專利名稱：電動(dòng)牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)牙刷，更具體地說，涉及一種具有多種功能的電動(dòng)牙刷，其具有多種工作模式，且具有工作模式轉(zhuǎn)換和記憶功能、時(shí)間提醒及電量指示等功能。
背景技術(shù)：
由于電動(dòng)牙刷比之手動(dòng)牙刷在清潔牙齒方面具有明顯的優(yōu)越性且可具有其他輔助功能，其越來越受使用者的歡迎。因此，近年來開發(fā)出具有不同功能的電動(dòng)牙刷。在U. S. 6，954，961B2中披露了一種發(fā)射光的電動(dòng)牙刷，當(dāng)使用者施加了足夠的刷牙力時(shí)，牙刷向使用者發(fā)出可見信號(hào)。該電動(dòng)牙刷包括手柄部分和刷頭部分；相對(duì)于牙刷體彼此鄰近設(shè)置的多個(gè)光源，使得牙刷使用者能從牙刷體的外側(cè)看到至少一些被發(fā)射的光；用于控制光源的電子線路，該電子線路被配置為在至少一些光源被激勵(lì)的同時(shí)可自動(dòng) 改變所述多個(gè)光源的強(qiáng)度，強(qiáng)度的自動(dòng)改變?nèi)Q于施加在刷頭部分上的力的大小。DE 196 277 52A1所披露的電動(dòng)牙刷在刷毛和使用者的牙齒間的接觸壓力超過預(yù)定值時(shí)中斷用于刷毛載體的搖擺運(yùn)動(dòng)，以避免損傷牙齒。W02010/122518中公開了一種小電器，該電器可以處于第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)且具有開關(guān)元件、指示元件、和用于監(jiān)測(cè)開關(guān)元件和控制指示元件的控制單元，指示元件能指示第一功能和第二功能，在該電器處于第一操作狀態(tài)且被關(guān)閉時(shí)控制單元啟動(dòng)指示元件以指示第一功能，在電器處于第一操作狀態(tài)且被開啟時(shí)控制單元啟動(dòng)指示元件以指示第二功能。控制單元還可監(jiān)測(cè)該電器的操作電壓，并且只在操作電壓超過最小電壓時(shí)啟動(dòng)指示元件以指示第一功能。在小電器具有再充電電池時(shí)，控制單元可用于監(jiān)測(cè)充電過程，其中控制單元僅在充電期間和/或充電過程結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)指示元件以指示第一功倉泛。W02010/106522公開了一種用于確定電動(dòng)牙刷的使用模式的方法和電動(dòng)牙刷，其步驟為測(cè)量電動(dòng)電機(jī)的特性參數(shù)(如，由電動(dòng)電機(jī)感生的電壓或該電壓的導(dǎo)數(shù)；電動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率或該頻率的導(dǎo)數(shù)；電動(dòng)電機(jī)提供的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空率或該占空率的導(dǎo)數(shù)；電動(dòng)電機(jī)的換向頻率或該換向頻率的導(dǎo)數(shù))；檢測(cè)所述特性參數(shù)的特異性變化；及評(píng)估所述特異性變化。但是目前還沒有運(yùn)行速度可變、結(jié)構(gòu)簡單的電動(dòng)牙刷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)牙刷，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、具有多種工作模式且運(yùn)行速度可變而且具有如壓力傳感、時(shí)間提醒及電量指示等多種功能。根據(jù)本發(fā)明，提供一種電動(dòng)牙刷，其包括可拆卸的刷部和柄部，刷部包括刷頭和刷毛，柄部包括電機(jī)和與之連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、單片機(jī)(IC)及電子線路板(PCBA)，其中，PCBA包括電源模塊的一部分、檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊、指示模塊及指令模塊，電源模塊包括輸出標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的器件，驅(qū)動(dòng)模塊包括功率放大電路，控制模塊包括IC及其周邊電路，指令模塊包括接通/斷開觸發(fā)開關(guān)和模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，檢測(cè)模塊包括一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器，利用直流永磁微電機(jī)在不同負(fù)載下具有不同工作電流的特性，電壓傳感器分別測(cè)得使用狀態(tài)下的電壓值及刷頭轉(zhuǎn)動(dòng)但刷毛未與即將被刷的牙齒接觸的初始狀態(tài)的電壓值，得到所述兩個(gè)電壓值的差值，當(dāng)使用者施加在刷頭上的力大于設(shè)定值時(shí)，檢測(cè)模塊檢測(cè)到電壓傳感器上的電壓差值大于設(shè)定值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓力的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。在一實(shí)施例中，檢測(cè)模塊檢測(cè)牙刷處于初始狀態(tài)時(shí)的牙刷的阻止功率及處于使用狀態(tài)時(shí)的功率，處于使用狀態(tài)時(shí)的功率是刷毛已與被刷牙齒接觸的阻止功率和牙刷自身的阻止功率之和，得出使用狀態(tài)時(shí)的功率和初始狀態(tài)時(shí)的牙刷的阻止功率之差，在一定時(shí)間內(nèi)，若檢測(cè)到的所述功率差大于或等于設(shè)定的警示閾值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓力的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。在另一實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)模塊檢測(cè)到與使用者施加在牙刷刷毛上的力相應(yīng)的刷頭上的阻力扭矩大于設(shè)定值時(shí)，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓力的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。 此外，檢測(cè)模塊也可檢測(cè)牙刷在電機(jī)啟動(dòng)前的電池開路端電壓，通過存儲(chǔ)在IC中的電壓警示閾值查找表，查找到與電池開路端電壓下相應(yīng)的流過電機(jī)的電流在場效應(yīng)管漏極和源極之間或在三極管集電極和發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓差值的警示閾值，同時(shí)IC檢測(cè)牙刷處在初始狀態(tài)下流過電機(jī)的電流在場效應(yīng)管漏極和源極之間或在三極管集電極和發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓值，而且IC不斷檢測(cè)和更新使用狀態(tài)下流過電機(jī)的電流在場效應(yīng)管漏極和源極之間或在三極管集電極和發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓值，將每次測(cè)得的牙刷處在使用狀態(tài)下的電壓值和初始狀態(tài)下電壓值之間的差值與警示閾值進(jìn)行比較，如果在一定時(shí)間內(nèi)，順序測(cè)得的當(dāng)時(shí)使用狀態(tài)的所述電壓值和初始狀態(tài)的所述電壓值之間的差值都大于或等于所述警示閾值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓力的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。可供選擇的是，檢測(cè)模塊還可檢測(cè)牙刷在電機(jī)啟動(dòng)前的電池開路端電壓，通過存儲(chǔ)在IC中的電壓警示閾值查找表，查找到與電池開路端電壓下相應(yīng)的流過電機(jī)的電流在電池內(nèi)阻上產(chǎn)生的電壓差值對(duì)應(yīng)的電池端電壓差值的警示閾值，同時(shí)IC檢測(cè)牙刷處在初始狀態(tài)下的電池端電壓值，而且IC不斷檢測(cè)和更新使用狀態(tài)下的電池端電壓值，將初始狀態(tài)下電池端電壓值和每次測(cè)得的牙刷處在使用狀態(tài)下的電池端電壓值之間的差值和警示閾值進(jìn)行比較，如果在一定時(shí)間內(nèi)，初始狀態(tài)的電池端電壓值和順序測(cè)得的當(dāng)時(shí)使用狀態(tài)的電池端電壓值之間的差值都大于或等于警示閾值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓力的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。在又一實(shí)施例中，通過按壓模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，使用者可以啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)換控制模塊，借助按壓模式轉(zhuǎn)換開關(guān)的時(shí)間長短的不同可以實(shí)現(xiàn)工作模式轉(zhuǎn)換和記憶功能，在模式轉(zhuǎn)換控制模塊的控制下，牙刷可以工作在正常刷牙時(shí)的全速工作模式、改善牙齒敏感的低速工作模式、滿足保健需求的磨光工作模式及按摩工作模式?？刂颇K在牙刷運(yùn)轉(zhuǎn)于同一工作模式時(shí)還可控制刷頭運(yùn)轉(zhuǎn)速度或刷頭運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化快慢，用以提醒使用者在該工作模式下或在該工作模式的某一時(shí)間段內(nèi)刷牙時(shí)間已達(dá)設(shè)定值。
在再一實(shí)施例中，指示模塊還包括電池容量指示部分，若牙刷使用前電池容量小于電池總?cè)萘康膞%、使用者啟動(dòng)牙刷時(shí)，牙刷在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，用于指示電池容量的指示元件發(fā)出指示，一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，該指示元件在預(yù)定時(shí)間內(nèi)發(fā)出不同于所述指示的另一種指示，用以提醒使用者，電池容量不夠，若牙刷使用前的電池容量大于或等于電池全容量的x%、使用者啟動(dòng)牙刷時(shí)，牙刷在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，用于電池容量指示的另一指示元件發(fā)出不同于所述兩種指示的第三種指示，直到牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，該另一指示元件停止發(fā)出指示，以此提醒使用者，電池容量足夠，可以不充電?？蛇x擇X = 30。指示元件可以是發(fā)光二極管。在一實(shí)施例中，PCBA還包括充電模塊，該充電模塊包括充電電路，充電電路包括負(fù)載感應(yīng)線圈及設(shè)于該負(fù)載感應(yīng)線圈處的電壓檢測(cè)電路，該電壓檢測(cè)電路利用兩個(gè)串聯(lián)電阻的分壓檢測(cè)負(fù)載感應(yīng)線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，此串聯(lián)電阻和IC的一個(gè)A/D轉(zhuǎn)接口相連，如果A/D接口上的電壓峰值在預(yù)定時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次超過預(yù)定電壓值，IC判斷出正對(duì)牙刷進(jìn)行充電，用于指示充電狀態(tài)的指示元件發(fā)出指示，此時(shí)，不管電機(jī)處于工作或非工作狀態(tài)，IC將強(qiáng)行停止對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 在另一實(shí)施例中，在牙刷進(jìn)行充電時(shí)，如果此時(shí)牙刷中電池的容量小于電池總?cè)萘康膎%，用于充電指示的指示元件在預(yù)定時(shí)間內(nèi)發(fā)出指示信號(hào)，隨后IC不斷監(jiān)測(cè)電池的容量，當(dāng)電池容量達(dá)到總?cè)萘康膎%時(shí)，用于充電指示的指示元件發(fā)出不同于所述信號(hào)的另一種指示信號(hào)，當(dāng)牙刷離開充電器時(shí)，用于充電指示的指示元件停止發(fā)出所述指示信號(hào)，如果將牙刷置于充電器上、電池的容量大于總?cè)萘康膎%，用于充電指示的指示元件發(fā)出第三種指示信號(hào)，由此，借助用于充電指示的指示元件發(fā)出的不同信號(hào)可以指示電池的實(shí)際容量是否充足。可選擇100 > η > 90。最好η = 95。本發(fā)明所提供的電動(dòng)牙刷具有多種工作模式，且具有工作模式轉(zhuǎn)換、提醒和記憶功能、壓力警示和指示壓力警示的功能、充電和充電指示功能、電池容量指示功能、電量指示等功能，是一種能完成多種功能的電動(dòng)牙刷。


此處描述的附圖僅用于對(duì)選定實(shí)施例的圖示說明，而不是針對(duì)所有可能實(shí)施方式的說明，也不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。圖I為本發(fā)明的電動(dòng)牙刷正面示意圖；圖2-5為本發(fā)明的電動(dòng)牙刷工作模式的示意圖，其中，圖2圖示說明了全速工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系、圖3圖示說明了低速工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系、圖4圖示說明了磨光工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系、圖5圖示說明了按摩工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系；圖6為充電電路和用于檢測(cè)牙刷柄部是否正在充電的檢測(cè)電路的示意圖；圖7為用三極管驅(qū)動(dòng)的功率放大電路示意圖；圖8的曲線示出了三極管集電極電流Ic與三極管集電極和發(fā)射極之間的電壓Uce之間的關(guān)系；圖9為用場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)的功率放大電路示意圖；圖10為場效應(yīng)管的電流Id與電壓Uds之間的關(guān)系；
圖11為電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)促使刷毛回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。在全部附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示相似的部件。盡管本說明書中使用了詞語第一、第二等來描述電動(dòng)牙刷的運(yùn)行參數(shù)或多個(gè)元件或構(gòu)成部分，這些運(yùn)行參數(shù)或元件或構(gòu)成部分不應(yīng)受這些詞語的限制。這些詞語僅用于區(qū)分一種運(yùn)行參數(shù)或元件或構(gòu)成部分與另一運(yùn)行參數(shù)或元件或構(gòu)成部分，而不包含“順序”。因此，將下面討論的表述那些運(yùn)行參數(shù)、元件或構(gòu)成部分的序數(shù)詞相互變換也沒有超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍。此外，本申請(qǐng)中使用的詞匯“和/或”包括所列出的一或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的詞匯中的任一個(gè)和所有組合。 參照?qǐng)D1，本發(fā)明的電動(dòng)牙刷包括可拆卸的刷部和柄部。刷部包括刷頭和刷毛，柄部包括電機(jī)和與之連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6、單片機(jī)(IC) 10及布有必要的電子元件的線路板(PCBA) 11，PCBA 11包括電源模塊5的一部分、充電模塊(圖6)、檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊、指示模塊及指令模塊(后五種功能模塊均未示出)。電源模塊5包括電源(例如充電電池)、濾波電路等，用于向牙刷供電。檢測(cè)模塊包括輸出標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的器件和傳感器，所述傳感器可以是電壓傳感器，該電壓傳感器例如可以感測(cè)電池電壓、三極管集電極和發(fā)射極之間的電壓、場效應(yīng)管漏極和源極之間的電壓、電機(jī)的端電壓、或充電負(fù)載感應(yīng)線圈電壓。驅(qū)動(dòng)模塊包括功率放大電路?？刂颇K包括IClO及其周邊電路，指令模塊包括接通/斷開觸發(fā)開關(guān)7和模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8，充電模塊(圖6)包括充電負(fù)載感應(yīng)線圈、整流電路、濾波電路。(此段是后面的內(nèi)容提前)如圖2-5所示，本發(fā)明的電動(dòng)牙刷可以具有四種工作模式，S卩正常刷牙時(shí)采用的全速工作模式(圖2)、牙齒敏感時(shí)采用的低速工作模式(圖3)、及滿足保健需求的磨光工作模式(圖4)和按摩工作模式(圖5)。為了便于描述，作為示例，在四種工作模式中，將一個(gè)周期分為四個(gè)時(shí)間段，每一時(shí)間段約為30秒，即一周期約為2分鐘。正常刷牙時(shí)，使用者可按壓接通(或斷開)電源的觸發(fā)開關(guān)7，IClO得到啟動(dòng)牙刷信號(hào)，ICio驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，牙刷以與先前的運(yùn)行模式相同的模式運(yùn)行，例如，以全速工作模式運(yùn)行。圖2圖示說明了全速工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系。如圖2所示，正常刷牙時(shí)，例如牙刷以速度為S1的相對(duì)高速(又稱為全速)運(yùn)轉(zhuǎn)約29. 8秒之后以第六低速S6運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t6 (約O. 2秒)，以便提醒使用者已刷牙約30秒，如此經(jīng)歷三個(gè)相同的時(shí)間段，在第四時(shí)間段，牙刷以全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約27. 7秒-第六低速S6運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t7(約O. 2秒)-全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第六低速S6運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t7 (約O. 2秒)-全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第六低速S6運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t7(約O. 2秒)_全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第六低速S6運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間七7(約0.2秒)的規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，提醒使用者刷牙時(shí)間已達(dá)2分鐘。如此周而復(fù)始。直至完成整個(gè)正常刷牙過程。若使用者意欲從當(dāng)前模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪还ぷ髂Ｊ?。例如，使用者的牙齒敏感，希望從當(dāng)前的全速工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈退俟ぷ髂Ｊ健Ｊ褂谜咧恍璋磯嚎刂蒲浪⒐ぷ髂Ｊ降拈_關(guān)8，并在按壓時(shí)間達(dá)到2秒鐘之前松開開關(guān)8，則能完成一次工作模式的有效轉(zhuǎn)換。
圖3圖示說明了低速工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系。如圖3所示，在低速工作模式中，例如，牙刷以第二低速S2運(yùn)轉(zhuǎn)約29. 5秒之后以第一全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t8(約O. 5秒)，以便提醒使用者已低速刷牙約30秒，如此循環(huán)至第三時(shí)間段，在第四時(shí)間段，牙刷以第二低速S2運(yùn)轉(zhuǎn)約27. 4秒-第一全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第二低速S2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t9 (約O. 2秒)-第一全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第二低速S2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t9 (約O. 2秒)-第一全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第二低速S2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t9 (約O. 2秒)-第一全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒的規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，提醒使用者低速刷牙時(shí)間已達(dá)2分鐘。如此周而復(fù)始。直至完成整個(gè)低速過程。類似地，若使用者希望從當(dāng)前模式轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足保健需求的磨光工作模式。使用者可再按壓開關(guān)8，并在按壓時(shí)間達(dá)到2秒鐘之前松開開關(guān)8，則能完成工作模式的有效轉(zhuǎn)換。圖4圖示說明了磨光工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系。如圖4所示，在磨光工作模式中，例如，牙刷以全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)O. 5秒，再從全速S1快速降低(例如下降時(shí)間t2為約O. 3秒)到第三低速S3,然后從第三低速S3緩慢加速(例如上升時(shí)間h約為I. 7 秒)到全速S1的規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)29. 3秒之后，以全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)O. 5秒-以第七低速S7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t1Q(約O. 2秒)，以便提醒使用者磨光時(shí)間已達(dá)30秒，如此循環(huán)至第三時(shí)間段，在第四時(shí)間段，牙刷以所述規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)27. I秒后，以全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第七低速S7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tn (約O. 2秒)-全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第七低速S7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tn (約O. 2秒)-全速S1運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第七低速S7運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間tn (約O. 2秒)的規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，提醒使用者磨光時(shí)間已達(dá)2分鐘。如此周而復(fù)始。直至完成整個(gè)磨光過程。同樣，若使用者希望從當(dāng)前模式轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足保健需求的按摩工作模式。使用者可再按壓開關(guān)8，并在按壓時(shí)間達(dá)到2秒鐘之前松開開關(guān)8，則能完成工作模式的有效轉(zhuǎn)換。圖5圖示說明了按摩工作模式中一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間段之間的關(guān)系。如圖5所示，在按摩工作模式中，例如，牙刷以第四低速S4和第五低速S5組合(例如以三個(gè)尖脈沖的形式，每一尖脈沖的上升時(shí)間為t4、下降時(shí)間t5，總時(shí)間t4+t5為約I. 7秒)運(yùn)轉(zhuǎn)5. I秒之后以第五低速S5運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t3(約2秒)，在第四次以第四低速S4和第五低速S5組合的三尖脈沖地運(yùn)轉(zhuǎn)約5. I秒后，以第五低速S5運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 2秒，再以第八速度S8運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t12 (約O. 5秒)，以便提醒使用者已按摩約30秒，如此循環(huán)至第三時(shí)間段，在第四時(shí)間段，牙刷以第四低速S4和第五低速S5組合的三尖脈沖地運(yùn)轉(zhuǎn)約5. I秒-第五低速S5運(yùn)轉(zhuǎn)約2秒...如此三次后，以第八低速S8運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第五低速S5運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t13(約O. 2秒)_第八低速S8運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒-第五低速S5運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t13(約O. 2秒)_第八低速S8運(yùn)轉(zhuǎn)約O. 5秒的規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，提醒使用者按摩時(shí)間已達(dá)2分鐘。如此周而復(fù)始。直至完成整個(gè)按摩過程。顯然，所述各工作模式的具體時(shí)間設(shè)置只是示例性的，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以根據(jù)需要作出各種變換，這些變換均應(yīng)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8具有重置模式的功能，即，當(dāng)使用者按壓開關(guān)8的時(shí)間大于或等于2秒鐘，無論當(dāng)前處于哪種工作模式，2秒鐘后牙刷的工作模式將轉(zhuǎn)換到例如全速工作模式。當(dāng)然，這只是一種示例，也可以重置為轉(zhuǎn)換到低速、或磨光、或按摩中的任一種工作模式。任選地，也可使開關(guān)7具有重置模式的功能。本發(fā)明中，工作模式的選擇具備記憶功能，即，存儲(chǔ)最近一次使用者選擇的工作模式，待再次啟動(dòng)牙刷時(shí)，牙刷直接工作于該最近一次的工作模式。只有使用者觸發(fā)模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8或重置工作模式時(shí)，工作模式才改變。下文以示例的方式對(duì)本發(fā)明電動(dòng)牙刷的各種功能及其實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行具體描述。一、工作模式轉(zhuǎn)換和記憶功能例如，當(dāng)使用者按壓觸發(fā)開關(guān)7超過O. I秒時(shí)，觸發(fā)開關(guān)7改變和它相連的I/O的電平(從高變低，或從低變高)，ICio檢測(cè)來自觸發(fā)開關(guān)7的觸動(dòng)并響應(yīng)使用者觸發(fā)開關(guān)的啟動(dòng)輸出指令啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，牙刷開始運(yùn)轉(zhuǎn)。其間，只要觸發(fā)開關(guān)7被按壓的時(shí)間超過O. I秒，不管持續(xù)按壓時(shí)間多長，仍被認(rèn)定已觸發(fā)且處于第一次觸發(fā)中，只有使用者松開觸發(fā)開關(guān)7，才算完成一次觸發(fā)(“接通”)。當(dāng)使用者第二次按壓觸發(fā)開關(guān)7且時(shí)間超過O. I秒時(shí)，IClO檢測(cè)到觸發(fā)開關(guān)7再次被觸發(fā)，IClO輸出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模式停止工作，牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)。同樣，只有再次釋放觸發(fā)開關(guān)7，才算完成“斷開”動(dòng)作。
通過IClO可以記錄牙刷運(yùn)轉(zhuǎn)期間被選擇的最近一次工作模式，當(dāng)下次啟動(dòng)牙刷時(shí)，IClO直接調(diào)用存貯器記錄的最近一次工作模式并輸出到驅(qū)動(dòng)模塊，用以驅(qū)動(dòng)牙刷按前一次工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)。此又稱為牙刷的記憶功能。例如，假設(shè)牙刷最近一次使用的工作模式為全速工作模式(圖2)。使用者按壓觸發(fā)開關(guān)7時(shí)，IClO將啟動(dòng)牙刷以該最近一次的工作模式(全速工作模式)運(yùn)轉(zhuǎn)。需要轉(zhuǎn)換工作模式時(shí)，使用者可按壓模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8，若按壓開關(guān)8的時(shí)間超過O. I秒且小于2秒(即在2秒鐘內(nèi)釋放模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8，模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8在一定時(shí)間內(nèi)改變和它相連的I/O的電平(例如，電平從高到低，或從低到高)，IClO檢測(cè)到來自模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8的動(dòng)作，確定使用者正在改變牙刷的工作模式，IClO立即輸出下一工作模式信號(hào)(例如低速工作模式)到驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模式執(zhí)行低速工作模式(見圖3)。以此類推。當(dāng)使用者持續(xù)按壓模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8的時(shí)間超過2秒時(shí)，IClO在O. I 2秒之間輸出下一工作模式信號(hào)，驅(qū)動(dòng)模塊執(zhí)行下一工作模式，在2秒鐘之后,若IClO仍持續(xù)收到模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8被按壓的信號(hào)，IClO確定使用者啟動(dòng)工作模式重置功能，則不管當(dāng)前牙刷運(yùn)轉(zhuǎn)于哪種工作模式，IClO將強(qiáng)行輸出例如全速工作模式信號(hào)到驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊執(zhí)行全速工作模式，只有在IClO檢測(cè)到模式轉(zhuǎn)換開關(guān)被釋放，ICio才確定此模式轉(zhuǎn)換或重置結(jié)束。如果使用者持續(xù)按壓模式轉(zhuǎn)換開關(guān)
8的時(shí)間小于2秒，而后釋放模式轉(zhuǎn)換開關(guān)8，再按壓再釋放......，則IClO將按全速工作
模式-低速工作模式-磨光工作模式-按摩工作模式的順序依次輸出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)模塊，以實(shí)現(xiàn)牙刷不同工作模式之間的轉(zhuǎn)換。值得提醒的是，所述模式轉(zhuǎn)換或重置操作只在牙刷處于接通狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)。此外，雖然在本實(shí)施例中以全速工作模式-低速工作模式-磨光工作模式-按摩工作模式的順序進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于此，這四種工作模式的順序可以任意調(diào)換。而且也可以設(shè)置多于或少于四種工作模式，這些變換均落入本發(fā)明的范圍。全速工作模式的實(shí)現(xiàn)牙刷在定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段以外的其他所有運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，通過IClO對(duì)和驅(qū)動(dòng)模塊相連的I/o接口持續(xù)不斷地輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)，此時(shí)電機(jī)可以獲得來自電源的持續(xù)不斷的能量，電機(jī)以全速工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖2所示。在全速工作模式下，牙刷的運(yùn)轉(zhuǎn)速度S1相對(duì)較高(稱之為全速)，因此可以高效地對(duì)牙齒進(jìn)行清潔。低速工作模式的實(shí)現(xiàn)牙刷在定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段以外的其他所有運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，通過IClO對(duì)和驅(qū)動(dòng)模塊相連的I/O接口斷續(xù)地輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)，此時(shí)電機(jī)可以獲得來自電源的斷斷續(xù)續(xù)的能量，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，牙刷以低速工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖3所示。此時(shí)IClO例如可采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式，通過調(diào)節(jié)I/O的輸出，改變用于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的脈沖寬度，可以使低速工作模式下的電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的第二低速S2。對(duì)于牙齒敏感者而言，牙刷處于低速工作模式時(shí)感覺更舒服。例如，可選擇50% S1 < S2 < 95% S10磨光模式的實(shí)現(xiàn)牙刷在定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段以外的其他所有運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，通過IClO對(duì)和驅(qū)動(dòng)模塊相連的I/o接口斷續(xù)地輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)，此時(shí)電機(jī)可以獲得來自電源的斷斷續(xù)續(xù)的能量，此時(shí)，ICio例如可采用PWM方式，在不同的時(shí)刻輸出不同的脈沖寬度，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速大致符合圖4所示的規(guī)律。設(shè)定此模式下除定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段以外的最低轉(zhuǎn)速為第三速度S3，通過轉(zhuǎn)速的緩慢升高和驟降，可以在牙齒周圍產(chǎn)生周期性的無規(guī)律的湍流，從而有效地祛除牙齒表面的附著異物，達(dá)到磨光牙齒的功效。 為了保證磨光效果，例如，可選擇50% S1 < S3 < 90% S1 ;3t2 < &，且& < 9t2。按摩工作模式的實(shí)現(xiàn)牙刷在定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段以外的其他所有運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，通過IClO對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊相連的I/o接口斷續(xù)地輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)，此時(shí)電機(jī)可以獲得來自電源的斷斷續(xù)續(xù)的能量，此時(shí)IClO例如可采用PWM方式，在不同的時(shí)刻輸出不同的脈沖寬度，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)基本符合圖5所示的規(guī)律。設(shè)定此模式下除定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)段外的最高轉(zhuǎn)速為第四低速S4，最低轉(zhuǎn)速為第五低速S5，通過轉(zhuǎn)速在短時(shí)間內(nèi)的迅速變化，能以溫和的按摩方式促進(jìn)牙齦部分的血液循環(huán)。例如，可選擇85%彡 S4 ( S1 ；50% S1 ^ S5 ^ 90% S1，且 S4 > I. 05S5 ；09t4 ^ t5 ^ I. It4 ；t5+t4 < I 秒；t3 > I. 8 (t4+t5)。二、提醒功能如上所述，本電動(dòng)牙刷設(shè)有定時(shí)功能，使用時(shí)每隔例如30秒能夠提醒使用者已過30秒，到達(dá)2分鐘時(shí)可以用特殊的方式提醒使用者已過2分鐘，如此循環(huán)，直到使用者停止刷牙。此功能例如可以沒有“記憶性”，即重新啟動(dòng)牙刷時(shí)，重新開始提醒記時(shí)。如圖2-5所示，提醒功能可通過牙刷減速或加速來實(shí)現(xiàn)。無論牙刷處于哪種工作模式，在使用牙刷時(shí)即開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)到達(dá)第一個(gè)時(shí)間段(例如30秒)時(shí)，IClO確定當(dāng)前的工作模式，再依照該工作模式下約定的提醒規(guī)律提醒使用者。在全速工作模式中，例如可選擇40% S1 < S6 < 80% S1 ；0. I秒< t6 < O. 6秒；0. I秒< t7 < O. 6 秒。在低速工作模式中，例如可選擇80% S1 < S2 ^ S1 ；0. I秒< t8 < O. 6秒；0. I秒
<t9 < O. 6 秒。在磨光模式中，例如可選擇80% S3 < S7 < I. IS3 ；0. I秒< t10 < O. 6秒；0. I秒
<tn < O. 6 秒。在按摩工作模式中，例如可選擇80% S4 < S8 < I. IS4 ;0. I秒< t12 < O. 6秒；0. I秒< t13 < O. 6 秒。
三、充電和充電指示功能本發(fā)明的電動(dòng)牙刷具有充電時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。如果充電時(shí)牙刷處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作消耗的電能將大于牙刷從充電器獲得的電能，這將造成牙刷不能成功地補(bǔ)充能量，導(dǎo)致充電失敗。為此，在本發(fā)明中設(shè)置了如下功能，即，將正在運(yùn)轉(zhuǎn)的牙刷放置在充電器上時(shí)，牙刷柄部中設(shè)有負(fù)載感應(yīng)線圈L3(見圖6，即圖I中的附圖標(biāo)記4)，用來接收來自充電器部分G的電磁能量。將牙刷置于充電器上時(shí)，該電磁能量在負(fù)載感應(yīng)線圈4上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。本實(shí)施例中，在負(fù)載感應(yīng)線圈4處設(shè)有采用兩個(gè)電阻R8和R9分壓來檢測(cè)負(fù)載感應(yīng)線圈4上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的電壓檢測(cè)電路。負(fù)載感應(yīng)線圈4感生電壓時(shí)，檢測(cè)電阻R8和R9上將產(chǎn)生一定幅值的電壓，此檢測(cè)電阻和IClO的一個(gè)A/D轉(zhuǎn)接口相連，因此負(fù)載感應(yīng)線圈4上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓將在A/D接口上得到反映。例如，在本實(shí)施例中設(shè)定，如果A/D 接口上的電壓峰值在O. I秒內(nèi)連續(xù)三次超過2V，即可認(rèn)定牙刷的負(fù)載感應(yīng)線圈4上產(chǎn)生了感應(yīng)電壓，從而可作出牙刷正在充電的判斷。此時(shí)，不管電機(jī)當(dāng)前處于工作或非工作狀態(tài)，IClO將強(qiáng)行停止對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。充電功能的實(shí)現(xiàn)作為示例，參見圖I和圖6，例如本發(fā)明的充電模塊可以包括充電器部分和用電器部分(如設(shè)于電動(dòng)牙刷中)。充電器部分包括充電器底座I、安裝在底座I上的充電電路部分G、設(shè)于充電器底座I中與用電器部分的電路部分Y中的負(fù)載感應(yīng)線圈4相對(duì)的初級(jí)線圈2、處于線圈4和2之間的導(dǎo)磁棒3、以及連接電源和充電器的電線。在充電器處于工作狀態(tài)下將電動(dòng)牙刷放置在充電器底座I上時(shí)，用電器部分中的電路部分Y的負(fù)載感應(yīng)線圈4將感應(yīng)充電器部分中的充電電路部分G的振蕩電路的交變電磁場而產(chǎn)生交變的感應(yīng)電磁場，用電器部分中的電路部分Y的感應(yīng)線圈4接收來自充電器部分的能量，此能量經(jīng)用電器部分的電路部分Y(見圖6)對(duì)用電器部分中的電池(見圖6)充電。當(dāng)電動(dòng)牙刷離開充電器時(shí)，用電器部分中的負(fù)載感應(yīng)線圈4感應(yīng)不到來自充電器部分的交變電磁場，而不能獲得來自充電器部分的能量，因此充電器停止對(duì)牙刷的柄部充電。圖6示意地示出了本發(fā)明的充電電路，其包括充電器部分中的充電電路部分G和用電器電路部分Y，充電器電路部分G包括降壓部分、保護(hù)電路、整流部分、濾波部分和振蕩部分，用電器電路部分中的電路部分Y包括用電器感應(yīng)部分、充電部分、充電器和用電器耦合感知部分及檢測(cè)部分。來自市電的交流電壓(如230V或120V)經(jīng)充電器電路部分G順序地經(jīng)降壓部分、整流部分和濾波部分后輸出直流電壓，該直流電壓信號(hào)輸入振蕩部分產(chǎn)生交流信號(hào)輸出。用電器電路部分Y中的用電器感應(yīng)部分產(chǎn)生感應(yīng)電壓而對(duì)電池充電，并通過檢測(cè)部分檢測(cè)負(fù)載感應(yīng)線圈4上感生的電壓。充電指示功能的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電動(dòng)牙刷具有良好的人機(jī)界面。例如，可采用多個(gè)發(fā)光二極管(LED)指示牙刷的不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而用具有單一顏色的一個(gè)或多個(gè)LED顯示牙刷的充電狀態(tài)。作為一個(gè)示例，將牙刷置于充電器上開始對(duì)牙刷進(jìn)行充電時(shí)，如果此時(shí)牙刷中電池的容量C小于電池總?cè)萘緾f的n%,用于充電指不的第一 LED例如在每I秒內(nèi)發(fā)光O. 2秒(閃爍發(fā)光)。隨后IClO不斷監(jiān)測(cè)電池的容量，當(dāng)電池容量達(dá)到n% Cf時(shí)，用于充電指示的第一 LED例如長時(shí)間發(fā)光；當(dāng)牙刷離開充電器時(shí)，用于充電指示的第一 LED停止發(fā)光。如果將牙刷置于充電器上、電池的容量C大于n% Cf時(shí)，用于充電指示的第一 LED長時(shí)間發(fā)光。由此，借助用于充電指示的第一 LED的不同發(fā)光方式可以指示電池的實(shí)際容量是否充足。例如，可選擇100 > η > 90,尤其可優(yōu)擇η = 95。作為示例，在本實(shí)施例中，利用電池的端電壓來判斷電池的容量。眾所周知，對(duì)充電電池進(jìn)行充電時(shí)，將接收的電能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存，當(dāng)電池釋放電能時(shí)，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，因此電池的端電壓值是電池貯存的可用電能多少的一個(gè)重要參數(shù)，即，電池的端電壓可以反映電池的容量水平。此外，因?yàn)槌潆婋姵卦诜浅潆姞顟B(tài)下,如果環(huán)境條件(如溫度、濕度等)穩(wěn)定，電池的端電壓在短時(shí)間內(nèi)(如幾分鐘)將保持穩(wěn)定或略有下降，而在充電電池開始充電時(shí)，電池的端電壓在短時(shí)間內(nèi)呈持續(xù)上升態(tài)勢(shì)。當(dāng)電池的電量充足時(shí)，電壓幾乎不變。在本實(shí)施例中，如上所述，牙刷柄部中設(shè)有負(fù)載感應(yīng)線圈4，用來接收來自充電器部分的充電電路部分G的電磁能量。將牙刷置于充電器上時(shí)，該電磁能量在負(fù)載感應(yīng)線圈4上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。本實(shí)施例中，在負(fù)載感應(yīng)線圈4處設(shè)有采用兩個(gè)電阻(Ri^PR9)分壓的電壓檢測(cè)電路，負(fù)載感應(yīng)線圈4感生電壓時(shí)，檢測(cè)電阻上將產(chǎn)生一定幅值的電壓，此檢測(cè)電阻和IClO的一個(gè)A/D轉(zhuǎn)接口相連，因此負(fù)載感應(yīng)線圈4上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓將在A/D 口上得 到反映。例如，在本實(shí)施例中設(shè)定如果A/D接口上的電壓峰值在O. I秒內(nèi)連續(xù)三次超過2V時(shí)，即可認(rèn)定牙刷的負(fù)載感應(yīng)線圈4上產(chǎn)生了感應(yīng)電壓，從而可作出牙刷正被充電的判斷。在本實(shí)施例中，可以用檢測(cè)到的IClO的輸入電壓等效為電池的端電壓。例如，可以通過比較IClO輸入電壓和標(biāo)準(zhǔn)參考電壓計(jì)算出電池的端電壓。也可按入分壓電路，檢測(cè)分壓電阻上的電壓值來計(jì)算電池端電壓。在本實(shí)施例中，例如使用2.4V 800mA的AAA型充電電池,通過充放電試驗(yàn)可以得出當(dāng)電池的端電壓U1等于2. 9V時(shí)，電池處于滿容量狀態(tài)，即C = Cf，η =100。當(dāng)電池端電壓U1等于2. 85V時(shí)，C = 95% Cf，n = 95。也就是說，可以通過電池的充放電試驗(yàn)測(cè)得相應(yīng)的U1和C、η的關(guān)系。如上所述，將牙刷放置在充電器上時(shí)，IClO根據(jù)以上的狀態(tài)判定電池是否正在充電，同時(shí)IClO讀取當(dāng)前的電池端電壓值U1。在本實(shí)施例中，如果電池端電壓值U1 ^ 2. 85V,則認(rèn)定電池正在充電且電池容量C彡n% Cf，IClO對(duì)用于充電指示的第一 LED輸出長時(shí)間發(fā)光的信號(hào)，第一 LED長時(shí)間發(fā)光。如果電池端電壓值U1 < 2. 85V,則認(rèn)定電池正在充電且電池容量C < n% Cf, IClO對(duì)用于充電指不的第一 LED輸出閃爍發(fā)光信號(hào),第一 LED閃爍發(fā)光。此外，IClO持續(xù)不斷地檢測(cè)電池端電壓，當(dāng)U1值發(fā)生變化(如，從U1 < 2. 85V變化為U1 ^ 2. 85V)，用于充電指示的第一 LED的工作方式也相應(yīng)地發(fā)生變化(如第一 LED將從閃爍發(fā)光方式變化為長時(shí)間發(fā)光的方式)。如果牙刷沒有被放置在充電器上時(shí)，IClO判定牙刷處于非充電狀態(tài)，則不對(duì)用于充電的第一 LED發(fā)生任何指令,第一 LED不發(fā)光。四、電池容量指示功能作為示例，在本發(fā)明中用一個(gè)或多個(gè)分別具有紅色或綠色的第二 LED和第三LED來指示電池的容量，當(dāng)然也可用具有其他顏色的LED來指示電池的容量。例如，若牙刷使用前電池容量C小于電池總?cè)萘緾f的x%、使用者啟動(dòng)牙刷時(shí)，牙刷在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，用于電池容量指示的第二 LED長時(shí)間發(fā)出紅光，直到牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第二 LED可以在15秒鐘內(nèi)閃爍地發(fā)出紅光(例如，閃爍發(fā)紅光四十五次)，之后第二 LED停止發(fā)光，如此循環(huán)。用以提醒使用者，電池容量不夠，需要充電以補(bǔ)充能量。若牙刷使用前的電池容量C大于或等于電池全容量Cf的1%、使用者啟動(dòng)牙刷時(shí)，牙刷在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，用于電池容量指示的第三LED長時(shí)間發(fā)出綠光，直到牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第三LED停止發(fā)光。以此提醒使用者，電池容量足夠，可以不充電。電池容量指示的實(shí)現(xiàn)同樣，可以通過充電電池的充放電試驗(yàn)測(cè)得和x% Cf對(duì)應(yīng)的電池端電壓Ux，例如本實(shí)施例中取X = 30，測(cè)得Ux = 2. 5V。牙刷處于非充電狀態(tài)時(shí)，IClO每隔一定時(shí)間(例如，本實(shí)施例中為I分鐘)連續(xù)檢測(cè)五次電池端電壓，求取五次測(cè)得的電池端電壓的算術(shù)平均值，并儲(chǔ)存該算術(shù)平均值。當(dāng)使用者啟動(dòng)牙刷時(shí)，IClO調(diào)用在牙刷啟動(dòng)前最近一次記錄的非充電狀態(tài)下的電池端電壓算術(shù)平均值，如果該算術(shù)平均值小于X% Cf對(duì)應(yīng)的端電壓值Ux (例如，本實(shí)施例中Ux = 2. 5V)，在牙刷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，IClO向用于電池容量指示的第二 LED輸出長時(shí)間發(fā)光信號(hào)，第二 LED長時(shí)間發(fā)出紅光。一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第二 LED在15秒鐘內(nèi)閃爍地發(fā)紅光(例如，閃爍發(fā)紅 光四十五次)，且在閃爍之后，第二 LED停止發(fā)光。如果該算術(shù)平均值大于等于Cf對(duì)應(yīng)的端電壓值Ux (例如，Ux = 2. 5V)，則在牙刷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，IClO向用于電池容量指示的第三LED輸出長時(shí)間發(fā)光信號(hào)，第三LED長時(shí)間發(fā)出綠光。一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第三LED停止發(fā)光。五、壓力警示和指示壓力警示的實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)施例，例如可用具有單一顏色(例如紅色)的一個(gè)或多個(gè)第四LED來指示刷牙時(shí)壓力是否過大，以提示使用者保持正確的刷牙力度。刷牙時(shí)，若使用者施加在牙刷刷毛上的力大于設(shè)定值時(shí)(此值可根據(jù)牙齒護(hù)理要求設(shè)置)，用于警示施加的壓力過大的第四LED發(fā)出紅光，表示使用者施加于刷毛上的力太大，此時(shí)使用者可以調(diào)節(jié)刷牙力度，牙刷繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，IClO保持對(duì)壓力的檢測(cè)和判斷，直到IClO判斷施加在刷毛上的力已小于設(shè)定閾值時(shí)，第四LED停止發(fā)光。若使用者施加的力再次大于設(shè)定閾值，第四LED將再次發(fā)光，如此循環(huán)。當(dāng)然，一旦使用者停止使用牙刷，第四LED也將停止發(fā)光。指示壓力警示的實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明，可以利用兩種方式實(shí)現(xiàn)壓力警示一種是采用功率警示方式，即當(dāng)刷牙時(shí)使用者施加在刷毛上的扭矩和刷部回轉(zhuǎn)角速度的乘積超過某一設(shè)定值時(shí)，給予警示，以提醒使用者刷牙能量過大；另一種是采用阻力扭矩警示方式，即當(dāng)使用者施加在牙刷上的力轉(zhuǎn)換成的阻力扭矩過大時(shí)，給出警示，以提醒使用者刷牙力度過大。下面對(duì)所述兩種壓力警示方式進(jìn)行說明。I.功率警示方式本發(fā)明中，作為示例，功率放大電路可以采用三極管驅(qū)動(dòng)的放大電路(如圖7和8所示)，也可采用場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)的放大電路(如圖9和10所示)。下文以三極管驅(qū)動(dòng)電路為例進(jìn)行分析。如圖7所示，從該電路中可知，其電壓平衡方程U = (Ic+Ib) r+UM+UCe式中I。為三極管集電極電流；Ib為三極管基極電流；uM為電機(jī)端電壓;UCe為三極管集電極和發(fā)射極之間的電壓；u為電池開路端電壓；r為電池內(nèi)阻。根據(jù)直流永磁電機(jī)電壓平衡方程UM = Ea+IaRa+2 Δ Ub式中Ia為流過電機(jī)電樞的電流，本實(shí)施例中，Ia= Ic ;Ra為電樞繞組電阻，2 AUb為電刷接觸壓降；EaS電樞繞組內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方程
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)牙刷包括可拆卸的刷部和柄部，刷部包括刷頭和刷毛，柄部包括電機(jī)和與之連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、單片機(jī)(IC)及電子線路板(PCBA)，其中，該P(yáng)CBA包括電源模塊的一部分、檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊、指示模塊及指令模塊，電源模塊包括輸出標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的器件，驅(qū)動(dòng)模塊包括功率放大電路，控制模塊包括IC及其周邊電路，指令模塊包括接通/斷開觸發(fā)開關(guān)和模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，檢測(cè)模塊包括ー個(gè)或多個(gè)電壓傳感器，利用直流永磁微電機(jī)在不同負(fù)載下具有不同工作電流的特性，電壓傳感器分別測(cè)得使用狀態(tài)下的電壓值及刷頭轉(zhuǎn)動(dòng)但刷毛未與即將被刷的牙齒接觸的初始狀態(tài)的電壓值，得到所述兩個(gè)電壓值的差值，當(dāng)使用者施加在刷頭上的力大于設(shè)定值時(shí)，所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到電壓傳感器上的電壓差值大于設(shè)定值，IC發(fā)出信號(hào)，所述指示模塊中用于反映壓カ的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。
2.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述檢測(cè)模塊檢測(cè)牙刷處于初始狀態(tài)時(shí)的牙刷的阻止功率及處于使用狀態(tài)時(shí)的功率，處于使用狀態(tài)時(shí)的功率是刷毛已與被刷牙齒接觸的阻止功率和牙刷自身的阻止功率之和，得出使用狀態(tài)時(shí)的功率和初始狀態(tài)時(shí)的牙刷的阻止功率之差，在一定時(shí)間內(nèi)，若檢測(cè)到的所述功率差大于或等于設(shè)定的警示閾值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓カ的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。
3.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)牙刷，其中，當(dāng)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到與使用者施加在牙刷刷毛上的力相應(yīng)的刷頭上的阻力扭矩大于設(shè)定值時(shí)，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓力的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述檢測(cè)模塊檢測(cè)牙刷在電機(jī)啟動(dòng)前的電池開路端電壓，通過存儲(chǔ)在IC中的電壓警示閾值查找表，查找到與所述電池開路端電壓下相應(yīng)的流過電機(jī)的電流在場效應(yīng)管漏極和源極之間或在三極管集電極和發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓差值的警示閾值，同時(shí)IC檢測(cè)牙刷處在初始狀態(tài)下流過電機(jī)的電流在場效應(yīng)管漏極和源極之間或在三極管集電極和發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓值，而且IC不斷檢測(cè)和更新使用狀態(tài)下流過電機(jī)的電流在場效應(yīng)管漏極和源極之間或在三極管集電極和發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓值，將每次測(cè)得的牙刷處在使用狀態(tài)下的電壓值和初始狀態(tài)下電壓值之間的差值與警示閾值進(jìn)行比較，如果在一定時(shí)間內(nèi)，順序測(cè)得的當(dāng)時(shí)使用狀態(tài)的所述電壓值和初始狀態(tài)的所述電壓值之間的差值部大于或等于所述警示閾值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓カ的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。
5.如權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述檢測(cè)模塊檢測(cè)牙刷在電機(jī)啟動(dòng)前的電池開路端電壓，通過存儲(chǔ)在IC中的電壓警示閾值查找表，查找到與電池開路端電壓下相應(yīng)的流過電機(jī)的電流在電池內(nèi)阻上產(chǎn)生的電壓差值對(duì)應(yīng)的電池端電壓差值的警示閾值，同時(shí)IC檢測(cè)牙刷處在初始狀態(tài)下的電池端電壓值，而且IC不斷檢測(cè)和更新使用狀態(tài)下的電池端電壓值，將初始狀態(tài)下電池端電壓值和每次測(cè)得的牙刷處在使用狀態(tài)下的電池端電壓值之間的差值和警示閾值進(jìn)行比較，如果在一定時(shí)間內(nèi)，初始狀態(tài)的所述電池端電壓值和順序測(cè)得的當(dāng)時(shí)使用狀態(tài)的所述電池端電壓值之間的差值都大于或等于所述警示閾值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓カ的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。
6.如權(quán)利要求1-3所述的電動(dòng)牙刷，其中，通過按壓模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，使用者可以啟動(dòng)所述模式轉(zhuǎn)換控制模塊，借助按壓模式轉(zhuǎn)換開關(guān)的時(shí)間長短的不同可以實(shí)現(xiàn)工作模式轉(zhuǎn)換和記憶功能，在該模式轉(zhuǎn)換控制模塊的控制下，牙刷可以工作在正常刷牙時(shí)的全速工作模式、改善牙齒敏感的低速工作模式、滿足保健需求的磨光工作模式及按摩工作模式。
7.如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述控制模塊在牙刷運(yùn)轉(zhuǎn)于同一工作模式時(shí)控制刷頭運(yùn)轉(zhuǎn)速度或刷頭運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化快慢，用以提醒使用者在該工作模式下或在該エ作模式的某ー時(shí)間段內(nèi)刷牙時(shí)間已達(dá)設(shè)定值。
8.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述指示模塊還包括電池容量指示部分，若牙刷使用前電池容量小于電池總?cè)萘康膞%、使用者啟動(dòng)牙刷時(shí)，牙刷在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，用于指示電池容量的指示元件發(fā)出指示，一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，該指示元件在預(yù)定時(shí)間內(nèi)發(fā)出不同于所述指示的另ー種指示，用以提醒使用者，電池容量不夠，若牙刷使用前的電池容量大于或等于電池全容量的x%、使用者啟動(dòng)牙刷時(shí)，牙刷在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，用于電池容量指示的另一指示元件發(fā)出不同于所述兩種指示的第三種指示，直到牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦牙刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，該另ー指示元件停止發(fā)出指示，以此提醒使用者，電池容量足夠，可以不充電。
9.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)牙刷,其中,所述X= 30。
10.如權(quán)利要求1-3所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述指示元件為發(fā)光二極管。
11.如權(quán)利要求1-3所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述PCBA還包括充電模塊，該充電模塊包括充電電路，充電電路包括負(fù)載感應(yīng)線圈及設(shè)于該負(fù)載感應(yīng)線圈處的電壓檢測(cè)電路，該電壓檢測(cè)電路利用兩個(gè)串聯(lián)電阻的分壓檢測(cè)負(fù)載感應(yīng)線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，此串聯(lián)電阻和IC的ー個(gè)A/D轉(zhuǎn)接ロ相連，如果A/D接口上的電壓峰值在預(yù)定時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次超過預(yù)定電壓值，IC判斷出正對(duì)牙刷進(jìn)行充電，用于指示充電狀態(tài)的指示元件發(fā)出指示，此時(shí)，不管電機(jī)處于工作或非工作狀態(tài)，IC將強(qiáng)行停止對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求11所述的電動(dòng)牙刷，其中，在牙刷進(jìn)行充電時(shí)，如果此時(shí)牙刷中電池的容量小于電池總?cè)萘康膎%，用于充電指示的指示元件在預(yù)定時(shí)間內(nèi)發(fā)出指示信號(hào)，隨后IC不斷監(jiān)測(cè)電池的容量，當(dāng)電池容量達(dá)到總?cè)萘康膎%時(shí)，用于充電指示的指示元件發(fā)出不同于所述信號(hào)的另ー種指示信號(hào)，當(dāng)牙刷離開充電器時(shí)，用于充電指示的指示元件停止發(fā)出所述指示信號(hào)，如果將牙刷置于充電器上、電池的容量大于總?cè)萘康膎%，用于充電指示的指示元件發(fā)出第三種指示信號(hào)，由此，借助用于充電指示的指示元件發(fā)出的不同信號(hào)可以指示電池的實(shí)際容量是否充足。
13.如權(quán)利要求12所述的電動(dòng)牙刷，其中，所述100> n > 90。
14.如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)牙刷,其中,所述n= 95。
全文摘要
一種電動(dòng)牙刷，包括可拆卸的刷部和柄部，刷部包括刷頭和刷毛，柄部包括電機(jī)和與之連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、單片機(jī)(IC)及電子線路板(PCBA)，PCBA包括電源模塊的一部分、檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊、指示模塊及指令模塊，檢測(cè)模塊包括一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器，利用直流永磁微電機(jī)在不同負(fù)載下具有不同工作電流的特性，電壓傳感器分別測(cè)得使用狀態(tài)下的電壓值及刷頭轉(zhuǎn)動(dòng)但刷毛未與即將被刷的牙齒接觸的初始狀態(tài)的電壓值，得到所述兩個(gè)電壓值的差值，當(dāng)使用者施加在刷頭上的力大于設(shè)定值時(shí)，檢測(cè)模塊檢測(cè)到電壓傳感器上的電壓差值大于設(shè)定值，IC發(fā)出信號(hào)，指示模塊中用于反映壓力的相應(yīng)指示元件發(fā)出指示，提醒使用者施于刷頭上的力過大。本發(fā)明所提供的電動(dòng)牙刷具有多種工作模式，且具有工作模式轉(zhuǎn)換、提醒和記憶功能、壓力警示和指示壓力警示的功能、充電和充電指示功能、電池容量指示功能、電量指示等功能，是一種能完成多種功能的電動(dòng)牙刷。
文檔編號(hào)A61H13/00GK102813558SQ20121031694
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者戴曉國, 徐振武, 溫兵 申請(qǐng)人:上海攜福電器有限公司