一种牙齿及牙刷模型、刷牙体验系统、方法、存储介质与流程

1.本发明涉及学刷牙设备，尤其涉及一种牙齿及牙刷模型、刷牙体验系统、方法、存储介质。


背景技术：

2.目前，对于市场上的牙齿模型一般为医用展示，其尺寸较小，展示及教学的体验效果不佳；同时，体验者在对牙齿模型进行模拟操作时，无法实时与对应的视频讲解内容进行直接交互，体验者无法得知其操作是否到位，互动体验不佳。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种牙齿模型，其能够解决现有的牙齿模型尺寸下，不便于操作和观察等问题。
4.本发明的目的之二在于提供一种刷牙体验系统，其能够解决现有的刷牙体验无法实现交互等问题。
5.本发明的目的之三在于提供一种牙刷模型，其能够解决现有的牙刷模型尺寸下，不便于操作和观察等问题。
6.本发明的目的之四在于提供一种刷牙体验系统，其能够解决现有的刷牙体验无法实现交互等问题。
7.本发明的目的之五在于提供一种存储介质，其能够解决现有的刷牙体验无法实现交互等问题。
8.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
9.一种牙齿模型，所述牙齿模型内设有第一感应模块和第二感应模块；所述第一感应模块与计算机主控系统通信连接，用于将第一感应信号发送给所述计算机主控系统，以使得所述计算机主控系统根据所述第一感应信号判断刷牙体验是否开始；
10.所述第二感应模块与所述计算机主控系统通信连接，用于在体验者刷牙体验时，实时将第二感应信号发送给所述计算机主控系统，以使得所述计算机主控系统根据所述第二感应信号判断体验者的刷牙动作是否正确。
11.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
12.一种刷牙体验系统，包括如本发明的目的之一采用的一种牙齿模型、牙刷模型和显示装置；其中，所述牙齿模型的第一感应模块、第二感应模块与计算机主控系统通信连接，分别用于将生成的第一感应信号、第二感应信号发送给所述计算机主控系统；
13.所述显示装置与所述计算机主控系统电性连接，用于获取所述计算机主控系统发送的控制指令以显示对应的互动界面。
14.进一步地，所述第一感应模块为距离传感器，所述第一感应信号包括牙刷模型与牙齿模型的距离；当所述牙刷模型与牙齿模型的距离小于预设距离时，所述显示装置，用于接收所述计算机主控系统发送的刷牙体验开始指令并显示刷牙体验交互界面；
15.所述第二感应模块为姿态角传感器，所述第二感应信号包括牙刷模型与牙齿模型的位置关系数据；所述第二感应模块，用于在刷牙体验过程中，实时向所述计算机主控系统发送第二感应信号，以使得所述计算机主控系统根据所述第二感应信号判断体验者刷牙操作是否正确；
16.所述显示装置，还用于当刷牙体验结束时，接收所述计算机主控系统发送的刷牙体验结束指令并进入待机画面的自动播放状态；其中，所述待机画面包括与学刷牙相关的图像信息或视频信息。
17.进一步地，还包括语音模块，所述语音模块与所述计算机主控系统电性连接，还用于向体验者发送错误提示、正确提示或播放刷牙动作的语音信息；所述显示装置，还用于向体验者发送错误提示、正确提示以及播放刷牙动作的视频信息；
18.还包括摄像头，与所述计算机主控系统通信连接，用于在刷牙体验过程中，实时向所述计算机主控系统发送刷牙操作图像信息，从而使得所述计算机主控系统根据所述刷牙操作图像信息和第二感应信号判断所述刷牙操作是否正确。
19.进一步地，还包括展台；所述显示装置、牙齿模型、牙刷模型固定设于所述展台上；所述展台内部还设有电源模块，所述电源模块与计算机主控系统、显示装置电性连接。
20.本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
21.一种牙刷模型，应用于如本发明的目的之二采用的一种刷牙体验系统，所述牙刷模型包括固定底座和安装于所述固定底座上的牙刷；所述牙刷包括牙刷本体和牙刷头，所述牙刷头安装于所述牙刷本体上；
22.所述牙刷本体内设有电池模块、电机模块和传动轴；所述电池模块与电机模块电性连接；
23.所述牙刷头内设有振动传感器、转动模块，牙刷头上设有刷毛；通过将所述牙刷头安装于所述牙刷本体，以使得电机模块通过传动轴与转动模块连接，转动模块与振动传感器连接，用于通过传动轴驱动所述转动模块转动，进而带动所述振动传感器振动，以带动所述牙刷头上的刷毛振动；
24.所述牙刷的底部设于所述固定底座上，并且所述电池模块与所述固定底座内的充电模块电性连接。
25.进一步地，所述牙刷本体包括牙刷本体壳体，所述电池模块、电机模块和传动轴均设有所述牙刷本体壳体内；
26.所述牙刷头包括牙刷头壳体，所述转动模块、振动传感器均设于牙刷头壳体内；所述刷毛设于所述牙刷头壳体上；所述牙刷头壳体可拆卸地安装于所述牙刷本体壳体上，并且当牙刷头壳体安装于所述牙刷本体壳体上时，转动模块与转动轴连接；
27.所述牙刷本体壳体上还设有按钮开关，所述按钮开关与电机模块、电池模块电性连接，用于控制电机模块与电池模块的通断；
28.所述牙刷模型还设有第三感应模块，所述第三感应模块与计算机主控系统通信连接，用于当牙刷本体从固定底座上拿起时，向计算机主控系统发送启动指令，以使得所述计算机主控系统启动所述牙齿模型内的感应模块以及显示装置。
29.本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
30.一种刷牙体验方法，应用于如本发明的目的之二采用的一种刷牙体验系统，所述
体验方法包括：
31.启动步骤：当刷牙体验开始时，系统进入刷牙体验交互模式；
32.判断步骤：在刷牙体验过程中，实时获取所述牙刷模型与牙齿模型的位置关系数据以判断体验者的当前刷牙动作是否正确；若是，则继续下一个刷牙动作的体验；若否，则执行提醒步骤；
33.提醒步骤：向体验者发送当前刷牙动作不正确的提示；然后执行判断步骤；直到体验结束。
34.进一步地，所述启动步骤还包括：当检测到所述牙刷模型与牙齿模型的距离小于预设距离时，刷牙体验开始；
35.所述判断步骤还包括：在刷牙体验过程中，实时获取摄像头的刷牙操作图像信息，并根据获取到的刷牙操作图像信息和获取到的牙刷模型与牙齿模型的位置关系数据判断体验者的当前刷牙动作是否正确；
36.还包括：待机步骤：当刷牙体验结束时，将牙齿模型中的第一感应模块和第二感应模块进入低功耗状态，以及控制显示装置进入待机画面的自动播放状态。
37.本发明的目的之五采用如下技术方案实现：
38.一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序为体验程序，所述体验程序被处理器执行时实现如本发明的目的之四采用的一种刷牙体验方法的步骤。
39.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
40.本发明通过设计一种尺寸较大、便于直观体验的牙齿模型，同时通过在牙齿模型内设置感应模块，并与计算机通信，从而实现对体验者刷牙的动作进行检测以判断体验者的刷牙操作是否正确，并通过显示装置与体验者进行交互，增强交互性，以提高体验者学刷牙的兴趣。
附图说明
41.图1为本发明提供的一种刷牙体验系统中的牙刷模型、牙齿模型、展台以及显示装置的结构主视图；
42.图2为图1中侧视图；
43.图3为图1中俯视图；
44.图4为图1中的牙刷模型的结构示意图；
45.图5为图4的主视图；
46.图6为图5中的a-a方向的剖面图；
47.图7为本发明提供的一种刷牙体验方法的流程图。
48.图中：1、展台；2、透明牙齿艺术模型；3、牙刷模型；31、固定底座；32、牙刷本体壳体；321、电池模块；322、骨架；323、电机模块；324、传动轴；325、转动模块；326、振动传感器；33、插头；34、按钮开关；35、牙刷头壳体；36、刷毛；4、显示装置；5、摄像头；6、牙齿模型。
具体实施方式
49.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不
相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
50.本发明提供一种新的牙齿模型和牙刷模型，同时结合计算机来实现学刷牙智能体验，其相对于现有的牙齿模型来说，不仅对其进行尺寸加大，还在牙齿模型内设置感应装置，以实时检测体验者的操作是否正确和到位，同时将体验者的操作过程通过计算机与显示装置互联，使得体验者能够直观地看到其操作是否正确，增强互动体验性。
51.优选地，如图1-6所示，本发明还提供一种刷牙体验系统，包括牙齿模型6、牙刷模型3和显示装置4。
52.其中，对于牙齿模型6来说，本发明提供的该牙齿模型6的尺寸较大，便于体验者观察牙齿的结构、形状以及内部结构等。
53.优选地，牙齿模型6内设有第一感应模块和第二感应模块。其中，第一感应模块，用于感应是否有牙刷靠近牙齿模型6。
54.第二感应模块，用于检测牙刷与牙齿模型6的位置关系。
55.这样，在体验刷牙时，体验者通过手持牙刷对牙齿模型6进行刷牙操作。同时，将第一感应模块、第二感应模块与计算机主控系统通信连接。当体验者需要体验刷牙时，计算机主控系统首先通过第一感应模块感应到有牙刷靠近牙齿模型6，则系统启动刷牙体验，比如将显示装置4进行交互模式，向体验者给出刷牙动作指示，这样，体验者即可根据刷牙动作指示对牙齿模型6进行刷牙。
56.其中，计算机主控系统，用于实现牙齿模型6内的第一感应模块和第二感应模块的数据采集，实现数据的采集与设备的协同控制。同时，本发明还通过将显示装置4与计算机主控系统电性连接，用于根据计算机主控系统发送的控制指令以显示对应的视频或图像，比如以动画的形式显示与刷牙相关的视频或图像，以吸引体验者的兴趣。同时，在刷牙体验的过程中，通过显示装置4显示体验者当前所体验的刷牙动作、体验者的刷牙结果提示等，增强系统的交互性，提升体验者的兴趣。
57.同时，在刷牙的过程中，第二感应模块实时将生成的第二感应信号发送到计算机主控系统，以使得计算机主控系统判断体验者的刷牙动作是否正确，并通过显示装置4实现与体验者的交互。更为优选地，牙齿模型6设有检修盖。通过打开检修盖可更换牙齿模型6内的感应模块，便于后续对感应模块的维修。
58.优选地，第一感应模块为距离传感器、第二感应模块为姿态角传感器。其中，第一感应模块，用于感应牙齿模块与牙刷模型3的距离，这样，计算机主控系统可根据第一感应模块发送的第一感应信号中的牙齿模型6与牙刷模型3的距离，以判断体验是否开始。
59.同时，在刷牙体验过程中，第二感应模块实时将第二感应信号发送各级计算机主控系统，以使得计算机主控系统根据第二感应信号中的牙刷模型3与牙齿模型6的位置关系数据来判断体验者的刷牙动作是否正确。
60.同时，在体验过程中，显示装置4实时接收计算机主控系统下发的控制指令，以显示体验者所要体验的刷牙动作，并通过视频或图像的方式展示给体验者观看。比如，体验者可在观看的过程中或观看以后手持牙刷模型3对牙齿模型6进行刷牙体验。
61.另外，当刷牙动作不正确时，显示装置4还通过视频、文字以及图像等的方式向体验者发出错误提示，同时还可给出正确的刷牙提示，以便体验者能够正确操作。
62.当体验者刷牙动作正确时，通过显示装置4显示鲜花等对体验者进行点赞。通过增加显示装置4，实现与体验者的交互，提高体验者的兴趣。
63.更为优选地，在对体验者的刷牙动作，计算机主控系统，还可对体验者的刷牙动作进行打分，通过分数的形式显示刷牙动作是否正确，使得体验者更为直观地判断自身的刷牙动作。
64.更为优选地，本发明通过在未刷牙体验的状态下时，将显示装置4、牙刷模型3内的对应感应模块均处于低功耗状态。这样，在开始刷牙体验时再将其唤醒，可降低系统能耗。
65.同时，为了提高体验者对体验产生兴趣，本发明还在未刷牙体验时，将显示装置4处于待机画面自动播放状态，播放与刷牙相关的图像、视频等，以便吸引体验者进行体验。
66.优选地，本发明还包括语音模块，与计算机主控系统电性连接，用于向体验者发送语音错误提示或播放刷牙动作语音数据。通过语音和视频、图像等的方式，进一步提高交互性。
67.优选地，本发明还包括展台1，其中，计算机主控系统设于展台1内，显示装置4、牙齿模型6均固定设于展台1上。
68.更为优选地，本发明的展台1上还可设置透明牙齿艺术模型2，其中牙齿模型6位置与透明牙齿艺术模型2内。体验者可通过透明牙齿艺术模型2观看到内部的牙齿模型6，同时还可对牙齿模型6进行保护。当不需要体验时，通过透明牙齿艺术模型2对牙齿模型6进行保护，同时体验者也可以直接观察到牙齿模型6。比如，当牙齿模型6或计算机主控系统等需要维修时，可将透明牙齿艺术模型2安装到牙齿模型6外部，既可以对牙齿模型6进行保护，也可以保证体验者对牙齿模型6的观看。优选地，展台1内还设有电源模块，为计算机主控系统、显示装置4等提供电源。
69.优选地，展台1上还设有灯光模块，用于对牙齿模型6进行灯光照射，以便突出牙齿模型6。
70.优选地，展台1上还设有摄像头5，与计算机主控系统通信连接，用于在体验者在刷牙体验时实时将刷牙操作图像信息发送给计算机主控系统，以使得计算机主控系统根据图像信息和第二感应模块的第二感应信号判断刷牙动作是否正确。也即，本发明通过对体验者的刷牙动作进行拍摄或录像，以实现对体验者的操作是否到位进行辅助，提高识别的准确性。
71.更为优选地，如图4-6所示，对于牙刷模型3，本发明通过将其尺寸加大，以便体验者手持。具体地，牙刷模型3包括固定底座31和安装于固定底座31上的牙刷。
72.其中，牙刷包括牙刷本体和牙刷头，牙刷头安装于牙刷本体上。具体地，牙刷头内设有振动传感器326、转动模块325，牙刷头上设有刷毛36。
73.牙刷本体内设有电池模块321、电机模块323和转动轴。电池模块321与电机模块323电性连接。
74.通过将牙刷头安装于牙刷本体上时，电机模块323通过传动轴324与转动模块325连接，进而驱动振动传感器326振动。也即，本发明通过电机模块323来驱动牙刷头内的振动传感器326的振动，以带动牙刷头上的刷毛36振动。
75.更为优选地，牙刷本体内还设有骨架322，电机模块323通过骨架322与电池模块321电性连接。
76.优选地，如图5所示，牙刷本体包括牙刷本体壳体32。其中，牙刷本体壳体32上设有按钮开关34，而电池模块321、电机模块323、传动轴324、骨架322均设于牙刷本体壳体32内部。
77.优选地，牙刷头包括牙刷头壳体35。刷毛36设于牙刷头壳体35上，振动传感器326、转动模块325设于牙刷头壳体35内部。
78.牙刷头壳体35可拆卸地安装于牙刷本体壳体32上。
79.优选地，牙刷本体壳体32的底部设于固定底座31上，并且牙刷本体壳体32内的电池模块321与固定底座31内的充电模块电性连接。具体地，可通过在固定底座31上设置连接头，在牙刷本体壳体32的底部设有插口，这样，当牙刷本体插入固定底座31对应的安装槽内时，将连接头插入到插口内，从而使得电池模块321与充电模块的电连接。
80.优选地，按钮开关34还与电池模块321、电机模块323电性连接，用于控制电机模块323与电池模块321的通电与断开。也即，当需要使用牙刷模型3时，通过按压按钮开关34即可打开牙刷模型3的振动。当再次按压按钮开关34时，关闭牙刷模型3的振动。
81.优选地，牙刷模型3的固定底座31固定于展台1上，充电模块通过插头33与展台1内的电源模块电性连接，方便为牙刷模型3的电池模块321充电。
82.优选地，牙刷模型3还设有第三感应模块，可设于牙刷本体壳体32上或固定底座31上，用于检测牙刷本体是否从固定底座31上拿起。其中，第三感应模块与计算机主控系统通信连接。当牙刷本体从固定底座31上拿起时，显示装置4可在计算机主控系统的控制下从待机画面自动播放状态下唤醒、牙齿模型6的第一感应模块/第二感应模块唤醒等。相反，牙刷本体被放置于固定底座31上时，显示装置4、牙齿模型6的对应感应模块均在计算机主控系统的控制下进行低功耗状态，节省资源。
83.优选地，为了牙刷模型3被盗，本发明的牙刷本体壳体32上还固定设有连接线，通过连接线固定于展台1或固定底座31上，避免体验者将牙刷本体直接拿走，影响后续体验操作，同时还可以起到防盗的作用。其中，连接线足够长，以便体验者方便操作。
84.优选地，基于本发明提供的一种刷牙体验系统，本发明还提供一种刷牙体验方法，如图7所示，包括以下步骤：
85.步骤s1、当刷牙体验开始时，系统进入刷牙体验交互模式。具体地，通过控制显示装置进入体验互动界面。
86.步骤s2、在刷牙体验过程中，实时获取牙刷模型与牙齿模型的位置关系数据以判断体验者的当前刷牙动作是否正确，若是，则继续下一个刷牙动作的体验；若否，则执行步骤s3或s4。
87.具体地，可通过牙齿模型内的第二感应模块来获取。
88.步骤s3、通过显示装置向体验者提示当前刷牙动作不正确，继续执行步骤s2。
89.步骤s4、通过语音模块向体验者提示当前刷牙动作不正确，继续执行步骤s2。同时，还可通过显示装置播放刷牙动作的视频或通过语音模块播放刷牙动作的语音信息等，以向体验者提示正确的刷牙动作。
90.优选地，步骤s1还包括：当检测到牙刷模型与牙齿模型的距离小于预设距离时，刷牙体验开始。比如通过牙齿模型内的第一感应模块来判断牙刷模型与牙齿模型的距离，以便及时启动第二感应模块和显示装置进行体验。
91.优选地，本发明还包括：当检测到牙刷模型的牙刷从固定底座上拿开时，控制牙齿模型中的第一感应模块和第二感应模块启动并进入正常工作状态，以及控制显示装置从待机画面的自动播放状态中唤醒。也即，当牙刷模型的牙刷本体从固定底座上拿起时，可启动牙齿模型内的第一感应模块、第二感应模块以及显示装置，以便快速进入体验互动。
92.同理，当检测到牙刷模型的牙刷重新被放置于固定底座上时，将牙齿模型中的第一感应模块和第二感应模块进入休眠状态，以及控制显示装置进入待机画面播放状态。
93.进一步地，当检测到牙刷本体上的连接线与牙刷固定架或展台断开连接时，启动报警装置进行报警，起到防盗的作用。
94.进一步地，步骤s2还包括、实时获取摄像头拍摄的刷牙操作图像信息，以及根据刷牙操作图像信息和牙刷模型与牙齿模型的位置关系数据判断体验者的刷牙动作是否正确。
95.优选地，本发明还可对每个刷牙动作与牙齿模型进行配置。也即，当需要配置时，可通过后台或其他移动设备、展台上的配置按钮、显示装置的配置按钮等向计算机主控系统发送配置指令，此时计算机主控系统可通过控制显示装置进入配置模式，实现刷牙动作与牙齿模型的配置。
96.在配置模式下可实现对每个刷牙的动作的区域进行配置。比如，刷咀嚼面时，可通过配置模式来配置该动作的判断区域，以提高后续动作识别的精准度。具体地，可通过在显示装置上操作，将每个刷牙动作的方块拖动到牙齿模型的对应区域，保存后生成该刷牙动作与对应区域的配置文件，将该配置文件存储到系统中。这样，在后续对该动作进行判断时，只需要识别对应区域内的是否存在牙刷以及牙刷的位置是否正确，比如通过姿态角度传感器、摄像头的检测数据信息实现对动作的判断。
97.优选地，本发明还给出在对体验者的动作识别时，具体根据每个刷牙动作所对应的判断区域内是否存在活动，以及活动部分的颜色rgb值是否符合牙刷颜色值rgb的变动范围，具体可通过opcv提供的方法提出短时间内没有活动的图像像素点。而牙刷颜色rgb值可通过在配置模式下移动颜色方块到图像上的牙刷的判断区域来获取并自动计算得出牙刷颜色rgb值的变动范围。
98.在判断动作是否标准时，通过在一定的时间内连续判断采集对应判断区域是否存在活动以及活动的颜色rgb值是否符合牙刷颜色rgb值的变动范围，当符合次数大于设定次数时，则认为该动作的操作到位；否则，动作的操作不到位。
99.其中，一定的时间最长为该动作的操作视频长度 30秒。也即，当体验者在操作视频播放完毕后的30秒内未完成对应操作时，也认为动作的操作不到位。
100.另外，当上述判断错误的次数超过一定次数时，直接认为当前操作失败。
101.本发明通过提供放大的牙齿模型和牙刷模型，体验者可直接手持牙刷模型对牙齿模型进行操作，同时通过显示装置向体验者显示刷牙动作的视频，实现边看视频教程边学习的刷牙方式，学习更加直观；同时，本发明还可通过在牙齿模型内感应模块，并结合摄像头装置及时对体验者的刷牙动作进行识别判断，以纠正体验者的刷牙动作，提高体验者的交互性和趣味性。
102.优选地，本发明还提供一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序为体验程序，所述体验程序被处理器执行时实现以下步骤：
103.启动步骤：当刷牙体验开始时，系统进入刷牙体验交互模式；
104.判断步骤：在刷牙体验过程中，实时获取所述牙刷模型与牙齿模型的位置关系数据以判断体验者的当前刷牙动作是否正确；若是，则继续下一个刷牙动作的体验；若否，则执行提醒步骤；
105.提醒步骤：提醒步骤：向体验者发送当前刷牙动作不正确的提示；然后执行判断步骤；直到体验结束。
106.进一步地，所述启动步骤还包括：当检测到所述牙刷模型与牙齿模型的距离小于预设距离时，刷牙体验开始；
107.所述判断步骤还包括：在刷牙体验过程中，实时获取摄像头的刷牙操作图像信息，并根据获取到的刷牙操作图像信息和获取到的牙刷模型与牙齿模型的位置关系数据判断体验者的当前刷牙动作是否正确；
108.还包括：待机步骤：当刷牙体验结束时，将牙齿模型中的第一感应模块和第二感应模块进入低功耗状态，以及控制显示装置进入待机画面的自动播放状态。
109.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。