温度下，输出将被提高到一定程度，而在该温度范围的较高端，传感器输出将被减小，从而得到对于特定的施加的压力/力在选定温度范围内一致的霍尔效应输出。温度补偿的霍尔效应输出被示于图7。图6和图7涵盖了O和40摄氏度之间的温度范围。该温度补偿系统产生更精确的霍尔传感器输出，这继而产生由处理器确定并反馈给用户的更准确的压力信息。
[0022]在一些情况下，霍尔效应传感器的灵敏度相对于磁场可能过高。这样的问题通过使用图4所不的磁屏蔽件60可以被克服，该磁屏蔽件在磁体56和霍尔效应传感器66之间被安装驱动外壳62上。各种屏蔽装置可以被使用，但一个实例是使用μ金属箔片。低碳钢也可被使用。在示出的实施例中，μ金属的厚度为大约0.3_。这样的布置降低了传感器的灵敏度，以便当磁体由于刷毛区中的力被移位时，提供对磁场变化的精确响应。
[0023]图5示出了用于通过处理器65实现力的测定的整个过程和结构元件。用户动作在框66表示，从而指示对着刷毛区施加的力的量。总用户负载被表示在67。用户负载包括由用户实际所施加的负载67Α，以及刷牙期间由于用户的嘴唇67Β和用户的脸颊67C造成的负载。这在刷毛区上产生总负载或力，该总负载或力造成V型-弹簧的后端和磁体绕枢轴的位移，由框68表不。位移产生来自霍尔传感器的信号，如由框70表不。
[0024]然后霍尔输出信号在框74被处理，从而确定由于总负载造成的电压和输出变化；处理包括求多个循环的输出平均值，参考76，以及从信号滤除噪声，包括来自于电动机的电子噪声和机械噪声，被表不在78。结果为输出信号80，其是至处理电路的其余部分的输入信号。如上所述，微处理器包括涉及霍尔传感器输出与力值关系的响应曲线或信息表81。响应曲线通常是用于0-300克力的范围的直线。计算也将包括相关步骤，如84所表示的，其涉及在力范围内力和霍尔传感器值的相关性。计算82的输出将是:(1)是否已经达到最小压力；(2)压力是否在预选范围内，和(3)是否已超过最大压力值的指示。信息被连续地提供。作为一个例子，最小压力可以是30克，而最大压力可以是300克。
[0025]这个信息被证明为呈某种形式，例如听觉、视觉或感觉的反馈(框86)。这种反馈可由用户感知，如88所示，这使用户能够采取适当的行动，特别是增加或减小压力或如果压力是在所期望的范围内，维持该压力，如通常由框90表示的。最大压力已经被超过(触发点)的一个指示是通过在很短的时间周期，例如两秒钟内将频率略微改变得更高，通常为10赫兹左右，然后将频率回复到其后的既定频率。这种可感知反馈和用户对它的信赖，使刷牙习惯的改变是所期望的以产生长期良好的牙齿护理。
[0026]应当认识到，本文公开了一种用于在刷头上提供压力信息的简单可靠的系统，该系统提供了关于对着牙刷区的压力的连续信息。
[0027]虽然本发明的优选实施例已经被公开用于说明的目的，应该理解的是，各种改变、修改和替换可以在该实施例中被结合，而不偏离由下面的权利要求限定的本发明的精神实质。
【主权项】
1.一种电动牙刷，包括: 包含动力驱动组件的手柄部； 刷头组件(32)，包括刷头臂(36)和在其远端的刷元件(38); V型-弹簧组件(14)，其响应于所述动力驱动组件，用于将所述动力驱动组件的动作转换为所述刷头组件的来回运动，其中，所述V型-弹簧组件与所述刷头组件围绕枢轴点(52)一起移动； 被定位在所述V型-弹簧组件的后端的安装构件(55); 被附连到所述安装构件的磁体(56); 霍尔效应传感器(58)，其被安装在当所述V型-弹簧的所述后端移动时由所述磁体产生的变化的磁场内，其中，所述霍尔效应传感器的输出从对应于由于所述刷元件上的压力造成的所述V型-弹簧的所述后端的位移的空载状态开始改变；以及 处理器(65)，其响应于所述霍尔传感器的输出(70)和存储的信息(81)，以产生指示在刷牙操作期间施加到所述刷元件的所述压力的信号。2.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述动力驱动组件包括电动机(11)，所述电动机具有驱动所述V型-弹簧组件的定子部分(12)。3.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述安装构件包括含铁金属。4.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述V型-弹簧组件具有沿其长度大约在中间的节点，其中，当所述V型-弹簧的后部通过所述动力驱动组件的动作在一个方向上扭曲时，所述V型-弹簧的向前部在相反的方向上扭曲，从而产生所述刷牙组件和所述刷元件的来回清扫动作。5.根据权利要求1所述的电动牙刷，包括弹簧组件(46，50)，所述弹簧组件在所述V型-弹簧组件的相对两端提供预加载。6.根据权利要求1所述的电动牙刷，包括定位于所述磁体和所述霍尔效应传感器之间的金属屏蔽(60)，以减小当所述磁体通过所述刷元件上的压力移位时，所述霍尔效应传感器对由所述磁体所产生的所述变化的磁场的灵敏度。7.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述金属屏蔽是μ金属，大约0.3mm厚。8.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述刷元件上的所述压力包括在刷牙操作期间由用户抵靠牙齿(67)按压所述刷元件产生的负载(67)，由用户的嘴唇(67B)和脸颊(67C)产生的负载。9.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述处理器包括求所述霍尔传感器的信号输出在若干周期(76)内的平均值和从霍尔信号输出(78)过滤掉噪声的能力。10.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述处理器使用所述存储的信息来将所述霍尔传感器的输出与至少一个预建立的阈值(82)关联，并给用户提供关于所述刷元件上的所述压力超过第一阈值的反馈信息(86)。11.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中由所述处理器产生的信号是连续的，从而提供所述刷元件上的压力的连续指示。12.根据权利要求10所述的电动牙刷，其中所述处理器为用户提供关于所述刷元件上的压力超过最小阈值的指示。13.根据权利要求1所述的电动牙刷，其中所述反馈指示呈用户可识别的形式(88)。14.根据权利要求1所述的电动牙刷，包括用于所述霍尔效应传感器输出的温度补偿的系统。15.根据权利要求14所述的电动牙刷，包括温度确定元件和关联所感测的温度与所述霍尔效应传感器输出的调节的存储的代码或表，使得对于给定的压力的所述霍尔效应传感器的所述输出在所选择的温度范围内将保持大致恒定。16.根据权利要求14所述的电动牙刷，其中所述温度范围在O和40摄氏度之间。
【专利摘要】该电动牙刷包括刷头臂(36)和在其远端的刷元件(38)。V型-弹簧组件(14)将动力驱动组件的运动转换成来回运动。在V型-弹簧组件的后端的安装构件(55)为磁体(56)提供基部。该V型-弹簧组件的后端根据施加到刷元件的压力而移位。当V型-弹簧组件的后端由于刷头上的压力被移位时，霍尔效应传感器(58)被安装在由磁体产生的变化的磁场内。处理器(65)响应于来自霍尔传感器的输出，并当压力超过阈值时提供指示。
【IPC分类】A61C17/22, A46B15/00, A61C17/34
【公开号】CN105101907
【申请号】CN201480013684
【发明人】J·T·斯坎兰德, H·R·罗恩, K·A·米勒
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年2月13日
【公告号】WO2014140959A1