本發明涉及個人口腔護理電器,更具體的說是涉及一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統及其控制方法。
背景技術:
1、目前,刷牙是維護口腔健康最基本和最重要的手段。巴氏刷牙法(bass?method)被公認為是最科學、有效的刷牙方法,其核心要點包括:將刷毛與牙齒表面呈45度角,指向牙齦方向,使刷毛部分進入齦溝,部分鋪于齦緣上;以2-3顆牙為一組,進行水平短距離(約2-3毫米)的顫動,然后向牙冠方向轉動刷頭,即“拂刷”;依次重復此過程,確保牙齒的每個面(唇頰面、舌腭面、咬合面)都得到清潔。然而,盡管巴氏刷牙法效果顯著,但普通用戶在實際操作中面臨諸多困難:
2、角度難以保持:用戶很難憑感覺始終將刷頭與牙面保持45度角,角度偏差會嚴重影響清潔效果,尤其是對齦溝的清潔。
3、顫動幅度與頻率控制不當:手動刷牙時,短距離的精準顫動難以維持,容易變成大幅度的拉鋸式橫刷,長期如此會損傷牙齦和牙體組織。
4、分區與覆蓋不全面:用戶容易遺漏某些牙區(如下前牙內側、后牙遠端),導致口腔清潔不徹底。
5、缺乏有效監督與反饋:用戶無法獲知自己的刷牙動作是否標準,以及哪些區域未被有效清潔,難以形成正確的刷牙習慣。
6、現有技術中已有一些智能牙刷,例如通過計時器提醒刷牙時間,或通過壓力傳感器提示刷牙力度過大。但這些方案功能單一,未能從根本上解決“如何引導用戶完成一套標準、復雜的刷牙手法”的問題。部分高端產品雖引入了運動傳感器,但其算法模型通常較為簡單,無法精確識別和糾正巴氏刷牙法所要求的細微、復雜的腕部動作,也缺乏系統性的分區清潔引導和效果評估。
7、因此,如何提供一種能夠精確指導、實時反饋并科學評估用戶執行巴氏刷牙法的智能牙刷系統是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明提供了一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統及其控制方法,能夠實時監測刷頭姿態與運動軌跡,引導用戶以正確的角度、幅度和路徑進行刷牙,并對刷牙效果進行可視化評估,從而確保巴氏刷牙法被正確、全面地執行。
2、為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
3、一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,包括牙刷本體和設置于其內部的智能控制系統,所述牙刷本體包括刷頭、刷柄和設置于刷頭上的刷毛;所述智能控制系統包括:
4、姿態傳感模塊,用于實時采集所述刷頭的空間姿態數據;
5、壓力傳感模塊,用于實時監測刷牙時施加于牙齒和牙齦的壓力值;
6、主控模塊,與所述姿態傳感模塊和壓力傳感模塊電性連接,接收所述空間姿態數據和壓力值,并將其與預存的巴氏刷牙法動作模型進行實時比對,生成引導指令和/或修正指令;
7、人機交互模塊,與所述主控模塊連接,用于向用戶輸出所述引導指令和/或修正指令。
8、可選的,還包括無線通信模塊,用于與外部智能終端建立通信連接,以進行數據交換和指令傳輸。
9、可選的,還包括電源模塊,為所述智能控制系統供電。可選的,所述姿態傳感模塊至少包括一個三軸加速度計、一個三軸陀螺儀和一個三軸磁力計,通過傳感器融合算法解算刷頭相對于牙齒表面的實時角度、位置和運動軌跡。可選的,所述主控模塊包括:
10、角度引導單元:當實時檢測到的刷毛與牙面夾角偏離預設閾值范圍時,生成角度修正指令,并通過人機交互模塊提示用戶調整手腕姿勢;
11、動作引導單元:基于空間姿態數據判斷刷頭的運動模式,當檢測到非短距離水平顫動時,生成動作修正指令,引導用戶恢復正確的顫動動作;
12、分區引導單元:根據空間姿態數據識別刷頭當前所處的口腔區域,并將口腔模型劃分為多個清潔分區;按照預存的巴氏刷牙法動作模型,依次引導用戶清潔各個分區,并確保每個分區的清潔時間達到預設值。可選的,所述分區引導單元被配置為:僅在識別到的刷頭角度與運動軌跡同時符合當前清潔分區標準巴氏刷牙法動作模型的時段內,累計該清潔分區的有效刷牙時間,并在達到預設時間閾值后引導用戶移至下一清潔分區。可選的,所述人機交互模塊包括視覺提示單元、聽覺提示單元和觸覺提示單元中的至少一種。可選的,所述觸覺提示單元為線性馬達,用于通過不同模式的振動來傳遞引導信息。一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統控制方法,包括:
13、s1:啟動智能控制系統,通過人機交互模塊或關聯的智能終端選擇“巴氏刷牙模式”;
14、s2:主控模塊調取預存的巴氏刷牙法動作模型和口腔分區模型;
15、s3:姿態傳感模塊與壓力傳感模塊開始實時采集數據,得到空間姿態數據和刷牙時施加于牙齒和牙齦的壓力值;
16、s4:主控模塊根據姿態數據,識別刷頭當前所處的初始口腔分區,并由此開始分區引導流程;
17、s5:在每一個清潔分區內,主控模塊執行:
18、s51:通過人機交互模塊提示用戶將刷頭放置于該分區的起始位置;
19、s52:實時比對采集到的刷頭角度、運動軌跡與壓力數據,與當前分區對應的標準巴氏動作模型;
20、s53:若數據在標準范圍內,則通過人機交互模塊給予正面反饋;若數據偏離標準范圍,則生成并輸出具體的修正指令;
21、s54:在該分區的累計有效刷牙時間達到預設閾值后,提示用戶移至下一個分區;
22、s6:重復步驟s5,直至所有分區清潔完畢;
23、s7:生成本次刷牙的報告,并通過人機交互模塊或智能終端app進行可視化展示。
24、經由上述的技術方案可知,與現有技術相比,本發明公開提供了一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統及其控制方法,具有以下有益效果:
25、1.精準引導與糾正:通過高精度的姿態傳感和復雜的算法模型,本發明能夠實時識別并糾正用戶在刷牙角度、動作幅度上的偏差,將抽象的巴氏刷牙法轉化為具體、可執行的引導指令,從根本上保證了刷牙方法的正確性。
26、2.分區化系統性清潔:通過將口腔分區并序列化引導,確保了清潔無死角,有效解決了用戶手動刷牙時常見的遺漏區域問題。
27、3.沉浸式交互體驗:結合視覺、聽覺、觸覺的多模態反饋,使得引導過程直觀且易于遵循,極大地提升了用戶體驗和依從性。
28、4.科學量化與評估:本發明能夠對每次刷牙的效果進行數據化評估和記錄,生成可視化報告,幫助用戶了解自己的口腔清潔狀況,并激勵其形成良好的刷牙習慣。
1.一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,包括牙刷本體和設置于其內部的智能控制系統,所述牙刷本體包括刷頭、刷柄和設置于刷頭上的刷毛;所述智能控制系統包括:
2.根據權利要求1所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,還包括無線通信模塊,用于與外部智能終端建立通信連接,以進行數據交換和指令傳輸。
3.根據權利要求1所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,還包括電源模塊,為所述智能控制系統供電。
4.根據權利要求1所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,所述姿態傳感模塊至少包括一個三軸加速度計、一個三軸陀螺儀和一個三軸磁力計,通過傳感器融合算法解算刷頭相對于牙齒表面的實時角度、位置和運動軌跡。
5.根據權利要求1所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,所述主控模塊包括:
6.根據權利要求5所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,所述分區引導單元被配置為:僅在識別到的刷頭角度與運動軌跡同時符合當前清潔分區標準巴氏刷牙法動作模型的時段內,累計該清潔分區的有效刷牙時間,并在達到預設時間閾值后引導用戶移至下一清潔分區。
7.根據權利要求1所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,所述人機交互模塊包括視覺提示單元、聽覺提示單元和觸覺提示單元中的至少一種。
8.根據權利要求7所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,其特征在于,所述觸覺提示單元為線性馬達,用于通過不同模式的振動來傳遞引導信息。
9.一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統控制方法,其特征在于,應用權利要求1-8任一所述的一種兼具實時引導和監督功能的智能牙刷系統,包括: