CN109965997A - 一种冲牙器的智能功能及其检测算法 - Google Patents

一种冲牙器的智能功能及其检测算法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种冲牙器的智能功能及其检测算法，包括电量检测电路、CPU主控、电机检测电路和电机，所述电机检测电路用于检测所述电机的运行状态并反馈到所述CPU主控，所述电量检测电路用于将采集到的电量信息发到所述CPU主控，在本发明中当检测到水箱空水自动停水，检测到电动机齿轮卡死或者喷嘴被异物堵住时自动停水并提示用户功能，以及检测当电动机工作在需要大电流出现断电情况提前停止出水功能。还有在刚运行电机时会根据时间慢慢把出水强度加大，达到防溅功能，提高冲牙器的体验效果。

Description

一种冲牙器的智能功能及其检测算法
技术领域
本发明涉及一种冲牙器的智能功能及其相关算法，特别是其中对电机工作状态，电池放电状态及相关电平状态等电路器件状态的检测判断算法。
背景技术
现有的普通的冲牙器上对出水的控制，基本是定时关停，或者需要用户手动停止出水。这种控制虽然简单容易实现，但是对水箱没水的情况下继续运行一是会继续耗电，白白浪费了电池电量，也减少了使用时间；对于出现齿轮异常卡死或者喷嘴被异物堵住都无法检测，而且当出现卡死或者异物堵住，而电机却在正常运行，这不仅会让电池电量迅速下降也会导致电机报废，或者电池过放电。
发明内容
为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种冲牙器的智能功能及其检测算法，当检测到水箱空水自动停水，检测到电动机齿轮卡死或者喷嘴被异物堵住时自动停水并提示用户功能，以及检测当电动机工作在需要大电流出现断电情况提前停止出水功能。还有在刚运行电机时会根据时间慢慢把出水强度加大，达到防溅功能，提高冲牙器的体验效果。
本发明提供了一种冲牙器的智能功能及其检测算法，包括电量检测电路、CPU主控、电机检测电路和电机，所述电机检测电路用于检测所述电机的运行状态并反馈到所述CPU主控，所述电量检测电路用于将采集到的电量信息发到所述CPU主控。
上述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其中，在初始化时先设两个原始阈值L0与H0，且在t0到t1时刻不检查电机电流是否超出下限L0，只检查电流是否超出上限H0。
上述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其中，在t1到t2正常采集Δt时间的电流并计算其平均值，如果连续采集到这个平均值低于L0，CPU主控做出判断及响应。
上述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其中，在t2到t3阶段如果出现采集到的Δt时间的电流，并计算其平均电流值是否超出H0。
上述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其中，如果在t2到t3阶段虽然检查到Δt时间的电流，计算出的平均值低于H0,但是此时电池电流出现了t3到t4阶段的掉电现象则证明此时电机工作电流超出了电池供电，或者电池也已快用尽，判断出掉电立刻停止出水，否则让电池继续放电到t4，电池将保护将无法继续使用。
本发明具有以下有益效果：1、在本发明中当检测到水箱空水自动停水，检测到电动机齿轮卡死或者喷嘴被异物堵住时自动停水并提示用户功能，以及检测当电动机工作在需要大电流出现断电情况提前停止出水功能。还有在刚运行电机时会根据时间慢慢把出水强度加大，达到防溅功能，提高冲牙器的体验效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明提供的电机检测回路及电量检测回路。
图2横坐标是电机运行时间，纵坐标是电机反馈电路采集到的反馈电流，反馈电流上携带有电机转动频率。
图3所示在t3之后电池供电电流急速下降，低于L值出现电池保护，即掉电现象。
图4、图5为本发明在不同检测功能的流程示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种冲牙器的智能功能及其检测算法，如图1所示为本发明的硬件示意图。
如图2所示，横坐标是电机运行时间，纵坐标是电机反馈电路采集到的反馈电流，反馈电流上携带有电机转动频率。
t0时刻启动电机，电机在t1时刻进入稳定工作状态，冲牙器正常出水，当电机工作到t2时刻电机遇到水管堵塞或者电机卡死时反馈电流会迅速上升超过H值，同时在t3达到电流峰值，此时由于电机工作电流过大，超出了电池的供电电流，如图3所示在t3之后电池供电电流急速下降，低于L值出现电池保护，即掉电现象。
在本发明中，根据图2和图3电路反馈实测情况，在软件做处理可实现冲牙器的智能算法可以检测以上各种可能，可以在人为做出反应之前自动做出反馈，避免了电池损坏或者电机损坏，同时在使用时不需要在水箱没水时手动停止给使用带来极大方便。现有的普通冲牙器在开启后会立即出水没有防溅功能，大大降低了其体验效果。
步骤(1)：首先软件在初始化时先设两个原始阈值L0与H0，且在t0到t1时刻不检查电机电流是否超出下限L0，只检查电流是否超出上限H0,因为此时电机电流还没有稳定，在t1之后，每隔Δt时间采集电流并计算Δt内的平均电流；在t0到t1时间里采用防溅逻辑，逐步提高电机驱动PWM占空比以使电流缓慢加到稳定值以防过快上升，瞬间出水过大喷到人体。当平均电流没有超过H0或者低于L0，主控CPU让电机继续正常工作，冲牙器正常出水。
步骤(2)：在t1到t2正常采集Δt时间的电流并计算其平均值，如果连续采集到这个平均值低于L0，并且连续的过程是逐步下降则证明电机在空转，非正常工作状态，说明水箱里的水已经用完，电机在空载运行。
步骤(3)：在t2到t3阶段如果出现采集到的Δt时间的电流，并计算其平均电流值是否超出H0，CPU主控做出判断及响应，并且此时的电池电流都正常没有出现掉电，证明此时只是电机卡死，或者水管有异物出不了水，电机运行在堵转状态，立即停止出水。
步骤(4)：如果在t2到t3阶段虽然检查到Δt时间的电流，计算出的平均值低于H0,但是此时电池电流出现了t3到t4阶段的掉电现象则证明此时电机工作电流超出了电池供电，或者电池也已快用尽，判断出掉电立刻停止出水，否则让电池继续放电到t4，电池将保护将无法继续使用。
在本发明中，当在图2中t0到t1这个阶段中缓慢提高PWM占空比，可以控制电机工作电流缓慢上升，保证了出水水压是缓慢提高到对应档位水压，而不是立刻达到当前水压，保证不会出现工作瞬间水压过大水花喷溅到身体其它部位。在t1到t2时间段中通过连续判断以即平均滤波方法判断出当前电机电流低于电机负载工作电流，即可停止出水，可以在水箱没水下自动停止出水，给用户提供了便捷。t2到t3阶段则通过滤波算法判断电机电流是否超出了H0同时判断当前电池电流是否出现掉电，如果在电池电流正常的情况下，判断出电机电流过大，停止出水，有效的实现电机卡死或者水管堵塞的情况下对电机的保护，也帮助使用者排查问题，以便下次继续正常使用。如果出现掉电现象，可在电池完全进入掉电之前提前关闭电机，保证电池不会无法使用，并提示使用者充电保证了设备的可持续使用性。
在本发明中，如图4所示，空箱检测功能，在冲牙器正常工作，且电机运行的情况下，提供过电路反馈当前电机工作电流，来判断是否有空箱发生。如果发生水箱没有水，则自动停止电机，保证电机不会空转，也实现了智能空箱检测功能。为了防止误触发空箱检测，代码中增加了多重判断，实现更可靠的空箱检测功能。
在本发明中，如图5所示，电机堵转检测功能，主要是为了保护电机不在堵转的情况下继续工作，否则将发生电机烧毁等不可逆的结果。堵转检测主要是检测电机在运行当中的电流，同时当发生堵转的时候需要进行三次再判断以保证在堵转解除后仍能正常工作。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其特征在于，包括电量检测电路、CPU主控、电机检测电路和电机，所述电机检测电路用于检测所述电机的运行状态并反馈到所述CPU主控，所述电量检测电路用于将采集到的电量信息发到所述CPU主控。
2.如权利要求1所述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其特征在于，在初始化时先设两个原始阈值L0与H0，且在t0到t1时刻不检查电机电流是否超出下限L0，只检查电流是否超出上限H0。
3.如权利要求1所述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其特征在于，在t1到t2正常采集Δt时间的电流并计算其平均值，如果连续采集到这个平均值低于L0，CPU主控做出判断及响应。
4.如权利要求1所述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其特征在于，在t2到t3阶段如果出现采集到的Δt时间的电流，并计算其平均电流值是否超出H0。
5.如权利要求1所述的一种冲牙器的智能功能及其检测算法，其特征在于，如果在t2到t3阶段虽然检查到Δt时间的电流，计算出的平均值低于H0,但是此时电池电流出现了t3到t4阶段的掉电现象则证明此时电机工作电流超出了电池供电，或者电池也已快用尽，判断出掉电立刻停止出水，否则让电池继续放电到t4，电池将保护将无法继续使用。
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