一种牙刷手柄及电动牙刷的制作方法

1.本技术涉及口腔清洁技术领域，尤其涉及一种牙刷手柄及电动牙刷。


背景技术：

2.随着人们生活水平的不断提高，消费者更加注重产品体验的多样化，因此，电动牙刷也开始具备更多智能化的体验功能。
3.然而，现有的电动牙刷通常需要在手柄的外壳内壁设置金属感应片以提供感应功能，并将金属感应片与控制板连接，从而导致电动牙刷存在内部结构复杂、感应灵敏度低等问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种牙刷手柄及电动牙刷，旨在解决现有电动牙刷内部结构复杂、灵敏度低的问题。
5.为实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：
6.第一方面，本技术实施例提供了一种牙刷手柄，包括主壳体、电机单元、电容感应单元和主控单元，所述电机单元、所述电容感应单元和所述主控单元均安装于所述主壳体中；
7.其中，所述主壳体包括手持区域；
8.所述电机单元包括导体壳，所述导体壳与所述手持区域相对；
9.所述电容感应单元的输入端与所述导体壳连接，并对所述导体壳获取的感应电容进行检测，所述电容感应单元的输出端与所述主控单元连接。
10.在第一方面的其中一个实施例中，所述牙刷手柄还包括第一导体垫和感应盘；
11.其中，所述输入端与所述感应盘电连接；
12.所述第一导体垫的一侧表面与所述感应盘贴合，所述第一导体垫的另一侧表面与所述导体壳贴合。
13.在第一方面的其中一个实施例中，所述导体壳包括接触区和感应区；
14.其中，所述接触区与所述第一导体垫远离所述感应盘的一侧表面相贴合；
15.所述感应区与所述手持区域相对。
16.在第一方面的其中一个实施例中，所述第一导体垫为柔性导体垫。
17.在第一方面的其中一个实施例中，所述第一导体垫由导电泡棉或导电硅胶制成。
18.在第一方面的其中一个实施例中，所述接触区为平面结构。
19.在第一方面的其中一个实施例中，所述牙刷手柄还包括第二导体垫，所述第二导体垫环绕设置于所述导体壳的周侧并至少与所述感应区相贴合；
20.所述第二导体垫远离所述导体壳的一侧表面向靠近所述主壳体的方向延伸。
21.在第一方面的其中一个实施例中，所述第二导体垫为柔性导体垫，所述第二导体垫远离所述导体壳的一侧表面与所述主壳体相贴合。
22.在第一方面的其中一个实施例中，所述牙刷手柄还包括电路板，所述电容感应单元和所述主控单元均集成于所述电路板上，所述感应盘设置于所述电路板靠近所述导体壳的一侧；
23.所述电路板上的走线间距大于走线宽度。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种电动牙刷，包括如上各实施例中提供的所述牙刷手柄。
25.本技术的有益效果是：本技术提出一种牙刷手柄及电动牙刷，电动牙刷包括该牙刷手柄。牙刷手柄包括主壳体、电机单元、电容感应单元和主控单元，电机单元包括与主壳体中手持区域相对的导体壳，电容感应单元的输入端与导体壳连接并可对导体壳获取感应电容进行检测。当用户拿起电动牙刷时，用户手部可与导体壳配合形成一具有一定电容值的电容器，电容感应单元可对导体壳感应的电容值进行检测，并可由主控单元根据电容感应单元的检测结果唤醒电动牙刷或使电动牙刷休眠。
26.本技术中，利用电机单元中的电机壳(即导体壳)作为感应电容器的一极板结构，牙刷手柄内无需再额外设置金属感应片。一方面，可减少牙刷手柄内的结构，简化装配流程，提高生产效率。另一方面，也可降低材料用量，降低成本。同时，导体壳可相对于传统设置的金属感应片具有更大的感应面积，即增加了感应电容器中极板结构的面积，从而可使导体壳与用户手部配合所形成的感应电容器具有更大的电容值，方便电容感应单元对其进行检测，进而可提升检测灵敏度，改善用户体验。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1示出了一些实施例中电动牙刷的结构示意图；
29.图2示出了一些实施例中牙刷手柄的部分剖面结构示意图；
30.图3示出了一些实施例中电机单元与第一导体垫的装配关系示意图；
31.图4示出了一些实施例中电机单元、第一导体垫和电路板的爆炸结构示意图；
32.图5示出了一些实施例中牙刷手柄中的部分结构示意图；
33.图6示出了另一些实施例中牙刷手柄的剖面结构示意图；
34.图7示出了一些实施例中电动牙刷唤醒方法的流程示意图。
35.主要元件符号说明：
36.100-手柄；10-主壳体；101-安装腔；102-手持区域；20-电机单元；21-导体壳；211-接触区；212-感应区；22-输出轴；30-电容感应单元；40-主控单元；51-感应盘；52-第一导体垫；53-第二导体垫；60-电路板；200-刷头。
具体实施方式
37.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
38.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.实施例一
43.实施例中提供了一种电动牙刷，可用于口腔清洁。
44.如图1所示，电动牙刷可包括牙刷手柄(以下简称为手柄100)和刷头200。其中，刷头200连接于手柄100，可由手柄100带动刷头200进行振动，以为用户口腔提供清洁功能。
45.如图2和图5所示，手柄100可包括主壳体10、电机单元20、电容感应单元30和主控单元40。
46.其中，主壳体10可作为手柄100的安装载体，手柄100中的其他结构件可依附于主壳体10进行安装。实施例中，主壳体10的内部为中空结构，并形成一安装腔101。电机单元20、电容感应单元30和主控单元40均可安装于主壳体10的安装腔101内，并可由主壳体10为电机单元20、电容感应单元30和主控单元40等结构提供保护功能。
47.在一些实施例中，主壳体10由绝缘材料制成。示例性的，主壳体10可由聚氯乙烯(polyvinyl chloride，pvc)制成。实施例中，主壳体10可包括一手持区域102。可以理解的，当用户拿起电动牙刷时，用户手部可握持于手持区域102。
48.再一并结合图3，电机单元20可包括导体壳21。可以理解的，导体壳21可作为电机单元20中其他结构件的安装载体。导体壳21可固定安装于主壳体10内，且导体壳21可与手持区域102相对设置。实施例中，导体壳21可由导体制成，即导体壳21可具有导电性能。
49.实施例中，电容感应单元30可包括输入端和输出端。其中，电容感应单元30的输入端与导体壳21电连接，电容感应单元30的输出端可与主控单元40电连接。
50.可以理解的，当用户手部靠近或接触手持区域102时，用户手部可与导体壳21配合
形成一具有一定电容值的感应电容器。其中，导体壳21可作为感应电容器的一极板结构，记为第一极板结构。用户手部可用作感应电容器的另一极板结构，即第二极板结构。另外，导体壳21与用户手部配合所形成感应电容器的电容值，可记为触摸电容。
51.对应的，当用户手部远离手持区域102后，由于外界环境原因，导体壳21也可感应到一定的电容，可记为环境电容。可以理解的，环境电容可明显异于触摸电容。实施例中，可根据触摸电容在主控单元40中设置预设电容范围。示例性的，预设电容范围可设置为0.2pf-50pf。
52.电容感应单元30可对导体壳21所感应的电容值进行检测，并可根据检测结果向主控单元40发送对应的检测信号。进而，主控单元40可根据检测信号控制电动牙刷工作。
53.当电容感应单元30检测到导体壳21所感应的电容值处于预设电容范围时，可表明用户手部靠近或触碰手柄100。电容感应单元30可向主控单元40发送第一检测信号，主控单元40可根据第一检测信号使电动牙刷处于唤醒状态。
54.当电容感应单元30检测到导体壳21所感应的电容值未在预设电容范围时，可表明用户手部未靠近或触碰手柄100。电容感应单元30可向主控单元40发送第二检测信号，主控单元40可根据第二检测信号使电动牙刷处于休眠状态。
55.在一些实施例中，第一检测信号和第二检测信号可根据需要进行设置。示例性的，第一检测信号可为低电平，例如0v。第二检测信号可为高电平，例如3.3v。
56.由此，可实现电动牙刷的拿起唤醒功能，以便为用户的后续操作做准备，例如模式切换等。
57.当然，在另一些实施例中，也可通过检测用户是否靠近或触碰手柄100，以实现电动牙刷中的其他功能的控制，例如音频播放、指示灯/跑马灯点亮等功能。
58.现有技术中，通常在手柄100内布设多个金属感应片以提供感应功能。一方面增加材料成本，另一方面，也使得手柄100的内部结构复杂，增加了装配难度，降低生产效率。
59.本实施例中，利用导体壳21作为感应电容器的一极板结构，主壳体10内部无需再设置额外的金属感应片。从而，可简化手柄100的内部结构，降低装配难度，提高装配效率，同时，也可降低材料成本。
60.另外，可以理解的，导体壳21的外表面通常可具有较大的面积，且可明显大于传统金属感应片的面积。本实施例中，将导体壳21作为感应电容器的一极板结构，相较于现有技术，可明显增加感应面积。可以理解的，极板结构的面积与电容器的电容大小成正比。从而，可提升感应电容器的电容值。便于理解的，电容值越大，可被检测到的可能性越高，即被电容感应单元30检测到的几率越高。由此，可提升触摸检测效率，也可提高检测的灵敏度，使电动牙刷可以快速响应，改善用户体验。
61.此外，现有技术中，金属感应片通常依附于电动牙刷的主板设置，与用户手部之间具有较大的距离。可以理解的，导体壳21与主壳体10之间通常具有较小的间隙。本实施例中，利用导体壳21作为感应电容器的一极板结构，可与用户手部之间具有较小的距离，即可缩短感应电容器中第一极板结构和第二极板结构之间的距离。众所周知，电容器中两极板结构之间的距离与电容大小成反比。从而，可进一步提高感应电容器的电容值，提高检测灵敏度。
62.如图1至图3所示，进一步的，电机单元20还可包括机芯(图未示)和输出轴22。其
中，机芯可位于导体壳21的内部。输出轴22的一端可插设于导体壳21内并与机芯中的转子连接。输出轴22远离机芯的一端可穿过主壳体10，并相对于主壳体10的一端外露。
63.实施例中，刷头200可通过紧配、螺接等方式可拆卸地连接于输出轴22远离机芯的一端。电动牙刷工作时，可由机芯带动输出轴22振动，进而再由输出轴22带动刷头200振动，以提供口腔清洁功能。
64.在一些实施例中，导体壳21可由铁制成。相应的，可使导体壳21具有较大的介电常数，即使得感应电容器的极板结构具有较大的介电常数。可进一步提高感应电容器的电容值，即进一步提高触摸电容，便于电容感应单元30检测到触摸电容，可进一步提高电动牙刷的响应速度。
65.如图3至图5所示，手柄100还包括电路板60。在一些实施例中，电容感应单元30和主控单元40均可集成于电路板60上，以便安装于主壳体10内。实施例中，电路板60可固定连接于主壳体10中，电路板60可位于电机单元20的一侧，且电路板60可与导体壳21相对。
66.在另一些实施例中，手柄100还可包括一支架(图未示)，支架可通过螺钉连接、结构限位等方式固定于主壳体10中，导体壳21和电路板60等均可安装于支架上。
67.在一些实施例中，电容感应单元30可包括电容感应芯片，电容感应芯片可焊接于电路板60远离电机单元20的一侧。其中，电容感应芯片的输入引脚可作为电容感应单元30的输入端。相应的，电容感应芯片的输入引脚可与导体壳21电连接。
68.使用中，电容感应芯片可对导体壳21所感应的电容值进行实时监测，并可将检测到的电容值与预设电容范围进行对比，以向主控单元40发送对应的检测信号，进而可由主控单元40根据电容感应芯片发送的检测信号使电动牙刷处于唤醒状态或休眠状态。另外，当电动牙刷处于休眠状态时，电容感应芯片还可对环境电容进行自校准、消抖等操作，确保工作的稳定性和抗干扰性。
69.如图3和图4所示，手柄100还包括一感应盘51。其中，感应盘51可设置于电路板60靠近导体壳21的一侧，且感应盘51可与导体壳21相对。实施例中，感应盘51可与电容感应芯片的输入引脚通过电路板60上的走线电连接。
70.手柄100还可包括第一导体垫52。其中，第一导体垫52可夹设于感应盘51与导体壳21之间，可实现感应盘51与导体壳21间的电连接。
71.在另一些实施例中，感应盘51也可与导体壳21直接接触电连接。
72.在另一些实施例中，电容感应芯片的输入引脚也可直接与导体壳21接触电连接，或通过铜导线等电连接。
73.如图3和图4所示，导体壳21的周向表面可包括接触区211和感应区212，其中，接触区211可与感应盘51相对，感应区212可与主壳体10的手持区域102相对，感应区212可与用户手部配合形成感应电容器。
74.实施例中，第一导体垫52的一侧表面可通过胶粘、挤压等方式与感应盘51紧密贴合，可确保第一导体垫52与感应盘51间的紧密连接。第一导体垫52远离感应盘51的另一侧表面也可通过胶粘、挤压等方式与导体壳21的接触区211紧密贴合。从而，可由第一导体垫52和感应盘51实现电容感应芯片与导体壳21之间的电连接。
75.在一些实施例中，第一导体垫52可为柔性的导体垫，从而，可确保第一导体垫52分别与感应盘51和导体壳21紧密贴合。在一些实施例中，第一导体垫52可由导电泡棉制成。其
中，导电泡棉具有相对较大的介电常数，可确保触摸电容具有较大的电容值。
76.在另一些实施例中，第一导体垫52还可选用导电硅胶。
77.当然，在另一些实施例中，第一导体垫52不排除选用铁垫块等相对较硬的结构。
78.如图3所示，进一步的，接触区211可设置为平面结构，可增加导体壳21与第一导体垫52的贴合面积，可进一步提升第一导体垫52与导体壳21的连接性能。
79.在一些实施例中，接触区211的面积可大于或等于，第一导体垫52中与导体壳21相对一侧表面的面积。即，第一导体垫52远离电路板60的一侧表面可完全贴合于接触区211上。
80.当然，在另一些实施例中，不排除接触区211的面积小于，第一导体垫52中与导体壳21相对一侧表面的面积。
81.可以理解的，电信号在电路板60上的传输过程，不可避免的会引起一定的寄生电容，并可对检测的电容信号造成干扰。
82.实施例中，电路板60上的走线间距可大于电路板60上的走线宽度。在一些实施例中，电路板60上的走线间距可设置为5mil(密位)-6mil。从而，可减少电路板60工作过程中产生的寄生电容，寄生电容越小，进而可减小对检测的电容信号的干扰，灵敏度越高，以便电容感应芯片准确获得导体壳21所感应的电容值。示例性的，电路板60上的走线间距可设置为5mil、5.2mil、5.35mil、5.5mil、5.7mil、6mil等。
83.可以理解的，电容感应单元30还可包括多组与电容感应芯片连接的外围电路，例如供电电路等。电容感应芯片可通过外围电路与电源、主控单元40等连接。
84.主控单元40可包括处理器(图未示)、存储器(图未示)等，可用于控制手柄100中各电性部件的工作。当然，电路板60上还可集成有充电电路模块、保护电路模块、降压电路模块等适配电路，以确保手柄100的正常工作，在此不再详述。
85.可以理解的，手柄100还可包括电源(图未示)、操作按键组、指示灯组(图未示)等，且电源、操作按键组和指示灯组均可集成于电路板60上。使用电动牙刷时，可由电源为手柄100中的各电性部件进行供电。在一些实施例中，电源可为可充电电池。操作按键组可相对于主壳体10外露，用户可通过操作按键组进行模式切换、电机单元20开关等操作。指示灯组也可相对于主壳体10外露，指示灯组可用于显示电动牙刷的工作状态、工作模式等，以便用户获知电动牙刷的工作状态及工作模式等，也可改善用户体验。实施例中，操作按键组和指示灯组可相对于主壳体10的同一侧外露。对应的，手持区域102大致可位于主壳体10远离操作按键组和指示灯组的一侧，当然，手持区域102可延伸至操作按键组和指示灯组所在区域的边缘。
86.当用户拿起电动牙刷后，电容感应单元30可检测到导体壳21所感应的电容处于预设电容范围，电容感应单元30可向主控单元40发送第一检测信号，主控单元40可根据第一检测信号使电动牙刷唤醒，以便为后续操作做准备。随后，用户可通过操作按键组对电动牙刷进行工作模式选择，并可通过操作按键组控制电机单元20开关。当用户放开电动牙刷后，电容感应单元30可检测到导体壳21所感应的电容处于预设电容范围外，电容感应单元30可向主控单元40发送第二检测信号，主控单元40可根据第二检测信号使电动牙刷休眠。
87.实施例二
88.实施例中提供了一种电动牙刷，在实施例一的基础上，进一步的：
89.如图3和图6所示，手柄100还包括第二导体垫53。第二导体垫53可环绕设置于导体壳21的周向，且第二导体垫53靠近导体壳21的一侧表面可与导体壳21的感应区212紧密贴合。示例性的，第二导体垫53与导体壳21之间可通过粘接、挤压等方式实现紧密贴合。第二导体垫53可与导体壳21配合共同作为感应电容器的一极板结构。
90.在另一些实施例中，第二导体垫53也可延伸至导体壳21靠近电路板60的一侧，但避开第一导体垫52贴合位置。
91.第二导体垫53远离导体壳21的一侧可向靠近主壳体10的方向延伸，且与手持区域102相对。在一些实施例中，第二导体垫53远离导体壳21的一侧表面可与主壳体10靠近安装腔101的一侧表面紧密贴合。示例性的，第二导体垫53与主壳体10之间可通过粘接、挤压等方式实现紧密贴合。
92.在另一些实施例中，第二导体垫53远离导体壳21的一侧表面，与主壳体10之间也可设置有间隙。
93.实施例中，第二导体垫53靠近主壳体10一侧表面的面积，大于导体壳21中感应区212的面积。从而，可进一步扩大感应电容器中极板结构的感应面积。另外，也可进一步缩减感应电容器中两极板结构间的距离。由此，可进一步提升感应电容器的电容大小，提升检测灵敏度。同时，也可允许用户手部有较大的触摸活动范围，以便与导体壳21配合形成感应电容器，提高检测灵敏度，改善用户体验。
94.在一些实施例中，第二导体垫53可为柔性的导体垫，可确保第二导体垫53与导体壳21紧密贴合。在一些实施例中，第二导体垫53可由导电泡棉或导电硅胶制成。
95.在另一些实施例中，第二导体垫53不排除选用铁质垫块等结构。
96.实施例三
97.如图7所示，实施例中提供了一种电动牙刷唤醒方法，可应用于实施例中提供的电动牙刷。电动牙刷唤醒方法可包括：
98.s100，获取导体壳21所感应的电容值。
99.具体的，可由电容感应单元30中的电容感应芯片实时获取导体壳21所感应的电容值。
100.s200，判断电容值是否处于预设电容范围。
101.当导体壳21所感应的电容值处于预设电容范围时，可判断用户拿起电动牙刷。电容感应单元30可向主控单元40发送第一检测信号。当主控单元40接收到第一检测信号后，主控单元40可使电动牙刷处于唤醒状态，并为后续操作做准备。
102.当导体壳21所感应的电容值未在预设范围内时，可表明没有用户手部没有靠近电动牙刷。电容感应单元30可向主控单元40发送第二检测信号。当主控单元40接收到第二检测信号时，主控单元40使电动牙刷切换为休眠状态。
103.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
104.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。