[实用新型]一种具有手势识别功能的电子口腔教具牙刷

说明书

技术领域

本实用新型属于口腔教具领域，涉及一种刷牙训练指导装置，具体涉及一种具有手势识别功能的电子口腔教具牙刷。

背景技术

随着我国集成电路技术、传感器技术的发展和微型计算机应用水平的提高，智能型电子教学用具的设计和使用越来普及，具有替代传统的纯机械、物理结构教具的趋势。

近年来，在口腔预防医学教学及实验中，为了培训正确的刷牙方法，规范和量化了具体刷牙操作细则即：(1)牙刷纤维对着牙龈方向与牙长轴呈45°；(2)牙刷纤维在龈沟水平运动频率大于2次/秒，颤动距离为小于2mm；(3)牙刷纤维对龈沟的压力为100g～150g。这种细则规定了刷牙时手和臂需要把握牙刷倾斜角度、力度、刷牙的运动方向和牙刷运动的节律。作为刷牙训炼电子指导装置，为了能实时、精确地感知牙刷把握的角度、运动方向、刷牙力度、刷牙节律并对刷牙训炼作出指导，必须运用具有手势识别功能的、能作人机交互的电子设备来感知手和臂在刷牙时的状况，按照训炼规范作出评判并给予正确训炼指导，使受训人能自我调整训炼手势至规范，实现人机交互训炼模式。具有手势识别功能的人机交互模式与传统人机交互模式相比，基于手势的人机交互模式更加自然便捷。

目前主要的手势及肢体动作识别方法有两种：一是基于视觉的肢体动作识别；二是基于加速度数据手套、手持设备的肢体动作识别。视觉识别是运用摄像设备捕获人的手势动作图片,通过提取手形轮廓进行动作识别。由于人手是复杂变形体，肢体动作具有多样性、多义性以及时间和空间上的差异性等特点，因此基于视觉的肢体动作识别难以取得突破性进展。而微型化、低功耗电子器件技术的飞速发展极大地推动了可穿戴、手持设备的研究，基于加速度传感器的惯性测量单元能嵌入到几乎任何界面或设备中直接测量手势动作信息，目前，基于可穿戴、手持传感器的手势交互方式逐步引起重视，基于惯性传感器的手势识别研究和应用正在计算机外部设备、电脑游戏、汽车驾驶、面板操作等方面逐步展开。因此，具有手势识别功能的电子牙刷设计是一种新方法、新技术、新器件在教学用具领域应用的实践研究，不但可有效解决原有利用口腔清洁模型进行刷牙训炼及人工指导带来把握不准、培训效率低的状况，而且开拓了医学教具设计领域的新途径。

中国专利201320752198x(申请日：2013-11-19，公开号：203588553U，公开日：2014-05-07)公开了一种互动型电子刷牙指导模型，包含口腔模型，该口腔模型中牙齿模型的唇侧嵌入有点阵式位移压力传感器，点阵式位移压力传感器的信息输出端与单片机的信息输入端相连，单片机上安装有与之相连的扬声器，单片机的电流输入端通过导线经过开关与蓄电池组相连。该模型可让受培训者使用电子口腔模型在口腔中练习刷牙时，由电子口腔模型感知刷牙的角度、牙刷运动频率和刷牙力度正确与否并发出相应的提示音，从而督促受训者自行调整刷牙方式，使其能直观的体会和了解正确的刷牙方法，有利于提高正确刷牙的培训效率与效果。其存在的不足是：采用点阵式位移压力传感器来实现倾斜角、压力、运动方向、频率、位移的多参量测量使电路控制结构层次复杂、电路实现难度大；其次，由于口腔模型及牙齿较小，给主要控制电路及传感器基于口腔模型安装方式带来不便；再次，由于采取非个体化广播式的语音提示，不便于多台同时进行群体化教学；另外，由于采用电子口腔模型、牙刷和广播式语音指导的训炼架构及模式，加大了对训炼环境的要求和时域限制等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有手势识别功能的电子口腔教具牙刷，解决了现有技术采用点阵式位移压力传感器来实现倾斜角、压力、运动方向、运动频率、位移的多参量测量使电路控制结构层次复杂、电路实现难度大、应用时域限制多等问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种具有手势识别功能的电子口腔教具牙刷，包括处理器，处理器分别连接有电源、压力传感器、倾斜角及频率位移传感器和语音放音模块，语音放音模块与无线调频发射器连接，无线调频发射器通过无线信号与无线耳机连接。

本实用新型的特点还在于，

处理器为内部带有A/D变换器的微型单片机。

压力传感器为薄膜型高精度压力传感器。

倾斜角及频率位移传感器为三轴加速度传感器。

语音放音模块为ISD系列可寻址的语音录放模块，由ISD系列单片语音录放芯片及外围录放电路组成。

无线调频发射器为多频点可选的FM调频发射器。

无线耳机是头戴式FM无线耳机，为一种多频点可选的FM无线耳机。

本实用新型的有益效果是，