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可视化智能刷牙系统及使用其的智能牙刷
申请号	CN201710096735.2	申请日	2017-02-22	公开(公告)号	CN106618777A	公开(公告)日	2017-05-10
申请人	卢纪元;			发明人	卢纪元; 孙正明; 陈文远锋; 蒋天鹭;
摘要	本发明公开了一种可视化智能刷牙系统及使用其的智能牙刷，其中本可视化智能刷牙系统带有压力传感模块和运动感应传感模块的智能牙刷在用户刷牙过程中采集刷牙姿态轨迹和力度数据，将刷牙动作精准地投射在预先建立的个性化口腔数字模型之上，使用户可以直观的观察到自己刷牙的过程；通过对个性化口腔数字模型进行分析，应用于牙刷的震动方式和震动频率力度上，以形成适应不同用户口腔情况的通过带有可视化界面的用户端指导客户个性化科学刷牙，达到更好的清洁效果；本智能牙刷，结构简单、使用方便，其通过对刷毛分为三部分组成，相互作用可提供适宜的夹角可有效帮助使用者清理牙缝，通过本智能牙刷可有效辅助使用者更有效、更全面的保护个人牙齿。
权利要求	1.可视化智能刷牙系统，其特征在于，包括智能牙刷、数据库、用户信息处理端；所述智能牙刷上设有一压力传感模块与一运动感应传感模块，所述压力传感模块与运动感应传感模块分别将各自获取的信息传输给用户信息处理端；所述数据库中存储带有用户口腔CBCT系统模型的用户信息，所述数据库通过用户信息处理端将用户信息传输给智能牙刷；所述用户信息处理端包括一数字口腔模型生成单元与一刷牙引导系统，所述数字化口腔模型生成单元从数据库中调用用户信息进行处理后将处理后的用户信息传递给刷牙引导系统并通过可视化界面供用户使用，所述刷牙引导系统与智能牙刷进行数据交换，并通过可视化界面供用户使用。 2.根据权利要求1所述的可视化智能刷牙系统，所述刷牙引导系统采集并处理用户的牙列模型数据以及使用智能牙刷刷牙时所获取的刷牙力度、姿态轨迹等数据后，所生成的牙刷震动频率及在可视化界面显示数字化牙列模型中进行刷牙过程跟踪引导。 3.智能牙刷，其特征在于，包括刷头、刷柄，所述刷头与刷柄相卡接，所述压力传感模块与运动感应传感模块均设于刷柄上，所述刷柄顶部设有震动模块，所述震动模块伸入刷头中，所述刷头包括连接部、刷毛，所述连接部上设有可容置震动模块的槽孔，所述刷毛包括上部刷毛、中部刷毛、下部刷毛，所述上部刷毛与中部刷毛间呈α度夹角，所述下部刷毛与中部刷毛间呈β度夹角，所述α度夹角大于β度夹角。 4.根据权利要求3所述的智能牙刷，其特征在于，所述α度夹角不大于10度，所述连接部与刷柄呈不大于15度的夹角。 5.根据权利要求4所述的智能牙刷，其特征在于，所述刷柄上还设有一主板、一无线传输模块、一电源模块，所述主板设于震动模块下方，所述主板上设有一处理器、一运动感应传感模块、一内存，所述主板后方设有一压力传感模块，所述处理器分别与震动模块、运动感应传感模块、压力传感模块、无线传输模块电连接，所述电源模块包括带有型号为AMS1117芯片的电路。 6.根据权利要求5所述的智能牙刷，其特征在于，所述运动感应传感模块包括带有型号为LSM6DS3的加速度计陀螺仪组合芯片的电路。 7.根据权利要求6所述的智能牙刷，其特征在于，所述压力传感模块包括带有型号为BF1K3AA高精度电阻式应变片的电路，所述处理器包括型号为STM8S103的单片机。 8.根据权利要求6所述的智能牙刷，其特征在于，所述震动模块包括带有型号为APM4953芯片的电路。 9.根据权利要求6所述的智能牙刷，其特征在于，所述无线传输模块包括型号为HC-05的芯片。 10.根据权利要求3所述的智能牙刷，其特征在于，所述刷柄顶部还嵌设有一状态提醒灯，所述状态提醒灯与压力传感模块电连接。
说明书全文	可视化智能刷牙系统及使用其的智能牙刷技术领域 [0001] 本发明涉及口腔预防保健领域以及小型智能设备领域，具体涉及一种可视化智能刷牙系统及使用其的智能牙刷。背景技术 [0002] 目前市面上已有的智能牙刷大多是以语音提示或教学视频等方式来达到指导用户刷牙的目的，或者只是单纯地进行计时提醒，用户并不能直观的了解并控制自己的刷牙过程。 [0003] 在这些牙刷的使用过程中，虽然通过计时，保证了刷牙时长，但是却忽视了对于关键区域的清洁。此外每个人口腔生理结构各异，他们所依据的标准刷牙法对于存在个体差异的口腔环境不具有普遍适应性，且因个体牙列构造差异，固定的程式化引导刷牙无法对牙列畸形造成的局部细菌易滋生区进行有效清洁。此外，现今市面上的电动牙刷及智能牙刷普遍存在刷头震动或旋转力度不合适，无法针对不同人群进行自适应调节，易对用户牙体牙周造成损害，甚至会对一些有口腔疾病的用户造成更为严重的损伤。 [0004] 综上，由于对存在个体差异的口腔关照不足，不能满足用户个性化需求，现有产品将不可避免地出现清洁不到位、用户体验与预想效果有偏离，无法有效预防常见口腔疾病乃至造成额外的机械损伤等问题。发明内容 [0005] 本发明解决其技术问题的技术方案是：可视化智能刷牙系统，包括牙刷本体、数据库、用户信息处理端； [0006] 所述牙刷本体上设有一压力传感模块与一运动感应传感模块，所述压力传感模块与运动感应传感模块分别将各自获取的信息传输给用户信息处理端； [0007] 所述数据库中存储带有用户口腔CBCT系统模型的用户信息，所述数据库通过用户信息处理端将用户信息传输给牙刷本体； [0008] 所述用户信息处理端包括一数字口腔模型生成单元与一刷牙引导系统，所述数字化口腔模型生成单元从数据库中调用用户信息进行处理后将处理后的用户信息传递给刷牙引导系统并通过可视化界面供用户使用，所述刷牙引导系统与牙刷本体进行数据交换，并通过可视化界面供用户使用。 [0009] 优选地，所述刷牙引导系统采集并处理用户的牙列模型数据以及使用牙刷本体刷牙时所获取的刷牙力度、姿态轨迹等数据后，所生成的牙刷震动频率及在可视化界面显示数字化牙列模型中进行刷牙过程跟踪引导。 [0010] 本发明还公开了一种智能牙刷包括刷头、刷柄，所述刷头与刷柄相卡接，所述压力传感模块与运动感应传感模块均设于刷柄上，所述刷柄顶部设有震动模块，所述震动模块伸入刷头中。 [0011] 优选地，所述刷头包括连接部、刷毛，所述连接部上设有可容置震动模块的槽孔，所述刷毛包括上部刷毛、中部刷毛、下部刷毛，所述上部刷毛与中部刷毛间呈α度夹角，所述下部刷毛与中部刷毛间呈β度夹角，所述α度夹角大于β度夹角。 [0012] 进一步地，所述α度夹角不大于10度，所述连接部与刷柄呈不大于15度的夹角。 [0013] 优选地，所述刷柄上还设有一主板、一无线传输模块、一电源模块，所述主板上设有一处理器、一运动感应传感模块、一内存，所述主板后方设有一压力传感模块，所述处理器分别与震动模块、运动感应传感模块、压力传感模块、无线传输模块电连接，所述电源模块包括带有型号为AMS1117芯片的电路，其输入5V直流电，稳定输出3.3V直流电。 [0014] 进一步地，所述运动感应传感模块包括带有型号为LSM6DS3的加速度计陀螺仪组合芯片的电路。 [0015] 进一步地，所述压力传感模块包括带有型号为BF1K3AA高精度电阻式应变片的电路，所述处理器包括型号为STM8S103的单片机。 [0016] 进一步地，所述震动模块包括带有型号为APM4953芯片的电路。 [0017] 进一步地，所述无线传输模块包括型号为HC-05的芯片。 [0018] 进一步地，所述刷柄顶部还嵌设有一状态提醒灯，所述状态提醒灯与压力传感模块电连接。 [0019] 有益效果：本发明公开的可视化智能刷牙系统和智能牙刷，经过反复试验使用表明与现有技术相比，具有以下优点：本可视化智能刷牙系统带有压力传感模块和运动感应传感模块的智能牙刷在用户刷牙过程中采集刷牙姿态轨迹和力度数据，将刷牙动作精准地投射在预先建立的个性化口腔数字模型之上，使用户可以直观的观察到自己刷牙的过程；通过对个性化口腔数字模型进行分析，应用于牙刷的震动方式和震动频率力度上，以形成适应不同用户口腔情况的通过带有可视化界面的用户端指导客户个性化科学刷牙，达到更好的清洁效果；本智能牙刷，结构简单、使用方便，其通过对刷毛分为三部分组成，相互作用可提供适宜的夹角可有效帮助使用者清理牙缝，通过本智能牙刷可有效辅助使用者更有效、更全面的保护个人牙齿。附图说明 [0020] 图1是本发明实施例中智能牙刷整体示意图。 [0021] 图2是本发明实施例中所采用的刷毛结构示意图。 [0022] 图3是本发明实施例中所采用的连接部结构示意图。 [0023] 图4是本发明实施例中所采用的震动模块结构示意图。 [0024] 图5是本发明实施例中所采用的刷柄内部结构示意图。 [0025] 图6是本发明实施例中所采用的刷牙引导功能示意图。 [0026] 图7是本发明实施例中所采用的个人数字化口腔牙列三维模型示意图。 [0027] 图8是本发明实施例中可视化智能刷牙系统的系统流程图。 [0028] 图9是本发明实施例中运动感应传感模块的电路原理图。 [0029] 图10是本发明实施例中压力传感模块电路原理图。 [0030] 图11是本发明实施例中震动模块电路原理图。 [0031] 图12是本发明实施例中无线传输模块电路原理图。 [0032] 图13是本发明实施例中处理器电路原理图。 [0033] 图14是本发明实施例中状态提醒灯的电路原理图。 [0034] 图15是本发明实施例中电源模块的电路原理图。具体实施方式 [0035] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图对本发明进一步详细说明。 [0036] 如附图所示的可视化智能刷牙系统，包括牙刷本体、数据库、用户信息处理端； [0037] 所述牙刷本体上设有一压力传感模块与一运动感应传感模块，所述压力传感模块与运动感应传感模块分别将各自获取的信息传输给用户信息处理端； [0038] 所述数据库中存储带有用户口腔CBCT系统模型的用户信息，，所述数据库通过用户信息处理端将用户信息传输给牙刷本体； [0039] 所述用户信息处理端包括一数字口腔模型生成单元与一刷牙引导系统，所述数字化口腔模型生成单元从数据库中调用用户信息进行处理后将处理后的用户信息传递给刷牙引导系统并通过可视化界面供用户使用，所述刷牙引导系统与牙刷本体进行数据交换，并通过可视化界面供用户使用。 [0040] 优选地，所述刷牙引导系统采集并处理用户的牙列模型数据以及使用牙刷本体刷牙时所获取的刷牙力度、姿态轨迹等数据后，所生成的牙刷震动频率及在可视化界面显示数字化牙列模型中进行刷牙过程跟踪引导。 [0041] 上述可视化智能刷牙系统的使用方法包括如下步骤： [0042] (1)用户将口腔CT机，扫描仪中采集的数据经云端服务器处理后形成用户私人数字化牙列模型导入数据库中； [0043] (2)用户通过带有可视化界面的用户端，进入刷牙界面，调取数据库中的个人资料，导入通过智能牙刷工作，实时观察到智能牙刷于口腔内位置。刷牙引导系统于可视化界面上显示不同色区进行引导，当该区刷牙过程结束后，用户可单独使用牙刷进行刷牙，此时只需长按动启动按钮3秒即可启动牙刷内置预设的刷牙程序，程序编号显示在提示灯上，此时运行状态灯亮起，显黄色。 [0044] 本发明还公开了一种智能牙刷包括刷头、刷柄，所述刷头与刷柄相卡接，所述压力传感模块与运动感应传感模块均设于刷柄上，所述刷柄顶部设有震动模块，所述震动模块伸入刷头中，震动模块与刷柄链接处采用防水橡胶、防水环双重密封。 [0045] 优选地，所述刷头包括连接部2、刷毛1，所述连接部2上设有可容置震动模块的槽孔201，所述刷毛1包括上部刷毛101、中部刷毛102、下部刷毛103，所述上部刷毛101与中部刷毛102间呈α度夹角，所述下部刷毛103与中部刷毛102间呈β度夹角，所述α度夹角大于β度夹角，刷柄采用一体化高度密封的塑料外壳，防水级别≥IPX7。 [0046] 进一步地，所述α度夹角不大于10度，所述连接部与刷柄呈不大于15度的夹角。 [0047] 申请人通过设定不同角度上部刷毛、下部刷毛与中部刷毛的夹角实际测试进行数比对，得表1 [0048] [0049] 表1 [0050] 由表1得，上部刷毛101与中部刷毛102呈5度夹角，下部刷毛103与中部刷毛102呈3度夹角时，牙缝清洁效果良好，使用舒适感佳，为本发明较佳实施例。 [0051] 优选地，所述刷柄2上还设有一主板、一无线传输模块8、一电源模块10，所述主板上设有一处理器、一运动感应传感模块5、一内存，所述主板后方设有一压力传感模块6，所述处理器分别与震动模块12、运动感应传感模块5、压力传感模块6、无线传输模块8电连接，所述电源模块10包括带有型号为AMS1117芯片的电路，其输入5V直流电，稳定输出3.3V直流电，内存安装于所述主板上，用于预设震动频率，用户个性化设置等的存储以及其他数据的中继及暂存。 [0052] 进一步地，所述运动感应传感模块5包括带有型号为LSM6DS3的加速度计陀螺仪组合芯片的电路，运动感应传感模块5进行运动数据的捕捉并通过SCL、SDA、SA0等端口传入处理器进行数据处理，并通过无线传输模块8进行数据上传，实现所述可视化刷牙功能。 [0053] 进一步地，所述压力传感模块6包括带有型号为BF1K3AA高精度电阻式应变片的电路，所述处理器包括型号为STM8S103的单片机，通过并联一个千欧电阻用作压力测量，以完成所述的刷牙力度感受功能。信号经端口AIN传入处理器中进行处理。 [0054] 进一步地，所述震动模块12包括带有型号为APM4953芯片的电路，接受端口PWM的信号控制四档电机运动调节，实现所述的震动多档位刷牙调节功能，震动模块与刷柄之间的间隙采用减震材料以减少自身震动对各传感器的影响。 [0055] 进一步地，所述无线传输模块8包括型号为HC-05的芯片。 [0056] 进一步地，所述刷柄顶部还嵌设有一状态提醒灯4，所述状态提醒灯4与压力传感模块6电连接，超过刷牙合适力度时会亮起起提示作用。 [0057] 本牙刷实际使用过程如下：处理器接受端口NRST输入的信号，自端口PWM以及LED1、LED2、LED3、LED4分别输出信号，完成所述的四档位调节功能以及相应LED指示；接受端口AIN信号，自端口LED5输出，完成刷牙力度报警功能，并通过端口RXD与TXD经无线传输模块连接与用户端交流数据，完成所述刷牙力度自适应功能；接受端口SCL、SDA、SA0信号，自端口RXD、TXD通过无线传输单元与用户端交流数据，完成所述可视化刷牙功能。 [0058] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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