智能(电动)牙刷产品介绍及设计实例
一: 电动牙刷简介
牙刷的历史就很长了, 据美国牙医协会的资料显示, 世界上第一把牙刷是由明朝的皇帝明孝宗于1498年发明, 方法是猪鬃毛插在骨制手把上。1938年杜邦化工推出以合成纤维(多数是尼龙)代替动物猔毛的牙刷,大概是现代牙刷的开始。
第一支电动牙刷名为“theBroxodent”,1954年开发,于1959年美国牙医学会百周年纪念时推出。近几年电动牙刷概念被炒作了一下,有一些公司借着互联网概念推出“智能牙刷”,套路基本和那些所谓的“互联网思维”一样, 只是载体变成了牙刷。笔者也是在那段时间里接触了牙刷这个行业, 本文主要偏向于产品设计, 主要介绍电动牙刷的结构特点以及设计要点。
二: 电动牙刷基本结构
A, 分类:电动牙刷从实用人群上可以分为儿童牙刷和成人牙刷, 儿童牙刷又可细分出婴儿牙刷。主要区别在于刷毛和刷头震动方式, 儿童最小而且在发育中,刷毛一般比较软,刷头小。成人就没有什么特别的限制, 另一种分类方式是根据震动方式来分, 一种是偏振式, 通过偏振马达带动刷头震动,震动频率在几千次/分钟。一种是回转式, 就是通过传动机构实现刷毛的顺/逆时针旋转。这种结构形式刷头结构比较复杂, 马达功率损失比较大,不是太流行。 还有一种叫声波牙刷, 原理同偏振式一样, 不过由于频率达到30000次/MIN以上, 相当于声波频率, 所以被这样称呼, 这个是目前的主流产品, 所以本文主要介绍这种牙刷。 至于其他跟牙刷相关的知识, 感兴趣的朋友可以在网上搜资料了解。这里不多说了。
B, 基本结构:
见下图: (本产品取材于本人参与的一个公司, 本项目是由公司设计人员设计的ID,本人建模,然后发给工厂进行结构设计的,特此说明),
三: 电动牙刷结构要点
A: 刷毛 : 刷毛部分结构上注意孔间距, 由于植毛时要打入铜片,所以要留一定的安全距离,同时一般铜片是根据形状对称打入的, 所以形状最好是对称的,这样植毛受力均匀, 不易脱落。 通常图纸画好后需要给植毛厂评审。
B 刷头与电机连接:
刷头与电机轴的连接是很重要的, 要配合的恰到好处, 太松太紧都不好, 太松有噪音,而且刷头无力,容易震脱。太紧装配困难,卡钩易断,这个比较考研工厂的能力, 设计时都是0配。
C 电机装配:
一个是支架要够强,由于电机振动频率高, 力量会传到支架上,所以材料要有强度和韧性。一个是要加减震零件, 防止噪音。
D 电池:
电池一般直接焊接在主板上,再加上牢固定位。本项目的电池是16650的电芯
E 充电结构:
本项目采用的是无线充电, 机身里有一个磁芯和线圈。结构上保证装配到位,不松动就可以, 磁芯大小和线圈数据由供应商给出。
F 密封结构:
电动牙刷都有防水结构, 主要是在机身的顶部和底部加密封圈,防水级别浸水, IP56级别就可以。
四: 电动牙刷主要器件
1. 电动牙刷的核心器件是电机, 电机的选型要选好, 围绕电机的结构要足够可靠和安全。
2. PCBA: 主板的工作环境比较恶劣, 工作时由于高频的震动,主板的定位以及固定要做好。主板和支架之间可以加泡棉减震。
3. 刷毛: 刷毛的参数要选好, 这个直接涉及到使用体验。一般这个可以参考工厂的意见。
五: 电动牙刷技术要求
电动牙刷目前还没有通用标准, 牙刷部分参考的是传统牙刷的国标。里面对刷毛的要求以及测试要求作为标准, 电子部分采用3C标准, 如果带蓝牙的要拿到蓝牙认证。 电池按国标。或行业标准。如果出口国外,还需要拿到FDA 证书,以及国外标准, 电池要按国外标准。有些还对工厂有要求。
说明: 如有对设计细节感兴趣,可以留言联系。。。。谢谢。
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