УСТРОЙСТВО ПЕРСОНАЛЬНОГО УХОДА
PERSONAL CARE DEVICE

Область техники
Изобретение относится к устройству персонального ухода, содержащему основной корпус, модуль отрезания волос, перемещаемый относительно основного корпуса против силы пружины в направлении, параллельном основной оси, и датчик, содержащий первый блок датчика, соединенный с основным корпусом, и второй блок датчика, соединенный с модулем отрезания волос, причем датчик установлен и сконфигурирован для измерения смещения второго блока датчика относительно первого блока датчика в направлении, параллельном основной оси.
Уровень техники
В документе US 5983502 А описано бреющее устройство с основным корпусом и тремя блоками отрезания волос. Каждый блок отрезания волос содержит внешний элемент отрезания с отверстиями входа волос и внутренний элемент отрезания волос, выполненный с возможностью вращения относительно внешнего элемента отрезания волос при помощи соединяющего штифта. Соединяющий штифт может вращаться вокруг основной оси и перемещаться в осевом направлении против силы пружины параллельно основной оси.
Во время бритья пользователь будет пытаться избежать насколько возможно раздражения кожи и повреждения кожи. Раздражение и повреждение кожи происходят, когда элемент отрезания волос приходит в контакт с кожей слишком интенсивно, что происходит, в частности, когда пользователь прижимает элемент отрезания волос к коже с излишней силой. Это может произойти во время использования средств влажного бритья, а также электрических средств сухого бритья и, в частности, когда пользователь переключается с одной системы на другую или в случае неопытного пользователя. В первоначальный период использования важно, чтобы пользователь не прижимал бреющее устройство к коже с излишней силой.
Бреющее устройство, описанное в документе US 5983502 F, содержит датчик для предупреждения пользователя, когда во время бритья превышается конкретная заранее заданная сила между внешним элементом отрезания волос и основным корпусом. Датчик содержит кольцевой постоянный магнит, который прикреплен к соединяющему штифту, и датчик Холла, который расположен ниже магнита и прикреплен к основному корпусу.
Существует непосредственная связь между силой, с которой блок отрезания прижимается (сила пружины) относительно основного корпуса и расстоянием между магнитом и датчиком Холла. Расстояние между магнитом и датчиком уменьшается по мере дальнейшего прижатия блока отрезания. Датчик Холла соединен с электронной схемой, которая настроена таким образом, что создается сигнал предупреждения, когда превышается конкретное расстояние, т.е., давление. Бреющее устройство может создавать оптический или акустический сигнал предупреждения, когда давление превышает конкретную величину и таким образом предупреждает пользователя, чтобы он уменьшил давление для предотвращения раздражения и повреждения кожи.
Перемещения соединяющего штифта ограничены вращательным перемещением вокруг основной оси и осевым перемещением вдоль основной оси. Из-за кольцевой формы магнита часть магнита всегда будет находиться напротив датчика Холла, в результате чего в каждом вращательном положении соединяющего штифта и соединенного с ним внутреннего элемента отрезания волос можно было измерить расстояние между датчиком Холла и кольцевым магнитом.
Другие перемещения элемента отрезания волос относительно основного корпуса не могут быть обнаружены датчиком, так как было бы невозможно отклониться от измеренного изменения расстояния между датчиком Холла и кольцевым магнитом, обусловлено ли изменение расстояния осевым перемещением или, например, наклоном относительно оси наклона, проходящей перпендикулярно основной оси.
Сущность изобретения
Принимая во внимание указанное выше, общей задачей настоящего изобретения является предложить устройство персонального ухода того типа, который упомянут в первом абзаце, в котором осевое смещение модуля отрезания волос может быть корректно измерено, которое дополнительно характеризуется тем, что модуль отрезания волос выполнен с возможностью наклона относительно основного корпуса, против силы пружины, относительно, по меньшей мере, одной оси наклона, проходящей перпендикулярно основной оси, где первый блок датчика расположен, по меньшей мере, в первом и втором положении относительно основного корпуса, и где второй блок датчика расположен, по меньшей мере, в третьем и четвертом положении относительно модуля отрезания волос, соседних, соответственно, первому и второму положению, если смотреть в направлении, параллельном основной оси, причем расстояние между первым и вторым положением составляет, по меньшей мере, 25% от расстояния между первым и третьим положением, и где во время наклона модуля отрезания волос относительно основного корпуса изменение расстояния между первым и третьим положением отличается от изменения расстояния между вторым и четвертым положением.
Предпочтительно третье и четвертое положение расположены, соответственно, напротив первого и второго положения, если смотреть в направлениях, параллельных основной оси.
Когда модуль отрезания волос перемещается только в направлении, параллельном основной оси, расстояние между каждой частью первого блока датчика и каждой частью второго блока датчика, расположенной напротив упомянутой части первого блока датчика и, в частности, расстояния между первым и третьим положением и между вторым и четвертым положением будут в равной степени уменьшаться. Когда модуль отрезания волос только наклоняется относительно оси наклона, расстояния между первым и третьим положением и между вторым и четвертым положением будут изменяться по-разному. На основе информации, полученной от блоков датчика, например, информации об измеренных расстояниях между первым и третьим положением и между вторым и четвертым положением и информации о взаимном расположении первого, второго, третьего и четвертого положений может быть вычислен угол наклона модуля отрезания волос относительно основного корпуса. В качестве альтернативы может быть определено, что смещение модуля отрезания волос является только наклоном.
Когда модуль отрезания волос перемещается в направлении, параллельном основной оси, а также наклоняется относительно оси наклона из информации, полученной от блоков датчика, может быть определено, какая часть измеренных расстояний происходит от осевого смещения и какая часть измеренных расстояний происходит от наклона.
Существует непосредственная связь между силой, с которой модуль отрезания волос прижимается против силы пружины относительно основного корпуса и осевым смещением. На основе измеренных смещений и известных свойств жесткости пружинного элемента, обеспечивающего силу пружины, может быть вычислена нормальная сила давления на кожу. Если осевое смещение больше заранее определенного значения, будет создаваться сигнал предупреждения, указывающий, что сила давления на кожу является слишком высокой.
Устройство персонального ухода может быть бритвой, триммером, устройством ухода или другим типом режущего устройства.
Между первым и вторым положением должно иметься расстояние, предпочтительно больше 25% от расстояния между первым и третьим положением, чтобы угол наклона относительно оси наклона мог быть определен с достаточной точностью. Изменение расстояния между парой соседних или противоположных положений первого и второго блока датчика может быть определено между столькими парами соседних или противоположных положений, сколько требуется.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, относительно плоскости, проходящей через основную ось и ось наклона, первое и третье положения расположены на первой стороне этой плоскости, в то время как второе и четвертое положения частично находятся в упомянутой плоскости или на второй стороне этой плоскости.
Когда модуль отрезания волос наклоняется относительно оси наклона, расстояние между первым и третьим положениями, оба из которых находятся на первой стороне упомянутой плоскости, будет уменьшаться, в то время как расстояние между вторым и четвертым положениями, оба из которых находятся на второй стороне упомянутой плоскости, будет увеличиваться, или наоборот. На основе полученной информации об изменениях расстояния может быть вычислен угол наклона и/или может быть сделан вывод, что смещение модуля отрезания волос является только смещением наклона.
Также возможно, чтобы второе и четвертое положения находились в упомянутой плоскости. В этом случае эффектом смещения наклона будет то, что расстояние между вторым и четвертым положениями, находящимися в плоскости, будет оставаться постоянным, в то время как расстояние между первым и третьим положениями будет увеличиваться или уменьшаться.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, модуль отрезания волос может наклоняться относительно основного корпуса относительно двух осей наклона, проходящих перпендикулярно друг другу.
Две оси наклона находятся в плоскости, перпендикулярной основной оси. Основная ось может рассматриваться как ось Z, в то время как две оси наклона могут рассматриваться как ось Х и ось Y.
Наклон относительно оси Х а также относительно оси Y можно рассматривать как объединенный наклон относительно основной оси наклона, которая также находится в плоскости, перпендикулярной основной оси и образует углы с осью Х и осью Y. В одном из вариантов положение блоков датчика таково, что относительно плоскости, проходящей через основную ось и каждую возможную основную ось наклона, первый блок датчика, а также второй блок датчика частично находятся на первой стороне упомянутой плоскости и частично находятся в упомянутой плоскости или на второй стороне упомянутой плоскости.
На практике это означает, что, чтобы гарантировать, что для каждого смещения наклона относительно оси Х и оси Y, будет возможно определить осевое смещение вдоль оси Z из измеренных расстояний между первым и вторым блоком датчика, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, в трех разных положениях относительно основной оси измерялись расстояния между первым и вторым блоками датчика, либо чтобы расстояния между первым и вторым блоками датчика изменялись между, по меньшей мере, тремя разными соседними или противоположными положениями первого и второго блоков датчика, где среднее изменение расстояний может быть определено датчиком.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, первый блок датчика и второй блок датчика установлены симметрично относительно основной оси.
Благодаря симметричной установке блоков датчика, вычисление осевого смещения на основе информации, полученной от блоков датчика, такой как измеренные расстояния, является относительно легким.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, модуль отрезания волос содержит ряд блоков отрезания, причем каждый блок отрезания снабжен внешним режущим элементом и внутренним режущим элементом, который может вращаться вокруг оси вращения относительно внешнего режущего элемента, причем оси вращения режущих блоков расположены симметрично относительно основной оси и каждая охватывает угол между 0 градусов и 15 градусами с основной осью.
В таком варианте модуль отрезания волос с рядом режущих блоков может перемещаться вдоль основной оси и наклоняться относительно оси наклона.
При измерении осевого смещения модуля отрезания волос, возникающего в результате нормальной силы давления на кожу пользователя, пользователю может быть предоставлена обратная связь, когда нормальная сила давления и таким образом осевое смещение находятся за пределами предпочтительного диапазона, который обеспечивает оптимальное резание и комфорт для кожи. Нормальная сила давления это сила давления, проходящая перпендикулярно коже пользователя. Во время нормального использования нормальная сила проходит параллельно основной оси.
Из-за положения блоков датчика осевое смещение может быть определено независимо от наклона модуля отрезания волос, который, например, обусловлен трением между модулем отрезания волос и кожей, когда модуль отрезания волос перемещается по поверхности кожи.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, модуль отрезания волос соединен с основным корпусом через центральный вал, в который помещена основная приводная ось для общего привода внутренних режущих элементов режущих блоков, причем датчик установлен симметрично относительно основной приводной оси.
В этом варианте приводная ось расположена по центру в центральном валу и приводит в действие отдельные внутренние режущие элементы режущих блоков, например, через зубчатые колеса, обеспеченные на отдельных приводных шпинделях режущих блоков. Симметричная установка датчика относительно основной приводной оси обеспечивает компактную конструкцию датчика и устройства персонального ухода.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, первый блок датчика или второй блок датчика содержит катушку кольцевой формы, а другой из блоков датчика содержит пластину, влияющую на магнитное поле катушки кольцевой формы смещением второго блока датчика относительно первого блока датчика в направлении, параллельном основной оси.
Пластина может быть изготовлена из металла, причем пластина будет действовать как коротко замкнутая катушка всего лишь с одной обмоткой. Пластина также может быть изготовлена из электроизоляционного материала, который снабжен коротко замкнутой катушкой, либо она может быть изготовлена из феррита. Такая пластина влияет на магнитное поле, создаваемое катушкой, и изменяет индуктивность катушки, когда среднее расстояние между катушкой и пластиной меняется из-за осевого смещения. Однако, когда в этом варианте модуль отрезания волос наклоняется относительно двух осей наклона, проходящих вдоль оси Х и оси Y в результате сил трения между кожей и модулем отрезания волос, это не действует на измерение осевого смещения и таким образом на нормальную силу, потому что наклон не влияет на среднюю индуктивность катушки, так как среднее расстояние между катушкой и пластиной остается постоянным во время такого наклона.
Катушка в форме кольца предпочтительно проходит перпендикулярно основной оси и симметрично относительно основной оси. Пластина предпочтительно проходит перпендикулярно основной оси.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, первый блок датчика или второй блок датчика содержит, по меньшей мере, три элемента в виде датчика Холла, установленных в заранее определенных разных положениях относительно основной оси, а другой из блоков датчика содержит, по меньшей мере, три магнита, причем каждый магнит установлен напротив соответствующего одного из элементов в виде датчика Холла, если смотреть в направлении, параллельном основной оси.
При наличии, по меньшей мере, трех элементов в виде датчика Холла и работающих совместно магнитов, установленных в трех разных положениях относительно основной оси, за счет подходящего объединения измерений упомянутых, по меньшей мере, трех отдельных элементов в виде датчика Холла может быть определено как среднее осевое смещение модуля отрезания волос относительно основного корпуса, так и наклон относительно двух осей наклона, проходящих вдоль оси Х и оси Y. На основе измеренных смещений и известных свойств жесткости пружинного элемента, обеспечивающего силу пружины, могут быть определены как средняя нормальная сила давления, приложенная к модулю отрезания волос, так и силы трения, приложенные к модулю отрезания волос в направлениях Х и Y, когда модуль отрезания волос перемещается по поверхности кожи, что вызывает наклон модуля отрезания волос относительно основного корпуса.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, элементы в виде датчика Холла, а также магниты расположены на регулярных интервалах относительно основной оси.
Из-за симметричной установки элементов в виде датчика Холла, а также магнитов вычисление осевого смещения модуля отрезания волос на основе информации, полученной от элементов в виде датчика Холла, является относительно легким.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, модуль отрезания волос содержит промежуточную часть, которая снабжена вторым блоком датчика, и первую часть отрезания волос, которая с возможностью снятия может быть соединена с промежуточной частью, в то время как устройство персонального ухода содержит вторую часть отрезания волос, которая отличается от первой части отрезания волос, причем за счет соединения первой части отрезания волос с промежуточной частью второй блок датчика смещается в эталонное положение относительно первого блока датчика или получает геометрию или характеристику материала, которая отличается от соответственно эталонного положения, геометрии или характеристики материала, полученной за счет соединения второй части отрезания волос с промежуточной частью.
Разные части отрезания волос предпочтительно подходят для различных типов обработки волос, таких как бритье, триммирование или брашинг. Устройство персонального ухода может быть использовано для этих различных типов обработки волос при соединении требуемой части отрезания волос с промежуточной частью. Для некоторых типов обработки волос нет необходимости определять силы давления, приложенные к модулю отрезания волос и предупреждать пользователя, если силы давления являются слишком высокими или слишком низкими. За счет смещения второго блока датчика, в результате присоединения первой части отрезания волос, в другое эталонное положение относительно первого блока датчика или за счет придания второму блоку датчика другой геометрии или другой характеристики материала по сравнению с эталонным положением, причем полученные геометрия или характеристика материала являются результатом присоединения второй части отрезания волос, можно определить при помощи первого и второго блока датчика, какая часть отрезания волос соединяется с промежуточной частью. Эталонное положение второго блока датчика это положение второго блока датчика при соединении с промежуточной частью, но без приложения внешней силы давления к части отрезания волос и таким образом без задействования устройства персонального ухода.
Информация о типе части отрезания волос, соединяемой с промежуточной частью, может быть использована для предоставления пользователю информации о силах давления, например, только когда конкретная часть отрезания волос соединяется с промежуточной частью.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, второй блок датчика смещается против силы пружины относительно промежуточной части при соединении первой части отрезания волос с промежуточной частью.
При смещении второго блока датчика относительно промежуточной части второй блок датчика смещается в эталонное положение, которое отличается от эталонного положения, полученного, когда второй блок датчика не смещается относительно промежуточной части. Расстояние между эталонными положениями второго блока датчика, полученными при соответствующем присоединении первой и второй частей отрезания волос, предпочтительно больше расстояния, на которое будет перемещен второй блок датчика во время работы устройства персонального ухода, в результате чего рабочие окна датчика, связанные с разными частями отрезания волос, не будут перекрываться.
В следующем варианте устройства персонального ухода, соответствующего изобретению, первая часть отрезания волос представляет собой часть бритья волос, в то время как вторая часть отрезания волос представляет собой часть тримминга или брашинга волос.
Если первая часть отрезания волос представляет собой часть бритья волос, важно определить силы давления, приложенные к коже пользователя, и при необходимости предупредить пользователя, в то время как в случае части тримминга или брашинга волос такое предупреждение не требуется.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 приведен схематичный общий вид устройства персонального ухода, соответствующего настоящему изобретению,
на Фиг. 2 приведен вид сбоку устройства персонального ухода, соответствующего настоящему изобретению,
на Фиг. 3 приведено схематичное поперечное сечение первого варианта устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 1 и 2,
на Фиг. 4 приведено схематичное поперечное сечение второго варианта устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 1 и 2,
на Фиг. 5 и 6 приведены подробные виды сверху и снизу устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 4,
на Фиг. 7А и 7В приведены схематичные виды сверху и сбоку датчика устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 4,
на Фиг. 8 приведено схематичное поперечное сечение третьего варианта устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 1 и 2,
на Фиг. 9 - Фиг. 11 приведены виды устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 8, полученные в результате соответственно осевого смещения, наклона и объединенных осевого смещения и наклона модуля отрезания волос относительно основного корпуса,
на Фиг. 12 приведено схематичное поперечное сечение четвертого варианта устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 1 и 2,
на Фиг. 13 приведено схематичное поперечное сечение пятого варианта устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 1 и 2, без части отрезания волос,
на Фиг. 14 приведено схематичное поперечное сечение устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 13, с первой частью отрезания волос,
на Фиг. 15 приведено схематичное поперечное сечение устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 13, со второй частью отрезания волос,
на Фиг. 16 приведен график, на котором показаны рабочие окна датчика устройства персонального ухода, которое показано на Фиг. 13, с первой и второй частями отрезания волос.
На чертежах аналогичные ссылочные номера относятся к аналогичным элементам.
Подробное описание вариантов реализации
На Фиг. 1 и 2 показано устройство персонального ухода, соответствующее изобретению. Устройство персонального ухода, которое показано на Фиг. 1 и 2, представляет собой бритву 1, содержащую основной корпус 2, который подходит для удерживания пользователем бритвы. На Фиг. 1 для простоты основной корпус 2 показан только схематично с точки зрения того факта, что в пределах объема настоящего изобретения основной корпус 2 может иметь любой подходящий дизайн. На Фиг. 2 показан возможный дизайн основного корпуса 2. Бритва 1 дополнительно содержит модуль 3 отрезания волос, который подходит для контакта с зоной кожи, имеющей отбриваемые волосы, и который может подходящим образом перемещаться относительно этой зоны. Модуль 3 отрезания волос соединен с основным корпусом 2 через центральный вал 4, причем соединение модуля 3 отрезания волос с основным корпусом 2 может быть разъемным. Размеры в поперечном сечении центрального вала 4 значительно меньше размеров в поперечном сечении модуля 3 отрезания волос, и модуль 3 отрезания волос расположен на определенном расстоянии от верхней части 5 основного корпуса 2. Как следствие, соединение между основным корпусом 2 и модулем 3 отрезания волос по внешнему виду является тонким, причем модуль 3 отрезания волос имеет приподнятое положение относительно основного корпуса 2. Из-за этого, когда пользователь выполняет бритье, используя бритву 1, он может иметь чистый вид сбоку модуля 3 отрезания волос.
Модуль 3 отрезания волос содержит три режущих блока 6, которые установлены с образованием треугольника. В пределах объема настоящего изобретения число режущих блоков 6 может также быть двумя или больше трех. Для полноты необходимо отметить, что каждый из режущих блоков 6 может быть установлен таким образом, чтобы он мог перемещаться в определенной степени, чтобы облегчить следование каждого из них контуру бреемой зоны кожи. Например, режущие блоки 6 могут поворачиваться, в ограниченной степени, относительно центрального вала 4. Каждый режущий блок 6 содержит внешний режущий элемент 7 в форме чаши, который установлен с верхней стороны режущего блока 6 и который имеет множество отверстий 8 для прохождения отбриваемых волос. Внешний режущий элемент 7 в виде чаши с возможностью поворота соединен с основной частью 9 режущего блока 6. Непосредственно ниже внешнего режущего элемента 7 в виде чаши с внутренней стороны режущего блока 6 с возможностью поворота установлен внутренний режущий элемент (не видим). Во время работы центральная часть внутреннего режущего элемента прижимается к внешнему режущему элементу 7 в виде чаши под действием силы пружины.
Внутренние режущие элементы режущего блока 6 приводятся в действие, через зубчатые колеса, основной приводной осью, проходящей от мотора в основном корпусе 2 через центральный вал 4 в модуле 3 отрезания волос.
Описанная бритва 1 на данный момент известна из документа WO 2011055323 А1 и документа WO 200810139 А1, выданных на имя данного заявителя.
На Фиг. 3 приведено схематичное поперечное сечение первого варианта бритвы 1. Центральный вал 4 модуля 3 отрезания волос соединен с основным корпусом 2 при помощи пружины 10. Центральный вал 4 проходит параллельно основной оси 11. Основная ось 11 проходит в направлении Z. Из-за пружины 10 модуль 3 отрезания волос может смещаться относительно основного корпуса 2 против силы пружины 10 вдоль основной оси 11. Кроме того, из-за пружины 10 модуль 3 отрезания волос может смещаться относительно основного корпуса 2 против силы пружины 10 в направлениях наклона R1, R2 относительно двух осей 12, 13 наклона. Оси 12, 13 наклона проходят в направлении Х и Y соответственно. Направления Х, Y, Z проходят перпендикулярно друг другу. При смещении модуля 3 отрезания волос относительно основного корпуса 2 центральный вал 4 модуля 3 отрезания волос частично перемещается в пространство 14 основного корпуса 2. Пружина 10 предпочтительно является жесткой вдоль оси Х, вдоль оси Y и в направлении поворота вокруг оси Z.
Бритва 1, соответствующая изобретению, содержит датчик 15, расположенный между основным корпусом 2 и модулем 3 отрезания волос. Датчик 15 содержит первый блок 16 датчика цилиндрической формы, соединенный с основным корпусом 2, и второй блок 17 датчика цилиндрической формы, соединенный с модулем 3 отрезания волос. Блоки 16, 17 датчика расположены симметрично относительно основной оси 11.
Из-за этой формы блоков 16, 17 датчика каждое положение первого блока 16 датчика относительно основного корпуса 2 находится рядом и напротив положения второго блока 17 датчика относительно модуля 3 отрезания волос. Из-за этой формы блоков 16, 17 датчика первый блок 16 датчика, а также второй блок 17 датчика частично находятся с левой стороны первой плоскости, проходящей через оси Y, Z и частично находятся с правой стороны упомянутой первой плоскости. Первая плоскость проходит перпендикулярно плоскости Фиг. 3. Из-за этой формы блоков 16, 17 датчика первый блок 16 датчика, а также второй блок 17 датчика также частично находятся с передней стороны второй плоскости, проходящей через оси Х, Z, и частично находятся с задней стороны упомянутой второй плоскости. Вторая плоскость проходит параллельно плоскости Фиг. 3.
Внутренние режущие элементы режущих блоков 6 модуля 3 отрезания волос могут поворачиваться относительно внешних режущих элементов 7 в виде чаши вокруг осей 18, 19 вращения относительно внешнего режущего элемента. Третья ось поворота находится за основной осью 11. Три оси поворота расположены симметрично вокруг основной оси 11, причем три оси вращения проходят под углом между 0 градусов и 15 градусами относительно основной оси 11. Во время бритья с использованием бритвы 1 пользователь прижимает режущие блоки 6 к коже с определенной силой, при этом кожа прижимается к модулю 3 отрезания волос с нормальной силой Fn. Из-за упомянутой нормальной силы Fn, проходящей перпендикулярно коже, и сил Fx, Fy, проходящих параллельно коже и вызванных трением между режущими блоками 6 и кожей, когда режущие блоки 6 перемещаются по коже, модуль 3 отрезания волос перемещается против силы пружины 10 в осевом направлении и в направлениях наклона R1, R2.
Датчик 15 измеряет среднее смещение модуля 3 отрезания волос во множестве положений, каждое на фиксированном радиальном расстоянии от основной оси 11. При измерении этого среднего смещения датчик 15 чувствителен только к смещению в направлении Z, в то время как повороты вокруг осей Х и Y исключаются.
Существует непосредственная связь между силой Fn, из-за которой режущий модуль 3 прижимается против силы пружины 10 относительно основного корпуса 2, и осевым смещением. На основе измеренных смещений и известных свойств жесткости пружины 10 можно вычислить нормальную силу Fn, действующую на кожу, при помощи процессора (не показан). Если осевое смещение и таким образом нормальная сила Fn больше заранее определенной величины, сигнализатором (не показан), находящимся в основном корпусе 2, будет создаваться сигнал предупреждения.
На Фиг. 4 - Фиг. 7В показан второй вариант бритвы 1. Бритва 1 отличается от бритвы, показанной на Фиг. 3, только конфигурацией датчика. Датчик 25 бритвы 1, которая показана на Фиг. 4 - Фиг. 7В, содержит первый бок датчика с, по меньшей мере, тремя блоками Н0, Н1, Н2 в виде датчика Холла, находящимися на регулярных интервалах вокруг основной оси 11 и на одинаковом радиальном расстоянии от основной оси 11. Три блока Н0, Н1, Н2 в виде датчика Холла установлены на расстоянии от пружины 10 на дне 26 пространства 14. Датчик 25 также содержит второй блок датчика с тремя магнитами М0, М1, М2, причем каждый из магнитов М0, М1, М2 находится напротив одного из трех блоков Н0, Н1, Н2 в виде датчика Холла. Три магнита М0, М1, М2 установлены на кольце 27, соединенном с центральным валом 4 модуля 3 отрезания волос. Блоки Н0, Н1 в виде датчика Холла находятся в первом и втором положении рядом и напротив магнитов М0, М1, находящихся в третьем и четвертом положениях, в то время как третий блок Н2 в виде датчика Холла и третий магнит М2 находятся в пятом и шестом положениях, соответственно. Пружина 10 содержит три части 28 пружины, соединенные одним концом с основным корпусом 2 и другим концом с кольцом 27. Через центральное отверстие 29 кольца 27 проходит приводная ось 4' для приведения в действие осей поворота режущих блоков 6. Приводная ось 4' находится внутри центрального вала 4.
Если бритва 1 не используется, магниты М0, М1, М2 расположены в плоскости, проходящей параллельно плоскости, в которой расположены блоки Н0, Н1, Н2 в виде датчика Холла.
Как можно видеть на Фиг. 7А, магнит М0 и блок Н0 в виде датчика Холла находятся с правой стороны плоскости, проходящей через оси Y, Z, магнит М1 и блок Н1 в виде датчика Холла находятся в плоскости, проходящей через оси Y, Z, в то время как магнит М2 и блок Н2 в виде датчика Холла находятся с левой стороны плоскости, проходящей через оси Y, Z. Кроме того, магниты М0, М2 и блоки Н0, Н2 находятся выше плоскости, проходящей через оси Х, Z, в то время как магнит М1 и блок Н1 в виде датчика Холла находятся ниже плоскости, проходящей через оси X, Z. Из-за упомянутого конкретного положения магнитов М0, М1, М2 и блоков Н0, Н1, Н2 в виде датчика Холла может быть измерено точное смещение модуля 3 отрезания волос в направлениях R1, R2, Z, как будет рассмотрено ниже.
Магниты М0, М1, М2 и блоки Н0, Н1, Н2 в виде датчика Холла находятся под углом 120 градусов относительно друг друга.
При каждой комбинации одного из магнитов М0, М1, М2 и одного из блоков Н0, Н1, Н2 в виде датчика Холла измеряются расстояния между первым и третьим положением, вторым и четвертым положением и пятым и шестым положением. Измеренное расстояние между третьим положением магнита М0 и первым положением блока Н0 в виде датчика Холла представляет собой h0, измеренное расстояние между четвертым положением магнита М1 и вторым положением блока Н1 в виде датчика Холла представляет собой h1 и измеренное расстояние между шестым положением магнита М2 и пятым положением блока Н2 в виде датчика Холла представляет собой h2.
На основе измеренных расстояний h0, h1, h2, радиуса r и угла 120 градусов может быть вычислено смещение Pz центра С модуля 3 отрезания волос следующим образом:
h02=(h0+h2)/2; среднее расстояние магнитов М0 и М2 до блоков Н0 и Н2 в виде датчика Холла
Pz=(h0+h1+h2)/3
ΘX=arcsin((Pz-h1)/r)
ΘY=arcsin(h2-h0)/(r*)
Свойства жесткости пружины 10 известны, в результате чего на основе известных свойств cz жесткости пружины 10 и значения Pz смещения может быть вычислена нормальная сила Fn Fn=cz* Pz.
Если нормальная сила Fn больше заранее определенной величины, будет выдан предупреждающий сигнал.
Таким же образом на основе известных свойств cx, cy жесткости пружины 10 против вращения вокруг оси х и оси y, соответственно, могут быть вычислены силы Fx и Fy Fx=cx* ΘX и Fy=cy* ΘY. Если силы Fx, Fy больше заранее определенной величины, будет выдан другой сигнал предупреждения. В таком случае пользователю будет посоветовано использовать гель для уменьшения сил трения Fx, Fy.
На Фиг. 8 - Фиг. 11 показан третий вариант бритвы 1. Бритва 1 отличается от бритв, показанных на Фиг. 3 и Фиг. 4 - Фиг. 7В, только конфигурацией датчика. Датчик 35 бритвы, которая показана на Фиг. 8 - Фиг. 11, содержит первый блок датчика с катушкой 36 кольцевой формы, расположенный симметрично относительно основной оси 1. Катушка 36 кольцевой формы установлена на расстоянии от пружины 10 на дне 26 пространства 14. Датчик 35 также содержит второй блок датчика с металлической пластиной 37 в форме кольца, расположенный симметрично относительно основной оси 11. Металлическая пластина функционирует как коротко замкнутая катушка только с одной обмоткой. Металлическая пластина 37 в форме кольца соединена с центральным валом 4 модуля 3 отрезания волос.
Перемещение металлической пластины 37 относительно катушки 36 влияет на индуктивность катушки 36.
Если модуль 3 отрезания волос только смещается вдоль основной оси 11, как показано на Фиг. 9, модуль 3 отрезания волос перемещается из положения, которое показано пунктирными линиями, в положение, показанное сплошными линиями. По всей периферии катушки частичный вклад в индуктивность катушки будет меняться таким же образом. Изменение в индуктивности катушки 36 является мерой смещения модуля 3 отрезания волос и, таким образом, силы Fn.
Если модуль 3 отрезания волос только наклоняется относительно оси, проходящей перпендикулярно основной оси 11, как показано на Фиг. 10, модуль 3 отрезания волос перемещается из положения, которое показано пунктирными линиями, в положение, показанное сплошными линиями. С левой стороны Фиг. 10 расстояние между катушкой 36 и пластиной 37 будет увеличиваться, в то время как с правой стороны Фиг. 10 расстояние между катушкой 36 и пластиной 37 будет уменьшаться. Однако среднее расстояние между катушкой 36 и пластиной 37 будет оставаться тем же самым, в результате чего индуктивность катушки 36 не будет меняться.
Если модуль 3 отрезания волос смещается вдоль основной оси 11, а также наклоняется относительно оси, проходящей перпендикулярно основной оси, как показано на Фиг. 11, модуль 3 отрезания волос перемещается из положения, показанного пунктирными линиями, в положение, показанное сплошными линиями.
Изменение индуктивности катушки 36 будет обусловлено только смещением вдоль основной оси 11.
Также можно использовать пластину из электроизоляционного материала с высокой магнитной проницаемостью. Таким образом, пластина может быть изготовлена из феррита. Такая пластина также будет влиять на индуктивность катушки 36.
Датчики, описанные выше, имеют следующие преимущества:
- датчик имеет очень низкую стоимость;
- датчик может быть помещен внутри бритвы, в результате чего нет необходимости в проводах вовне бритвы. Это улучшает водонепроницаемость бритвы;
- датчик может измерять статические смещения, так как он имеет низкий дрейф по времени;
- датчик имеет очень большой срок службы, так как он не соединен механически и, следовательно, свободен от износа.
На Фиг. 12 показан четвертый вариант бритвы 1. Бритва 1 отличается от бритв, показанных на Фиг. 3, 4-7В и 8-11, только конфигурацией датчика. Датчик 45 подходит для измерения среднего смещения Pz модуля 3 отрезания волос вдоль основной оси 11, причем датчик находится на расстоянии от основной оси 11, чтобы имелась возможность прохождения приводной оси, используемой для приведения в действие осей вращения режущих блоков, по центру через датчик. Такой датчик 45 может содержать, например, пьезоэлементы, резисторы, чувствительные к силе, емкостные датчики расстояния или тензометрические датчики.
Также возможно, чтобы магниты М0, М1, М2 были соединены с основным корпусом, а блоки Н0, Н1, Н2 в виде датчиков Холла были соединены с модулем 3 отрезания волос.
Также возможно, чтобы модуль 3 отрезания волос имел возможность только наклоняться относительно одной единственной оси наклона.
На Фиг. 13 - Фиг. 15 показан пятый вариант устройства 51 персонального ухода, соответствующего изобретению. Устройство персонального ухода отличается от бритвы 1, показанной на Фиг. 8 - Фиг. 11, конфигурацией модуля 3 отрезания волос. Как и в бритве 1, которая показана на Фиг. 8 - Фиг. 11, датчик 35 устройства 51 персонального ухода содержит первый блок датчика с катушкой 36 в форме кольца, расположенный симметрично относительно основной оси 11. Датчик 35 также содержит второй блок датчика с металлической пластиной 37 в форме кольца, расположенный симметрично относительно основной оси 11. Металлическая пластина функционирует как короткозамкнутая катушка только с одной обмоткой. Перемещение металлической пластины 37 относительно катушки 36 влияет на индуктивность катушки 36. В положении, показанном на Фиг. 13, металлическая пластина 37 находится на расстоянии d0 от катушки 36. Устройство 51 персонального ухода отличается от бритвы 1, которая показана на Фиг. 8 - Фиг. 11, тем, что модуль 3 отрезания волос содержит промежуточную часть 52 с трубчатым корпусом, центральное отверстие 54 в корпусе 53 и элемент 55, способный удерживать часть 56, 57 отрезания волос в отверстии 54. Промежуточная часть 52 также содержит ряд первых пружин 58. Каждая пружина 58 содержит проходящую горизонтально часть 59, соединенную с металлической пластиной 37, наклонную часть 60, соединенную с проходящей горизонтально частью 59, и проходящую вертикально часть 61, соединенную с наклонной частью 60. Проходящая вертикально часть 61 может скользить в направлении, параллельном основной оси 11, относительно корпуса 53. Промежуточная часть 52 также содержит ряд вторых пружин 62, соединенных одним концом 63 с трубчатым корпусом 53 и другим концом 64 с металлической пластиной 37. Вторые пружины 62 тянут металлическую пластину 37 от трубчатого корпуса 53. Совокупная жесткость вторых пружин 62 меньше совокупной жесткости первых пружин 58. Кроме того, промежуточная часть 52 содержит стопорные элементы 65 в форме крюка, ограничивающие перемещение металлической пластины 37 в направлении от трубчатого корпуса 53.
На Фиг. 14 показано устройство 51 персонального ухода с первой частью 56 отрезания волос, с возможностью снятия соединенной с промежуточной частью 52. Первая часть 56 отрезания волос может содержать основной участок 9 и режущие блоки 6 (на Фиг. 14 не показаны), как и бритва 1, которая показана на Фиг. 1 и 2. Часть 56 отрезания волос содержит трубчатую часть 66, имеющую концевой участок 67. Когда трубчатая часть 66 первой части 56 отрезания волос вставляется в отверстие 54 промежуточной части 52, она удерживается в этом положении при помощи элемента 55. Элемент 55 может содержать пружину, способную крепко удерживать трубчатую часть 62, но позволяющую снимать первую часть 56 отрезания волос, когда пользователь крепко тянет первую часть 56 отрезания волос. Такое соединение известно в устройствах персонального ухода и не будет далее рассмотрено. Когда трубчатая часть 62 первой части 56 отрезания волос вставляется в отверстие 54 промежуточной части 52, концевой участок 67 будет прижиматься к проходящим вертикально частям 61 пружин 58, из-за этих сил проходящие вертикально части 61 пружин 58 будут перемещаться в направлении, параллельном основной оси 11, и будут перемещать металлическою пластину 37 к катушке 36 на расстояние ds. Это положение металлической пластины 37 является первым эталонным положением, и когда устройство 51 персонального ухода используется, металлическая пластина 37 будет перемещаться дальше к катушке 36, когда режущие блоки 6 прижимаются к коже пользователя.
На Фиг. 15 показано устройство 51 персонального ухода со второй частью 57 отрезания волос, с возможностью снятия соединенной с промежуточной частью 52. Вторая часть 57 отрезания волос может содержать триммер или щетку (на Фиг. 15 не показаны). Часть 57 отрезания волос содержит трубчатую часть 68, имеющую концевой участок 69. Трубчатая часть 68 второй части 57 отрезания волос соединена с промежуточной частью 52 таким же образом, что и трубчатая часть 66 первой части 56 отрезания волос. Однако когда трубчатая часть 68 второй части 57 отрезания волос вставляется в отверстие 54 промежуточной части 52, концевой участок 69 будет находиться на расстоянии d2 от проходящих вертикально частей 61 пружин 58 и не будет прижиматься к вертикально проходящим частям 61 пружины 58. Расстояние d2 между металлической пластиной 37 и катушкой 36 является тем же самым, что и расстояние d0 на Фиг. 13, причем с промежуточной частью 52 не соединена часть отрезания волос. Это положение металлической пластины 37 является вторым эталонным положением, и когда устройство 51 персонального ухода используется, металлическая пластина 37 будет перемещаться дальше к катушке 36, когда устройство персонального ухода прижимается к коже пользователя.
На Фиг. 16 приведен график, на котором по оси х отложено расстояние d между металлической пластиной 37 и катушкой 36, а по оси y отложено соответствующее значение индуктивности. На этом графике первое эталонное положение находится на расстоянии d1, которое меньше расстояния d2 второго эталонного положения. Когда устройство 51 персонального ухода используется, расстояние d будет меняться в серой зоне 70, 71, соответственно.
Соответствующие значения индуктивности будут меняться в рабочих окнах W1, W2 соответственно.
Путем измерения индуктивности можно определить, соединены ли первая или вторая части 56, 57 отрезания волос с промежуточной частью 52.
То же изменение в рабочем окне может также быть достигнуто при помощи смещения электрического сопротивления металлической пластины 37, например, при помощи варианта, в котором металлическая пластина 37 имеет паз, который замыкается накоротко, когда устанавливается первая часть отрезания волос с бреющим блоком. Принцип изменения рабочего окна датчика 35 может также быть применен на других принципах распознавания силы, например, датчик Холла, тензометрический датчик или датчики силы на пьезооснове.
Устройство персонального ухода может также представлять собой вибрационную бритву, триммер, устройство ухода за внешностью или другой тип режущего устройства.
Первое, второе, третье и четвертое положения могут также находиться на той же стороне плоскости, проходящей через основную ось и ось наклона, если расстояние от первого положения до плоскости отличается от расстояния от второго положения до плоскости. Главной особенностью является то, что изменение расстояния из-за наклона отличается между первым и третьим положениями и между вторым и четвертым положениями.
Специалист в данной области техники поймет, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается предпочтительными вариантами. При реализации заявляемого изобретения на практике специалистами в данной области техники могут быть поняты и осуществлены другие изменения в описанные варианты, на основе изучения чертежей, описания и приложенной Формулы изобретения.
В пунктах Формулы изобретения слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, а упоминание в единственном числе не исключает множества. Простой факт того, что определенные критерии указаны в не зависящих друг от друга зависимых пунктах не указывает на то, что с выгодой не может быть использована комбинация этих критериев.
Любые ссылочные обозначения в пунктах Формулы изобретения не должны восприниматься как ограничивающие объем пунктов.
Список ссылочных обозначений
1 бритва
2 основной корпус
3 модуль отрезания волос
4 центральный вал
4' приводная ось
5 верхняя часть
6 режущий блок
7 внешний режущий элемент
8 отверстие
9 основная часть
10 пружина
11 основная ось
12 ось наклона
13 ось наклона
14 пространство
15 датчик
16 первый блок датчика
17 второй блок датчика
18 ось вращения
19 ось вращения
25 датчик
26 дно
27 кольцо
28 часть пружины
29 центральное отверстие
35 датчик
36 катушка
37 металлическая пластина
45 датчик
51 устройство персонального ухода
52 промежуточная часть
53 трубчатый корпус
54 центральное отверстие
55 элемент
56 часть отрезания волос
57 часть отрезания волос
58 первая пружина
59 проходящая горизонтально часть
60 наклонная часть
61 проходящая вертикально часть
62 вторая пружина
63 конец
64 конец
65 трубчатая часть
66 трубчатая часть
67 концевой участок
68 трубчатая часть
69 концевой участок
70 серая зона
71 серая зона
С центр
Fn сила Fn
Н0 блок в виде датчика Холла
Н1 блок в виде датчика Холла
Н2 блок в виде датчика Холла
М0 магнит
М1 магнит
М2 магнит
Pz смещение
R радиус
R1 направление R1 наклона
R2 направление R2 наклона
W1 рабочее окно
W2 рабочее окно
Z направление
δ расстояние