CN1317295A - 电动竖刷式保健牙刷 - Google Patents
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Abstract
本发明的原理是电源D驱动电动装置B,带动传动机构C,使杠杆11的受力点(即铰链)16在上下方向(Y方向)往返运动,杠杆11在固定转轴12的约束下,只能以转轴12为中心作跷跷板式的上下运动,所以杠杆11的另一端(即连接器10)以转轴12为中心在上下方向(Y方向)往返运动,使牙刷头1实现竖刷式运动。因为杠杆的长度有稍许变化,所以杠杆有一个套筒14与套杆15合成可以滑动的结构实现了臂长度自动调节。
Description
本发明是一种用电力驱动使毛刷竖向运动的保健牙刷。以下简称电动牙刷。
保健知识中有一条基本要求:刷牙时毛刷应该竖向运动,即顺着牙缝方向运动。然而许多人即使懂得这个道理也还是横刷,其原因是认为竖刷效率低且使不上劲。这就是说,普通牙刷不利于竖刷。
本发明的目的是使毛刷容易竖向运动,达到使竖刷很容易的目的。
本发明的原理是利用电动装置使毛刷竖向运动,达到使竖刷很容易的目的。
第一类结构是电动机驱动牙刷头旋转竖刷式牙刷。图1中,牙刷手柄外壳9上安装着电动机6,电动机6的传动装置上固定安装一个连接器4,连接器4与旋转式牙刷头1的杆部2是可拆卸式连接,当牙刷头1用坏时可方便地拆换。工作时,电动机6旋转就带动了牙刷头1旋转。挡板3的作用是防止毛刷刷在颊黏膜上。牙刷头的特征是毛刷垂直于牙刷头的园杆呈射线状在360°方向都有毛。
第二类结构是电动装置驱动牙刷头往返竖刷式牙刷(图2)。图3是其杠杆部分的剖面图。为了以下的表述方便,给出一个三维坐标(图4),横轴X轴和竖轴Y轴平行于纸平面,Z轴垂直于纸平面,在原点0处用一个黑点加一个同心圆表示Z轴垂直于纸平面指向读者。图2和图3表示了往返竖刷式的共同点:电源D驱动电动装置B,带动传动机构C,使杠杆11的受力点(即铰链)16在上下方向(Y方向)往返运动,杠杆11在转轴12(转轴12为Z方向并固定于手柄外壳9上)的约束下,只能以转轴12为中心作跷跷板式的上下运动,所以杠杆11的另一端(即连接器10)以转轴12为中心在上下方向(Y方向)往返运动,使牙刷头1实现竖刷式运动。因为杠杆的主动臂(即受力点16距转轴12)的长度有稍许变化,处在上下位置时比处在中间位置时稍长,所以杠杆的主动臂的长度应该可以自动调节,杠杆的主动臂端有一个套筒14与套杆15合成可以滑动的结构,套筒14和套杆15的滑动就实现了主动臂长度自动调节,当然,也可以是14为套杆,15为套筒。牙刷头7固定安装在杠杆11的牙刷头连接器10上,使得牙刷头7实现可拆卸式连接,当牙刷头7用坏时可方便地拆换。
电动往返竖刷式牙刷又分为电动机驱动式和电磁铁振动驱动式两类。先说明电磁铁振动驱动式往返竖刷式牙刷的实施例。
图5、图6、图7为电磁铁振动驱动式往返竖刷式牙刷,其产生振动的方法有两种,一种是电磁力吸引、电磁力加弹簧力推斥的方法,另一种是电磁吸引、弹簧推斥的方法。
先介绍电磁力吸引、电磁力加弹簧力推斥的方法,其结构是:它的电磁铁分为位置固定磁块28(固定在外壳9上)和位置振动磁块26两块,其中一块的磁场方向固定,称为磁固定块,而另一块的磁场方向交变,称为磁交变块。磁固定块可以是永久磁铁构成,也可以由通直流电流的线圈和铁芯组成,直流电流包括平稳直流电和整流后的单向脉动电流。磁交变块由铁芯和电流方向交变的线圈组成,电流方向交变使得铁芯的磁场方向是交变的,所以磁固定块与磁交变块之间的磁力呈一种吸引与排斥的交变状态,使得振动磁块产生振动。当然,位置固定磁块28和位置振动磁块26两块磁块中,谁是磁固定块,谁是磁交变块,完全可以任意。实验表明,电流大小相同时,磁场的吸引力大于排斥力,所以还需用弹簧23加强排斥力。
另一种是电磁吸引、弹簧推斥的方法,其结构是采用一组线圈加一组弹簧,线圈任意安装在位置固定磁块28或振动磁块26上,也可以两个磁块按相同的磁场方向都安装线圈,通电后产生电磁引力,而斥力由弹簧产生,在位置固定磁块28和振动磁块26之间安装一组弹簧23,当电流较大时,线圈产生的电磁引力大于弹簧23的斥力,引力将振动磁块26吸引到固定磁块28,当电流较小时,线圈产生的电磁引力小于弹簧23的斥力,斥力将振动磁块26从固定磁块28推开。
电磁铁的交变电源可以有多种传统的办法产生:将家用交流电源降压、用振荡电路将直流电源变成交流电源、用可控硅逆变电路将直流电源变成交流电源。
电磁铁振动式驱动往返竖刷式牙刷有图5、图6、图7三种:
图5是电磁铁X方向振动式驱动往返竖刷式牙刷。传动机构中,有一个L形杠杆17起到改变运动方向的作用,L形杠杆17的转角处装上一根Z轴方向的转轴18(固定在外壳9上),电磁铁的固定磁块是28,令其磁场方向固定,而振动磁块26的线圈25通过的是交变电流(也可以令振动磁块26磁场方向固定,而固定磁块线圈27通过的是交变电流),产生交变磁场,所以使振动磁块26在X方向振动。通过铰链21和连杆20带动L形杠杆17的19端绕转轴18作水平弧形(近似平行于X轴)的往返运动,使得16端绕转轴18作竖直弧形(近似平行于Y轴)的往返运动,16端的竖直往返运动带动杠杆11的另一端(即牙刷头连接器10)以转轴12为中心在竖直方向(Y方向)往返运动,实现竖刷式运动。
图6是电磁铁Y方向平行振动式驱动往返竖刷式牙刷。电磁铁的固定磁块是28,令其磁场方向固定,而振动磁块26的线圈25通过的是交变电流(也可以令振动磁块26磁场方向固定,而固定磁块线圈27通过的是交变电流),产生交变磁场,所以使振动磁块26在Y方向振动,带动与振动磁块26连接成一体的延长杆24,驱动16端绕转轴12作竖直的往返运动,16端的竖直往返运动带动杠杆11的另一端(即牙刷头连接器10)以转轴12为中心在竖直方向(Y方向)往返运动,实现竖刷式运动。
图7是电磁铁Y方向旋转振动式驱动往返竖刷式牙刷。电磁铁的固定磁块是28,令其磁场方向固定,而振动磁块26的线圈25通过的是交变电流(也可以令振动磁块26磁场方向固定,而固定磁块线圈27通过的是交变电流),产生交变磁场,使振动磁块26在转轴44的约束下作小角度旋转,所以磁铁与的延长杆24连接的一端在Y方向振动,驱动16端绕转轴12作竖直的往返运动,16端的竖直往返运动带动杠杆11的另一端(即牙刷头连接器10)以转轴12为中心在竖直方向(Y方向)往返运动,实现竖刷式运动。
电动往返竖刷式牙刷的另一类是电动机驱动式,实施例如下:
图8是电动机-万向头驱动牙刷头往返竖刷式牙刷,图9是图8的立体图。牙刷手柄外壳9内安装着电动机B,电动机B带动转盘35上的传动柱34,驱动万向头F在Y-Z平面内旋转,而万向头F是杠杆摆动臂32+33(杠杆摆动臂是从转轴30到万向头F的这一段)的受力端,摆动臂的另一端是与杠杆11相连的转轴30,杠杆11的凸头29与摆动臂的凹头31呈凹凸结合,通过转轴30连接,由于凹凸结构和转轴30的约束,从Y方向看,摆动臂能够以转轴30为中心进行摆动,但是杠杆11却在转轴12(转轴12为Z方向并固定于手柄外壳9上)的约束下,不能在Z方向摆动,只能以转轴12为中心在Y方向作跷跷板式的上下运动,从Z方向看,杠杆11只能和摆动臂32+33保持在同一条直线上,于是,摆动臂将万向头F在Y-Z平面内旋转运动化为Y方向和Z方向互相独立的运动,万向头F在Z方向运动被摆动臂在Z方向摆动而消化了,而在Y方向的上下运动则通过摆动臂传递给了杠杆11,使得杠杆11随之以转轴12为中心在Y方向作跷跷板式的上下运动。
电磁铁振动驱动式结构的主动臂的长度要能够自动调整,同样,电动机驱动式结构的摆动臂也要能够自动调整,所以摆动臂由可以滑动套杆33和滑动套筒32组成,套杆33可以通过在滑动套筒32的内孔中滑动而自动调整整个摆动臂的长度。
万向头F有球形结构和柱形结构。
图10是球形结构的万向头。较小的内球39被较大的外球的内腔38包住大半,内球39和外球的内腔38为动配合。内球39可以做成绕传动柱34滚动的球,也可以做成固定在传动柱34上的球。为了使内球嵌进外球内腔38,外球由36合37两半结合而成。内球可以做在原动边,也可以做在被动边。
图11是柱形结构的万向头,它的两根圆柱41和42互相垂直,原动边圆筒43和被动边圆筒40各握住一根圆柱,所以被动边可以相对于原动边作万向转动。
附图说明:
图1是电动机驱动牙刷头旋转竖刷式牙刷。图2是电动装置驱动牙刷头往返竖刷式牙刷,其电动装置包括了电动机驱动式和电磁铁振动驱动式两类。图3是图2的剖面图。图4是三维坐标图,横轴X轴和竖轴Y轴平行于纸平面,Z轴垂直于纸平面,在原点0处用一个黑点加一个同心圆表示Z轴,垂直于纸平面指向读者。图5是电磁铁X方向振动式驱动往返竖刷式牙刷。图6是电磁铁Y方向平行振动式驱动往返竖刷式牙刷。图7是电磁铁Y方向旋转振动式驱动往返竖刷式牙刷。图8是电动机-万向头驱动牙刷头往返竖刷式牙刷。图9是图8中万向头和传动结构示意图。图10是球形结构的万向头,图11是柱形结构的万向头。
所有附图零部件采用统一编号,以下的零部件说明适用于所有附图:
A-直流电源;B-电动装置,包括了电动机驱动式和电磁铁振动驱动式两类装置;C-传动机构,电动装置与杠杆11之间的传动;D-表示了交、直流两种电源,(图2、图3中)对电磁铁振动驱动式而言是交流电源E,对电动机驱动式而言是直流电源A;E-交流电源(包括两种方式的电源),一种是直流电源通过振荡电路或逆变电路转换成交流电源,另一种是将电网电源降压成低压交流电源;F-万向头(包括两种结构的万向头),一种是球形结构的万向头,另一种是柱形结构的万向头。
1-旋转式牙刷头;2-牙刷头杆部;3-保护颊黏膜挡板;4-旋转式驱动装置与牙刷头的连接器;5-防水密封装置;6-电动机;7-往复式牙刷头;8-电源开关;9-手柄外壳;10-往复式驱动装置与牙刷头的连接器;11-杠杆;12-杠杆上的转轴;13-密封装置;14-杠杆内的滑筒;15-杠杆的滑杆部分;16-杠杆的受力点;17-L形杠杆;18-固定于手柄外壳9上的转轴,L形杠杆绕该转轴转动;19-转轴,L形杠杆的受力点;20-连杆;21-转轴,连杆的受力点;22-固定于铁芯26上的受力板;23-弹簧;24-固定于铁芯26上的受力板;25-振动磁块线圈;26-振动磁块;27-固定磁块线圈;28-固定磁块;29-杠杆凸头;30-连接凹凸头的转轴;31-摆动臂32的凹头;32-摆动臂的滑筒部分;33-摆动臂的滑杆部分;34-传动柱;35-转盘;36-外球的一半;37-外球的一半;38-外球的内腔;39-内球;40-被动边圆筒;41-万向头圆柱;42-万向头圆柱;43-原动边圆筒;44-图7中的电磁铁转轴。
Claims (10)
1、本发明是一种毛刷竖刷式电动牙刷,其特征是利用电动装置使毛刷竖向运动,包括电源部分、电动部分、传动部分、刷头部分,分为旋转竖刷式和往返竖刷式两种,旋转竖刷式由电动机6驱动连接器4进而驱动牙刷头1;往返竖刷式由电动装置B驱动传动装置C进而驱动杠杆11在转轴12的约束下作跷跷板式的上下运动,所以杠杆11的另一端(即连接器10)以转轴12为中心在上下方向(Y方向)往返运动,使牙刷头7实现竖刷式运动,往返竖刷式又分为电磁铁振动式驱动式和电动机驱动式,电磁铁振动式驱动式,其电磁铁振动方式包括引力为电磁力吸引、斥力为电磁斥力加弹簧斥力的振动方法,电磁吸引、弹簧推斥的振动方法,其振动方向有X方向平移振动,Y方向平移振动,Y方向转动振动;电动机驱动式的传动部分C包括摆动臂32+33和万向头F。
2、根据权利要求1所述的旋转竖刷式牙刷,其进一步的特征牙刷头的毛刷是垂直于牙刷头的园杆呈射线状在360°方向都有毛。
3、根据权利要求1所述的电磁铁振动驱动往返竖刷式牙刷,其进一步的特征是电磁铁的振动方式之一,引力为电磁力吸引、斥力为电磁斥力加弹簧斥力的振动方法,其结构是:它的电磁铁分为位置固定磁块28(固定在外壳9上)和位置振动磁块26两块,其中一块的磁场方向固定,称为磁固定块,而另一块的磁场方向交变,称为磁交变块;磁固定块可以是永久磁铁构成,也可以由通直流电流的线圈和铁芯组成,直流电流包括平稳直流电和整流后的单向脉动电流;磁交变块由铁芯和电流方向交变的线圈组成,电流方向交变使得铁芯的磁场方向是交变的,所以磁固定块与磁交变块之间的磁力呈一种吸引与排斥的交变状态,使得振动磁块产生振动。当然,位置固定磁块28和位置振动磁块26两块磁块中,谁是磁固定块,谁是磁交变块,完全可以任意。实验表明,电流大小相同时,磁场的吸引力大于排斥力,所以还需用弹簧23加强排斥力。
4、根据权利要求1所述的电磁铁振动驱动往返竖刷式牙刷,其进一步的特征是电磁铁的振动方式之二,电磁吸引、弹簧推斥的振动方法,其结构是采用一组线圈加一组弹簧,线圈任意安装在位置固定磁块或振动磁块上,也可以两个磁块按相同的磁场方向都安装线圈,通电后产生电磁引力,而斥力由弹簧产生,在位置固定磁块和振动磁块之间安装一组弹簧,当电流较大时,线圈产生的电磁引力大于弹簧的斥力,引力将振动磁块吸引到固定磁块,当电流较小时,线圈产生的电磁引力小于弹簧的斥力,斥力将振动磁块从固定磁块推开。
5、根据权利要求3、4所述的电磁铁振动驱动往返竖刷式牙刷,对于电磁铁X方向振动式驱动装置而言,其进一步的特征是其传动机构中,有一个L形杠杆17起到改变运动方向的作用,L形杠杆的转角处装上一根Z轴方向的转轴18(固定在外壳9上),振动磁块26通过铰链21和连杆20带动L形杠杆17的19端绕转轴18作水平弧形(近似平行于X轴)的往返运动,使得16端绕转轴18作竖直弧形(近似平行于Y轴)的往返运动,16端的竖直往返运动带动杠杆11的另一端(即牙刷头连接器10)以转轴12为中心在竖直方向(Y方向)往返运动,实现竖刷式运动。
6、根据权利要求3、4所述的电磁铁振动驱动往返竖刷式牙刷,对于电磁铁Y方向振动式驱动装置而言,其进一步的特征是振动磁块26带动与它连接成一体的延长杆24,驱动16端绕转轴12作竖直的往返运动,16端的竖直往返运动带动杠杆11的另一端(即牙刷头连接器10)以转轴12为中心在竖直方向(Y方向)往返运动,实现竖刷式运动;对于电磁铁Y方向旋转振动式驱动往返竖刷式牙刷,振动磁块26在转轴44的约束下作小角度旋转,所以与的延长杆24连接的一端在Y方向振动,驱动16端绕转轴12作竖直的往返运动,16端的竖直往返运动带动杠杆11的另一端(即牙刷头连接器10)以转轴12为中心在竖直方向(Y方向)往返运动,实现竖刷式运动。
7、根据权利要求1所述的电动机驱动往返竖刷式牙刷,其进一步的特征是有一个万向头F和一个带摆动臂的杠杆,电动机驱动万向头F在Y-Z平面内旋转,而万向头F是杠杆摆动臂32+33(杠杆摆动臂是从转轴30到万向头F的这一段)的受力端,摆动臂的另一端是与杠杆11相连的转轴30,杠杆11的凸头29与摆动臂的凹头31呈凹凸结合,通过转轴30连接,由于凹凸结构和转轴30的约束,从Y方向看,摆动臂能够以转轴30为中心进行摆动,但是杠杆11却在转轴12(转轴12为Z方向并固定于手柄外壳9上)的约束下,不能在Z方向摆动,只能以转轴12为中心在Y方向作跷跷板式的上下运动,从Z方向看,杠杆11只能和摆动臂32+33保持在同一条直线上,于是,摆动臂将万向头F在Y-Z平面内旋转运动化为Y方向和Z方向互相独立的运动,万向头F在Z方向运动被摆动臂消化了,而在Y方向的上下运动则通过摆动臂传递给了杠杆11,使得杠杆11随之以转轴12为中心在Y方向作跷跷板式的上下运动。
8、根据权利要求1所述的电动往返竖刷式牙刷,其进一步的特征是由于电磁铁振动驱动式印刷的杠杆11的主动臂(即受力点16距转轴12)的长度有稍许变化,所以主动臂端有一个套筒14与套杆15合成可以滑动的结构,套筒14和套杆15的滑动就实现了主动臂长度自动调节,当然,也可以是14为套杆,15为套筒;同样,电动机驱动式牙刷由于其摆动臂的长度也有稍许变化,所以摆动臂有一个滑动套杆33和滑动套筒32合成可以滑动的结构,滑动套杆33和滑动套筒32的滑动就实现了主动臂长度自动调节,当然,也可以是32为滑动套杆,33为滑动套筒。
9、根据权利要求1所述的电动机驱动往返竖刷式牙刷的万向头F,其球形结构万向头的特征是球形结构万向头中较小的内球39被较大的外球的内腔38包住大半,内球39和外球的内腔38为动配合,为了使内球嵌进外球内腔38,外球由36合37两半结合而成,内球可以做在原动边,也可以做在被动边。
10、根据权利要求1所述的电动机驱动往返竖刷式牙刷的万向头F,其柱形结构的万向头的特征是它的两根圆柱41和42互相垂直,原动边圆筒43和被动边圆筒40各握住一根圆柱,所以被动边可以相对于原动边作万向转动。
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