专利名称：竖刷式电动牙刷的制作方法 现有的电动牙刷其牙刷头大多数采用旋转刷洗的方式，如中国专利CN 2412546、CN 2080343所公开的技术方案，它们都是利用旋转牙刷头来清洁牙齿的。还有采用摆动刷洗方式的电动牙刷(CN2154025Y)，它采用摆杆拨动牙刷头摆动的方式，刷毛以弧形轨迹来回摆动来达到清洁牙齿的效果。美国专利US 8778474和US 5504958所公开的电动牙刷，虽采用了曲轴机构和单排刷毛摆动的方式，但因各排牙刷头可转动地固定在一条轴上，所以单排刷毛同样是以弧形轨迹摆动清洁牙齿。而科学的刷牙方式应是刷毛顺着牙缝的方向刷，即竖刷，因此，现有电动牙刷的刷牙方式不完全符合科学刷牙的要求，难以达到护牙同时又能有效清除牙缝中污垢的目的。
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足之处而提供一种牙刷毛作垂直于牙刷长度方向的直线往复运动的竖刷式电动牙刷。本发明采取如下的技术方案设计一种竖刷式电动牙刷，包括置于牙刷身内腔的马达和由马达驱动的变速齿轮组，安装在牙刷身端部的牙刷柄以及设置在该牙刷柄前段区域并与牙刷柄活动连接的牙刷头，该牙刷头的前面固定有牙刷毛，用于带动牙刷头作垂直牙刷柄的往返直线运动牙刷头驱动拉杆，用于把变速齿轮组的旋转运动变换成牙刷头驱动拉杆的往复直线运动的连接牙刷头驱动拉杆和变速齿轮组的连杆装置； 所述变速齿轮组的被动齿轮设有偏心轴，该偏心轴与连杆装置的后端部轴连接；所述牙刷头的背面设有斜向方形柱和作为斜向方形柱基部的导向凸键，所述斜向方形柱从底部向上穿过牙刷柄的长方形导向孔，其上部伸入牙刷头驱动拉杆头部的斜向矩形槽孔，所述导向凸键套入牙刷柄的长方形导向孔中；所述导向凸键的宽度略小于长方形导向孔的宽度，其长度加上牙刷头左右振动的幅度应等于或略小于长方形导向孔的长度；定位螺丝从斜向矩形槽孔的上部向下旋入所述斜向方形柱上表面的的锣孔，所述定位螺丝顶部的螺帽限制所述牙刷头驱动拉杆不脱离牙刷头背面的斜向方形柱，从而实现牙刷头驱动拉杆、牙刷柄和牙刷头间的活动连接；当所述马达的动力输出轴驱动变速齿轮组作旋转运动时，变速齿轮组的偏心轴通过连杆装置带动牙刷头驱动拉杆作往返直线运动，所述牙刷头驱动拉杆头部的斜向矩形槽孔的孔壁推动所述牙刷头背面的斜向方形柱，令牙刷头沿刷柄的长方形导向孔作往复直线运动。所述连杆装置包括连杆、连接头和拉杆轴；所述连杆两端分别与偏心轴和连接头的后端部轴连接；所述拉杆轴的两端分别与连接头的前端部和牙刷头驱动拉杆的后端部固定连接，所述连接头位于所述牙刷身与牙刷柄的连接处。为了增加牙刷头左右振动的稳定度，在所述所述牙刷头的背面设置第二导向凸键，该第二导向凸键与牙刷柄的第二长方形导向孔滑动配合；所述第二导向凸键的宽度略小于第二长方形导向孔的宽度，其长度加上牙刷头左右振动的幅度应等于或略小于第二长方形导向孔的长度。所述牙刷柄的长方形导向孔以及第二长方形导向孔的长度方向与牙刷柄的长度方向垂直，从而保证牙刷头的运动方向与牙刷柄的长度方向垂直，实现竖刷。
与现有技术相比，本发明的竖刷式电动牙刷具有如下的有益效果把电动牙刷的牙刷头自然放入使用者的口腔内时，牙刷毛的往返直线运动方向与牙齿缝的方向一致，即牙刷毛顺着牙齿的方向来回刷，因此不仅能有效清除牙齿表面和牙缝的污垢，又不损伤牙齿表面，符合牙科医生推荐的科学刷牙方法。


图1是本发明竖刷式电动牙刷的结构示意图；图2是本发明竖刷式电动牙刷主要部件牙刷头驱动拉杆(a)、牙刷头(b)和牙刷柄(c)的结构示意图；图3是本发明竖刷式电动牙刷的牙刷柄和牙刷头部分的装配示意图；图4是本发明竖刷式电动牙刷牙刷头及其驱动部件运动方向的示意图；(a)、偏心轴居中，(b)、偏心轴向下，(c)、偏心轴向上；图5是本发明实施例之二的结构示意图；图6是本发明实施例之二的牙刷柄和牙刷头部分的装配示意图；图7是本发明实施例之二牙刷头及其驱动部件运动方向的示意图；(a)、偏心轴居中，(b)、偏心轴向下，(c)、偏心轴向上。

以下结合附图和附图所示的实施例对本发明作进一步的描述。
1、如图1所示，本发明的竖刷式电动牙刷包括置于牙刷身1内腔的马达11和由马达11驱动的变速齿轮组12，安装在牙刷身1顶端的牙刷柄2以及设置在该牙刷柄前段区域并与刷柄2活动连接的牙刷头3，该牙刷头3的前面固定有牙刷毛35；所述变速齿轮组12包括固定在马达11动力输出轴的主动齿轮122和被动齿轮121，在被动齿轮121设有偏心轴122，该偏心轴122通过连杆装置8把所述变速齿轮组12的旋转运动转换成牙刷头驱动拉杆9的往返直线运动；所述连杆装置8包括连杆81、连接头82和拉杆轴83；连杆81两端分别与偏心轴122和连接头82的后端部轴连接，拉杆轴83的两端分别与连接头82的前端部和牙刷头驱动拉杆9的后端部固定连接。所述连接头(82)位于所述牙刷身(1)与牙刷柄(2)的连接处。
图2是本发明竖刷式电动牙刷主要部件牙刷头驱动拉杆(a)、牙刷头(b)和牙刷柄(c)的结构示意图。所述牙刷头3的背面设有斜向方形柱31和作为斜向方形柱31基部的导向凸键32，所述斜向方形柱31从底部向上穿过牙刷柄2的长方形导向孔21，其上部伸入牙刷头驱动拉杆9头部的斜向矩形槽孔91；所述导向凸键32套入牙刷柄2的长方形导向孔21中。为使牙刷头3能在垂直于牙刷柄2的方向振动一段距离，牙刷柄2的长方形导向孔21的长度方向必须与牙刷柄2的长度方向垂直；而且导向凸键32的宽度应略小于长方形导向孔21的宽度，其长度加上牙刷头3左右振动的幅度应等于或略小于长方形导向孔21的长度。所述牙刷头3的背面的斜向方形柱31和牙刷头驱动拉杆9头部的斜向矩形槽孔91的中心轴与所述牙刷柄2的长度方向的夹角α可在15度至60度之间，夹角α的优选范围为30度至45度之间，本实施例夹角α为35度。带有螺帽的定位螺丝36从斜向矩形槽孔91的上部向下旋入所述斜向方形柱上表面的的锣孔311，所述定位螺丝36顶部的螺帽限制所述牙刷头驱动拉杆9不脱离牙刷头3背面的斜向方形柱31，从而实现牙刷头、牙刷头驱动拉杆和牙刷柄三者的活动连接(图3)。
为了使牙刷头3滑动平稳，可以增加辅助导向机构。即在所述牙刷头3的背面设有第二导向凸键33，该第二导向凸键33与牙刷柄2的第二长方形导向孔22滑动配合；同理，为使牙刷头3能在垂直于牙刷柄2的方向振动一段距离，所述牙刷柄2的第二长方形导向孔22的长度方向应与牙刷柄2的长度方向垂直，而且第二导向凸键33的宽度应略小于第二长方形导向孔22的宽度，其长度加上牙刷头3左右振动的幅度应等于或略小于第二长方形导向孔22的长度(图2)。
所述牙刷身1后部设有电池室17，电池室17内的电池组18与马达11电连接，马达11的控制开关设置在牙刷身1的外壁。
当按压马达11的控制开关时，马达11通过变速齿轮组12和连杆装置8带动牙刷头驱动拉杆9作往返直线运动，牙刷头驱动拉杆9头部的斜向矩形槽孔91的孔壁将推动牙刷头3背面的斜向方形柱31，令牙刷头3沿刷柄2的长方形导向孔21作高速往复的直线运动，如图4所示。当被动齿轮121上的偏心轴122处于居中的位置时，牙刷头驱动拉杆9将牙刷头3推至居中的位置(图4a)；当被动齿轮121上的偏心轴122向下移动时，牙刷头驱动拉杆9也向下移动，推动牙刷头3向左移动(图4b)；当被动齿轮121上的偏心轴122向上移动时，牙刷头驱动拉杆9也向上移动，推动牙刷头3向右移动(图4c)。变速齿轮组12不断旋转，使被动齿轮121上的偏心轴122不断上下移动，牙刷头驱动拉杆9也随着上下移动，推动牙刷头3快速左右振动。
为了提高刷牙效率，可在牙刷柄2前端增设一圆形旋转刷头4(图5和图6)，该旋转刷头4的背面设有半边齿轮43和与固定轴41转动配合的中心轴孔42；所述牙刷头驱动拉杆9前端左侧延伸一齿条92，该齿条92与旋转牙刷头4背面的半边齿轮43啮合；当被动齿轮121上的偏心轴122处于居中的位置时，牙刷头驱动拉杆9及前端的齿条92将牙刷头3和旋转刷头4推至居中的位置(图7a)；当被动齿轮121上的偏心轴122向下移动时，牙刷头驱动拉杆9及前端的齿条92也向下移动，推动牙刷头3向左移动，同时齿条92带动旋转刷头4逆时针转动(图7b)；当被动齿轮121上的偏心轴122向上移动时，牙刷头驱动拉杆9及前端的齿条92也向上移动，推动牙刷头3向右移动，同时齿条92带动旋转刷头4顺时针转动(图7c)。因此，所述马达11带动所述牙刷头驱动拉杆9上下运动，牙刷头驱动拉杆9前端左侧的齿条92带动旋转刷头4以固定轴41为轴心，在一定角度内往复转动，其运动轨迹为一段圆弧线。
所述牙刷柄2的中后部设有用于避免拉杆轴83偏离中心轴的管位套5及管位套5两端的减震圈6，所述拉杆轴83穿过管位套5和管位套5两端的减震圈6的轴孔并与其滑动配合。
所述牙刷柄2由牙刷柄前盖2a和牙刷柄后盖2b构成，牙刷柄2沿轴线中空，所述拉杆轴83、牙刷头驱动拉杆9、管位套5和管位套5两端的减震圈6置于其中，牙刷柄前盖2a和牙刷柄后盖2b通过牙刷柄套2c来固定(图1和图3)。


一种竖刷式电动牙刷，包括牙刷身(1)、牙刷柄(2)、牙刷头(3)、马达(11)、变速齿轮组(12)、连杆装置(8)和牙刷头驱动拉杆(9)，所述变速齿轮组(12)设有偏心轴(122)，该偏心轴(122)通过连杆装置(8)把变速齿轮组(12)的旋转运动变换成牙刷头驱动拉杆(9)的往返直线运动；所述牙刷头(3)的背面设有斜向方形柱(31)和导向凸键(32)；导向凸键(32)套入牙刷柄(2)的长方形导向孔(21)中；定位螺丝(36)从斜向矩形槽孔(91)的上部向下旋入斜向方形柱(31)顶部的螺孔(311)；本发明的电动牙刷其刷毛顺着牙缝方向来回刷，因此不仅有效清除牙缝的污垢，而且符合牙科医生推荐的科学刷牙方法。