阅读说明：本技术 一种电动挤牙膏装置 (Electric toothpaste squeezing device ) 是由 李敏 王勇 胡飞 王永杰 邱伟健 于 2019-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电动挤牙膏装置,包括基座,牙膏容纳槽,步进电机,传动装置,控制器,按键面板,牙膏通过夹具固定在牙膏容纳槽内,步进电机转动并通过传动装置带动夹具直线运动以实现电动挤牙膏,夹具上设置第一测距传感器和第二测距传感器,用以检测牙膏膏身正面和侧面的中线位置,控制器根据对应位置的距离信号结合用户通过按键面板设置的挤出量,可计算出挤出牙膏的距离并转换为相应电信号传输给控制器,以实现装置适用不同牙膏尺寸且在牙膏不同挤出位置时都能定量控制挤出量的效果,以使用户使用装置自动挤牙膏的同时,也可掌握每次取牙膏的多少,避免使用的不便以及不必要的浪费。(The invention discloses an electric toothpaste squeezing device, which comprises a base, a toothpaste holding tank, a stepping motor, a transmission device, a controller and a key panel, wherein toothpaste is fixed in the toothpaste holding tank through a clamp, the stepping motor rotates and drives the clamp to linearly move through the transmission device so as to realize electric toothpaste squeezing, a first distance measuring sensor and a second distance measuring sensor are arranged on the clamp and are used for detecting the central line positions of the front surface and the side surface of a toothpaste body, the controller can calculate the distance for squeezing the toothpaste and convert the distance into corresponding electric signals to be transmitted to the controller according to the distance signals of the corresponding positions and the squeezing quantity set by a user through the key panel, so that the device is suitable for different toothpaste sizes and can quantitatively control the squeezing quantity of the toothpaste at different squeezing positions, and a user can master the quantity of the toothpaste each time when using the device to automatically squeeze the toothpaste, avoiding inconvenience and unnecessary waste of use.)

一种电动挤牙膏装置

技术领域

本发明涉及一种挤牙膏装置，特别是指一种电动挤牙膏装置。

背景技术

目前，人们刷牙所使用的牙膏，在使用时通常是用手挤压牙膏膏体以获取牙膏，在使用过程中存在极大的不便，使用费力且无法将牙膏完全挤尽，也无法掌握每次取牙膏的多少，造成资源的浪费，针对此状况，市场上也出现了一些自动挤牙膏装置，包括电动挤牙膏装置，可以实现自动挤牙膏，但仍需手动控制牙膏的挤出量或不能定量的控制牙膏的挤出量，尤其针对市场上的牙膏的尺寸各不相同以及同一牙膏的不同挤出状态，无法定量控制牙膏的挤出量，造成使用的不便以及不必要的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于设计一种电动挤牙膏装置，以实现装置适用不同牙膏尺寸且在牙膏不同挤出位置时都能定量控制挤出量的效果。

基于上述目的本发明设计的一种电动挤牙膏装置，包括：

基座；

牙膏容纳槽，固定在基座上，包括：

牙膏头套环，固定在牙膏容纳槽一侧，用于固定牙膏头；

运动件，与牙膏容纳槽内壁机械连接，并可沿牙膏容纳槽内壁直线运动，运动方向和牙膏头套环的平面方向垂直；

夹具，固定连接在运动件上，可夹紧牙膏膏身并通过运动件带动夹具直线运动，以挤出剩余牙膏；

第一测距传感器，通过支架紧邻固定在夹具上，方向朝向夹具靠近牙膏头的一侧且和夹具运动的平面方向垂直，夹具夹紧牙膏运动时，第一测距传感器可同步检测到牙膏膏身正面的沿膏身长轴中线上的位置；

第二测距传感器，通过支架紧邻固定在夹具上，方向朝向夹具靠近牙膏头的一侧且和第一测距传感器朝向方向垂直，夹具夹紧牙膏运动时，第二测距传感器可同步检测到牙膏膏身侧面的沿膏身长轴中线上的位置；

步进电机，固定在基座上；

传动装置，传动装置一端和步进电机的转轴机械连接，一端和运动件机械连接，以使步进电机转动带动运动件直线运动；

控制器，固定在基座上，与所述第一测距传感器和第二测距传感器电连接，并与步进电机电连接用于输出控制信号以驱动步进电机；

按键面板，固定在基座上，按键面板设置有开关控制按键和挤出量设置按键，开关控制按键和挤出量设置按键与控制器电连接；

所述控制器根据第一测距传感器和第二测距传感器传输的距离信号可间接获得牙膏垂直于膏身长轴方向的横截面积，从而结合用户设置的挤出量，驱动步进电机，实现挤出牙膏的定量控制。

优选地，运动件包括有滑轨和滑块，滑轨固定在牙膏容纳槽内壁上，滑块卡合在滑轨上，可沿滑轨来回直线滑动。

优选地，传动装置包括有齿轮和齿条，齿轮固定在步进电机的转轴上，齿条和运动件固定连接且和齿轮啮合连接，步进电机通过转轴转动带动齿轮再带动齿条从而带动夹具做直线运动。

优选地，还包括一个电压传感器模块，电压传感器模块的测量端并联在供电侧两端，电压传感器模块的输出端与控制器电连接，用于检测装置的工作电压并当工作电压低于电压限值时向控制器传输报警信号使步进电机停止运行。

优选地，还包括一个电流传感器模块，电流传感器模块的测量端串联在装置回路中，电流传感器模块的输出端和控制器电连接，用于检测装置的工作电流并当工作电流超出电流限值时向控制器传输报警信号使装置停止运行。

优选地，还包括一个第一距离传感器，固定在牙膏头套环上并和控制器电连接，第一距离传感器发射口对应朝向于夹具，检测与夹具的距离小于第一距离设定值，即表明牙膏已用完，以使步进电机停止运行。

优选地，还包括一个蜂鸣器，蜂鸣器和控制器电连接，控制器检测到故障信号并驱动蜂鸣器鸣响。

优选地，还包括一个第二距离传感器，固定在牙膏头套环上并和控制器电连接，发射口朝向牙膏容纳槽的外侧，以此检测当用户将牙刷靠近牙膏口时，检测距离小于第二距离设定值，第二距离传感器向控制器发送信号，控制器驱动步进电机运行，自动挤出牙膏。

优选地，还包括一个防尘盖，铰接于牙膏头套环上，可展开或扣合在牙膏头套环上以密闭牙膏头。

优选地，还包括一个USB接口，通过导线和控制器电连接，用于向装置供电。

从上面所述可以看出，本发明设计的一种电动挤牙膏装置，通过设置基座，牙膏容纳槽，步进电机，传动装置，控制器，按键面板，其中牙膏容纳槽固定在基座上，包括：牙膏头套环，固定在牙膏容纳槽一侧，运动件与牙膏容纳槽的内壁机械连接，并可沿牙膏容纳槽的内壁直线运动且运动方向和牙膏头套环的平面方向垂直，夹具固定连接在运动件上，通过牙膏头套环固定牙膏头以及夹具夹紧牙膏膏身，可将牙膏固定于牙膏容纳槽内，同时通过运动件带动夹具直线运动以实现牙膏的挤出，基座上固定有步进电机，另外设置有传动装置，一端和步进电机的转轴机械连接，另一端和运动件机械连接，以使步进电机转动带动运动件直线运动，从而实现电动挤牙膏，控制器固定在基座上并与步进电机电连接用于输出控制信号以驱动步进电机，按键面板固定在基座上且设置有开关控制按键和挤出量设置按键，其中开关控制按键和挤出量设置按键与控制器电连接以实现用户开启、关闭装置的功能，以及用于提供给用户输入牙膏挤出量的设置，另外，设置有第一测距传感器，通过支架紧邻固定在夹具上，方向朝向夹具靠近牙膏头的一侧且和夹具运动的平面方向垂直，夹具夹紧牙膏运动时，第一测距传感器可检测到牙膏膏身正面的沿膏身长轴中线上的位置，第二测距传感器通过支架紧邻固定在夹具上，方向朝向夹具靠近牙膏头的一侧且和第一测距传感器朝向方向垂直，夹具夹紧牙膏运动时，第二测距传感器可检测到牙膏膏身侧面的沿膏身长轴中线上的位置，控制器通过接收第一测距传感器和第二测距传感器测得的对应位置的距离信号结合装置本身的尺寸，可计算出牙膏垂直于膏身长轴方向的横截面积，再结合用户设置的挤出量通过机械传动比获得的电机转速，可计算出挤出牙膏的距离并转换为相应电信号传输给控制器，以最终实现针对不同牙膏尺寸以及挤同一牙膏不同位置时都能定量控制挤出牙膏的效果。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构俯视图；

图2为本发明实施例的图1的A处放大示意图；

图3为本发明实施例的夹具的右侧视图；

图4为本发明实施例的传动装置的右侧视图；

图5为本发明实施例的运动件的剖视图；

图6为本发明实施例的夹具和运动件的正视图。

图中：1基座、2牙膏容纳槽、21牙膏头套环、22运动件、221滑轨、222滑块、23夹具、24第一测距传感器、25第二测距传感器、26第一距离传感器、27第二距离传感器、28防尘盖、3步进电机、4传动装置、41齿轮、42齿条、5控制器、6按键面板、61开关控制按键、62挤出量设置按键、9电流传感器模块、10蜂鸣器、11USB接口、101牙膏。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

一种电动挤牙膏装置，如图1所示，包括基座1，牙膏容纳槽2，牙膏容纳槽2固定在基座1上，包括：牙膏头套环21，固定在牙膏容纳槽2一侧，运动件22，与牙膏容纳槽2的内壁机械连接，并可沿牙膏容纳槽2的内壁直线运动且运动方向和牙膏头套环21的平面方向垂直，夹具23，固定连接在运动件22上，可夹紧牙膏膏身并通过运动件22带动夹具23直线运动以挤出剩余牙膏，第一测距传感器24，通过支架紧邻固定在夹具23上，方向朝向夹具23靠近牙膏头的一侧且和夹具23运动的平面方向垂直，夹具23夹紧牙膏运动时，第一测距传感器24可同步探测到牙膏膏身正面的沿膏身长轴中线上的位置，第二测距传感器25，通过支架紧邻固定在夹具上23，方向朝向夹具23靠近牙膏头的一侧且和第一测距传感器24朝向方向垂直，夹具23夹紧牙膏运动时，第二测距传感器25可检测到牙膏膏身侧面的沿膏身长轴中线上的位置，步进电机3，固定在基座1上，传动装置4，一端和步进电机3的转轴机械连接，另一端和运动件22机械连接，以使步进电机3转动带动运动件22直线运动，控制器5，固定在基座1上，与第一测距传感器24和第二测距传感器25连接，并与步进电机3电连接用于输出控制信号以驱动步进电机3，按键面板6，固定在基座1上且设置有开关控制按键61和挤出量设置按键62，其中开关控制按键61和控制器5电连接，所述控制器5根据第一测距传感器24和第二测距传感器25传输的距离信号可间接获得牙膏垂直于膏身长轴方向的横截面积，从而结合用户设置的挤出量，驱动步进电机3，实现挤出牙膏的定量控制。

本发明通过设置基座1，牙膏容纳槽2，步进电机3，传动装置4，控制器5，按键面板6，其中牙膏容纳槽2固定在基座1上，包括：牙膏头套环21，固定在牙膏容纳槽2一侧，运动件22，与牙膏容纳槽2的内壁机械连接，并可沿牙膏容纳槽2的内壁直线运动且运动方向和牙膏头套环21的平面方向垂直，夹具23，固定连接在运动件22上，通过牙膏头套环21固定牙膏头以及夹具23夹紧牙膏膏身，可将牙膏固定于牙膏容纳槽2内，同时通过运动件22带动夹具23直线运动以实现牙膏的挤出，基座1上固定有步进电机3，另外设置有传动装置4，一端和步进电机3的转轴机械连接，另一端和运动件22机械连接，以使步进电机3转动带动运动件22直线运动，从而实现电动挤牙膏，控制器5固定在基座1上并与步进电机3电连接用于输出控制信号以驱动步进电机3，按键面板6固定在基座1上且设置有开关控制按键61和挤出量设置按键62，其中开关控制按键61和控制器5电连接以实现用户开启和关闭装置的功能，挤出量设置按键62用于提供给用户输入牙膏挤出量的设置，另外，设置有第一测距传感器24，通过支架紧邻固定在夹具23上，方向朝向夹具23靠近牙膏头的一侧且和夹具23运动的平面方向垂直，夹具23夹紧牙膏运动时，第一测距传感器24可检测到牙膏膏身正面的沿膏身长轴中线上的位置，第二测距传感器25，通过支架紧邻固定在夹具上23，方向朝向夹具23靠近牙膏头的一侧且和第一测距传感器24朝向方向垂直，夹具23夹紧牙膏运动时，第二测距传感器25可检测到牙膏膏身侧面的沿膏身长轴中线上的位置，通过接收第一测距传感器24和第二测距传感器25测得的对应位置的距离信号结合装置本身的尺寸，可计算出牙膏垂直于膏身长轴方向的横截面积，再结合用户设置的挤出量通过机械传动比获得的电机转速，可计算出挤出牙膏的距离并转换为相应电信号传输给控制器，以实现针对不同牙膏尺寸以及挤同一牙膏不同位置时都能定量控制挤出牙膏的效果。

可选的，运动件22包括有滑轨221和滑块222，滑轨221固定在牙膏容纳槽2的内壁上，滑块222卡合在滑轨221内并可沿滑轨221来回直线滑动，以此带动夹具23直线运动以实现牙膏的挤出。

可选的，传动装置4包括有齿轮41和齿条42，齿轮41固定在步进电机3的转轴上，齿条42和运动件22固定连接且和齿轮41啮合连接，以使步进电机3通过转轴转动带动齿轮41再带动齿条42从而带动夹具23做直线运动。

可选的，设置有一个电压传感器模块，电压传感器模块的测量端并联在供电侧两端，电压传感器模块的输出端与控制器5电连接，用于检测装置的工作电压并当工作电压低于电压限值时向控制器5发送信号使步进电机3停止运行，电压限值在控制器中设置，以达到电压较低时断开供电电源。

可选的，设置有一个电流传感器模块9，电流传感器模块9的测量端串联在装置的回路中，电流传感器模块9的输出端和控制器5电连接，用于检测装置的工作电流并当工作电流超出电流限值时向控制器5发出信号使装置停止运行，电流限值在控制器中设置，以达到检测装置异常或故障时自动断路以保护的作用。

可选的，牙膏头套环21上固定有一个第一距离传感器26，第一距离传感器26和控制器5电连接，第一距离传感器26发射口对应朝向于夹具23，以此当检测与夹具23的距离小于第一距离设定值时向控制器5输出信号使步进电机3停止运行，第一距离设定值根据夹具23运动到牙膏头位置时与牙膏头套环21的距离而定，以达到挤尽牙膏的同时避免损坏装置的效果。

可选的，设置有一个蜂鸣器10，和控制器5电连接，控制器5检测到报警信号时，同时连通与蜂鸣器10的电路以使蜂鸣器10鸣响，起到报警作用。

可选的，牙膏头套环21上固定有一个第二距离传感器27，第二距离传感器27和控制器5电连接，发射口朝向牙膏容纳槽2的外侧，以此检测当用户使用牙刷准备挤牙膏，检测距离小于第二距离设定值以触发第二距离传感器27向控制器5传输控制信号以使步进电机3自动运行，第二距离设定值可供用户设定，通过距离感应实现自动挤牙膏代替操作按键，以达到智能方便的效果。

可选的，牙膏头套环21上铰接有一个防尘盖28，防尘盖28可展开或扣合在牙膏头套环21上以密闭牙膏头，用以防尘防菌和保障卫生。

可选的，设置有一个USB接口11，通过导线和控制器5电连接，用于向装置供电。

可选的，控制器5采用STM32(ARM Cortex-M内核的32位微控制器)作为主控芯片，主控芯片配置有GPIO(通用输入/输出口)接口和定时器接口，其他与控制器5电连接的元件则均接GPIO接口。

在本发明公开的一种电动挤牙膏装置中，通过设置基座1，牙膏容纳槽2，步进电机3，传动装置4，控制器5，按键面板6，实现装置适用不同牙膏尺寸且在牙膏不同挤出位置时都能定量控制挤出量的效果，具体地说，基座1上固定有牙膏容纳槽2，牙膏容纳槽2一侧固定有牙膏头套环21，运动件22与牙膏容纳槽2的内壁机械连接，并可沿牙膏容纳槽2的内壁直线运动且运动方向和牙膏头套环21的平面方向垂直，夹具23固定连接在运动件22上，通过牙膏头套环21固定牙膏头以及夹具23夹紧牙膏膏身，可将牙膏固定在牙膏容纳槽2内，同时通过运动件22带动夹具23直线运动以实现牙膏的挤出，基座1上固定有步进电机3，另外设置有传动装置4，一端和步进电机3的转轴机械连接，另一端和运动件22机械连接，以使步进电机3转动带动运动件22直线运动实现电动挤牙膏，控制器5固定在基座1上并与步进电机3电连接用于输出控制信号以驱动步进电机3，按键面板6固定在基座1上且设置有开关控制按键61和挤出量设置按键62，其中开关控制按键61和控制器5电连接以实现用户开启和关闭装置的功能，用户通过挤出量设置按键62输入牙膏的挤出量设置，但考虑到不同牙膏的尺寸不同且在牙膏不同挤出位置时挤出量也有差异的状况，针对此问题，为使装置均可定量控制挤出量，另外设置有第一测距传感器24，通过支架紧邻固定在夹具23上，方向朝向夹具23靠近牙膏头的一侧且和夹具23运动的平面方向垂直，夹具23夹紧牙膏运动时，第一测距传感器24可检测到牙膏膏身正面的沿膏身长轴中线上的位置，第二测距传感器25，通过支架紧邻固定在夹具上23，方向朝向夹具23靠近牙膏头的一侧且和第一测距传感器24朝向方向垂直，夹具23夹紧牙膏运动时，第二测距传感器25可检测到牙膏膏身侧面的沿膏身长轴中线上的位置，通过接收第一测距传感器24和第二测距传感器25测得的对应位置的距离信号结合装置本身的尺寸，可计算出牙膏垂直于膏身长轴方向的横截面积，以实现不同牙膏尺寸以及同一牙膏不同位置都能定量控制挤出牙膏的效果，另外，运动件22设置有滑轨221和滑块222，滑轨221固定在牙膏容纳槽2的内壁上，滑块222卡合在滑轨221内并可沿滑轨221来回直线滑动，以此带动夹具23直线运动以实现牙膏的挤出，传动装置4设置有齿轮41和齿条42，齿轮41固定在步进电机3的转轴上，齿条42和运动件22固定连接且和齿轮41啮合连接，以使步进电机3通过转轴转动带动齿轮41再带动齿条42从而带动夹具23做直线运动，此外为探测装置故障或异常情况并及时控制以保护装置，设置有一个电压传感器模块，电压传感器模块的测量端并联在供电侧两端，电压传感器模块的输出端与控制器5电连接，用于检测供电侧电压并当电压低于电压限值时向控制器5发出信号，使步进电机3停止运行，电压限值在控制器中设置，设置一个电流传感器模块9，电流传感器模块9的测量端串联在装置所在回路中，电流传感器模块9的输出端和控制器5电连接，用于检测装置的工作电流并当工作电流超出电流限值时，使装置停止运行，电流限值在控制器中设置，检测装置故障或异常时自动断路以保护的作用，牙膏头套环21上固定有一个第一距离传感器26，第一距离传感器26和控制器5电连接，第一距离传感器26发射口对应朝向于夹具23，以此当检测与夹具23的距离小于第一距离设定值时向控制器5传输信号使步进电机3停止运行，第一距离设定值根据装置的夹具23运动到牙膏头位置时与牙膏头套环21的距离而定，以达到挤尽牙膏的同时避免损坏装置的效果，同时设置有一个蜂鸣器10和控制器5电连接，控制器5检测到报警信号时，同时连通与蜂鸣器10的电路以使蜂鸣器10鸣响，以起到报警的作用，另外，牙膏头套环21上固定有一个第二距离传感器27，第二距离传感器27和控制器5电连接，发射口朝向牙膏容纳槽2的外侧，以此检测当用户移动牙刷使用该装置时，检测距离小于第二距离设定值以触发第二距离传感器27向控制器5传输控制信号以使步进电机3自动运行，第二距离设定值可供用户设定，通过距离感应实现自动挤牙膏代替操作按键，以达到智能方便的效果，同时，牙膏头套环21上铰接有一个防尘盖28，防尘盖28可展开或扣合在牙膏头套环21上以密闭牙膏头，用以防尘防菌和保障卫生，另外设置有一个USB接口11，通过导线和控制器5电连接，用于向装置供电。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。