CN217408619U - 超声波清洁杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波清洁杯，超声波清洁杯包括：超声波换能器，设置于所述杯底外侧；以及PCB板，设置于所述杯底内，且位于超声波换能器的下部，包括具有倾斜开关单元的换能器驱动电路；其中，在所述杯身及/或所述杯底倾斜时，所述倾斜开关单元闭合，以触发所述换能器驱动电路驱动所述超声波换能器，达到牙刷及牙刷杯的深度清洁，有利于身体健康，并且可随身携带。

Description

超声波清洁杯

技术领域

本实用新型涉及生活用品技术领域，尤其涉及一种超声波清洁杯。

背景技术

随着现代人愈加注重健康，清洁类产品也层出不穷，例如净水器、电动牙刷、洁牙器等等。可是人们在注重自身清洁的同时，在个人用品上仍有许多容易忽视的卫生死角和不容易彻底清洁的地方。比如每次刷完牙后，牙刷缝里都残留有牙膏，十分不易清洁。

现有牙刷杯对于在用户刷牙前，并不具有对牙刷和杯身进行清洁的功能。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种超声波清洁杯，可在刷牙前，倾斜杯身，以控制清洁杯内部倾斜开关闭合，触发换能器驱动电路启动，从而驱动超声波换能器震动，达到牙刷及牙刷杯的深度清洁，有利于身体健康，并且可随身携带。

为解决上述技术问题，本申请提出一种超声波清洁杯，包括：

杯身；

杯底；

超声波换能器，设置于所述杯底外侧；以及

PCB板，设置于所述杯底内，且位于所述超声波换能器的下部，包括具有倾斜开关单元的换能器驱动电路；

其中，在所述杯身及/或所述杯底倾斜时，所述倾斜开关单元闭合，以触发所述换能器驱动电路驱动所述超声波换能器。

于上述实施例中提供的超声波清洁杯中，通过设置杯身、杯底、超声波换能器以及PCB板；超声波换能器设置于所述杯底外侧；PCB板，设置于所述杯底内，且位于超声波换能器的下部，包括具有倾斜开关单元的换能器驱动电路；其中，在所述杯身及/或所述杯底倾斜时，所述倾斜开关单元闭合，以触发所述换能器驱动电路驱动所述超声波换能器震动，达到牙刷及牙刷杯的深度清洁，有利于身体健康，并且可随身携带。

在其中一个实施例中，所述换能器驱动电路包括：

倾斜开关单元，被配置为：第一端接地；

电流采样单元，被配置为：第一端接地，第二端与所述超声波换能器连接，用于实时采集所述超声波换能器的工作电流值；

主控单元，被配置为：启动端与所述倾斜开关单元的第二端连接，接地端接地，第一输入端与所述电流采样单元的第一端连接，第二输入端与所述电流采样单元的第二端连接，输出端与所述超声波换能器连接，用于根据所述工作电流值调整输出的控制信号的频率，以调整所述超声波换能器的振动频率。

在其中一个实施例中，所述倾斜开关单元还被配置为：在所述杯身及/或所述杯底倾斜时，第一端与第二端均接地，以触发所述主控单元驱动所述超声波换能器。

在其中一个实施例中，所述换能器驱动电路还包括：

采样低通滤波单元，被配置为：第一端接地，第二端与所述电流采样单元的第二端连接，第三端接地，第四端与所述主控单元的第一输入端连接，第五端与所述主控单元的第二输入端连接，用于对所述电流采样单元两端电压差低通滤波处理；

开关单元，被配置为：第一端与所述主控单元的输出端连接，第二端与第一电源连接，第三端通过电流采样单元接地，用于根据所述控制信号控制所述超声波换能器的工作状态；

升压变压器，被配置为：第一输入端与第一电源连接，第二输入端与开关单元的第四端连接，用于将所述第一电源提供的电能升压，以向所述超声波换能器提供工作电压；

换能器谐振单元，被配置为：第一端与所述升压变压器的第一输出端连接，第二端与所述升压变压器的第二输出端连接，第三端与所述超声波换能器的正极连接，第四端与所述超声波换能器的负极连接，用于匹配所述超声波换能器的谐振。

在其中一个实施例中，所述采样低通滤波单元包括：

第一电阻，被配置为：第一端与所述主控单元的第一输入端连接，第二端接地；

第二电阻，被配置为：第一端与所述主控单元的第二输入端连接，第二端与所述电流采样单元的第二端连接；

第一电容，被配置为：第一端与所述第一电阻的第一端连接，第二端接地；

第二电容，被配置为：第一端与所述第二电阻的第一端连接，第二端接地；

所述开关单元包括：

驱动电阻，被配置为：第一端与所述主控单元的输出端连接；

开关管，被配置为：控制端与所述驱动电阻的第二端连接，第一端与所述升压变压器的第二输入端连接，第二端通过电流采样单元接地；

第三电容，被配置为：第一端与第一电源连接，第二端通过电流采样单元接地；

下拉电阻，被配置为：第一端与所述开关管的控制端连接，第二端通过电流采样单元接地；

所述换能器谐振单元包括：

谐振电感，被配置为：第一端与所述升压变压器的第一输出端连接，第二端与所述超声波换能器的正极连接；

第四电容，被配置为：第一端与所述超声波换能器的正极连接，第二端与超声波换能器的负极及所述升压变压器的第二输出端连接。

在其中一个实施例中，所述换能器驱动电路还包括：

降压器，被配置为：第一端与第一电源连接，第二端接地，第三端与所述主控单元的电源端连接，用于向所述主控单元提供稳定工作电压。

在其中一个实施例中，所述降压器包括：

第一滤波单元，被配置为，第一端与第一电源连接，第二端接地；

降压单元，被配置为：输入端与第一电源连接，接地端接地；

储能电感，被配置为：第一端与所述降压单元的开关控制端连接，第二端与所述降压单元的输出电压反馈端连接；

储能电容，被配置为：第一端与所述降压单元的自升压端连接，第二端与所述降压单元的开关控制端连接；

第二滤波单元，被配置为：第一端与第二电源、所述储能电感的第二端及所述主控单元的电源端均连接，第二端接地。

在其中一个实施例中，所述第一滤波单元包括：相互并联的第一滤波电容及第二滤波电容；及/或

所述第二滤波单元包括：相互并联的第三滤波电容及第四滤波电容。

在其中一个实施例中，所述换能器驱动电路还包括：

外接电源输入接口，设置于所述杯底；

电池及充电单元，被配置为：第一端与所述外接电源输入接口的第一端连接，第二端与所述外接电源输入接口的第二端连接，第三端与第一电源及所述降压单元的输入端均连接，第四端接地。

在其中一个实施例中，所述换能器驱动电路还包括：

无线供电充电接收单元，被配置为：第一端与第一电源及所述降压单元的输入端均连接，第二端接地，用于向所述电池及充电单元无线充电。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本申请一实施例中提供的一种超声波清洁杯的结构示意图；

图2为本申请一实施例中提供的一种换能器驱动电路的电路原理示意图；

图3为本申请另一实施例中提供的一种换能器驱动电路的电路原理示意图；

图4为本申请又一实施例中提供的一种换能器驱动电路的电路原理示意图。

附图标记说明：100、PCB板；101、杯身；102、杯底；103、超声波换能器；104、充电口；105、换能器驱动电路；

10、倾斜开关单元；20、电流采样单元；30、主控单元；40、采样低通滤波单元；50、开关单元；60、升压变压器；70、换能器谐振单元；

80、降压器；81、第一滤波单元；82、降压单元；83、第二滤波单元；

201、外接电源输入接口；202、电池及充电单元；203、无线供电充电接收单元。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本申请的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了说明本申请上述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在本申请的一个实施例中提供的一种超声波清洁杯中，如图1所示，超声波清洁杯包括杯身101、杯底102、超声波换能器103以及PCB板100。超声波换能器103，设置于杯底102外侧；PCB板100，设置于杯底102内，且位于超声波换能器103的下部，包括具有倾斜开关单元10的换能器驱动电路105；其中，在杯身101及/或杯底102倾斜时，倾斜开关单元10闭合，以触发换能器驱动电路105驱动超声波换能器103，从而替代传统使用触控开关的方式，超声波清洁杯整体完整性更好、更美观，并且操作控制很便捷。

于上述实施例中提供的超声波清洁杯中，通过设置杯身、杯底、超声波换能器以及PCB板；超声波换能器设置于杯底外侧；PCB板，设置于杯底内，且位于超声波换能器的下部，包括具有倾斜开关单元的换能器驱动电路；其中，在杯身及/或杯底倾斜时，倾斜开关单元闭合，以触发换能器驱动电路驱动超声波换能器震动，替代传统使用触控开关的方式，达到牙刷及牙刷杯的深度清洁，有利于身体健康，并且可随身携带。

需要说明的是，可以先制作杯身101，将已安装好有超声波换能器103和PCB板100的杯底102，与杯身101组合形成超声波清洁杯；或，已具有杯身101和杯底102的超声波清洁杯，再将超声波换能器103和PCB板100安装于杯底102上。

作为示例，超声波换能器103可以设置在空心的杯底102内部的顶部，以增加振动效果。

作为示例，杯身101和杯底102的材质均为不锈钢材质；超声波清洁杯的其他位置可以是非金属材料，如玻璃、塑料等。为了增强防水效果，杯身101具有充电口104，为外接电源输入接口留下空间。

作为示例，为了美化超声波清洁杯的外观，还可以将超声波换能器103设置于杯身101内侧。

作为示例，杯身101的形状包括但不仅限于椭圆形、方形或圆柱形等等。

在一个实施例中，可以控制倾斜开关单元10的次数，以调整超声波换能器103的启动和关闭；例如，首次倾斜杯身101及/或杯底102时，启动换能器驱动电路105；再次倾斜杯身101及/或杯底102时，关闭换能器驱动电路105。

在一个实施例中，可以控制倾斜开关单元10的倾斜角度、倾斜方位以及倾斜时间，实现调节换能器驱动电路105的工作时间和超声波换能器103的振动频率，达到深层清洁力度。

作为示例，倾斜开关单元10包括但不仅限于滚珠开关或倾斜传感器等等。

在另一个实施例中，还可以在杯身101上设置LED指示灯，通过指示灯表示超声波清洁杯处于不同的工作状态。

作为示例，超声波清洁杯可以用作刷牙杯及清洗机等等，清洗眼镜、金银首饰、假牙、表带等小物品，由于超声波清洁杯整体体积较小，便于携带。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，换能器驱动电路105包括倾斜开关单元10、电流采样单元20以及主控单元30。具体的，倾斜开关单元10被配置为：第一端接地；电流采样单元20被配置为：第一端接地，第二端与超声波换能器103连接，用于实时采集超声波换能器103的工作电流值；主控单元30被配置为：启动端Start与倾斜开关单元10的第二端连接，接地端GND接地，第一输入端ADC1与电流采样单元20的第一端连接，第二输入端ADC2与电流采样单元20的第二端连接，输出端OUT与超声波换能器103连接，用于根据工作电流值调整输出的控制信号的频率，以调整超声波换能器103的振动频率。

作为示例，控制信号包括PWM信号。

作为示例，电流采样单元20包括采样电阻Rcy。

在一个实施例中，倾斜开关单元10还被配置为：在杯身101及/或杯底102倾斜时，第一端与第二端均接地GND，向主控单元30提供低电平，以触发主控单元30驱动超声波换能器103。

在一个实施例中，如图2所示，换能器驱动电路105还包括：采样低通滤波单元40、开关单元50、升压变压器60以及换能器谐振单元70。具体的，采样低通滤波单元40被配置为：第一端接地，第二端与电流采样单元20的第二端连接，第三端接地，第四端与主控单元30的第一输入端连接，第五端与主控单元30的第二输入端连接，用于对电流采样单元20两端电压差低通滤波处理；开关单元50被配置为：第一端与主控单元30的输出端连接，第二端与第一电源VCC连接，第三端通过电流采样单元20接地，用于根据控制信号PWM控制超声波换能器103的工作状态；升压变压器60被配置为：第一输入端与第一电源连接，第二输入端与开关单元50的第四端连接，用于将第一电源提供的电能升压，以向超声波换能器103提供工作电压；换能器谐振单元70，被配置为：第一端与升压变压器60的第一输出端连接，第二端与升压变压器60的第二输出端连接，第三端与超声波换能器103的正极连接，第四端与超声波换能器103的负极连接，用于匹配超声波换能器103的谐振。

在一个实施例中，请继续参考图2，采样低通滤波单元40包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1以及第二电容C2。第一电阻R1被配置为：第一端与主控单元30的第一输入端连接，第二端接地；第二电阻R2被配置为：第一端与主控单元30的第二输入端连接，第二端与电流采样单元20的第二端连接；第一电容C1被配置为：第一端与第一电阻R1的第一端连接，第二端接地；第二电容C2被配置为：第一端与第二电阻R2的第一端连接，第二端接地。

在一个实施例中，请继续参考图2，开关单元50包括驱动电阻R3、开关管、第三电容C3以及下拉电阻R4。驱动电阻R3被配置为：第一端与主控单元30的输出端连接；开关管被配置为：控制端与驱动电阻R3的第二端连接，第一端与升压变压器60的第二输入端连接，第二端通过电流采样单元20接地；第三电容，被配置为：第一端与第一电源VCC连接，第二端通过电流采样单元20接地；下拉电阻R4被配置为：第一端与开关管的控制端连接，第二端通过电流采样单元20接地。

作为示例，开关管包括NMOS管或PMOS管，以图2为例，开关管为NMOS管，本申请对此不作限定。

在一个实施例中，请继续参考图2，换能器谐振单元70包括：谐振电感DG和第四电容C4。谐振电感DG被配置为：第一端与升压变压器60的第一输出端连接，第二端与超声波换能器103的正极连接；第四电容C4被配置为：第一端与超声波换能器103的正极连接，第二端与超声波换能器103的负极及升压变压器60的第二输出端连接。

在一个实施例中，如图3所示，换能器驱动电路105还包括：降压器80。降压器80被配置为：第一端与第一电源VCC连接，第二端接地，第三端与主控单元30的电源端VCC连接，用于向主控单元30提供稳定工作电压。

在一个实施例中，请继续参考图3，降压器80包括第一滤波单元81、降压单元82、储能电感L1、储能电容C9以及第二滤波单元83。第一滤波单元81被配置为，第一端与第一电源VCC连接，第二端接地；降压单元82被配置为：输入端IN与第一电源VCC连接，接地端GND接地；储能电感L1被配置为：第一端与降压单元82的开关控制端SW连接，第二端与降压单元82的输出电压反馈端FB连接；储能电容C9被配置为：第一端与降压单元82的自升压端BS连接，第二端与降压单元82的开关控制端SW连接；第二滤波单元83被配置为：第一端与第二电源DC、储能电感L1的第二端及主控单元30的电源端VCC均连接，第二端接地。

在一个实施例中，请继续参考图3，第一滤波单元81包括：相互并联的第一滤波电容C5及第二滤波电容C6；及/或，第二滤波单元83包括：相互并联的第三滤波电容C7及第四滤波电容C8。

在一个实施例中，如图4所示，换能器驱动电路105还包括外接电源输入接口201和电池及充电单元202。外接电源输入接口201设置于杯底102；

电池及充电单元202被配置为：第一端与外接电源输入接口201的第一端连接，第二端与外接电源输入接口201的第二端连接，第三端与第一电源及降压单元82的输入端IN均连接，第四端接地。

在一个实施例中，请继续参考图4，换能器驱动电路105还包括：无线供电充电接收单元203的无线供电充电接收单元203第一端与第一电源及降压单元82的输入端均连接，第二端接地，用于向电池及充电单元202无线充电。

请注意，上述实施例仅出于说明性目的而不意味对本实用新型的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波清洁杯，其特征在于，包括：

杯身；

杯底；

超声波换能器，设置于所述杯底外侧；以及

PCB板，设置于所述杯底内，且位于所述超声波换能器的下部，包括具有倾斜开关单元的换能器驱动电路；

其中，在所述杯身及/或所述杯底倾斜时，所述倾斜开关单元闭合，以触发所述换能器驱动电路驱动所述超声波换能器。

2.根据权利要求1所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述换能器驱动电路包括：

倾斜开关单元，被配置为：第一端接地；

电流采样单元，被配置为：第一端接地，第二端与所述超声波换能器连接，用于实时采集所述超声波换能器的工作电流值；

主控单元，被配置为：启动端与所述倾斜开关单元的第二端连接，接地端接地，第一输入端与所述电流采样单元的第一端连接，第二输入端与所述电流采样单元的第二端连接，输出端与所述超声波换能器连接，用于根据所述工作电流值调整输出的控制信号的频率，以调整所述超声波换能器的振动频率。

3.根据权利要求2所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述倾斜开关单元还被配置为：在所述杯身及/或所述杯底倾斜时，第一端与第二端均接地，以触发所述主控单元驱动所述超声波换能器。

4.根据权利要求2或3所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述换能器驱动电路还包括：

采样低通滤波单元，被配置为：第一端接地，第二端与所述电流采样单元的第二端连接，第三端接地，第四端与所述主控单元的第一输入端连接，第五端与所述主控单元的第二输入端连接，用于对所述电流采样单元两端电压差低通滤波处理；

开关单元，被配置为：第一端与所述主控单元的输出端连接，第二端与第一电源连接，第三端通过所述电流采样单元接地，用于根据所述控制信号控制所述超声波换能器的工作状态；

升压变压器，被配置为：第一输入端与第一电源连接，第二输入端与开关单元的第四端连接，用于将所述第一电源提供的电能升压，以向所述超声波换能器提供工作电压；

换能器谐振单元，被配置为：第一端与所述升压变压器的第一输出端连接，第二端与所述升压变压器的第二输出端连接，第三端与所述超声波换能器的正极连接，第四端与所述超声波换能器的负极连接，用于匹配所述超声波换能器的谐振。

5.根据权利要求4所述的超声波清洁杯，其特征在于，

所述采样低通滤波单元包括：

第一电阻，被配置为：第一端与所述主控单元的第一输入端连接，第二端接地；

第二电阻，被配置为：第一端与所述主控单元的第二输入端连接，第二端与所述电流采样单元的第二端连接；

第一电容，被配置为：第一端与所述第一电阻的第一端连接，第二端接地；

第二电容，被配置为：第一端与所述第二电阻的第一端连接，第二端接地；

所述开关单元包括：

驱动电阻，被配置为：第一端与所述主控单元的输出端连接；

开关管，被配置为：控制端与所述驱动电阻的第二端连接，第一端与所述升压变压器的第二输入端连接，第二端通过所述电流采样单元接地；

第三电容，被配置为：第一端与第一电源连接，第二端通过所述电流采样单元接地；

下拉电阻，被配置为：第一端与所述开关管的控制端连接，第二端通过所述电流采样单元接地；

所述换能器谐振单元包括：

谐振电感，被配置为：第一端与所述升压变压器的第一输出端连接，第二端与所述超声波换能器的正极连接；

第四电容，被配置为：第一端与所述超声波换能器的正极连接，第二端与超声波换能器的负极及所述升压变压器的第二输出端连接。

6.根据权利要求2或3所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述换能器驱动电路还包括：

降压器，被配置为：第一端与第一电源连接，第二端接地，第三端与所述主控单元的电源端连接，用于向所述主控单元提供稳定工作电压。

7.根据权利要求6所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述降压器包括：

第一滤波单元，被配置为，第一端与第一电源连接，第二端接地；

降压单元，被配置为：输入端与第一电源连接，接地端接地；

储能电感，被配置为：第一端与所述降压单元的开关控制端连接，第二端与所述降压单元的输出电压反馈端连接；

储能电容，被配置为：第一端与所述降压单元的自升压端连接，第二端与所述降压单元的开关控制端连接；

第二滤波单元，被配置为：第一端与第二电源、所述储能电感的第二端及所述主控单元的电源端均连接，第二端接地。

8.根据权利要求7所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述第一滤波单元包括：相互并联的第一滤波电容及第二滤波电容；及/或

所述第二滤波单元包括：相互并联的第三滤波电容及第四滤波电容。

9.根据权利要求7所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述换能器驱动电路还包括：

外接电源输入接口，设置于所述杯底；

电池及充电单元，被配置为：第一端与所述外接电源输入接口的第一端连接，第二端与所述外接电源输入接口的第二端连接，第三端与第一电源及所述降压单元的输入端均连接，第四端接地。

10.根据权利要求9所述的超声波清洁杯，其特征在于，所述换能器驱动电路还包括：

无线供电充电接收单元，被配置为：第一端与第一电源及所述降压单元的输入端均连接，第二端接地，用于向所述电池及充电单元无线充电。

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