具体实施方式

本公开描述了个人护理设备的各种实施例，该个人护理设备包括具有刷头的刷头组件，该刷头包括第一面，该第一面具有多个刷毛，该多个刷毛被布置为在第一方向上从该刷头的第一面延伸，以及第二面。第二面被布置为在第二面和口腔环境之间在第二方向上产生第一摩擦力，以及在第二面和口腔环境之间在第三方向上产生第二摩擦力。第一摩擦力和第二摩擦力之间的差异可以被用于区别由口腔环境在刷头组件上产生的个人护理设备上的压力与使用者在个人护理设备上产生的压力。

应结合图1至图4来阅读以下描述。图1是个人护理设备100的透视图。概括地说，个人护理设备100包括具有壳体104的主体部分102。壳体104具有第一端106、第二端108并且旨在为基本中空的，即具有被布置在其中的腔110。在一个示例中，壳体104被布置为使得第一端106和第二端108以第一轴线A1为中心。

如图2所示，腔体110包括驱动组件112。驱动组件112可以包括各种电子部件，该各种电子部件被布置为驱动或致动下面讨论的刷头组件126的部件。例如，驱动组件112可以包括马达114、驱动轴116、电源118、处理器120和存储器122。马达114被布置为接收电输入以及产生驱动轴116的旋转运动。马达114可以是直驱马达，即任何被布置为接收输入电流并且直接产生驱动轴116的旋转的马达。此外，如图2所示，马达114可以是磁性马达联轴器，即，马达114可以包括电磁定子，被布置为产生交变磁场，并且驱动轴116可以包括在一端处的磁体，被布置为接收交变磁场以及以振动的方式在第一旋转方向RD1(如图4A所示)上和第二旋转方向RD2上(如图4A所示)旋转。

驱动轴116旨在是至少在壳体104的第一端106和第二端108之间沿第一轴线A1布置的基本上纵向的构件。驱动轴116被布置为在第一旋转方向RD1上(如图4A所示)和第二旋转方向RD2上(如图4A所示)围绕第一轴线A1旋转和振动，以响应于如上所述由马达114产生的交变磁场。在一个示例中，驱动轴116的一端被布置为被可移除地安装至刷头组件126，如下所述，并且在使用者使用时驱动刷头130的振动或振荡功能。电源118被布置在壳体104中并且靠近壳体104的第二端108。电源118旨在是能够感应充电的电池；然而，应当理解，可以使用能够驱动驱动组件112的马达114的任何无线或有线电源。处理器120和存储器122被布置为分别执行和存储一组非暂态计算机可读指令，这些指令被布置为从至少传感器124接收数据，如下所述，以及产生操作驱动系统112所需的电信号。

腔110还包括第一传感器124，其被布置为例如在马达114操作期间测量扭矩的变化。虽然被图示为单独的部件，但是应当理解，传感器124可以被集成在马达114中，使得它可以在个人护理设备100的操作期间向上述其他内部电子部件提供负载或电流信息。例如，传感器124被布置为在刷头130的第一行程期间，即当刷头130在口腔环境OE(图3中所示)中沿第三方向DR3上(图4A中所示)运动时，获得第一负载L1(未示出)，以及在刷头130的第二行程期间，即当刷头130在口腔环境OE中沿第四方向DR4上(图4A中所示)运动时获得第二载荷L2(未示出)。应当理解，第一行程和第二行程可选地分别对应于在第三方向DR3上和第四方向DR4上的平移运动，也可以对应于刷头130围绕第一轴线A1在第一旋转方向RD1上和第二旋转方向RD2上的旋转，例如，如果刷头选自旋转式刷头。

个人护理设备100还包括刷头组件，即刷头组件126。刷头组件126被布置为与驱动轴116可移除地接合并被固定到靠近第一端106的主体部分102。刷头组件126包括颈部128和刷头130。颈部128具有第一端132和第二端134。当接合时，刷头130被一体地连接到颈部128的第一端132，以及第二端134被布置为靠近主体部分102的第一端106。附加地，当接合时，刷头组件126基本上围绕第一轴线A1定位并且被安装至驱动轴116上，使得驱动轴116的旋转和/或振动对应于刷头130在第三方向DR3上和第四方向DR4上沿第二轴线A2的平移振动，和/或对应于在第一旋转方向RD1上和第二旋转方向RD2上围绕第一轴线A1的旋转振动。还应当理解，刷头组件126也可以围绕第二轴线A2旋转和/或沿第一轴线A1平移。

如图2至图4A所示，刷头130还包括第一面136和第二面138。第一面136被布置在刷头130的与第二面138相反的一侧上，即第一面136被布置在刷头130上并且在第二轴线A2的第一方向DR1上，以及第二面138被布置在刷头130上并且在第二方向DR2上，其中第二方向DR2与第一方向DR1相反。第一面136包括多个刷毛140。多个刷毛140被布置为在个人护理设备100的操作期间基本上在第一方向DR1上在第二轴线A2从第一面136延伸并且接触使用者的牙齿T(如图3所示)。应当理解，多个刷毛140也可以从第一面136基本上在第一方向DR1上并且相对于第三轴线A3以一定角度延伸，即多个刷毛140可以包括成角度的刷毛。

如图4A所示，第二面138包括多个摩擦表面，即第一摩擦表面142、第二摩擦表面144、第三摩擦表面146以及第四摩擦表面148。第一摩擦表面142和第三摩擦表面146包括具有第一摩擦系数FR1的材料。此外，第二摩擦表面144和第四摩擦表面148具有第二摩擦系数FR2，其中第二摩擦系数FR2不同于第一摩擦系数FR1。在个人护理设备100的正常操作期间，这些摩擦表面被布置为接触使用者口腔内侧的口腔环境OE的部分。应当理解，虽然未示出，但第二面138可以被设置在颈部128上，使得本文讨论的摩擦表面在个人护理设备100的操作期间，可以接触使用者的嘴唇。

在一个示例中，第二面138包括多个突起150(图4A中所示)，该多个突起150在第二方向DR2上在第二轴线A2延伸。多个突起150可以包括例如第一突起152和第二突起154。第一突起152具有第一侧156和第二侧158，以及第二突起154具有第三侧160和第四侧162。第一突起152的第一侧156和第二突起154的第三侧面160被布置为使得它们在第二方向DR2上从第二面138延伸并且基本上面向第四方向DR4。第一突起152的第二侧158和第二突起154的第四侧162被布置为使得它们在第二方向DR2上从第二面138延伸并且基本上面向第三方向DR3。第一突起152的第一侧156和第二突起154的第三侧160分别包括第一摩擦表面142和第三摩擦表面146。第一突起152的第二侧158和第二突起154的第四侧162分别包括第二摩擦表面144和第四摩擦表面148。这种布置在操作期间对刷头130产生各向异性效果，即刷头130在第三方向DR3上移动时所承受的摩擦力或负载与其在第四方向DR4上移动时所承受的摩擦力或载荷不同。应当理解，虽然多个突起150被示为具有对应面的一系列脊，但是应当理解，突起150可以采用任何形式，以允许当刷头130在第三方向上DR3移动时，第一摩擦表面142和第三摩擦表面146的基本部分接触口腔环境OE，以及当刷头130在第四方向DR4上移动时，第二摩擦表面144和第四摩擦表面148的基本部分接触口腔环境OE。还应当理解，上述各向异性效果的产生可以通过两个摩擦表面来实现，即，该设备可以包括第一摩擦表面和第二摩擦表面，其中第一摩擦表面的基本部分被布置为当刷头130在第三方向上DR3上移动时，接触口腔环境，以及第二摩擦表面的基本部分被布置为当刷头130在第四方向DR4上移动时，接触口腔环境，并且第一摩擦表面具有第一摩擦系数以及第二摩擦表面具有第二摩擦系数，其中第一摩擦系数和第二摩擦系数不相同。应当理解，前述摩擦表面也可以被布置在刷头组件126的颈部128的第一端132上。

在个人护理设备100的操作期间，使用者可以将口腔护理设备100放置在口腔环境OE中，即，在使用者的口腔中。在使用者的口腔环境OE中，使用者脸颊内侧、使用者嘴唇的一部分或使用者舌头的至少一部分可以向刷头130的第二面138在第一方向DR1上在第二轴线A2施加压力或作用力F1(如图3所示)。附加地，使用者的手可以被定位在个人护理设备100的壳体104上，使得在使用时，使用者的手在个人护理设备100上在第一方向DR1上施加第二作用力F2(图3所示)。如图3所示，由多个刷毛140沿第一方向DR1上施加在使用者牙齿上的总压力和/或总作用力FT为：

FT＝F1+F2

在上面的示例中，传感器124可以感知马达114上的扭矩或负载并且确定FT超过某个阈值，即多个刷毛140的刷毛在使用者的牙齿上施加过大的总作用力，这可能导致损坏个人护理设备100和/或使用者的牙齿。然而，使用者无法区别沿第一方向DR1施加在刷头130上的总作用力FT是由使用者口腔环境OE的过大作用力即第一作用力F1引起的，还是由口腔护理设备100的壳体104上沿第一方向DR1的过大作用力(即第二作用力F2)引起的。

如上所述，为了帮助区别过大作用力的来源，刷头130的第二面138包括至少两个表面，即第一摩擦表面142和第二摩擦表面144，其分别具有第一摩擦系数FR1和第二摩擦系数FR1，其中第一摩擦系数FR1不同于第二摩擦系数FR2。在一个示例中，第一摩擦表面142包括具有大约0.25的第一摩擦系数FR1的尼龙材料，第二摩擦表面144包括具有大约0.5的第二摩擦系数的热塑性弹性体(TPE)材料。应当理解，为第一摩擦表面142和第二摩擦表面144选择的材料可以是能够在第三方向DR3上的第一行程以及在第四方向DR4上的第二行程中产生足够不同的摩擦阻力的任何材料或材料组合，使得传感器124可以感知马达114的电流或负载的差异。这两个摩擦表面产生的各向异性效果(即第二面138对口腔环境OE的在第三方向DR3上的摩擦阻力与第二面138对口腔环境OE的在第四方向DR4上的摩擦阻力不同)，在第三方向DR3上的第一行程和第四方向DR4上的第二行程期间在马达114上产生两个不同的扭矩或载荷，即第一载荷L1和第二载荷L2，该扭矩或载荷可以被第一传感器124检测到并被处理器120利用以确定第一作用力F1和第二作用力F2的值。例如，处理器120可以利用以下两个公式，以确定仅由口腔环境OE引起的刷头130上的作用力，即第一作用力F1，其中R是第二表面138和轴线A1之间的距离：

公式1：F_Delta＝ABS(L1-L2)

公式2：

此外，由使用者的手施加在壳体104上的作用力，即第二作用力F2，可以使用第三个公式求出，其中R_Bristle是多个刷毛140的端部与第一轴线A1之间的近似距离：

公式3：

在总作用力FT、第一作用力F1和第二作用力F2已经被确定之后，处理器120可以被布置为向使用者提供反馈并且通知使用者关于对使用者牙齿的过度压力的来源。例如，如果总作用力FT被确定为高于第一预定义阈值，例如300g并且第一作用力F1/总作用力FT大于0.5，则处理器120可以被布置为以以下的第一独特通知形式向使用者提供第一反馈，例如：由壳体104上或壳体104中的光源产生的第一视觉信号，第一节奏或第一模式中的第一振动，该第一振动对于过大的第一作用力F1是独特的，由被布置在壳体104上或壳体104中的扬声器产生的第一可听音调，或者在外围设备(例如，智能电话)上接收到的第一无线通知。在接收到第一作用力F1超过第一预定义阈值的第一反馈时，使用者可以知道他们应该考虑切换到具有更小的整体足迹的刷头，或者更好地符合使用者的特定口腔几何形状的刷头。附加地，如果确定总作用力FT高于第一预定义阈值，例如300g并且第二作用力F2/总作用力FT大于0.5，则处理器120可以被布置为以以下第二独特通知形式向使用者提供第二反馈，例如：由壳体104上或壳体104中的光源产生的第二视觉信号，第二节奏或第二模式中的第二振动，该第二振动对于过大的第二作用力F2是独特的，由被布置在壳体104上或壳体104中的扬声器产生的第二可听音调，或者在外围设备(例如，智能电话)上接收到的第二无线通知。此外，应当理解，如果第一作用力F1超过第一重新定义的阈值并且第二作用力F2超过第二预定义的阈值，则处理器120可以被布置为依次或同时向使用者提供第一反馈和第二反馈，或者以第三独特通知形式来提供第三反馈；该第三独特通知形式例如由壳体104上或壳体104中的光源产生的第三视觉信号，第三节奏或第二模式中的第三振动，该第三振动对于过大的第一作用力F1和第二作用力是独特的F2，由被布置在壳体104上或壳体104中的扬声器产生的第三可听音调，或者在外围设备(例如，智能电话)上接收的第三无线通知。

如图5所示，应当理解，上述对刷头130的各向异性效果也可以使用单个表面来实现，其中该单个表面由提供摩擦载荷的材料制成，该摩擦载荷根据其在使用者口腔环境OE内侧被拖动的方向上而不同。例如，可以使用毛毡材料或钩环扣件样式材料，其中该材料被布置为使得单一材料被在第三方向DR3上拖着穿过口腔环境时，单一材料的摩擦系数不同于当相同材料被在第四方向DR4上拖着穿过口腔环境时的相同材料的摩擦系数。在一个示例中，可以利用单一材料的宏观或微观压纹或凹纹图案来实现这种效果。

此外，如图6A和图6B所示，使用者能够在操作之后直接从刷头130视觉上获得第一作用力F1。例如，压敏膜或聚合物、压敏涂料、应变反应性聚合物或压电材料可以被应用到第二面138的外部表面上，如图6A所示，或者可以被用于形成刷头130以及嵌入或集成在第二面138中，如图6B所示。如果第一作用力F1超过第一预定阈值，则聚合物或薄膜可以改变颜色或颜色偏移，从而使用者可以在视觉上确定在口腔护理设备100的操作期间他们的口腔环境是否对刷头130施加过大的压力或作用力。还应当理解，可以在刷头组件126中使用压电压力传感器或机械应变计和力矩臂；然而，这会增加刷头组件126的总费用。

图7示出了包含根据本公开的方法200的步骤的流程图。方法200可以包括，例如：提供具有刷头130的刷头组件126，刷头130具有第一面136和第二面138，第一面138被布置为与在第一方向上DR1从其延伸的多个刷毛140接合，以及第二面138具有被布置在其上的第一摩擦表面142，该第一摩擦表面142具有第一摩擦系数FR1(步骤202)；在个人护理设备100的壳体104中提供驱动组件112，该驱动组件112被布置为通过驱动轴116以与刷头组件126接合并且将驱动组件112的振动传递到刷头(步骤204)；至少部分基于在刷头的第二面的第一摩擦表面142与口腔环境OE之间在第三方向上DR3的第一摩擦载荷，通过被布置在壳体104中的第一传感器124，感测由口腔环境OE在第一方向DR1上施加在刷头130的第二面138上的第一作用力F1，其中第三方向DR3上与第一方向DR1上正交(步骤206)。附加地，刷头130的第二面138还包括具有第二摩擦系数FR2的第二摩擦表面144，其中第二摩擦系数FR2不同于第一摩擦系数FR1，并且第一摩擦表面142包括第一摩擦材料，该第一摩擦材料在第三方向DR3上具有第一摩擦系数FR1，以及第二摩擦材料，该第二摩擦材料在第四方向DR4上具有第二摩擦系数，其中第四方向DR4与第三方向DR3相反。

如本文所定义和使用的所有定义应理解为控制字典定义、通过引用并入的文件中的定义和/或所定义术语的普通含义。

在说明书和权利要求中使用的不定冠词“一”和“一个”，除非明确指出相反，否则应理解为“至少一个”。

说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为表示如此结合的要素中的“一个或两个”，即要素在某些情况下结合存在而在其他情况下不结合存在。用“和/或”列出的多个元素应以相同方式解释，即“一个或多个”元素如此结合。除了由“和/或”子句具体标识的元素之外，可以可选地存在其他元素，无论与那些具体标识的元素相关或不相关。

如本文在说明书和权利要求中使用的，“或”应理解为与如上定义的“和/或”具有相同的含义。例如，当分隔列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即包括至少一个，但也包括多个元素或列表中的一个以上元素，以及(可选地)其他未列出的项目。只有明确指出相反的术语，例如“仅……之一”或“恰好…之一”，或者在权利要求中使用“由……组成”，将会引用多个元素或元素列表中恰好一个元素的包含。一般而言，此处使用的术语“或”仅应解释为表示排他性的备选方案(即“一个或另一个但不是两个”)，当前面有排他性术语，例如“要么(either)”、“其中之一”、“只有其中之一”或“恰好是其中之一”。

如本文在说明书和权利要求中所使用的，关于一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应被理解为意指选自以下元素列表中的任何一个或多个元素中的至少一个元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指的元素列表中具体标识的元素之外的元素可以可选地存在，无论与那些具体标识的元素相关或不相关。

还应该理解的是，除非明确指出相反，在本文要求保护的任何方法中，包括一个以上的步骤或动作，方法的步骤或动作的顺序不一定限于引述的方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求以及上述说明书中，所有过渡短语，例如“包括”、“包括有”、“携带”、“具有”、“包含”、“涉及”、“持有”、“组成”、等应被理解为是开放式的，即意味着包括但不限于。只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”分别是封闭或半封闭的过渡短语。

虽然这里已经描述和示出了数个创造性的实施例，但是本领域的普通技术人员将容易地设想用于执行功能和/或获得结果和/或在本文中所描述的一个或多个优点的各种其他手段和/或结构，并且这种变化和/或修改中的每一个都被认为在本文描述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在示例性并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于特定应用使用本发明的教导。本领域技术人员将认识到或能够仅使用常规实验来确定本文描述的特定发明实施例的许多等效物。因此，应当理解，前述实施例仅通过示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等价物的范围内，可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践本发明的实施例。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，两个或更多个此类特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合，如果此类特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则被包括在本发明的发明范围内。