[发明专利]在个人护理器具寿命期间自适应个人护理器具的谐振操作的系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及谐振-驱动小器具，诸如个人护理器具，并更 具体地涉及用于在其寿命期间自适应此种器具的操作的系统。

背景技术

在谐振驱动系统中，诸如可以被用于驱动小器具(例如，电动 牙刷)，器具的固有谐振频率是涉及器具有效操作的重要考虑。当 此种器具受激励时，在其固有谐振频率处其响应最佳，即针对给定 输入提供最大输出。为了最大化效率，产生操作动作的电机的驱动 频率被选择为处于或接近器具固有频率，例如驱动频率比设备的固 有频率低几Hz。

然而，在此种设备操作寿命期间，设备固有谐振频率的改变(诸 如由于部件的正常磨损和破裂)，通常导致性能的降低，这是由于 导致了驱动频率与器具固有谐振频率之间的不匹配。至今为止，还 没有方法来校正这种器具固有频率随着时间的改变，并因此，此种 设备的性能降低在其寿命期间不能被改正并且效益降级，这使消费 者不满或过早的弃用该器具。

因此，将期望能够在其寿命期间自适应器具的操作以在延长的 时间周期中保持一致的有效性能。

发明内容

由此，本文描述的实施方式是在具有谐振驱动系统的器具中提 供的一种系统，用于在器具寿命期间自适应所述器具的操作，其包 括：具有谐振驱动系统的器具，该谐振驱动系统包括具有定子线圈 的电机组件；电路，用于测量器具已被关闭之后由器具的操作部分 在定子线圈中感应的反EMF；系统，用于从反EMF确定器具的固有 谐振频率；比较器，用于将所述确定的固有谐振频率与表示固有谐 振频率的已知器具频率进行比较；以及调整电路，用于如果所确定 的频率与器具的已知固有频率之间的差大于预定量，则改变器具的 驱动频率。

实施方式还包括一种用于自适应器具的操作的相应方法。

附图说明

图1是示出了个人护理器具以及其谐振驱动系统的主要部件 的示例的透视图。

图2是本发明的系统的框图，该系统能够在器具寿命期间自适 应谐振驱动系统的操作。

图3A和图3B是示出了图2的系统的操作的信号图。

图4是图2的系统的可选实施方式的部分框图。

具体实施方式

图1示出了具有谐振动态驱动系统的小器具的示例。具体而言， 器具，总体示出为10，是电动牙刷。然而，应该理解，具有谐振驱 动的其他器具可以包括本发明的系统。此种器具的示例包括皮肤刷、 剃须刀以及类似设备。电动牙刷10包括驱动电机12，其以驱动频率 驱动工件14进行所期望的动作，驱动频率等于或接近器具的固有谐 振频率。此种器具的示例在美国专利No.5,189,751中示出，本发明 受让人拥有该专利，在此通过参考的方式将该专利内容并入本文。

驱动电机12响应于驱动控制电路15，驱动控制电路包括具有软 件程序的微处理器以及产生具有驱动频率的电机驱动信号。电机由 电池16供电，电池可以是可更换或可充电的，在电池可充电的情况 下，器具与分离的充电设备(未示出)一起使用。

在所示出并描述的实施方式中，器具的固有谐振频率(固有频 率)作为一个整体在其操作寿命期间周期性地确定，周期典型地为 每次使用设备并继而关机。继而将该固有频率值与标准值进行比较， 标准值典型地随着驱动频率的更新而被更新。如果二者之间的差大 于预选的阈值，则由驱动控制电路或类似驱动系统所产生的驱动信 号的驱动频率被改变以保持固有频率和驱动频率之间的原始关系。

在上述讨论的示例中，驱动频率将因此保持等于或接近(几Hz 之内)器具固有频率。该布置因此在器具操作寿命期间周期性地自 适应器具的操作，将器具的性能保持在期望的高水平，并补偿了设 备的典型磨损和破裂，以及可能导致器具固有谐振频率改变的任何 其他因素。

在图2中以一个软件实施示出了该系统。20示出了具有其电子 控制的器具电机(一个示例)，由电池22供电。电机电路20包括 定子线圈24。当设备关机时，如软件功能框26处所示，诸如在典型 的清刷事件之后，发起自适应处理，如框28处所示。在所示出的实 施方式中，通过首先获取由工件安装于其上的振荡元件的残余动作 在定子线圈中感应的反EMF(电压)的值来确定固有谐振频率，其 发生在设备关闭之后。例如美国专利No.5,189,751中的设备中，后 端安装有永磁体的驱动臂的残余运动在电磁电机中的定子线圈之中 感应反EMF。