GR1010165B - Ηλεκτρικη οδοντοβουρτσα με καθετη κινηση (πανω-κατω) - Google Patents

Abstract

Η παρούσα εφεύρεση αφορά τη δημιουργία παλμικής ηλεκτρικής οδοντόβουρτσας με κάθετη κίνηση βασισμένη στην πλατφόρμα μάρκας Braun με κωδικό αριθμό 67030588. Η νέα καινοτόμα χρήση της πλατφόρμας ως ηλεκτρικής οδοντόβουρτσας, προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα όπως: καλύτερο και βαθύτερο καθαρισμό, οικονομία οδοντόκρεμας, αποτροπή φλεγμονών, απομάκρυνση οδοντικής πλάκας με ταυτόχρονη οικονομία στην ανάπτυξη της κατασκευής (βασίζεται σε διαθέσιμα εξαρτήματα) και ανταγωνιστικής τιμής όταν ολοκληρωθεί ως τελικό εμπορικό προϊόν.

Description

Παλμικη Ηλεκτρική Οδοντόβουρτσα

Περιγραφή

Η παρούσα εφεύρεση αφορά μια ηλεκτρική οδοντόβουρτσα, η οποία αποτελείται από μια πλαστική βάση που έχει ενσωματωμένο το μηχανισμό κάθετης κίνησης, και την κεφαλή η οποία είναι προσαρμοσμένη στη βάση κατά τέτοιον τρόπο που έχει τη δυνατότητα να πάλλεται. Βασίζεται στην πλατφόρμα της ξυριστικής μηχανής Braun 67030588, που με την προτεινόμενη μετατροπή, έχει στόχο να την καταστήσει μια νέα καινοτόμα ηλεκτρική οδοντόβουρτσα. Αποτελείται από δύο κύρια τμήματα, την κεφαλή (η κεφαλή αρχικά περιελάμβανε λεπίδες ώστε να λειτουργεί ως ηλεκτρική ξυριστική μηχανή αλλά τώρα η κεφαλή αποτελεί το βουρτσάκι καθαρισμού) και το κυρίως σώμα. Επιπλέον υπάρχουν δευτερεύοντα τμήματα που συνθέτουν το τελικό προϊόν, όπως αυτά περιγράφονται στις παρακάτω ενότητες (Κεφαλή, Βασική δομή κατασκευής, Ηλεκτρονική πλακέτα, Μοτέρ, Μπαταρίες). Η καινοτομία της όλης συσκευής εντοπίζεται στην κάθετη παλμική κίνηση της οδοντόβουρτσας.

Στην ελεύθερη αγορά διατίθενται παρόμοιες συσκευές από διάφορες εταιρίες (Oral-Β, Pro Care κλπ) αλλά αυτές οι συσκευές βασίζονται στην περιστροφική κίνηση της κυκλικής οδοντόβουρτσας και ο καθαρισμός βασίζεται στην τριβή όπως ακριβώς και με την χειροκίνητη. Η προσέγγιση αυτή έχει τα εξής μειονεκτήματα: Η τριβή δημιουργεί φθορά στο σμάλτο των δοντιών. Αν συνδυαστεί και με οδοντόκρεμα λεύκανσης τότε η φθορά γίνεται μεγαλύτερη ακόμα. Εφόσον ο καθαρισμός βασίζεται στην τριβή, το αποτέλεσμα είναι συγκρίσιμο με την χειροκίνητη οδοντόβουρτσα και σε μικρότερη περιοχή από την περιγραφόμενη εφεύρεση. Η καινοτομία της συγκεκριμένης μετατροπής χρήσης, βασίζεται στην παλίνδρομη κίνηση (πάνωκάτω) στον κάθετο άξονα της οδοντόβουρτσας, με μεγάλη ταχύτητα. Αυτή η προσέγγιση λειτουργεί με διαφορετικό τρόπο, δημιουργώντας μικροφυσαλίδες που ανασηκώνουν ρύπους, πλάκα και υπολείμματα τροφών που στη συνέχεια απομακρύνονται με τον πλούσιο αφρό που δημιουργείται από ελάχιστη ποσότητα οδοντόκρεμας και το νερό.

Τα χαρακτηριστικά της εφευρέσεως ορίζονται στις αξιώσεις.

Στην αριστερή πλευρά του σώματος της ηλεκτρικής μηχανής, υπάρχει τοποθετημένος ένας λευκός κυκλικός διακόπτης τύπου button (το ηλεκτρικό κύκλωμα κλείνει όσο ο διακόπτης δέχεται πίεση) (3 στην εικόνα). Κάθε πάτημα του διακόπτη αυτού ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί την λειτουργία της μηχανής. Όταν ενεργοποιηθεί η μηχανή, το μοτέρ (2) που βρίσκεται τοποθετημένο κεντρικά στο επάνω μέρος της κατασκευής, περιστρέφει ένα έκκεντρο (8) που κινεί την κεφαλή παλινδρομικά (πάνω - κάτω). Η κεφαλή αυτή παρασύρει στην κανονική κατασκευή τις λεπίδες της ξυριστικής μηχανής ενώ στην συγκεκριμένη μετατροπή, το στέλεχος οδοντόβουρτσας. Με αυτό τον τρόπο, η κίνηση του στελέχους αυτού είναι τελικά μια παλινδρομική κίνηση, όπως ακριβώς προτείνεται από τους οδοντίατρους η κίνηση της χειροκίνητη βούρτσα, για τον επιτυχή καθαρισμό των οδόντων. Δηλαδή, η οδοντόβουρτσα κινείται με παλμική κίνηση πάνω κάτω εξαιτίας του παράκεντρου άξονα που λαμβάνει ενέργεια κίνησης από το μοτέρ που με τη σειρά του λαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια από τις μπαταρίες (4).

Η επιτυχία του καθαρισμού στην συγκεκριμένη μέθοδο, δεν βασίζεται στην τριβή των νημάτων της βούρτσας επάνω στην οδοντική επιφάνεια και στα ούλα, αλλά στην δημιουργία εκατομμυρίων μικροφυσαλίδων από την οδοντόκρεμα, με την μικρής διαδρομής αλλά υψηλής ταχύτητας κίνηση της οδοντόβουρτσας. Αυτές οι μικροφυσαλίδες είναι που επιτυγχάνουν τελικά την απομάκρυνση των υπολειμμάτων τροφής και της οδοντικής πλάκας. Ουσιαστικά δηλαδή, δημιουργείται πολύ πλούσιος αφρός από ελάχιστη ποσότητα οδοντόκρεμας που έχει τοποθετηθεί εκ των προτέρων στην οδοντόβουρτσα. Στο τέλος της διαδικασίας καθαρισμού, το νερό απομακρύνει τον αφρό με τις μικροφυσαλίδες που μεταφέρουν το μεγαλύτερο μέρος υπολειμμάτων από του οδόντες. Σαφώς μεγαλύτερο από όσο θα μπορεί να επιτευχθεί με χειροκίνητη οδοντόβουρτσα, που εκ των πραγμάτων έχει μικρή ταχύτητα κίνησης, δεν δημιουργεί μικροφυσαλίδες και βασίζεται μόνο στην τριβή για τον καθαρισμό. Η τριβή όμως πέρα από την φθορά στην αδαμαντίνη, προκαλεί και ερεθισμό των ούλων με πιθανότητα πρόκλησης ουλίτιδας και φυσικά ελλιπή καθαρισμό που αφήνει υπολείμματα. Τέλος τα υπολείμματα μπορεί να οδηγήσουν σε τερηδόνες και κακή αναπνοή.

Η κεφαλή της οδοντόβουρτσας αποτελείται από 4 τμήματα. Ένα πλαστικό καπάκι, ένα πλαστικό κούμπωμα (7), το τμήμα μιας συμβατικής ηλεκτρικής οδοντόβουρτσας που περιλαμβάνει την βούρτσα και τον λαιμό καθώς και μια μικρή φυσούνα, το λάστιχο βάσης οδοντόβουρτσας (σχέδιο 6) που βοηθά στην υγρομόνωση του μηχανισμού. Η οδοντόβουρτσα συνδέεται με την φυσούνα που συνδέεται στην κεφαλή (1). Η οδοντόβουρτσα είναι κολλημένη με ισχυρή κόλλα (κόλλα δύο συστατικών epoxy, κόλλα πλαστικών ή άλλη ισχυρή κόλλα για τις δοκιμές των πρωτοτύπων). Στην σχεδίαση παραγωγής, αυτή η σύνδεση θα είναι κουμπωτή για να επιτρέπει την αλλαγή της οδοντόβουρτσας από τον τελικό χρήστη.

Το κυρίως σώμα της κατασκευής είναι ένα μοντέλο παραγωγής της εταιρείας BRAUN με κωδικό προϊόντος 67030588, ευρέως διαθέσιμο από το διαδίκτυο ως ανταλλακτικό. Οι διαστάσεις του είναι 12.7 χ 4 χ 2 εκ και ζυγίζει 99.79 γραμμάρια. Η γενική ονομασία του προϊόντος είναι BRAUN CHASSIS, 2-WAY / 1Η / 2 LED. Αποτελείται από ένα μικρό ηλεκτρικό μοτέρ (2), την ηλεκτρονική πλακέτα (6), τις δύο μπαταρίες (4), τον διακόπτη Push button (3), τον πλαστικό σκελετό (9), δύο ακίδες φόρτισης (5) που συνδέονται με τον φορτιστή και ένα εξάρτημα που τοποθετείται στο επάνω μέρος του σκελετού και αποτελεί τον συνδετικό κρίκο μεταξύ του μοτέρ και της κεφαλής (7).

Στην μια πλευρά του κύριου σώματος της ηλεκτρικής μηχανής βρίσκεται τοποθετημένη η ηλεκτρονική πλακέτα (6). Η ηλεκτρονική πλακέτα ξεκινάει από το κατώτερο μέρος του κυρίου σώματος και εκτείνεται για 8.44 εκ. προς τα επάνω. Στα πρώτα 5.91 εκ της πλακέτας και ακριβώς στο κέντρο της υπάρχει ένα άνοιγμα μέσα

2 Γεσθημανή Χατζηκυριάκου Μηχανολόγος Μηχανικός, Ιωάννης Κυριακίδης Ηλεκτρονικός Μηχανικός

στο οποίο βρίσκεται τοποθετημένο το μοτέρ (2). Πλευρικά του μοτέρ έχουν

τοποθετηθεί μικρά κυβικά απορροφητικά υλικά (10) που λειτουργούν ως

αποσβεστήρες. Ο σκοπός τους είναι πολλαπλός. Σταθεροποιούν το μοτέρ στην θέση

του και ταυτόχρονα μειώνουν τους κραδασμούς που προκαλούνται από την

λειτουργία τόσο του ίδιου του μοτέρ όσο και από την παλίνδρομη κίνηση της

κεφαλής. Δεξιά και αριστερά του μοτέρ εκτείνεται για 0.94 εκ εκατέρωθεν η πλακέτα

μέχρι τα πλάγια της κατασκευής. Στο επάνω μέρος του κύριου σώματος υπάρχει ένα

άνοιγμα (εσωτερικό μήκος 3 εκ και εξωτερικό μήκος 4.3 εκ) που ξεκινάει αμέσως

μόλις τελειώσει το μοτέρ και ακριβώς στο κέντρο του υπάρχει ένα μεταλλικό

εξάρτημα (11) που μετατρέπει την περιστροφική κίνηση του μοτέρ (με την βοήθεια

ενός έκκεντρου) σε παλίνδρομη κίνηση της κεφαλής.

Τεχνική Έκθεση

Στην άλλη πλευρά του κύριου σώματος της ηλεκτρικής μηχανής υπάρχουν δύο θέσεις για το ζεύγος των επαναφορτιζόμενων μπαταριών και του μοτέρ. Από το κάτω μέρος της μηχανής και για τα επόμενα 5.1 εκ προς τα επάνω βρίσκεται ο χώρος των μπαταριών. Οι μπαταρίες συνδέονται εν σειρά μεταξύ τους και δημιουργούν τάση λειτουργίας από 2.00 έως 3.00 volt αναλόγως την κατάσταση φόρτισής τους. Ο θετικός ακροδέκτης των μπαταριών συνδέεται με την ηλεκτρονική πλακέτα μέσω μεταλλικού ακροδέκτη. Ο αρνητικός ακροδέκτης συνδέει ταυτόχρονα την ηλεκτρονική πλακέτα και τον έναν ακροδέκτη του μοτέρ.

Ακριβώς πάνω από τον χώρο των μπαταριών βρίσκεται όπως έχει ήδη περιγράφει το μοτέρ. Δύο βίδες δεξιά και αριστερά του συγκρατούν τους αποσβεστήρες (10) στην θέση τους, πιέζοντας πλευρικά το μοτέρ. Από αυτή την οπτική, ο διακόπτης ενεργοποίησης -

απενεργοποίησης εμφανίζεται ακάλυπτος στα αριστερά και πλάγια της κατασκευής.

Από την κάτω πλευρά της μηχανής φαίνονται να εξέχουν οι δύο ακίδες φόρτισης (5) που συνδέονται σε κατάλληλο φορτιστή. Στην επάνω πλευρά, δεξιά και αριστερά του μοτέρ, διακρίνονται δύο στηρίγματα (7) πάνω στα οποία "πατάνε” τα διάφορα εξαρτήματα - κεφαλές που χρησιμοποιούνται ανά περίπτωση.

Η ηλεκτρονική πλακέτα (6) ελέγχει την λειτουργία του μοτέρ (2) και εν μέρει τη φόρτιση των δύο επαναφορτιζόμενων μπαταριών Ni-ΜΗ, τύπου ΑΑ FDK Industrial - 1650mAh. Στην μία πλευρά βρίσκεται το πλήκτρο που χρησιμοποιείται για την έναρξη ή παύση της λειτουργίας της συσκευής. Η πλακέτα στην κάτω πλευρά της συνδέεται με τις επαφές φόρτισης που καταλήγουν σε εξωτερικές ακίδες σύνδεσης. Όταν η συσκευή τοποθετηθεί σωστά στον φορτιστή της (δεν περιλαμβάνεται σε αυτήν την τεχνική περιγραφή), τότε ξεκινά η φόρτιση των μπαταριών. Αυτό γίνεται γνωστό στον χρήστη με την φωτεινή ένδειξη της λυχνίας LED που βρίσκεται στην πλακέτα (12).

Η τάση φόρτισης δεν πρέπει να υπερβεί τα 3, 5-3, 6 volt DC στις ακίδες φόρτισης ή/και το ρεύμα φόρτισης το 1/10 του μέγιστου ρεύματος των μπαταριών, συνήθως στην περιοχή των 165mA. Με συνέπεια η διάρκεια πλήρους φόρτισης να είναι περίπου 10 ώρες.

Η διαδικασία φόρτισης παρακολουθείται από το κύκλωμα της ηλεκτρονικής πλακέτας και όταν η πολική τάση των μπαταριών ξεπεράσει τα 3,1 volt περίπου, τότε η φόρτιση διακόπτεται αυτόματα για την προστασία υπερφόρτισης με

4 Γεσθημανή Χατζηκυριάκου Μηχανολόγος Μηχανικός, Ιωάννης Κυριακίδης Ηλεκτρονικός Μηχανικός

αποκοπή της λειτουργίας των διπολικών τρανζίστορ (Τ1 και Τ4 στο ηλεκτρονικό σχέδιο ) και την σβέση του LED.

Η λειτουργία του κινητήρα ελέγχεται από ένα διπολικό τρανζίστορ με πολύ χαμηλή τάση κορεσμού (Vcesat) της τάξης των 0,25 volt ώστε οι απώλειες ισχύος να διατηρούνται χαμηλές και να αυξάνεται ο χρόνος λειτουργίας της συσκευής. Όταν πατηθεί το button ενεργοποίησης τότε το κύκλωμα ενεργοποιείται και παρέχει ρεύμα στο μοτέρ. Επόμενο πάτημα του button διακόπτει την λειτουργία του μοτέρ.

Το πλευρικό πλήκτρο, (S2 στο ηλεκτρονικό διάγραμμα), δίνει εντολή στο Ο.Κ., αυτό με τη σειρά του ενεργοποιεί τα δύο διπολικά τρανζίστορ Τ2 και Τ3, με συνέπεια την ροή ρεύματος προς το μοτέρ, θέτοντάς το έτσι σε περιστροφή. Χρονικός περιορισμός δεν φαίνεται να ασκείται στην λειτουργία ούτε επίσης στην ρύθμιση του ρεύματος του κινητήρα ή του ρεύματος φόρτισης. Το τελευταίο επηρεάζεται από το ίδιο το κύκλωμα του φορτιστή (εξωτερικό προς την υπό περιγραφή συσκευή).

Εν κατακλείδι, το Ο.Κ. πραγματοποιεί τις εξής λειτουργίες:

1. παρακολουθεί το button ενεργοποίησης / απενεργοποίησης

2. ενεργοποιεί / απενεργοποιεί το μοτέρ

3. ελέγχει το επίπεδο φόρτισης των μπαταριών και διακόπτει την φόρτιση όταν ξεπεράσει η πολική τάση τα 3,1 volt.

4. ανάβει το ενδεικτικό LED κατά την φόρτιση των μπαταριών

Για την συγκεκριμένη ηλεκτρική οδοντοντόβουρτσα χρησιμοποιούνται δύο επαναφορτιζόμενες μπαταρίες νικελίου μετάλλου ιδριδίου (NiMH), ονομαστικής τάσης 1.2 V και χωρητικότητας 1650mAh, με κωδικό προϊόντος HR - AAUV 06Z1405LSC της εταιρίας FDK (4).

Το μοτέρ (2) που χρησιμοποιεί η μηχανή, είναι ένα απλό μικρό μοτέρ 3 Volt DC τάσης, σταθερού μαγνήτη με περιστρεφόμενο ρότορα τριών πόλων. Η ταχύτητα περιστροφής εν κενό εκτιμάται στις 3.000 ανά λεπτό και υπό φορτίο περί τις 1.000. Η κατανάλωση ρεύματος υπό φορτίο μετρήθηκε στα 270mA περίπου. Με δεδομένο την χωρητικότητα των 1650mAh και την κατανάλωση των 270mA, ο χρόνος λειτουργίας ξεπερνά τις 6 ώρες συνεχούς λειτουργίας.

Τεχνική Έκθεση

Claims (7)

Αξιώσεις

1. Η ηλεκτρική οδοντόβουρτσα χαρακτηρίζεται από την δημιουργία κάθετα παλμικής κίνησης της βούρτσας με την μετατροπή της περιστροφικής κίνησης του μοτέρ σε μία καίνοτόμα κάθετα παλμική κίνηση της βούρτσας.

2. Η ηλεκτρική οδοντόβουρτσα χαρακτηρίζεται από την παραγωγή πολύ μεγάλης ποσότητας μιχροφυσαλίδων με συνέπεια τον μοναδικό, βαθύ καθαρισμό των οδόντων.

3. Η ηλεκτρική οδοντόβουρτσα σύμφωνα με την αξίωση 2, η παραγωγή πολύ μεγάλη παραγωγή μιχροφυσαλίδων οδηγεί στη δημιουργία ικανής ποσότητας αφρού από μικρή ποσότητα οδοντόκρεμας.

4. Η ηλεκτρική οδοντόβουρτσα σύμφωνα με την αξίωση 3, η μεγάλη παραγωγή αφού οδηγεί σε πολύ μεγάλη οικονομία της τάξης του 60% στην κατανάλωση οδοντόκρεμας με άμεσα οικονομικά αλλά καί περιβαλλοντικά οφέλη.

5. Η ηλεκτρική οδοντόβουρτσα χαρακτηρίζεται, σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 καί 2, από περιορισμένη φθορά στα δόντια αφού η τεχνική δεν βασίζεται στην τριβή όπως γινόταν παραδοσιακά ως τώρα αλλά στην κάθετα παλμική κίνηση της βούρτσας καί στην παραγωγή μιχροφυσαλίδων που ανασηκώνουν ρύπους, πλάκα καί τροφές από την οδοντική επιφάνεια καί με την βοήθεια του νερού στην τελική φάση της έκπλυσης, απομακρύνονται από τα δόντια.

6. Η ηλεκτρική οδοντόβουρτσα χαρακτηρίζεται από τον περιορισμό ή καί αποτροπής της ουλίτιδας, αφού σύμφωνα με την αξίωση 2, δεν βασίζεται στην τριβή καί καθαρίζεται η περιοχή βαθύτερα καί αποτελεσματικότερα .

7. Η συγκεκριμένη ιδέα της ηλεκτρικής οδοντόβουρτσας χαρακτηρίζεται από την ταχύτητα στην ανάπτυξη του τελικού προϊόντος αφού βασίζεται σε υπάρχουσα κατασκευή (μηχανισμός Braun 67030588 ευρέως διαθέσιμος ως πρώτη ύλη) καί δεν απαι.-25 τεί την ανάπτυξη από «λευκό χαρτί».