德系(歐樂B為主)電動旋轉/聲波牙刷原理：偏心連桿/軸、槓桿、往復電機、壓電陶瓷_風聞
京雀-（装？）抑郁家里蹲2018-06-09 22:19
本文是根據我在什麼值得買最近寫的帖子重新整理的，不過這次的關注點集中在德系（歐樂B為主的）產品上。
電動/聲波牙刷原理試分析 篇一：歐美3D旋轉/早期聲波牙刷原理
http://post.smzdm.com/p/703117/
http://post.smzdm.com/p/703090/
※以偏心連桿和槓桿為主要原理的旋轉式電動牙刷——歐樂B多動向便攜式
圖片來源此貼：拆解歐樂b電動牙刷，設計真的很巧妙。偏心杆帶動刷頭做左右和上下兩個方向的往復運動
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2285149&page=1
可以看到4732的頂端有個撥片：
來回撥動它就能帶動刷頭往復扭轉（估計裏面有復位彈簧，撥動後還能復位）：
且其中間有個壓板，壓下或抬起就可以帶動中間的刷毛橫向往復撬動，算是類似蹺蹺板的槓桿結構：
接下來，觀察其電機，會發現是一個加粗塑料軸：
在偏心的位置有個孔：
往上插一根連桿，藉助手柄頂端密封圈的固定，會產生X形的類似攪動的運動軌跡：
那麼攪動過程中自然就把壓板壓下或抬起，撥片來回撥動了，於是不需要脈衝換向電路就能實現刷頭的水平和圓周兩種往復運動，無電路板，所以非常皮實耐用，防水防潮，淘寶C店的評論裏有人説用了7、8年都沒壞，只是TPE熱可塑性材料發黴，需要用雙氧水泡。
不過，有説7600扭/分的，也有説15000扭/分的，感覺速度偏高；而且從騰訊科技新聞裏説美國800美元零售價的洗衣機是中國800元代工，而歐樂B的4732在美國亞馬遜的價格就是9美元推測出來這玩意的成本就9塊，這麼點成本，刷毛比一般旋轉式還多，估計磨圓率不會太高，所以不太推薦用。
當然買來收藏或研究，或者給筆記本電腦除塵是很不錯的~~
個人覺得這個結構乾脆做兩種刷頭，一種純橫震顫模擬Bass刷牙法的第一步；另一種純往復扭轉模擬Bass刷牙法的第三步，如此扭力損失小就可以降速減低噪音了，刷毛少了就可以把磨圓率做高些。
有興趣仿製的廠家可以參考，十多年前的產品要麼沒有專利了，要麼很容易繞開專利節點，美國的Spinbrush就是在仿製它。
—————————————————————————————————————————————
※基於偏心拉桿、鐘擺結構的往復扭轉式電動牙刷——歐樂B的DB-4510K
圖片來源此貼：博朗歐樂B電動刷頭拆解，令人想不到的內部結構原理：
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=369944&page=1
把刷頭拆開，圓底座中間有個孔是插轉動軸的，下面有個孔，左右往復圓周拉動它就能往復扭轉：
把刷杆砸開，會發現一個塑料套內芯，近似H型的結構，後邊的豎軸插入刷頭底座，可以左右往復扭轉；前邊的豎軸上又焊了一個橫軸，構成T形結構，下面還固定了拉力彈簧，可以在往復扭轉到左右兩側時，被拉力彈簧往上拉，產生推動力，於是能帶動刷頭做近4分之1的圓周運動：
把這個結構拆出來：
這個塑料套筒的底部是個半圓形的結構，在往復轉動的主傳動軸插入時就能產生往復擺動了：
那麼主傳動軸為何能往復擺動？看這個帖子的圖片：
暴力拆解歐樂b 3744電動牙刷 摸索出無損拆解
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2205081&page=1
主傳動軸上有個類似偏心輪的結構，往復拉動上面的凸起點就能令其往復扭轉。電機上的加粗軸也是有這個結構，加個硬的8字連桿，往復擺動時就能產生往復拉力。直流電機本身又配合了脈衝換向電路，不斷改變通入電流的正負極方向，所以能變向。
有人同學可能會説你要分析歐樂B的DB-4510K，為啥拆解的是Type3744？呃，根據這個帖子：
重磅！這可能是你見過最強的兒童電動牙刷測評
歐樂B的DB-4510K的兒童型手柄上寫着3744，所以實際上兩者是一種東西，只不過兒童型降速到5600扭/分了。而且這個照片其實也證明兒童型能做到IPX7級防水啊，所謂乾電池型防水不好都是營銷話術罷了，何況你還可以往電池盒上纏繞生料帶繼續加強防水。
不過IPX7級防水也是不管細菌腐蝕穿密封圈，水蒸汽滲透等複雜問題的，人家是拿純淨水做測試的，所以平時還是別放廁所就對了。
這種機型的牙菌斑清除率在評測中是和飛利浦的兒童型並列第一的（不過這新聞裏説飛利浦的兒童型的刷頭刷毛磨圓率是0%估計是作者買到了返修機，為了和趨近於100%磨圓率的歐樂B兒童型競爭，我才不信飛利浦的兒童型會不磨圓，按我國2013年的新國標起碼得有70%的磨圓率才能稱之為兒童型）：
http://finance.sina.com.cn/consume/xiaofei/2016-01-25/doc-ifxnuvxc1875146.shtml
總之，如果不考慮有智齒的用户，用比較厚的扭轉式電動牙刷的刷頭刷外側時，比較困難的問題，我是比較推薦用這個機型的。能自己換電池維護成本就低了。而且可以換有自有商標的第三方廠家OBL的精仿兒童刷頭（有商標就要合法經營，那磨圓率就不能低於法定的70%的下限了）。普通的歐樂B便攜式多動向牙刷4732就是缺乏這種有商標的國產仿製刷頭。
—————————————————————————————————————————————
※基於減速齒輪的旋轉式電動牙刷：如歐樂B的D-12
其他結構都和上面説的兒童型一樣，不過電動機和主傳動軸的兩節方式改成減速齒輪了，起步就是7600扭，不存在5600扭的機型，如歐樂B的D-12，拆機貼看這個：
拆博朗Oral-b普及型電動牙刷並更換電池
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1288590
對了，這個機型上出現了一些模塊化的新式刷頭（好像理論上也能用於兒童型），譬如模塊化的多動向刷頭，和4732不同的是中間有個分刷頭能往復扇形擺動，我買了個山寨貨，用螺絲刀撬開，發現就是有個U型卡扣連接到T形杆上面的：
所以隨着T形杆的擺動可以跟着擺動：
不過其實也沒啥意義，刷毛多了成本會變高，扭力會下降。類似的還有歐式長頭：
估測是刷毛固定在一個L型的基座上，那個T形軸的T的橫頭部分連接着L型的橫過來的部分往復拉動。器物與我公眾號上説根據老外的論文，這種刷頭一半刷毛不動，反而牙菌斑清除率會下降。
我估計在D-12的基礎上加一個並聯偏心輪能實現讓牙刷可以前後振動，可惜目前的拆機帖子沒有拆到那麼細的，像這個帖子裏的：
博朗D34手柄拆解（這個手柄的樣機價好像也要518塊，無法插卡片）
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1985616&page=1
只能看出來有減速齒輪結構，拉桿結構，但目前還不知道產生前後振盪的結構是啥樣的……
不過前後衝擊會減少牙齒表面的有效接觸接觸時間，實際是會降低表面牙菌斑清除率的，除非用户含一口水，幫助傳導衝擊力增加齒縫食物殘渣清潔效果來彌補，否則感覺沒啥實際意義，不如買類似電動滋水槍的衝牙器。
歐樂B的3D式都有過壓降速功能，從這個新聞裏的介紹看，比飛利浦的聲波式減少4分之1的磨牙牙釉質磨損速率：
電動牙刷可能損壞牙齒？美德專家：危言聳聽
http://health.huanqiu.com/health_news/2017-05/10592847.html
【實驗模擬顯示，約8年的使用，聲波式電動牙刷使牙齒減少了21微米厚，旋轉-振動式減少了15.7微米，（21-15.7）/15.7約=33.75%，普通平頭牙刷6微米，普通波浪頭牙刷2.5微米。】
但也有個外國論文説在刷牙力度提高到150克時，飛利浦聲波牙刷對牙釉質的磨損只有歐樂B的3D式的4分之1到5分之1（無法插卡片）：
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3652371/
所以估測是3系時代的飛利浦的電機扭矩比較低，容易過壓衰減，衰減速率比歐樂B的3D式的過壓降速還大——甚至由此可以反推出來歐樂B的過壓降速也就是過壓後定額降速，轉速打折到58折~~
計算方法：
（21-15.7）/15.7約=33.75%，由此算出歐樂B的3D式比飛利浦6系減少了過壓時3分之1多的牙釉質磨損速率。
由於飛利浦的成人型的電動牙刷的刷頭行程一般是3.12萬*5.5毫米=171.6米，171.6*（1-33.75%）=113.685米……然後雖然查不到歐樂B的文案中提過他們的刷頭擺幅的數據，但可以用類似的美國仿製品Spinbrush的2.2釐米擺幅去估算，也就是113.685米/2.2釐米約=5167.5次往復扭轉/分。
而5167.5除以8800=58.72%……算下來歐樂B的3D式的過壓定額降速是降了41.28%，不是降3分之1，是降了五分之二（以前我在回覆裏説降分之1的轉速是錯的）。
估測6系時代的飛利浦為了提升清潔率，把電機扭矩提高了，所以就不存在過壓衰減了，反而有問題。其實飛利浦9系裏的hx-9332也是沒有過壓降速的，只有編號更小的hx-9141和編號更大的hx-9954有。
不過個人認為直接用兒童型的歐樂B DB-4510K，甚至再用低電壓的鎳氫充電電池驅動，一開始就降速到4928扭/分用好了，反正牙菌斑清除率也不會降太多，看那個表推測大概也就降低到62%？其實再低些感覺也沒太大關係，反正62%的清除率增加按印度論文的説法，也就降低了9.6%的牙菌斑再生速率……
關鍵是便宜、可靠，性價比高，安全性好點~~
至於後來在日本上市的歐樂B Genius 9000，看什麼值得買上有人曬單説左右扭轉速度10800，前後衝擊加到48000次，估計噪音更大。
然後歐樂B的 Pro 9000，看網易的一個公眾號給的宣傳文案裏，過有壓後先警告，用户不理睬時，大概是用微型離合器先停止並聯偏心輪的運轉，再不理睬則扭轉速度……不過減振後不是增加了對牙齒表面的有效接觸時間了嗎？直接降速有啥問題？
可能還有用陀螺儀偵測漏刷牙齒的功能，問題是缺乏對用户口腔的3D掃描，定製數字模型的話，按愛否科技的視頻評測分析很難保證定位準確，而且用户也很難有在廁所裏看着手機app去觀察哪顆牙齒漏刷的習慣吧？
為了這些用不上的功能花一千多，感覺忒虧。
*******************************************************************************************
※基於偏心軸的德系電動牙刷——歐樂B-S15或耕地型號
看這個拆機貼裏的圖：
https://www.jdbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2318255&page=1
很小的四驅車上的馬達，用塑料套連接一個半圓形的偏心軸，和松下DM-71結構基本一致，天貓旗艦店價格499，快翻倍了……其實國產精仿的74塊左右吧，OBL還有它的仿製刷頭。
國人的德國崇拜好像非常嚴重？其實這個結構扭力衰減15%是起碼的，因為動力不能直接傳導到刷頭啊。當然因此安全性也就好些，估計握住手柄太用力的時候扭力傳導更困難，然後沒有外露的傳動軸防水好很多。
此外是不需要減速齒輪和偏心拉桿一類的結構，噪音理論上會變小。
這類產品上次説過了，高露潔聯合日本歐姆龍做的，帶陀螺儀自動變向變頻的最厲害，當然價格也最虛高，1200~~
有興趣的可以買個國產賽嘉SG-610的體驗一下，50多塊有電池型的，在英國ebay能賣19.99英鎊呢，自己換鋰降壓充電電池就能保證動力的持續性了。
*******************************************************************************************
※基於往復電機原理的聲波電動牙刷——如歐樂B的S-26
論壇首拆！Oral-B博朗S26電動聲波牙刷
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=248236
可以看出來是個長度大大增加的電機，扭矩非常大，不需要用減速齒輪，就可以讓傳動軸往復擺動。然後傳送軸上有個塑料套，就能連接S-15那樣的基於偏心軸原理的粗杆刷頭了。
這樣做的好處是不用磨合，噪音就比磨合好的有減速齒輪或偏心連桿的D系，Type 3722之類的小很多。可能還是轉子是稀土釹鐵硼磁鐵，定子是電磁鐵的無刷電機結構，沒有電刷進一步增加耐用性並降低噪音。
缺點是比較貴，當初價格850，看文案還有類似飛利浦hx-9141的過壓降速功能，但不清楚是過壓線性降速還是過壓衰減。
國產的各種中、高檔聲波牙刷基本都是在山寨這個設計的沒有過壓降速的早期型號S-18。由於這類產品其實並不符合改良Bass刷牙法先斜45度角橫震顫，再接roll順齒刷的方法，個人並不推薦。
*******************************************************************************************
※基於偏心輪電機和壓電陶瓷片的超聲波雙頻牙刷——這個不是歐樂B的產品，是德國艾美格emag的emmi dent
數碼之家有人花700多海淘了一個，用了幾年後拆了，拆艾美格Emmi-dent 6超聲波振動牙刷：
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1652398
首先是其刷頭裏面有一塊壓電陶瓷或壓電玻璃結構，能發射超聲波：
然後其手柄尾部有個小馬達能帶動一個偏心輪：
我以前分析過這玩意，就是把亞都超聲波加濕器上的幾毛到幾塊錢成本的壓電陶瓷片嫁接到了刷頭裏：
因為那玩意需要24V的電壓來驅動，而幾年前的此類電動牙刷裏一般是2節鎳氫或鎳鎘電池（體型緊窄的電動牙刷就是兩節2分之1長度的鎳氫電池串聯），只有2.4V電壓，所以1.68億次振盪，應該衰減到……呃，1680萬次。
然後再分一半電壓給那個一點幾萬振/分的偏心輪電動機，那麼還剩840萬次吧，如果口中含着水，估計這會導致有點疼痛的，因為我小時候去摸過工作中的亞都超聲波加濕器，感覺像是手指被鋼針扎穿了，那個疼啊……
但如果不含水的話，看老外在亞馬遜上的介紹，尼龍刷毛削減99%到99.9%的振盪力後，8千到8萬多次的振盪應該不難受（偏心輪那1萬多次幾乎不會有太多感覺，扭力衰減本身就很大，還放在尾部了），很可能沒啥感覺（因為振幅太小，放到水杯裏也看不出啥氣泡來）。
所以老外既有説牙齦出血和頭疼的，也有説沒啥感覺的。但是，今天意外發現其實中國亞馬遜上也保留有這玩意的歷史中差評記錄：
作者説用示波器檢測，1us有一次脈衝，查了下1微秒是100萬分之1秒，還真有100萬赫茲？！那按飛利浦標準算真有1.2億次/分的振盪了！則口中不含水時是12萬到120萬的振盪頻率了，雖然不到240萬的飛利浦標準下的超聲波的頻率，但是也很驚人了。甚至評論裏有説振掉一小塊牙結石的（但長期這麼用不怕牙髓血栓麼？）。
可是評論中給中差評的依然達到42%（比美國亞馬遜的25%都多），中美兩國亞馬遜都把這玩意下架了，還有類似的Ulrtasound、Smilex、megasonex要麼下架，要麼基本也看不到最近的賣出記錄。
知乎上有人説用了這個以後牙結石變成軟垢了，説實話，就是飛利浦的1.5萬擺/分的hx-3610我用了一、兩個月後也看到過一些軟垢，但是沒用，還是得用超聲波潔牙機才能把軟垢也幹掉。
色影無忌則有人説找其國內代工廠79元買到過尾貨，不過用了段時間後電池漏液完蛋了沒法修。
嗯……但平心而論，假設這類玩意能找醫院合作，找到一個比較合適的振盪頻率，那麼它工作時刷頭沒有直接往復擺動，不會導致牙齦萎縮可能也是個優點？也許會是輔助動力電動牙刷裏最強的？畢竟，某種意義上説，這玩意才是真正的，確實在發射“聲波”的“聲波”牙刷，哈哈。但價格實在太虛高了（而且美國消費者反饋120美元的東西還不給鋰電池，裝的是鎳鎘電池，真是坑~~當然那會兒年代早，眼下此類設計的仿製品估計至少會用鎳氫了吧）。
其實説起來，美國FDA好像不怎麼管電動/聲波牙刷的轉速/擺頻/振頻的？1.2億次的產品能通過，1.2萬次的偏心輪也能通過，每釐米可能幾十克扭矩的3系飛利浦能過，每釐米230克扭矩的6系飛利浦和280克扭矩的歐可林依然能過。估計只要是新料做的，重金屬殘留不超標的產品都能過，具體其它數據是否科學，有效，安全他們也不咋管的。
類似含有三氯生、三氯卡班類防腐劑成分，會干擾人體荷爾蒙分泌，會污染環境催生耐藥菌的滴露抗菌肥皂以及早期版本的舒膚佳（1代迪保膚就是三氯生類防腐劑），也能通過FDA認證，2年前才開始禁售：
http://www.sohu.com/a/114447483_391398
甚至，他們還有糖業聯合會花5萬美元收買哈佛教授鼓吹高糖飲食對心臟病影響不大，脂肪是罪魁禍首的黑歷史，從1967年到後來幾十年的營養學教科書基本都是按這種瞎掰理論編寫的，但過了最大追訴期了好像也沒啥人要因此坐牢：
http://www.sohu.com/a/114813048_139533
所以，個人感覺在過度講究法無禁止皆可為、無罪推定，20年最大追訴期的美國，一個日用身體護理產品能過FDA認證，和其長期有效性、安全性是否靠譜好像關係不大？
所以同志們如果又發現了啥黑科技產品，譬如KickStarter上出現的用硅膠刷毛導致扭力衰減巨大的牙套式聲波牙刷，基本上還是秉持一個理念，就是基本都是幾十塊的機電結構的產品，不要神話，不要迷信，不要去花近千元來買~~哈哈（否則就會像那個拆機帖的作者一樣受損失，當然我自己買的國產仿製的牙套式其實也沒啥用）。
不知不覺又水了很多，謝謝您看完我的囉嗦。