一种电动牙刷
技术领域
本实用新型涉及一种牙刷,尤其涉及一种电动牙刷。
背景技术
电动牙刷是Philippe-Guy Woog发明的一种牙刷,通过电动机芯的快速旋转或震动,使刷头产生高频震动,瞬间将牙膏分解成细微泡沫,深入清洁牙缝,与此同时,刷毛的颤动能促进口腔的血液循环,对牙龈组织有按摩效果。电动牙刷可以快速振动,有效去除牙菌斑,在国内外已经掀起了一场口腔保健领域的革命。
目前市场上所见的电动牙刷品牌繁多,最著名的有欧乐B、飞利浦、松下等品牌,刷牙时刷毛的运动方式主要由振动、左右摆动、上下摆动及小角度旋转摆动着四种方式。其中振动方式的电动牙刷结构简单,价格便宜,就是马达带动一偏心块旋转振动,但是刷牙效果不理想,使用舒适度也不好。采用上下摆动或者小角度旋转摆动方式的电动牙刷的结构较复杂,如专利号为200480017248.3的中国专利《电动牙刷》和专利号为93116921.6的的中国专利《电动牙刷》,上述结构因有旋转方向变换90度的锥齿传动机构和偏心轮连杆机构,所以具有加工精度要求高、噪音大等缺点。采用左右摆动的电动牙刷的工作原理目前市场上产品所使用的都是将直流电转换成高频交流电给电磁线圈供电,从而产生高频变换的磁场,高频变换的电磁场与永久磁铁的磁场产生变换的磁场力而推动牙刷头左右摆动,如专利号为201180047155.5的中国专利《用于电动牙刷的利用磁性作用的谐振致动器》,这种电动牙刷的机械结构简单,无机械接触和摩擦损耗,具有运行平稳、噪音低等优点,被广泛使用,但是电路复杂、且生产成本较高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低且刷牙效果好的电动牙刷。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种电动牙刷,包括外壳和牙刷头,外壳内安装有马达和摆动杆,摆动杆的上端与牙刷头相连接,其特征在于:所述外壳内设有将马达的转动转变为往复运动并传递给摆动杆的传动机构,传动机构包括:
一槽轮,设置在马达上方并可随马达一起转动,槽轮的上端面凹设有一环形的滑槽,滑槽为曲线槽;
一定位架,定位设置在槽轮上方,定位架的上端凸设有与槽轮偏心的偏心圆槽;
一摆动曲柄,摆动曲柄下端设有旋转中心轴,旋转中心轴是可旋转地设置在偏心圆槽的上,摆动曲柄的下端另一侧设有滑轴,滑轴的下端穿过定位架嵌置在槽轮的滑槽内滑动,摆动曲柄的上端设有供摆动杆的下端插置的定位孔,当槽轮旋转时,通过滑槽内外壁对滑轴的作用使得摆动曲柄顺时针、逆时针来回转动,从而实现摆动杆的左右往复摆动。
进一步,所述偏心圆槽内设有第一滚动轴承,旋转中心轴通过过盈配合设置在偏心圆槽的第一滚动轴承的内孔上。
作为改进,所述外壳内设有下护壳、中护壳和上护壳,传动机构设置在下护壳和中护壳之间,下护壳呈圆筒形、固定在马达的上端,槽轮设置在下护壳内,下护壳的底部中心位置开设有供马达的转动轴伸出的通孔,马达的转动轴穿过通孔与槽轮的中心孔过盈配合连接。
作为改进,所述下护壳的底部凸设有定位柱,马达的上端设有对应的定位通孔,下护壳与马达定位后通过螺钉连接固定。
作为改进,所述定位架固定在下护壳上,定位架的底部设有一凸柱与槽轮的中心孔间隙配合定位,定位架的外周面上凸设有若干定位卡块,下护壳的上端面上凹设有对应的卡位点,定位架通过定位卡块与卡位点的配合设置在下护壳上方。
再改进,所述中护壳设置在定位架的上方与下护壳对合卡接,中护壳呈上部一侧切边的圆筒形结构,中护壳的上端开设有供摆动杆穿置的通孔,在中护壳的内腔上端安装有与定位架上的第一滚动轴承同轴的第二滚动轴承,第二滚动轴承与摆动曲柄的上端之间设有限位套。
再改进,所述中护壳的内腔上部设有供第二滚动轴承和限位套置入的阶梯槽孔,限位套套设在摆动曲柄的上端,摆动杆穿过上护壳、中护壳、第二滚动轴承、限位套,最后插置在摆动曲柄的定位孔中固定。
再改进,所述中护壳的下端左右两侧分别向下凸设有定位卡脚,定位架上开设有供定位卡脚穿置的缺口,下护壳的外周面上开设有与定位卡脚配合卡接的卡孔。
进一步,所述上护壳设置在中护壳的上方与外壳的上端内壁相抵,上护壳上开设有供摆动杆穿置的圆孔,外壳的上端开设有供上护壳的顶部伸出的圆形孔,牙刷头的下端开设有定位插孔,摆动杆的上端穿过上护壳与牙刷头定位连接,在牙刷头与外壳之间设有软胶套。
最后,所述软胶套为波纹胶套,外壳的上端圆形孔外侧设有供软胶套的底部卡入的圆形凹槽,牙刷头的下端外壁上成型有供供软胶套的上端套设定位的环形凹槽,摆动杆的上侧部成型有定位凹部,牙刷头的定位插孔内凸设有对应的定位凸点。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:采用刷牙效果最好的左右摆动的运动方式,传动机构采用马达带动槽轮转动,再通过槽轮上的曲线滑槽带动摆动曲柄左右摆动,然后通过与摆动曲柄连接的摆动杆带动牙刷头左右摆动。本实用新型结构合理,定位精度高容易装配,机械结构和电路控制均较简单,具有生产成本低、刷牙效果好的特点。
附图说明
图1是本实用新型提供的电动牙刷的结构示意图;
图2是本实用新型提供的电动牙刷的结构分解图;
图3是本实用新型提供的电动牙刷的槽轮带动摆动曲柄转动的工作原理图;
图4是图3在另一状态的工作原理图;
图5是上护壳的立体图;
图6是中护壳的立体图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1~6所示,一种电动牙刷,包括外壳1、牙刷头2、设置在外壳1内的马达3、摆动杆4以及将马达3的转动转变为往复运动并传递给摆动杆4的传动机构,摆动杆4的上端与牙刷头2相连接,外壳1内从下至上依次设有下护壳7、中护壳6和上护壳5,传动机构设置在下护壳7和中护壳6之间的容置腔内,下护壳7呈圆筒形、固定在马达3的上端,下护壳7的底部凸设有定位柱73,马达3的上端设有对应的定位通孔32,下护壳7与马达3定位后通过螺钉连接固定,下护壳7的底部中心位置开设有供马达3的转动轴31伸出的通孔71;
传动机构包括槽轮8、定位架9和摆动曲柄10,槽轮8设置在下护壳7的圆形凹腔内并且是同轴,马达3的转动轴31穿过下护壳7的通孔与槽轮8的中心孔82过盈配合连接,使得槽轮8与马达3的转动轴31可以同角速度转动,槽轮8的上端面凹设有一环形的滑槽81,滑槽81为曲线槽,即滑槽81的中点与槽轮8的中心之间的距离在不同的角位置上是不同的,滑槽81的内外壁曲线相平行;定位架9定位设置在下护壳7上位于槽轮8的上方,定位架9的底部设有一凸柱94a与槽轮8的中心孔82间隙配合定位,定位架9的外周面上凸设有若干定位卡块92,下护壳7的上端面上凹设有对应的卡位点71,定位架9通过定位卡块92与卡位点71的配合与下护壳7精确定位,定位架9的上端凸设有与槽轮8偏心的偏心圆槽91,即偏心圆槽91的中心与槽轮8的旋转中心是偏离一定距离的,在偏心圆槽91内安装有第一滚动轴承11,摆动曲柄10下端设有旋转中心轴101,旋转中心轴101通过过盈配合设置在偏心圆槽91内的第一滚动轴承11的内孔上可以自由转动,摆动曲柄10的下端另一侧设有滑轴102,滑轴102的下端穿过定位架9的长形孔95后嵌置在槽轮8的滑槽81内滑动,摆动曲柄10的上端设有供摆动杆4的下端插置的定位孔103,定位孔103为削边的圆孔,对应的,摆动杆4的下端横截面为削边的圆形,以防止二者之间的相对转动,保证二者摆动的同步性,当槽轮8在马达3的驱动下旋转时,摆动曲柄10的滑轴102与槽轮8中心的距离会发生变化,槽轮8的滑槽81内外壁会对滑轴102施加作用力使得摆动曲柄10的滑轴102在滑槽81内顺时针、逆时针来回转动,从而带动摆动杆4的左右往复摆动;
中护壳6呈上部一侧切边的圆筒形结构,中护壳6设置在定位架9的上方与下护壳7对合卡接,中护壳6的下端左右两侧分别向下凸设有定位卡脚61,定位架9上开设有供定位卡脚61穿置的缺口93,下护壳7的外周面上开设有与定位卡脚61配合卡接的卡孔72,这样中护壳6就定位设置在下护壳7上方,中护壳6的上端开设有供摆动杆4穿置的通孔,该通孔与摆动曲柄10上的定位孔103同轴,在中护壳6的内腔上端安装有与定位架9上的第一滚动轴承11同轴的第二滚动轴承12,中护壳6有两个定位柱子62与定位架9的定位孔94配合,以保证第一、第二滚动轴承的同轴精度,第二滚动轴承12与摆动曲柄10的上端之间设有限位套13,中护壳6的内腔上部设有供第二滚动轴承12和限位套13置入的阶梯槽孔,限位套13套设在摆动曲柄10的上端,摆动杆4穿过上护壳5、中护壳6、第二滚动轴承12、限位套13,最后插置在摆动曲柄10的定位孔103中固定住;限位套13上有弹性倒扣131,摆动杆4上有圆周凹台阶41,当摆动杆4插过限位套时弹性倒扣131会扣住圆周凹台阶41,以给摆动杆轴向限位。上护壳5设置在中护壳6的上方与外壳1的上端内壁相抵,上护壳5上设有定位孔51,与中护壳6上的定位柱62相配定位再拧螺钉固定,以保证上护壳5和中护壳6上穿摆动杆4的孔同心精度。上护壳5上开设有供摆动杆4穿置的圆孔,外壳1的上端开设有供上护壳5的顶部伸出的圆形孔1.1,牙刷头2的下端开设有供摆动杆4的上端插置的定位插孔,摆动杆4的上端穿过上护壳5与牙刷头2定位连接,在牙刷头2与外壳1之间设有软胶套14;软胶套14为波纹胶套,外壳1的上端圆形孔1.1外侧设有供软胶套14的底部卡入的圆形凹槽1.2,牙刷头2的下端外壁上成型有供软胶套14的上端套设定位的环形凹槽21,摆动杆4的上侧部成型有定位凹部42,牙刷头2的定位插孔内凸设有对应的定位凸点,这样摆动杆4就与牙刷头2定位连接并带动牙刷头2左右摆动进行刷牙。
本实用新型的工作原理是这样的:
如图3、4所示,在槽轮8上有一条曲线滑槽81,滑槽81的中心与槽轮8的旋转中心O1之间的距离在不同的角位置上是不同的,并且滑槽81的内外壁曲线是平行的,槽轮8安装在马达3的转动轴31上,由马达3提供动力而自由转动,转动中心为O1位置,摆动曲柄10可自由转动,其转动中心点为O2位置,摆动曲柄10上固定有滑轴102,滑轴102刚好嵌入滑槽81中滑动,滑轴102的中心为O3;槽轮8的旋转中心O1与摆动曲柄10的转动中心点O2是不同心的,两点之间的距离设定为a,摆动曲柄10的转动中心点O2到滑轴102的中心O3距离设定为b,滑轴102的中心O3到槽轮8的旋转中心O1的距离设定为c,连线O1O2与连线O2O3的夹角β,根据余弦定理,c2=a2+b2-2abCOSβ,所以,当a、b的定值不变时,c和角度β有对应关系,即当c变化时,角度β也会变化。
当槽轮8处于图3位置时,此时的c值最大,而槽轮81继续顺时针转动,c值会逐渐变小,滑槽81的外壁会对滑轴102施加一F1的作用力促使摆动曲柄10顺时针转动,同时角度β减小;当槽轮8运动至图4位置时,此时的c值最小,而当槽轮81继续顺时针转动是,c值会逐渐变大,滑槽81的内壁会对滑轴102施加一F2的作用力促使摆动曲柄10逆时针转动,同时角度β增大;
当槽轮8旋转时,c值由最大变到最小再变到最大为c值的变化周期,而c值的一个变化周期就是摆动曲柄10的摆动周期,所以如果槽轮8旋转一周时有c值有n个变化周期,摆动曲柄10就有n个摆动周期,也就是说槽轮8的转动速度是r次/分时,摆动曲柄10的摆动速度就有n×r次/分,本实用新型专利中n不设特定值,可以是2、3、4......等,都是本专利的保护范围。