一种牙套保管和清洗系统的制作方法

本发明涉及一种互联网口腔护理领域，特别涉及一种牙套保管和清洗系统。

背景技术：

牙齿问题是目前人们普通关系的一个问题，对于矫牙患者而言，隐形牙套由于不需要托槽和钢丝，通过弹性透明的高分子材料制做而成，在整个矫治过程中几乎是在旁人无察觉中就能完成，不影响日常的生活及社交，也越来越多的被人们所关注。

然而，业界现有的隐形牙套没有自动清洗功能，不能解决清洗牙套的用户痛点。每次进食之前，隐形正畸患者通常都要取下牙套，然后才能进食。进食结束之后，用户就要尽快把隐形牙套再戴回去，否则会因为佩戴时间不足而拖长正畸周期。用户在进食前取下隐形牙套之后，就要尽快把牙套清洗干净，否则一段时间之后就更难清洗。因为牙套上面沾染的牙菌斑等污物会结痂附着在隐形牙套的壁面上，时间越长越难以清洗。但是，在多数情况下，用户进食时的环境可能不便于清洗牙套，或用户在进食前没时间清洗牙套。这就给用户带来的困扰。可以说，牙套的清洗问题，是隐形正畸患者的一大痛点。

对隐形牙套的清洗，通常是采用人工用水冲洗，由于牙套本身的结构复杂，人工清洗不太方便，而且也清洗的不太干净。此外，牙医要求患者每天佩戴隐形牙套的时间达到20～22个小时，但是往往患者佩戴时间少于20个小时，不利于牙医督促。现有的牙套保管和清洗系统也没有对牙套保管时间进行统计的功能，不能推断出矫牙患者实际佩戴的时间。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，提供一种牙套保管和清洗系统，使得牙套在保管的时候能够自动清洗且能够检测隐形牙套的存放状态，计算出患者的佩戴时间。

实现本发明的技术方案是，一种牙套保管和清洗系统，包括一盒体，其中，所述盒体包括一中空的用于存放牙套和清洁液体的容置槽，在所述牙套内嵌有微型无线电子标签，在所述盒体的容置槽外设有电子标签阅读器、智能控制模块、无线通信模块、存储模块及电源模块，带有该无线电子标签的所述隐形牙套置于容置槽内时，所述电子标签阅读器读取该电子标签的响应信号，并予以解码，将当前的该牙套的电子标签编码信息发送给所述智能控制模块，所述智能控制模块接收到电子标签阅读器发送的电子标签编码信息的同时，记录牙套存放时的时间，当牙套被取出时，所述智能控制模块记录牙套被取出时的时间；所述存储模块对记录到的该牙套的电子标签编码信息以及牙套存放和取出的时间数据进行暂存，所述智能控制模块根据对记录到的含有电子标签编码信息的所述牙套的存放或取出的时间数据形成保管日志数据并通过所述无线通信模块外发给外部设备。

进一步地，所述容置槽由底壁和侧壁围合而成，在所述盒体的容置槽的底壁或侧壁的外壁面上安装超声波换能器，在该盒体的容置槽外还设有连接该超声波换能器的超声波发生器，所述超声波发生器连接有电源模块，所述超声波发生器产生超声波频率电流以驱动超声波换能器发生机械振动；该系统还包括一与盒体相配合的无线充电底座，所述无线充电底座内设有无线电能发射单元，所述盒体内的电源模块接收并储存从该无线电能发射单元发送的电能。

进一步地，在所述盒体的外表面还设有清洗开关，所述清洗开关分别连接所述超声波发生器、电源模块及智能控制模块，所述智能控制模块接收所述清洗开关的导通和断开动作信号实现清洗计时；所述智能控制模块在计时达到其预设的时间值但还未收到清洗开关的断开动作信号时主动对电源开关发出断开开关的控制指令。

进一步地，所述无线电子标签内嵌在牙套的磨牙端的至少其中一个端部，以及贴近牙套的外表面、并靠近面颊一侧。

进一步地，所述容置槽的横截面为圆角矩形，所述容置槽的长度大于或等于两个隐形牙套的长度和，所述容置槽的宽度大于或等于一个隐形牙套的宽度，所述容置槽的深度大于或等于一个隐形牙套的高度。

进一步地，所述无线电子标签由无线收发单元和标签芯片单元组成，所述标签阅读器由无线收发单元和阅读器控制单元组成。

进一步地，所述系统还包括一盒盖，所述盒盖安装于容置槽上方，所述超声波发生器、电源模块、智能控制模块、电子标签阅读器、存储模块、无线通信模块均位于容置槽的侧壁的侧方或者容置槽底壁的下方。

可选地，在所述容置槽上方的左右两边缘部位开设有两条相互平行设置的滑轨，在所述盒盖的下方的左右两边缘开设有两条相互平行的与该滑轨相配合的滑道，使得所述盒盖和容置槽形成滑动连接。

进一步地，所述无线通信模块为gprs模组或nb-iot模组，所述智能控制模块对形成的含有该电子标签编码信息的该所述牙套的保管日志数据通过所述gprs模组或nb-iot模组直接发送给外部设备。

进一步地，所述无线通信模块为蓝牙模块或zigbee模块，对应地，在所述无线充电底座内置有与该盒体内的无线通信模块进行匹配的蓝牙模块或zigbee模块，在所述无线充电底座还设置gprs模组或nb-iot模组，所述智能控制模块对形成的含有该电子标签编码信息的该所述牙套的保管数据通过在底座内设置的gprs模组或nb-iot模组无线发送到外部设备。

进一步地，所述盒体内的无线通信模块为蓝牙模块或wifi模块，所述智能控制模块对形成的含有该电子标签编码信息的所述牙套的保管日志数据通过用户手机联网传输数据至外部设备，或者通过路由器联网传输数据至外部设备。

与现有技术相比，本发明所公开的牙套保管和清洗系统，兼具保管和清洗的功能，解决了隐形正畸用户的牙套清洗痛点，用户只需将牙套放入盒体中，注入白水，即可启动超声清洗，清洗效果明显；而且清洗时间和存放时间等相关数据可被智能读取并无线传输给外部设备，以方便外部设备或人员了解牙套的佩戴和使用时间，作为牙医对矫牙患者的矫牙效果的参考和督促。

附图说明

图1为本发明实施例所述的牙套保管和清洗系统的内部构造示意图；

图2为本发明另一实施例所述的牙套保管和清洗系统的内部构造示意图；

图3为本发明实施例中rfid无线电子标签的结构原理图。

图4为本发明实施例中电子标签阅读器的结构原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做具体详述，但不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本发明实施例所公开的一种牙套保管和清洗系统，包括盒体1和盒盖2，盒盖2扣合形成密封，上拉即可打开，盒盖2为透明状，其中，所述盒体1包括一中空的容置槽3，所述容置槽3由底壁和侧壁围合而成，容置槽3用于存放牙套和清洁液体，在所述容置槽3的底壁外壁面还安装有超声波换能器4，位于底壁的中央最好，在所述容置槽3底壁的另一侧还设有连接该超声波换能器4的超声波发生器5，所述超声波发生器5连接有电源控制开关，上述电器器件与容置槽3不设置在同一空间，左右方向设置或者上下方向设置均可，电器器件与容置槽3二者被底壁或侧壁隔挡住，防止水流进入对电器件造成损坏。清洗开关6打开，各模块通电，所述超声波发生器5产生超声波频率电流以驱动超声波换能器4发生机械振动，产生大量微小气泡，对牙套内外进行全方位清洗。

更具体来说，在所述容置槽3的外部，也即底壁或侧壁的的另一侧还设有智能控制模块，比如单片机、微处理器或其它微型控制芯片，在保管盒外表面还设有清洗开关6，也即电源控制开关，所述清洗开关6分别连接所述超声波发生器5、电源模块及所述智能控制模块，电源模块可以为锂电池，清洗开关6可控制超声波发生器5启动或关闭，所述智能控制模块根据清洗开关6的导通和断开动作信号信号实现清洗计时；所述智能控制模块对计时达到其预设的时间长度但还未收到清洗开关6的断开动作信号时主动对清洗开关6发出断开开关的控制信号，对智能控制模块，我们可以先预设一个清洗时间值，如果超出该清洗时间值，系统检测到电源还未断开，即主动发出一控制命令给清洗开关，使得超声波发生器停止工作。

参照图2所示，为了使得本发明中的牙套保管盒尽可能的“薄”，减小厚度，方便携带，本发明中的存放上述各个电路部件(包括电源模块、智能控制模块、超声波发生器等)与容置槽3位于同一侧，也即左右方向设置，厚度小，便于携带，更方便放置于手提包内。在图2中，超声波换能器5位于底壁的外壁面上，当然，其也可位于侧壁的外壁面上。

在本发明一个优选的实施方式中，所述容置槽3的横截面为圆角矩形，以与牙套整体形状相适宜，此处的横截面即水平方向的剖面，所述容置槽3的长度大于或等于两个隐形牙套的长度和，所述容置槽的宽度大于或等于一个隐形牙套的宽度，这样可保证两个牙套同时可放置在容置槽中，同时进行清洗。

进一步地，在上述一个方案的基础上，所述盒体还包括一与盒体1底部相配合的无线充电底座11，所述无线充电底座11内设有无线电能发射单元和充电单元，所述盒体内的电源模块接受并储存从该无线电能发射单元发送的电能。将该保管盒整体设为无线充电的方式，防水防尘，并增强用户体验。

为了使得本产品的牙套盒体兼具保管时间数据传输功能，参照图1或图2所示，在所述容置槽3底壁(或者为侧壁)的下方还设有无线通信模块和存储模块，其均分别连接所述智能控制模块，所述智能控制模块对记录到的该牙套保管时间数据通过所述无线通信模块外发给外部终端，实现清洗数据的无线传输功能，所述存储模块对记录到的该牙套清洗的数据进行存储。

上述智能控制模块可以为单片机、微处理器或者其它具有信号处理功能的器件。

具体在本实施例中，对牙套保管时间数据的测量是通过rfid无线电子标签8及标签阅读器9的配合来实现。参照图3、图4所示，在所述隐形牙套内嵌有微型无线电子标签8，在所述盒体的容置槽外设有电子标签阅读器9，带有该无线电子标签8的所述隐形牙套置于容置槽内时，所述电子标签阅读器9读取该电子标签8的响应信号，并予以解码，将当前的该牙套的电子标签编码信息发送给所述智能控制模块，所述智能控制模块接收到电子标签阅读器9发送的电子标签编码信息的同时，记录牙套存放时的时间，当牙套被取出时，阅读器9不能读取到电子标签8的响应信号，阅读器9产生“取出”或“不在”指示信号并发送给智能控制模块，所述智能控制模块记录牙套被取出时的时间；所述存储模块对记录到的该牙套存放或取出的时间数据进行暂存，所述智能控制模块根据对记录到的含有电子标签编码信息的所述牙套的存放或取出的时间数据形成保管日志数据并通过所述无线通信模块外发给外部设备，如手机、笔记本电脑等，或者将保管日志数据发送给云端。同时，通过rfid无线电子标签8和阅读器9的配合，也使得每一个牙套具有自己独立的id，牙医或者用户自己通过手机app即可准确观察到自己的牙套佩戴时间。

下面来详述上述各个模块的功能。

一、容置槽和盒盖。

隐形牙套清洗容置槽3兼做隐形牙套的保管槽体。封盖为容置槽3提供密封功能，防止槽体内的水液溅出或渗出。用户把隐形牙套放置在槽体中之后，需要在槽体中加入一些干净的水(如：自来水、矿泉水、纯净水)，然后可启动超声清洗。超声清洗完成之后，牙套可以继续放在槽体内，直到下次要佩戴时再取出。槽体的形状和尺寸与隐形牙套相匹配，便于牙套的放置，同时也使得盒体的体积较为紧凑，方便用户携带。

为了达到便携式的技术效果，需要把保管盒做得尽量“薄”。为此，本发明优选采取将声波发生器、电源模块、智能控制模块、标签月对其位于容置槽的侧壁的一个侧面。当然，本领域技术人员应当理解的是，所述超声波发生器、电源模块、智能控制模块也可均位于容置槽的底壁的正下方。所述容置槽3的空间和容置上述各电路部件的空间高度和宽度为一致。

关于容置槽的盒盖，其一方面可设置为如图1所示的上拉扣合方式，另一方面可采用滑盖式设计。其具体实施方式为：将盒盖安装于容置槽上方，所述容置槽上方的左边缘和右边缘分别设置有一条滑轨。两条滑轨相互平行。与滑轨相对应，所述盒盖下方的左边缘和右边缘分别设置有一根滑道，滑轨和滑道长度相同。所述两根滑道分别卡扣在两条滑轨内，使得所述盒盖可以在所述容置槽的上方做前后方向的往复滑行运动。当所述盒盖完全滑动到所述滑轨的后端时，容置槽被盒盖完全覆盖并被密封以防止槽中的清洗水液漏出。当所述盒盖完全滑动到所述滑轨的前端时，盒盖离开容置槽的上方，容置槽的槽体上方处于打开的状态。这种情况下，盒盖下方的盒体部分，就是设置电源模块、智能控制模块等元器件的部分，这样也能明显能够减小空间。

二、超声波换能器。

超声波换能器4设置在上层盒体1的壁面。具体来说，所述超声波换能器4可设置在容置槽3的底部的外壁面，或者侧壁的外壁面。可设置一个超声波换能器4，也可设置两个或若干个。在超声波频率电流的激励下，超声波换能器4将产生超声波频率振动，把高频电能转换成机械能。超声波换能器4产生的高频振动经由容置槽体的壁面传播到槽体内的液体中。液体内部将不断地产生大量微小的气泡并瞬间破裂，每个气泡的破裂都会产生微小局部的高温和冲击波，从而将隐形牙套清洗干净，而且清洗效果显著，也解决了牙套内部人工不好清洗、清洗不便的问题。

三、超声波发生器

超声波发生器5，位于容置槽3底壁侧方或底壁的下方，连接有清洗开关6，负责产生超声波频率电流，用以驱动超声波换能器4。

四、清洗开关

清洗开关6控制电源模块所在回路的导通或断开，进而控制超声波发生器5是否启动。

清洗开关6设置在保管盒的外表面上，可以为触摸式、或按钮式、或拨动式开关，作为超声波发生器5的控制开关。用户通过触摸动作、或按压动作、或拨动动作清洗开关6，使得超声波发生器5的供电回路处于“导通”或“断开”状态。

该清洗开关6同时连接到智能控制模块。每当该开关闭合时，智能控制模块通过控制线接收到该开关的闭合动作信号；每当该开关断开时，智能控制模块接收到该开关的断开动作信号。

五、rfid无线电子标签及标签阅读器

rfid无线电子标签8及标签阅读器9主要为盒体提供隐形牙套存放及取出状态感知功能，所述无线电子标签8由标签无线收发单元81和标签芯片单元组成，所述标签阅读器9由阅读器无线收发单元91和阅读器控制单元组成，电子标签8与阅读器9之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。

在牙套上嵌入一个微型的无线电子标签8，同时在盒体内设置相应的电子标签阅读器9。上述无线电子标签8优选嵌入在牙套的其中一个磨牙端的端部或者两个端部，以及贴近牙套的外表面、并靠近面颊一侧，如：嵌入在牙套靠近磨牙端的标示凸点内部。

在电子标签8的标签芯片单元内储存了一个编码信息，该编码信息含有这副隐形牙套的全球唯一编码，电子标签8中还有无线收发单元(带有导体线圈)与标签芯片单元相连接。电子标签8中的无线收发单元81还将与标签阅读器的无线收发单元91进行通讯。

标签阅读器9在读取电子标签8的信息时，会通过阅读器的无线收发单元91发送电磁波，该电磁波中还包含要求电子标签8模块把储存的编码发回来的命令。

当带有电子标签8的牙套放置在保管槽内时，电子标签8中的无线收发单元81将接收到的电磁波转换成合适的工作电压供标签芯片单元工作。标签芯片单元接收到命令后，将自身储存的编码信息通过标签无线收发单元81发送出来。标签阅读器接收到电子标签8发来的无线信号之后，进行信号解码和信息读取，并将读取到的电子标签编码信息发送给智能控制模块。

当带有电子标签8的牙套从保管槽内取出时，标签阅读器9无法读取到电子标签8的响应信号，标签阅读器9产生“取出”或“不在”指示信号并发送给智能控制模块。

六、智能控制模块

智能控制模块为多功能盒体提供智能控制功能。

1、对接清洗开关6，控制清洗开关6的定时“断开”操作，实现清洗自动停机功能。

每当智能控制模块接收到清洗开关6的闭合动作信号之后，智能控制模块就开始计时。

在智能控制模块计时过程中，若清洗开关6被用户“断开”，则智能控制模块停止计时。

在智能控制模块计时过程中，若清洗开关6始终未被用户“断开”，则智能控制模块的计时达到某一个预先设定的时间长度(如：5分钟)时，智能控制模块主动发出控制信号“断开”清洗开关6，使得停止产生超声振动。

2、对接感应存放状态的标签阅读器9，接收其发送过来的牙套存放和取出的时间数据，并予以存储和处理。

当带有电子标签8的牙套放置在保管槽内时，标签阅读器9模块将读取到的电子标签编码信息发送给智能控制模块，同时，智能控制模块记录牙套的存放时间。

当带有电子标签8的牙套从保管槽内取出时，标签阅读器9模块产生“取出”指示信号并发送给智能控制模块，同时，智能控制模块记录牙套的取出时间。

根据存放时间和取出时间，产生一条新的隐形牙套保管日志数据。

隐形牙套的保管日志数据的内容，即为上述“电子标签编码”牙套的历次存在开始时间及存放结束(取出开始)时间，通过两次的时间可判断出用户佩戴的时间。所述智能控制模块为微处理器或者单片机，或者数字信号处理器，或者为具有相应信号处理功能的器件。

3、对接无线通信模块，上传隐形牙套保管日志数据。

隐形牙套的一条保管日志数据产生之后，智能控制模块即时调用无线通信模块发送该条保管日志数据。

4、对接存储模块，实现隐形牙套保管日志数据的本地暂存。

隐形牙套保管日志数据产生之后，若无线连接不可用导致信号无法发送，则隐形牙套保管和清洗系统会在本地(存储器)暂存该日志数据。然后，智能控制模块还会间歇式地继续尝试无线发送操作，直到本地暂存的日志数据得以成功发送。

七、存储模块

存储模块为盒体提供数据存储功能。存储模块的数据存储功能具有掉电不挥发的能力，如：采用flash存储器。

隐形牙套的保管日志数据产生之后，若无线连接不可用导致信号无法发送，则盒体会在本地暂存该保管日志数据。然后，盒体还会间歇式地继续尝试无线发送操作，直到本地暂存的保管日志数据得以成功发送。

八、电源模块

电源模块为盒体提供无线电能接收、电能存储、电源供应功能。由无线电能接收单元、电能存储单元、电源供应单元组成。

无线电能接收单元从无线充电底座的无线电能发送单元所发射的信号中接收电能。这里，无线电能发送单元所发射的信号可以是无线电波，也可以是超声波。

电能存储单元将无线电能接收单元接收到的电能予以存储。具体来说，该单元采用锂电池实现。

当电能存储单元所存储的电量满格，无线电能接收单元用无线信号发送电量满格提示信息。

电源模块的电源供应单元为盒体中的其他各个模块，包括智能控制模块、标签阅读器、无线通信模块、存储模块提供电源。

九、无线通信模块。

无线通信模块负责对外发送数据，其设置方式有四种。

方式1：数据从牙套保管和清洗系统内直接传输，也即无线通信模块设于牙套保管和清洗系统内。具体方式为，所述无线通信模块设为具有远程传输功能的gprs模组或nb-iot模组，所述智能控制模块为单片机，在所述容置槽3底壁或侧壁的的另一侧内还预置有sim卡或软sim卡，所述单片机接收并形成的牙套清洗数据或存放数据通过所述gprs模组或nb-iot模组直接发送给外部设备。若日志数据发送不成功(如：因无线连接不可用)，智能控制模块在本地存储模块中暂存该日志数据。

方式2：数据由盒体传输到底座，再由底座向外发出。具体方式为，所述无线通信模块设为具有近程传输功能的蓝牙模块或zigbee模块，对应地，在所述无线充电底座内置有与该盒体1内的无线通信模块进行匹配的蓝牙模块或zigbee模块，在所述无线充电底座还设置具备无线远程传输功能的gprs模组或nb-iot模组，以与外部的终端设备进行数据传输，在该底座内还预置有sim卡或软sim卡。若底座发送日志数据不成功，底座智能控制模块在本地存储模块中暂存该日志数据。相比方式1的设计，盒体内的电路器件数量可减少，将部分电路器件设置在充电底座上。

方式3：数据从盒体1直接发出，但需借助手机或者笔记本电脑、ipad等移动终端向外发送。具体方式为在所述盒体1内的无线通信模块设为蓝牙模块，其与用户手机事先配置好并通过用户手机联网传输数据至外部设备，此时手机上应当有蓝牙传输功能，以便接收保管日志数据。若保管日志数据发送不成功(如：因无线连接不可用)，盒体内的智能控制模块在本地存储模块中暂存该保管日志数据。

方式4：数据从盒体1发出，但需借助无线路由器上网实现传输。具体方式为，所述盒体1内的无线通信模块设为wifi模块，其通过路由器联网实现传输数据至外部设备。若保管日志数据发送不成功(如：因无线连接不可用)，盒体智能控制模块在本地存储模块中暂存该保管日志数据。

本发明所公开的牙套盒体，兼具保管和清洗的功能，解决了隐形正畸用户的牙套清洗痛点，用户只需将牙套放入盒体的存储槽中，注入白水，即可启动超声清洗，清洗效果明显，此外，本产品采用无线充电的方式，真正做到了防尘防水；本发明的电器部件和容置槽左右方向设置，使得产品本身尽可能薄，体积小巧，便于携带；而且牙套的保管日志数据可通过无线通信模块传输给外部设备或云端，以方便外部设备或人员了解牙套的佩戴和使用时间，以作为牙医对矫牙患者的矫牙效果的参考和督促。

虽然以上结合优选实施例对本发明进行了描述，但本领域的技术人员应该理解，本发明所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，在不背离由所附权利要求书限定的本发明精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改、增加、以及替换。