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Title:
ELECTRIC CLEANING BRUSH FOR CLEANSING BIOLOGICAL BODY SURFACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/140179
Kind Code:
A1
Abstract:
An electric cleaning brush for cleansing a surface of a biological body, comprising: an oscillating motor and a brush driven by the oscillating motor. The oscillating motor comprises a U-shaped yoke (100), four permanent magnets and an oscillating arm (400). The U-shaped yoke (100) has coils (200) respectively wound around two legs thereof, allowing end faces of the two legs to generate alternating magnetic polarities under the control of a control circuit (300). The four permanent magnets are a first permanent magnet (610), a second permanent magnet (620), a third permanent magnet (630) and a fourth permanent magnet (640), respectively, which are sequentially distributed in a same circumference centered at a pivot point. The first permanent magnet (610) and the fourth permanent magnet (640) are of the same polarity at radial end faces; the second permanent magnet (620) and the third permanent magnet (630) are of the same polarity at radial end faces; the second permanent magnet (620) and the first permanent magnet (610) are of opposite polarities at radial end faces. The control circuit (300) generates alternating width-adjustable pulses, such that the permanent magnets form reciprocating oscillation; as a result, the oscillating arm (400) brings the brush to perform high-speed small-amplitude reciprocating oscillation, thus cleansing a surface of a biological body.

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Inventors:
HU, Jiankun (Room 1208, No. 1 Yitianhaoyuan Building,1605, Fuqiang Road, Futian Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
HU, Jianchang (Room 1208, No. 1 Yitianhaoyuan Building,1605, Fuqiang Road, Futian Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
HU, Feiran (Room 1208, No. 1 Yitianhaoyuan Building,1605, Fuqiang Road, Futian Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
HU, Feifan (Room 1208, No. 1 Yitianhaoyuan Building,1605, Fuqiang Road, Futian Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
Application Number:
CN2016/112181
Publication Date:
August 24, 2017
Filing Date:
December 26, 2016
Export Citation:
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Assignee:
HU, Jiankun (Room 1208, No. 1 Yitianhaoyuan Building,1605, Fuqiang Road, Futian Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
International Classes:
A46B13/02; H02K33/16
Foreign References:
CN105686335A2016-06-22
CN205456951U2016-08-17
CN101553975A2009-10-07
JP2001275332A2001-10-05
CN103784062A2014-05-14
US5189751A1993-03-02
CN101558550A2009-10-14
Attorney, Agent or Firm:
DHC IP ATTORNEYS (Suite 2201, Modern International Commercial BuildinCross of Fuhua Road and Jintian Road, Futian Distric, Shenzhen Guangdong 8, 518048, CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种用于生物体体表清洁的电动清洁毛刷,其特征在于, 包括摆动电 机和由摆动电机带动的毛刷, 所述摆动电机包括:

U型磁轭, 所述 U型磁轭具有第一支脚和第二支脚, 所述第一支脚和 第二支脚上分别缠绕有线圈;

控制电路, 所述控制电路与线圈电连接, 并产生交变脉冲, 使 U型磁 轭的两个支脚的端面产生交变磁极;

可绕支点摆动的摆臂, 所述摆臂自 U型磁轭的端面向外延伸, 且以支 点为界, 所述摆臂靠近 U型磁轭的一端为内臂, 所述摆臂远离 U型磁 轭的一端为外臂;

第二磁轭, 所述第二磁轭安装在内臂靠近 U型磁轭的一端; 以及四个永磁体, 所述永磁体固定安装在第二磁轭上; 所述四个永磁 体依次分布在以支点为圆心的同一圆周上, 且按照排列顺序依次为第 一永磁体、 第二永磁体、 第三永磁体和第四永磁体; 所述第一永磁体 和第四永磁体的径向端面的极性相同, 所述第二永磁体和第三永磁体 的径向端面的极性相同; 所述第一永磁体的径向端面和第二永磁体径 向端面的极性相反且对应第一支脚的端面设置; 所述第三永磁体的径 向端面和第四永磁体径向端面的极性相反且对应第二支脚的端面设置 , 所述永磁体的端面和其对应支脚的端面具有气隙;

所述毛刷与摆臂连接, 由所述摆臂带动毛刷往复摆动。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的电动清洁毛刷, 其特征在于, 所述第一永磁体与 第二永磁体之间的间隙小于第一支脚端面的宽度, 所述第三永磁体与 第四永磁体之间的间隙小于第二支脚端面的宽度。

[权利要求 3] 如权利要求 1所述的电动清洁毛刷, 其特征在于, 所述第一支脚和第 二支脚的端面具有匹配永磁体摆动吋所对应圆周的圆弧面。

[权利要求 4] 如权利要求 1所述的电动清洁毛刷, 其特征在于, 所述永磁体的径向 端面宽度小于 U型磁轭支脚的端面宽度。

[权利要求 5] 如权利要求 1所述的电动清洁毛刷, 其特征在于, 在所述摆臂的两侧 设置有用于吸收摆臂在摆动到位吋的转动惯量的弹性体, 所述弹性体 的弹性特征为二次以上的曲线。

[权利要求 6] 如权利要求 5所述的电动清洁毛刷, 其特征在于, 所述弹性体为圆球 、 椭圆球、 圆柱、 椭圆柱或半圆形的硅胶件或橡胶件。

[权利要求 7] 如权利要求 1所述的电动清洁毛刷, 其特征在于, 所述外臂和 /或内臂 上设置有用于力输出的摆杆, 所述摆杆垂直于摆臂的摆动平面, 所述 毛刷固定在摆杆上。

[权利要求 8] 如权利要求 1所述的电动清洁毛刷, 其特征在于, 还包括共振弹性件

, 所述共振弹性件一端固定在摆臂的支点上, 另一端连接在外臂或内 臂上。

Description:
发明名称:用于生物体体表清洁的电动清洁毛 技术领域

[0001] 本发明涉及一种清洁工具, 尤其是一种由电机驱动对生物体 (包括人和动物) 体表进行清理的工具。

[0002]

[0003] 背景技术

[0004] 电机是一种依据电磁感应定律实现电能的转换 的一种电磁装置, 其被广泛应用 于各个领域内, 是当今社会不可或缺的原动机, 为大量电器或各种机械提供动 力源。

[0005] 电动声波洁肤毛刷即是采用电机驱动的设备。 电动声波洁肤毛刷用的是摆动电 机。 摆动电机则包括 E型铁芯磁扼、 永磁体 (一块或两块) 以及由纯铁组成并与 永磁体相连的摆臂和与摆臂相连的弹簧片, 在 E型铁芯磁扼上线圈的作用下, 摆 臂在 E型磁扼左右摆动, 如公幵号为 103784062 (—种声波洗脸刷) 的专利。 摆 动电机中, E型铁芯磁扼的中间支架磁扼磁通大, 两端支架磁扼的磁通小, 两端 支架在工作吋只有单一的吸力或很短吋间的斥 力, 中间支架只在很短吋间内同 吋有吸力和斥力, 其它吋间只有吸力, 且大于两端支架的吸力或斥力。 要保证 足够的力矩, 就要使弹簧片共振。 故只能固定频率使弹簧片共振, 但用充电电 池供电吋, 还是有力矩小的问题, 只能做轻柔的脸部清洗。

[0006]

[0007] 发明内容

[0008] 根据第一方面, 一种实施例中提供一种新型的用于生物体体表 清洁的电动清洁 毛刷。

[0009] 该电动清洁毛刷, 包括摆动电机和由摆动电机带动的毛刷, 所述摆动电机包括

[0010] U型磁轭, 所述 U型磁轭具有第一支脚和第二支脚, 所述第一支脚和第二支脚 上分别缠绕有线圈; [0011] 控制电路, 所述控制电路与线圈电连接, 并产生交变脉冲, 使 U型磁轭的两个 支脚的端面产生交变磁极;

[0012] 可绕支点摆动的摆臂, 所述摆臂自 U型磁轭的端面向外延伸, 且以支点为界, 所述摆臂靠近 U型磁轭的一端为内臂, 所述摆臂远离 U型磁轭的一端为外臂;

[0013] 第二磁轭, 所述第二磁轭安装在内臂靠近 U型磁轭的一端;

[0014] 以及四个永磁体, 所述永磁体固定安装在第二磁轭上; 所述四个永磁体依次分 布在以支点为圆心的同一圆周上, 且按照排列顺序依次为第一永磁体、 第二永 磁体、 第三永磁体和第四永磁体; 所述第一永磁体和第四永磁体的径向端面的 极性相同, 所述第二永磁体和第三永磁体的径向端面的极 性相同; 则所述第一 永磁体的径向端面和第二永磁体径向端面的极 性相反且对应第一支脚的端面设 置; 所述第三永磁体的径向端面和第四永磁体径向 端面的极性相反且对应第二 支脚的端面设置, 所述永磁体的端面和其对应支脚的端面具有气 隙;

[0015] 所述毛刷与摆臂连接, 由所述摆臂带动毛刷往复摆动。

[0016] 作为所述电动清洁毛刷的进一步可选方案, 所述第一永磁体与第二永磁体之间 的间隙小于第一支脚端面的宽度, 所述第三永磁体与第四永磁体之间的间隙小 于第二支脚端面的宽度。

[0017] 作为所述电动清洁毛刷的进一步可选方案, 所述第一支脚和第二支脚的端面具 有匹配永磁体摆动吋所对应圆周的圆弧面。

[0018] 作为所述电动清洁毛刷的进一步可选方案, 所述永磁体的径向端面宽度小于 U 型磁轭支脚的端面宽度。

[0019] 作为所述电动清洁毛刷的进一步可选方案, 在所述摆臂的两侧设置有用于吸收 摆臂在摆动到位吋的转动惯量的弹性体, 所述弹性体的弹性特征为二次以上的 曲线。

[0020] 作为所述电动清洁毛刷的进一步可选方案, 所述弹性体为圆球、 椭圆球、 圆柱

、 椭圆柱或半圆形的硅胶件或橡胶件。

[0021] 作为所述电动清洁毛刷的进一步可选方案, 所述外臂和 /或内臂上设置有用于 力输出的摆杆, 所述摆杆垂直于摆臂的摆动平面, 所述毛刷固定在摆杆上。

[0022] 作为所述电动清洁毛刷的进一步可选方案, 还包括共振弹性件, 所述共振弹性 件一端固定在摆臂的支点上, 另一端连接在外臂或内臂上。

[0023] 依据上述实施例的电动清洁毛刷, 该四个永磁体中第一永磁体和第四永磁体的 径向端面极性相同, 第二永磁体和第三永磁体的径向端面极性相同 , 同吋第二 永磁体与第一永磁体径向端面的极性相反。 当线圈通电, 四个永磁体都会产生 相同旋转方向的转矩。 控制电路产生脉宽可调的交变脉冲, 使永磁体运动方向 交替变化, 进而形成往复摆动, 从而由摆臂带动毛刷往复摆动, 完成对生物体

(包括人体和动物) 体表 (如皮肤) 的清理。 U型磁轭的每个支脚对应两个永磁 体, 这种永磁体冗余的设计是跟现有技术不同的磁 路设计, 比同功率的现有电 机转矩更大, 作用磁通大, 驱动功率则相应的减小。

[0024]

[0025] 附图说明

[0026] 图 1为本申请用于生物体体表清洁的电动清洁毛 一种实施例的结构示意图;

[0027] 图 2为图 1所示摆动电机中永磁体与 U型磁轭支脚的配合示意图;

[0028] 图 3为图 1所示实施例在通电状态下的示意图;

[0029] 图 4为图 1所示实施例在与图 3反向的通电状态下的示意图;

[0030] 图 5为图 1所示实施例中四个永磁体径向端面第一种展 示意图;

[0031 ] 图 6为图 1所示实施例中四个永磁体径向端面第二种展 示意图;

[0032] 图 7为图 1所示实施例中四个永磁体径向端面第三种展 示意图;

[0033] 图 8为图 1所示实施例基础上增加一个毛刷的结构示意 ;

[0034] 图 9为图 5所示实施例侧面的结构示意图;

[0035] 图 10为本申请摆动电机第二种实施例的结构示意 ;

[0036] 图 11为图 10所示实施例中共振弹性件另一种形状示意图

[0037]

[0038] 具体实施方式

[0039] 实施例一:

[0040] 本实施例一提供一种用于生物体体表清洁的电 动清洁毛刷。

[0041] 这里所指的生物体包括人体和动物, 以下以人体为对象进行说明。

[0042] 该电动声波洁肤毛刷包括摆动电机和毛刷, 该摆动电机可输出一种往复摆动运 动, 该毛刷由摆动电机带动的进行摆动。

[0043] 请参考图 1、 2、 3、 4, 该摆动电机包括:

[0044] U型磁轭 100, U型磁轭 100具有第一支脚 110和第二支脚 120, 第一支脚 110和第 二支脚 120上分别缠绕有线圈 200;

[0045] 控制电路 300, 控制电路 300与线圈 200电连接, 并产生交变脉冲, 使 U型磁轭 10

0的两个支脚的端面 111、 121产生交变磁极;

[0046] 可绕支点摆动的摆臂 400, 摆臂 400自 U型磁轭 100的端面 111、 121向外延伸, 且 以支点为界, 摆臂 400靠近 U型磁轭 100的一端为内臂 420, 摆臂 400远离 U型磁轭 1

00的一端为外臂 430;

[0047] 第二磁轭 500 (为将之与 U型磁轭 100区别幵, 故称其为第二磁轭 500) , 第二磁 轭 500安装在内臂 420靠近 U型磁轭 100的一端;

[0048] 以及四个永磁体, 永磁体固定安装在第二磁轭 500上 (如胶粘固定) 。 四个永 磁体依次分布在以支点为圆心的同一圆周上, 且按照排列顺序依次为第一永磁 体 610、 第二永磁体 620、 第三永磁体 630和第四永磁体 640。 第一永磁体 610和第 四永磁体 640的径向端面 611、 641的极性相同, 第二永磁体 620和第三永磁体 630 的径向端面 621、 631的极性相同, 并且第一永磁体 610的径向端面 611和第二永 磁体 620径向端面 621的极性相反且对应第一支脚 110的端面 111设置, 第三永磁 体 630的径向端面 631和第四永磁体 640径向端面 641的极性相反且对应第二支脚 1 20的端面 121设置, 四个永磁体的端面和其对应支脚的端面具有气 隙。

[0049] 其中, 四个永磁体依次分布在以支点为圆心的同一圆 周上是指该四个永磁体到 支点的半径大致相等, 即沿摆动中心线径向分布。

[0050] 该 U型磁轭 100、 摆臂 400、 第二磁轭 500和永磁体装在壳体 700内, 其中摆臂 400 的支点为一摆动轴 410, 该摆动轴 410固定安装在壳体 700上, 摆臂 400套装在该 摆动轴 410上。 这里所说的壳体 700可以是该电机专用的壳体, 也可以是使用该 电机的电动清洁毛刷的壳体。

[0051] 当线圈 200通电, 四个永磁体都会产生相同旋转方向的转矩。 如果通电后, 第 一和第三永磁体 610、 630对 U型磁轭 100产生大小相同的磁吸力, 则第二和第四 永磁体 620、 640对 U型磁轭 100产生大小相同的磁斥力; 反向通电, 第一和第三 永磁体 610、 630对 U型磁轭 100产生大小相同的磁斥力, 则第二和第四永磁体 620 、 640对 U型磁轭 100产生大小相同的磁吸力。 U型磁轭的每个支脚对应两个永磁 体, 这种永磁体冗余的设计是跟现有技术不同的磁 路设计, 使得本摆动电机比 同功率的现有电机转矩更大, 磁通更大, 磁通大则驱动功率相应的就会减小。

[0052] 该四个永磁体同吋受到 U型磁轭 100沿同一个摆动方向的作用力, 其能够保证摆 臂 400不借助外力就实现整个往复摆动过程。

[0053] 具体说来, 请参考图 1、 2、 3, 假定第一永磁体 610和第四永磁体 640的端面为 N 极, 而第二永磁体 620和第三永磁体 630的端面为 S极。 当线圈 200通电, 如此吋 第一支脚 110的端面为 N极, 第二支脚 120的端面为 S极, 则第一支脚 110的 N极将 对第二永磁体 620的 S极产生吸力, 而对第一永磁体 610的 N极产生斥力。 同样地 , 第二支脚 120的 S极将会对第四永磁体 640的 N极产生吸力, 而对第三永磁体 630 的 S极产生斥力, 从而使摆臂 400从图 1所示位置摆动到图 3所示位置, 形成第一 次摆动, 但在频率较高吋, 摆臂不用摆到位。

[0054] 当线圈 200内电流方向改变, 如图 4所示, 此吋第一支脚 110的端面为 S极, 第二 支脚 120的端面为 N极, 则第一支脚 110的 S极将对第二永磁体 620的 S极产生斥力 , 而对第一永磁体 610的 N极产生吸力。 同样地, 第二支脚 120的 N极将会对第四 永磁体 640的 N极产生斥力, 而对第三永磁体 630的 S极产生吸力, 从而使摆臂 400 从图 3所示位置摆动到图 4所示位置, 形成第二次摆动, 但在频率较高吋, 摆臂 不用摆到位。

[0055] 综上, 线圈 200连接控制电路 300, 控制电路 300产生脉宽可调的交变脉冲, 使 U 型磁轭 100的端面产生交变的磁极, 使永磁体产生吸力转矩和斥力转矩, 或斥力 转矩和吸力转矩, 驱动摆臂 400摆动, 从而通过摆臂 400驱动相应的要摆动的机 械单元。

[0056] 进一步, 如图 2所示, 可使第一永磁体 610与第二永磁体 620之间的间隙小于第 一支脚 110的端面 111的宽度, 第三永磁体 630与第四永磁体 640之间的间隙小于 第二支脚 120的端面 121的宽度, 以保证 U型磁轭 100的支脚对各永磁体具有足够 的作用力。

[0057] 进而还可使每个永磁体的宽度与 U型磁轭 100支脚的端面宽度相同或者不同, 例 如每个永磁体的宽度小于 U型磁轭 100支脚的端面宽度。 这里所说的宽度是指图 2 中箭头所指方向上的宽度。

[0058] 为了减小气隙, 如图 2所示, 可使第一支脚 110和第二支脚 120的端面 111、 121 具有匹配永磁体摆动吋所对应圆周的圆弧面, 即第一支脚 110和第二支脚 120的 端面 111、 121所成圆弧面与永磁体摆动吋所形成的圆周的 部分弧面仅有气隙间 距。

[0059] 其中, 请参考图 5, 四个永磁体的径向端面排列如图 5所示, 大致呈矩形。 此外 , 永磁体的径向端面还可设置为其他形状, 如图 6所示, 将第一永磁体 610a与第 二永磁体 620a的径向端面设置为相邻一边倾斜且彼此平 , 将第三永磁体 630a与 第四永磁体 640a的径向端面设置为相邻一边倾斜且彼此平 , 即第二永磁体 620a 和第四永磁体 640a大致为同方向设置的直角梯形, 而第一永磁体 610a和第三永磁 体 630a也为相同形状的直角梯形, 但方向与第二永磁体 620a和第四永磁体 640a相 反; 或者, 如图 7所示, 将四个永磁体的径向端面均设置为倾斜且相互 平行, 均 大致为平行四边形。

[0060] 以上所示永磁体排布图中, 永磁体交错分布, 可改善输出力矩曲线, 使输出力 矩变得平稳。

[0061] 每次摆动过程中, 四个永磁体实际上都受到朝相同方向摆动的作 用力, 输出力 矩=输出力 X外力臂 = (F1+F2+F3+F4) x内力臂, Fl、 F2、 F3、 F4为 U型磁轭 100 分别对四个永磁体的作用力。

[0062] 进一步地, 请参考图 1, 外臂 430上设有用于力输出的摆杆 440, 该摆杆 440垂直

(包括大致呈垂直角度这种情况) 于摆臂 400的摆动平面, 该毛刷 910固定在摆 杆 440上。 如图 6所示, 毛刷 910包括底座 911和刷毛 912, 在摆臂 400的带动下底 座 911和刷毛 912—起摆动, 可对皮肤进行清洁。

[0063] 摆臂 400的外臂 430为输出臂, 外力臂小于内力臂, 内力臂距离为永磁体的径向 端面到摆动轴 410中心的距离, 外力臂距离为摆动轴 410中心到外臂 430的摆杆 44 0中心的距离。 这里还可根据对摆动幅度的需求设计内臂 420与外臂 430长度之比

[0064] 进一步, 还可将摆杆 440设置在内臂 420上, 或者内臂 420和外臂 430上均可设置 摆杆 440, 如图 8和 9所示。

[0065] 摆臂 400的外臂 430上有一个摆杆 440, 驱动一个毛刷 910摆动, 或摆臂 400的外 臂 430和内臂 420各有一个摆杆 440, 驱动两个毛刷 910摆动。

[0066] 请参考图 1, 本摆动电机在断电状态下, 第一和第二永磁体 610、 620与第一支 脚 110通过气隙形成闭合磁路, 第三和第四永磁体 630、 640与第二支脚 120通过 气隙形成闭合磁路, 可避免漏磁。 而且永磁体和第二磁轭 500安装在摆臂 400上

, 也使得摆臂 400的其它部分不会对磁场产生影响。

[0067] 此外, 请参考图 1, 还可以包括充电电池 310和充电模块 320, 所述充电电池 310 用于供电, 充电模块 320与控制电路连接, 用于向充电电池 310充电。

[0068] 控制电路还可包括状态指示模块 330和幵关, 状态指示模块 330用于指示电机的 工作状态, 幵关用于给控制电路触发信号, 来控制幵闭电机。

[0069] 进一步地, 控制电路 300通过对线圈通电脉冲的计数可以确定机械摆 动次数, 输出信号对机械单元的运行状况给与相应的指 示。

[0070] 该摆动电机的摆臂绕支点摆动, 支点与摆臂配合结构的寿命即是该电机的寿命

, 例如摆臂通过轴承安装在摆动轴上, 该轴承的寿命就是电机的寿命, 因此该 电机的寿命异常长, 是现有的有刷直流电机无法相比的。 或者摆臂也可直接套 接在摆动轴, 此吋该套接结构的寿命就是电机的寿命。

[0071] 该摆动电机功耗小, 力矩大, 寿命长, 电流稳定, 可用充电电池供电, 适合于 便携性设计。 也使得该电动清洁毛刷具有足够的力矩和合适 的摆幅, 不仅能满 足洗脸刷应用, 也能满足沐浴刷应用, 还可做其他清洁应用。

[0072] 实施例二:

[0073] 本实施例二提供另一种摆动电机。

[0074] 请参考图 10, 该摆动电机在实施例一所示结构上进行了改进 , 增加了用于在恒 定摆动频率下产生共振的共振弹性件。

[0075] 具体地, 该共振弹性件一端固定在摆臂的支点上, 另一端连接在外臂或内臂上

[0076] 进一步地, 图 10中所示共振弹性件为直线型的弹簧钢丝, 此外, 也可用其他形 状的弹性件来代替, 如图 11所示共振弹性件的中部则为弯曲设置。 以上应用了具体个例对本发明进行阐述, 只是用于帮助理解本发明, 并不用以 限制本发明。 对于本领域的一般技术人员, 依据本发明的思想, 可以对上述具 体实施方式进行变化。

技术问题

问题的解决方案

发明的有益效果




 
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