CN1371261A - 用于在电动牙刷与分离的控制装置之间传输操作数据的系统 - Google Patents

Abstract

用于在电池驱动的电动牙刷与分离的控制装置之间传输数据的系统包含在牙刷中的微处理器,它收集并存储关于被选定的牙刷操作情况的数据。数据借助红外链路从牙刷被传输到控制装置。所传输的数据在控制装置中被处理并在那里被显示,或者被传输到用于显示和/或分析的分离的设备。

Description

用于在电动牙刷与分离的控制装置之间传输操作数据的系统

                        技术领域

本发明一般涉及电池驱动的电动牙刷，并且更准确地说涉及能将关于牙刷使用的信息提供给分离的控制装置的牙刷，而该装置本身又能显示或分析信息或将信息传输到别的设备。

                          发明背景

手动和电动的牙刷二者都按各种不同的方式操作以在使用者的牙齿上产生洁净作用。少数牙刷试图在使用期间向使用者提供关于牙刷操作的特殊信息。在许多情况下，这种信息是所期望的或实际的清刷时间的读数。在另一些情况下，关于由使用者施加在贴着牙齿的牙刷上压力的信息被提供，而压力按不同的方式被确定并随后被显示或另外传输给使用者。然而，被显示在牙刷本身上的任何信息供使用者读出一般是困难的，并且另外，在许多情况下，并没有适当的空间用于任何信息的充分显示。向使用者，特别是以显示的形式，提供信息的牙刷因而比较罕见并且通常是无效的。更进一步，向使用者以外的人，例如用于清刷效用的分析，提供信息的牙刷并未被了解到。

过去，牙刷未曾聚集关于它们的使用/不使用的任何信息。而且，其他关于牙刷操作条件的信息，例如电池的状态或其他结构上的信息未曾从牙刷被得到。如果这样的信息被提供，新的牙刷结构的临床试验变得更加可靠。

实际的使用信息能有助于使用者保持良好的清刷技术；使用信息还能被聚集并且用于监视患者对所安排指导的依从。实际被记录数据的分析一般比患者关于牙刷使用的记忆更加可靠。

从而，理应期望牙刷或类似的装置具有聚集实际使用和/或操作条件的信息并且随后传输该信息给用于显示和/或分析的别的装置的能力。

                           发明概述

因此，本发明是用于在电动牙刷或其他器械与分离的控制装置之间传输数据的系统，它包含：在电动牙刷中用于收集并存储关于电动牙刷操作数据的装置；当电动牙刷出现在控制装置中时用于传输数据给在该控制装置中接收部件的装置；及用于显示或分析所传输数据的装置。

                    附图简述

图1A和1B是展示包含电池驱动牙刷及体现本发明的控制装置的电动牙刷组合的简图。

图2是用于图1的牙刷初始化的流程图。

图3和4是展示在图1的牙刷中数据收集的流程图。

图5是展示用于将数据从牙刷转移到图1中所示控制装置的控制步骤的流程图。

                      发明详述

图1A和1B展示出本发明的一种特定的实施例，具体是电池驱动的电动牙刷10，它包括本身又能装入控制装置12的把手部分11。在这里所使用的术语，控制装置及控制基座，指的是不具有电池充电能力的基座装置以及具有电池充电能力的基座装置二者。牙刷10可具有分离的持有使电池充电能力的充电装置。控制装置可与充电装置分开或者控制装置的功能可被引入到充电装置中。控制装置12借助电源线及插头14被连接到墙壁。在所示的实施例中，牙刷10包括被安装在杠杆臂17上的刷头15。杠杆臂本身又借助被包含在把手11内的电磁电动机16围绕枢轴被振动。电动机16本身又由电池18驱动。

在所示实施例中的电池18能通过在充电基座装置与牙刷10之间的电感线圈结构(未被示出)被充电。这种电感结构导致电池被充电而在充电装置与电池之间无直接连接。这样的结构在5,796,325号美国专利中被描述，该专利权由本发明的受让人所拥有，其内容在这里被引入供参考。

在使用中，牙刷10被简单地从充电装置中提出来，充电装置可能或不可能包含控制装置12的元件，并且借助牙刷上的开关，例如按钮开关15被接通，在本发明中，用于牙刷10的使用和操作数据被存在于牙刷10中的微处理器控制器聚集。虽然本发明是针对图1A和1B的特殊实施例被描述的，但应理解到本发明能被用在其他的牙刷装置及结构中并且甚至在使用和操作信息是重要的其他的电池驱动工具或器械中。这些工具和/或器械的一些实例是电动剃刀，电动工具如钻孔器，或其他电动设备如按摩器、电子相机及蜂窝电话。

在记录并聚集使用及操作数据的牙刷10与控制基座12之间数据的传输按无线的方式通过所示实施例中的红外传输被完成。这种结构被示于图1A和1B中。如上面所指出，这种控制基座能力将被包括在充电基座，或更典型地，在分离的基底装置中，控制装置一般，但不必需，将被放在离开牙刷使用地点，例如牙科诊室或研究室验室，的分离的设备中。该信息将是牙科卫生人员或研究人员所主要关心的，虽然它同样无疑地能直接有助于使用者。还可能从位于使用的正常地点的控制装置将控制装置所聚集的信息传输到其他设备用于分析或显示。然而，更典型地，使用者将携带牙刷到分离的设备用于信息转移。

如上面所指出，关于牙刷的使用和操作数据在控制微处理器19中聚集并随后被存储。那个信息然后被传输到被放置在邻近牙刷10的底壁部分22的红外发光二极管(LED)20，以响应启动信号。牙刷底壁部分22的细小局部23比较薄(约0.01英寸厚)，以致红外光能从那里传输通过。LED 20用环氧树脂层片28被封接到较薄局部23的内表面25。环氧树脂层向较薄局部23提供需要的厚度及强度以便保持牙刷10的结构上可靠的底部。

红外检测器(光敏晶体管)24被设置在控制装置12的基座部分30中(图1B)，当牙刷10被正确地固定在控制基座中时它被装配得与红外LED 20排成一行。由微处理器19所聚集的数据通过红外LED/光敏晶体管组合被传输到控制装置22中的存储器32。所存储的数据随后或者能在控制器本身处，例如通过显示器31，被显示，或者它能通过通信链路33被传输到分离的设备34，该设备可以是独立于操作系统的显示器，或甚至是用于分析信息的计算机。

通常，重要的是在牙刷与控制装置12之间的数据传输是无线的。这使牙刷在使用中能完全与控制装置分开。红外传输是无线传输的一个实例。无线传输的其他结构也能被使用。一个实例是使用匹配线圈的感应系统。无线系统还有的另外实例是射频传输。

通常，数据从牙刷到控制装置12的传输将按下列顺序发生。从牙刷把手或其他电池驱动设备的信息转移是借助推按在牙刷自身上的启动按钮，或在控制基座12上的按钮38被启动的。这可由设备的实际使用者或其他人被完成。牙刷10中的微处理器19能被编程以识别任何一种或两种可能。当牙刷仍在控制基座中时微处理器19将识别被操作的启动按钮并将着手发送数据。要不然，当存在于控制基座中的开关被操作时，微处理器将识别从控制基座12所传输的预定数据串。当识别恰当的启动顺序时，微处理器就将着手发送数据流到牙刷把手11中的LED20。

一般说来，来自牙刷的数据流将由一和零的串行传输组成。本发明将短的和长的脉冲用于数据。对于数据“1”的脉冲，所传输的脉冲的定时，即其占空比，将是整个位时间周期的至少2/3，而对于“0”，脉冲将小于位时间周期的1/3。这只是可能的数据传输码的一个实例。因而应理解到其他的定时配置能被使用。

在所示的实施例中，数据的传输跟随有一个校验和以确保正确的数据能被控制基座12从牙刷10被接收到。然而，在所示的实施例中，如果在传输中有错误时，数据并不自动地被再发送。如果校验和指示错误数据已被接收到，使用者能只按压在牙刷把手或充电器上的启动按钮以启动数据的另一次传输，因为当传输时，数据并未从在牙刷中微处理器的存储器被清除，即数据被保持在存储器中。具有充分容量的计数器被配置在牙刷微处理器19中以容纳数据。在数据聚集期间计数器在运行中一直计数到零。

在牙刷中的数据收集装置保存以前的数据读数作为相对于正被传输的特殊数据的界限或偏移量。数据因而不能从牙刷中微处理器的存储器被偶然地清除。

在数据通过红外LED和光敏晶体管的组合被控制基座接收后，来自光敏晶体管的最后电信号被提供给在控制基座12中的处理装置32。处理器32根据在牙刷中用于将数据编码的特殊的占空比原则来对包含数据的一和零进行解码。处理器然后在传输的末尾使用数据校验和以确定发送的数据是否正确。如果数据事实上是有效的，它在控制基座中的显示器30上被显示或被传输到别的设备34。

图2展示在加工期间用于牙刷10初始化的步骤。在方块41，牙刷被放置在加工设备的固定装置中。如在方块43所示，固定装置上的初始化按钮然后被操作。如在方块45所示，随后固定装置按一系列脉冲形式将初始化命令、标识(ID)号及校验和传输给牙刷。在所示的实施例中，这从固定装置中的线圈进入牙刷中的线圈44被感应地完成。线圈44在牙刷的正常使用中还充当充电线圈。

被牙刷中线圈44拾取的脉冲然后被施加到微处理器的充电引脚。在方块47，牙刷微处理器识别初始化命令并且如果校验和是正确的，则如在方块49所示，将所传输的ID号分配给牙刷而且清除在牙刷微处理器中全部的数据寄存器。牙刷现在具有标识号以鉴别它以后将传输的数据。如在方块51所示，牙刷微处理器然后通过线圈44反向对控制基座发送收到的通知。如在方块53所示，如果校验和不正确，牙刷将反向发送表明不正确数据的不同的通知。初始化的信息当然能以其他的方式被提供，例如红外传输，或直接到微处理器，或在最末的组件之前或通过存取通道。

图3和图4展示用于所示的实施例在使用/操作数据收集中的步骤。在方块80，牙刷在正常使用中被接通，即牙刷从充电基座装置被提起并且在牙刷上的启动按钮被推按。此时，牙刷中电池的充电电平在方块82被检查以确定它是否处于预定的全充电电平。如果是，则全充电标志在方块84被设置。另一方面，如果电池不处于全充电，则在方块86电池被核查以确定电池是否低于预定的低电池值。如果是，则低充电标志在方块88被设置。

下一步，在方块102，牙刷的使用时间被确定，达12秒连续的时间间隔。对于牙刷运行的每个连续的12秒时段，在方块104，运行计数器被增值。当牙刷停止(从方块102的“否”分支)或如果牙刷仍在运行并且运行计数器被增值，在方块106，然后作出确定，牙刷是否已经运行一分钟的最小量。如果是，则在方块108，计数器的使用总数被增值。如果否，则在方块98(图4)，作出确定把手是否已结束运行。如果从方块98的判决为是，则在方块100，程序结束。如果判决为否，程序折返到方块102。

在方块108中使用计数器总数的增值导致子程序(图4)，在方块90，在其中程序检验查看是否全充电的标志在那时被及时设置。如果是，则在方块92，全充电使用计数器的数被增值。如果全充电的标志未被设置，则在方块94，程序检验查看是否低充电的标志在那时被及时设置。如果是，则在方块96，计数器对低充电的使用被增值。全充电使用计数器和低充电使用计数器的增值导致到方块98，用于确定牙刷是否被结束运行。如果是，数据收集程序在100处结束。如果否，则程序折回到方块102。

图5展示用于数据传输程序的顺序。参照图5，在方块50中，牙刷(把手)被放置在控制基座(阅读器的固定装置)中以使把手中的LED与控制基座中的红外光敏晶体管排成一直线。另外，控制装置(基座)可能是可被设置在诊所或研究机构的完全分离的设备，或者它可能是在牙刷位置处充电器基座的一部分。

在方块52，在控制基座的“读取”按钮被启动。在方块54控制基座启动牙刷中微处理器的作用。在另一种实施例中，在牙刷上的启动按钮能被用于启动作用。

当牙刷10通过控制装置被启动时，在方块56，牙刷将识别由控制基座生成的“读取”模式，并且为了响应，在方块58，牙刷传输16比特的使用/操作数据。控制基座，在方块60，接收、处理并存储所传输的数据。并且或是如在方块62所示的基座显示数据，或是如在方块64中所示通过串行端口传输数据到外部的计算机或其他终端用于显示和/或分析或其他的处理。

这完成了装置的运行。尽管所传输的数据主要是从牙刷被传输到控制装置的牙刷的使用数据，应该注意到所选定的信息，可能包括用于牙刷的编程信息，可从控制基座被传输到牙刷。如借助牙刷被使用，本发明具有若干可能的优点，包括，尤其，牙刷实际使用模式的记录。实际的使用基本上可能不同于使用者的使用回忆。本发明能提供关于实际使用的精确的和完全的数据，例如清刷时间，以及牙刷的操作条件，如电池的功率电平。

上述的系统能被用于在临床情况下有效地分析清刷的异常结果或去鉴定实际使用者的齿形。更进一步，本发明能被用于监视和控制特殊病人的牙刷使用。例如，所显示的信息能被监视牙刷使用的人，诸如父母或牙科医生，所使用。更进一步，临床的研究能更快地推进因为在牙刷使用方面的差别，即多种类型的使用，能被自动地跟踪而不必要对每种用途之间的牙刷重编程。精确的比较数据因而能容易地被获得并被分析。

因而，所传输的信息能通过使用者或专业人员简单地被显示和考察，以可能的反馈给使用者，或能被分析，包括通过计算机程序的分析，以确定使用模式，清刷效率或提出其他的研究问题。

从而，用于在牙刷或类似设备与分离的控制装置之间按无线的方式传输数据的系统已被描述。这样的系统是十分有意义的，在于它提供实际的使用和操作数据，它们对各种类型的牙刷使用以及监视依从能有帮助。应该理解到除了被特别讨论的实际使用时间及电池条件的数据以外，各种各样的数据能被获得并传输。在这里所使用的术语“操作数据”是打算具有较宽的含义的包括实际使用信息及其他信息，例如与设备运行有关的电池条件。另外，尽管本发明已在电动牙刷的范围内被公开，但其他的工具/器械也能使用本系统。几个实例曾在上面被提供。

因而，为了说明起见本发明的优选实施例已被公开。然而，应该理解到各种变更、改进和替代可在优选的实施例中作出而不违背本发明的构思，它由以下的权利要求所限定。

Claims (20)

1.用于在电动牙刷与分离的控制装置之间传输数据的系统，它包含：

在电动牙刷中用于收集并存储关于电动牙刷操作数据的装置；

当牙刷出现在控制装置中时用于传输数据给该控制装置中接收部件的装置；

用于完成至少下列之一的装置：(a)显示所传输的数据及(b)分析所传输的数据。

2.权利要求1的系统，其中显示装置被安排在控制装置中。

3.权利要求1的系统，其中显示装置是与控制装置分开的，并且其中该系统包括在控制装置与显示装置之间的通信链路。

4.权利要求1的系统，其中控制装置包括用于使牙刷中电池充电的装置，电池为牙刷提供电力。

5.权利要求1的系统，其中在牙刷与控制装置之间的数据传输是无线的。

6.权利要求5的系统，其中无线传输是在其基座部分具有红外发射器的牙刷的红外传输，并且其中控制装置具有在其中的红外检测器，其中牙刷和控制装置被设计成使当牙刷被放在控制装置中时，红外发射器与红外检测器排成一直线用于在其间传输数据。

7.权利要求1的系统，它包括用于启动从牙刷向控制装置传输数据的装置。

8.权利要求7的系统，其中启动装置是在牙刷中的通-断式开关。

9.权利要求7的系统，其中启动装置包括在控制装置上的开关及向牙刷传输信号命令以启动从那里传输数据的装置。

10.权利要求9的系统，它包括用于将所传输的数据存储在控制装置中的装置。

11.权利要求9的系统，它包括用于确认从牙刷被传输到控制装置的数据准确性的装置。

12.权利要求1的系统，其中所传输的数据包括关于牙刷使用的信息。

13.权利要求1的系统，其中所传输的数据包括关于牙刷中电池充电电平的信息。

14.用于在电池驱动器械与分离的控制装置之间传输数据的系统，为此它包含：

在器械中用于收集并存储关于器械操作数据的装置；

当器械出现在控制装置中时，用于将数据传输到控制装置中接收部件的装置；

用于完成至少下列之一的装置：(a)显示所传输的数据及(b)分析所传输的数据。

15.权利要求14的系统，其中显示装置被安排在控制装置中。

16.权利要求14的系统，其中显示装置是与控制装置分开的，并且其中该系统包括在控制装置与显示装置之间的通信链路。

17.权利要求14的系统，其中在器械与控制装置之间的数据传输是无线的。

18.权利要求14的系统，它包括用于启动从器械向控制装置转移数据的装置。

19.权利要求14的系统，其中控制装置包括用于使器械中电池充电的装置，电池为器械提供电力。

20.权利要求14的系统，它包括用于将所传输的数据存储在控制装置中的装置。

Images