专利名称：具有包含用于与牙刷手柄部分中的微控制器通信的存储装置的刷头部分的牙刷的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种牙刷，其具有一可以从其手柄部分拆除的刷头部分，更具体而言本发明涉及这种牙刷，其包括一位于刷头中用于识别刷头的存储元件，和一位于手柄中的用于存储关于刷头使用的信息的微控制器。
在电动牙刷中，众所周知，牙刷与独立的控制单元之间具有通信能力。其中，这种能力的实例包括本发明的受让人所拥有的美国专利No.5,561,881，和授予Krasner等人的美国专利No.5,337,435。
关于牙刷操作情况的信息可以得到积累和评价，包括刷压和使用时间。其它的使用信息，例如操作时间，可以从所积累的信息中计算出。然而，公开了这种能力的专利均集中于牙刷本身与独立控制单元之间的通信上。牙刷中的通信元件位于牙刷的手柄中。然而，这种设置不能提供关于选自许多可以与特定手柄一起使用的不同刷头中的特定刷头的使用的信息。因此，利用这种常规设置所提供的信息将不会是刷头特有的信息，所以对于特定刷头而言，更换信息将不准确。对于所有其它使用类型的信息而言，这同样也可能如此。
需要能够方便地对刷头逐一地追踪识别和使用信息。
因此，本发明的牙刷包括一刷头部分，在其一端附近具有一刷毛部段；一手柄部分，其内带有用于驱动刷毛部段的驱动组件，其中刷头部分和手柄部分适于使得刷头部分可以从手柄部分上拆除；一通信装置，当刷头部分和手柄部分连接在一起时，其用于刷头部分与手柄部分之间的数据通信；一存储元件，其位于刷头部分中，用来存储至少识别刷头部分的数据；以及一微控制器，其位于手柄部分中，其中刷头部分中的存储元件将其内的信息经过通信装置提供给微控制器。
图1是本发明的牙刷的示意图，其示出了刷头部分远离手柄部分的情况。
图2是示出了一种刷头存储设备的正视图。
图3是示出了刷头与手柄之间信息通信的简图。
图1示出了通常表示为10的一种牙刷，其包括一刷头部分12和一手柄部分14。刷头部分12包括位于刷头部分12的远端18的一刷毛组件16。刷毛组件16包括一刷毛基部和一套安装于其上的刷毛。刷头部分12可以方便地从手柄部分14上拆除。这可以通过许多不同的结构方式完成，包括螺纹连接、搭锁连接或者其他相似类型的机械连接。手柄部分14一般包括一马达/驱动组件(未示出)、一可充电电池(未示出)和一牙刷所用的通-断开关15。然而，也可以使用其它驱动设置，包括磁驱动器。尽管也可以直接从墙壁为牙刷供能，但是一般优选地为电池电源。
一存储元件20位于刷头部分12中，而手柄14包括微控制器22。刷头部分和手柄部分共同包括导电元件24-24，当刷头12与手柄14物理连接时，导电元件提供了其间的信号通信能力。然而，也有导电元件的替代物，如红外线和其它无线类型的通信方式。尤其是，一种无线通信的类似类型利用刷头和手柄中的线圈来感应进行。
在一个实施例中，刷头中的存储元件20为只读存储装置(ROM)，其利用刷头的唯一识别数码或者用来识别刷头的基本上随机的号码来编程。手柄中的微控制器22能够累积总使用时间或者用于特定刷头的总次数并具有处理能力，因此，当刷头需要更换时，例如，在选定的使用次数之后，其可以在选定的时间为使用者提供指示。本系统可以用作一准确，也比较简单直接的刷头更换指示器。当牙刷使用的特定次数已经确定时，就会自动对使用者显示适时更换刷头。这也可以通过各种可听(声音)或可视的方法而实现，如位于牙刷上或分离式控制或存储单元上的灯。
微控制器中的累积使用信息可以按照其它方式使用。例如，特定牙刷的使用模式可以由牙科专业人员或其它人员，如使用者自己或儿童使用者的父母进行分析。在牙刷使用过程中累积的其他信息如刷压，可以用于提供实际刷牙性能的指示。
在刷头的制作过程中，ROM装置也可以相对于刷头的特定特性进行编程，然后刷头可以在首次安装于手柄中时与手柄中的微控制器22通信。例如，特定刷头可能是儿童型，刷头存储器中的信息同样应当识别此刷头。然后，这一信息被传递至手柄中的微控制器，然后其控制马达/驱动器从而按照儿童使用者所用的适当振幅驱动刷头，这个振幅一般低于成人所使用的振幅。
同样，牙刷刷头部分的结构变化会造成制作过程中所识别的惯性力矩或弹簧刚度变化，其可以编入存储器20中，牙刷的驱动频率可以通过微控制器22略微改变，从而根据刷头存储器20中的信息提供牙刷最佳总性能。牙刷的驱动特性(振幅和频率)也可以通过微控制器稍微改变，从而保证与同一手柄一起使用的不同刷头的最佳性能。
在另一实施例中，刷头中的存储元件20为一种随机存取存储(RAM)装置。在这个实施例中，信息可以供给(写入)存储元件20，也可以从存储元件中读取到微控制器或其他装置。在这个实施例中，使用的总时间及其它由微控制器所累积的信息可以从微控制器22传递至刷头12中的存储元件20中，而后存储于刷头中，而非存储于手柄14中。这样不仅减少了手柄14中所需要的存储，而且允许刷头与不同的手柄一起使用。刷头基本上具有运送其使用信息及其识别信息的能力。
除了ROM和RAM存储装置的实施例之外，存储元件20可以为一电子电路，其将在收到一信号激励时传回一将用于识别刷头的识别信号/频率。同样，存储元件20可以是其它能够存储识别数据的介质，包括磁性、所有类型的电子及其它介质。存储元件20也可以是RFID芯片的一部分。术语“存储元件”或装置在本文中使用时，尤其包括这种电子电路、带存储器的RFID芯片、磁性介质或其它数据存储介质。
当刷头中存储了大量信息时，例如对于RAM实施例而言，刷子存储装置中可能具有一读出器，包括关于刷子的识别，更换前的剩余时间，刷子每隔多久使用一次，或其它存储于刷头的信息。这可以利用刷头存储装置30来完成，例如图2中所示。刷头存储装置30可以容纳多个不同的刷头32-32，例如由家庭的不同成员所使用的不同的刷头。刷头存储装置30可以包括一带有读出装置的显示元件34，因此每个刷头在存储元件中的信息可以通过存储装置30读出并显示。存储装置30一般包括多个单独刷头所用的支承元件，其带有刷头与显示器/读出器之间连接所用的电通信元件。
另外，显示/读出设备可以包括编程能力，例如，其允许牙科专业人员根据特定患者的需要/要求而定制时间、刷牙操作中的象限数量、刷动的振幅和/或振幅与时间的曲线。
本发明的设置中，刷头包含一带有识别信息的存储元件，其可以用于“锁定”模式中，其中手柄中的驱动元件并不运转，除非微控制器检测到来自刷头的有效识别数码。这会将手柄的使用只能限定于预先选定的刷头。
如上所述，刷头12中的存储元件20与手柄14中的微控制器22之间的信号通信是必要的。对于ROM装置，只有两种连接线是必须的；而对于RAM装置，四个接触件(实际上三个已足够)提供电压、接地、数据和读出/写入功能。在所示的实施例中，连接为有线型连接件。然而，如上所述，无线连接包括感应(利用线圈)和红外线，也可能用于提供所需的信号通信。
图3示出了刷头中的存储元件20与手柄中的微控制器22之间信息交换的一个实例。例如，信息可以包括一唯一序号形式的刷头识别信息，如36处所示。模型信息可以提供，如38处所示，而后振幅和频率驱动信息可以提供，如40处所示，制造数据码也可以提供，如42处所示。44处所示为需要RAM装置的使用历史和性能信息。图3中所示的信息只是示例说明，其它信息设置也可以使用。信息应当包括一些关于刷头种类的识别信息。
对于RAM装置，如上所述，微控制器与刷头中的存储元件之间，以及存储元件与外部编程/存储装置之间存在着两种方式通信的可能。所传递的信息可以是沿一个方向的刷头识别信息和沿另一个方向的编程信息(来自编程装置)。
因此，已经研制出一种智能刷头，其包括一能够存储关于刷头的选定信息如识别数码的存储元件。这种信息可以由另外的装置读取，如牙刷手柄中的微控制器，其通过从存储元件延伸的通信元件并连接于(或者感应耦合)从微控制器延伸的相似通信元件上，如图1所示。
尽管为了示例说明的目的在此已经公开了本发明的一个优选的实施例，但是应当理解在不背离如以下权利要求所确定的本发明的精神实质的情况下，可以引入各种变化、改进和代替。
权利要求
1.一种牙刷，包括一刷头部分，在其一端附近具有一刷毛部段；一手柄部分，其内带有用于驱动刷毛部段的驱动组件，其中刷头部分和手柄部分适于使得刷头部分可以从手柄部分上拆除；一通信装置，当刷头部分和手柄部分连接在一起时，其用于刷头部分与手柄部分之间的数据通信；一存储元件，其位于刷头部分中，用来至少存储识别刷头部分的数据；以及一微控制器，其位于手柄部分中，其中刷头部分中的存储元件将其内的信息经过通信装置提供给微控制器。
2.根据权利要求1所述的牙刷，其中存储元件为只读存储(ROM)装置，其中存储器中所存储的信息包括与刷头相关联的识别数码，其中微控制器在操作中积累了关于刷头使用的信息，其中设备包括用于将刷头中存储元件中的信息读取至微控制器的装置。
3.根据权利要求1所述的牙刷，其中存储元件为随机存取存储(ROM)装置，其中信息可以写入RAM。
4.根据权利要求3所述的牙刷，其中信息为刷头进行的牙刷操作所用的编程信息。
5.根据权利要求3所述的牙刷，其中RAM可以存储关于牙刷使用的信息。
6.根据权利要求1所述的牙刷，其中除非由微控制器确定来自存储元件的信息是有效的，否则牙刷将不操作。
7.根据权利要求1所述的牙刷，其包括一用于临时存储多个刷头的刷头存储元件，其中刷头存储元件包括用于显示刷头中所存储的选定信息的装置。
8.根据权利要求1所述的牙刷，还包括一用于给刷头提供编程信息以限定其特定操作的编程装置。
9.根据权利要求1所述的牙刷，其中通信装置包括从存储元件至微控制器的导电元件，当刷头与手柄连接时，存储元件与微控制器就互连起来。
10.根据权利要求1所述的牙刷，其中通信装置包括无线部件。
11.根据权利要求10所述的牙刷，其中无线部件包括位于刷头和手柄上的用于感应通信的线圈。
12.根据权利要求10所述的牙刷，其中无线部件包括红外线传送元件和接收元件。
13.根据权利要求1所述的牙刷，其中微控制器包括用于将刷头的实际使用情况与预选的使用值作比较，并且用于在达到预选值时提供指示来表明刷头应当被更换的装置。
14.一种牙刷的刷头部分，包含可以与刷头部分联结的手柄部分的牙刷包括一包括一刷毛部段的刷头组件，刷头组件适于从牙刷的手柄部分上拆除；通信装置，其用于刷头组件与分离式装置之间的数据通信；以及一存储元件，其位于刷头组件中，用来存储识别刷头组件的数据。
15.根据权利要求14所述的刷头，其中所述分离式装置为牙刷的手柄部分。
16.根据权利要求14所述的刷头，其中通信装置包括用于在刷头组件与手柄连接在一起时与手柄部分进行数据通信的装置。
17.根据权利要求14所述的刷头，其中存储元件为只读存储(ROM)装置。
18.根据权利要求14所述的刷头，其中存储元件为随机存取存储(RAM)装置，其中信息可以写入RAM。
19.根据权利要求18所述的刷头，其中信息为关于所述刷头组件的牙刷正确操作所用的编程信息。
20.根据权利要求14所述的刷头，其中通信装置包括导电元件。
21.根据权利要求15所述的刷头，其中通信装置包括无线部件。
22.根据权利要求21所述的刷头，其中无线部件包括用于感应通信的线圈。
全文摘要
牙刷包括一在其远端附近具有一刷毛部段(16)的刷头部分(12)。牙刷还包括一手柄部分(14)，其中刷头部分可以从手柄部分上拆除。刷头包括一位于其中的存储(20)元件，在一个实施例中，存储元件中包含识别信息、刷头的使用信息；而手柄部分(14)包括一累积着关于刷头使用情况的信息的微控制器(22)。当刷头可操作地位于手柄上的适当位置上时，从存储元件连至微控制器的电通信元件连接在一起，从而提供存储元件(20)与微控制器(22)之间的数据通信能力。
文档编号A61C17/22GK1628315SQ02825343
公开日2005年6月15日 申请日期2002年12月4日 优先权日2001年12月20日
发明者J·帕塞, L·斯伯克莱特, W·G·麦科伊 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司