具有包含用於與牙刷手柄部分中的微控制器通信的存儲裝置的刷頭部分的牙刷的製作方法
2023-05-30 22:46:51
專利名稱：具有包含用於與牙刷手柄部分中的微控制器通信的存儲裝置的刷頭部分的牙刷的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及一種牙刷，其具有一可以從其手柄部分拆除的刷頭部分，更具體而言本發明涉及這種牙刷，其包括一位於刷頭中用於識別刷頭的存儲元件，和一位於手柄中的用於存儲關於刷頭使用的信息的微控制器。
在電動牙刷中，眾所周知，牙刷與獨立的控制單元之間具有通信能力。其中，這種能力的實例包括本發明的受讓人所擁有的美國專利No.5,561,881，和授予Krasner等人的美國專利No.5,337,435。
關於牙刷操作情況的信息可以得到積累和評價，包括刷壓和使用時間。其它的使用信息，例如操作時間，可以從所積累的信息中計算出。然而，公開了這種能力的專利均集中於牙刷本身與獨立控制單元之間的通信上。牙刷中的通信元件位於牙刷的手柄中。然而，這種設置不能提供關於選自許多可以與特定手柄一起使用的不同刷頭中的特定刷頭的使用的信息。因此，利用這種常規設置所提供的信息將不會是刷頭特有的信息，所以對於特定刷頭而言，更換信息將不準確。對於所有其它使用類型的信息而言，這同樣也可能如此。
需要能夠方便地對刷頭逐一地追蹤識別和使用信息。
因此，本發明的牙刷包括一刷頭部分，在其一端附近具有一刷毛部段；一手柄部分，其內帶有用於驅動刷毛部段的驅動組件，其中刷頭部分和手柄部分適於使得刷頭部分可以從手柄部分上拆除；一通信裝置，當刷頭部分和手柄部分連接在一起時，其用於刷頭部分與手柄部分之間的數據通信；一存儲元件，其位於刷頭部分中，用來存儲至少識別刷頭部分的數據；以及一微控制器，其位於手柄部分中，其中刷頭部分中的存儲元件將其內的信息經過通信裝置提供給微控制器。
圖1是本發明的牙刷的示意圖，其示出了刷頭部分遠離手柄部分的情況。
圖2是示出了一種刷頭存儲設備的正視圖。
圖3是示出了刷頭與手柄之間信息通信的簡圖。
圖1示出了通常表示為10的一種牙刷，其包括一刷頭部分12和一手柄部分14。刷頭部分12包括位於刷頭部分12的遠端18的一刷毛組件16。刷毛組件16包括一刷毛基部和一套安裝於其上的刷毛。刷頭部分12可以方便地從手柄部分14上拆除。這可以通過許多不同的結構方式完成，包括螺紋連接、搭鎖連接或者其他相似類型的機械連接。手柄部分14一般包括一馬達/驅動組件(未示出)、一可充電電池(未示出)和一牙刷所用的通-斷開關15。然而，也可以使用其它驅動設置，包括磁驅動器。儘管也可以直接從牆壁為牙刷供能，但是一般優選地為電池電源。
一存儲元件20位於刷頭部分12中，而手柄14包括微控制器22。刷頭部分和手柄部分共同包括導電元件24-24，當刷頭12與手柄14物理連接時，導電元件提供了其間的信號通信能力。然而，也有導電元件的替代物，如紅外線和其它無線類型的通信方式。尤其是，一種無線通信的類似類型利用刷頭和手柄中的線圈來感應進行。
在一個實施例中，刷頭中的存儲元件20為只讀存儲裝置(ROM)，其利用刷頭的唯一識別數碼或者用來識別刷頭的基本上隨機的號碼來編程。手柄中的微控制器22能夠累積總使用時間或者用於特定刷頭的總次數並具有處理能力，因此，當刷頭需要更換時，例如，在選定的使用次數之後，其可以在選定的時間為使用者提供指示。本系統可以用作一準確，也比較簡單直接的刷頭更換指示器。當牙刷使用的特定次數已經確定時，就會自動對使用者顯示適時更換刷頭。這也可以通過各種可聽(聲音)或可視的方法而實現，如位於牙刷上或分離式控制或存儲單元上的燈。
微控制器中的累積使用信息可以按照其它方式使用。例如，特定牙刷的使用模式可以由牙科專業人員或其它人員，如使用者自己或兒童使用者的父母進行分析。在牙刷使用過程中累積的其他信息如刷壓，可以用於提供實際刷牙性能的指示。
在刷頭的製作過程中，ROM裝置也可以相對於刷頭的特定特性進行編程，然後刷頭可以在首次安裝於手柄中時與手柄中的微控制器22通信。例如，特定刷頭可能是兒童型，刷頭存儲器中的信息同樣應當識別此刷頭。然後，這一信息被傳遞至手柄中的微控制器，然後其控制馬達/驅動器從而按照兒童使用者所用的適當振幅驅動刷頭，這個振幅一般低於成人所使用的振幅。
同樣，牙刷刷頭部分的結構變化會造成製作過程中所識別的慣性力矩或彈簧剛度變化，其可以編入存儲器20中，牙刷的驅動頻率可以通過微控制器22略微改變，從而根據刷頭存儲器20中的信息提供牙刷最佳總性能。牙刷的驅動特性(振幅和頻率)也可以通過微控制器稍微改變，從而保證與同一手柄一起使用的不同刷頭的最佳性能。
在另一實施例中，刷頭中的存儲元件20為一種隨機存取存儲(RAM)裝置。在這個實施例中，信息可以供給(寫入)存儲元件20，也可以從存儲元件中讀取到微控制器或其他裝置。在這個實施例中，使用的總時間及其它由微控制器所累積的信息可以從微控制器22傳遞至刷頭12中的存儲元件20中，而後存儲於刷頭中，而非存儲於手柄14中。這樣不僅減少了手柄14中所需要的存儲，而且允許刷頭與不同的手柄一起使用。刷頭基本上具有運送其使用信息及其識別信息的能力。
除了ROM和RAM存儲裝置的實施例之外，存儲元件20可以為一電子電路，其將在收到一信號激勵時傳回一將用於識別刷頭的識別信號/頻率。同樣，存儲元件20可以是其它能夠存儲識別數據的介質，包括磁性、所有類型的電子及其它介質。存儲元件20也可以是RFID晶片的一部分。術語「存儲元件」或裝置在本文中使用時，尤其包括這種電子電路、帶存儲器的RFID晶片、磁性介質或其它數據存儲介質。
當刷頭中存儲了大量信息時，例如對於RAM實施例而言，刷子存儲裝置中可能具有一讀出器，包括關於刷子的識別，更換前的剩餘時間，刷子每隔多久使用一次，或其它存儲於刷頭的信息。這可以利用刷頭存儲裝置30來完成，例如圖2中所示。刷頭存儲裝置30可以容納多個不同的刷頭32-32，例如由家庭的不同成員所使用的不同的刷頭。刷頭存儲裝置30可以包括一帶有讀出裝置的顯示元件34，因此每個刷頭在存儲元件中的信息可以通過存儲裝置30讀出並顯示。存儲裝置30一般包括多個單獨刷頭所用的支承元件，其帶有刷頭與顯示器/讀出器之間連接所用的電通信元件。
另外，顯示/讀出設備可以包括編程能力，例如，其允許牙科專業人員根據特定患者的需要/要求而定製時間、刷牙操作中的象限數量、刷動的振幅和/或振幅與時間的曲線。
本發明的設置中，刷頭包含一帶有識別信息的存儲元件，其可以用於「鎖定」模式中，其中手柄中的驅動元件並不運轉，除非微控制器檢測到來自刷頭的有效識別數碼。這會將手柄的使用只能限定於預先選定的刷頭。
如上所述，刷頭12中的存儲元件20與手柄14中的微控制器22之間的信號通信是必要的。對於ROM裝置，只有兩種連接線是必須的；而對於RAM裝置，四個接觸件(實際上三個已足夠)提供電壓、接地、數據和讀出/寫入功能。在所示的實施例中，連接為有線型連接件。然而，如上所述，無線連接包括感應(利用線圈)和紅外線，也可能用於提供所需的信號通信。
圖3示出了刷頭中的存儲元件20與手柄中的微控制器22之間信息交換的一個實例。例如，信息可以包括一唯一序號形式的刷頭識別信息，如36處所示。模型信息可以提供，如38處所示，而後振幅和頻率驅動信息可以提供，如40處所示，製造數據碼也可以提供，如42處所示。44處所示為需要RAM裝置的使用歷史和性能信息。圖3中所示的信息只是示例說明，其它信息設置也可以使用。信息應當包括一些關於刷頭種類的識別信息。
對於RAM裝置，如上所述，微控制器與刷頭中的存儲元件之間，以及存儲元件與外部編程/存儲裝置之間存在著兩種方式通信的可能。所傳遞的信息可以是沿一個方向的刷頭識別信息和沿另一個方向的編程信息(來自編程裝置)。
因此，已經研製出一種智能刷頭，其包括一能夠存儲關於刷頭的選定信息如識別數碼的存儲元件。這種信息可以由另外的裝置讀取，如牙刷手柄中的微控制器，其通過從存儲元件延伸的通信元件並連接於(或者感應耦合)從微控制器延伸的相似通信元件上，如圖1所示。
儘管為了示例說明的目的在此已經公開了本發明的一個優選的實施例，但是應當理解在不背離如以下權利要求所確定的本發明的精神實質的情況下，可以引入各種變化、改進和代替。
權利要求
1.一種牙刷，包括一刷頭部分，在其一端附近具有一刷毛部段；一手柄部分，其內帶有用於驅動刷毛部段的驅動組件，其中刷頭部分和手柄部分適於使得刷頭部分可以從手柄部分上拆除；一通信裝置，當刷頭部分和手柄部分連接在一起時，其用於刷頭部分與手柄部分之間的數據通信；一存儲元件，其位於刷頭部分中，用來至少存儲識別刷頭部分的數據；以及一微控制器，其位於手柄部分中，其中刷頭部分中的存儲元件將其內的信息經過通信裝置提供給微控制器。
2.根據權利要求1所述的牙刷，其中存儲元件為只讀存儲(ROM)裝置，其中存儲器中所存儲的信息包括與刷頭相關聯的識別數碼，其中微控制器在操作中積累了關於刷頭使用的信息，其中設備包括用於將刷頭中存儲元件中的信息讀取至微控制器的裝置。
3.根據權利要求1所述的牙刷，其中存儲元件為隨機存取存儲(ROM)裝置，其中信息可以寫入RAM。
4.根據權利要求3所述的牙刷，其中信息為刷頭進行的牙刷操作所用的編程信息。
5.根據權利要求3所述的牙刷，其中RAM可以存儲關於牙刷使用的信息。
6.根據權利要求1所述的牙刷，其中除非由微控制器確定來自存儲元件的信息是有效的，否則牙刷將不操作。
7.根據權利要求1所述的牙刷，其包括一用於臨時存儲多個刷頭的刷頭存儲元件，其中刷頭存儲元件包括用於顯示刷頭中所存儲的選定信息的裝置。
8.根據權利要求1所述的牙刷，還包括一用於給刷頭提供編程信息以限定其特定操作的編程裝置。
9.根據權利要求1所述的牙刷，其中通信裝置包括從存儲元件至微控制器的導電元件，當刷頭與手柄連接時，存儲元件與微控制器就互連起來。
10.根據權利要求1所述的牙刷，其中通信裝置包括無線部件。
11.根據權利要求10所述的牙刷，其中無線部件包括位於刷頭和手柄上的用於感應通信的線圈。
12.根據權利要求10所述的牙刷，其中無線部件包括紅外線傳送元件和接收元件。
13.根據權利要求1所述的牙刷，其中微控制器包括用於將刷頭的實際使用情況與預選的使用值作比較，並且用於在達到預選值時提供指示來表明刷頭應當被更換的裝置。
14.一種牙刷的刷頭部分，包含可以與刷頭部分聯結的手柄部分的牙刷包括一包括一刷毛部段的刷頭組件，刷頭組件適於從牙刷的手柄部分上拆除；通信裝置，其用於刷頭組件與分離式裝置之間的數據通信；以及一存儲元件，其位於刷頭組件中，用來存儲識別刷頭組件的數據。
15.根據權利要求14所述的刷頭，其中所述分離式裝置為牙刷的手柄部分。
16.根據權利要求14所述的刷頭，其中通信裝置包括用於在刷頭組件與手柄連接在一起時與手柄部分進行數據通信的裝置。
17.根據權利要求14所述的刷頭，其中存儲元件為只讀存儲(ROM)裝置。
18.根據權利要求14所述的刷頭，其中存儲元件為隨機存取存儲(RAM)裝置，其中信息可以寫入RAM。
19.根據權利要求18所述的刷頭，其中信息為關於所述刷頭組件的牙刷正確操作所用的編程信息。
20.根據權利要求14所述的刷頭，其中通信裝置包括導電元件。
21.根據權利要求15所述的刷頭，其中通信裝置包括無線部件。
22.根據權利要求21所述的刷頭，其中無線部件包括用於感應通信的線圈。
全文摘要
牙刷包括一在其遠端附近具有一刷毛部段(16)的刷頭部分(12)。牙刷還包括一手柄部分(14)，其中刷頭部分可以從手柄部分上拆除。刷頭包括一位於其中的存儲(20)元件，在一個實施例中，存儲元件中包含識別信息、刷頭的使用信息；而手柄部分(14)包括一累積著關於刷頭使用情況的信息的微控制器(22)。當刷頭可操作地位於手柄上的適當位置上時，從存儲元件連至微控制器的電通信元件連接在一起，從而提供存儲元件(20)與微控制器(22)之間的數據通信能力。
文檔編號A61C17/22GK1628315SQ02825343
公開日2005年6月15日 申請日期2002年12月4日 優先權日2001年12月20日
發明者J·帕塞, L·斯伯克萊特, W·G·麥科伊 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司