据一个示例性实施例的用于控制口腔冲洗器的操作水平的方法的流程图。

具体实施方式

本公开涉及用于对口腔冲洗器的操作水平进行电子控制，尤其是当来自口腔冲洗器的流被暂停时对口腔冲洗器的操作水平进行电子控制的系统和方法。本文所公开的电子控制系统和方法将检测泵负载的方法与电子泵控制系统配对。当负载超过所限定的阈值时，电子泵控制系统将泵置于待机状态，并且然后当负载条件再次处于正常范围内时，可以将泵返回到其预负载状态。检测方法可以包括马达电流、水压、泵速等。电子泵控制的方法涉及在使用暂停控制功能时，将口腔冲洗器置于待机模式。电子泵控制系统从一个或多个传感器接收传感器数据；确定口腔冲洗器的操作水平；并且确定关键传感器指标是高于、低于还是处于阈值。如果关键传感器指标高于阈值，则控制器将操作水平更改为待机模式。如果关键传感器指标处于或低于阈值，则控制器保持在当前操作水平。如果关键传感器指标低于阈值，并且当前操作水平是待机模式，则控制器将操作水平更改为在进入待机模式之前预先设置的预设强度操作水平。申请人已认识到并理解，针对暂停控制的操作，提供电子方法而不需要机械泄压阀来控制操作水平是有益的。

参考附图，图1图示了口腔冲洗器100。口腔冲洗器100包括具有手柄部分106和喷嘴109的冲洗器尖端103。冲洗器尖端103还包括在尖端103和手柄部分106两者内延伸并穿过它们的通道112。通道112提供流体145到用户U的流量142。口腔冲洗器100还包括外壳148，外壳148包含储槽151、泵154、控制器172和电源178。储槽151包含流体145体积，流体145体积在口腔冲洗器100的操作期间，通过冲洗器尖端103被引导到用户U的口腔中。流体145可以选自例如水、水气混合物、口腔清洁浓缩物、标准或抗菌(基于酒精的)漱口水或者具有足够低的粘度以通过通道112的任何流体。

泵154包括压力传感器157，例如，压力换能器。压力传感器157被布置为检测第一压力160A和第二压力160B。第一压力160A与第一流路径和通道112基本对准时的第一状态相关联。第二压力160B与第一流路径不通道112不基本对准并且流体145通过通道112的流量142被部分或完全限制时的闭合状态相关联。第一压力160A和第二压力160B在泵154内被测量；然而，应当理解，第一压力160A和第二压力160B可以在沿着从储槽151至致动器115的流量142的任何点处被测量。因此，尽管压力传感器157被图示为在泵154内，但是应当理解，压力传感器157可以被放置在沿着从储槽151至致动器115的流量142的任何点处。

泵154还包括马达163、曲柄166和活塞169。马达163、曲柄166和活塞169协同工作来创建加压环境，加压环境有利于从储槽151通过系绳184进入冲洗器尖端103、并且进入用户U的口腔的流量142。系绳184是基本上中空的柔性管，具有第一端部187和第二端部190。系绳184的第一端部187被牢固地固定到冲洗器尖端103的手柄部分106，并且系绳184的第二端部190被牢固地固定到泵154。系绳184用作导管，流体145的流量142通过导管从储槽151流向冲洗器尖端103并进入用户U的口腔中以进行清洁。

致动器115可以阻碍流量142并且在系统内生成背压或压力的累积，压力沿着流量142传播回到泵154。致动器控制暂停控制机构，其中当暂停控制开启且系统被暂停时，流体145通过通道112的流量142被减少或停止，并且，当暂停控制关闭且系统不再被暂停时，流体145通过通道112的流量142被恢复。致动器115可以是本领域已知的能够至少部分地改变流量142，即，增加或减少流量142的任何致动器或阀，例如球阀、蝶阀、节流阀、隔膜阀或膜片阀、闸阀、截止阀、刀阀、针阀、夹管阀、旋塞阀、电磁阀、滑阀、止回阀等。

控制器172还包括被布置为执行一系列非暂时性计算机可读指令来控制马达163的操作的处理器和存储器。控制器172从电源178接收电力并且被布置为通过调节马达163的操作电流181来控制马达163的速度和/或功率。控制器172包括控件175。控制器175被用于将口腔冲洗器100调至开启或关闭状态和/或改变马达163的设置或模式，从而改变提供给用户U的液体145的流量142。

控制器172包括负载传感器357。负载传感器357被布置为检测马达163上的第一负载360A、第二负载360B和/或第一马达速度161A和第二马达速度161B。为此，负载传感器357可以是电流传感器或被布置为测量马达速度或旋转的传感器，例如转速计。第一负载360A与第一流路径与通道112基本对准时的第一状态相关联。当第一流路径与通道112不基本对准时并且在流体145通过通道112的流量142被部分地或完全地限制，从而在系统内创建足以改变马达163上的负载的背压时，第二负载与这种封闭状态相关联。优选地，第一负载360A、第二负载360B、第一马达速度161A和第二马达速度161B由负载传感器357来测量，负载传感器357被接合为与控制器172和马达163通信。控制器172例如从负载传感器357接收第一负载360A和第二负载360B，并且相应地调整马达163的速度和/或功率。作为另一示例，第一压力160A和第二压力160B由压力传感器157测量，压力传感器157被接合为与控制器172和马达163通信。控制器172例如从压力传感器157接收第一压力160A和第二压力160B，并且相应地调节马达163的速度和/或功率。

图2是图示了用于控制口腔冲洗器100的操作水平的方法500的流程图。在步骤510处，口腔冲洗器100的操作水平使用口腔冲洗器100的控制器172来确定。操作水平指示口腔冲洗器172的功率水平，包括口腔冲洗器172是被开机还是关机、它是否处于低功率待机模式以及口腔冲洗器100操作的功率或强度水平。口腔冲洗器100的功率或强度水平可以被改变来增加操作电流181、马达163的速度、沿流体通道112的压力160A、160B、以及流体145通过流体通道112的流量142。控制器172检测口腔冲洗器100的功率状态和操作水平。控制器172可以是电控制器，并且控制器172可以包括模拟或数字的控件175。模拟控件175和/或数字控件175可以确定流量142何时被阻塞并且将口腔冲洗器100从其预设强度操作水平转变为待机模式，并且当流量142被解除阻塞时再次返回。

在步骤520处，控制器172从一个或多个传感器接收传感器数据，一个或多个传感器包括负载传感器357和/或压力传感器157。例如，控制器172与负载传感器357和压力传感器157通信，并且可以检测马达163上的负载360A、360B、马达速度161A、161B以及沿流体通道112的压力160A、160B。该方法可以使用来自可以直接或间接地检测沿通道112的流量142的变化的任何类型的传感器的传感器数据，传感器包括流量传感器、压力检测器、负载检测器、马达电流检测器、马达速度检测器或任何其他已知的传感器，或者传感器和检测装置的组合。

在步骤530处，控制器172确定关键传感器指标是否高于、低于或处于阈值水平。关键传感器指标是从负载传感器357和/或压力传感器157或系统使用的任何其他传感器读取的传感器读数，其提供与流体145通过通道112的流量142的状态有关的信息。取决于口腔冲洗器100的操作水平的强度，关键传感器指标可以是流量142、压力160A、160B、泵154的马达163上的电负载360A、360B或者泵154的马达163的速度161A、161B的量度。例如，当口腔冲洗器100被预设为高强度操作水平时，关键传感器指标可以测量电流181的变化。作为另一示例，当口腔冲洗器100被预设为低强度操作水平时，关键传感器指标可以测量马达163的速度的变化。例如，在较低强度设置下，第一马达速度161A和第二马达速度161B由被接合为与控制器172和马达163通信的负载传感器357来测量。作为另一示例，关键传感器指标可以是对泵154的马达163上的负载的测量值。马达163上的负载可以使用所测量的电流来计算。流过马达163的电源的电流可以跨电阻器来测量。根据电源电流，可以计算通过马达163的电流。流过马达163的电流可以被电压或脉宽调制划分，从而确定马达163上的负载。

阈值水平可以基于若干因素而变化。阈值水平可以基于用作关键传感器指标的传感器读数而变化。例如，如果电流被用作关键传感器指标，则阈值水平将是例如以安培为单位的电流的量度。类似地，如果压力被用作关键传感器指标，则阈值水平将是例如以帕斯卡为单位量的压力的量度。阈值还可以基于口腔冲洗器100正在操作的强度水平或者在进入待机模式之前预先设置的强度水平而变化。例如，如果口腔冲洗器100具有强度水平1-5，其对应于通过通道112的增加的流速，则每个强度水平的阈值将不同。例如，用户可选择的强度水平可以对应于确定流量和压力的量(强度水平)的马达电压，并且对于更大的强度水平，阈值的值更大。例如，触发泵进入待机模式的负载针对每个强度进行了适当的调整，使得无论强度水平设置如何，暂停流量时的用户体验都将保持一致。

在步骤530处，如果关键传感器指标高于阈值，则控制器172将口腔冲洗器100的操作水平改变为待机模式。如果关键传感器指标处于或低于阈值，则控制器172不更改操作水平并且口腔冲洗器100保持在当前操作水平。另一方面，如果关键传感器指标低于阈值，并且口腔冲洗器100的当前操作水平是待机模式，则在步骤530处，控制器172将口腔冲洗器100的操作水平更改为预设强度水平。预设强度是口腔冲洗器100在进入待机模式之前操作的操作水平，例如，强度水平1、强度水平2或强度水平3。

待机模式是口腔冲洗器100的操作水平，在该操作水平下，口腔冲洗器100以低功率操作。当处于待机模式时，马达163不关机。它在低功率状态下停转，这时，由于马达163不超过容限温度，马达163可以在不会损坏的情况下无限期地保持。容限温度被设置为使得马达163不会过热并确保马达163可靠操作。只要下游堵塞源(通过通道112的流量142)存在，功率必须足以允许泵在系统中保持少量压力，但不足以使得马达163过热和损坏马达163或影响其可靠性。这是关键，因为它使得系统能够检测堵塞何时被清除，并且然后再次恢复泵的正常操作。使用方法500的口腔冲洗器系统将在暂停控制机构被设置为开启(通过通道112的流量142被减少或阻塞)时看起来关机，并且消除具有泄压阀的系统中存在的固有噪声和振动。此外，因为方法500的口腔冲洗器中不需要减压阀，所以泵效率可以被优化来提供最大输出。例如，在正常操作下，电流应低于阈值水平或值。然而，当流量142在使用暂停控制功能时被阻塞时，电流将超过触发待机模式的该阈值。只要电流高于阈值，泵就会保持在该状态中。在暂停控制释放之后，系统中的压力将迅速降低，导致马达上的扭矩减小，并且进而导致电流返回正常范围，向控制器172发出信号来将待机模式去激活。一旦被去激活，系统将恢复暂停前设置的相同强度的操作。

虽然本文中已描述和图示了若干发明实施例，但是本领域的普通技术人员将容易地设想用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的一个或多个优点的各种其他手段，并且每个这样的变化和/或修改都被认为是在本文中所描述的本发明的实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在示例性的并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于特定应用或者使用本发明的教导的应用。本领域技术人员将认识到或者能够仅使用常规实验来确定本文描述的特定发明实施例的许多等同物。因此，应当理解，前述实施例仅通过示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明的实施例可以以不同于具体描述和所要求保护的方式来实践。本公开的发明实施例涉及本文所描述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。附加地，如果此类特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则两个或多个此类特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合被包括在本公开的发明范围内。

本文在说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应被理解为意指如此结合的要素(即，在一些情况下结合地存在且在其他情况下不结合地存在的要素)中的“一个或两个”。使用“和/或”列出的多个要素(即，这样结合的要素中的“一个或多个”)应以相同的方式来解释。除了由“和/或”子句具体标识的要素之外，无论与那些具体标识的要素相关或不相关，可以可选地存在其他要素。如本文在说明书和权利要求中使用的，“或者”应被理解为与如上定义的“和/或”具有相同的含义。

还应理解，除非明确指出相反，否则在本文所要求保护的包括多于一个的步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不一定限于方法的步骤或动作被记载的顺序。

Claims (15)

1.一种口腔冲洗器(100)系统，包括：

冲洗器尖端(103)，所述冲洗器尖端包括：

手柄部分(106)；

喷嘴(109)；

与所述手柄部分(106)和所述喷嘴(109)流体连通的通道(112)；以及

致动器(115)，所述致动器被布置为至少部分地改变流体(145)通过所述通道(112)的流量(142)；

包含所述流体(145)的储槽(151)，所述储槽与泵(154)流体连通；

一个或多个传感器(357、157)，被布置为检测所述流量(142)的变化；以及

控制器(172)，被配置为：

确定关键传感器指标是否高于、低于或处于阈值，所述关键传感器指标基于所述一个或多个传感器(357，157)的传感器读数(360A、360B、160A、160B、161A、161B)；以及

如果所述关键传感器指标高于阈值，则将所述口腔冲洗器(100)的操作水平更改为待机模式；或者如果所述关键传感器指标处于或低于所述阈值，则保持在当前操作水平；或者如果所述关键传感器指标低于所述阈值、并且所述口腔冲洗器(100)的所述当前操作水平为待机模式，则将所述口腔冲洗器(100)的所述操作水平更改为在进入待机模式之前预先设置的预设强度操作水平。

2.根据权利要求1所述的口腔冲洗器(100)系统，其中流量(142)的所述变化导致压力(160A、160B)的变化、所述泵(154)的马达(163)上的电负载(360A、360B)的变化、或者所述泵(154)的所述马达(163)的速度(161A、161B)的变化。

3.根据权利要求1所述的口腔冲洗器(100)系统，其中所述待机模式是所述泵(154)的马达(163)不超过容限温度的操作水平。

4.根据权利要求3所述的口腔冲洗器(100)系统，其中所述待机模式是所述泵(154)的马达(163)以低功率操作的操作水平。

5.根据权利要求1所述的口腔冲洗器(100)系统，其中用以进入所述泵(154)的所述待机模式的所述阈值基于所述口腔冲洗器(100)的所述当前操作水平而不同。

6.根据权利要求1所述的口腔冲洗器(100)系统，其中取决于所述口腔冲洗器的操作水平强度，所述关键传感器指标是流量(142)、压力(160A、160B)、所述泵(154)的马达(163)上的电负载(360A、360B)、或者所述泵(154)的所述马达(163)的速度(161A、161B)。

7.根据权利要求1所述的口腔冲洗器(100)系统，其中所述关键传感器指标测量所述泵的马达的负载，并且其中所述负载使用流过所述泵的所述马达的电流或使用流过所述马达的电源的电流来计算。

8.根据权利要求1所述的口腔冲洗器(100)系统，其中所述口腔冲洗器(100)包括：

具有储槽(151)的外壳(148)，所述储槽(151)包含流体(145)，所述储槽与泵(154)流体连通；以及

具有第一端部(187)和第二端部(190)的系绳(184)，所述系绳的所述第一端部与所述冲洗器尖端(103)流体连通，并且所述系绳的所述第二端部与所述泵(154)流体连通。

9.一种用于控制口腔冲洗器(100)的操作水平的方法，包括：

使用所述口腔冲洗器(100)的控制器(172)来确定所述口腔冲洗器(100)的操作水平，包括确定所述操作水平是否为待机模式；

使用所述口腔冲洗器(100)的所述控制器(172)，从一个或多个传感器(157、357)接收传感器数据(360A、360B、160A、160B、161A、161B)；

使用所述口腔冲洗器(100)的所述控制器(172)来确定关键传感器指标是高于、低于还是处于阈值，其中所述关键传感器指标基于所述传感器数据(360A、360B、160A、160B、161A、161B)；以及

如果所述关键传感器指标高于阈值，则将所述口腔冲洗器(100)的所述操作水平更改为所述待机模式；或者如果所述关键传感器指标处于或低于所述阈值，则保持在当前操作水平；或者如果所述关键传感器指标低于所述阈值、并且所述口腔冲洗器(100)的所述当前操作水平为所述待机模式，则将所述口腔冲洗器(100)的所述操作水平更改为在进入待机模式之前预先设置的预设强度操作水平。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述待机模式是泵(154)的马达(163)不超过容限温度的操作水平。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述待机模式是泵(154)的马达(163)以低功率操作的操作水平。

12.根据权利要求9所述的方法，其中用以进入所述待机模式的所述阈值基于所述口腔冲洗器(100)的泵(154)的所述当前操作水平而不同。

13.根据权利要求9所述的方法，其中取决于所述口腔冲洗器(100)的所述操作水平的强度，所述关键传感器指标是流量(142)、压力(160A、160B)、泵(154)的马达(163)上的电负载(360A、360B)、或者所述泵(154)的所述马达(163)的速度(161A、161B)。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述关键传感器指标测量泵(154)的马达(163)的负载的变化，并且其中所述负载使用流过所述泵的所述马达的电流或使用流过所述马达的电源的电流来计算。

15.根据权利要求9所述的方法，其中所述关键传感器指标测量流量(142)的变化、压力(160A、160B)的变化、泵(154)的马达(163)上的电负载(360A、360B)的变化、或者所述泵(154)的所述马达(163)的速度(161A、161B)的变化。