[發明專利]使用霍爾傳感器為諧振驅動牙刷提供連續反饋的力傳感器

有效

• 申請號: 201380045035.0
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN104619211B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: K·A·米勒
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A46B15/00
• 分類號: A46B15/00;A61C17/34;A61C17/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明總體上涉及諧振驅動磁致動電動牙刷，并且更具體地涉及這樣的具有壓力感測系統的牙刷。

背景技術

在很多不同的特定實施方式中，在電動牙刷和手動牙刷二者中使用感測機構來確定施加到牙刷的刷毛區部分的壓力是眾所周知的。通常，某一種類的傳感器測量施加到刷毛的力。在很多情況下，傳感器包括彈簧、力矩臂和開關，其中施加到刷毛區的力在彈簧上產生作用，這繼而驅動力矩臂。當力達到閾值或觸發值時，開關被操作，這向用戶發送施加的力已超過閾值水平的信號。使用者因此具有將壓力降低到可接受水平的機會。

這樣的系統還可以用于確保至少最小量的壓力也由用戶施加到刷毛區。然而，壓力感測系統常常難以在典型的電動或手動牙刷中實施。這樣的系統還可以顯著地增加牙刷的總體成本并且經常遭受不精確。

通常，在這樣的壓力感測系統中，沒有壓力信息的連續反饋而只有何時施加的壓力已達到指示過度壓力的閾值的指示。

因此，用于牙刷的諧振驅動系統的緊湊、簡單并廉價的傳感器系統所期望的，特別是提供連續的壓力反饋的傳感器系統。

發明內容

因此，一種電動牙刷，包括：包含動力驅動組件的手柄部分；刷頭組件，包括刷頭臂和在其遠端處的刷元件；響應于動力驅動組件以用于將動力驅動組件的動作轉換為刷頭組件的來回動作的V形彈簧組件，其中V形彈簧組件和刷頭組件一起繞樞軸點移動；定位在V形彈簧組件的后端的安裝構件；附連到安裝構件的磁體；安裝在當V形彈簧的后端移動時由磁體產生的變化的磁場內的霍爾效應傳感器，其中霍爾效應傳感器的輸出從對應于由刷元件上的壓力造成的V形彈簧的后端的位移的空載狀況而變化；以及響應于霍爾傳感器輸出和存儲的信息以產生指示在刷牙操作期間施加到刷元件的壓力的信號的處理器。

附圖說明

圖1是示出包括本文所描述的壓力感測系統的電動牙刷的主要部件的剖面圖。

圖2是圖1的系統的一部分的更詳細的剖面圖。

圖3是本系統的霍爾效應傳感器部分的輸出的圖。

圖4是示出具有屏蔽的圖2的壓力感測系統的結構的簡化磁場圖。

圖5是來自在圖1、圖2和圖4中示出的霍爾效應傳感器的輸出信號的處理的圖。

具體實施方式

圖1示出了包括本發明的壓力感測系統的電動牙刷的主要部分。圖2示出了圖1的系統的一部分的更詳細的視圖。一般以10示出的電動牙刷包括具有定子12的馬達(11)，其驅動V形彈簧驅動組件14。圖2中示出的V形彈簧具有中心節點16使得當V形彈簧組件的后部17通過馬達的動作在一個方向上扭轉或旋轉時，V形彈簧組件的前部19在相反方向上扭轉或旋轉。V形彈簧組件14由一般以20示出的軸承座支撐，軸承座繼而被安裝到未示出的器具的殼體或內部支架。在軸承座20和V形彈簧組件的下邊緣之間延伸的是兩個支撐軸承22和24。V形彈簧組件14可以包含各種不同的實施例。V形彈簧組件的前端26與從其延伸安裝刀片的支撐構件28緊密配合。可移除地定位在安裝刀片30上的是刷頭組件32，其包括與牙刷的手柄緊密配合的近端部分34。刷頭組件包括在末端處的細長臂36，在細長臂36上的是包括刷毛區的刷構件38。在典型的動作中，刷構件將來回移動通過特定角度，例如，9-11°，以完成牙齒的清潔。

仍參考圖1和圖2，鄰近V形彈簧組件14的上表面的是基本上延伸V形彈簧組件的長度的節點構件23。鄰近節點構件的上表面定位的是片彈簧40，其也大約延伸V形彈簧組件的上部的長度并且覆蓋該V形彈簧組件的上部。節點構件和片彈簧由軸承元件42和44連接到V形彈簧組件的相對兩端。連接到軸承42和44以及節點16的是彈簧構件46、48和50。彈簧46和50在片彈簧40上提供預加載。

刷頭組件和V形彈簧組件繞靠近大約在軸承22處的V形彈簧組件的前端的點52一起樞轉，而節點16處的彈簧48和50以及后軸承44傾向于對抗位移。

當在刷牙動作期間抵靠刷毛區施加力(箭頭54)時，刷頭組件將傾向于移動，從而繞樞軸點52旋轉。V形彈簧組件將在相反方向上移動。抵靠刷毛區施加的力通常被稱為壓力。在刷毛區上的該力或負載主要由用戶動作產生，盡管在正常刷牙期間額外的負載由用戶的臉頰和嘴唇產生。它是下文描述的感測系統所確定的該總負載或力。