CN116183084B - 一种电动牙刷压力检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种电动牙刷压力检测方法及系统，通过确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值，进而通过采集振动向动态压力信号确定电动牙刷的衰减振动频率并进行判断，当电动牙刷的衰减振动频率过低时，根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值，由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，得到检测压力补偿量，再由所述检测压力补偿量补偿所述齿面压力值，得到最终的电动牙刷压力检测结果，本申请能够在电动牙刷的电池电力不足时，避免因电力衰减引起的对电动牙刷压力检测的干扰，提高电动牙刷压力检测的检测精度。
Description
技术领域
本申请涉及电动牙刷技术领域，更具体的说，本申请涉及一种电动牙刷压力检测方法及系统。
背景技术
电动牙刷的刷头与牙齿的齿面接触时高频振动，当接触的压力过大时，刷头的高频振动产生的摩擦容易对牙齿齿面甚至牙龈造成损伤，并且这种损伤往往不可逆，因此在电动牙刷的工作过程中，需要对电动牙刷刷头工作时受到的压力进行检测，防止使用者在使用牙刷时受到伤害。
现有的电动牙刷压力检测方法主要是通过检测牙刷传动构件的振动变化来检测电动牙刷刷头上的压力大小，但这种方式在电动牙刷的电池电力不足时，电机功率降低引发的振动衰减量会被误认为是压力引发的衰减量，从而对压力检测结果产生干扰，因此，需要一种新的压力检测方法，能够在电动牙刷的电池电力不足时，避免因电力衰减引起的对电动牙刷压力检测的干扰，精确实现电动牙刷压力检测。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种电动牙刷压力检测方法及系统，能够在电动牙刷的电池电力不足时，避免因电力衰减引起的对电动牙刷压力检测的干扰。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种电动牙刷压力检测方法，包括如下步骤：
获取电动牙刷工作时的压力负载电流，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值；
采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号；根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值；
若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，则根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值，由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，得到检测压力补偿量，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，得到电动牙刷压力检测结果；
若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，则将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果。
在一些实施例中，所述电动牙刷的齿面压力值由下式确定：
其中FD为齿面压力值，PF为压力损耗功值，kc为电动牙刷的电机效率，μ为牙齿与所述电动牙刷刷头间的动摩擦系数，ω0为标准工作振动频率，t为产生压力损耗功值对应的时间。
在一些实施例中，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定所述电动牙刷的压力损耗功值包括：
获取所述电动牙刷的标准工作振动频率；
根据所述压力负载电流、电动牙刷的标定空载电流和标准工作振动频率，确定所述电动牙刷的压力损耗功值。
在一些实施例中，采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号包括：
采集所述电动牙刷刷头中的压电薄膜两端电位差，获得振动向动态电压信号；
根据所述振动向动态检测电压信号与所述压电薄膜的电压-压力比例系数，确定振动向动态压力信号；
在一些实施例中，所述振动向动态压力信号由下述映射关系确定：
Fz＝Uz·k
其中，Fz为所述振动向动态压力信号，Uz为所述动态检测电压信号，k为所述压电薄膜的压力-电压比例系数，所述振动向动态压力信号的取值与所述动态检测电压信号在同一时刻的取值满足上述映射关系。
在一些实施例中，根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值包括：
采集所述振动向动态压力信号最大值对应的时间，获得最值时间；
根据所述最值时间、所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动幅值；
由所述电动牙刷刷头的衰减振动幅值和衰减振动频率，确定所述电动牙刷的机械衰减功值。
在一些实施例中，检测压力补偿量可以由下式表示：
其中，ΔF为检测压力补偿量，ΔP为机械衰减功值，LF为衰减振动幅值，kc为电动牙刷的电机效率，μ为齿面压力产生对象与所述电动牙刷刷头间的动摩擦系数，ω0为标准工作振动频率，t为产生压力损耗功值对应的时间。
在一些实施例中，若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，所述电动牙刷压力检测结果为所述齿面压力值与所述检测压力补偿量之和。
第二方面，本申请还提供一种一种电动牙刷压力检测系统，该电动牙刷压力检测系统包括：
齿面压力值确定模块，用于获取电动牙刷工作时的压力负载电流，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值；
衰减振动频率判断模块，用于采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号，根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值；
机械衰减功值确定模块，用于若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值；
压力检测结果补偿输出模块，用于由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，确定检测压力补偿量；通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，作为电动牙刷压力检测结果输出；
压力检测结果输出模块，用于若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果输出。
第三方面，本申请还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的电动牙刷压力检测方法。
第四方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电动牙刷压力检测方法。
本申请实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
本申请通过确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到了所述电动牙刷的齿面压力值，采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号，根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，进而判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值，若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果，若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，由所述机械损耗功值与齿面压力做功值之间的功能关系，得到检测压力补偿量，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，得到电动牙刷压力检测结果，完成电动牙刷压力检测。
本申请中不同于现有技术通过检测牙刷传动构件的振动变化来检测电动牙刷刷头上的压力大小，而是通过确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到了所述电动牙刷的齿面压力值，进而在电动牙刷的衰减振动频率过低时获取检测压力补偿量，由所述检测压力补偿量补偿所述齿面压力值，从而能够在电动牙刷的电池电力不足时，避免因电力衰减引起的对电动牙刷压力检测的干扰，提高电动牙刷压力检测的检测精度。
附图说明
图1是根据本申请一些实施例所示的电动牙刷压力检测方法的示例性流程图；
图2是根据本申请一些实施例所示的电动牙刷压力检测系统的示例性硬件和/或软件的示意图；
图3是本申请施例提供的一种电动牙刷压力检测方法的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请首先确定了电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到了所述电动牙刷的齿面压力值，进而通过采集振动向动态压力信号确定电动牙刷的衰减振动频率并进行判断，当电动牙刷的衰减振动频率过低时，根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值，由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，得到检测压力补偿量，再由所述检测压力补偿量补偿所述齿面压力值，得到最终的电动牙刷压力检测结果，能够在电动牙刷的电池电力不足时，避免因电力衰减引起的对电动牙刷压力检测的干扰，提高电动牙刷压力检测的检测精度。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参考图1，该图是根据本申请一些实施例所示的电动牙刷压力检测方法的示例性流程图，该电动牙刷压力检测方法100主要包括如下步骤：
在步骤101，获取电动牙刷工作时的压力负载电流，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值。
需要说明，电动牙刷的压力检测位置为该电动牙刷的工作区域(即电动牙刷刷头)，需检测的齿面压力是电动牙刷工作时，由使用者牙齿齿面施加在刷毛上的，垂直于电动牙刷刷头方向的压力，该齿面压力越强，说明电动牙刷对于牙齿齿面与牙龈的破坏程度越大。
在电动牙刷的齿面压力检测过程中，由于电动牙刷刷头存在的大量用于清洁的刷毛，并且电动牙刷需要不断振动以完成清洁工作，导致直接在刷毛侧上安装检测装置进行直接压力测量难以实现，因此，可通过获取所述电动牙刷在压力负载下工作时的额外的压力损耗功值，进而对所述齿面压力进行间接测量。
在一些实施例中，当电动牙刷在外部齿面压力负载下工作时，可通过在电动牙刷的电机电枢回路上的电位计获取所述压力负载电流，而标定空载电流可以在电动牙刷充电完全后，由电动牙刷在悬空工作时流过该电位计的电流值标定。
需要说明，所述电机电枢回路为用于驱动刷头振动的电动牙刷内部电机的电枢回路，具体实现时，通过电位计可测量电枢回路的干路电流，这里不再赘述。
在一些实施例中，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定所述电动牙刷的压力损耗功值可采用下述方式，即：
首先，获取所述电动牙刷的标准工作振动频率；
其次，根据所述压力负载电流、电动牙刷的标定空载电流和标准工作振动频率，确定所述电动牙刷的压力损耗功值，其中所述标准工作振动频率，为电动牙刷出厂时检测的刷头工作时每秒振动次数，而压力损耗功值可以由下式确定：
其中，PF为压力损耗功值，ω0为标准工作振动频率，ξD为电枢回路的电动势常数，Φ为电动牙刷内部电机的主磁通，IF为压力负载电流，I0为标定空载电流，R为电机电枢回路总电阻，t为产生压力损耗功值所需时间，dt为压力负载电流的时间变量的微分。
需要说明，所述压力损耗功值为电动牙刷接受一段时间的齿面压力时，在该段时间内为保持标准工作振动频率而产生的电机额外做功，因此，根据所述压力损耗功值，可以反推得到电动牙刷的齿面压力值的大小，具体实现时，可以将电动牙刷接受齿面压力一秒时间内产生的电机额外做功作为所述压力损耗功值，此时产生压力损耗功值所需时间t为一秒。
在一些实施例中，具体实现时，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值可采用下述方式，即：
若将牙刷工作时的运动视为近似5mm振幅的往复圆周运动，所述外部的齿面压力的方向垂直于所述牙刷刷头各速度矢量和的方向，电动牙刷齿面压力值可以由下式确定：
其中FD为齿面压力值，PF为压力损耗功值，kc为电动牙刷的电机效率，μ为齿面压力发出者(例如牙齿)与所述电动牙刷刷头间的动摩擦系数，ω0为标准工作振动频率，t为产生压力损耗功值对应的时间。
需要说明，上述方式中的齿面压力值是在所述电动牙刷工作在标准工作振动频率上的齿面压力检测结果，电动牙刷的实际工作中采用的电源是可充电式锂电池，随着电池放电时间的增加，电池的输出电压会有一定程度的降低，导致电动牙刷刷头的工作振动频率的衰减，当该部分衰减量过大时，会对压力检测结果产生干扰，因此，在电动牙刷压力检测方法中，还需要对衰减振动频率进行检测并判断，从而能够在所述衰减振动频率低于预设的阈值时，针对该干扰作出补偿(即检测压力补偿量)。
在步骤102，采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号，根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值。
在一些实施例中，采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号可采用下述方式，即：
采集所述电动牙刷刷头中的压电薄膜两端电位差，获得动态检测电压信号；
根据所述动态检测电压信号与所述压电薄膜的电压-压力比例系数，确定振动向动态压力信号。
需要说明，所述压电薄膜为压电材料制作成的柔性薄膜，所述压电薄膜存在压电材料固有的正压电效应，即，在对其施加外部压力时，其两个相对的表面将产生异号电荷，异号电荷形成的电位差与外界压力存在正比例关系，该正比例关系的比例系数即为压力-电压比例系数，因此，检测压电薄膜两端电位差，可以由该压电薄膜自身固有的压力-电压比例系数计算得到压电薄膜上的外部压力大小。
在一些实施例中，电位差的采集方向可以是电动牙刷刷头的振动方向，即，采集在所述刷头振动方向的压电薄膜上下表面的电位差作为所述电动牙刷的动态检测电压信号，因此，采集的动态检测电压信号完全由振动时产生的压力引发，进一步的，由所述动态检测电压信号得到的振动向动态压力信号可以用于确定电动牙刷的振动情况(即衰减振动频率)。
在一些实施例中，根据所述动态检测电压信号与所述压电薄膜的压力-电压比例系数，确定振动向动态压力信号可以由下述映射关系表示，即：
Fz＝Uz·k
其中，Fz为所述振动向动态压力信号，Uz为所述动态检测电压信号，k为所述压电薄膜的压力-电压比例系数。
需要说明，在一些实施例中，所述动态检测电压信号可以是一段时间内的刷头振动方向的压电薄膜上下表面变化的电位差，因此，由该电位差确定的所述振动向动态压力信号对应为一段时间内变化的压力值，此外，在该段时间内的任一时刻，振动向动态压力信号的取值与动态检测电压信号的取值满足上述映射关系，所述压力-电压比例系数的大小由所述压电材料固有的正压电效应强度决定。
另外，需要说明的，衰减振动频率可以由单位时间内振动向动态压力信号的正负性变号次数确定，具体实现时，单位时间内所述振动向动态压力信号两次变号时，所述电动牙刷刷头完成一个振动周期，因此，可以取单位时间内所述振动向动态压力信号的正负性变号次数的半数作为衰减振动频率。
在步骤103，若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值。
在一些实施例中，根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值可采用下述方式，即：
采集所述振动向动态压力信号最大值对应的时间，获得最值时间；
根据所述最值时间、所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动幅值；
由所述电动牙刷刷头的衰减振动幅值和衰减振动频率，确定所述电动牙刷的机械衰减功值。
需要说明，当所述振动向动态压力信号到达最大值时，即处于最值时间时，所述电动牙刷刷头受到电机输出的牵引力和刷头振动到端点时受到的构件弹力，因此处于往复振动运动的端点位置，根据最值时间之后的半个振动周期的时间内所述电动牙刷刷头的位移量，可以得到所述电动牙刷的衰减振动幅值。
具体实现时，衰减振动幅值的可以由下式确定：
其中，LF为衰减振动幅值，τ为振动比例系数，标定为常数，tc为最值时间，ωF为衰减振动频率，Fz为振动向动态压力信号，ρ为压电薄膜质量，t为振动向动态压力信号的时间变量，dt为所述时间变量的微分。
需要说明，在一些实施例中，振动比例系数可以是所述电动牙刷刷头长度与所述压电薄膜与电动牙刷振动中心轴距离的比值，具体实现时，当电动牙刷的刷头振动幅度较大时，也可以将所述衰减振动幅值的确定式改为转矩形式，此时，ρ为压电薄膜的转动惯量，τ为振动比例系数，标定为所述电动牙刷刷头的转动惯量与所述压电薄膜转动惯量的比值。
根据所述电动牙刷刷头的衰减振动幅值与衰减振动频率，确定所述电动牙刷的机械衰减功值可以由下式表示：
其中，ΔP为机械衰减功值，ω0为标准工作振动频率，ωF为衰减振动频率，ξD为电枢回路的电动势常数，Ф为电动牙刷内部电机的主磁通，IF为压力负载电流，L0为电动牙刷预设的标准工作振动幅值，LF为所述电动牙刷的衰减振动幅值，R为电机电枢回路总电阻，t为产生机械衰减功值所需时间，dt为压力负载电流的时间变量的微分，需要说明的，该机械衰减功值与压力损耗功值在同一时间段内产生，因此，产生机械衰减功值所需时间与产生压力损耗功值所需时间相等。
在步骤104，由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，得到检测压力补偿量，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，得到电动牙刷压力检测结果。
具体实现时，所述机械衰减功值指由于电动牙刷的电磁电力不足时引起的压力损耗功值的计算误差，由功能关系，该机械衰减功值与检测压力补偿量做功值相等，而检测压力补偿量做功值，为与所述齿面压力值与实际齿面压力的偏差量(检测压力补偿量)大小相等，方向相同的压力施加在电动牙刷上时产生的压力损耗功值。
在一些实施例中，所述检测压力补偿量可以由下式确定：
其中，ΔF为检测压力补偿量，ΔP为机械衰减功值，LF为衰减振动幅值，kc为电动牙刷的电机效率，μ为齿面压力产生对象(例如牙齿)与所述电动牙刷刷头间的动摩擦系数，ω0为标准工作振动频率，t为产生压力损耗功值对应的时间。
具体实现时，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿的补偿方式为直接补偿，即，所述电动牙刷压力检测结果为所述齿面压力值与所述检测压力补偿量之和。
在步骤105，若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，则将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果。
另外，本申请的另一方面，在一些实施例中，参考图2，该图是根据本申请一些实施例所示的电动牙刷压力检测系统的示例性硬件和/或软件的示意图，该电动牙刷压力检测系统200包括：齿面压力值确定模块201、衰减振动频率判断模块202、机械衰减功值确定模块203、压力检测结果补偿输出模块204和压力检测结果输出模块205，分别说明如下：
齿面压力值确定模块201，本申请中齿面压力值确定模块201主要用于获取电动牙刷工作时的压力负载电流，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值；
衰减振动频率判断模块202，本申请中衰减振动频率判断模块202主要用于采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号，根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值；
机械衰减功值确定模块203，本申请中机械衰减功值确定模块203主要用于若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，则根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值；
压力检测结果补偿输出模块204，本申请中压力检测结果补偿输出模块204主要用于由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，确定检测压力补偿量，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，作为电动牙刷压力检测结果输出；
压力检测结果输出模块205，本申请中压力检测结果输出模块205主要用于若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果输出。
在一些实施例中，本申请还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的电动牙刷压力检测方法。
在一些实施例中，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电动牙刷压力检测方法。
另外，在一些实施例中，参考图3，该图是本申请施例提供的一种实现电动牙刷压力检测方法的计算机设备的结构示意图。上述实施例中的电动牙刷压力检测方法可以通过图3所示的计算机设备来实现,，该计算机设备包括至少一个处理器301、通信总线302、存储器303以及至少一个通信接口304。
处理器301可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)或一个或多个用于控制本申请中的电动牙刷压力检测方法的执行。
通信总线302可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
存储器303可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only Memory，CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器303可以是独立存在，通过通信总线302与处理器301相连接。存储器303也可以和处理器301集成在一起。
其中，存储器303用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器301来控制执行。处理器301用于执行存储器303中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。上述实施例中电动牙刷压力检测结果的确定可以通过处理器301以及存储器303中的程序代码中的一个或多个软件模块实现。
通信接口304，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless localareanetworks，WLAN)等。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(personaldigital assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备。本申请实施例不限定计算机设备的类型。
综上，本申请通过确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到了所述电动牙刷的齿面压力值，采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号，根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值，若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果，若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，由所述机械损耗功值与齿面压力做功值之间的功能关系，得到检测压力补偿量，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，得到电动牙刷压力检测结果，完成电动牙刷压力检测。
本申请确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到了所述电动牙刷的齿面压力值，进而在电动牙刷的衰减振动频率过低时获取检测压力补偿量，由所述检测压力补偿量补偿所述齿面压力值，从而能够在电动牙刷的电池电力不足时，避免因电力衰减引起的对电动牙刷压力检测的干扰，提高电动牙刷压力检测的检测精度。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种电动牙刷压力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取电动牙刷工作时的压力负载电流，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值；
采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号，根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值；
若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，则根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值，由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，得到检测压力补偿量，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，得到电动牙刷压力检测结果；
若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，则将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果；
其中根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定所述电动牙刷的压力损耗功值包括：
获取所述电动牙刷的标准工作振动频率；
根据所述压力负载电流、电动牙刷的标定空载电流和标准工作振动频率，确定所述电动牙刷的压力损耗功值；
所述电动牙刷的齿面压力值由下式确定：
其中FD为齿面压力值，PF为压力损耗功值，kc为电动牙刷的电机效率，μ为牙齿与所述电动牙刷刷头间的动摩擦系数，ω0为标准工作振动频率，t为产生压力损耗功值对应的时间；
确定所述电动牙刷的机械衰减功值包括：
采集所述振动向动态压力信号最大值对应的时间，获得最值时间；
根据所述最值时间、所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动幅值；
由所述电动牙刷刷头的衰减振动幅值和衰减振动频率，确定所述电动牙刷的机械衰减功值；
所述检测压力补偿量由下式表示：
其中，ΔF为检测压力补偿量，ΔP为机械衰减功值，LF为衰减振动幅值，kc为电动牙刷的电机效率，μ为齿面压力产生对象与所述电动牙刷刷头间的动摩擦系数，ω0为标准工作振动频率，t为产生压力损耗功值对应的时间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号包括：
采集所述电动牙刷刷头中的压电薄膜两端电位差，获得振动向动态电压信号；
根据所述振动向动态检测电压信号与所述压电薄膜的电压-压力比例系数，确定振动向动态压力信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述振动向动态压力信号由下述映射关系确定：
Fz＝Uz·k
其中，Fz为振动向动态压力信号，Uz为动态检测电压信号，k为压电薄膜的压力-电压比例系数，振动向动态压力信号的取值与动态检测电压信号在同一时刻的取值满足上述映射关系。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，所述电动牙刷压力检测结果为所述齿面压力值与所述检测压力补偿量之和。
5.一种电动牙刷压力检测系统，其采用权利要求1所述的方法进行压力检测，其特征在于，该电动牙刷压力检测系统包括：
齿面压力值确定模块，用于获取电动牙刷工作时的压力负载电流，根据所述压力负载电流与电动牙刷的标定空载电流，确定电动牙刷的压力损耗功值，由所述压力损耗功值得到所述电动牙刷的齿面压力值；
衰减振动频率判断模块，用于采集所述电动牙刷刷头的振动向动态压力信号，根据所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷刷头的衰减振动频率，判断所述衰减振动频率是否低于预设阈值；
机械衰减功值确定模块，用于若所述衰减振动频率低于所述预设阈值，根据所述衰减振动频率和所述振动向动态压力信号，确定所述电动牙刷的机械衰减功值；
压力检测结果补偿输出模块，用于由所述机械衰减功值与检测压力补偿量做功值之间的功能关系，确定检测压力补偿量，通过所述检测压力补偿量对所述电动牙刷的齿面压力值进行补偿，作为电动牙刷压力检测结果输出；
压力检测结果输出模块，用于若所述衰减振动频率高于所述预设阈值，将所述齿面压力值作为电动牙刷压力检测结果输出。
6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行如权利要求1至4任一项电动牙刷压力检测方法。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项电动牙刷压力检测方法。
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