电动牙刷原理分析 篇八:纠错,实拆发现松下EW-1031电动牙刷是旋转磁铁传动而非十字耦合结构

2019-11-25 00:55:04 73点赞 252收藏 121评论

创作立场声明:自己买二手产品拆机做分析,所以立场上不会偏向商家。但我的知识点可能是陈旧过时的,如果出错是可能的,麻烦各位懂行的前辈纠错。

追加修改(2020-01-11 19:00:55):
旋转磁铁传动方式其实也是有损耗的,最近在百度知道和知乎都搜了搜,发现两块磁铁如果在同极相斥的情况下长期放在一起,会加速消磁;而在异极相吸的情况下放在一起,则消磁速度会减慢;EW-1031连过充、过放保护电路都没有,估计也是没有复位到异极相吸状态下的电路的,因此随着时间推移有加速消磁的可能性。

追加修改(2019-12-01 14:51:03):
对了,搜到2014年同济大学葛延明等人发明出来过发条动力的旋转牙刷。如果用不锈钢的发条,配合松下EW-1031的旋转磁铁加复位弹簧轴的永磁驱动结构,应该能造出完全完全不怕进水的发条式Bass声波牙刷。也就不用担心电池老化,回收困难等问题了(北京回收电池的企业破产后,听我们楼的物业说就存了好几箱废电池,没法回收也不敢掩埋,集中掩埋怕重金属析出超标,分散掩埋没人力和经费)。 另外,发条式声波牙刷(仿欧乐B的D系多动向刷头的后半部分垂直抖动部分),居然还真有了,可惜不知道是啥牌子的,能结合EW-1031的永磁伸缩传动结构就好了(在优酷搜索“发条式趣味儿童牙刷”能看到其广告)


起因

前几天捡了个无法工作的飞利浦hx-939W电动牙刷,看帖子拆机凑合修得能摆动后,开始手痒,把买的二手松下DL-12给拆了一下电池,貌似延长了充电时间(也许是恢复了点因为接触不良而无法检测出来的电池容量?)……

于是又拆起二手松下EW-1031,打算实际验证一下我以前猜测的电机连接的圆块是个十字凹陷,而主轴末端的圆块是十字凸起,靠十字耦合与错位来实现伸缩的原理,结果就发现我第二次的猜测也是错的,松下的设计人员比我想得厉害得多~~

经过

拧下底盖螺丝抬起盖子就不晒照片了(很松快,比后来的DL-12还好拆),这个机型有点特殊的地方是要把拨动开关上的塑料装饰水滴块揪下来,好把里面隐藏的固定螺丝也拧下来(这个开关设计其实不好,结水垢后容易接触不良,误触后也容易降低转速,有点类似老式收音机上的旋钮开关):

之后用双面胶带粘回去就行之后用双面胶带粘回去就行

然后它的机芯也有两个卡榫,需要用小号一字螺丝刀顶住分别撬起后,才能把机芯抽出:

这是把开关套上去的样子这是把开关套上去的样子

顶部的密封圈(如果有水垢可以用醋帮助洗掉),其下的塑料固定架也是三个卡榫固定的,用小号一字螺丝刀顶进去弄松后可以拉出来,然后包裹整个弹簧伸缩轴的塑料支撑盒就可以抬出来了:

螺丝刀所指的孔可以用来加润滑油螺丝刀所指的孔可以用来加润滑油

注意塑料盒上有一条加强筋,它和开关所对的方向是相反的,以后装回去时别装反了(我就装反了一次,结果机芯塞不进外壳里,又拆了重来的)。接下来可以把这个塑料盒顶端的金属箍撬开,把两侧的固定用小金属棍也撬出来(小心别弄丢),并且把电机上的固定螺丝也拧下来(注意有防松垫片,非常容易弄丢,我就搞丢了一次,找了好一会儿才找到):

我违规在此时通电试了一下我违规在此时通电试了一下

玩过之后才想起知乎上的网友说,为了防止手指头上有汗水,摸上去后导致局部短路击穿电路板,在拆电动牙刷等精密小家电前,应该按说明书要求,把电池里的电力耗光,并且摸金属水管释放掉人体静电,拆机过程中严禁打开开关通电。哈哈,我基本都是违反安全规范乱来的。大家不要学我。

之后把塑料盒与电机在背面的一个固定螺丝也拧下来(同样小心别弄丢防松垫片),就可以彻底拆出来看到主轴了:

左上角的金属棍就是固定塑料盒盖板的销钉之一,别弄丢左上角的金属棍就是固定塑料盒盖板的销钉之一,别弄丢

为了让大家看清楚,我把电动机抬起来拍照,可以看到能吸住一根小螺丝刀:

没有十字凹印,以前看到的其他人的拆机图里的凹印估计是机油没有十字凹印,以前看到的其他人的拆机图里的凹印估计是机油

之后再用主轴末端的小圆块试试,也能吸住一把小螺丝刀:

并没有我以前猜测的十字凸起并没有我以前猜测的十字凸起

拼装起来时,如标题图所示,两者之间是有缝隙的,压根不是紧密相连的:

插入牙签都没问题插入牙签都没问题

所以我第二次的原理猜测被彻底推翻了。思考了数分钟后才想明白,其实这两片圆块都是稀土钕铁硼强磁铁,当电机旋转到一定角度时,它们同级相斥会让主轴伸出;而后当电机再转过半圈后,它们异极相吸就能让主轴缩回了。这个设计压根不需要脉冲换向电路,不需要电机能往复旋转,所以电路成本特别低……

说白了就是一个充电指示灯的慢充电路,充满不会变灯,反正线圈箍数少,充电速度慢,所以过充问题理论上就不严重了。不过卖EW-1031电动牙刷电池的商家说,这种长针电池是有记忆效应但放电电压比较平稳的镍镉充电电池,所以经常充电电池还是容易老化的……

对了,此种传动结构也不存在我设想的十字耦合或咬合传动结构那样的机械磨损,顺带还能减少噪音。松下当年的工程师真是聪明。感觉这个结构还有改进潜力可挖,如加大磁铁体积增加伸缩幅度,换锂电池增加转速及伸缩频率,在中间的那道缝隙处加一层塑料板,做成水电隔离的形式,那就更耐用了,密封圈破裂也不怕了。

对了,此种牙刷的主轴和后来的DL-12是基本相同的,可以互换刷头:

这也算是避免了原有的刷头模具被废弃吧这也算是避免了原有的刷头模具被废弃吧

题外话,在重新装回去的过程中我产生了一个困惑,为啥松下EW-1031的手柄看着相对于欧乐B的手柄有些发黄?仅仅是因为二手吗?就顺带用365纳米白光紫外线手电筒照了照:

发蓝说明有荧光增白剂发蓝说明有荧光增白剂

晕了,不知道是我买的欧乐B的D-16样机手柄是用边角料做的次品还是咋回事,有些部分居然有银光增白剂的蓝色反光。理论上非杂环类的荧光增白剂不含二恶烷类致癌杂质的,但看着就觉得不舒服(我国目前是不允许在食品、药品中使用荧光增白剂的,即使没有证据表明有危害,也是如非必要,勿增实体)。

之后又照了照我买的有小包装的欧乐B、松下和散装飞利浦9系自适应刷头:

又是欧乐B的成人刷头有银光增白剂又是欧乐B的成人刷头有银光增白剂

最后,我不死心地把从楼下捡到的欧乐B儿童电动牙刷上的废刷头也照了照:

同样发蓝?同样发蓝?

晕了……不知道是我和我们楼的其他邻居买的都是假货?还是欧乐B的官方设计就是如此?要不各位以后买欧乐B刷头时,都只买敏感软毛刷头那种本身就是蓝色,理论上不用再加荧光增白剂的版本算了。且恐怕要从苏宁易购旗舰店、屈臣氏旗舰店之类的大平台买了……

总结

本文并没有推荐大家买松下EW-1031电动牙刷的意思(毕竟其镍镉电池容易老化,而且香港库存机普遍238也不便宜,买它不如买闲鱼上208的DL-22代购机了,虽然也可能是电池老化的库存机,但锂电池老化后听说只减容量不减电压的……实在不行,听说也可以用给欧乐B的S-18设计的带焊片的第三方兼容钴酸锂电池,在适当弯折焊片后免焊接换进去)。

只是对以前发的内容进行纠错,并且展望一下有可能用这种旋转钕铁硼磁铁的永磁传动模式,做出来水电隔离式的,更耐用的低成本伸缩式电动牙刷。

365纳米白光紫外线手电是一个SMZDM上介绍如何自己攒反渗透净水机的作者推荐的,照射有荧光增白剂的滤瓶时发蓝(或者有黄色荧光光斑),否则默认也是白光,我是突发奇想拿它来检测电动牙刷的,有兴趣的朋友也可以买一个试验一下,欢迎反馈结果,十几块的就行,不用买太贵的(注意紫外线也是2A致癌物,不要老照自己玩,也不要老盯着它看)。

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呃,再补充一句,我的拆机过程是参考了Chuangxin袁的百度经验帖子“电动牙刷,ew1031,拆开维修”的,如果谁看我的拆机流程看不懂,可以去看他的,更详细,图片也更清楚(我新一点的手机刷坏了一直懒得修—.—)……

关于文末提及的自制水龙头冲牙器,今天刚想到,在养鱼吧看到有人说他那个地方的水里有寄生虫,养鱼鱼要生病……如果在这种地方用,得串联有0.1微米精度的陶瓷滤芯的滤瓶;另外如果本地自来水有较多细菌,则还得串联流量式紫外线灭菌器(如果是电动冲牙器,则需要把水烧开再晾凉)。并不是串联一个温热型电热水龙头就行的。当然,牙龈老出血的人才有必要这么仔细,其实牙龈易出血也有可能是龈下结石,最好去医院做CT,看是否要做超声波龈下洁治。

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