專利名稱：具有包含用于與牙刷手柄部分中的微控制器通信的存儲(chǔ)裝置的刷頭部分的牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(fā)明涉及這種牙刷，其包括一位于刷頭中用于識(shí)別刷頭的存儲(chǔ)元件，和一位于手柄中的用于存儲(chǔ)關(guān)于刷頭使用的信息的微控制器。
在電動(dòng)牙刷中，眾所周知，牙刷與獨(dú)立的控制單元之間具有通信能力。其中，這種能力的實(shí)例包括本發(fā)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(guān)于牙刷操作情況的信息可以得到積累和評(píng)價(jià)，包括刷壓和使用時(shí)間。其它的使用信息，例如操作時(shí)間，可以從所積累的信息中計(jì)算出。然而，公開了這種能力的專利均集中于牙刷本身與獨(dú)立控制單元之間的通信上。牙刷中的通信元件位于牙刷的手柄中。然而，這種設(shè)置不能提供關(guān)于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(guī)設(shè)置所提供的信息將不會(huì)是刷頭特有的信息，所以對(duì)于特定刷頭而言，更換信息將不準(zhǔn)確。對(duì)于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(duì)刷頭逐一地追蹤識(shí)別和使用信息。
因此，本發(fā)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(nèi)帶有用于驅(qū)動(dòng)刷毛部段的驅(qū)動(dòng)組件，其中刷頭部分和手柄部分適于使得刷頭部分可以從手柄部分上拆除；一通信裝置，當(dāng)刷頭部分和手柄部分連接在一起時(shí)，其用于刷頭部分與手柄部分之間的數(shù)據(jù)通信；一存儲(chǔ)元件，其位于刷頭部分中，用來存儲(chǔ)至少識(shí)別刷頭部分的數(shù)據(jù)；以及一微控制器，其位于手柄部分中，其中刷頭部分中的存儲(chǔ)元件將其內(nèi)的信息經(jīng)過通信裝置提供給微控制器。


圖1是本發(fā)明的牙刷的示意圖，其示出了刷頭部分遠(yuǎn)離手柄部分的情況。
圖2是示出了一種刷頭存儲(chǔ)設(shè)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包括位于刷頭部分12的遠(yuǎn)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于其上的刷毛。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(jié)構(gòu)方式完成，包括螺紋連接、搭鎖連接或者其他相似類型的機(jī)械連接。手柄部分14一般包括一馬達(dá)/驅(qū)動(dòng)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(guān)15。然而，也可以使用其它驅(qū)動(dòng)設(shè)置，包括磁驅(qū)動(dòng)器。盡管也可以直接從墻壁為牙刷供能，但是一般優(yōu)選地為電池電源。
一存儲(chǔ)元件20位于刷頭部分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(dǎo)電元件24-24，當(dāng)刷頭12與手柄14物理連接時(shí)，導(dǎo)電元件提供了其間的信號(hào)通信能力。然而，也有導(dǎo)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(yīng)進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，刷頭中的存儲(chǔ)元件20為只讀存儲(chǔ)裝置(ROM)，其利用刷頭的唯一識(shí)別數(shù)碼或者用來識(shí)別刷頭的基本上隨機(jī)的號(hào)碼來編程。手柄中的微控制器22能夠累積總使用時(shí)間或者用于特定刷頭的總次數(shù)并具有處理能力，因此，當(dāng)刷頭需要更換時(shí)，例如，在選定的使用次數(shù)之后，其可以在選定的時(shí)間為使用者提供指示。本系統(tǒng)可以用作一準(zhǔn)確，也比較簡單直接的刷頭更換指示器。當(dāng)牙刷使用的特定次數(shù)已經(jīng)確定時(shí)，就會(huì)自動(dòng)對(duì)使用者顯示適時(shí)更換刷頭。這也可以通過各種可聽(聲音)或可視的方法而實(shí)現(xiàn)，如位于牙刷上或分離式控制或存儲(chǔ)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(yè)人員或其它人員，如使用者自己或兒童使用者的父母進(jìn)行分析。在牙刷使用過程中累積的其他信息如刷壓，可以用于提供實(shí)際刷牙性能的指示。
在刷頭的制作過程中，ROM裝置也可以相對(duì)于刷頭的特定特性進(jìn)行編程，然后刷頭可以在首次安裝于手柄中時(shí)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(chǔ)器中的信息同樣應(yīng)當(dāng)識(shí)別此刷頭。然后，這一信息被傳遞至手柄中的微控制器，然后其控制馬達(dá)/驅(qū)動(dòng)器從而按照兒童使用者所用的適當(dāng)振幅驅(qū)動(dòng)刷頭，這個(gè)振幅一般低于成人所使用的振幅。
同樣，牙刷刷頭部分的結(jié)構(gòu)變化會(huì)造成制作過程中所識(shí)別的慣性力矩或彈簧剛度變化，其可以編入存儲(chǔ)器20中，牙刷的驅(qū)動(dòng)頻率可以通過微控制器22略微改變，從而根據(jù)刷頭存儲(chǔ)器20中的信息提供牙刷最佳總性能。牙刷的驅(qū)動(dòng)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(shí)施例中，刷頭中的存儲(chǔ)元件20為一種隨機(jī)存取存儲(chǔ)(RAM)裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，信息可以供給(寫入)存儲(chǔ)元件20，也可以從存儲(chǔ)元件中讀取到微控制器或其他裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，使用的總時(shí)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(chǔ)元件20中，而后存儲(chǔ)于刷頭中，而非存儲(chǔ)于手柄14中。這樣不僅減少了手柄14中所需要的存儲(chǔ)，而且允許刷頭與不同的手柄一起使用。刷頭基本上具有運(yùn)送其使用信息及其識(shí)別信息的能力。
除了ROM和RAM存儲(chǔ)裝置的實(shí)施例之外，存儲(chǔ)元件20可以為一電子電路，其將在收到一信號(hào)激勵(lì)時(shí)傳回一將用于識(shí)別刷頭的識(shí)別信號(hào)/頻率。同樣，存儲(chǔ)元件20可以是其它能夠存儲(chǔ)識(shí)別數(shù)據(jù)的介質(zhì)，包括磁性、所有類型的電子及其它介質(zhì)。存儲(chǔ)元件20也可以是RFID芯片的一部分。術(shù)語“存儲(chǔ)元件”或裝置在本文中使用時(shí)，尤其包括這種電子電路、帶存儲(chǔ)器的RFID芯片、磁性介質(zhì)或其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。
當(dāng)刷頭中存儲(chǔ)了大量信息時(shí)，例如對(duì)于RAM實(shí)施例而言，刷子存儲(chǔ)裝置中可能具有一讀出器，包括關(guān)于刷子的識(shí)別，更換前的剩余時(shí)間，刷子每隔多久使用一次，或其它存儲(chǔ)于刷頭的信息。這可以利用刷頭存儲(chǔ)裝置30來完成，例如圖2中所示。刷頭存儲(chǔ)裝置30可以容納多個(gè)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(chǔ)裝置30可以包括一帶有讀出裝置的顯示元件34，因此每個(gè)刷頭在存儲(chǔ)元件中的信息可以通過存儲(chǔ)裝置30讀出并顯示。存儲(chǔ)裝置30一般包括多個(gè)單獨(dú)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(shè)備可以包括編程能力，例如，其允許牙科專業(yè)人員根據(jù)特定患者的需要/要求而定制時(shí)間、刷牙操作中的象限數(shù)量、刷動(dòng)的振幅和/或振幅與時(shí)間的曲線。
本發(fā)明的設(shè)置中，刷頭包含一帶有識(shí)別信息的存儲(chǔ)元件，其可以用于“鎖定”模式中，其中手柄中的驅(qū)動(dòng)元件并不運(yùn)轉(zhuǎn)，除非微控制器檢測到來自刷頭的有效識(shí)別數(shù)碼。這會(huì)將手柄的使用只能限定于預(yù)先選定的刷頭。
如上所述，刷頭12中的存儲(chǔ)元件20與手柄14中的微控制器22之間的信號(hào)通信是必要的。對(duì)于ROM裝置，只有兩種連接線是必須的；而對(duì)于RAM裝置，四個(gè)接觸件(實(shí)際上三個(gè)已足夠)提供電壓、接地、數(shù)據(jù)和讀出/寫入功能。在所示的實(shí)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(yīng)(利用線圈)和紅外線，也可能用于提供所需的信號(hào)通信。
圖3示出了刷頭中的存儲(chǔ)元件20與手柄中的微控制器22之間信息交換的一個(gè)實(shí)例。例如，信息可以包括一唯一序號(hào)形式的刷頭識(shí)別信息，如36處所示。模型信息可以提供，如38處所示，而后振幅和頻率驅(qū)動(dòng)信息可以提供，如40處所示，制造數(shù)據(jù)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(shè)置也可以使用。信息應(yīng)當(dāng)包括一些關(guān)于刷頭種類的識(shí)別信息。
對(duì)于RAM裝置，如上所述，微控制器與刷頭中的存儲(chǔ)元件之間，以及存儲(chǔ)元件與外部編程/存儲(chǔ)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(gè)方向的刷頭識(shí)別信息和沿另一個(gè)方向的編程信息(來自編程裝置)。
因此，已經(jīng)研制出一種智能刷頭，其包括一能夠存儲(chǔ)關(guān)于刷頭的選定信息如識(shí)別數(shù)碼的存儲(chǔ)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(chǔ)元件延伸的通信元件并連接于(或者感應(yīng)耦合)從微控制器延伸的相似通信元件上，如圖1所示。
盡管為了示例說明的目的在此已經(jīng)公開了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解在不背離如以下權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)的情況下，可以引入各種變化、改進(jìn)和代替。
權(quán)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(nèi)帶有用于驅(qū)動(dòng)刷毛部段的驅(qū)動(dòng)組件，其中刷頭部分和手柄部分適于使得刷頭部分可以從手柄部分上拆除；一通信裝置，當(dāng)刷頭部分和手柄部分連接在一起時(shí)，其用于刷頭部分與手柄部分之間的數(shù)據(jù)通信；一存儲(chǔ)元件，其位于刷頭部分中，用來至少存儲(chǔ)識(shí)別刷頭部分的數(shù)據(jù)；以及一微控制器，其位于手柄部分中，其中刷頭部分中的存儲(chǔ)元件將其內(nèi)的信息經(jīng)過通信裝置提供給微控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其中存儲(chǔ)元件為只讀存儲(chǔ)(ROM)裝置，其中存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的信息包括與刷頭相關(guān)聯(lián)的識(shí)別數(shù)碼，其中微控制器在操作中積累了關(guān)于刷頭使用的信息，其中設(shè)備包括用于將刷頭中存儲(chǔ)元件中的信息讀取至微控制器的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其中存儲(chǔ)元件為隨機(jī)存取存儲(chǔ)(ROM)裝置，其中信息可以寫入RAM。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的牙刷，其中信息為刷頭進(jìn)行的牙刷操作所用的編程信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的牙刷，其中RAM可以存儲(chǔ)關(guān)于牙刷使用的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其中除非由微控制器確定來自存儲(chǔ)元件的信息是有效的，否則牙刷將不操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其包括一用于臨時(shí)存儲(chǔ)多個(gè)刷頭的刷頭存儲(chǔ)元件，其中刷頭存儲(chǔ)元件包括用于顯示刷頭中所存儲(chǔ)的選定信息的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，還包括一用于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(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其中通信裝置包括從存儲(chǔ)元件至微控制器的導(dǎo)電元件，當(dāng)刷頭與手柄連接時(shí)，存儲(chǔ)元件與微控制器就互連起來。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其中通信裝置包括無線部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的牙刷，其中無線部件包括位于刷頭和手柄上的用于感應(yīng)通信的線圈。
12.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其中微控制器包括用于將刷頭的實(shí)際使用情況與預(yù)選的使用值作比較，并且用于在達(dá)到預(yù)選值時(shí)提供指示來表明刷頭應(yīng)當(dāng)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(lián)結(jié)的手柄部分的牙刷包括一包括一刷毛部段的刷頭組件，刷頭組件適于從牙刷的手柄部分上拆除；通信裝置，其用于刷頭組件與分離式裝置之間的數(shù)據(jù)通信；以及一存儲(chǔ)元件，其位于刷頭組件中，用來存儲(chǔ)識(shí)別刷頭組件的數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求14所述的刷頭，其中通信裝置包括用于在刷頭組件與手柄連接在一起時(shí)與手柄部分進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的刷頭，其中存儲(chǔ)元件為只讀存儲(chǔ)(ROM)裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的刷頭，其中存儲(chǔ)元件為隨機(jī)存取存儲(chǔ)(RAM)裝置，其中信息可以寫入RAM。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的刷頭，其中信息為關(guān)于所述刷頭組件的牙刷正確操作所用的編程信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的刷頭，其中通信裝置包括導(dǎo)電元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的刷頭，其中通信裝置包括無線部件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的刷頭，其中無線部件包括用于感應(yīng)通信的線圈。
全文摘要
牙刷包括一在其遠(yuǎn)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。刷頭包括一位于其中的存儲(chǔ)(20)元件，在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)元件中包含識(shí)別信息、刷頭的使用信息；而手柄部分(14)包括一累積著關(guān)于刷頭使用情況的信息的微控制器(22)。當(dāng)刷頭可操作地位于手柄上的適當(dāng)位置上時(shí)，從存儲(chǔ)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(chǔ)元件(20)與微控制器(22)之間的數(shù)據(jù)通信能力。
文檔編號(hào)A61C17/22GK1628315SQ02825343
公開日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2002年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者J·帕塞, L·斯伯克萊特, W·G·麥科伊 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司