日系（松下为主）电动声波牙刷原理（偏心轮/轴，伸缩轴，微放电，双电机串联）_风闻
京雀-（装？）抑郁家里蹲2018-06-09 17:06
17:03 2018-6-9，补充：
日系的电动声波牙刷，摆频高（3.1万）且摆幅大的，有的有过压降速，一种原理可能是把电动螺丝刀上的2块钱的恒流电路移植过去，然后力矩超过一定值就降速；
另一种原理可能是直接把电动机的最大扭矩减低到100克力/厘米，这样也可以“防按压过重”，而不需要“智能压力感应”，香港授权的力博得声波牙刷M1升级版的100克恒机芯估计也是这个原理。
而松下EW-1031的振频是26000/分，但振幅（就它来说是伸缩幅度）就0.5到0.8毫米，振频乘以振幅最大值，每分钟的行程用前者乘以后者就20.8米，手动刷牙一分钟大概1.25米的行程，而其他3.1万振，5.5毫米摆幅的声波牙刷，刷头行程怎么都得100多米了。所以，松下这个结构不用考虑过压降速，速度已经很低了。
————以下是原文：
本文根据我最近在什么值得买发的帖子重整理而来，算是自己给自己做的广告吧。
http://post.smzdm.com/p/701558/
http://post.smzdm.com/p/703090/
一、偏心轮电动牙刷
国产19.9到24.9包邮的机器里常见这种设计方案，数码之家早期有些人就在拆机后抱怨国产货骗人，但其实这个技术方案的源头搞不好是日货，见这个帖子：
拆松下迷你振动棒 哦 不对 迷你 Panasonic电动牙刷EW-DS13
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1268775&page=1
松下这个180块的玩意还有点良心，好歹给你加了点电路板，没准还能实现脉冲换向，往复抖动来均衡牙龈萎缩风险呢。像狮王细齿洁的类似产品貌似连电路板都看不出来：
资料来源：如何评价素士声波电动牙刷？
https://www.zhihu.com/question/48632347
（素士的工作人员去拆别家的来推广自己的产品，也蛮辛苦的~~不过150买个日本偏心轮是挺贵的）
这类设计的优点就是扭力很小，头部一般与刷头无活动传动轴接触，反而防水，很适合幼儿或者老年人吧（往复电机的刷头摆动太强，某些补过牙的中老年人的树脂可能会加速掉出，也可能不会，要看树脂本身的质量和价格了）。
要用它的话，最好还是按普通牙刷的刷法去用，即Bass贝氏刷牙法是刷头斜45度角插入牙龈和牙齿之间的缝隙，短促横震颤3到5次，清除厌氧菌；
roll罗氏刷牙法则是下牙往上，上牙往下，顺齿刷3到5次；改良Bass刷牙法则是先横震颤3到5次再顺齿刷一次。最后咬合面打圈刷或横刷随意，但门牙内侧要把牙刷立起来刷。
其实声波的定义就是20hz到20khz的振荡波，1hz是每秒往复运动一次，1khz=1000hz，那么声波牙刷就是每分钟往复振荡1200到120万次的牙刷。不过飞利浦是把一次往复运动算两次振荡的，看这个帖子：
飞利浦 电动牙刷 拆解研究的个人总结
https://post.smzdm.com/p/521281/
作者分别用了示波器，以及智能手机上的吉他调音app来分析飞利浦声波牙刷每秒钟的脉冲赫兹数：
最多263.8赫兹，所以就是263.8*60=15828次往复运动，显然达不到其标称的3.1万次/分的摆频，因此嘛飞利浦标准下一次脉冲算两次摆动的。
于是，其实每分钟运动2400次到240万次之内的都可以叫声波牙刷，飞利浦这个定义下其实不算声波牙刷的电动牙刷反而很罕见了，其实没啥实际意义。
偏心轮里有一个稍微稀奇的产品是Kissyou，他们在众筹一个微放电牙刷：
简单说就是手柄上的金属片能微弱放电，当你的手打湿后，电流经过你的身体，再从你的牙齿上，流向刷头后部的金属轴（看这个体积和固定方式，估计类似狮王细齿洁，其实是不会转的），形成回路。
根据印度人的论文：
https://www.researchgate.net/publication/271642812_Clinical_evaluation_of_an_ionic_tooth_brush_on_oral_hygiene_status_gingivalstatus_and_microbial_parameter
放电可以把牙菌斑清除率从20%提升到82%（用类似Kissyou的产品的手动版，结合贝氏刷牙法测试的，一组通电，一组用的没电的电池不通电），这比飞利浦9系自适应刷头75%的清除率还高，简直像是伪科学。
但是该论文又说长期的对牙菌斑的堆积率（好像是再生率？）的影响就降低了9.6%？这又觉得像是真的了。
我用过Kissyou的手动版，其长短毛刷头感觉怪怪得，一旦用上Bass刷牙法容易出血：
它的绿色含氟刷头，我拿去刷鸡蛋，蘸水泡鸡蛋一天，晾一天后，再去泡醋10小时以上，没发现明显的降低蛋壳脱矿的效果。
不过新浪科技说，醋泡鸡蛋实验法是当年那个山寨组织全国牙防组提出的伪科学测试法，是不能替代龋齿细菌培养液浸泡人牙或牛牙切片标本，再用显微镜观测的科学方法的。
所以我的山寨实验的结论也没啥意义。只是也很难搜索到有啥科技论文证明在刷头刷毛里面掺氟是可行的。
不过，它家的儿童刷头不错，厚度大概就1.2cm左右，刷外翻的智齿外侧是我用过的牙刷里唯一能伸进去的：
总之嘛，偏心轮里有点离奇的就是这个Kissyou，其实松下的DE系也在用这个微放电的原理，只是是加了双往复电机的。
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二、偏心轴声波牙刷
这种产品百度百家号里有拆解帖子：
松下DM71电动牙刷暴力拆解，设计精巧马达超小
http://baijiahao.baidu.com/s?id=1596420176144727937𝔴=spider&for=pc
简单说就是有刷旋转电机，上面用塑料棒连接一块半圆形的金属轴，在脉冲换向电路的帮助下，往复旋转，可以让刷头抖动，貌似是德国欧乐B的S系（S-18以下，S-18是加长往复电机了）上开始用的，日货也在用。
优点类似偏心轮，也是强防水；因为振动源更靠近刷杆，扭力衰减小了许多。不过我觉得往复抖动还是有推挤牙龈加大牙龈萎缩风险的可能性——当然，假设用户本身是垂直往复刷牙很多年的话，用这个，至少其振幅比人手的摆幅小，反而安全些。
但严格说这不叫Bass刷牙法，只能说是搞错的刷牙法里不最烂的~~
在这个玩意的改进上做的最好的是高露洁的A1500，加了个3块钱的陀螺仪，令其在刷牙龈时能变速忽快忽慢（但不清楚是否能改变偏心轴旋转方向实现顺齿刷？看广告图好像有点这个意思）；刷牙齿时能往复抖动（估计是偏心轴对准刷毛方向往复抖动）；刷咬合面时能上下敲击（估计是偏心轴对准刷毛侧面王府抖动）……
由于高露洁是和日本电机厂商欧姆龙仪器研发的智能电动牙刷，所以还是归类为日系产品。价格好像1200了，电机旋转变向算法可能几万块到十几万块就能开发出来，平摊到几万乃至十几万的牙刷里每把可能也就多加1块钱研发成本吧？
美货、日货卖得贵归根结底还是出口退税啊，无限制印刷人民币收购美元超发货币产生铸币税啊，把我国实物产品的价格在全球市场压低，导致了汇率歧视了——这算是以前为了努力存美元买外国机器设备的政策惯性弄出来的后遗症吧，以后随着人民币钢铁、石油期货交易市场的创建，人民币国际化了，应该不会有这么严重的汇率歧视了。
举个例子，像是Giggo手动换向顺齿刷，国内生产的（可能是仿美国iBrush365，也可能是自主研发，出现时间差不多），在淘宝上就卖299，双11还能减个50呢（其实成本很可能也就50，参考仿欧乐B的国产扭转式电动牙刷的双11价格能估算出来），到英国Ebay上就标90多英镑，折合人民币624块多……这个才是比较正常的售价，人民币的购买力被低估了。具体的价格截图以后写到顺齿刷时再贴吧。
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三、伸缩轴声波牙刷
这个是松下的独有发明，为了模拟Bass刷牙法的第一步的横震颤，他们搞了个“韭”字形伸缩轴，中间的一横大概是配重块，两边有弹簧和挡板，可能还有轴承，底下的一横也是挡板。
参考这个帖子：拆松下电动牙刷EW1031，有震动器
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=983225
然后底下有个旋转电机，上面连了个兼有挡板与配重块作用的加粗圆轴，该电机在通电时，转子的居中位置是略微靠上一些的，所以能把伸缩轴往上顶上去0.5号0.8毫米；一旦断电，伸缩轴就会把它弹回去；此外估计还配合了脉冲换向电路，令其在下一个周期通电时往反方向旋转很短的时间，以帮助刷头复位，尽力避免垂直方向的摆动。
参考这个维护帖子：电动牙刷，ew1031，拆开维修
https://jingyan.baidu.com/article/0320e2c12125261b86507b70.html
所以这个机器，是市场上可以买到的声波牙刷里唯一能模拟Bass横震颤的机器，用其刷头顶部和侧面分别顶住装了氧净多功能洗涤颗粒的量杯，可以看出来振颤力度是不同的。顶部：
侧面：
只是振过牙龈线之后，你需要自己补充下牙往上，上牙往下的顺齿刷动作罢了。
这个机器的刷头能凑合套在飞利浦的3系手柄上，飞利浦9系的刷头能凑合斜套在它的手柄上——不过由于飞利浦追求的是往复摆动，其实原理和它不同，不推荐那么用，也没啥实际意义。
因为Bass刷牙法是提倡用中软毛的平头的，而只刷牙齿表面的roll刷牙法是提倡用中硬毛的波浪头的，很明显飞利浦9系刷头是浅C形，近似波浪头，所以不适合给松下EW-1031用。
还有值得一提的是松下的设计比较流行用凸针电池以及螺丝固定的底盖：
这种略短一点的电池不是焊死的，相对比较好换，淘宝上有仿制的凸针电池，也可以用老虎钳子拔掉原来的凸针，装到7号低自耗镍氢充电电池上，像作者那样，配合从手机硅胶套减下来的硅胶片固定，凑合替换掉，我国劳动人民的智慧是无穷的，日本厂商希望靠奇形怪状的电池垄断售后卖高价的小计谋没那么容易得逞~~
另外就是这种底盖拆的时候不用撬开，拧开螺丝就行，那么多拆几次对防水性能的影响就比较小了，这种设计是有利于提高可维护性的，这点松下就做得好，被飞利浦收购的美国Sonicare以前的机器就比较差，但是听说从hx-6630开始也在用这种设计了，甚至欧乐B的S-26也学了这种设计，那还不错。
需要注意的是，此机型的充电机制缺乏过硬的涓流过充预防机制，连续充电15个小时后充电灯也不会像今年国行的欧乐B的D-16那样熄灭的。有人拆机看了看，大概就是把电磁感应线圈的箍数减少来降低充电速度，最后就是确保假设电池老化了，充一天能用4分钟就行了，这算是富有日系特色的系统工程学理念吧~~
建议还是配合国产的，如常新（这家好像是2008年的奥运会指定产品供应商）倒计时断电插座去用。
整个EW-1031可以去闲鱼买二手手柄，再买别人因为手柄损坏而多出来的刷头去用，大概100块就能买到，相对218块的C店无发票价格还是实惠些（其实估测成本也就50块左右）。
售后维护就靠拆机帖子来完成了，免得被官方售后用过度维修法去剥削，譬如轴摔断了让你把整套机芯全换掉，价格比买二手机器再换仿制电池还贵~~个人一直认为这种售后有和没有基本没啥区别。
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四、双电机串联的声波牙刷
参考这个帖子：拆一个用了六年的松下EW1035牙刷
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2087324&page=1
从原理图和那个摔断了轴，但引出来4根导线的电动机来看，估计是两个电动机串联起来了；第一个周期，一开始给下面的电机通电，令其顺时针旋转，并且转子与定子在磁铁和电磁铁的排斥或吸附作用下，居中点是能把整根轴略微抬高1毫米的；
接下来断电并给上面的电机通电，令其逆时针回转，然后转子与定子互相排斥或吸附的居中点是略微向下1毫米的，如此就让刷头一边往复摆动，一边上下伸缩了。第二个周期在通电时还可以把两个电机的通电电流方向交换一次，甚至两套转子、定子的前后磁场稳定位置也可以有个1毫米的差异；
如此一来刷头可能还能形成前后冲击的动作呢，于是上下、左右、前后的三维运动就出现了。这是非常离奇的设计方案，极其有创意。但是个人觉得意义不大，Bass刷牙法第一步要求横震颤，第二步要求顺齿刷，都不是啥三维8字运动，这么搞有何意义？
第三步要求咬合面打圈刷，这个尾货价50块的电池型欧乐B的DB-4510K儿童电动牙刷就能做到，不需要花850买这么个复杂的电动牙刷去实现吧？
并且前后冲击动作虽然理论上能增强齿缝清洁能力，但在嘴巴里不含着一口水的前提下，效果也不会太明显的；而且会减少同牙齿表面的有效接触时间，反而降低表面牙菌斑清除率的。
这个看新浪财经上的牙菌斑清除率表就知道了：
http://finance.sina.com.cn/consume/xiaofei/2016-01-25/doc-ifxnuvxc1875146.shtml
（表中的欧乐B的D-16就是有前后冲击的所谓3D旋转声波牙刷，对牙齿表面的牙菌斑清除率还不如没有冲击动作的儿童型，或博皓的8800扭的纯旋转机型高。飞利浦hx-6730也是有冲击动作的，结果清除率垫底呢。追求齿缝清洁力干脆去买类似电动滋水枪的冲牙器算了。）
另外，松下EW-1035这类机型其实头重脚轻，一旦跌落容易摔断轴，立马就是400块维修费（因为不允许你只换电机），其实就算是两个无刷电机（转子是稀土钕铁硼磁铁，定子是电磁铁），查阿里巴巴价格也就19块罢了。断轴400（含把机芯拔出来换个新的的手工费70），这个维修成本太高了，
此结构如果加了微放电功能就是DE系，如果加了电动螺丝刀上的2块钱的恒流电路，配合力矩检测及过压降速算法，就是DL系；这两系普遍价格999。而把充电器弄成一个环形有沥水功能，减少手柄底座因积水渗透而损坏的可能性，价格就加到1299。
如果是一个垂直往复电机，然后可能是配合EW-1031的伸缩轴及普通电机的双电机分时工作的结构，就是2099（这些都是天猫价格）……
感觉都是贵死，不实用。
总之嘛，对于声波牙刷，特别是日系的，个人看法就是EW-1031比较有特色，在不使用线性电机的情况下达成了类似效果，能模拟Bass刷牙法要求的横振颤运动，可以尝试（特别是其二手货），其它都是要么原理太简单价格虚高，要么结构复杂没实际用途价格更虚高，基本都不用去试。
另外智齿外翻的用户可以考虑Kissyou的儿童型分体式牙刷，刷头够薄……不清楚国产货里哪些产品能做到总厚度1.2厘米（底座好像就3.5毫米厚度）的？……