可視化智能刷牙系統及使用其的智能牙刷的製作方法
2023-07-02 20:33:16 3
本發明涉及口腔預防保健領域以及小型智能設備領域，具體涉及一種可視化智能刷牙系統及使用其的智能牙刷。
背景技術：
目前市面上已有的智能牙刷大多是以語音提示或教學視頻等方式來達到指導用戶刷牙的目的，或者只是單純地進行計時提醒，用戶並不能直觀的了解並控制自己的刷牙過程。
在這些牙刷的使用過程中，雖然通過計時，保證了刷牙時長，但是卻忽視了對於關鍵區域的清潔。此外每個人口腔生理結構各異，他們所依據的標準刷牙法對於存在個體差異的口腔環境不具有普遍適應性，且因個體牙列構造差異，固定的程式化引導刷牙無法對牙列畸形造成的局部細菌易滋生區進行有效清潔。此外，現今市面上的電動牙刷及智能牙刷普遍存在刷頭震動或旋轉力度不合適，無法針對不同人群進行自適應調節，易對用戶牙體牙周造成損害，甚至會對一些有口腔疾病的用戶造成更為嚴重的損傷。
綜上，由於對存在個體差異的口腔關照不足，不能滿足用戶個性化需求，現有產品將不可避免地出現清潔不到位、用戶體驗與預想效果有偏離，無法有效預防常見口腔疾病乃至造成額外的機械損傷等問題。
技術實現要素：
本發明解決其技術問題的技術方案是：可視化智能刷牙系統，包括牙刷本體、資料庫、用戶信息處理端；
所述牙刷本體上設有一壓力傳感模塊與一運動感應傳感模塊，所述壓力傳感模塊與運動感應傳感模塊分別將各自獲取的信息傳輸給用戶信息處理端；
所述資料庫中存儲帶有用戶口腔CBCT系統模型的用戶信息，所述資料庫通過用戶信息處理端將用戶信息傳輸給牙刷本體；
所述用戶信息處理端包括一數字口腔模型生成單元與一刷牙引導系統，所述數位化口腔模型生成單元從資料庫中調用用戶信息進行處理後將處理後的用戶信息傳遞給刷牙引導系統並通過可視化界面供用戶使用，所述刷牙引導系統與牙刷本體進行數據交換，並通過可視化界面供用戶使用。
優選地，所述刷牙引導系統採集並處理用戶的牙列模型數據以及使用牙刷本體刷牙時所獲取的刷牙力度、姿態軌跡等數據後，所生成的牙刷震動頻率及在可視化界面顯示數位化牙列模型中進行刷牙過程跟蹤引導。
本發明還公開了一種智能牙刷包括刷頭、刷柄，所述刷頭與刷柄相卡接，所述壓力傳感模塊與運動感應傳感模塊均設於刷柄上，所述刷柄頂部設有震動模塊，所述震動模塊伸入刷頭中。
優選地，所述刷頭包括連接部、刷毛，所述連接部上設有可容置震動模塊的槽孔，所述刷毛包括上部刷毛、中部刷毛、下部刷毛，所述上部刷毛與中部刷毛間呈α度夾角，所述下部刷毛與中部刷毛間呈β度夾角，所述α度夾角大於β度夾角。
進一步地，所述α度夾角不大於10度，所述連接部與刷柄呈不大於15度的夾角。
優選地，所述刷柄上還設有一主板、一無線傳輸模塊、一電源模塊，所述主板上設有一處理器、一運動感應傳感模塊、一內存，所述主板後方設有一壓力傳感模塊，所述處理器分別與震動模塊、運動感應傳感模塊、壓力傳感模塊、無線傳輸模塊電連接，所述電源模塊包括帶有型號為AMS1117晶片的電路，其輸入5V直流電，穩定輸出3.3V直流電。
進一步地，所述運動感應傳感模塊包括帶有型號為LSM6DS3的加速度計陀螺儀組合晶片的電路。
進一步地，所述壓力傳感模塊包括帶有型號為BF1K3AA高精度電阻式應變片的電路，所述處理器包括型號為STM8S103的單片機。
進一步地，所述震動模塊包括帶有型號為APM4953晶片的電路。
進一步地，所述無線傳輸模塊包括型號為HC-05的晶片。
進一步地，所述刷柄頂部還嵌設有一狀態提醒燈，所述狀態提醒燈與壓力傳感模塊電連接。
有益效果：本發明公開的可視化智能刷牙系統和智能牙刷，經過反覆試驗使用表明與現有技術相比，具有以下優點：本可視化智能刷牙系統帶有壓力傳感模塊和運動感應傳感模塊的智能牙刷在用戶刷牙過程中採集刷牙姿態軌跡和力度數據，將刷牙動作精準地投射在預先建立的個性化口腔數字模型之上，使用戶可以直觀的觀察到自己刷牙的過程；通過對個性化口腔數字模型進行分析，應用於牙刷的震動方式和震動頻率力度上，以形成適應不同用戶口腔情況的通過帶有可視化界面的用戶端指導客戶個性化科學刷牙，達到更好的清潔效果；本智能牙刷，結構簡單、使用方便，其通過對刷毛分為三部分組成，相互作用可提供適宜的夾角可有效幫助使用者清理牙縫，通過本智能牙刷可有效輔助使用者更有效、更全面的保護個人牙齒。
附圖說明
圖1是本發明實施例中智能牙刷整體示意圖。
圖2是本發明實施例中所採用的刷毛結構示意圖。
圖3是本發明實施例中所採用的連接部結構示意圖。
圖4是本發明實施例中所採用的震動模塊結構示意圖。
圖5是本發明實施例中所採用的刷柄內部結構示意圖。
圖6是本發明實施例中所採用的刷牙引導功能示意圖。
圖7是本發明實施例中所採用的個人數位化口腔牙列三維模型示意圖。
圖8是本發明實施例中可視化智能刷牙系統的系統流程圖。
圖9是本發明實施例中運動感應傳感模塊的電路原理圖。
圖10是本發明實施例中壓力傳感模塊電路原理圖。
圖11是本發明實施例中震動模塊電路原理圖。
圖12是本發明實施例中無線傳輸模塊電路原理圖。
圖13是本發明實施例中處理器電路原理圖。
圖14是本發明實施例中狀態提醒燈的電路原理圖。
圖15是本發明實施例中電源模塊的電路原理圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖對本發明進一步詳細說明。
如附圖所示的可視化智能刷牙系統，包括牙刷本體、資料庫、用戶信息處理端；
所述牙刷本體上設有一壓力傳感模塊與一運動感應傳感模塊，所述壓力傳感模塊與運動感應傳感模塊分別將各自獲取的信息傳輸給用戶信息處理端；
所述資料庫中存儲帶有用戶口腔CBCT系統模型的用戶信息，，所述資料庫通過用戶信息處理端將用戶信息傳輸給牙刷本體；
所述用戶信息處理端包括一數字口腔模型生成單元與一刷牙引導系統，所述數位化口腔模型生成單元從資料庫中調用用戶信息進行處理後將處理後的用戶信息傳遞給刷牙引導系統並通過可視化界面供用戶使用，所述刷牙引導系統與牙刷本體進行數據交換，並通過可視化界面供用戶使用。
優選地，所述刷牙引導系統採集並處理用戶的牙列模型數據以及使用牙刷本體刷牙時所獲取的刷牙力度、姿態軌跡等數據後，所生成的牙刷震動頻率及在可視化界面顯示數位化牙列模型中進行刷牙過程跟蹤引導。
上述可視化智能刷牙系統的使用方法包括如下步驟：
(1)用戶將口腔CT機，掃描儀中採集的數據經雲端伺服器處理後形成用戶私人數位化牙列模型導入資料庫中；
(2)用戶通過帶有可視化界面的用戶端，進入刷牙界面，調取資料庫中的個人資料，導入通過智能牙刷工作，實時觀察到智能牙刷於口腔內位置。刷牙引導系統於可視化界面上顯示不同色區進行引導，當該區刷牙過程結束後，用戶可單獨使用牙刷進行刷牙，此時只需長按動啟動按鈕3秒即可啟動牙刷內置預設的刷牙程序，程序編號顯示在提示燈上，此時運行狀態燈亮起，顯黃色。
本發明還公開了一種智能牙刷包括刷頭、刷柄，所述刷頭與刷柄相卡接，所述壓力傳感模塊與運動感應傳感模塊均設於刷柄上，所述刷柄頂部設有震動模塊，所述震動模塊伸入刷頭中，震動模塊與刷柄連結處採用防水橡膠、防水環雙重密封。
優選地，所述刷頭包括連接部2、刷毛1，所述連接部2上設有可容置震動模塊的槽孔201，所述刷毛1包括上部刷毛101、中部刷毛102、下部刷毛103，所述上部刷毛101與中部刷毛102間呈α度夾角，所述下部刷毛103與中部刷毛102間呈β度夾角，所述α度夾角大於β度夾角，刷柄採用一體化高度密封的塑料外殼，防水級別≥IPX7。
進一步地，所述α度夾角不大於10度，所述連接部與刷柄呈不大於15度的夾角。
申請人通過設定不同角度上部刷毛、下部刷毛與中部刷毛的夾角實際測試進行數比對，得表1
表1
由表1得，上部刷毛101與中部刷毛102呈5度夾角，下部刷毛103與中部刷毛102呈3度夾角時，牙縫清潔效果良好，使用舒適感佳，為本發明較佳實施例。
優選地，所述刷柄2上還設有一主板、一無線傳輸模塊8、一電源模塊10，所述主板上設有一處理器、一運動感應傳感模塊5、一內存，所述主板後方設有一壓力傳感模塊6，所述處理器分別與震動模塊12、運動感應傳感模塊5、壓力傳感模塊6、無線傳輸模塊8電連接，所述電源模塊10包括帶有型號為AMS1117晶片的電路，其輸入5V直流電，穩定輸出3.3V直流電，內存安裝於所述主板上，用於預設震動頻率，用戶個性化設置等的存儲以及其他數據的中繼及暫存。
進一步地，所述運動感應傳感模塊5包括帶有型號為LSM6DS3的加速度計陀螺儀組合晶片的電路，運動感應傳感模塊5進行運動數據的捕捉並通過SCL、SDA、SA0等埠傳入處理器進行數據處理，並通過無線傳輸模塊8進行數據上傳，實現所述可視化刷牙功能。
進一步地，所述壓力傳感模塊6包括帶有型號為BF1K3AA高精度電阻式應變片的電路，所述處理器包括型號為STM8S103的單片機，通過並聯一個千歐電阻用作壓力測量，以完成所述的刷牙力度感受功能。信號經埠AIN傳入處理器中進行處理。
進一步地，所述震動模塊12包括帶有型號為APM4953晶片的電路，接受埠PWM的信號控制四檔電機運動調節，實現所述的震動多檔位刷牙調節功能，震動模塊與刷柄之間的間隙採用減震材料以減少自身震動對各傳感器的影響。
進一步地，所述無線傳輸模塊8包括型號為HC-05的晶片。
進一步地，所述刷柄頂部還嵌設有一狀態提醒燈4，所述狀態提醒燈4與壓力傳感模塊6電連接，超過刷牙合適力度時會亮起起提示作用。
本牙刷實際使用過程如下：處理器接受埠NRST輸入的信號，自埠PWM以及LED1、LED2、LED3、LED4分別輸出信號，完成所述的四檔位調節功能以及相應LED指示；接受埠AIN信號，自埠LED5輸出，完成刷牙力度報警功能，並通過埠RXD與TXD經無線傳輸模塊連接與用戶端交流數據，完成所述刷牙力度自適應功能；接受埠SCL、SDA、SA0信號，自埠RXD、TXD通過無線傳輸單元與用戶端交流數據，完成所述可視化刷牙功能。
所屬領域的普通技術人員應當理解：以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。