本實用新型涉及牙刷領域，具體涉及一種智能護齦電動牙刷。

背景技術(shù)：

當前普遍使用的上下振動式與來回旋轉(zhuǎn)式電動牙刷是通過刷毛地高速往復運動來清潔牙齒，如果力度過大很容易傷害牙齦。刷頭作360度旋轉(zhuǎn)的電動牙刷，在刷牙時刷頭順著牙齦生長方向作單向旋轉(zhuǎn)，不傷害牙齦。此種牙刷刷頭的旋轉(zhuǎn)方向與刷牙位置密切相關(guān)，如果需要用戶根據(jù)刷牙位置來控制刷頭旋轉(zhuǎn)方向，則會導致使用過程極其不便。因而自動判斷刷牙位置并控制旋轉(zhuǎn)方向?qū)蟠蠼档退㈩^作360度旋轉(zhuǎn)的電動牙刷的使用難度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的問題是一種根據(jù)牙刷角速度變化來判斷刷牙位置，進而控制刷頭作360度旋轉(zhuǎn)的電動牙刷。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：所提供的一種智能護齦電動牙刷，包括刷頭、角速度傳感器、傳動軸、電機、中央控制器、電池和握柄，所述刷頭為可360度旋轉(zhuǎn)的刷頭，所述刷頭上附有一圈刷毛，所述角速度傳感器內(nèi)置于靠近刷頭一側(cè)，所述握柄處內(nèi)置所述中央控制器和電池，握柄底部設置有充電接口，所述角速度傳感器與中央控制器相連，電池為電機、角速度傳感器與中央控制器供電，充電接口與電池連接，握柄上設置有開關(guān)按鈕。

優(yōu)選的，所述握柄內(nèi)還設置有藍牙模塊，所述藍牙模塊與中央控制器連接。

優(yōu)選的，所述握柄的底部還設置有喇叭，所述喇叭與中央控制器連接。

優(yōu)選的，所述刷頭的端部為半球形。

優(yōu)選的，所述刷毛為軟毛。

采用本實用新型的技術(shù)方案，360度旋轉(zhuǎn)的刷頭，順著牙齦生長的方向旋轉(zhuǎn)，刷牙時不傷害牙齦；可從清潔牙齒與牙齦交接處，具有更好的清潔效果，并能按摩牙齦；旋轉(zhuǎn)方向由內(nèi)部中央控制器直接控制，使用方便，大大降低人們使用 360度旋轉(zhuǎn)牙刷時的復雜度；刷頭可更換，且刷頭更換部分少，綠色環(huán)保；所述藍牙模塊可上傳刷牙數(shù)據(jù)至手機，并支持由手機來控制方向，所述喇叭會用聲音報將要刷的位置與刷頭當前旋轉(zhuǎn)方向。

附圖說明

圖1為本實用新型中牙齒的位置劃分示意圖。

圖2為本實用新型中電動牙刷的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型中牙刷由正手向反手變化時的兩種方式的示意圖。

圖4為本實用新型中牙刷角速度傳感器與牙刷上下運動時的方向。

圖5為本實用新型中根據(jù)牙刷角速度判斷刷頭運動方向的方法的原理框圖。

其中，1-上排牙齒，2-下排牙齒，3-左邊，4-正前，5-右邊，6-內(nèi)側(cè)面， 7-咬合面，8-外側(cè)面，9-刷頭沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，10-刷頭沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)， 11-刷毛，12-刷頭，13-角速度傳感器，14-傳動軸，15-電機，16-開關(guān)按鈕，17- 中央控制器，18-電池，19-充電接口，20-藍牙模塊，21-角速度傳感器x軸的方向，22-角速度傳感器z軸的方向，23-豎直往上移動時的方向，24-刷頭以握柄為軸向上轉(zhuǎn)動，25-豎直往下移動時的方向，26-刷頭以握柄為軸向下轉(zhuǎn)動，27- 喇叭，28-握柄。

具體實施方式

為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。

如圖1所示，其為牙齒的位置劃分示意圖，人類共有上下兩排牙齒，每排牙齒分三個面：內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面、咬合面，每個面可分成：左邊、右邊、正前三個位置，共2*3*3＝18個位置。刷頭旋轉(zhuǎn)方向與刷牙位置密切相關(guān)，可以在牙刷中加入傳感器獲取周圍信息，再根據(jù)獲取的信息與每個位置的特點來區(qū)分當前所刷的位置，進而控制刷頭旋轉(zhuǎn)方向，使其與牙齦生長方向一致。

人類牙齒可以分成18個位置，但刷頭360度旋轉(zhuǎn)的電動牙刷刷頭旋轉(zhuǎn)方向只有2個：逆時針或順時針。對于咬合面來說，旋轉(zhuǎn)方向可以為逆時針也可以是順時針，因而暫不考慮咬合面的情況。以右手握牙刷為例，不考慮咬合面，將刷牙位置合并成4個位置。具體如表1所示。

表1刷牙位置

牙刷在口腔內(nèi)刷牙時，處于一個復雜環(huán)境中，口腔內(nèi)有牙膏、水、泡沫，且牙刷尺寸也受限，因而判斷牙刷位置所使用的傳感器要防水、體積小、不影響身體健康。

如圖2所示，一種智能護齦電動牙刷，包括刷頭12、角速度傳感器13、傳動軸14、電機15、中央控制器17、電池18和握柄28，所述刷頭12為可360 度旋轉(zhuǎn)的刷頭，所述刷頭12上附有一圈所述刷毛11，所述角速度傳感器13內(nèi)置于靠近刷頭12一側(cè)，所述握柄28處內(nèi)置所述中央控制器17和電池18，握柄 28底部設置有所述充電接口19，所述角速度傳感器13與中央控制器17相連，電池18為電機15、角速度傳感器13與中央控制器17供電，充電接口19與電池18連接，握柄28上設置有開關(guān)按鈕16。

在本實施例中，所述握柄28內(nèi)還設置有藍牙模塊20，所述藍牙模塊20與中央控制器17連接。

在本實施例中，所述握柄28的底部還設置有喇叭27，所述喇叭27與中央控制器17連接，所述刷頭12的端部為半球形，所述刷毛11為軟毛

本實用新型的工作原理：能夠360度旋轉(zhuǎn)的刷頭12，刷頭12上附有一圈刷毛11，刷頭12通過牙刷內(nèi)部傳動軸14與電機15相連；靠近刷頭12部位內(nèi)置角速度傳感器13，角速度傳感器13采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂破?7，中央控制器 17通過分析數(shù)據(jù)，進而控制刷頭12旋轉(zhuǎn)方向，內(nèi)部電池18為電機14、中央控制器17、角速度傳感器13供電，握柄28上開關(guān)按鈕16控制牙刷工作狀態(tài)，握柄28的端面還設置有充電接口19，用于為電池18充電。

如圖3所示，31為牙刷以傳動軸為軸順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)180度，32 為牙刷向上旋轉(zhuǎn)180度。

由反手變正手則是：牙刷以傳動軸為軸沿相反方向或原方向旋轉(zhuǎn)180度、牙刷向上反方向旋轉(zhuǎn)180度。

如圖4和圖5所示，上述智能護齦電動牙刷中刷頭運動方向的控制，具體是根據(jù)牙刷角速度來進行判斷，所述判斷方法如下：

獲取牙刷x軸方向的角速度，所述x軸為平行于牙刷且指向牙刷頭的方向，每隔時間T1獲取x軸方向的角速度；

獲取牙刷z軸方向的角速度，所述z軸為垂直于牙刷，且右手握牙刷刷正前方外側(cè)時，垂直于正前方外側(cè)牙齒，方向朝向口腔，每隔時間T1獲取z軸方向的角速度；

x軸方向角速度累加器Tx1，計算牙刷沿x軸方向的一次運動過程中，x軸方向角速度累加值；

z軸方向角速度累加器Tz1，計算牙刷沿z軸方向的一次運動過程中，z軸方向角速度累加值；

靜止狀態(tài)計數(shù)器St1，當x軸與z軸方向角速度的絕對值均不大于角速度靜止閾值時，靜止狀態(tài)計數(shù)器St1加1，上述靜止狀態(tài)計數(shù)器St1在x軸或z軸方向角速度的絕對值大于角速度靜止閾值時清0；

上述x軸、z軸方向的一次運動過程為：從x軸、z軸方向角速度的絕對值不大于角速度靜止閾值或x軸、z軸方向角速度的正負發(fā)生變化，到x軸、z軸方向角速度的絕對值大于角速度靜止閾值，再到x軸、z軸方向角速度的絕對值不大于角速度靜止閾值或x軸、z軸方向角速度的正負再次發(fā)生變化，在x軸、 z軸方向的一次運動結(jié)束時，將對應的x軸方向角速度累加器Tx1、z軸方向角速度累加器Tz1清0；

判斷x軸方向角速度累加器Tx1的絕對值是否大于正反手變換的角速度閾值，若x軸方向角速度累加器Tx1的絕對值大于正反手變換的角速度閾值，將x 軸方向角速度累加器Tx1的值賦給x軸方向角速度暫存值Tx2；判斷z軸方向角速度累加器Tz1的絕對值是否大于上下移動的角速度閾值，若z軸方向角速度累加器Tz1的絕對值大于上下移動的角速度閾值，將z軸方向角速度累加器Tz1 的值賦給z軸方向角速度暫存值Tz2；

判斷靜止狀態(tài)計數(shù)器St1是否等于正反手變換計數(shù)閾值，若靜止狀態(tài)計數(shù)器St1等于正反手變換計數(shù)閾值時，進一步判斷x軸方向角速度暫存值Tx2的絕對值是否大于正反手變換的角速度閾值、或z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值是否大于正反手變換的角速度閾值；若x軸方向角速度暫存值Tx2的絕對值大于正反手變換的角速度閾值、或z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值大于正反手變換的角速度閾值，則所述牙刷進行了正反手變換；

判斷靜止狀態(tài)計數(shù)器St1是否等于靜止狀態(tài)計數(shù)閾值，若靜止狀態(tài)計數(shù)器 St1等于靜止狀態(tài)計數(shù)閾值，進一步判斷z軸方向角速度累加器Tz2的絕對值是否大于上下移動的角速度閾值；若z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值大于上下移動的角速度閾值，則牙刷進行了上下移動，根據(jù)z軸方向角速度暫存值Tz2 的正負與當前正反手狀態(tài)，判斷牙刷移動方向，并控制刷頭旋轉(zhuǎn)方向。

在本實施例中，在判斷x軸方向角速度暫存值Tx2的絕對值是否大于正反手變換的角速度閾值、或z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值是否大于正反手變換的角速度閾值完成后，將x軸方向角速度暫存值Tx2清0；

在判斷z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值是否大于上下移動的角速度閾值完成后，將z軸方向角速度暫存值Tz2清0。

在本實施例中，上下移動的所述角速度閾值會根據(jù)z軸方向角速度暫存值 Tz2進行調(diào)整。

在本實施例中，正反手狀態(tài)的所述初值由開始刷牙時牙刷的正反手狀態(tài)決定。

在本實施例中，所述刷頭的移動方向還可通過z軸方向角速度累加器Tz2 的正負與當前正反手狀態(tài)來判斷，具體方法如下：

以正手，刷頭以刷柄底為圓心，向上轉(zhuǎn)動時z軸方向角速度為負，向下轉(zhuǎn)動時z軸方向角速度為正說明方向判斷：

當為正手，z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值大于上下移動的角速度閾值且z軸方向角速度累加器Tz2為正數(shù)，則刷牙位置為正手下方，控制刷頭按順時針方向旋轉(zhuǎn)；

當為正手，z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值大于上下移動的角速度閾值且z軸方向角速度累加器Tz2為負數(shù)，則刷牙位置為正手上方，控制刷頭按逆時針方向旋轉(zhuǎn)；

當為反手，z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值大于上下移動的角速度閾值且z軸方向角速度累加器Tz2為正數(shù)，則刷牙位置為反手上方，控制刷頭按順時針方向旋轉(zhuǎn)；

當為反手，z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值大于上下移動的角速度閾值且z軸方向角速度累加器Tz2為負數(shù)，則刷牙位置為反手下方，控制刷頭按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

在本實施例中，所述方法還包括判斷間隔計數(shù)器St2，每隔時間T1加1，當刷牙的位置變化后清0，在變化刷牙位置前，還需要間隔計數(shù)器St2大于判斷間隔閾值，如果間隔計數(shù)器St2不大于判斷間隔閾值則放棄此次位置變化，刷牙位置保持原值。

在本實施例中，在判斷z軸方向角速度暫存值Tz2的絕對值是否大于正反手變換的角速度閾值完成后，將z軸方向角速度暫存值Tz2按一定比例縮小。

此外，所述正反手變換計數(shù)閾值小于靜止狀態(tài)計數(shù)閾值，上下移動的所述角速度閾值小于正反手變換的角速度閾值。

本實用新型的使用方法：

以右手握牙刷為例說明使用本專利方法一次刷牙過程：

1：右手平握牙刷啟動開關(guān)，此時牙刷處于正手位置；

2：然后依次刷正手上下、反手上下位置；

3：最后刷咬合面與舌苔；

4：完成本次刷牙，關(guān)閉開關(guān)。

牙刷使用過程描述：在需要刷某個位置時，首先用戶會把牙刷移到該位置，在移動過程中刷頭是不接近牙齒的，因為這時刷頭旋轉(zhuǎn)方向可能還是原來的方向；在放到位后牙刷靜止，本方法在判斷牙刷靜止后，會根據(jù)最后一次移動的方向，判斷所刷位置，再控制電機旋轉(zhuǎn)方向；然后用戶把刷頭放到牙齒上開始刷牙。

基于上述，本實用新型的360度旋轉(zhuǎn)的刷頭，順著牙齦生長的方向旋轉(zhuǎn)，刷牙時不傷害牙齦；可從清潔牙齒與牙齦交接處，具有更好的清潔效果，并能按摩牙齦；旋轉(zhuǎn)方向由內(nèi)部中央控制器直接控制，使用方便，大大降低人們使用 360度旋轉(zhuǎn)牙刷時的復雜度；刷頭可更換，且刷頭更換部分少，綠色環(huán)保；所述藍牙模塊可上傳刷牙數(shù)據(jù)至手機，并支持由手機來控制方向，所述喇叭會用聲音報將要刷的位置與刷頭當前旋轉(zhuǎn)方向。

顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。