[发明专利]一种电动牙刷冲刷力检测电路及检测方法

说明书

本发明涉及一种电动牙刷冲刷力检测电路及检测方法。电动牙刷中采样电阻R的第一端分别连接电动牙刷的电机和处理器MCU的电压采集端口，采样电阻R的第二端接地。处理器MCU采集采样电阻R在电机空载状态下的空载电压值，电机空载状态是指电动牙刷在口腔外时电机的状态；处理器MCU采集采样电阻R在电机负载状态下的负载电压值，电机负载状态是指电动牙刷在口腔中刷牙时电机的状态；处理器MCU根据空载电压值和负载电压值确定电动牙刷的相对刷力值。本发明在无需增加单独的测力传感器元器件的情况下，实现电动牙刷刷牙时抵牙的冲刷力变化的监测和计算分析，既增加功能节省成本，又改善电动牙刷冲刷力测算结果的稳定性和一致性。

技术领域

本发明涉及电动牙刷领域，更具体地说，涉及一种电动牙刷冲刷力检测电路及检测方法。

背景技术

随着生活质量越来越高，人们对口腔卫生也越来越重视，电动牙刷使用也越来越普及。从原理上分，电动牙刷有两大类：旋转与振动。这两类电动牙刷内部都有个电机，该电机提供给刷头稳定的振动摆动或旋转转动两种刷洗驱动力，通过手柄的按压力抵牙并来回推拉移动完成刷牙动作，电机驱动力和手柄按压力二者状态很大程度上直接决定了刷牙冲刷力效果。

目前的电动牙刷通常在功能设计上是没有实现刷牙动作抵牙的按压力监测，即使有部分厂商尝试设计具有按压力监测功能电动牙刷，在方案设计上通常都是通过增加独立测力传感器元器件实现的(测力传感器能检测到张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量)。导致这种现状，究其原因如下：

其一是在电动牙刷的有限空间里，设计安装布设测力传感器非常困难，调试效果难以达到预期目的，且测力传感器的表面贴装在空间上占用比较大的面积和/或体积，且测力传感器通常外形尺寸是异形的。通常绝大多数安装问题是由于测力传感器使用和安装方法不当引起的：取力点不合理。在表面贴装后，安装布设的位置与受力方向和方位上不一致时将直接导致无法采集测量到有效目标信号。

其二是测力传感器固有的系统误差，这些系统误差包括偏移量误差、灵敏度误差、线性误差、滞后误差等。常用的测力传感器按照电子特征分为压阻式测力传感器，电感式测力传感器、电容式测力传感器、谐振式测力传感器等，应用最为广泛的是压阻式测力传感器。这些测力传感器一般都由敏感元件、转换元件、信号处理单元组成，其工作原理主要是利用压电效应制造而成的，因此这样的传感器也称为压电传感器，这种压电效应是吸附在基体材料上的应变导体的电子特征属性随机械形变而产生参数值变化的现象，这种机械形变特征必然会产生上述的系统误差，这将导致产品一致性调试困难。

其三是独立测力传感器增加产品成本，这些成本包括元器件种类和数量增加、PCB面积增加、PCB电路性能复杂性增加、加工制造操作增加、一致性检测工艺的关键点增加等。

最后是独立测力传感器的老化影响，测力传感器是一种压电效应，是机械形变改变应变导体电子特征属性，这种机械形变在产品使用过程中有疲劳和劳损累积，将产生参数漂移导致误差，最终将可能导致测力检测功能失真或失效。老化也直接影响监测量冲刷力的稳定性和一致性，对于电动牙刷的冲刷力监测来说，不必要追求精确的严格定量分析，但为了可相对比较目的，必须要保证监测量冲刷力的基本稳定和漂移趋势一致。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电动牙刷冲刷力检测电路及检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电动牙刷冲刷力检测电路，包括处理器MCU和采样电阻R，所述采样电阻R的第一端分别连接电动牙刷的电机和所述处理器MCU的电压采集端口，所述采样电阻R的第二端接地；

所述处理器MCU采集所述采样电阻R在电机空载状态下的空载电压值，所述电机空载状态是指电动牙刷在口腔外时所述电机的状态；或所述处理器MCU读取存储器中存储的空载电压值；