提高音乐电动牙刷刷牙舒适度与音乐听觉效果的方法及牙刷技术

本发明专利技术提供提高音乐电动牙刷刷牙舒适度与音乐听觉效果的方法及牙刷。音乐播放单元运行某音乐的音频文件，产生音频信号，从音频信号中提取和弦音频信号或者根据该音频信号的主旋律生成具有与该主旋律相配的和弦音频信号；将该音频信号驱动骨传导振子产生变频振动，通过刷毛作用于牙齿，同时将和弦音频信号驱动电机产生变频振动，通过刷毛作用于牙齿，不仅实现舒适的牙齿清洁，而且经骨传导使耳朵听到该和弦，与通过骨传导听到的该音乐合在一起，加强耳朵对该音乐的听觉效果。加强耳朵对该音乐的听觉效果。加强耳朵对该音乐的听觉效果。

【技术实现步骤摘要】
提高音乐电动牙刷刷牙舒适度与音乐听觉效果的方法及牙刷
[0001]本申请是以下专利技术专利申请的分案申请：
[0002]专利技术创造名称：一种兼具牙齿清洁与音乐欣赏的牙刷实现方法及牙刷
[0003]申请号：202111159969.X
[0004]申请日期：2021年9月30日


[0005]本专利技术属于牙齿清洁
，具体涉及提高音乐电动牙刷刷牙舒适度与音乐听觉效果的方法及牙刷。

技术介绍

[0006]随着口腔护理意识的不断提高，高效清洁口腔卫生问题越来越受重视，若要彻底达到清洁牙齿的目的，刷净全口牙，每次刷牙至少要持续3
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5分钟。为此，电动牙刷被广泛应用，具有自动省力的优点。但是，电动牙刷中刷头的振动是由电机振动带动的，电机振动存在如下问题：
[0007]电机振动往往由单一频率的电信号驱动，因此振动频率固定，振动时易产生嗡鸣噪音，影响使用舒适度。另外，电机振动的幅度一般较大，而牙齿对外界刺激较敏感，当通过刷头作用于牙齿时振动力度相对较大，容易损伤牙齿与牙龈。
[0008]音乐是由声波振动导致的一种物理现象。同一时刻，产生音乐效果的声波是由一系列频率不同的声波共同组成的振动。一段音乐可以由旋律和和弦组成。人们通常通过旋律识别歌曲。和弦是旋律的伴奏，通过和弦对旋律的伴奏，让人听到的音乐更有感染力。
[0009]专利文献CN201721263454.3公开了一种骨传导式音乐电动牙刷，手柄内装配微型电机与骨传导振子，利用音频信号驱动骨传导振子振动，通过刷毛与牙齿接触，然后通过骨传导送至内耳产生音乐，利用微型电机带动刷头振动刷牙。该产品在实现中存在的问题是：(1)仍然存在上述电机振动存在的问题；(2)电机振动与骨传导振动同时作用于牙齿，一方面牙齿受到的振动增强，另一方面与电机振动相比，骨传导振子的功率较小，因此电机振动对骨传导振子的振动造成严重干扰，影响了用户感受骨传导振子所传递的音乐体验；(3)骨传导振子放置于手柄内，产生的振动是通过刷毛传递到牙齿，传递过程中振动波易损耗，造成牙齿接受到的振动受损，进一步使振动波无法有效传至用户耳部而完整再现音乐。
[0010]专利文献CN202021879704.8公开了一种骨传导音频电动牙刷，包括音频处理模块、音频功放、马达、刷毛和刷头。利用音频信号驱动马达往复运动，达到牙齿清洁的效果，同时通过骨传导实现音乐传递。但是，该产品在实现中同样存在问题：有节奏、具有欣赏性的音乐产生的音频信号是一种频率随时间而变化，同时振幅也随时间而变化的信号，通过骨传导良好地再现音乐时，骨传导振子的振动频率与音乐的频率需同步变化，振动幅度与音乐的振幅需同步变化；但是，能够带动牙刷实现大幅振动的马达的转子通常惯性较大，无法和音频信号同步产生频率变化。

技术实现思路

[0011]针对上述技术现状，本专利技术旨在提高兼具牙齿清洁与音乐欣赏的牙刷(称为音乐电动牙刷)刷牙舒适度与音乐听觉效果的方法，不仅能够为用户提供舒适的振动用于牙齿清洁，同时能够提高用户对音乐的听觉效果，从而提高刷牙的乐趣。为了实现上述技术目标，本专利技术人充分利用了音乐信号的如下特点：
[0012]音乐信号的节奏，即音频数据中每个时刻主要的音高以及所有时间内各音高的变化情况称为主旋律。主旋律是音频数据的基本特征，能够被人耳听觉感知，通过不同的主旋律区分不同的音乐。与主旋律相比，和弦类似背景音乐或者伴奏音乐，其旋律与主旋律相配，使音乐更加丰富美化。与主旋律相比，和弦的音高较低，并且频率变化平缓。一段音乐可以只有主旋律，也可以由主旋律与和弦组成。
[0013]根据上述特点，本专利技术人在使用牙刷清洁牙齿时播放音乐；同时，将和弦音频信号驱动电机产生变频振动，通过机械连接带动刷头振动，刷头作用于牙齿，一方面利用和弦音频信号频率低、节奏感强的特点，能够使刷头振动稳定、力度适中，从而不仅实现了清洁牙齿的功能，而且提高了用户的使用舒适感，另一方面该振动通过骨传导传至内耳，实现和弦的听觉效果，与通过空气传导听到的音乐或者通过骨传导听到的音乐合在一起，加强了耳朵对音乐的听觉效果。
[0014]即，本专利技术提供的技术方案为：一种兼具牙齿清洁与音乐欣赏的牙刷实现方法，所述牙刷包括刷头与电机，刷毛固定于刷头上，刷牙时刷毛作用于牙齿，采用如下方法一、方法二或者方法三：
[0015]方法一：
[0016]如图1所示，所述牙刷还包括骨传导振子；
[0017]音乐播放单元运行某音乐的音频文件，产生音频信号，从音频信号中提取主旋律音频信号与和弦音频信号；
[0018]利用主旋律音频信号驱动骨传导振子产生变频振动，该变频振动通过刷毛作用于牙齿，经骨传导传至内耳，使耳朵听到该音乐的主旋律；
[0019]同时，利用和弦音频信号驱动电机产生变频振动，该变频振动通过刷毛作用于牙齿，不仅实现牙齿清洁，而且经骨传导传至内耳，使耳朵听到该音乐的和弦；
[0020]即，通过骨传导，耳朵听到主旋律与和弦的混合，实现了该音乐的听觉再现。
[0021]方法二：
[0022]如图2所示，所述牙刷还包括骨传导振子；
[0023]音乐播放单元运行某音乐的音频文件，产生音频信号；利用该音频信号驱动骨传导振子产生变频振动，该变频振动通过刷毛作用于牙齿，经骨传导传至内耳，使耳朵听到该音乐；
[0024]同时，从所述音频信号中提取得到和弦音频信号，或者根据所述音乐的主旋律选配具有与该主旋律相配旋律的和弦音频信号，利用和弦音频信号驱动电机产生变频振动，该变频振动通过刷毛作用于牙齿，不仅实现牙齿清洁，而且经骨传导传至内耳，使耳朵听到和弦；
[0025]即，通过骨传导，耳朵听到音乐与和弦的混合。
[0026]方法三：
LANGUAGE PROCESSING，27(2)，355
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366中报到，可以通过深度学习及神经网络计算等生成和弦音频信号。又例如，可以根据如下参考文献中记载的和弦与旋律匹配规则：
[0046]《流行音乐和声教程》，作者：唐军、李罡，2011年11月出版，大众文艺出版社；
[0047]《和声学基础教程上下册》，作者：谢功成,马国华,童忠良,赵德义；2009年08月出版；人民音乐出版社；
[0048]作为初步判断一个小节的和弦的方法，首先找出重拍上的音或时值较长的音，然后找出含有这几音最多的和弦作为该小节的和弦，生成和弦音频信号。再例如，可以根据作曲者曲谱信息中标注的和弦信息，生成和弦音频信号。
[0049]本专利技术还提供一种实现所述方法一的牙刷，包括手柄和刷头，刷毛固定于刷头上；还包括信号接收处理单元、振动电机、骨传导振子，电机驱动单元与骨传导驱动单元；
[0050]音乐播放单元播放音频文件，产生音频信号；
[0051]信号接收处理单元接收所述音频信号，从中提取主旋律音频信号与和弦音频信号；
[0052]所述主旋律音频信号输入骨传导驱动单元，用于驱动骨传导振子产生变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.提高音乐电动牙刷刷牙舒适度与音乐听觉效果的方法，所述牙刷包括刷头与电机，刷毛固定于刷头上，刷牙时刷毛作用于牙齿；其特征是：所述牙刷还包括骨传导振子；音乐播放单元运行某音乐的音频文件，产生音频信号；利用该音频信号驱动骨传导振子产生变频振动，该变频振动通过刷毛作用于牙齿，经骨传导传至内耳，使耳朵听到该音乐；同时，从所述音频信号中提取得到和弦音频信号，或者根据所述音乐的主旋律选配具有与该主旋律相配旋律的和弦音频信号，利用和弦音频信号驱动电机产生变频振动，该变频振动通过刷毛作用于牙齿，不仅实现牙齿清洁，而且经骨传导传至内耳，使耳朵听到和弦，与通过骨传导听到的该音乐合在一起，加强耳朵对该音乐的听觉效果。2.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述音频信号包括频率在20Hz
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20000Hz范围的声波信号；作为优选，所述主旋律音频信号包括频率在600Hz
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20000Hz范围的声波信息；作为优选，所述和弦音频信号包括频率在600Hz以下的声波信息。3.如权利要求1所述的方法，其特征是：音频信号经过放大后驱动骨传导振子振动；作为优选，所述音乐播放单元是音乐播放软件，或者是音乐播放硬件；作为优选，所述音乐播放单元内置在牙刷中，或者与牙刷分离。4.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述骨传导振子包括压电式振子与电磁式振子；作为优选，所述电机的振动频率小于600Hz，优选小于500Hz；作为优选，所述电机为直线电机。5.如权利要求1所述的方法，其特征是：当音频信号的音量保持不变，频率范围在100Hz
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10000Hz时，骨传导振子的振动响度变化在
±
10dB范围；作为优选，频率范围在20
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20000Hz时，骨传导振子的振动响度变化在
±
3dB范围；作为优选，所述方法中，当和弦音频信号的音量保持不变，频率范围在200Hz
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600Hz时，电机的振动响度变化在
±
10dB范围；作为优选，频率范围在20Hz
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600Hz时，电极的振动响度变化在<...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊晓辉，朱思琪，满其奎，李润伟，
申请(专利权)人：宁波磁性材料应用技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：