多向驱动电动牙刷方案开发
电动牙刷是近几年出现的新产品，由于电动牙刷清洁 效率高， 可以清洁到手工刷牙所清洁不到的盲区， 同时其清 洁’效果好， 能够有效地保护牙跟健康， 所以目前在欧美许多国家电动牙刷是一款非常流行的日用品。 然而由于在我国 电动牙刷的价格比较昂贵， 且其使用寿命一般为2-3个月， 寿命较短， 从而导致 电动牙刷在我同市场上推广还存在很大 的阻碍；而本设计所提供的电动牙刷结 构简单、 制造成本低、 牙刷头可更换的 功能大大解决了现有电动牙刷价位高、 使用寿命短的缺陷， 为后续电动牙刷的市杨推广提供便利。
多向驱动电动牙刷的工作原理
I.1径向直线驱动机构
电动牙刷径向直线驱动机构示意图
如图1 所示， 通过在其内部设置径向驱动机构， 改变电机输出力的方向， 使得牙 刷头1在导轨2上做往复的直线运动。
1.2旋转驱动机构
电动牙刷旋转驱动机构示意图如阁 2所示，通过在其内部设置旋式驱动机构 3，使得牙刷头1在旋式驱动机构的驱动
下进行旋转运动（包括顺时针转动与逆 时针转动两种转动方式）。
1.3控制开关
以上两种驱动方式分别由两个相对独立的开关所控制， 即该电动牙刷的运 动方式包含以下3种：径向直线运动、旋转运动、 径向运动与旋转运动同步运动等。
多向驱动电动牙刷的结构介绍
编号l为牙刷头；
编号2为滑动导轨；
编号4为摇轩（空心塑料圆杆）； 编号5为曲柄（空心塑料圆杆）； 编号6为驱动电机bo
摇杆4和曲柄5之所以设计成空心，塑料圆杆是为了减少刷柄滑块机构动力 原件与传统件的质量。 因为减少连杆质量， 可以有效地减少系统的转速波动， 减少了系统的负载， 减少对电机的功率 要求。
2.1工作机理：机构运行工作时
电机M顶时针转动带动陶柄5也做顺时针转动；
曲柄5的顺时针转动带动摇杆4 一定的角度范周内摆动；
榕杆4在摆动过程中会椎动滑 块（牙刷头l ）在滑块儿导轨2上做往复 的自线运动。此处的阳！柄滑块采用偏宣i刷柄滑块 机构， 即滑块中心与附柄5闺l周转动的 阴心不在同一水平线上叫 偏宵的翩翩消 块机构不仅能够实现将咆机的旋转运动 转化为滑块的往复直线运动， 与此同时还具有急阴特性， 使得牙刷头在水平向 左直线运动， 即丁：作行程速度慢 、 J)J率 大；在水平向右直线运动， 即返问空行 程速度快、 功率小。极位夹角：即曲柄5与摆忏4在运动 过程巾， 两杆在一条直线上重合（即死点位置）有两种情况， 这两种情况下对应的两条直线的央角就是极位央角。R平面四杆机构在运动过程中州现极位夹角时， 机构就具有急国特性， K值越大，机构的急回特性越显著。
2.2双向旋转驱动机构
电动牙刷的双向旋转驱动机构示意 图如图4所示。编号7为空心滑块。将电机a安装在空心滑块7中。两者 相对固定；牙刷头1与电机b两者安装关 系为可拆卸的安装。
工作机理：机构运行工作时：当牙 刷的工作状态为单一双向旋转运动时， 由电机b带动牙刷头1进行顺时针或者逆 时针的转动；
当牙刷的工作状态为双向旋转及径向直线同步运动时，电机b作为动力源驱 动右曲柄5、摇杆4以及牙刷头1构成的曲柄滑块机构，从而将电机的扭矩转化为 滑块（牙刷头1 ）往复直线运动的推力； 而滑块的往复直线运动带动与其相连接的牙刷头1的运动，与此同时牙刷头也在 电机a的驱动下进行顺时针或者逆时针的 转动。电机a采用的是有刷直流电动机，因为有刷直流电机是用电机换向的，电刷换向具有可逆性。可以通过开关控制控 制电机a的顺时针或者逆时针转动。
总结
设计的电动牙刷主要由径向 直线驱动机构与旋转驱动机构这两大机 构组成，通过其开关控制可实现电动牙刷单一双向旋转运动、单一径向直线运动、双向旋转与径向直线同步运动等3种工作方式，并且其牙刷头可替换的特点，更是太大地延长了电动牙刷的使用寿命，解决了因市场上现有电动牙刷使 用寿命较短而难以进一步推广的问题。
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