[發(fā)明專利]一種電動牙刷沖刷力檢測電路及檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010031942.1
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111189572A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐寶林
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市東至西科技有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44314
• 代理人: 郭方偉

本發(fā)明涉及一種電動牙刷沖刷力檢測電路及檢測方法。電動牙刷中采樣電阻R的第一端分別連接電動牙刷的電機(jī)和處理器MCU的電壓采集端口，采樣電阻R的第二端接地。處理器MCU采集采樣電阻R在電機(jī)空載狀態(tài)下的空載電壓值，電機(jī)空載狀態(tài)是指電動牙刷在口腔外時電機(jī)的狀態(tài)；處理器MCU采集采樣電阻R在電機(jī)負(fù)載狀態(tài)下的負(fù)載電壓值，電機(jī)負(fù)載狀態(tài)是指電動牙刷在口腔中刷牙時電機(jī)的狀態(tài)；處理器MCU根據(jù)空載電壓值和負(fù)載電壓值確定電動牙刷的相對刷力值。本發(fā)明在無需增加單獨(dú)的測力傳感器元器件的情況下，實(shí)現(xiàn)電動牙刷刷牙時抵牙的沖刷力變化的監(jiān)測和計算分析，既增加功能節(jié)省成本，又改善電動牙刷沖刷力測算結(jié)果的穩(wěn)定性和一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動牙刷領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電動牙刷沖刷力檢測電路及檢測方法。

背景技術(shù)

隨著生活質(zhì)量越來越高，人們對口腔衛(wèi)生也越來越重視，電動牙刷使用也越來越普及。從原理上分，電動牙刷有兩大類：旋轉(zhuǎn)與振動。這兩類電動牙刷內(nèi)部都有個電機(jī)，該電機(jī)提供給刷頭穩(wěn)定的振動擺動或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動兩種刷洗驅(qū)動力，通過手柄的按壓力抵牙并來回推拉移動完成刷牙動作，電機(jī)驅(qū)動力和手柄按壓力二者狀態(tài)很大程度上直接決定了刷牙沖刷力效果。

目前的電動牙刷通常在功能設(shè)計上是沒有實(shí)現(xiàn)刷牙動作抵牙的按壓力監(jiān)測，即使有部分廠商嘗試設(shè)計具有按壓力監(jiān)測功能電動牙刷，在方案設(shè)計上通常都是通過增加獨(dú)立測力傳感器元器件實(shí)現(xiàn)的(測力傳感器能檢測到張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變等力學(xué)量)。導(dǎo)致這種現(xiàn)狀，究其原因如下：

其一是在電動牙刷的有限空間里，設(shè)計安裝布設(shè)測力傳感器非常困難，調(diào)試效果難以達(dá)到預(yù)期目的，且測力傳感器的表面貼裝在空間上占用比較大的面積和/或體積，且測力傳感器通常外形尺寸是異形的。通常絕大多數(shù)安裝問題是由于測力傳感器使用和安裝方法不當(dāng)引起的：取力點(diǎn)不合理。在表面貼裝后，安裝布設(shè)的位置與受力方向和方位上不一致時將直接導(dǎo)致無法采集測量到有效目標(biāo)信號。

其二是測力傳感器固有的系統(tǒng)誤差，這些系統(tǒng)誤差包括偏移量誤差、靈敏度誤差、線性誤差、滯后誤差等。常用的測力傳感器按照電子特征分為壓阻式測力傳感器，電感式測力傳感器、電容式測力傳感器、諧振式測力傳感器等，應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式測力傳感器。這些測力傳感器一般都由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號處理單元組成，其工作原理主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，因此這樣的傳感器也稱為壓電傳感器，這種壓電效應(yīng)是吸附在基體材料上的應(yīng)變導(dǎo)體的電子特征屬性隨機(jī)械形變而產(chǎn)生參數(shù)值變化的現(xiàn)象，這種機(jī)械形變特征必然會產(chǎn)生上述的系統(tǒng)誤差，這將導(dǎo)致產(chǎn)品一致性調(diào)試?yán)щy。

其三是獨(dú)立測力傳感器增加產(chǎn)品成本，這些成本包括元器件種類和數(shù)量增加、PCB面積增加、PCB電路性能復(fù)雜性增加、加工制造操作增加、一致性檢測工藝的關(guān)鍵點(diǎn)增加等。

最后是獨(dú)立測力傳感器的老化影響，測力傳感器是一種壓電效應(yīng)，是機(jī)械形變改變應(yīng)變導(dǎo)體電子特征屬性，這種機(jī)械形變在產(chǎn)品使用過程中有疲勞和勞損累積，將產(chǎn)生參數(shù)漂移導(dǎo)致誤差，最終將可能導(dǎo)致測力檢測功能失真或失效。老化也直接影響監(jiān)測量沖刷力的穩(wěn)定性和一致性，對于電動牙刷的沖刷力監(jiān)測來說，不必要追求精確的嚴(yán)格定量分析，但為了可相對比較目的，必須要保證監(jiān)測量沖刷力的基本穩(wěn)定和漂移趨勢一致。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種電動牙刷沖刷力檢測電路及檢測方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種電動牙刷沖刷力檢測電路，包括處理器MCU和采樣電阻R，所述采樣電阻R的第一端分別連接電動牙刷的電機(jī)和所述處理器MCU的電壓采集端口，所述采樣電阻R的第二端接地；

所述處理器MCU采集所述采樣電阻R在電機(jī)空載狀態(tài)下的空載電壓值，所述電機(jī)空載狀態(tài)是指電動牙刷在口腔外時所述電機(jī)的狀態(tài)；或所述處理器MCU讀取存儲器中存儲的空載電壓值；