线性电动聚合物马达和具有所述线性电动聚合物马达的装置的制作方法

本专利申请一般涉及电动聚合物装置，并且更具体地涉及线性电动聚合物马达和装有所述马达的装置。

背景技术：
电动聚合物马达通常已经被用于机器人、镜头定位和插装式泵中。一般来讲，这些马达包括位于两个导电性的和弹性层（即，电极）之间的一层聚合物膜。所述聚合物可被认为是电介质。聚合物响应横跨所述一对电极施加的电压变形，从而将电力转换成机械运动。

技术实现要素：
在一个实施例中，线性电动聚合物马达包括固定构件、具有轴线的线性轴、聚合物致动器和偏置构件。聚合物致动器包括第一端部和第二端部，使得所述聚合物致动器的第一端部固定地连接到所述线性轴并且所述聚合物致动器的第二端部固定地连接到所述固定构件。偏置构件包括第一端部和第二端部。偏置构件的第一端部固定地连接到线性轴，并且偏置构件的第二端部固定地连接到固定构件。聚合物致动器收到电压后改变长度以沿着所述轴线线性地移动线性轴。在另一个实施例中，一种装置包括限定其中装置机壳的装置外壳和至少部分地定位在由所述装置外壳限定的装置机壳内的线性电动聚合物马达。线性电动聚合物马达包括具有轴线的线性轴、聚合物致动器和偏置构件。聚合物致动器包括第一端部和第二端部，使得所述聚合物致动器的第一端部固定地连接到线性轴并且所述聚合物致动器的第二端部固定地连接到装置外壳。偏置构件包括第一端部和第二端部。偏置构件的第一端部固定地连接到线性轴，并且偏置构件的第二端部固定地连接到装置外壳。聚合物致动器在收到电压后改变长度以沿着所述轴线线性地移动线性轴。在另一个实施例中，一种装置包括装置外壳和线性电动聚合物马达。装置外壳限定装置机壳。线性电动聚合物马达被至少部分地定位在由装置外壳限定的装置机壳内，并且包括致动器基座、具有长度的线性轴、聚合物致动器、复位弹簧和偏置构件。致动器基座通过致动器弹簧在装置机壳内被联接到装置外壳。聚合物致动器具有第一端部和第二端部，使得聚合物致动器的第一端部固定地连接到线性轴并且聚合物致动器的第二端部固定地连接到致动器基座。聚合物致动器在收到电压后改变长度。复位弹簧具有固定地连接到致动器基座的第一端部和固定地连接到线性轴的第二端部。偏置构件具有第一端部和第二端部，使得偏置构件的第一端部固定地连接到线性轴，并且偏置构件的第二端部固定地连接到装置外壳。在仍然另一个实施例中，一种装置包括柔性联接到振荡桥的基座。基座位于第一平面并且振荡桥位于平行于第一平面的第二平面。所述装置还包括具有第一端部和第二端部的聚合物致动器。聚合物致动器的第一端部联接到基座并且聚合物致动器的第二端部联接到振荡桥。施加到聚合物致动器的电压使振荡桥相对于基座平移，使得振荡桥在第二平面内线性地行进。附图说明应当理解，前述一般描述和以下详细描述均描述了各种实施例，并且旨在提供用于理解受权利要求书保护的主题的性质和特征的概观或构架。本专利申请包括附图以提供对各种实施例的进一步理解，并且将它们并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图中示出的实施例在性质上为例证性的，并且不旨在限制由权利要求所限定的主题。这些附图示出了本文所述的各种实施例，并连同用来说明受权利要求书保护的主题的原理和操作的说明书。图1示意性地描绘根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的结合到示例性牙刷装置中的一种示例性线性电动聚合物马达；图2示意性地描绘根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的结合到示例性牙刷装置的一种示例性线性电动聚合物马达；图3示意性地描绘根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的具有旋转构件的一种示例性附接件；图4示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的具有示例性线性电动聚合物马达的一种示例性牙刷装置的局部透明侧面透视图；图5A示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的具有示例性线性电动聚合物马达的一种示例性牙刷装置的局部透明侧面透视图；图5B示出了图5A所描绘的示例性线性电动聚合物马达的顶视图；图6A示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的一种示例性线性电动聚合物马达的局部透明侧面透视图；图6B示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的一种示例性弹簧的顶视图；图6C示出了图6A所描绘的示例性线性电动聚合物马达的剖面图；图7A示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的一种示例性卷拢的聚合物致动器的侧面透视图；图7B示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的具有图7A所描绘的示例性卷拢的聚合物致动器的一种示例性线性电动聚合物马达的剖面图；图8示意性地描绘根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的结合到示例性牙刷装置中的示例性线性电动聚合物马达；图9示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的具有示例性线性电动聚合物马达的一种示例性牙刷装置的剖面图；图10A示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的结合示例性聚合物致动器的一种示例性电动剃刀的分解透视图；图10B示出了图10A所描绘的示例性电动剃刀装置的装配侧面透视图；图10C示出了图10B所描绘的示例性电动剃刀装置的剖面图；图10D示出了处于第一状态中的图10C所描绘的示例性电动剃刀装置的剖面图；图10E示出了处于第二状态中的图10C所描绘的示例性电动剃刀装置的剖面图；图11A示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的一种示例性数字振荡电压起伏图；图11B示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的一种示例性正弦形振荡电压起伏图；图11C示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的一种示例性正弦形振荡电压起伏图；图12A示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的对于两种不同振荡频率的一种示例性正弦形电压起伏图；并且图12B示出了根据本文所描述和所示出的一个或多个实施例的对于两种不同振荡频率的示例性数字电压起伏图。具体实施方式本文所公开的实施例一般涉及可被结合到电器例如诸如口腔护理装置和电动剃刀的线性电动聚合物马达。例如，可利用聚合物致动器来驱动从动构件诸如线性轴、来驱动电器的部件诸如牙刷头部或剃刀刀片。下面详细地描述线性电动聚合物马达和结合所述马达的装置的各种实施例。在下面详细描述的实施例中，参考构成其一部分并且仅为举例并非为限制权利范围而显示的附图，可实施本公开主题的具体实施例。应当理解，可利用其它实施例而且可进行合逻辑的、机械的和电气的改变而不脱离本公开的实质和范围。现在参见图1，其示出了具有线性电动聚合物马达101的装置100的总图。尽管实施例在本文中是在口腔护理装置诸如电动牙刷或刮舌器的背景下描绘的，实施例并不受此限制。例如，取决于预期应用，可利用各种附接件（例如，附接件120）来改变装置100的功能。线性电动聚合物马达101一般包括线性轴112、偏置构件115和聚合物致动器114。线性轴112可沿着纵向轴线102延伸并且通过偏置构件115和聚合物致动器114联接到固定构件117/117'(例如，装置外壳、马达底座、或任何固定表面）。如本文更加详细所述，线性轴112可被允许沿着纵向轴线102来回地线性平移。例如，可提供导向装置113/113'诸如导向套以将线性轴112限制于沿着纵向轴线一个自由度。如本文所用，“线性运动”或“线性移动”是沿着直的或基本上直的线路或方向移动。术语“角运动”是指任何角位移。“曲线运动”是指既不完全是线性地也不完全是成角度地而是这两种方式的组合（例如曲线地）的运动。这些运动可为恒定运动或周期运动。恒定运动是指不改变方向或路径的运动（即单向）。周期运动是指倒转方向或路径的运动。恒定角运动被称为旋转运动，虽然本文的结构可被描述为“可旋转地安装的”，但这仅仅旨在指可能是角运动，无论是周期性的还是恒定的。周期性角运动被称为振荡运动。曲线运动也可为恒定的（即单向的）或周期性的（即倒转方向的）运动。周期性线性运动被称为“往复运动”。上述运动可沿线性轴、装置附接件、刷毛载体、牙刷、牙刷头部等的一个或多个轴线进行。因此，根据描述物体在其运动期间的位置所需的轴坐标数目，本文所述的运动可为一维运动、二维运动或三维运动。一维运动是指能够由单个坐标（例如，X，Y或Z坐标）描述的运动。通常，只有线性运动可以是一维的。例如，基本上仅沿着Y轴的周期性线性运动是一维运动（本文将其称之为“脉冲运动”、“往复运动”、“前后运动”或“上下运动”。二维运动是指需要用两个坐标（例如，X和Y坐标）来描述一个或多个物体的行进路径的物体的运动。发生在单个平面中的角运动为二维运动，因为物体上的某个点将需要两个坐标来描述其行进路径。尽管各种线性轴可被示出为圆柱形杆，但实施例并不受此限制。在一个实施例中，线性轴横截面可为矩形的（例如，条）。此外，一个实施例的线性轴可被构造成板而不是圆柱形杆，使得所述板限定用于轴向（线性）运动的轴线或方向。线性轴可呈现任何几何构型，使得它可以以往复方式来回地线性平移。此外，本文下面所描述的各种部件可为线性轴的结构而不是离散的部件（例如，弹簧）。线性轴112可包括聚合物致动器114的一端可固定地连接到其上的致动器连接区域116和偏置构件115的一端可固定地连接到其上的偏置构件连接区域118。在一个实施例中，致动器连接区域116可沿着线性轴112的长度偏离于偏置构件连接区域118。作为另外一种选择，致动器连接区域116可处在与偏置构件连接区域118相同的位置。在一个实施例中，致动器连接区域116和偏置构件连接区域118可被构造成从聚合物致动器114和偏置构件115可连接到其上的线性轴112延伸的致动器突起（或多个突起）。聚合物致动器114和/或偏置构件115可被通过多种方法诸如粘合剂、激光定位焊、机械夹持、紧固件等分别连接到致动器连接区域116和偏置构件连接区域118。聚合物致动器114可包括定位在一对电极（未示出）间的聚合物材料。所述一对电极可以以多种方式附接到聚合物致动器的两个相对表面，包括但不限于粘合剂、超声焊接、机械连接器、涂层等。所述一对电极可与电源（未示出）连通。所述一对电极可横跨聚合物材料施加电压，导致聚合物材料在多个方向上（即，纵向地、横向地、对角地等）变形（即，聚合物材料可响应外加电压膨胀和/或收缩）。电源可重复地和交替地向聚合物致动器的电极施加功率（即，电压）并从聚合物致动器的电极去除功率（即，电压）以使线性轴来回振荡。适用的聚合物材料和电极以及各种电压控制方法被进一步描述于美国专利公开号6,545,384和6,781,284以及美国专利公布号2010/0043157中，为了所有目的它们以引用方式并入本文。聚合物致动器114的第一端部可固定地联接到线性轴112的致动器连接区域116，并且第二端部可在第一连接区域117固定地连接到固定构件。对于其中线性电动聚合物马达101将要被执行的具体应用，聚合物致动器114的长度可取决于所期望的行程。可被构造成弹簧的偏置构件115包括可固定地联接到线性轴112的偏置构件连接区域118的第一端部和可在连接区域117'处固定地连接到固定构件的第二端部。偏置构件115和聚合物致动器114配合以在一个维度（即，轴向）上驱动线性轴112，如箭头A所指示。通过向聚合物致动器114的电极施加电压，聚合物致动器114可膨胀，从而允许线性轴112在向上的方向上移动。当电压被切断时，聚合物致动器114可缩短并且使线性轴112向下移动。偏置构件115可通过提供弹簧力帮助线性轴112的轴向运动。通过使电压在接通和断开状态之间交替，线性轴112可沿着其轴线以期望频率来回地线性平移。线性轴112的来回运动的期望频率可取决于具体应用。在电动牙刷的背景下，在一个实施例中，平移的频率可处于约50Hz至约500Hz的范围内。在另一个实施例中，平移的频率可处在约100Hz至约200Hz的范围内。在另一个实施例中，平移的频率为约150Hz。应当理解，可利用其它平移频率，其取决于具体应用。线性电动聚合物马达101可被用于各种小电器应用诸如电动牙刷、刮舌器、木质工具、电动剃刀等中。线性电动聚合物马达101可联接到可被构造用于具体应用的附接件120。图1所示的附接件120是牙刷头部，使得装置100被构造成电动牙刷。在该实施例中，线性电动聚合物马达101可被保持在充当固定构件的装置外壳中，使得线性轴112相对于外壳平移。图1所示的附接件120具有可通过接合结构122联接到线性轴112的第一端部121。在一个实施例中，接合结构122提供过盈配合或可移除的滑入配合，使得可将附接件120从线性轴112移除。在附接件的第二端部处可提供接触元件124。线性轴112沿着其轴线的周期性线性运动如箭头A所指示驱动接触元件124，其可帮助刷牙的功效。在下文中进一步详细地讨论了接触元件。附接件120可包括任何数目的已知的和未知的形状、尺寸、构型和材料。用于附接件120的示例性材料可包括但不限于聚合物、塑料、弹性体、金属、复合材料或它们的组合(例如，聚丙烯、POM、ASA、ABS、PC、SAN或任何其它适用的材料）。现在参见图2，其示出了具有用第二聚合物致动器215代替图1的偏置构件115的线性电动聚合物马达201的一种装置200。在这个实施例中，第一聚合物致动器214可在第一连接区域217固定地连接到致动器连接区域216和固定构件。第二聚合物致动器215可固定地连接到偏置构件连接区域218和第二连接区域217'。可给所述第一聚合物致动器214和第二聚合物致动器215提供交流电压，使得这两个聚合物致动器在相反的方向上工作并且充当激动剂和拮抗剂。例如，第一正弦电压可提供给第一聚合物致动器214并且第二正弦电压可提供给第二聚合物致动器215，其中所述第一正弦电压和第二正弦电压可相对于彼此不同相，使得所述第一聚合物致动器和第二聚合物致动器被交替地驱动，从而导致线性轴212来回地移动。控制所述第一聚合物致动器214和第二聚合物致动器215的方法被提供于美国专利公布号2010/0043157中，该文献全文以引用方式并入本文。在利用在相反方向上操作以使线性轴移动的两个聚合物致动器（例如，图2所描绘的第一聚合物致动器214和第二聚合物致动器215）的实施例中，电源可采用振荡脉冲在第一聚合物致动器和第二聚合物致动器之间交替电力，导致线性轴212沿着其轴线202振荡。图11A示出了可被传递给聚合物致动器的成阶跃函数的振荡脉冲电压。具体地，电源可横跨与第一聚合物致动器相关联的所述一对电极施加电压，同时横跨与第二聚合物致动器相关联的所述一对电极施加零电压，然后，向与第一聚合物致动器相关联的所述一对电极施加零电压，同时横跨与第二聚合物致动器相关联的所述一对电极施加电压。对于执行任务所需的任何时间量，可重复这种交替供电。作为另外一种选择，图11B示出了振荡脉冲电压可被构造成正弦函数。在一个示例性实施例中，振荡脉冲可向第一聚合物致动器施加正电压（脉冲波在t线之上），同时负电压（脉冲波在t线之下）可被反转并且施加到第二聚合物致动器。图11C示出了一种振荡脉冲电压，其中在电压脉冲施加到聚合物致动器中的一者之后以及电压脉冲施加到另一个、第二聚合物致动器之前提供了延时td。振荡脉冲电压（在一个实施例中，其可如图10C所示为正弦形的）可具有包含延时td的周期tp。延时td可在利用施加电压激活另一个聚合物致动器之前允许聚合物致动器开始返回到其预应变状态。周期tp和延时td的持续时间可取决于其中实施线性电动聚合物马达的具体应用。作为另外一种选择，电源可采用脉动脉冲将基本上并发的电力供应给第一聚合物致动器和第二聚合物致动器，导致线性轴沿着其轴线移动。此外，脉动脉冲可为正弦形的。控制器（未示出）可控制电源施加到第一聚合物致动器和第二聚合物致动器的所述一对电极上的电压量。另外，控制器可控制脉冲波形的频率。控制器可控制所述频率介于约0.1Hz至约150kHz之间，或者更具体地介于0.5Hz至约100kHz之间，并且甚至更具体地介于1Hz至约50kHz之间。控制器也可叠加振荡和脉动脉冲频率以产生如图12A和12B所示的线性轴的线性运动。再次参见图2，可提供导向装置213/213'以确保线性轴212在如箭头A所指示的直线方向上移动。该实施例可在线性轴212处产生比图1所示的实施例高的力。与图1所示的实施例相似，可提供附接件220，诸如牙刷头部。现在参见图3，其示出了根据一个实施例的附接件320。附接件320一般包括旋转构件324（例如，在电动牙刷应用中具有牙刷刷毛的盘）、推杆325、摇臂326和附接件外壳321。推杆325和摇臂326可被设置在由附接件外壳321限定的附接件凹槽323内。在推杆325的联接端可提供联接结构322，使得推杆325可被可拆卸地联接到线性轴312。在一个实施例中，推杆325可相对于线性轴312成一角度被定位以帮助旋转构件324的周期性角运动。摇臂326可位于推杆325远离联接结构322的一端。摇臂326和推杆325可为整体部件或两个分开的部件。摇臂326可在偏离于旋转构件324的中心旋转轴线328的位置联接到旋转构件324，其中线性轴312的周期性线性运动(箭头A)平移推杆325，使得摇臂326如箭头B所指示围绕旋转轴线328振荡旋转构件324。这样，推杆325和摇臂326将线性轴312的周期性线性运动转换成旋转构件324的周期性角运动。在该实施例中，旋转构件324如箭头B所指示旋转。在一个实施例中，旋转构件324的振荡旋转围绕旋转轴线介于约1°和约179°之间。在另一个实施例中，旋转构件324的振荡旋转围绕旋转轴线介于约20和40°之间。在另外的实施例中，旋转构件324的振荡旋转可大于约5°并小于约20°。在一个电动牙刷实施例中，使用者可选择性地如图3所示联接旋转的牙刷头部附接件320以让电动牙刷具有旋转或线性平移的刷头。同样，在一个实施例中，使用者也可选择性地如图1和2所示联接附接件以便电动牙刷头部仅沿着其轴线线性平移。使用者可通过只是交换牙刷头部选择期望的刷形式。图4示出了具有如图1示意性所示的线性电动聚合物马达401的一种装置400（电动牙刷）。所述装置400一般包括装置外壳450（其充当固定构件）、设置在由所述装置外壳450限定的装置机壳内的线性电动聚合物马达401和联接到所述装置外壳的附接件420。线性电动聚合物马达401的线性轴412可沿着轴线402被设置在装置机壳内，并且被定位穿过第一平板弹簧415、第二平板弹簧415'和波纹管密封件440。聚合物致动器414的第一端部可在致动器连接区域416通过如上所述的任何数目的连接方法固定地连接到线性轴412。聚合物致动器414的第二端部可在第一连接区域418通过任何数目的连接方法（例如，通过紧固件、定位焊、粘合剂、钎焊等）固定地连接到装置外壳450。如图4所示，图1所示的偏置构件115被构造成第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'，它们可固定地连接到线性轴412。第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'可呈现多种构型。此外，可利用更多或更少的平板弹簧。第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'可包括柔顺材料以向线性轴412提供弹起力。示例性的材料可包括但不限于金属、塑料、复合材料、弹性体、聚合物等等。所示实施例中的第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'是M形的并且具有第一端部415d以及从第一端部415d延伸的两个外臂415a、415c和中臂415b。第一端部415d可以或不可以被联接到装置外壳450。在所示实施例中，两个外臂415a、415c固定地连接到装置外壳450，而中臂415b未固定地连接到装置外壳450。中臂415b可形成线性轴412穿过其定位的悬臂弹簧部分。第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'的中臂415b可包括线性轴412穿过其定位的容纳轴的通孔。在一个可供选择的实施例中，平板弹簧可包括仅仅上部（例如，第一端部415d)和从其延伸的悬臂部分（例如，中臂415b）。在该实施例中，平板弹簧没有两个外臂，使得只有悬臂部分从第一端部延伸。应当理解，其它弹簧构型也是可能的。第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'可通过任何方法固定地连接到线性轴412。例如，第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'可通过粘合剂、定位焊、钎焊、使用紧固件等固定地连接。在一个可供选择的实施例中，第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'可与线性轴412成一整体。第一平板弹簧415和第二平板弹簧415'的构型充当复位（即，偏置）弹簧以及导向弹簧以履行图1所示导向套113的功能。图4所示的密封件诸如波纹管密封件440可被提供以防止水和其它外来物质进入由装置外壳450限定的装置机壳。可呈现多种构型的波纹管密封件440可保护线性电动聚合物马达401和装在装置外壳450内的电源。波纹管密封件440可由聚合物、橡胶或任何其它适用材料制成。附接件420可通过联接结构422被联接到装置外壳450，使得线性轴412被可拆卸地联接到推杆425。线性轴412的周期性线性运动可通过推杆425和摇臂426转化成旋转构件424的振荡角运动。在一个实施例中，旋转构件424的振荡旋转围绕旋转轴线介于约1°和约179°之间。在另一个实施例中，旋转构件424的振荡旋转围绕旋转轴线介于约20和40°之间。装置外壳450可包括任何数目的已知和未知的形状、尺寸、构型和材料。用于装置外壳450的示例性材料可包括但不限于聚合物、塑料、弹性体、金属、复合材料或它们的组合（例如，聚丙烯、POM、ASA、ABS、PC、SAN或任何其它适用的材料）。现在参见图5A和5B，其示出了具有如图2示意性所描绘的双聚合物致动器线性电动聚合物马达的装置500。被显示成电动牙刷的装置500一般包括装置外壳550、设置在由所述装置外壳550限定的装置机壳内的线性电动聚合物马达501、和附接件520。示例性线性电动聚合物马达501包括可在装置机壳内固定地连接到装置外壳550的底座560、线性轴512、第一聚合物致动器514a、第二聚合物致动器514b、第一平板弹簧515和第二平板弹簧515'。U形底座560可包括支撑壁563（即，底部表面）、第一侧壁561和第二侧壁562。出于可见性的缘故，在图5A中第二侧壁562的一部分被图示为移除。底座560可由刚性材料诸如但不限于金属、塑料、聚合物、弹性体、复合材料或它们的组合制成。底座560可为聚合物致动器和平板弹簧提供安装结构。线性轴512可如上所述固定地连接到第一平板弹簧515和第二平板弹簧515'。第一平板弹簧515和第二平板弹簧515'可在两个外臂处固定地连接到底座的支撑壁563，而中臂可为自由的。如图5A和5B所示，在一个实施例中，第一平板弹簧515和第二平板弹簧515'可沿着线性轴512彼此偏置。线性电动聚合物马达501还可包括分别将第一聚合物致动器514a和第二聚合物致动器514b联接到线性轴512的第一致动器联接板564和第二致动器联接板565。第一聚合物致动器514的第一端部可固定地连接到第一致动器联接板564（例如，通过夹紧力），所述第一致动器联接板可固定地连接到定位在通孔内的线性轴512。在一个可供选择的实施例中，线性轴512和第一致动器联接板564可为整体的单个部件。第一聚合物致动器514a的第二端部可固定地连接到底座560的第一侧壁561。在示例性实施例中，采用第三致动器联接板530a来将第一聚合物致动器514a连接到第一侧壁561。可采用紧固件来将第三致动器联接板530a和第一聚合物致动器514a连接到第一侧壁561。也可利用其它联接方法来将第一聚合物致动器514a连接到线性轴512和/或底座560的第一侧壁561。相似地，第二聚合物致动器514b的第一端部可固定地连接到第二致动器联接板565（例如，通过夹紧力），所述第二致动器联接板可固定地连接到定位在通孔内的线性轴512。与第一致动器联接板一样，第二致动器联接板565可与线性轴512成一整体。第二聚合物致动器514b的第二端部可固定地连接到底座560的第二侧壁562。在示例性实施例中，采用第四致动器联接板530b来将第二聚合物致动器514b连接到第二侧壁562。可采用紧固件来将第四致动器联接板530b和第二聚合物致动器514b连接到第二侧壁562。也可利用其它联接方法将第二聚合物致动器514b连接到线性轴512和/或底座560的第二侧壁562。这两个聚合物致动器可彼此平行安装以及布置使得各自在相反方向上移动线性轴。第一聚合物致动器和第二聚合物致动器可如以上关于图2所述或者通过其它控制方法来进行控制。平板弹簧可被构造成以无摩擦和无间隙的方式导向线性轴。现在参见图6A-6C，其示出了另一个双聚合物致动器实施例。图6A示出了具有第一聚合物致动器614a、第二聚合物致动器614b、第一弹簧615和第二弹簧615'的线性电动聚合物马达601的侧面透视图。图6B是根据一个实施例的一种示例性弹簧的顶视图。图6C是图6A所描绘的线性电动聚合物马达601的侧视图。第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b在预应变状态中可具有锥形形状，并且可具有大直径端和小直径端。线性轴612可轴向上被定位穿过第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b。第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b的小直径端可通过环670固定地连接到线性轴612。线性轴612可穿过环670的中心孔被定位并且固定在合适位置。在一个可供选择的实施例中，环670与线性轴612成一整体。第一聚合物致动器614a的小直径端可连接到环670的第一表面672，并且第二聚合物致动器614b的小直径端可连接到环670的第二表面673。聚合物致动器可通过一个或多个夹紧装置671、671'固定地连接到环670。可利用任何连接构型来将第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b的小直径端固定地连接到环670。在一个实施例中，第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b可被保持在由马达外壳682限定的致动器腔体内。马达外壳682形状上可为例如圆柱形的，并且由刚性材料制成。马达外壳682可固定地连接到装置诸如电动牙刷的装置外壳。在一个实施例中，第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b的大直径端限定大端凸缘部分619a、619b，所述凸缘部分可分别通过第一夹紧环673和第二夹紧环674固定到马达外壳682。可利用任何夹紧或固定方法来将大端凸缘部分619a、619b固定到马达外壳682。第一弹簧615和第二弹簧615'可联接到用来将第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b固定到马达外壳682的第一夹紧环673和第二夹紧环674或其它夹紧装置。因此，第一弹簧615和第二弹簧615'可固定地连接到马达外壳682以及第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614的大直径端。如图6B所示，第一弹簧615和第二弹簧615'可包括在中央终端区域637中结束的螺旋臂636，所述螺旋臂可被构造成固定地连接到穿过其定位的线性轴612。第一弹簧615和第二弹簧615'可由柔顺材料制成，诸如以上关于平板弹簧所描述的那些材料。螺旋臂636可充当悬臂弹簧，使线性轴612能够相对于第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b共轴定位。第一弹簧615和第二弹簧615'导向线性轴612，使得线性轴可如箭头A所指示线性地行进。第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b可随着如上所述施加电压交替地变形以如箭头A所指示来回地移动环670和线性轴612。第一聚合物致动器614a和第二聚合物致动器614b可配合以平移线性轴612，所述线性轴可联接到如上所述的附接件。图7A和7B描绘其中第一聚合物致动器775和第二聚合物致动器776可在相同的聚合物层上实现的双聚合物致动器714。在所示实施例中，第一聚合物致动器775和第二聚合物致动器776包括具有限定第一聚合物致动器775和第二聚合物致动器776的两个可寻址的电极区778、779的聚合物层。每个电极区778、779具有在第一侧面上的第一电极和在相对侧面上的第二电极。聚合物层可被卷拢或卷绕，使得卷拢的双聚合物致动器714可包括至少一个卷层。示例性的卷拢的聚合物致动器描述于美国专利公开号6,891,317中，该文献全文以引用方式并入本文。第一电极区778控制第一聚合物致动器775，并且第二电极区779控制第二聚合物致动器776。非变形区域774可位于第一电极区778和第二电极区779之间。非变形区域774可不包括电极区并且因此不经受施加电压，从而保持静止。现在参见图7B，聚合物层可围绕可固定地连接到线性轴712的圆形致动器板770卷拢。致动器板770可连接到卷拢的聚合物致动器的非变形区域774。聚合物层可通过任何方法固定地连接到致动器板770。在一个实施例中，可利用夹紧装置771来将卷拢的聚合物层夹紧到致动器板770。可采用其它联接方法。卷拢的双聚合物致动器714可固定地保持在可由刚性材料诸如金属、塑料、聚合物等制成的马达外壳782内。马达外壳782可固定地连接到装置外壳（未示出）。卷拢的双聚合物致动器714的第一端部和第二端部可通过任何方法诸如通过使用夹具783a和783b固定地连接到卷拢的聚合物致动器的端部。可采用其它连接方法，例如诸如通过使用粘合剂、定位焊、紧固件等。第一弹簧715可固定地连接到马达外壳782的第一端部并且第二弹簧715'可固定地连接到马达外壳782的第二端部。在一个实施例中，第一弹簧715和第二弹簧715'可被构造成图6A-6C所示的弹簧，使得线性轴712被定位穿过并且固定地连接到中央终端区域。这样，线性轴712可被定位在由卷拢的双聚合物致动器714限定的圆柱形开口中。第一弹簧715和第二弹簧715'可帮助导向线性轴712，使得它仅具有沿着其轴线的一个自由度。卷拢的双聚合物致动器714的两端可固定地连接到马达外壳782的两端。卷拢的双聚合物致动器714的中央非变形区域774可固定地连接到致动器板770和线性轴712。因此，施加到第一电极区778和第二电极区779的交变电压引起第一聚合物致动器775和第二聚合物致动器776交替地膨胀，从而使致动器板770和线性轴712如箭头A所指示平移。线性轴712可联接到附接件，如上所述。在一个可供选择的实施例中，线性电动聚合物马达可包括具有单个作用区域的单个卷拢的聚合物致动器。在该例子中，聚合物致动器中的一者（例如，第一聚合物致动器775）被弹簧（或多个弹簧）所取代，使得当从单个卷拢的聚合物致动器上去除电压时，弹簧在线性轴上提供返回力。单个卷拢的聚合物致动器可固定地连接到马达外壳，并且致动器板（例如，图7B所示的致动器板770）可连接到单个卷拢的聚合物致动器的一端。弹簧可连接到致动器板和马达外壳，使得当从单个卷拢的聚合物致动器去除电压时，所述弹簧在致动器板上提供回程弹簧力。图8描绘联接到附接件820的一种示例性线性电动聚合物马达801的示意图。在该示例性实施例中，线性轴812通过聚合物致动器814和回程弹簧819连接到致动器基座870（而不是如图1和2所示的装置外壳）。聚合物致动器814的第一端部在致动器连接区域816固定地连接到线性轴812，并且第二端部固定地连接到致动器基座870。线性轴812可由导向结构813/813'(例如，导向套或导向弹簧）进行导向。致动器基座870还可通过第一弹簧829联接到固定构件817（例如，装置外壳）。线性轴812可通过第二弹簧815联接到固定构件817。弹簧829和815可分别允许致动器基座870和线性轴812处于中间/静止位置。第二弹簧815可在弹簧连接区域818固定地联接到线性轴812。致动器基座870具有轴向上的一个自由度，与线性轴812一样。当聚合物致动器814移动线性轴812时，示出的结构允许致动器基座870相对于固定构件817移动，从而提供可减轻或消除装置外壳上的消费者容易看到的振动的振动控制。应当理解，可采用更多或更少的弹簧来联接各种部件。在图8所示的实施例中，附接件820联接到致动器基座870而不是装置外壳（即，固定构件817）。因此，附接件820、致动器基座870和线性轴812可如箭头A、A'和A''所指示平移。附接件820包括附接件外壳821、推杆825、摇臂826、旋转构件824。在一个实施例中，附接件外壳821可被可拆卸地联接到致动器基座870，使得它不与固定构件817接触。线性轴812的一部分可延伸进由附接件外壳821限定的附接件腔体823中并且可通过联接结构822（例如，通过滑入配合或过盈配合）被可拆卸地联接到推杆825。致动器基座870、线性轴812和附接件820的运动引起推杆825推动摇臂826以将周期性线性运动转化成旋转构件824的振荡角运动，如箭头B所指示。在另一个实施例中，附加的聚合物致动器（未示出）可与第一弹簧829并联固定地连接到致动器基座870和固定构件817。利用这种构型，线性轴812、致动器基座870和附接件820的运动可被主动地控制并且用具有旋转构件的附接件实现不同的刷洗模式：1)只有旋转构件824的旋转运动；2)只有附接件820的线性运动；3)旋转构件824的旋转运动和附接件820的线性运动组合（即，旋转构件824的曲线运动）。图9示出了具有如图8所示的振动控制的线性电动聚合物马达801的一个具体实施。在该实施例中，所述装置900包括被构造成与图7所示马达外壳782相似的马达外壳982的致动器基座。第一聚合物致动器975和第二聚合物致动器976可构造成卷拢的聚合物致动器914并且保持在如图7所示的马达外壳982中。不是被直接连接到装置外壳950，而是马达外壳982通过后端马达外壳弹簧990和附接件端马达外壳弹簧992被间接地连接到装置外壳950。作为另外一种选择，马达外壳982可通过仅一个马达外壳弹簧（例如，只有附接件端马达外壳弹簧992）联接到装置外壳950。线性轴912可如上所述和如图7所示固定地连接到第一弹簧915和第二弹簧915'。作为另外一种选择，线性轴912可固定地连接到支撑线性轴912的后部并且帮助提供线性轴912的线性运动的轴导向弹簧993。马达外壳982包括后端998和附接件端999，它们各自具有小于马达外壳982的中间区域的直径的直径。马达外壳的后端998可固定地连接到后端马达外壳弹簧990，所述后端马达外壳弹簧可具有螺旋臂并且构造成图6A-6C所示的弹簧。后端马达外壳弹簧990的周边可固定地连接到装置外壳950。可利用导向马达外壳982并使其能够进行线性运动的其它构型。相似地，附接件端马达外壳弹簧992可固定地联接到附接件端999并且联接到装置外壳950。附接件端马达外壳弹簧992可被构造成后端马达外壳弹簧990，或者构造成可导向马达外壳982并使马达外壳982能够进行线性运动的不同构型。在马达外壳982和装置外壳950之间也可提供一个或多个附加的弹簧。如图9所示，马达外壳982的附接件端999可延伸使得它被构造成在由附接件外壳921限定的附接件凹槽923内被可拆卸地联接到附接件920。这样，附接件920可被可拆卸地联接到马达外壳982而不是装置外壳950，其可减轻装置900中的消费者容易看到的振动，因为马达外壳982在装置机壳内具有一个自由度来移动。马达外壳982可具有一个自由度，因为它可通过后端马达外壳弹簧990和附接件端马达外壳弹簧992被柔性地安装到装置外壳950。线性轴912和装置外壳950之间的轴导向弹簧993还可使装置外壳950处的振动最小化。在一个可供选择的实施例中，马达外壳982可通过一个或多个附加的聚合物致动器（未示出）被联接到装置外壳950。除了后端马达外壳弹簧990和/或附接件端马达外壳弹簧992之外或代替它们，可存在附加的聚合物致动器。例如，附加的聚合物致动器可在马达外壳982的外表面固定地连接到装置外壳950。可构造一个或多个附加的聚合物致动器使以上相对于图8所述的不同刷洗模式成为可能。现在参见图10A-10C，其示出了包括聚合物致动器1060/1062的电动剃刀装置1000。图10A是电动剃刀装置1000的分解侧面透视图，图10B是图10A所示电动剃刀装置1000的组装侧面透视图，并且图10C是沿着图10B的线A-A截取的剖面图。图10D和10E是沿着图10C的线B-B截取的横截面的剖面图并且描绘处于致动的两个阶段的电动剃刀装置1000。首先参见图10A，电动剃刀装置1000一般包括基座1010、振荡桥1030、刀片组件1050和金属薄片覆盖件1055。基座1010一般包括上表面1011、第一聚合物致动器安装座1012、第二聚合物致动器安装座1014和用于将振荡桥1030连接到基座1010的多个紧固件孔1019。基座1010以及第一聚合物致动器安装座1012和第二聚合物致动器安装座1014可由刚性材料诸如金属、塑料、聚合物、复合材料等制成。基座1010可被定位在第一平面上。第一聚合物致动器安装座1012和第二聚合物致动器安装座1014可从基座1010的上表面1011延伸并且可包括L形的接合区域1013/1015和斜面部分1016/1017。第一聚合物致动器安装座1012可与第二聚合物致动器安装座1014相对并且与其偏离，使得各自可被定位在分开的垂直平面（分别是第一垂直平面和第二垂直平面）上。第一聚合物致动器安装座1012的斜面部分1016朝向第二聚合物致动器安装座1014倾斜，并且第二聚合物致动器安装座1014的斜面部分1017朝向第一聚合物致动器安装座1012倾斜（参见图10D和10E）。斜面部分可向聚合物致动器安装座提供增强的刚度，使得它们保持基本上免于弯曲，同时在振荡桥的线性平移期间，也在相对的聚合物致动器安装座之间提供空隙。应当理解，可利用不同于所示斜面部分的几何构型来向聚合物致动器安装座提供刚度，同时也允许振荡桥的线性平移。振荡桥1030可包括上表面1040、下表面1042、第一片簧1031、第二片簧1031'、第三聚合物致动器安装座1032和第四聚合物致动器安装座1034。振荡桥1030还可包括刀片组件连接孔1041以将刀片组件1050联接到振荡桥1030。振荡桥1030可位于平行于基座的第一平面的第二平面上。第一片簧1031和第二片簧1031'从上表面1040向下延伸并且终止于具有孔1039的连接凸缘1038/1038'，使得第一片簧1031和第二片簧1031'可用紧固件（例如，螺丝）连接到基座。应当理解，第一片簧1031和第二片簧1031'可通过其它联接方法诸如焊接、定位焊、钎焊、粘合剂等固定地连接到基座。第一片簧1031和第二片簧1031'可由柔顺材料制成，使得它们可沿着由箭头A所指示的方向来回地移动。第三聚合物致动器安装座1032和第四聚合物致动器安装座1034从振荡桥1030的下表面1042延伸。如图10A所示，第三聚合物致动器安装座1032和第四聚合物致动器安装座1034横截面可为L形的并且具有接合区域1033/1035。像第一聚合物致动器安装座1012和第二聚合物致动器安装座1014一样，第三聚合物致动器安装座1032和第四聚合物致动器安装座1034具有斜面部分1036/1037。第三聚合物致动器安装座1032的斜面部分1036朝向第四聚合物致动器安装座1034倾斜，并且第四聚合物致动器安装座1034的斜面部分1037朝向第三聚合物致动器安装座1032倾斜。当电动剃刀如图10B所示处于组装状态时，第四聚合物致动器安装座1034与处于第一垂直平面上的第一聚合物致动器安装座1012相对，并且第三聚合物致动器安装座1032与第二聚合物致动器安装座1014相对。基座1010、振荡桥1030和刀片组件1050可被保持在装置外壳1056内。刀片组件1050可包括在上表面处的多个刀片1054和在下表面处的联接销1053，所述联接销可被插进并固定到刀片组件连接孔1041，使得刀片组件1050固定地连接到振荡桥1030。可将金属薄片覆盖件1055固定到装置外壳以限制刀片1054的暴露。现在参见图10C，第一聚合物致动器1060在接合区域1013固定地连接到第一聚合物致动器安装座1012并且在接合区域1035连接到第四聚合物致动器安装座1034。第二聚合物致动器1062在接合区域1015固定地连接到第二聚合物致动器安装座1014并且在接合区域1033连接到第三聚合物致动器安装座1032。第一聚合物致动器1060和第二聚合物致动器1062可相互并联进行定位，使得当激活时各自在不同方向上拉动（或推动）。通过施加到第一聚合物致动器1060和第二聚合物致动器1062的交变电压，可控制第一聚合物致动器1060和第二聚合物致动器1062在几乎线性的有限行程范围内移动振荡桥1030，如箭头A所指示。通过摇动振荡桥1030，刀片组件1050可来回地行进以横跨使用者的皮肤移动刀片1054。图10D示出了图10C的横截面线B-B的剖面图。图10D示出了振荡桥1030相对于基座1010静止。第一聚合物致动器1060和第二聚合物致动器1062在该位置没有施加到其上的电压。在图10D所示的实施例中，在第一聚合物致动器安装座1012的斜面部分1016和第四聚合物致动器安装座1034的斜面部分1037之间存在间隙g。由间隙g提供的空隙可允许振荡桥1030沿着单个维度往复线性运动，如箭头A所指示。图10E也示出了图10C的横截面线B-B的剖面图，其中振荡桥1030已经相对于基座1010线性平移，如箭头C所指示。由于向第一聚合物致动器1060的电极施加电压，振荡桥1030已经线性平移。第一聚合物致动器1060由于外加电压已经膨胀，从而移动第四聚合物致动器安装座1034更接近第一聚合物致动器安装座1012并且使图10E所示的间隙g'小于图10D所示的间隙g。因此，聚合物致动器安装座1012、1014、1032、1034的斜面部分1016、1017、1036、1037可允许振荡桥1030的最大跨距和移动性。如本文所用，术语“接触元件”用来指可被插入口腔的任何合适的元件。一些合适的元件包括刷毛簇、弹性体按摩元件、弹性体清洁元件、按摩元件、刮舌器、软组织清洁器、硬质表面清洁器、研磨弹性体元件、处于特定取向或结构的弹性体元件例如枢转翅片、洁牙杯、它们的组合等。示例性的适用接触元件公开于美国专利申请公布号2002/0059685；2005/0000043；2004/0177462；2005/0060822；2004/0154112；2008/0178401；2009/0007357；美国专利公开号6,151,745；6,058,541；6,041,467；6,553,604；6,564,416；6,826,797；6,993,804；6,453,497；6,993,804；6,041,467，其所有均全文以引用方式并入本文。弹性体清洁元件和/或按摩元件的附加的合适例子描述于美国专利申请公布号2007/0251040；2004/0154112；2006/0272112；以及美国专利公开号6,553,604；6,151,745中。清洁元件可为渐缩的、有凹口的、卷曲的、带凹坑的等。这些清洁元件和/或按摩元件的一些合适例子描述于美国专利公开号6,151,745；6,058,541；5,268,005；5,313,909；4,802,255；6,018,840；5,836,769；5,722,106；6,475,553；以及美国专利申请公布号2006/0080794中。接触元件可以任何合适的方式附接到头部。常规方法包括网装固定、无锚定成簇和注模成簇。就包括弹性体的那些接触元件而言，这些元件可彼此整体形成，例如具有整体基座部分并由其向外延伸。头部可包括由任何适用的材料构成的软组织清洁器。合适材料的一些例子包括弹性体材料；聚丙烯、聚乙烯等；等，和/或它们的组合。软组织清洁器可包括任何合适的软组织清洁元件。牙刷上的此类元件以及软组织清洁器的构型的一些例子描述于美国专利申请号2006/0010628；2005/0166344；2005/0210612；2006/0195995；2008/0189888；2006/0052806；2004/0255416；2005/0000049；2005/0038461；2004/0134007；2006/0026784；20070049956；2008/0244849；2005/0000043；2007/140959；以及美国专利公开号5,980,542；6,402,768；和6,102,923中。就在头部的第一侧面上包括弹性体元件和在头部的第二侧面（与第一侧面相对）上包括弹性体元件的那些实施例而言，弹性体元件可通过延伸穿过头部的材料的槽或间隙而整体成型。这些槽或间隙可允许弹性体材料在注塑过程期间流过头部，使得第一侧面和第二侧面的弹性体元件都可在一个注塑步骤中形成。现在应当理解，通过使用线性电动聚合物马达，本文所述的实施例可使线性轴或其它类似的结构能够在线性方向上运动。可利用此类线性电动聚合物马达作为小电器装置诸如牙刷、电动剃刀、刮舌器等等中的线性驱动系统。本文所述的实施例可降低当前在此类小电器装置中实施的现有线性驱动系统的复杂性，因为本文所述的用于线性电动聚合物马达的聚合物致动器可具有比常规线性驱动系统少的运动部件。本文所公开的量纲和值不应被理解为严格限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个上述量纲旨在表示所述值以及该值附近的功能等效范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。除非明确地不包括在内或换句话讲限制，本文所引用的每篇文献，包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请，均特此以引用方式全文并入本文。任何文献的引用不是对其作为本文所公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术，或者其单独地或者与任何其它参考文献的任何组合，或者参考、提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。尽管举例说明和描述了本发明的具体实施例，但本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其他的改变和变型。因此，随附权利要求书旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。