專利名稱：一種基于共震的電動牙刷的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于共震的電動牙刷，屬于日常生活用品。
背景技術：
電動牙刷已為大眾所熟悉，一般電動牙刷刷頭作回轉擺動，并且回轉擺動頻率較低，普遍低于100赫茲。近年來，工作在數百赫茲振動頻率的音波電動牙刷開始走向市場，如中國專利(專利號ZL200820121468. 6)提出了一種基于非接觸磁藕合的電動牙刷。在馬達軸上安裝有驅動永磁體，而輸出永磁體及牙刷頭則安裝在彈性構體上，并且驅動永磁體和輸出永磁體非接觸相對安裝。馬達帶動驅動永磁體形成周期交變磁場，從而驅動在交變磁場中的輸出永磁體，推動牙刷頭作周期震動；類似的技術也見于美國專利(專利號6140723)。 但馬達靜止時，驅動永磁體和輸出永磁體相吸，故馬達啟動時，需克服兩磁體間的磁阻力矩較大，從而使馬達很難甚至不能啟動。中國專利(專利號ZL201120062794. 6)提出了一種基于多極驅動永磁體和多極輸出永磁體磁藕合結構，并通過合理配置多極驅動永磁體和多極輸出永磁體的相對位置及合理選擇多極輸出永磁體的磁區極性，從而使馬達啟動時，啟動阻力矩很小。為保證牙刷頭有足夠的震動能量輸出，牙刷頭震動頻率應在其共振頻率附近工作，但由于電池電壓的變化，馬達的轉速也隨著變化，從而并不能保證牙刷頭在其共振頻率附近震動。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種能在電池電壓變化的情況下仍能確保牙刷頭在其共振頻率附近震動的基于共震的電動牙刷。本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，它主要由牙刷體外殼、驅動組件、輸出組件、充電組件和馬達轉速控制組件組成，所述的驅動組件包括馬達及與之相連的驅動永磁體；輸出組件包括彈性構件、輸出永磁體、輸出軸及牙刷頭；所述的充電組件包括感應充電線圈、充電電路及可充電電池；所述的馬達轉速控制組件包括速度傳感器和轉速控制電路；所述的驅動永磁體安裝在馬達軸上并由馬達帶動旋轉形成一個周期交變磁場；輸出永磁體與驅動永磁體非接觸相對安裝，并在驅動永磁體形成的周期交變磁場中受力驅動，與所述的輸出永磁體相連的彈性構件、輸出軸及牙刷頭將隨著輸出永磁體受力驅動而產生周期震動；所述的轉速控制電路根據速度傳感器檢測到的馬達的轉速，反饋控制馬達的轉速，使馬達在可充電電池電壓變化的情況下仍能在設定的轉速下工作，從而確保牙刷頭在其共振頻率附近震動。所述的馬達配置有所述的可檢測到馬達轉速的速度傳感器，該速度傳感器與反饋控制馬達轉速的轉速控制電路相連；所述的轉速控制電路根據速度傳感器檢測到的馬達的轉速，反饋控制馬達的轉速，使馬達在可充電電池電壓變化的情況下仍能在設定的轉速下工作，從而確保牙刷頭在其共振頻率附近震動。所述的馬達是有刷直流馬達，或是無刷直流馬達；所述的速度傳感器是霍爾速度傳感器，或是電磁速度傳感器，或是電容速度傳感器，或是光電速度傳感器；所述的轉速控制電路是PWM速度控制電路。本實用新型具有結構合理、緊湊，使用方便、可靠，能在電池電壓變化的情況下仍能確保牙刷頭在其共振頻率附近震動等特點。

圖I是本實用新型實試例的結構示意圖。·[0012]圖2是馬達轉速控制實試例的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖所示的實施例對本實用新型作進一步的描述。圖I所示，本實用新型所述的電動牙刷主要包括牙刷體外殼I、驅動組件2、輸出組件3、充電組件4和馬達轉速控制組件5組成。驅動組件2由馬達2a及驅動永磁體2b組成，驅動永磁體2b安裝在馬達2a的輸出軸上，馬達2a的輸出軸和驅動永磁體2b —起轉動，從而形成交變磁場。驅動永磁體2b是單一磁區或是多個磁區；輸出組件3由彈性構件3a，輸出永磁體3b，輸出軸3c及牙刷頭3d組成，輸出永磁體3b及輸出軸3c都直接安裝在彈性構件3a上，牙刷頭3d和輸出軸3c —般采用可折卸的連接結構；輸出永磁體3b和驅動永磁體2b非接觸相對安裝，這樣輸出永磁體3b受驅動永磁體2b產生的交變磁場的激勵，從而驅動彈性構件3a使牙刷頭3d以數百赫茲的頻率振動；輸出永磁體3b可采用單磁區或多個磁區；充電組件4由感應充電線圈4a、充電電路4b及可充電電池4c組成，感應充電線圈4a通過非接觸式磁感應產生交流電壓，經充電電路4b整流后對可充電電池4c充電。轉速控制電路5b根據速度傳感器5a檢測到的馬達2a的轉速，反饋控制馬達2a的轉速，使馬達2a在可充電電池4c電壓變化的情況下仍能在設定的轉速下工作，從而確保牙刷頭在其共振頻率附近震動。為保證牙刷頭有足夠的震動能量輸出，牙刷頭震動頻率應在其共振頻率附近，馬達轉速控制組件5包括速度傳感器5a和轉速控制電路5b ;轉速控制電路5b根據速度傳感器5a檢測到的馬達2a的轉速，反饋控制馬達2a的轉速，使馬達2a在可充電電池4c電壓變化的情況下仍能在設定的轉速下工作，從而確保牙刷頭在其共振頻率附近震動。圖2是馬達轉速控制實試例的示意圖，該實試例針對有刷直流馬達，采用PWM轉速控制電路；可充電電池4c經PWM轉速控制電路5b對馬達2a供電，馬達2a配置有用于檢測馬達2a轉速的速度傳感器5a ;當可充電電池4c電壓變小時，馬達2a的供電電壓變小，其轉速減小，速度傳感器5a檢測到的轉速比設定的轉速低，轉速控制電路5b在保持PWM工作頻率不變(PWM工作周期T不變)的同時，增大PWM轉速控制電路的導通時間Tm，從而提高PWM的占空比，增加馬達2a的供電電壓，使馬達2a的轉速增加，這樣，通過速度負反饋控制使馬達2a在可充電電池4c電壓變小的情況下仍能在設定的轉速下工作；反之，當可充電電池4c電壓變大時，馬達2a的供電電壓變大，其轉速增加，速度傳感器5a檢測到的轉速比設定的轉速高，轉速控制電路5b在保持PWM工作頻率不變(PWM工作周期T不變)的同時，減小PWM轉速控制電路的導通時間 ，從而減小PWM的占空比，減小馬達2a的供電電壓，使馬達2a的轉速減低，這樣，通過速度負反饋控制使馬達2a在可充電電池4c電壓變大的情況下仍能在設定的轉速下工作。上述的PWM調速是定頻調速法，即頻率(周期T)保持不變，而同時改變Tm和Irff ；PWM調速還有定寬調頻法和調寬調頻法；定寬調頻法，即保持Tm不變，而同時改變Ttrff和頻率(周期T);調寬調頻法，即保持Irff不變，而同時改變Tm和頻率(周期T)。所述的馬達2a是有刷直流馬達，或是無刷直流馬達；所述的速度傳感器5a是霍爾速度傳感器，或是電磁速度傳感器，或是電容速度傳感器，或是光電速度傳感器。 本實用新型并不受上述實施例的限制，在本實用新型范圍內，本領域內的技術人員可設計出其他實施例。
權利要求1.一種基于共震的電動牙刷，它主要由牙刷體外殼(I)、驅動組件(2)、輸出組件(3)、充電組件(4)和馬達轉速控制組件(5)組成，其特征在于所述的驅動組件(2)包括馬達(2a)及與之相連的驅動永磁體(2b);輸出組件(3)包括彈性構件(3a)、輸出永磁體(3b)、輸出軸(3c)及牙刷頭(3d);所述的充電組件(4)包括感應充電線圈(4a)、充電電路(4b)及可充電電池(4c );所述的馬達轉速控制組件(5 )包括速度傳感器(5a )和轉速控制電路(5b );所述的驅動永磁體(2b)安裝在馬達(2a)軸上并由馬達(2a)帶動旋轉形成一個周期交變磁場；輸出永磁體(3b)與驅動永磁體(2b)非接觸相對安裝，并在驅動永磁體(2b)形成的周期交變磁場中受力驅動，與所述的輸出永磁體(3b)相連的彈性構件(3a)、輸出軸(3c)及牙刷頭(3d)將隨著輸出永磁體(3b)受力驅動而產生周期震動；所述的轉速控制電路(5b)根據速度傳感器(5a)檢測到的馬達(2a)的轉速，反饋控制馬達(2a)的轉速，使馬達(2a)在可充電電池(4c)電壓變化的情況下仍能在設定的轉速下工作，從而確保牙刷頭在其共振頻率附近震動。
2.根據權利要求I所述的基于共震的電動牙刷，其特征在于所述的馬達(2a)配置有所述的可檢測到馬達(2a)轉速的速度傳感器(5a)，該速度傳感器(5a)與反饋控制馬達(2a)轉速的轉速控制電路(5b)相連。
3.根據權利要求I或2所述的基于共震的電動牙刷，其特征在于所述的馬達(2a)是有刷直流馬達，或是無刷直流馬達；所述的速度傳感器(5a)是霍爾速度傳感器，或是電磁速度傳感器，或是電容速度傳感器，或是光電速度傳感器；所述的轉速控制電路(5b)是PWM速度控制電路。
專利摘要一種基于共震的電動牙刷，它主要由牙刷體外殼、驅動組件、輸出組件、充電組件和馬達轉速控制組件組成，所述的驅動組件包括馬達及與之相連的驅動永磁體；輸出組件包括彈性構件、輸出永磁體、輸出軸及牙刷頭；所述的充電組件包括感應充電線圈、充電電路及可充電電池；所述的馬達轉速控制組件包括速度傳感器和轉速控制電路；所述的驅動永磁體安裝在馬達軸上并由馬達帶動旋轉形成一個周期交變磁場；輸出永磁體與驅動永磁體非接觸相對安裝，并在驅動永磁體形成的周期交變磁場中受力驅動，與所述的輸出永磁體相連的彈性構件、輸出軸及牙刷頭將隨著輸出永磁體受力驅動而產生周期震動；它具有結構合理、緊湊，使用方便、可靠，能在電池電壓變化的情況下仍能確保牙刷頭在其共振頻率附近震動等特點。
文檔編號A61C17/34GK202776618SQ20122045144
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者葉洪源 申請人:葉洪源