从广告语初探电动牙刷关键技术

李路遥

摘 要：电动牙刷是消费者日常常用的个人清洁用品，为了迎合不同购买力的消费者的需求，电动牙刷有仅具备基本功能的低端产品，也有功能完备的高端产品，种类繁多的产品型号、天花乱坠的广告用语让消费者在购买时难免迷惑踌躇。本文透过面向普通消费者的广告语，对电动产品的关键技术以及与其对应的专利申请进行了拆解和分析。

关键词：电动牙刷，声波震动，3D刷头，位置感应

随着经济发展，人民生活水平日益提高，电动牙刷作为一种个人清洁用品逐渐走进消费者视线。与传统牙刷相比，电动牙刷采用刷头旋转或振动的方式来清洁牙齿，单位时间内接触面积更大、工作次数更多，相比手动牙刷而言清洁效果提高了很多。此外，传统牙刷使用时与牙齿接触的力度由人为控制，易破坏牙龈，而目前市场上的电动牙刷大多具有压力感应功能，刷牙力度过高时会自动减小振动频率。

而商家对电动牙刷种种好处的宣传更是不遗余力。以飞利浦钻石系列声波震动牙刷某产品为例，其广告宣传语包括了“流动洁力”、“钻石亮白型刷头”、“双充电系统”、“5大定制模式”等短语。对普通消费者而言，这些天花乱坠的广告语能为他们的购物决定作出的参考非常有限。但是对技术人员和创新主体而言，每一个短语背后都凝结了一个或多个付出了创造性劳动的技术方案。

以流动洁力为例，这一短语指向的技术手段是指声波震动。声波牙刷的工作原理是靠微型电机的高速运动，带动牙刷头上下高速摆动，产生机械振动，即产生声波。声波牙刷适合的振动频率在10000-37000次/分钟之间，不同频率的声波牙刷达到不同程度的牙齿清洁效果。声波牙刷的清洁效果与声波频率及振幅成正比。

对应于这项技术，飞利浦于2004年6月25日递交了PCT国际专利申请，该申请随后进入中国国家阶段，申请号为CN200480018003.2，发明名称为“采用声波作用进行牙齿净化的电动牙刷”，于2011年11月16日被授予专利权。

该发明要求保护一种电动牙刷，并在说明书中详细记载了电动牙刷的工作原理：刷头组件包括声波系统驱动器，类似于大功率音频扬声器，由驱动信号控制，包括可以产生不同频率声波的膜盒。由膜盒产生的声波通过声波传输线传送到牙刷头部的声波净化部件，声波净化部件的前端部（例如刷毛）能够由声波驱动向着和远离牙齿移动，前端部接触并影响口腔中的流体产生声波效应，起到净化作用。

上述“钻石亮白型刷头”也代表了电动牙刷制造商在生产中需要不断改进的部件，飞利浦有不少关于刷头的专利申请，比如申请号为CN201180061297.7的国际PCT专利申请，发明名称为“具有多个运动刷部件的电动牙刷及其刷头”，通过在刷头中设置偏心轮，与常规刷毛区域相配合，使得电动牙刷具有多种运动，对牙齿产生附加的清洁效果或者磨光之类的其他口腔护理效果。该申请于2016年1月11日被授予专利权。

竞争对手欧乐B的3D系列电动牙刷也有不少关于刷头的专利，如申请号为CN200980144090.9的国际PCT专利申请，发明名称为“电动牙刷及用于电动牙刷的刷头”，也是通过设置刷头中不同的运动部件来达到更好的3D清洁效果。该申请于2013年8月1日被授予专利权。其中，刷毛区不仅进行摆动旋转运动，还发生基本上平行于刷毛區主轴的往复刺戳运动的牙刷，被称作3D 牙刷。

飞利浦某款电动牙刷的广告语中宣传其3D专业刷头具有智能提示型刷毛，3个月褪色，提醒用户及时更换刷头。事实上，飞利浦在刷头的更换提醒方面确实做了一些尝试，如申请号为CN200680022163.3的国际PCT专利申请，发明名称为“用于一种个人护理装置的磨损指示器”，包括反射层和反射层外部的阻挡层，阻挡层随着时间的推移逐渐降解，反射层得以暴露，能够将光反射给用户，指示用户到了更换刷头的时间。该申请在中国国家阶段的实质审查中以视撤失效结束。同年还有申请号为CN200680036806.x的国际PCT专利申请，发明名称为“用于个人护理器具的磁驱动磨损指示器“，包括水溶性材料组件，嵌有磁性颗粒，组件下部有磁体组件，随着时间推移，在使用过程中，水溶性材料组件反复与水接触，缓慢溶解或膨胀，使得磁性颗粒在磁体组件的作用下逐渐移动，形成清晰的三维图像，提示用户到了更换刷头的时间。该申请也在中国国家阶段的实质审查中以视撤失效结束。

电动牙刷作为一种个人清洁用品，在提升外观和使用感受方面做出了很多努力。飞利浦于2011年提出国际PCT专利申请，进入中国国家阶段后其申请号为CN201180063267.x，发明名称为“个人护理器具的隐藏用户界面面板及其制作方法”，在刷柄内部设置用户界面面板上需要显示的不同清洁模式对应的汉字，通过选择性点亮不同的LED灯来照亮相应的汉字，很好地提升了用户体验。

无独有偶，欧乐B也有类似的发明专利申请，其为国际PCT专利申请，进入中国国家阶段后申请号为CN201080044495.8，发明名称为“显示面板及制造显示元件的半透明载体元件”，也可实现类似的功能。

随着物联网概念的兴起，电动牙刷的中高端产品基本上都具有蓝牙功能，通过蓝牙与手机APP进行通信，对用户的刷牙行为进行记录、分析，以提供更具有个性化的刷牙建议。为了对用户的刷牙行为进行记录，刷头的定位功能必不可少。

对此飞利浦提出了国际PCT专利申请，进入中国国家阶段后申请号为CN201080058977.9，发明名称为“位置感知牙刷”，在牙刷上设置温度传感器、加速计，所有的传感器、加速计的信息传送至微处理器，微处理器根据以上信息进行计算判断刷毛是面向或背对牙齿的哪个区域。该申请于2015年3月31日被授予专利权。

欧乐B对此提出的国际PCT专利申请进入中国国家阶段后的申请号为CN201480070865.3，发明名称为“口腔护理工具的位置检测”，通过测量不同频率的交流电下牙刷上电极对之间的阻抗以及刷毛与水平面之间的取向角，综合得出牙刷的位置信息。该申请于2017年4月20日被授予专利权。

飞利浦中高端电动牙刷的一个标志性功能是除了常规充电器之外，还具有玻璃杯充电座，即“双充电系统”。在国际PCT专利申请（进入中国国家阶段后的申请号为CN201180062241.3）——“用于电动牙刷的清洗玻璃器皿和充电器组合”中公开了玻璃杯充电座的技术方案：具有凹的上表面部分的底座单元中具有充电线圈，可以连接至电源；玻璃杯作为清晰器皿，底部与底座单元的上表面相适应，可以被放置到底座单元上。用户使用时，将玻璃器皿放置在底座单元中，将电动牙刷放置在玻璃器皿中即可以进行充电。

随着科技不断进步和经济不断发展，电动牙刷的功能越来越全面，刷头的功能性和针对性越来越强，与手机APP的蓝牙连接更使得电动牙刷不仅作为一种日常清洁工具，更可以作为一种口腔保健器具出现在人们的生活中。可以预测在不久的将来，电动牙刷领域专利申请的技术方案将更加具有针对性，改进点会更加细致，对于刷头的智能定位感应、智能摩擦感应、智能力度感应会有更精确的测量。