專利名稱：剃刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及剃刀，更具體地講涉及用于濕剃的具有電池驅(qū)動功能性的剃刀。
背景技術(shù)：
最近，有些濕法剃刀已經(jīng)具有電池驅(qū)動功能性。例如，美國吉列公司所售的
Gillette M3Power 剃刀就通過設(shè)置在裝置手柄內(nèi)的腔室中的電池供電來提供振動功
能。電池可由使用者通過卸下電池蓋來置換。出于安全和耐久性考慮，這樣一種裝置的手 柄最好能夠防水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供具有可靠防水性并在置換電池后使用者裝回電池蓋時使用者可容易 密封的手柄的剃刀。在一個方面，本發(fā)明的特征在于剃刀的剃刀手柄具有電池驅(qū)動功能性，所述手柄 包括被構(gòu)造成其一個末端能接納剃刀頭部的一體式抓握部分和電池蓋，電池蓋安裝在所述 抓握部分上。所述抓握部分和所述電池蓋在將剃刀頭部安裝在抓握部分之前接合時一起限 定防水單元。一些實施方案可包括下列一個或多個特征。所述剃刀手柄可還包括提供電池驅(qū)動 功能性的多個組件，并且所述剃刀的提供電池驅(qū)動功能性的所有組件均可設(shè)置在抓握部分 內(nèi)。所述剃刀手柄還可包括固定安裝在所述抓握部分上的剃刀頭部。可將所述電池蓋可拆 卸地安裝在所述抓握部分上，或者作為另外一種選擇可將電池蓋永久性地焊接到握管上。 所述剃刀手柄還可包括設(shè)置在電池蓋和抓握部分之間的界面處以在界面處提供防水密封 的密封構(gòu)件，例如彈性體密封件。所述剃刀手柄還可包括設(shè)置在抓握部分內(nèi)的子組件，所述 子組件包括載體和安裝在所述載體上的開關(guān)或電子元件。所述載體可包括被構(gòu)造成能接納 電池的一部分并提供電池和電子元件之間的電氣連通。所述載體也可包括被構(gòu)造成能接合 電池蓋的對應(yīng)部分的部分。所述手柄還可包括設(shè)置在載體的電池接納部分中并環(huán)繞電池的 套管。在另一方面，本發(fā)明的特征在于剃刀的剃刀手柄具有電池驅(qū)動的功能性，所述手 柄包括(a)抓握部分；(b)在所述抓握部分內(nèi)部，被構(gòu)造成能提供電池驅(qū)動功能性的組件； (C)安裝在抓握部分上并定位成由剃刀的使用者壓下的致動器；和(d)在壓下致動器時用 來與致動的組件電氣連通的電子開關(guān)。一些實施方案可包括下列一個或多個特征。電子開關(guān)可能要求在約0.25mm位移 范圍內(nèi)施加至少4N的致動力。所述抓握部分可包括設(shè)置在致動器和電子開關(guān)之間的彈性 膜。所述彈性膜可被成形為能夠在壓下和釋放致動器后將恢復(fù)力施加在致動器上。所述致動器可包括按鈕和支撐所述按鈕的下面的懸臂構(gòu)件。所述組件可包括印刷電路板，并且所 述電子開關(guān)可與印刷電路板連通以啟動印刷電路板的電路。致動器可包括按鈕，并且所述 按鈕的上表面可與握管的外表面基本齊平。所述電子器件可被成形為能夠驅(qū)動剃刀的振動 功能。在一些實施方案中，剃刀手柄還可包括閉合系統(tǒng)，所述閉合系統(tǒng)包括在電池蓋內(nèi) 部的第一組件和固定到抓握部分內(nèi)壁上的第二組件。所述第一組件被成形為能夠在電池蓋 與抓握部分接合期間在電池蓋內(nèi)軸向移動，并朝向預(yù)定的軸向位置進(jìn)行偏移。所述第一和 第二組件可被成形為能夠通過電池蓋相對于外殼的轉(zhuǎn)動而彼此接合。第一組件可包括被成 形為能夠在第一和第二組件相接合時在抓握部分和電池蓋之間施加軸向力的彈簧元件。第 一和第二組件的接合可在第一和第二組件之間提供電氣連接。所述手柄還可包括(在握管 內(nèi)部)被成形為能夠在將電池放在剃刀內(nèi)正確位置時施加夾緊力抵住電池的一對電池夾 指。所述握管可包括窗口并且所述剃刀手柄還可包括在窗口下方的指示器，例如LED 或其它燈或顯示器。在其它方面，本發(fā)明的特征在于制造剃刀手柄的方法。在一個此方面，本發(fā)明的特 征在于所述方法包括(a)形成具有被成形為能夠接納剃刀頭部的封閉端的一體式握管； (b)將電池和載體裝入相對的握管開口端，所述載體具有安裝在其上的電子元件；(C)密封 握管的開口端；和(d)測試所得組合件的電氣功能性。該方法的一些實施方案可包括下列一個或多個特征。如果測試步驟得出電子器件 滿足功能的測定，所述方法也可包括將剃刀頭部安裝(例如固定安裝)在封閉端上。所述 密封步驟可包括將可移除的電池蓋安裝在開口端上。將電池蓋安裝在開口端上可賦予組合 件防水性。在某些情況下，剃刀頭部可被成形為能夠接納一次性剃刀刀片架。在其它情況 下，剃刀頭部和剃刀刀片架可為一體式的，例如如果剃刀為一次性剃刀的話。形成一體式握 管可例如包括模塑具有窗口開口的握管坯和將窗口焊接到開口上。在另一方面，本發(fā)明的特征在于形成具有電池驅(qū)動功能性的多個剃刀產(chǎn)品的方 法，所述方法包括(i)形成多個基本相同的剃刀子組件，每個子組件包括(a)具有被成形 為能夠接納剃刀頭部的封閉端的一體式握管，和(b)設(shè)置在所述握管內(nèi)的電池和電池驅(qū)動 組件，所述握管以防水方式進(jìn)行密封；和(ii)將第一剃刀頭部安裝在第一子組剃刀子組件 的密封端上以形成第一產(chǎn)品，并將第二不同的剃刀頭部安裝在第二子組剃刀子組件的密封 端上以形成第二不同產(chǎn)品。本發(fā)明的一個或多個實施方案的細(xì)節(jié)闡述于附圖和以下說明書中。通過閱讀說明 書、附圖以及權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將變得顯而易見。


圖1為根據(jù)一個實施方案的剃刀手柄的頂視圖。圖IA和IB為圖1的剃刀手柄的橫截面圖。圖2為圖1的剃刀手柄的底視圖。圖3為圖1的剃刀手柄的局部分解圖。圖4為從剃刀的握管分解的頭部管的透視圖。
圖5為握管的側(cè)視圖。圖6為顯示其中包含的組件的握管的分解圖。圖7至7C為圖示說明在握管中包含的組件的裝配的分解圖。圖8為握管的透視圖，其中LED窗口從管分解，并且致動按鈕被省略。圖8A為握 管的透視圖，其中LED窗口被焊接在合適位置，并且致動按鈕從管分解。圖8B-8D為握管的 一部分的放大透視圖，其顯示致動按鈕裝配到管上的步驟。圖9是圖1的剃刀中所用的卡口組合件的透視圖。圖9A為圖9中的區(qū)域A的放 大細(xì)部圖。圖9B為卡口組合件的放大細(xì)部圖，其中公組件和母組件接合，并且卡口彈簧和 電池彈簧被壓縮。圖10為圖9中所示卡口組合件相對于圖9中組合件的位置旋轉(zhuǎn)90°的側(cè)視圖。圖11為卡口組合件下部和容納下部的電池外殼的分解圖。圖12為電池外殼的橫截面視圖。圖13為電池外殼的排氣組件的分解圖。不同附圖中類似的參考符號指示類似的元件。圖14A顯示具有速度控制開關(guān)的剃刀。圖14B顯示具有速度控制開關(guān)和用于存儲優(yōu)選速度的存儲器的剃刀。圖14C顯示具有間接電源的剃刀。圖14D顯示用于圖14C的間接電源的電壓轉(zhuǎn)換器。圖14E顯示由控制邏輯和振蕩器輸出的信號及其對電容器電壓的效應(yīng)。圖14F顯示用于圖14C的間接電源的另一種電壓轉(zhuǎn)換器。圖14G顯示用于對負(fù)載供電的電路。圖15A顯示對自刀片更換以來已啟動馬達(dá)的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)的刀片壽命指示器。圖15B顯示對自刀片更換以來馬達(dá)工作時間進(jìn)行累積的刀片壽命指示器。圖15C顯示對自刀片更換以來沖程次數(shù)進(jìn)行計數(shù)的刀片壽命指示器。圖15D顯示對自刀片更換以來沖程次數(shù)進(jìn)行累積的刀片壽命指示器。圖16A顯示機(jī)械鎖。圖16B顯示其中閉鎖信號負(fù)觸發(fā)剃刀的鎖定電路。圖17A顯示傳感馬達(dá)引出電流變化的測力電路。圖17B顯示傳感馬達(dá)速度變化的測力電路。
具體實施例方式總體剃刀結(jié)構(gòu)參考圖1，剃刀手柄10包括剃刀頭部12、握管14和電池外殼16。剃刀頭部12包 括用于在柄部10上安裝可更換剃刀片架(未示出)的連接結(jié)構(gòu)，這在剃刀技術(shù)領(lǐng)域是熟知 的。握管14被構(gòu)造成能夠在剃刮期間由使用者持拿并容納為剃刀提供電池驅(qū)動功能性的 剃刀組件，例如印刷電路板和被成形為能夠產(chǎn)生振動的馬達(dá)。握管為一種固定連接頭部12 從而允許模制制造并提供以下討論的其它優(yōu)點的密封單元。參考圖3，電池外殼16可拆卸 地連接到握管14上，以便使用者能夠通過移除電池外殼來更換電池18。電池外殼和握管 之間的界面使用例如0形環(huán)20密封，從而提供防水裝配以保護(hù)剃刀內(nèi)的電池和電子器件。0形環(huán)20通常由例如過盈配合安裝在握管上的凹槽21內(nèi)(圖5)。再次參考圖1，握管14 包括致動按鈕22，使用者可按壓致動按鈕以通過電子開關(guān)四啟動剃刀的電池驅(qū)動功能性 (圖7A)。握管也包括透明窗口 M以允許使用者看到燈31或顯示裝置或其它視覺指示標(biāo) 志(圖7A)，例如LED或LCD，其為使用者提供電池狀態(tài)和/或其它信息的視覺指示。燈31 通過在握管中的透明窗口下面提供的開口 45(圖8)發(fā)出光來。以下更詳細(xì)地描述剃刀手 柄的這些和其它特征。模制握管結(jié)構(gòu)如上所討論，握管14 (細(xì)部顯示于圖4和5中)為與剃刀頭部12固定連接的模制 組合件。握管的模塊性有利地允許以多種不同剃刀頭部樣式制造單一類型的握管。這繼而 簡化了具有不同頭部但電池驅(qū)動功能性相同的多種系列產(chǎn)品的制造。除了連接電池外殼的 末端開口 25外，握管是防水的，并且優(yōu)選為單個一體式部分。因此，保證剃刀手柄10防水 性所需的唯一密封是在握管和電池外殼之間由0形環(huán)20提供的密封(圖幻。這種單一密 封構(gòu)型最大程度地減少了水或水分透過剃刀手柄和損害電子器件的可能性。如圖6所示，握管14包含子組件26 (也顯示于圖7C中)，其包括振動馬達(dá)28、印 刷電路板30、電子開關(guān)29、安裝在印刷電路板上的燈31、以及向電子器件提供電池電力的 正觸點32。這些組件被裝配在載體34內(nèi)，所述載體34還包括電池夾指36和公卡口部分 38，其功能將在下文“電池夾”和“電池外殼連接”部分中討論。弟Ij刀的所有功能電子元件 裝配到載體34上將允許預(yù)先測試電池驅(qū)動功能性，以便能夠早期檢測故障，并使完成剃刀 的昂貴刮擦減小到最低限度。子組件沈也包括絕緣套管40和安裝帶42，其功能將在下文 “電池夾”部分中討論。子組件沈如圖7-7C所示進(jìn)行裝配。首先將正觸點32裝配到PCB載體44上，然 后將其安裝到載體34上(圖7)。接著，將印刷電路板30放入PCB載體44中(圖7A)，將 振動馬達(dá)觀安裝到載體34(圖7B)上，并且將引線46焊接到印刷電路板上從而完成子組 件沈(圖7C)。在裝配到握管中之前，可對子組件進(jìn)行測試。將子組件沈裝配到握管中，以便其永久保持在其中。例如，子組件沈可包括以過 盈配合的方式接合握管內(nèi)壁中的對應(yīng)凹槽的突出或臂。握管也包括致動按鈕22。剛性致動按鈕安裝到包括以上討論的窗口 M的接納構(gòu) 件48上(圖8)。接納構(gòu)件48包括承載致動構(gòu)件52的懸臂梁50。致動構(gòu)件52將施加到 按鈕22的力傳遞到下面的彈性膜M上(圖8)。膜M可以為例如彈性體材料，該材料被模 制到握管上，從而不僅形成膜而且也形成彈性體抓握部分。懸臂梁與膜協(xié)同作用將提供恢 復(fù)力，以便在按鈕22被使用者按下后返回其正常位置。在按下按鈕時，致動構(gòu)件52接觸下 面的電子開關(guān)29，電子開關(guān)啟動PCB30的電路。啟動可以是“按下和釋放”開/關(guān)動作或其 他所需動作，例如按開/按關(guān)。電子開關(guān)四在啟動時產(chǎn)生聽得見的“喀噠”聲，從而給予使 用者裝置已經(jīng)正確地接通的反饋。開關(guān)優(yōu)選被成形為需要在短距離施加的較高啟動力(例 如在約0. 25mm位移施加至少4N力)。這種開關(guān)布置與按鈕22的凹入、低輪廓幾何形狀結(jié) 合，趨于防止剃刀在移動期間偶然接通，或者在剃刮期間不經(jīng)意地關(guān)閉。此外，開關(guān)/膜/ 致動構(gòu)件組合件的結(jié)構(gòu)給使用者提供良好觸覺反饋。致動構(gòu)件52也將按鈕22保持在合適 位置，致動構(gòu)件52的中心的孔55接納按鈕22下側(cè)上的突出56 (圖8B)。透明窗口 M鄰近按鈕22，使用者可通過窗口觀察由下面的燈提供的指示，這將詳細(xì)描述于下文“電子器件”部分中。窗口 M和致動按鈕裝配到握管上示于圖8-8D中。首先，通過例如膠粘或超聲波 或加熱焊接(圖8)將承載窗口 M的接納構(gòu)件48密封安裝到握管上，以形成以上討論的一 體式防水部分。接著，將按鈕22滑到適合位置，并輕輕地(優(yōu)選用小于ION的力)向下推 入到接納構(gòu)件中的開口，使突出56與孔55接合(圖8A至8C)。電池外殼連接如上所討論，電池外殼16可拆卸地連接到握管14上，從而允許移除和更換電池。 連接柄部的兩個部分。通過卡口連接，在電池的負(fù)端和電子元件之間建立電連接。握管承 載卡口連接的公接頭，而電池外殼承載母接頭。圖9、9A和10顯示裝配的卡口連接，其中為 了清楚起見，握管和電池外殼已經(jīng)省略。以上討論的載體34的公卡口接頭38提供卡口連接的公接頭。公卡口接頭38承載 一對突出60。這些突出被構(gòu)造成能被接納和保持在由電池外殼承載的母卡口組件64的相 應(yīng)狹槽62中。每個狹槽62包括具有成角的壁66、68(圖9A)的引入端，以便在電池外殼相 對于握管旋轉(zhuǎn)時引導(dǎo)各突出進(jìn)入相應(yīng)的狹槽。在每個狹槽62的末端提供定位區(qū)域65 (圖 9A)。突出在定位區(qū)域65中接合(圖9B)使電池外殼牢固、擰進(jìn)式機(jī)械連接到握管上。載體34和母卡口組件64均由金屬制成，因此突出與狹槽的接合也提供載體和母 卡口組件之間的電接觸。載體又與裝置的電路電接觸，而電池的負(fù)端與電池彈簧70(圖9A) 接觸，電池彈簧70與母卡口組件電氣連通，因此彈簧構(gòu)件與電元件的接觸最終導(dǎo)致在電池 和裝置的電路之間產(chǎn)生接觸。如圖12所示，電池彈簧70安裝在彈簧盤72上，所述彈簧盤又固定地安裝到電池 外殼16的內(nèi)壁上。母卡口組件64自由在電池外殼16內(nèi)軸向前后滑動。在其靜止位置，母 卡口組件通過卡口彈簧74偏壓到電池外殼的基座上?？趶椈?4也安裝在彈簧盤72上， 因此其上端相對于電池外殼的內(nèi)壁固定安裝。當(dāng)電池外殼擰到握管上時，公卡口組件上的 突出與母卡口組件上的成角狹槽的接合將母卡口組件向前拉，從而壓縮卡口彈簧74。卡口 彈簧的偏置力促使母卡口組件拖拉公卡口組件，因此將握管拉向電池外殼。因此，柄部的兩 部分之間的任何間隙由彈簧力封閉，并且0形環(huán)受到壓縮以提供防水的密封接合。此時接 合完全，突出60被接納在母卡口狹槽62的相應(yīng)V形定位區(qū)域65內(nèi)(圖9B)。這時使用者 會察覺到清楚的喀噠聲，從而清楚地指示電池外殼已正確接合。這種喀噠聲是卡口彈簧的 作用使突出快速地滑入V形定位區(qū)域65內(nèi)的結(jié)果。電池外殼與握管的這種彈力接合將補(bǔ)償電池外殼和握管間的非線性接縫以及諸 如公差之類的其它幾何問題。卡口彈簧施加的力也在公卡口組件和母卡口組件之間提供牢 固可靠的電接觸。在電池外殼被連接及移除時，彈簧支承的母卡口組件也限制作用在公母卡口組件 上的力。如果在握管和電池外殼相互接觸后使用者繼續(xù)旋轉(zhuǎn)電池外殼，母卡口組件可在電 池外殼內(nèi)輕微向前移動，從而減少由公卡口組件的突出所施加的力。因此，使力保持相對不 變，并且在預(yù)定的范圍內(nèi)。這一特征能夠防止由于使用者粗力抓握或大部件或組合件公差 而導(dǎo)致的部件損壞。為了完成上述彈力接合，通常重要的是卡口彈簧的彈簧力大于電池彈簧的力。一 般來講，兩個彈簧的優(yōu)選相對力可如下計算
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1.將電池彈簧設(shè)計成使得彈簧施加的接觸力!^batmin足以適應(yīng)最小電池長度。2.計算最大電池長度所需的電池彈簧力冊站?。。?。3.計算緊靠握管來推動電池外殼以克服0形環(huán)摩擦力所需的最大力Fpmax。4.確定以封閉狀態(tài)將電池外殼壓靠在握管上所用的最小封閉力Fclmin。5.根據(jù)以下公式計算卡口彈簧施加的力Fbayonet = FbatmaxFpmax Fclmin。例如，在一些實施例中，F(xiàn)batmax= 4N, Fpmax = 2N，并且 Fclmin = 2N，因此 Fbayonet = 8N。電池夾如上所討論，載體34包括一對電池夾指36 (圖6、10)。這些夾指可充當(dāng)對電池18 施加小夾緊力的兩個彈簧(圖幻。這種夾緊力應(yīng)足夠強(qiáng)以防止電池靠握管的內(nèi)壁或其它部 件發(fā)出喀喀的聲響，從而減少使用期間剃刀發(fā)出的噪聲。優(yōu)選地，這種夾緊力也應(yīng)足夠強(qiáng)以 防止在移除電池外殼和倒置握管時電池掉出。另一方面，這種夾緊力也應(yīng)足夠弱以讓使用 者能夠容易地移除和更換電池。公卡口組件38包括開口區(qū)域80 (圖4)，使用者可通過此開 口區(qū)域?qū)㈦姵啬贸觥４笾抡{(diào)節(jié)彈簧指及其彈簧力的大小，以允許彈簧指保持以上討論的最小尺寸電池 的重量，防止在垂直持拿剃刀時從中掉出，同時還允許容易地從握管移除最大尺寸的電池。 為了滿足這些限制，在一些實施方案中，優(yōu)選在電池和箔之間的摩擦系數(shù)為約0. 15-0. 30 下。在裝入最小尺寸電池時(例如具有9. 5mm直徑)，一個指的彈簧力為約0.5N，而在裝入 最大尺寸電池時(例如具有10. 5mm直徑)，一個指的彈簧力小于約2. 5N。通常，如果在保 持剃刀的電池開口向下時最小尺寸電池不掉出，并且最大尺寸電池能夠容易地拿出，則認(rèn) 為彈簧指應(yīng)發(fā)揮了其功能。參考圖6和7C，薄的絕緣套管40 (例如塑料箔)還緩沖振動噪聲，并且在電池表面 損壞時防止短路。如圖7C所示，套管40用帶42固定到電池夾指上，以便在移出和更換電 池時將套管保持在合適位置。絕緣套管所用的適合材料為具有約0. 06mm厚度的聚對苯二 甲酸乙二醇酯薄膜(PET)。排氣電池倉在某些條件下，氫會積聚在電池驅(qū)動的裝置的內(nèi)部。氫可從電池中釋放，或者可通 過在電池外電解而產(chǎn)生。這種氫與大氣中的氧混合可形成爆炸性氣體，該爆炸性氣體可潛 在地由所述裝置的馬達(dá)或開關(guān)產(chǎn)生的火花引爆。因此，應(yīng)將氫從剃刀手柄排出，同時仍保持 防水性。參考圖13，在電池外殼16中提供排氣孔90。透氣但不透液體的微孔膜92焊接到 電池外殼16上以覆蓋排氣孔90。適合的膜材料為聚四氟乙烯(PTFE)，可從GOREA商購獲 得。優(yōu)選的膜具有約0.2mm的厚度。通常優(yōu)選的是，膜的防水性為至少70kPa，而透氣率在 IOkPa(IOOmbar)過壓時為至少 12L/hr/cm2。微孔膜的優(yōu)點是由膜的兩側(cè)上的氫分壓差擴(kuò)散使氫排出。發(fā)生排氣需要剃刀手柄 內(nèi)的總壓不增加。從審美觀點看，讓使用者看到排氣孔和膜是不可取的。此外，如果使膜暴露，就會 有膜孔阻塞和/或膜損壞或移除的隱患。為了保護(hù)該膜，通過例如膠粘將蓋94連接到電池 外殼的膜/排氣區(qū)域上。因此，氣體能夠從蓋94下面逸出，在蓋的內(nèi)表面和電池外殼16的外表面98之間提供開口區(qū)域。在附圖所示的具體實施中，在鄰近排氣孔90的電池外殼上 提供多個肋96，從而在蓋和電池外殼之間產(chǎn)生氣槽。然而，如果需要，可用其它結(jié)構(gòu)產(chǎn)生排 氣間隔，例如蓋和/或握管可包括限定單個槽的凹槽，而肋可被省略。應(yīng)選擇氣槽的高度和寬度以便提供排氣的安全度。在一個實例中(未示出)，可在 排氣孔每側(cè)有一個槽。每個槽的高度為0. 15mm，而寬度為1. 1mm。蓋94可以為裝飾性。例如，蓋可攜帶徽標(biāo)或其它裝飾。蓋94也可提供觸覺抓握 表面或其它符合人機(jī)工程學(xué)原理的特征。電子器件變速控制通常用電動剃刀來刮剃身體上不同位置處的不同類型的毛發(fā)。這些毛發(fā)具有明顯 不同的特性。例如，胡須趨于比腿上的毛更濃密。這些毛發(fā)也從皮膚以不同角度伸出。例 如，短須大部分垂直于皮膚，而腿毛趨于較平直伸出。能夠容易地剃刮這些毛發(fā)部分地取決于刀片架振動的頻率。由于這些毛發(fā)具有不 同的特性，因此不同的振動頻率可能適宜于不同類型的毛發(fā)。因此，為使用者提供控制此振 動頻率的方式是有用的。如圖14A所示，剃刮刀片架的振動頻率受到在控制邏輯105控制下具有占空系數(shù) 的脈沖寬度調(diào)制器301的控制。如本文所用，“占空系數(shù)”是指脈沖的時間長度與脈沖之間 暫停時間長度之比。因此，低占空系數(shù)的特征是脈沖時間短，而脈沖之間的等待時間長。高 占空系數(shù)的特征是脈沖之間的等待時間短。改變占空系數(shù)能夠改變馬達(dá)306的速度，這又 能控制剃刀片架的振動頻率?？刂七壿?05可在微控制器或其它基于微處理器的系統(tǒng)中執(zhí)行?？刂七壿嬕部稍?專用集成電路(ASIC)或作為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)執(zhí)行。馬達(dá)306可以是任何致使剃刀片架運(yùn)動的能耗裝置。馬達(dá)306的一種具體實施包 括微型定子和連接到剃刀片架的轉(zhuǎn)子。馬達(dá)306的另一種具體實施包括連接到剃刀片架的 壓電裝置?；蛘?，馬達(dá)306可以作為磁性連接到具有振蕩磁場的剃刀片架的裝置。在具有變速控制的剃刀中，邏輯控制105從速度控制開關(guān)304接收輸入速度控制 信號302。作為對速度控制信號302的響應(yīng)，邏輯控制105使脈沖寬度調(diào)制器301改變其占 空系數(shù)。這繼而使馬達(dá)速度改變。因此，可將脈沖寬度調(diào)制器301看作速度控制器。速度控制開關(guān)304可以多種方式實施。例如，速度控制開關(guān)可連續(xù)移動。在這種 情況下，使用者可從連續(xù)速度中選擇?；蛘撸俣瓤刂崎_關(guān)304可具有不連續(xù)停止，以便使 用者能夠從一組預(yù)定馬達(dá)速度中選擇。速度控制開關(guān)304可呈多種形式。例如，開關(guān)304可以為連續(xù)移動或在不連續(xù)步 進(jìn)之間移動的旋鈕或滑動器。開關(guān)304也可以是一組按鈕，每個按鈕指定不同的速度?；蛘?，開關(guān)304可以是一對按鈕，指定一個按鈕增速，指定另一個按鈕減速。或者， 開關(guān)304可以是單個按鈕，按下按鈕連續(xù)或不連續(xù)地在不同速度之間循環(huán)。另一種類型的開關(guān)304是彈簧支承的觸發(fā)器。此類型的開關(guān)讓使用者能夠連續(xù)改 變振動頻率，同時以能夠通過壓擠觸發(fā)器來連續(xù)改變鏈鋸速度的方式剃刮。也可以通過對控制邏輯105適當(dāng)編程來按下致動按鈕22使其作為速度控制開關(guān) 304工作。例如，可以對控制邏輯105適當(dāng)編程，以便將致動按鈕22的雙按或長按作為改變馬達(dá)速度的命令?？捎盟俣戎豢蓛?yōu)化用于對剃刀進(jìn)行清潔。此速度的一個實例是最高可能振動頻 率，這一頻率可通過使控制邏輯105盡可能高的驅(qū)動占空系數(shù)來達(dá)到。作為另外一種選擇， 控制邏輯105可以清潔模式操作。在此模式中，使馬達(dá)306掃描一定范圍的振動頻率。這 使馬達(dá)306能夠模擬與刀片、刀片架及任何污染的碎粒(如剃刮的胡須末)相關(guān)的不同機(jī) 械共振頻率。清潔模式可作為一定頻率范圍的連續(xù)掃描執(zhí)行，或者作為步進(jìn)掃描，其中控制 邏輯105使馬達(dá)306步進(jìn)通過數(shù)個不連續(xù)頻率，在每個這種頻率有瞬間的暫停。在一些情況下，使剃刀存儲一個或多個優(yōu)選振動頻率是有用的。這可通過提供與 控制邏輯105連通的存儲器實現(xiàn)，如圖14B所示。為了利用這一特性，使用者可利用單獨控 制，或者按照預(yù)定次序按下致動按鈕22，選擇速度并傳遞存儲信號。在需要時，使用者可再 次利用單獨控制，或者按照預(yù)定次序按下致動按鈕22來調(diào)用這種被存儲的速度。如圖3A-;3B所示，剃刀的特征在于具有一種間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中致動按鈕22間接 通過操作脈沖寬度調(diào)制器301的控制邏輯105來控制馬達(dá)306。因此，與其中開關(guān)狀態(tài)直接 存儲馬達(dá)306狀態(tài)的純機(jī)械轉(zhuǎn)換系統(tǒng)不同，間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將存儲控制邏輯105中馬達(dá)306 的狀態(tài)。由于致動按鈕22不再需要以機(jī)械方式存儲馬達(dá)306的狀態(tài)，間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在選擇 和布置致動按鈕22方面提供更大的靈活性。例如，本文所公開的具有間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的剃刀 可以利用結(jié)合清晰觸覺反饋和較短移動距離的符合人機(jī)工程學(xué)原理的按鈕。以較短距離移 動的這種按鈕也易于密封不使水分侵入。間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是，可對控制邏輯105編程以解釋啟動模式，并以此 模式為基礎(chǔ)推斷使用者的意圖。這在上面討論控制馬達(dá)306的速度時已討論過。然而，也 可以編制控制邏輯105的程序以檢測及忽略致動按鈕22的異常操作。因此，應(yīng)當(dāng)忽略異常 長時間按下致動按鈕22，例如在剃刮時無意按下的情況。這一特征防止出現(xiàn)與偶然關(guān)閉馬 達(dá)306相關(guān)的問題。電壓控制器剃刀的效能將部分地取決于電池316提供的電壓。在常規(guī)機(jī)動濕法剃刀中，存在 最佳電壓或電壓范圍。一旦電池電壓超出最佳電壓范圍，就會削弱剃刀的效能。為了克服這一難題，如圖14C所示，剃刀的特征在于具有一種間接電源，該間接電 源使電池316的電壓與實際通過馬達(dá)306觀察到的電壓分離。實際通過馬達(dá)306觀察到的 電壓受控制邏輯105控制，控制邏輯監(jiān)測電池電壓，并響應(yīng)電池電壓測量來控制最終補(bǔ)償 電池電壓變化的各種裝置。這將得到通過馬達(dá)306觀察到的基本恒定電壓。對通過馬達(dá)306觀察到的電壓進(jìn)行控制的本文所述方法和系統(tǒng)適用于任何耗能 負(fù)載。因此，圖14C涉及一般性負(fù)載306。在一個實施方案中，將馬達(dá)306設(shè)計成在小于額定電池電壓的工作電壓下工作。 因此，在裝入新電池316時，電池電壓太高，必須使其降低。降低的幅度隨著電池316的消 耗而減小，直到最后不再需要降低。通過提供與電池316電氣連通的電壓監(jiān)控器312可很容易地降低電壓。電壓監(jiān)控 器312將測定的電池電壓輸出到控制邏輯105。響應(yīng)時，控制邏輯105改變脈沖寬度調(diào)制 器301的占空系數(shù)，以保持通過馬達(dá)306觀察到的恒定電壓。例如，如果測定的電池電壓為1. 5伏，而馬達(dá)306被設(shè)計成在1伏工作，則控制邏輯105應(yīng)將占空系數(shù)比設(shè)定為75%。這 將得到自脈沖寬度調(diào)制器301的輸出電壓，即平均與馬達(dá)的工作電壓一致。在大多數(shù)情況下，占空系數(shù)為電池電壓的非線性函數(shù)。在這種情況下，控制邏輯 105被配置成用非線性函數(shù)計算，或者使用查表來確定正確的占空系數(shù)。作為另外一種選 擇，控制邏輯105可從脈沖寬度調(diào)制器301的輸出獲得電壓測量值，并用這一測量值反饋控 制輸出電壓。在另一個實施方案中，將馬達(dá)306設(shè)計成在高于額定電池電壓的工作電壓工作。 在這種情況下，電池電壓隨著電池316的消耗被增量升壓。此第二實施方案的特征在于具 有上述電壓監(jiān)控器312與控制邏輯105控制的電壓轉(zhuǎn)換器314。以下將詳細(xì)描述適合的電 壓轉(zhuǎn)換器314。第三實施方案在一個裝置中結(jié)合前述兩種實施方案。在這種情況下，控制邏輯105 通過在測定的電池電壓超過馬達(dá)工作電壓時降低輸出電壓開始。隨后，在測量的電池電壓 低于馬達(dá)工作電壓時，控制邏輯105將占空系數(shù)固定并開始控制電壓轉(zhuǎn)換器312。在常規(guī)電動剃刀中，馬達(dá)速度隨著電池316的消耗而逐漸降低。這種逐漸降低充 分警示使用者需要更換電池316。然而，在具有間接電源的電動剃刀中沒有這種警示。一旦 電池電壓低于某種較低閾值，馬達(dá)速度就會突然降低，甚至在剃刮中間也會出現(xiàn)這種情況。為了預(yù)防這種不便，以電壓監(jiān)控器312提供的信息為基礎(chǔ)，控制邏輯105將低電池 電壓信號提供到低電池電壓指示器414。低電池電壓指示器414可以是在電壓低于閾值時 點亮的單一狀態(tài)輸出裝置，例如LED，或者相反，可以是在電壓高于閾值時保持點亮而在電 壓低于此閾值時熄滅的單一狀態(tài)輸出裝置?；蛘?，低電池電壓指示器414可以是提供圖形 或數(shù)字顯示以指示電池316狀態(tài)的多重狀態(tài)裝置，例如液晶顯示器。也可以用電壓監(jiān)控器312與控制邏輯105結(jié)合，在電池電壓低于深度放電閾值時 完全禁用剃刀操作。這一特性減少了由于電池316深度放電使電池滲漏而導(dǎo)致剃刀損壞的 可能性。圖14D中所示的適合電壓轉(zhuǎn)換器312以控制振蕩器的開關(guān)Sl為特征。此開關(guān)連 接到致動按鈕22上。因此，使用者按下致動按鈕22將振蕩器接通。振蕩器輸出連接到晶 體管Tl的門上，此門在振蕩器控制下作為開關(guān)。電池316提供電池電壓VBAT。在晶體管Tl處于導(dǎo)電狀態(tài)時，電流從電池316流過感應(yīng)器Li，從而將能量儲存在 感應(yīng)器Ll中。在晶體管處于非導(dǎo)電狀態(tài)時，通過感應(yīng)器Ll的電流將繼續(xù)流動，這一次通過 二極管D1。這使電荷轉(zhuǎn)移通過二極管Dl并進(jìn)入電容器Cl。使用二極管Dl將防止電容器 Cl通過晶體管Tl放電接地。通過選擇性允許電荷積累進(jìn)入電容器Cl增加其電壓，振蕩器 因此控制跨電容器Cl的電壓。在圖14D所示的電路中，振蕩器使時變電流存在于感應(yīng)器Ll中。因此，振蕩器感 應(yīng)出跨感應(yīng)器Ll的電壓。然后使此感應(yīng)電壓加到電池電壓，所得總和可跨過電容器Cl得 到。這在電容器Cl產(chǎn)生輸出電壓，該輸出電壓大于由電池單獨提供的電壓。基本為電壓轉(zhuǎn)換器312的輸出電壓的電容器電壓既連接到控制邏輯105上，又連 接到最終驅(qū)動馬達(dá)306的脈沖寬度調(diào)制器301上。當(dāng)電容器電壓達(dá)到特定閾值時，控制邏 輯105輸出連接到振蕩器的振蕩器控制信號“oSC_Ctr”。控制邏輯105用振蕩器控制信號 選擇性地打開和關(guān)閉振蕩器，從而響應(yīng)來自電容器電壓本身的反饋來調(diào)節(jié)電容器電壓。這種反饋控制系統(tǒng)的設(shè)定點(即跨電容器Cl的電壓)設(shè)定為通過馬達(dá)306觀察到的恒定工 作電壓。在振蕩器和接地之間設(shè)置的電阻器Rl作為去耦合電路的一部分將振蕩器的控制 從開關(guān)Sl轉(zhuǎn)移到控制邏輯105。在控制邏輯的初始化之前，攜帶振蕩器控制信號的端口 (“振蕩器控制端口”)設(shè)定為高阻抗輸入端口。因此，它是控制振蕩器工作的開關(guān)Si。在 這種情況下，電阻器Rl防止從振蕩器“控制端口，，到接地的短路。在初始化后，振蕩器控制 端口變成低阻抗輸出端口。最后，使用者將完成剃刮，在這種情況下，他可能想要將馬達(dá)306關(guān)閉。在控制邏 輯105正在控制振蕩器時，不移除電池316將無法關(guān)閉剃刀。為了避免這一窘境的發(fā)生，定 期確定外部開關(guān)Sl的狀態(tài)是有用的。通過配置控制邏輯105使振蕩器控制端口定期變成 高阻抗輸入端口以便對跨電阻器Rl的電壓采樣，可達(dá)到這一目的。在某些類型的開關(guān)中，開關(guān)的狀態(tài)指示使用者的意向。例如，處于關(guān)閉位置的開關(guān) Sl指示使用者要將馬達(dá)306接通，而處于打開位置的開關(guān)Sl指示使用者要將馬達(dá)306關(guān) 閉。如果因此采集的電壓樣品指示使用者已將開關(guān)Sl打開，則在振蕩器控制端口再次成為 低阻抗輸出端口時，控制邏輯105產(chǎn)生振蕩器控制信號以將振蕩器關(guān)閉，從而也同時關(guān)閉 馬達(dá)306。這樣一來，控制邏輯105也關(guān)閉其自身的電源。在其它類型開關(guān)中，開關(guān)Sl的關(guān)閉只指示使用者要將馬達(dá)的狀態(tài)從開啟變成關(guān) 閉，反之亦然。在使用此開關(guān)的實施方案中，在使用者啟動開關(guān)Sl時，跨電阻器Rl的電壓 只短暫地改變。因此，控制邏輯105使跨電阻器Rl的電壓被足夠頻繁地采樣，以保證捕獲 使用者對開關(guān)Sl的瞬間啟動。圖14E顯示振蕩器控制信號、振蕩器輸出和電容器電壓之間的相互作用。在電容 器電壓低于較低閾值時，振蕩器控制信號接通，從而將振蕩器接通。這使更多電荷積累在電 容器Cl中，繼而提高電容器電壓。一旦電容器電壓達(dá)到較高閾值，振蕩器控制信號斷開，從 而將振蕩器斷開。由于沒有來自電池316的更多電荷在電容器Cl中積累，積累的電荷開始 漸漸枯竭，因此電容器電壓也開始降低。電壓繼續(xù)降低，直到再次達(dá)到較低閾值，在此時重 復(fù)前述周期。圖14F所示的電壓轉(zhuǎn)換器312的另一個實施方案與圖14D相關(guān)所述相同，不同的 是用一個具有由RC電路0 2和以)控制的門的附加晶體管T2代替二極管D1。在此實施方 案中，當(dāng)振蕩器不起作用時，附加晶體管T2的發(fā)射極和基極之間的電壓(Vbe2)為零。因此， 通過附加晶體管T2的電流斷開。這意味著沒有電荷提供到電容器Cl來補(bǔ)充從電容器Cl 排出的電荷。當(dāng)振蕩器起作用且振蕩器頻率大于RC電路的斷開頻率時，發(fā)射極和基極之間 的電壓(Vbe2)約為電池電壓Vbat的一半。因此，附加晶體管T2作為二極管使電流通到電容 器Cl，同時防止電容器Cl放電接地。圖14F所示電路的另一個顯著特點是，脈沖寬度調(diào)制器301用直接來自電池316 的電壓供電。因此，脈沖寬度調(diào)制器301的輸出電壓可能不高于電池電壓。因此，在圖14F 中，馬達(dá)306通過降壓供電，而用升壓(跨電容器Cl的電壓)對控制邏輯105供電。然而， 圖14F所示的電路也可顯示從跨電容器Cl的電壓提取輸入的脈沖寬度調(diào)制器316的特征 (如圖14D所示)。圖14G更詳細(xì)地顯示驅(qū)動圖14F所示類型的電壓轉(zhuǎn)換器312的電路。其中更詳細(xì)
13地顯示振蕩器與控制邏輯105關(guān)聯(lián)的連接。然而，圖14G所示的電路在其它方面與關(guān)于圖 14D所述基本相同，修改如圖14F所示。如本文所述，電壓控制系統(tǒng)為馬達(dá)306提供恒定工作電壓。然而，電動剃刀可包括 馬達(dá)以外的負(fù)載。任何或所有這些負(fù)載可同樣得益于本文公開的電壓控制系統(tǒng)提供的恒定 工作電壓?？傻靡嬗诤愣üぷ麟妷旱囊环N負(fù)載為控制邏輯105本身?？缮藤彨@得的邏輯電路 105—般設(shè)計成在高于常規(guī)電池1. 5伏電壓工作。因此，將升壓提供到控制邏輯的電壓控制 系統(tǒng)避免需要額外電池。刀片架壽命檢測在每日切斷數(shù)百根胡須的過程中，剃刀片架的刀片不可避免地變鈍。變鈍難以通 過視覺觀察發(fā)現(xiàn)。通常，鈍刀片只在太晚時才被發(fā)覺。在太多情況下，當(dāng)使用者認(rèn)識到刀片 鈍得不能再使用時，他已經(jīng)體會到令人不愉快的剃刮經(jīng)歷。用鈍刀片進(jìn)行的最后剃刮屬于用剃刀剃刮的更不愉快方面。然而如果剃刀片架太 昂貴，就可以理解為什么大多數(shù)使用者不太情愿過早更換刀片架。為了幫助使用者確定何時需要更換刀片架，剃刀包括圖15A所示具有計數(shù)器102 的刀片壽命指示器100，該計數(shù)器保持指示刀片使用程度的計數(shù)。計數(shù)器與柄部10上的致 動按鈕22和在剃刀頭部12的遠(yuǎn)端安裝的刀片架檢測器104連通。合適的計數(shù)器102可在 控制邏輯105中執(zhí)行。刀片架檢測器104可以多種方式實施。例如，刀片架檢測器104可包括被成形為 能夠接合刀片架上相應(yīng)觸點的觸點。剃刀片架可包括一片、二片或多于兩片的刀片。在整個說明書中，所指的是單一刀 片。然而應(yīng)當(dāng)理解，此刀片可以是刀片架中的任何刀片，而且所有刀片都會磨損。在操作中，在使用者更換刀片架時，刀片架檢測器104向計數(shù)器102發(fā)送復(fù)位信 號。作為另外一種選擇，復(fù)位信號可手動產(chǎn)生。例如，使用者按下復(fù)位按鈕，或者使用者以 預(yù)定模式按下致動按鈕。這種復(fù)位信號使計數(shù)器102重置其計數(shù)?？蓪z測刀片架的能力用于重置計數(shù)以外的應(yīng)用。例如，可用刀片架檢測器104 確定是否使用了正確的刀片架，或者刀片架是否未以正確的方式插入。在連接到控制邏輯 105時，刀片架檢測器104可致使馬達(dá)被禁用，直到所述狀況被糾正。當(dāng)使用者剃刮時，計數(shù)器102改變計數(shù)狀態(tài)以反映刀片的額外磨損。計數(shù)器102 改變計數(shù)狀態(tài)可以有多種方式。在圖15A所示的實施方案中，計數(shù)器102每當(dāng)馬達(dá)接通就遞增改變計數(shù)。對每次 剃刮時間改變很小的使用者而言，這能合理準(zhǔn)確地估計刀片的使用。在一些情況下，馬達(dá)已接通的次數(shù)可能使刀片的剩余壽命錯估。例如，在一個人 “借”自己的剃刀去剃刮自己的腿時會出現(xiàn)此類錯誤。這導(dǎo)致只用一次啟動馬達(dá)去剃刮相當(dāng) 大的面積。在圖15B所示的一個可供選擇的實施方案中，前述難題得到了克服，其中致動按 鈕22和計數(shù)器102與定時器106連通。在這種情況下，致動按鈕22將信號發(fā)送到控制邏 輯105和定時器106。因此，計數(shù)器102保持計數(shù)指示從上一次刀片架更換以來的累積馬達(dá) 工作次數(shù)。
累積馬達(dá)工作次數(shù)提供刀片磨損的改良指示器。然而，通常刀片并非在馬達(dá)工作 的所有時間接觸皮膚。因此，基于馬達(dá)工作時間的評估不能幫助而是會高估刀片磨損。此 外，馬達(dá)開關(guān)可能會非有意接通，例如當(dāng)在行李中剃刀受到推擠時。在這些情況下，不僅電 池消耗，而且計數(shù)器102也會指示刀片磨損，即使刀片未遇到一根胡須。圖15C所示的另一個實施方案包括與沖程檢測器108連通的計數(shù)器102。在這種 情況下，致動按鈕22向沖程檢測器108和控制邏輯105 二者發(fā)送信號。因此，接通馬達(dá)也 就接通了沖程檢測器108。沖程檢測器108檢測刀片與皮膚之間的接觸，并在檢測到這種接觸時向計數(shù)器 102發(fā)送信號。以此方式，沖程檢測器108為計數(shù)器102提供刀片實際使用的指示。在圖 15C的實施方案中，計數(shù)器102保持計數(shù)指示從上一次刀片架更換以來刀片經(jīng)歷的累積沖 程數(shù)。因此，計數(shù)器102會忽略馬達(dá)運(yùn)行但刀片未實際使用的時段。多種實施方案可用于沖程檢測器108。一些實施方案依賴皮膚上或附近的電性質(zhì) 和自由間隔中電性質(zhì)之間的變化。例如，通過測量與皮膚接觸相關(guān)的電阻、感應(yīng)系數(shù)或電容 變化，沖程檢測器108可檢測到皮膚接觸。其它實施方案依賴皮膚上刀片振動的聲學(xué)標(biāo)記 與在自由間隔中刀片振動的聲學(xué)標(biāo)記的差異。在這些具體實施中，沖程檢測器108包括連 接到信號處理裝置的麥克風(fēng)，信號處理裝置被成形為能夠區(qū)分這兩種標(biāo)記。另一個具體實 施依賴刀片接觸皮膚時馬達(dá)工作特性的變化。例如，由于與皮膚接觸相關(guān)負(fù)載增加，馬達(dá)對 電流的需求增加，而馬達(dá)的速度可能降低。這些具體實施包括電表或其它電流指示裝置和 /或速度傳感器。然而，依賴沖程數(shù)的估計可能不準(zhǔn)確，因為并非所有沖程都具有相同長度。例如， 在腿上的沖程可能比剃須所需的數(shù)個沖程更磨損刀片。然而，沖程檢測器108并不能辨別 不同長度沖程之間的差別。圖15D所示的另一個具體實施包括與致動按鈕22和定時器106連通的沖程檢測 器108。定時器106與計數(shù)器102連通。同樣，致動按鈕向沖程檢測器108和控制邏輯105 二者發(fā)送信號。沖程檢測器108分別響應(yīng)檢測沖程的開始和結(jié)束中止和啟動定時器106。 此實施方案與圖15C相同，不同的是計數(shù)器102現(xiàn)在保持計數(shù)指示從上一次刀片架更換以 來刀片架與皮膚接觸的累積次數(shù)(稱為“沖程次數(shù)”)。如圖15D相關(guān)所述沖程檢測器108與定時器106結(jié)合用于提供指示刀片磨損信息 以外的應(yīng)用。例如，馬達(dá)長期工作不存在沖程可能指示馬達(dá)已經(jīng)接通或不經(jīng)意地接通。當(dāng) 剃刀在行李中受到推擠時可能會發(fā)生這種情況?；蛘?，在剃刮后心不在焉地忽略關(guān)閉馬達(dá) 也會出現(xiàn)這種情況。在圖1A-1D所示的實施方案中，計數(shù)器102與更換指示器110連通。在計數(shù)達(dá)到 指示刀片不能再用的狀態(tài)時，計數(shù)器102向更換指示器110發(fā)送更換信號。響應(yīng)時，更換指 示器110向使用者提供視覺、聽覺或觸覺暗示，指示刀片不能再用。示例性暗示可由LED、蜂 鳴器或改變馬達(dá)速度或換句話講將不合常規(guī)的情況(例如突突的聲響)引入馬達(dá)操作的控 制器提供。計數(shù)器102包括任選的提供剩余壽命信號的剩余壽命輸出，指示刀片的剩余壽命 估計值。剩余壽命估計值通過比較計數(shù)與預(yù)期壽命來獲得。剩余壽命信號提供給剩余壽命 指示器112。合適的剩余壽命指示器112是一種低功率顯示器，其顯示磨損信號啟動磨損指示器之前剩余的預(yù)期剃刮次數(shù)。作為另外一種選擇，剩余壽命估計值可由圖形顯示。例如， 以指示剩余壽命估計值的頻次閃光，或者根據(jù)預(yù)定模型選擇性使數(shù)個LED發(fā)光。旅行鎖在某些情況下，可能會不經(jīng)意地接通電動濕剃刀的馬達(dá)。例如，在旅行中化妝套件 中的其它物品移動和按壓致動按鈕22時可能發(fā)生這種情況。如果發(fā)生這種情況，馬達(dá)就會 消耗電池，直到電池耗盡。為避免這一問題，剃刀可包括鎖。一種鎖為致動按鈕22自身上的機(jī)械鎖200。機(jī) 械鎖200的一個實例為圖16A所示的滑蓋。在剃刀儲存?zhèn)溆脮r，滑蓋將致動按鈕22蓋上。 機(jī)械鎖的其它實例與剃刀座架相關(guān)而不是與剃刀本身相關(guān)。例如，開關(guān)可被成形為在剃刀 放入座架中時將致動按鈕22蓋上。其它鎖為電子工具。電子鎖的一個實例為如圖16B所示的鎖定電路202，該電路從 致動按鈕22接收開關(guān)信號204(在附圖中被標(biāo)為“1/0”)，并從觸發(fā)電路208接收觸發(fā)信號 206 (在附圖中被標(biāo)為“觸發(fā)信號源”)。鎖定電路202響應(yīng)開關(guān)信號204和觸發(fā)信號206的 狀態(tài)將馬達(dá)控制信號210輸出到控制邏輯105。所述觸發(fā)電路208用觸發(fā)信號206使鎖定電路202觸發(fā)和負(fù)觸發(fā)。如本文所用， 在按下致動按鈕22啟動和中止馬達(dá)時認(rèn)為鎖定電路202觸發(fā)。在按下致動按鈕22根本不 能操作馬達(dá)時認(rèn)為鎖定電路202負(fù)觸發(fā)。觸發(fā)電路208和鎖定電路202 —般包括數(shù)字邏輯電路，數(shù)字邏輯電路響應(yīng)其各自 輸入狀態(tài)的變化改變其各自的輸出狀態(tài)。因此，它們便于在控制邏輯105內(nèi)執(zhí)行。然而， 雖然數(shù)字邏輯元件提供建立此電路的方便方式，但都不排除用模擬或機(jī)械組件發(fā)揮類似作 用。以下描述觸發(fā)電路208或其部分的實例。觸發(fā)電路208的一個實例包括觸發(fā)開關(guān)。在此實施方案中，使用者操作觸發(fā)開關(guān) 改變觸發(fā)信號206的狀態(tài)。使用者隨后按下致動按鈕22將馬達(dá)啟動。剃刮后，使用者再次 按下致動按鈕22，此次使馬達(dá)停止。隨后操作觸發(fā)開關(guān)使鎖定電路202負(fù)觸發(fā)。作為另外一種選擇，觸發(fā)電路208可被成形為在檢測到馬達(dá)已斷開時使鎖定電路 自動負(fù)觸發(fā)。在這種情況下，觸發(fā)電路208 —般應(yīng)包括輸入，以接收指示馬達(dá)已斷開的信 號。如本文所用，“開關(guān)”包括按鈕、控制桿、滑動器、襯墊以及用于實現(xiàn)邏輯信號狀態(tài) 變化的它們的組合。開關(guān)不必由物理接觸啟動，而是由攜帶的輻射能(例如光能或聲能) 啟動。開關(guān)可由使用者直接操作。此開關(guān)的一個實例為致動按鈕22。作為另外一種選擇， 開關(guān)可通過改變剃刀的配置進(jìn)行操作，例如在其座架內(nèi)更換剃刀，或者移除和安裝刀片架。如圖16B所示，可將鎖定電路202抽象地視為“與”門。雖然鎖定電路能夠作為 “與”門執(zhí)行，但也可用具有適合真值表的任何數(shù)字邏輯電路完成鎖定電路202的觸發(fā)功能。 例如，可通過觸發(fā)開關(guān)與致動按鈕22串聯(lián)執(zhí)行鎖定電路202。在另一個實施方案中，觸發(fā)電路208包括定時器。定時器的輸出致使觸發(fā)電路208 開始使鎖定電路202觸發(fā)。在預(yù)定剃刮時間過后，定時器讓觸發(fā)電路208使鎖定電路202 負(fù)觸發(fā)，從而關(guān)閉馬達(dá)。剃刮時間的長度相應(yīng)于一般剃刮時間。合適長度在約5和7分鐘 之間。在此實施方案中，在按下致動按鈕22時馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到再次按下致動按鈕22，或者直到剃刮時間結(jié)束。要是使用者比剃刮時段花更長時間剃刮，馬達(dá)就會關(guān)閉。在這種情 況下，使用者必須再次按下致動按鈕22以重新啟動馬達(dá)并完成剃刮。為避免這種情況的發(fā) 生，觸發(fā)電路208可具有響應(yīng)使用者“延長”的請求延長預(yù)置剃刮時間的適應(yīng)性反饋回路。在觸發(fā)電路208包括定時器時，定時器上的復(fù)位輸入連接到鎖定電路202的輸出 上或連接到致動按鈕22上。這使定時器能夠響應(yīng)開關(guān)信號204狀態(tài)的變化自身復(fù)位。具 體地講，只要開關(guān)信號204將馬達(dá)關(guān)閉，定時器就會自身復(fù)位。當(dāng)使用者在剃刮時間結(jié)束之 前或在剃刮時間結(jié)束時按下致動按鈕22時，可能發(fā)生這種情況。在另一個具體實施中，觸發(fā)電路208包括具有輸入的解碼器，所述輸入連接到致 動按鈕22上或單獨的解碼器輸入按鈕上。在這種情況下，取決于解碼器輸出的觸發(fā)信號 206的狀態(tài)由使用者手動控制，可根據(jù)預(yù)定模式按下致動按鈕22，或者在可供選擇的實施 方案中操作解碼器輸入按鈕。例如，在解碼器從致動按鈕22提取輸入的情況下，可編制解碼器程序，以便通過 改變觸發(fā)信號206的狀態(tài)來響應(yīng)延長按壓致動按鈕22或快速雙按致動按鈕22。作為另外 一種選擇，在解碼器從單獨的解碼器輸入開關(guān)接受輸入的情況下，使用者只需要操作解碼 器輸入開關(guān)。使用者不需要記住如何用致動按鈕22來鎖定和結(jié)鎖馬達(dá)。在依賴使用者改變觸發(fā)信號206狀態(tài)的那些具體實施中，提供指示器如LED是有 用的，所述指示器可為使用者提供是否他已成功地改變觸發(fā)信號206的狀態(tài)的反饋。在其他具體實施中，觸發(fā)電路208依賴剃刀的配置確定是否應(yīng)使鎖定電路202負(fù) 觸發(fā)。例如，觸發(fā)電路208可包括檢測剃刀片架安裝和移除的接觸開關(guān)。在移除刀片架時， 觸發(fā)電路208使鎖定電路202負(fù)觸發(fā)。作為另外一種選擇，觸發(fā)電路208可包括檢測是否 剃刀被放在座架中的接觸開關(guān)。在這種情況下，在觸發(fā)電路208檢測到剃刀被放在剃刀座 架中時，使鎖定電路202負(fù)觸發(fā)。在觸發(fā)電路208響應(yīng)刀片架存在的情況下，使用者可通過從柄部移除刀片架來防 止馬達(dá)意外接通。為了正常操作剃刀，使用者要重新將刀片架安裝在柄部上。在觸發(fā)電路208響應(yīng)座架存在的情況下，使用者可通過將其放在座架中來防止馬 達(dá)意外接通。在剃刀正常工作時，使用者將其從座架上拿下，這是他在任何情況下都要做的事兒。雖然本文所述的實施方案控制馬達(dá)操作，但可用所公開的方法和裝置防止電池不 經(jīng)意因負(fù)載耗能。剃刮力測量在剃刮過程中，使用者要用一定的力將刀片按在皮膚上。剃刮力的大小影響剃刮 的質(zhì)量。剃刮力太小可能不足以使胡須進(jìn)入最佳切斷位置。剃刮力太大可能使皮膚受到過 度摩擦。由于臉輪廓的變化，使用者可能難以保持更恒定的剃刮力，更難以保持最佳的剃刮 力。這一難題可用一種剃刀來克服，該剃刀包括圖4A和4B所示的測力電路400。所示 的測力電路400利用這樣一種事實在電動剃刀中，剃刮力將部分地決定施加到驅(qū)動刀片 的馬達(dá)306的負(fù)載。因此，該馬達(dá)306的工作特性響應(yīng)剃刮力而發(fā)生變化。圖17A所示的測力電路400利用響應(yīng)不同負(fù)載的馬達(dá)306引出的電流變化。在剃 刮力增加時，馬達(dá)306作為響應(yīng)引出更大電流。因此，圖17A中具體實施的特點是具有電流傳感器402，該傳感器感應(yīng)馬達(dá)306引出的電流的大小。電流傳感器將力信號408提供給控 制邏輯105。圖17B所示的測力電路利用馬達(dá)306不同負(fù)載產(chǎn)生的馬達(dá)速度的變化。在剃刮 力增加時，馬達(dá)速度降低。圖17B所示實施方案的特點是具有感應(yīng)馬達(dá)速度的速度傳感器 410。該速度傳感器將力信號408提供給控制邏輯105?？刂七壿?05接收力信號408，并將此信號與指定力信號進(jìn)行比較，指示在已知負(fù) 載下這種力信號屬于什么力。典型地，選擇已知負(fù)載對應(yīng)于剃刀在自由間隔中不與任何表 面接觸的振動。作為另外一種選擇，控制邏輯105將力信號408與一對名義力信號比較，名 義力信號相當(dāng)于剃刀在兩種已知負(fù)載下振動，一種相應(yīng)于最小剃刮力，另一種相當(dāng)于最大 剃刮力。控制邏輯105然后確定是否所施加的剃刮力超出剃刮力上下限限定的范圍。如果 施加的剃刮力超出此范圍，則控制邏輯105將校正信號412發(fā)送到指示器414。指示器414 然后將校正信號412轉(zhuǎn)換成由于可視、可聽或提供某些觸覺刺激而由使用者察覺的可觀察信號。對于可觀察聲學(xué)信號，指示器414可以是向使用者提供聽覺信號的揚(yáng)聲器。對于 可觀察視覺信號，指示器414可以是向使用者提供可見信號的LED。對于可觀察觸覺信號， 馬達(dá)306可自身用作指示器414。在檢測到不合適的剃刮力時，控制邏輯105將校正信號 412發(fā)送給馬達(dá)306，以便使干擾轉(zhuǎn)入正常操作。例如，控制邏輯105可發(fā)送校正信號412 使馬達(dá)306發(fā)出突突的聲響。在所有前述情況下，剃刮力不足的信號可以不同于剃刮力過大的信號，因此使用 者知道如何校正所施加的剃刮力?，F(xiàn)在已描述了本發(fā)明的一些實施方案。但是應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明精神和范 圍的條件下可以進(jìn)行各種修改。例如，雖然上述剃刀包括振動馬達(dá)并提供振動功能性，但也可提供其它類型電池 驅(qū)動功能性，例如加熱。此外，雖然在上述實施方案中，將包含窗口的接納構(gòu)件焊接到握管中的開口上，但 如果需要，也可將窗口模制到握管上，例如將透明膜模制到握管上。在一些實施方案中，可使用其它類型的電池外殼連接。例如，可使電池外殼和握管 的公接頭和母接頭對換，使電池外殼攜帶公接頭，而握管攜帶母接頭。又如，可使用提交于 2005年4月27日的共同未決美國專利11/115，885所述的方法將電池外殼安裝在握管上， 所述專利的全部公開內(nèi)容均以引用的方式并入本文。在一些實施方案中可使用其它安裝技 術(shù)，例如由按鈕或其它致動器釋放的閂鎖系統(tǒng)。此外，在一些具體實施中，剃刀可以是一次性的。在這種情況下，可將電池外殼永 久性地焊接到握管上，因為沒有必要或不需要消費(fèi)者拿取電池。在一次性的實施方案中，刀 片單元也固定地安裝到剃刀頭部上，而不是作為可拆卸刀片架提供。也可以使用其它排氣技術(shù)，例如，利用密封閥構(gòu)件而不是微孔膜的排氣系統(tǒng)。此類 排氣系統(tǒng)描述于例如2005年4月27日提交的美國專利11/115,931中，其全部公開內(nèi)容以 引用的方式并入本文。一些實施方案包括一些上述元件，但不包括本文討論的一些或所有電子元件。例如，在某些情況下，可用機(jī)械開關(guān)代替電子開關(guān)，并且可省略印刷電路板。因此，其它實施方案在以下權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。雖然已對本發(fā)明的許多實施方案進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明精 神和范圍的條件下可以進(jìn)行各種修改。例如，雖然上述剃刀包括振動馬達(dá)并提供振動功能性，但也可提供其它類型電池 驅(qū)動功能性，例如加熱。此外，雖然在上述實施方案中，將包含窗口的接納構(gòu)件焊接到握管中的開口上，但 如果需要，也可將窗口模制到握管上，例如將透明膜模制到握管上。在一些實施方案中，可使用其它類型的電池外殼連接。例如，可使電池外殼和握管 的公接頭和母接頭對換，使電池外殼攜帶公接頭，而握管攜帶母接頭。又如，可使用提交于 2005年4月27日的共同未決美國專利11/115，885所述的方法將電池外殼安裝在握管上， 所述專利的全部公開內(nèi)容均以引用的方式并入本文。在一些實施方案中可使用其它安裝技 術(shù)，例如由按鈕或其它致動器釋放的閂鎖系統(tǒng)。此外，在一些具體實施中，剃刀可以是一次性的。在這種情況下，可將電池外殼永 久性地焊接到握管上，因為沒有必要或不需要消費(fèi)者拿取電池。在一次性的實施方案中，刀 片單元也固定地安裝到剃刀頭部上，而不是作為可拆卸刀片架提供。也可以使用其它排氣技術(shù)，例如，利用密封閥構(gòu)件而不是微孔膜的排氣系統(tǒng)。此類 排氣系統(tǒng)描述于例如2005年4月27日提交的美國專利11/115,931中，其全部公開內(nèi)容以 引用的方式并入本文。一些實施方案包括一些上述元件，但不包括本文討論的一些或所有電子元件。例 如，在某些情況下，可用機(jī)械開關(guān)代替電子開關(guān)，并且可省略印刷電路板。因此，其它實施方案在以下權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于具有電池驅(qū)動功能性的濕法剃刀的剃刀手柄，所述手柄包括抓握部分；在所述抓握部分內(nèi)、被構(gòu)造成用以提供所述電池驅(qū)動功能性的組件；容納在所述手柄內(nèi)的振動馬達(dá)；固定地附連至所述抓握部分的剃刀頭部；安裝在接納構(gòu)件上并定位成被剃刀的使用者壓下的致動按鈕，所述接納構(gòu)件密封地安 裝在所述抓握部分上以與所述抓握部分形成防水部分，所述接納構(gòu)件包括懸臂梁，該懸臂 梁承載將力從致動按鈕傳遞至下面的彈性膜的致動構(gòu)件；以及與所述組件電氣連通、定位成在壓下致動按鈕時被致動的電子開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述電子開關(guān)要求在0.25mm的位移范圍內(nèi)施加 至少4N的致動力。
3.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述彈性膜設(shè)置在所述致動構(gòu)件和所述電子開 關(guān)之間。
4.如權(quán)利要求3所述的剃刀手柄，其中所述彈性膜被構(gòu)造成用以在所述致動按鈕被壓 下以及釋放之后將恢復(fù)力施加在所述致動按鈕上。
5.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述組件包括印刷電路板，并且所述電子開關(guān) 與所述印刷電路板連通并啟動所述印刷電路板的電路。
6.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述致動按鈕與所述抓握部分的外表面基本平齊。
7.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，還包括閉合系統(tǒng)，所述閉合系統(tǒng)包括在剃刀手柄的 電池蓋內(nèi)部的第一組件和固定到所述抓握部分的內(nèi)壁的第二組件，所述第一組件被構(gòu)造成 用以在所述電池蓋與所述抓握部分接合期間在所述電池蓋內(nèi)部軸向移動，并且朝向預(yù)定軸 向位置偏置。
8.如權(quán)利要求7所述的剃刀手柄，其中所述第一組件和第二組件被構(gòu)造成用以通過所 述電池蓋相對于剃刀手柄的外殼的轉(zhuǎn)動彼此接合。
9.如權(quán)利要求7所述的剃刀手柄，其中所述第一組件包括被構(gòu)造成用以在所述第一組 件和第二組件相接合時在所述抓握部分和電池蓋之間施加軸向力的彈簧元件。
10.如權(quán)利要求7所述的剃刀手柄，其中所述第一組件和第二組件的接合提供所述第 一組件和第二組件之間的電氣連接。
11.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，還包括在所述抓握部分內(nèi)的一對電池夾指，所述電 池夾指被構(gòu)造成用以在所述電池處在所述剃刀手柄中的合適位置時對所述電池施加夾緊 力。
12.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述抓握部分包括窗口，并且所述剃刀手柄還 包括位于所述窗口下方的指示器。
13.如權(quán)利要求12所述的剃刀手柄，其中所述指示器包括燈。
14.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述接納構(gòu)件還包括窗口。
15.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述彈性膜包括形成所述抓握部分的一部分 的彈性體材料。
16.如權(quán)利要求1所述的剃刀手柄，其中所述致動構(gòu)件在所述致動構(gòu)件的中心形成一孔，該孔用于接收所述致動按鈕的下側(cè)上的突起。
17.—種制造如權(quán)利要求1-16中任一項所述的剃刀手柄的方法，所述方法包括 形成具有被構(gòu)造成用以接納剃刀頭部的封閉端的一體式握管；將電池和載體插入到所述握管的相對開口端，所述載體具有安裝在其上的電子元件； 密封所述握管的開口端；和 測試所得組合件的電氣功能性。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括在所述測試步驟確定所述電子元件正 常工作的情況下，將剃刀頭部安裝在所述封閉端上。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述密封步驟包括將可移除的電池蓋安裝在所述 開口端上。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中將所述電池蓋安裝在所述開口端上賦予所述組合 件防水性。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述安裝步驟包括固定安裝所述剃刀頭部。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述剃刀頭部被構(gòu)造成用以接納一次性剃刀刀片架。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其中形成所述一體式握管包括模制具有窗口開口的握 管坯和將窗口焊接到所述開口中。
24.一種形成多個具有如權(quán)利要求1-16中任一項所述的剃刀手柄的剃刀產(chǎn)品的方法， 所述方法包括形成多個基本相同的剃刀子組件，每個子組件包括(a)具有被構(gòu)造成用以接納剃刀 頭部的封閉端的一體式握管，和(b)設(shè)置在所述握管內(nèi)的電池和電池驅(qū)動組件，所述握管 以防水方式進(jìn)行密封；和將第一剃刀頭部安裝在第一子組的剃刀子組件的封閉端上以形成第一產(chǎn)品，和將第二 不同的剃刀頭部安裝在第二子組的剃刀子組件的封閉端上以形成第二不同的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供了使剃刀具有電池驅(qū)動功能性的剃刀手柄(10)。本發(fā)明也提供了此類手柄的制造方法。在一個實施方案中，所述手柄包括被成形為能夠在其一端接納剃刀頭部(12)的一體式抓握部分(14)和安裝在抓握部分上的電池蓋(16)。抓握部分和電池蓋在將剃刀頭部安裝在抓握部分之前接合時一起限定防水單元。
文檔編號B26B21/52GK102126225SQ20111004931
公開日2011年7月20日 申請日期2006年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者E·彭內(nèi)爾, F·施納克, G·龍內(nèi)貝格, K·A·斯溫森, L·布雷爾, P·F·麥克納利, S·雷拜因, T·霍彭斯特德, U·沙夫 申請人:吉萊特公司