相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2018年7月31日的序列号为16/051368的美国专利申请的权益，其全部内容以引用的方式全文明确地结合于此。
技术实现要素：
该发明内容被提供为以简化形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的一些概念。该发明内容不旨在标识所要求保护主题的关键特征，也不旨在用作帮助确定所要求保护主题的范围。
在一个实施例中，一种脸刷包括：刷头，其被配置为相对于刷柄运动；能量采集器，其被配置为基于刷头的运动生成电信号；控制器，其与能量采集器电通信；以及指示器，其与控制器电通信。指示器可以基于来自控制器的信号通电。在一个方面，刷头的运动是振荡的或旋转的。在另一方面，能量采集器是被配置为在刷头运动时振荡的压电元件。
在一个方面，能量采集器由位于刷头与刷柄之间的适配器承载。在另一方面，适配器被成形为圆盘，并且能量采集器被配置在适配器的空腔中。在一个方面，能量采集器是发电机。
在一个方面，指示器是发光二极管(led)。在另一方面，led通过刷头中的管腔发射光。在一个方面，led通过刷头的光引导刷毛发射光。在一个方面，指示器是声源、触觉元件或无线发送器。
在一个方面，包括与控制器和指示器电连接的电容器。在另一方面，控制器响应于从能量采集器接收的电信号对电容器充电。在一个方面，控制器是计数器，计数器被配置为：对刷头的运动的次数进行计数；并且当达到预定计数时使指示器通电。
在一个实施例中，一种用于脸刷的适配器包括：能量采集器，其被配置为基于刷头的运动生成电信号；控制器，其与能量采集器电通信；以及指示器，其与控制器电通信。在一个方面，指示器基于来自控制器的信号而通电，并且适配器被配置为放置在刷头与刷柄之间。
在一个方面，能量采集器是被配置为在刷头运动时振荡的压电元件。在一个方面，指示器是发光二极管(led)，其被配置为通过刷头中的管腔或通过刷头的光引导刷毛发射光。
在一个实施例中，一种用于估计脸刷的剩余使用寿命的方法包括：由能量采集器根据刷头的运动生成电信号；由控制器对刷头的运动进行计数；以及当达到预定计数时使指示器通电。在一个方面，能量采集器是被配置为在刷头运动时振荡的压电元件。在另一方面，能量采集器是发电机。
在一个方面，指示器是发光二极管(led)，其被配置为响应于来自控制器的信号而点亮、闪烁或变色。在另一方面，指示器是声源、触觉元件或无线发送器。
在一个方面，该方法包括：响应于从能量采集器接收的电信号对电容器充电；以及至少部分地通过电容器使指示器通电。在另一方面，方法还包括：通过控制器对刷头的运动的次数进行计数；判定达到刷头的运动的预定次数；以及响应于达到刷头的运动的预定次数，使指示器通电。
附图说明
在结合附图考虑时，发明技术的前述方面和伴随优点将通过参考以下具体实施方式变得更佳理解而将变得更容易地理解，附图中：
图1是根据本技术的实施例的脸刷的部分示意分解图；
图2是根据本技术的实施例的脸刷的平面侧视图；
图2a是图2所示的脸刷的截面视图；
图3是根据本技术的实施例的能量采集器的放置的示意图；
图4是根据本技术的实施例的能量采集器的示意图；
图5a是根据本技术的实施例的能量采集器的感测输出的示意图；以及
图5b是图中所示的能量采集器的操作参数的曲线图。
具体实施方式
以下公开内容描述了用于测量并指示刷头寿命的系统和关联方法的各种实施例。相关领域的技术人员还将理解，本技术可以具有附加实施例，并且本技术可以在没有以下参考图1至图5b描述的实施例的若干细节的情况下实践。
简要地描述，本文描述了用于测量并指示刷头寿命的系统和方法。在一些实施例中，本发明的技术指示脸刷的剩余使用寿命。刷可以包括基于刷头的旋转或振荡生成电信号的能量采集器。能量采集器的一些示例是压电元件和发电机，它们被配置为随着刷头旋转或振荡而生成信号。在本申请的上下文中，生成电信号包含：生成关于刷头的运动(例如，旋转、振荡等)的信息；以及生成可以用作能量的差分电压(例如，由压电元件的相对表面生成的电压)。在一些实施例中，由能量采集器生成的电信号由计数器(例如，控制器、处理器或其他集成电路)跟踪和计数。在不同的方面，指示器可以是光源(例如，发光二极管(led))、声源(例如，蜂鸣器)、触觉元件或向接收器发送信号的无线发送器。所接收的信号的数量的预定阈值可以对应于刷寿命的终点、建议的更换周期、建议的再充电时间等。在一些实施例中，当信号计数达到预定阈值时，计数器向指示器发送信号。
在本发明技术的实施例中，能量采集器被集成到可以与现有刷设计一起使用的适配器中。在其它实施例中，能量采集器可以与刷头或刷柄集成。
图1是根据本技术的实施例的脸刷1000的部分示意分解图。在一些实施例中，脸刷1000可以为常规柄200和刷头100的组合，其中适配器300插入在柄200与刷头100之间。在不同的实施例中，适配器300可以被成形为例如圆盘、多边形或椭圆形。在一些实施例中，适配器300由塑料或其它相对轻的材料制成。如果与常规的脸刷一起使用，则适配器可以是常规脸刷的升级。在其它实施例中，能量采集器400可以与刷头100成一体(例如，在制造时构建到刷头100中)。
适配器300可以承载能量采集器400(如箭头410指示)，该能量采集器400在操作中基于刷头100的振荡或旋转而产生能量脉冲。能量采集器的一些非排他性示例是振荡压电元件和使线圈与磁场感应耦合的微型发电机。从刷头100的振荡或旋转采集的能量可以由控制器420计量，在达到刷头的规定次数的振荡之后(例如，在达到阈值计数之后)，控制器420使指示器430通电。下面参照图2和图2a描述指示器430的实施例。
图2是根据本技术的实施例的脸刷的平面侧视图。在不同的实施例中，指示器430可以是发光二极管(led)、声源(例如，微型扬声器)、触觉元件、无线发送器或其他指示器。在一些实施例中，指示器430在刷毛110中是可见的，例如作为闪烁的灯、或根据刷头100的剩余寿命而变色的灯。例如，led指示器430对于具有大量剩余寿命的刷头100可以是绿色，并且对于具有很少或没有剩余寿命的刷100可以是红色。在一些实施例中，指示器430是向远程接收器发送适当信号的无线发送器。这种远程接收器可以放置在脸刷的充电台(未示出)上。
图2a是图2所示的脸刷的截面视图a-a。关于所例示的实施例，指示器430是在空腔440内部发射光的led。刷头100可以具有对应的管腔120，用于将由指示器430发出的光引导出脸刷。在一些实施例中，一些或所有刷毛110可以是光引导刷毛(light-channelingbristles)(例如，光纤)，因此增强了脸刷剩余寿命的视觉指示。
图3是根据本技术的实施例的能量采集器400的放置的示意图。能量采集器400的放置由箭头411指示。在一些实施例中，能量采集器400放置在刷头100上。例如，刷头100可以包括容纳能量采集器400的元件的空腔130。在所例示的实施例中，能量采集器400夹在刷头100与柄200之间，因此被保护免受湿气、灰尘、化学品等的影响。
图4是根据本技术的实施例的能量采集器400的示意图。所例示的能量采集器400包括由适配器300或刷头承载的压电元件417。压电元件417可以具有压电梁410，该压电梁410在一侧附接到刷的运动(例如，振动或旋转)表面，在其相对侧附接到元件419。在操作中，适配器300的运动使得元件419(也称为“质量块”)振荡，因此使压电梁上下弯曲并使压电梁410的相对侧压缩和拉伸。随着压电梁410的一个表面压缩并且相对侧拉伸，这些相对表面生成供应到控制器420的不同能量电势(电压)。
在一些实施例中，能量采集器400具有毫米尺度，而压电梁410的厚度处于亚毫米尺度。压电元件417的产生的固有频率可以在几十到几百hz的范围内。在许多应用中，压电元件417的固有频率可通过选择压电梁410的尺寸和材料以及质量块415的大小来调谐。在一些实施例中，这些参数被选择为使得压电元件417的固有频率对应于刷头的振动频率。
在不同的实施例中，控制器420对压电元件417的振动的次数进行计数，确定压电元件的总操作时间、总空闲时间，或者跟踪脸刷的其他使用指示器。从压电梁410采集的能量可以部分地存储在电容器425或其它能量存储器(例如，可再充电电池)中。
控制器420可以将一个或多个使用指示器与预定阈值进行比较，以估计脸刷的剩余寿命。当达到预定阈值时，控制器420可以将存储的能量从电容器(或其它能量存储器)425路由到指示器430。作为响应，指示器430发出信号(光、声、无线信号等)以警告用户脸刷的寿命终止。
图5a是根据本技术的实施例的能量采集器400a的感测输出的示意图。能量采集器400a包括压电元件417。随着刷头振荡或旋转，压电梁410的固定侧以加速度“a”加速，以使压电元件417振荡。该振荡产生压电梁410上的电压差，该电压差可以由感测元件435感测。在一些实施例中，感测元件435是连接到适当的控制器和存储器的模数(a/d)转换器。感测元件435可以用于表征压电元件417的操作。下面参考图5b讨论这种表征的示例。
图5b是图5所示的能量采集器的操作参数的曲线图500。横轴对应于适配器300或刷头100的加速度，其被表达为重力加速度的倍数。纵轴对应于随着压电元件弯曲而产生的压电梁410的表面处的电压上升。对以120hz振荡的振荡源(例如，刷头)进行样本测量，并且质量块415为0.22g。然而，根据能量采集器400的目标共振频率和期望的能量输出，其它值也是可能的。
曲线图500示出了能量采集器400的电压输出以及因此能量产生随着刷头的峰值加速度而稳定地增加。阴影区域对应于能量采集器400的操作区域。操作区域可以被定义为一组条件，在这些条件下，由压电元件417生成的能量充分超过感测元件、控制器和/或能量采集器400的其他能量消耗元件的能量消耗，包括内部损耗。因此，当能量采集器400a在操作区域内振荡时，在目标时间内存储足够的能量以在需要时激活指示器430。在所例示的示例中，操作区域对应于大约0.7g或更高的峰值加速度，但是对于不同的能量采集器，其他值是可能的。
上述技术的许多实施例可以采取计算机或控制器可执行指令的形式，包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员将理解，本技术可以在除以上所示和所述的计算机/控制器系统之外的计算机/控制器系统上实践。该技术可以在被专门编程、配置或构造为执行上述计算机可执行指令中的一个或多个的专用计算机、控制器或数据处理器中具体实施。因此，如本文中一般使用的术语“计算机”和“控制器”指代任何数据处理器，并且可以包括因特网设备和手持装置(包括掌上计算机、可穿戴计算机、蜂窝或移动电话、多处理器系统、基于处理器的或可编程消费电子产品、网络计算机、小型计算机等)。
从上文将理解，本文出于例示的目的而描述了本技术的特定实施例，但是可以在不脱离本公开的情况下进行各种修改。例如，在一些实施例中，计数器或控制器可以基于连接到电容器的低功率降压调节器。而且，虽然以上在某些实施例的背景下描述了与这些实施例相关联的各种优点和特征，但是其他实施例也可以展现这种优点和/或特征，并且并非所有实施例都需要必然地展现这种优点和/或特征以落入本技术的范围内。因此，本公开可以涵盖未在本文中明确示出或描述的其他实施例。