一种带有姿势感应的牙刷及其实现方法与流程

本发明涉及牙刷技术领域，具体为一种带有姿势感应的牙刷及其实现方法。

背景技术：

牙刷作为一种口腔清洁日用品，是每家每户必备的工具之一。根据统计，2015年我国普通牙刷的生产产量已经达到74亿只，销售额超百亿。国内拥有上千家生产制造商和几千个牙刷品种。普通牙刷具有成本低，无需供电，使用简单的优点。已经在国内基本普及。

随着经济的快速发展，电动牙刷也越来越多进入寻常百姓的生活。电动牙刷主要利用刷头的快速转动或震动清洁口腔，实现比普通牙刷高几倍的清洁效果。由于电动牙刷转速快、频率高、清洁效果好、使用方便，受到了越来越多人的欢迎。但是，由于电动牙刷的成本比较高，受制于国民整体收入水平，电动牙刷的推广普及比较慢，普通市民使用的依然是普通牙刷。

现在的牙刷产品，主要分为电动牙刷和普通牙刷，其主要区别在于刷头是否旋转或震动。其中，某些特殊人群不建议使用电动牙刷，如3岁以下的孩童、部分残障人士、部分具有严重口腔的患者等。这部分用户也有提高生活品质的期望，但受限于电动牙刷的成本和安全性，无法使用电动牙刷。而另外一类用户，例如一般家庭的父母，很期望能有一款价格比较低，但具有姿势矫正功能的牙刷(牙刷头不需要旋转或震动)，这部分属于市场空白。

目前电动牙刷主要分为旋转式和声波式两种，旋转式电动牙刷原理为马达旋转带动牙刷头左右摆动，而声波式电动牙刷原理为声波马达振动牙刷头来清洁口腔。目前市面上的电动牙刷都是通过电池带动电机，电机驱动牙刷头旋转或震动来实现清洁功能。无论哪种电动牙刷，都必须有电池、电机等部件，其成本比较高，售价也相应比较贵。

目前普通牙刷都不带电子功能，就是没有电池、电机等部件。现有普通牙刷产品都是从手柄材料、形状、刷丝等处做一些改进。其售价一般比较便宜，适合普通消费者使用。但其不带任何语音、信息提示或纠正功能。

综上，虽然部分电动牙刷带有简单姿势感应功能，但是成本高昂。而普通牙刷，却没有识别刷牙姿势、速度、时长等基础功能。无法满足市场部分特殊人群使用。这部分客户人群至少包括俩类：一类是不能使用电动牙刷的人群；另一类是希望一款低成本的带有刷牙姿势矫正的普通牙刷用户。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带有姿势感应的牙刷及其实现方法，其内嵌电路板、电池、小喇叭，检测用户的刷牙姿势、力度、时长等，具有提醒和姿势检测功能，用于帮助一些特殊人群清洁口腔或者培养锻炼小朋友的刷牙习惯，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有姿势感应的牙刷，包括牙刷头、电池、电池负极弹片、pcb电子组件、喇叭、底座、底座软胶套、电池正极弹片和支架；所述底座软胶套套接在底座上，底座的一端连接有支架，所述支架外壁的侧边安装有电池正极弹片，支架的内部安装有喇叭、pcb电子组件、电池负极弹片和电池，所述喇叭安装于支架内侧的底部，喇叭的上方连接有pcb电子组件，pcb电子组件的一端连接于喇叭上，pcb电子组件的另一端连接有电池负极弹片，电池负极弹片的上方连接有电池，所述支架的另一端安装有牙刷头，且牙刷头与支架的连接处填装有防水o型圈。

优选的，所述pcb电子组件上设置有mcu微控制器、升压电路、音频模块、加速度传感器模块和触控按键，升压电路的一端电连接电池，另一端电连接mcu微控制器，mcu微控制器的引脚端分别与音频模块、加速度传感器模块、触控按键电连接。

优选的，所述电池为整个牙刷提供能量来源，电池可以选各种规格，其供电电压为1.5v；所述升压电路用于将电池1.5v的电压升压到3.3v，保证mcu微控制器、加速度传感器模块、音频模块及喇叭的正常工作；所述mcu微控制器通过编写固件，使产品具有智能性、灵活性，并使产品功能达到最优；所述触控按键在产品处于睡眠状态时，起到激活产品功能的作用；所述音频模块通过mcu微控制器驱动喇叭，播放动听的音乐，提示用户工作状态或者纠正刷牙姿势。

本发明提供另一种技术方案为：一种带有姿势感应的牙刷的实现方法，包括以下步骤：

s1：通过牙刷上的触控按键打开开始按钮，系统进入初始化操作；

s2：牙刷系统进入预处理操作；

s3：设置牙刷模式值，包括按键检测处理、开机处理和待机处理；

s4：返回预处理操作界面，根据需要进一步设置牙刷模式值。

优选的，所述步骤s2中预处理操作具体方法如下：

s201：进行输入/输出端口初始设置；

s202：定时器初始设置；

s203：音频模块初始设置；

s204：加速度传感器模块初始设置；

s205：返回。

优选的，所述步骤s3中按键检测处理流程如下：

s301：延时时间设置；

s302：确认按键触发；

s303：检测牙刷开/关工作状态；

s304：返回。

优选的，所述步骤s3中开机处理流程如下：

s311：设置相关状态位初始值；

s312：使用定时器定时功能；

s313：采集加速度传感器模块数据；

s314：运算牙刷手柄位置角度；

s315：反复运算判断是否正确刷牙姿势；

s316：计时，驱动喇叭播放音乐；

s317：计时时间到，对牙刷模式赋值2，返回。

优选的，所述步骤s3中待机处理流程如下：

s321：关闭定时器；

s322：关闭音频模块；

s323：mcu微控制器进入待机状态；

s324：使能定时器；

s325：使能音频模块；

s326：设置牙刷模式1；

s327：返回。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本带有姿势感应的牙刷及其实现方法，通过内嵌pcb电子组件，并在pcb电子组件上设置有mcu微控制器、升压电路、音频模块、加速度传感器模块和触控按键，用于检测用户的刷牙姿势、力度、时长等，具有提醒和姿势检测功能，用于帮助一些特殊人群清洁口腔或者培养锻炼小朋友的刷牙习惯，且刷头部分使用传统牙刷的结构，成本较低，装配简单，符合传统刷牙习惯，方便各个年龄段人使用。

附图说明

图1为本发明的牙刷整体结构爆炸图；

图2为本发明的pcb电子组件工作原理图；

图3为本发明的方法流程图；

图4为本发明的预处理流程图；

图5为本发明的按键检测流程图；

图6为本发明的开机流程图；

图7为本发明的待机处理流程图；

图8为本发明的刷牙的正确姿势图a；

图9为本发明的刷牙的正确姿势图b；

图10为本发明的刷牙的正确姿势图c；

图11为本发明的刷牙的正确姿势图d；

图12为本发明的刷牙的错误姿势图a；

图13为本发明的刷牙的错误姿势图b。

图中：1牙刷头、2防水o型圈、3电池、4电池负极弹片、5pcb电子组件、51mcu微控制器、52升压电路、53音频模块、54加速度传感器模块、55触控按键、6喇叭、7底座、8底座软胶套、9电池正极弹片、10支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，本发明实施例中：提供一种带有姿势感应的牙刷，包括牙刷头1、电池3、电池负极弹片4、pcb电子组件5、喇叭6、底座7、底座软胶套8、电池正极弹片9和支架10；底座软胶套8套接在底座7上，底座7的一端连接有支架10，支架10外壁的侧边安装有电池正极弹片9，支架10的内部安装有喇叭6、pcb电子组件5、电池负极弹片4和电池3，喇叭6安装于支架10内侧的底部，喇叭6的上方连接有pcb电子组件5，pcb电子组件5的一端连接于喇叭6上，pcb电子组件5的另一端连接有电池负极弹片4，电池负极弹片4的上方连接有电池3，支架10的另一端安装有牙刷头1，且牙刷头1与支架10的连接处填装有防水o型圈2。

参阅图2，其中，pcb电子组件5上设置有mcu微控制器51、升压电路52、音频模块53、加速度传感器模块54和触控按键55，升压电路52的一端电连接电池3，另一端电连接mcu微控制器51，mcu微控制器51的引脚端分别与音频模块53、加速度传感器模块54、触控按键55电连接；电池3为整个牙刷提供能量来源，电池3可以选各种规格，其供电电压为1.5v；升压电路52用于将电池31.5v的电压升压到3.3v，保证mcu微控制器51、加速度传感器模块54、音频模块53及喇叭6的正常工作；mcu微控制器51通过编写固件，使产品具有智能性、灵活性，并使产品功能达到最优；触控按键55在产品处于睡眠状态时，起到激活产品功能的作用；音频模块53通过mcu微控制器51驱动喇叭6，播放动听的音乐，提示用户工作状态或者纠正刷牙姿势。

实施例2：

参阅图3，基于上述实施例1描述的牙刷，本发明还提供一种带有姿势感应的牙刷的实现方法，包括以下步骤：

第一步：通过牙刷上的触控按键55打开开始按钮，系统进入初始化操作；

第二步：牙刷系统进入预处理操作；

第三步：设置牙刷模式值，包括按键检测处理、开机处理和待机处理；

第四步：返回预处理操作界面，根据需要进一步设置牙刷模式值。

参阅图4，步骤二中预处理操作具体方法如下：

步骤一：进行输入/输出端口初始设置；

步骤二：定时器初始设置；

步骤三：音频模块53初始设置；

步骤四：加速度传感器模块54初始设置；

步骤五：返回。

参阅图5，按键检测处理流程如下：

步骤一：延时时间设置(按键消抖)；

步骤二：确认按键触发；

步骤三：检测牙刷开/关工作状态，如果是关闭状态，牙刷模式赋值2，进入下一步，如果是打开状态则直接进入下一步；

步骤四：返回。

参阅图6，开机处理流程如下：

步骤一：设置相关状态位初始值；

步骤二：使能定时器定时功能；

步骤三：采集加速度传感器模块54数据；

步骤四：运算牙刷手柄位置角度；

步骤五：反复运算判断是否正确刷牙姿势，如果不是，进行计时，时间到，重新返回步骤三，或直接结束；如果是，进一步采集加速度传感器模块54数据，运算牙刷手柄位置角度，再判断是否正确姿势；

步骤六：计时，驱动喇叭6播放音乐；

步骤七：计时时间到，对牙刷模式赋值2，返回。

参阅图7，待机处理流程如下：

步骤一：关闭定时器；

步骤二：关闭音频模块53；

步骤三：mcu微控制器51进入待机状态；

步骤四：使能定时器；

步骤五：使能音频模块；

步骤六：设置牙刷模式1；

步骤七：返回。

参阅图8-13，其中，图8、图9、图10、图11为刷牙的正确姿势图，图12、图13为刷牙的错误姿势图。

综上所述：本发明提供的一种带有姿势感应的牙刷及其实现方法，通过内嵌pcb电子组件5，并在pcb电子组件5上设置有mcu微控制器51、升压电路52、音频模块53、加速度传感器模块54和触控按键55，用于检测用户的刷牙姿势、力度、时长等，具有提醒和姿势检测功能，用于帮助一些特殊人群清洁口腔或者培养锻炼小朋友的刷牙习惯，且刷头部分使用传统牙刷的结构，成本较低，装配简单，符合传统刷牙习惯，方便各个年龄段人使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。