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CN105596103B - 一种双驱动超声波牙刷 - Google Patents

一种双驱动超声波牙刷 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双驱动超声波牙刷，包括外部结构和内部结构，其中外部结构包括刷头(1)、刷柄(2)和手柄(3)，所述的刷头(1)通过刷柄(2)连接手柄(3)，所述的内部结构包括超声换能器(4)、直流电机(5)、驱动板(6)，所述的超声换能器(4)、直流电机(5)构成双驱动，分别连接刷头(1)，所述的驱动板(6)信号连接超声换能器(4)和直流电机(5)。与现有技术相比，本发明超声换能器的工作频率和工作模态可以根据需要进行设计以产生所需要的高频振动进行深层清洁，同时也用直流电机加上偏心轮产生低频振动进行辅助清洁，可以实现低频振动和高频振动同时发生，达到清洁的目。

Description

一种双驱动超声波牙刷
技术领域
本发明涉及牙刷技术领域，具体涉及一种双驱动超声波牙刷
背景技术
超声波牙刷就是振动频率达到超声波频率的高频振动式电动牙刷。根据超声波的界定，超声波牙刷的振动频率应该达到至少两万赫兹。超声波牙刷是继普通牙刷、电动牙刷、声波牙刷之后的第四代新型牙刷。超声波牙刷采用的高频声波，使水产生超临界的“空化”现象,达到清洁牙齿和口腔的效果。超声波不仅可以直接杀死细菌，阻断牙菌斑的形成，还可以通过空化的高能分子冲洗牙齿表面及隐藏的牙垢和牙渍，达到洁牙护齿的功效。
目前市场上的电动牙刷都是采用直流电机作为振动源,加上偏心轮达到增加振动幅度的效果,其结果是整个牙刷包括手柄部分都在振动,用户的体验和效果都很差；并且直流电机旋转产生的振动频率太低，远小于超声的振动频率，起不到超声深层清洁的效果。有个别国外的高端电动牙刷的刷头里内置一片压电片来产生超声振动，但由于压电片本身作为振动源所产生的振幅太小，这些微弱超声基本上起不到超声深层清洁的作用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种解决方法、可全方位深层洁齿的双驱动超声波牙刷。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种双驱动超声波牙刷，包括外部结构和内部结构，其中外部结构包括刷头、刷柄和手柄，所述的刷头通过刷柄连接手柄，其特征在于，所述的内部结构包括超声换能器、直流电机、驱动板，所述的超声换能器、直流电机构成双驱动，分别连接刷头，所述的驱动板信号连接超声换能器和直流电机；
所述的驱动板产生双驱动需要的电信号，直流电机产生低频振动，超声换能器产生高频振动，两种频段的振动分别工作或叠加在一起工作，进行深层且全方位清洁牙齿。
所述的超声换能器包括前盖板，压电片，后盖板和螺栓，所述的后盖板和螺栓把压电片固定在前盖板上，并给压电片所需要的预紧力，所述的前盖板放大超声振动并把振动传递给牙刷的刷头。
所述的前盖板中间设有固定环和节点，所述的前盖板通过固定环固定在牙刷的外壳上，所述的固定环连接在前盖板的节点上。
所述的固定环一端与所述节点一体化设置，另一端与牙刷壳体内侧固定连接。
所述的前盖板前端置于刷头内，后端连接压电片，所述的压电片和后盖板置于刷柄内。
所述的前盖板和后盖板的材料为轻型金属材料，包括铝或者铝合金。
所述的超声换能器有一个或多个共振频率。
所述的超声换能器可以用作传感器，通过无线传输方式将用户的牙齿数据传输到应用程序中，经程序分析后用来自我检查和牙医诊断。
所述的直流电机包括偏心轮和固定支架，所述的偏心轮通过固定支架固定在刷柄内，所述的偏心轮把产生的振动发大并通过刷柄传递给刷头。
所述的外部结构的刷头上设有刷毛，或其它专业洗牙工具头，所述的手柄上加橡胶，以进一步减少震动和增加手握的舒适性；所述的内部结构还设有充电电池和无线充电线圈，所述的充电电池连接驱动板，提供驱动板所需要的能量，所述的无线充电线圈连接充电电池，定期给充电电池用非接触式充电。
所述的超声换能器与直流电机构成的双驱动结构还可以用在其它个人消费品或家用消费品中。例如家用扫地机器人,超声波洗脸仪等。
本发明采用超声换能器作为驱动从而达到真正意义上的超声振动来对牙齿和口腔进行深层清洁。超声换能器的工作频率和工作模态可以根据需要进行设计以产生所需要的高频振动进行深层清洁，同时也用直流电机加上偏心轮产生低频振动进行辅助清洁，这样可以实现低频振动和高频振动同时发生，达到全方位清洁的目的。
本发明提出了新型超声波牙刷的结构设计，包括两个驱动。由传统的直流电机产生普通的低频振动和由超声换能器产生所需要的高频振动两种频段的振动叠加在一起，达到深层且全方位清洁牙齿的目的。超声换能器的主要部件是压电片，但是压电片本身产生的振动非常微弱，如果只用压电片作为振动源则起不到超声刷牙的效果。超声换能器是利用系统共振模态进行工作，由前盖板、压电片、螺栓和后盖板经过特别设计的共振模态在电信号的作用下会发生共振，因而输出的振动比单独的压电片要大很多，可以用来清洁牙齿。同时，超声换能器作为驱动器的同时，也可以作为传感器使用，把牙齿的相应数据传输到应用程序中，这样用户就可以及时知道自己牙齿的状况。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
一、操作方便：普通牙刷需要人用力将刷毛配合牙膏在牙齿上反复摩擦达到清洁牙齿表面的目的。本发明牙刷可实现自动刷牙，只需把刷毛移到相应位置无需用力就可以达到清洁牙齿的目的。
二、效果良好：普通牙刷没有办法对刷毛去不到的地方进行清洁。本发明的牙刷产生的振动也可以对刷毛去不到的地方进行清洁，同时对口腔也有清洁效果。
三、用户体验好：普通牙刷如果用力过大容易造成牙龈出血的现象。该发明对牙龈没有伤害，且刷牙过程中基本不需要用力，给用户带来一个全新且愉快的刷牙体验，对于用户的健康也是非常有帮助。
附图说明
图1为本发明超声波牙刷的结构示意图；
图2为本发明超声换能器的剖面示意图；
图3为本发明双驱动的结构示意放大图；
图1中标号所示：
1、刷头，2、刷柄，3、手柄，1a、刷毛；
图2中标号所示：
4、超声换能器，5、直流电机，6、驱动板，7、充电电池，8、无线充电线圈；
图3中标号所示：
4a、前盖板，4a1、前盖板固定环，4a2、前盖板节点，4b、压电片，4c、后盖板，4d、螺栓，5a、偏心轮，5b、固定支架。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1～3所示，本发明的新型超声波牙刷，该牙刷外部结构包括刷头1、刷柄2、手柄3和刷头1上的刷毛1a。刷头1是牙刷工作的部分，手柄3是用户手握的部分，刷柄2是连接刷头1和手柄3的部分。该牙刷内部结构包括双驱动：超声换能器4和直流电机5、驱动板6、充电电池7、无线充电线圈8。牙刷的主要驱动部分是超声换能器4，包括前盖板4a，压电片4b，后盖板4c和螺栓组成4d。后盖板4c和螺栓4d负责把压电片4b固定在前盖板4a上，并给压电片4b所需要的预紧力。前盖板4a负责放大超声振动并把振动传递给牙刷的刷头1。整个超声换能器4通过前盖板4a上的固定环4a1固定在牙刷的外壳上，固定环4a1和前盖板4a的连接则放在前盖板4a的节点4a2上。上述各部分组合在一起实现所需超声频率的共振模态。牙刷的另一个驱动部分是直流电机5，包括偏心轮5a和固定支架5b，偏心轮5a通过固定支架5b安装在刷柄2内。直流电机5工作时，偏心轮5a负责把产生的振动发大并通过刷柄2传递给刷头1。在驱动板6产生的电信号驱动下，超声换能器4会发生共振，以提供所需要的超声振动。直流电机5是超声换能器4的辅助，以弥补超声振动的在低频振动的不足。驱动板6负责提供两种驱动所需要的电信号，充电电池7负责提供给驱动板6所需要的能量。无线充电线圈8负责定期给充电电池7用非接触式充电，另外配有专用的充电器。
实施例2
刷头不用刷毛，换成其它专业洗牙工具头，并在手柄增加橡胶以进一步减少震动和增加手握的舒适性。
上述前盖板和后盖板采用铝材料制成。
牙刷中超声换能器可以用作传感器，利用内置蓝牙等无线传输方式把用户的牙齿数据传输到手机等应用程序中，经程序分析后可以用来自我检查和牙医诊断。其余同实施例1。
上述双驱动的结构主要用于牙刷,但不仅限于牙刷,也可以用在其它个人消费品和家用消费品中,如家用扫地机器人,超声波洗脸仪等。

Claims (8)

1.一种双驱动超声波牙刷，包括外部结构和内部结构，其中外部结构包括刷头(1)、刷柄(2)和手柄(3)，所述的刷头(1)通过刷柄(2)连接手柄(3)，其特征在于，所述的内部结构包括超声换能器(4)、直流电机(5)、驱动板(6)，所述的超声换能器(4)、直流电机(5)构成双驱动，分别连接刷头(1)，所述的驱动板(6)信号连接超声换能器(4)和直流电机(5)；
所述的驱动板(6)产生双驱动需要的电信号，直流电机(5)产生低频振动，超声换能器(4)产生高频振动，两种频段的振动分别工作或叠加在一起工作，进行深层且全方位清洁牙齿；
所述的超声换能器(4)包括前盖板(4a)，压电片(4b)，后盖板(4c)和螺栓(4d)，所述的后盖板(4c)和螺栓(4d)把压电片(4b)固定在前盖板(4a)上，并给压电片(4b)所需要的预紧力，所述的前盖板(4a)放大超声振动并把振动传递给牙刷的刷头(1)。
2.根据权利要求1所述的一种双驱动超声波牙刷，其特征在于，所述的前盖板(4a)中间设有固定环(4a1)和节点(4a2)，所述的前盖板(4a)通过固定环(4a1)固定在牙刷的外壳上，所述的固定环(4a1)连接在前盖板(4a)的节点(4a2)上。
3.根据权利要求2所述的一种双驱动超声波牙刷，其特征在于，所述的固定环(4a1)一端与所述节点(4a2)一体化设置，另一端与牙刷壳体内侧固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种双驱动超声波牙刷，其特征在于，所述的前盖板(4a)前端置于刷头(1)内，后端连接压电片(4b)，所述的压电片(4b)和后盖板(4c)置于刷柄(2)内。
5.根据权利要求1所述的一种双驱动超声波牙刷，其特征在于，所述的前盖板(4a)和后盖板(4c)的材料为轻型金属材料，包括铝或者铝合金。
6.根据权利要求1所述的一种双驱动超声波牙刷，其特征在于，所述的超声换能器(4)有一个或多个共振频率。
7.根据权利要求1所述的一种双驱动超声波牙刷，其特征在于，所述的超声换能器(4)用以用作传感器，通过无线传输方式将用户的牙齿数据传输到应用程序中，经程序分析后用来自我检查和牙医诊断。
8.根据权利要求1所述的一种双驱动超声波牙刷，其特征在于，所述的外部结构的刷头(1)上设有刷毛(1a)，所述的手柄(3)上加橡胶；所述的内部结构还设有充电电池(7)和无线充电线圈(8)，所述的充电电池(7)连接驱动板(6)，提供驱动板(6)所需要的能量，所述的无线充电线圈(8)连接充电电池(7)，定期给充电电池(7)用非接触式充电。
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