ES2646447T3

ES2646447T3 - Dispositivos de cuidado bucal con motores de electro-polímero lineales

Info

Publication number: ES2646447T3
Application number: ES12770227.2T
Authority: ES
Inventors: Uwe Jungnickel; Benedikt Heil
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: EP2737619A1; US20130025079A1; EP2737619B1; CN103703668A; WO2013014632A4; CA2841901A1; JP2014522223A; CN103703668B; WO2013014632A1; US9099939B2

Abstract

Un dispositivo de cuidado bucal, que tiene un motor (101, 201, 401, 601) de electro-polímero lineal que comprende: un elemento fijo (117, 217, 450); un árbol lineal (112, 212, 412, 612) que tiene un eje (102, 202, 402) asociado al mismo; un accionador (114, 214, 414, 614) del polímero que comprende un primer extremo y un segundo extremo, en donde el primer extremo del accionador del polímero está conectado de forma fija al árbol lineal y el segundo extremo del accionador del polímero está conectado de forma fija al elemento fijo; un elemento (115, 215, 415, 615) de sesgo que comprende un primer extremo y un segundo extremo, en donde: el primer extremo del elemento de sesgo está conectado de forma fija al árbol lineal; el segundo extremo del elemento de sesgo está conectado de forma fija al elemento fijo de modo que una tensión del muelle proporcionada por el elemento de sesgo opone un movimiento del árbol lineal proporcionado por el accionador del polímero; y el accionador del polímero cambia de longitud después de recibir tensión para mover el árbol lineal a lo largo del eje; y una carcasa del dispositivo que actúa como el elemento fijo.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivos de cuidado bucal con motores de electro-polimero lineales Campo tecnico

La presente aplicacion se refiere generalmente a dispositivos de electro-polimero y, mas especialmente, a motores de electro-polimero lineales y a dispositivos que incorporan los mismos.

Antecedentes

De forma tipica, los motores de electro-polimero se han usado en robotica, colocacion de lentes y en bombas. De forma general, estos motores comprenden una capa de pelicula de polimero situada entre dos capas conductoras y elasticas (es decir, electrodos). Es posible considerar el polimero como un elemento dielectrico. El polimero se deforma en respuesta a una tension aplicada a traves del par de electrodos, transformando de este modo la energia electrica en movimiento mecanico.

Del documento US-2010/043157 A1 se conoce un cepillo dental electrico con un motor de electro-polimero giratorio. Sumario

Segun la presente invencion, un dispositivo de cuidado bucal incluye una carcasa para el dispositivo y un motor de electro-polimero lineal segun la reivindicacion independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se definen mas caracteristicas ventajosas. La carcasa del dispositivo define un alojamiento para el mismo. El motor de electro-polimero lineal esta al menos colocado parcialmente dentro del alojamiento del dispositivo definido por la carcasa del dispositivo, e incluye una base de accionador, un arbol lineal que tiene una longitud determinada, un accionador del polimero, un muelle de retorno, y un elemento de sesgo. La base del accionador esta acoplada a la carcasa del dispositivo dentro del alojamiento del dispositivo mediante un muelle accionador. El accionador del polimero tiene un primer extremo y un segundo extremo de modo que el primer extremo del accionador del polimero esta conectado de forma fija al arbol lineal y el segundo extremo del accionador del polimero esta conectado de forma fija a la base del accionador. El accionador del polimero cambia la longitud despues de recibir la tension. El muelle de retorno tiene un primer extremo conectado de forma fija a la base del accionador y un segundo extremo conectado de forma fija al arbol lineal. El elemento de sesgo tiene un primer extremo y un segundo extremo de modo que el primer extremo del elemento de sesgo esta conectado de forma fija al arbol lineal, y el segundo extremo del elemento de sesgo esta conectado de forma fija a la carcasa del dispositivo.

Breve descripcion de los dibujos

Debe entenderse que tanto la descripcion general anterior, como la siguiente descripcion detallada, describen diversas realizaciones de la presente invencion y ejemplos fuera del ambito reivindicado y se pretende que proporcionen una vision de conjunto o marco para la comprension de la naturaleza y caracter del objeto reivindicado. Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mejor comprension de las diversas realizaciones y ejemplos, y se incorporan en esta memoria descriptiva y constituyen una parte de ella. Las realizaciones y ejemplos mostrados en los dibujos son de naturaleza ilustrativa y no se pretende que sean limitativos del objeto definido en las reivindicaciones. Los dibujos muestran varias realizaciones y ejemplos que se describen en la presente memoria, y junto con la descripcion sirven para explicar los principios y operaciones del objeto reivindicado.

La Fig. 1 representa de forma esquematica un motor de electro-polimero lineal ilustrativo incorporado en un

dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de cepillo dental, segun una o mas de las realizaciones que se

describen e ilustran en la presente memoria;

la Fig. 2 representa de forma esquematica un motor de electro-polimero lineal ilustrativo incorporado en un

describen e ilustran en la presente memoria;

la Fig. 3 representa de forma esquematica un adaptador ilustrativo que tiene un elemento giratorio adecuado para una o mas realizaciones que se describen e ilustran en la presente memoria;

la Fig. 4 ilustra una vista en perspectiva lateral, parcialmente transparente, de un dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de cepillo dental que tiene un motor de electro-polimero lineal ilustrativo, segun una o mas de las realizaciones que se describen e ilustran en la presente memoria;

la Fig. 5A ilustra una vista en perspectiva lateral, parcialmente transparente, de un dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de cepillo dental que tiene un motor de electro-polimero lineal ilustrativo;

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la Fig. 5B ilustra una vista superior del motor de electro-polimero lineal ilustrativo que se representa en la Fig. 5A;

la Fig. 6A ilustra una vista en perspectiva lateral, parcialmente transparente, de un motor de electro-polimero lineal ilustrativo;

la Fig. 6B ilustra una vista superior de un muelle ilustrativo;

la Fig. 6Cilustra un corte transversal del motor de electro-polimero lineal ilustrativo que se representa en la Fig. 6A;

la Fig. 7A ilustra una vista en perspectiva lateral, de un accionador del polimero enrollado ilustrativo;

la Fig. 7B ilustra un corte transversal de un motor de electro-polimero lineal ilustrativo que tiene el accionador del polimero enrollado ilustrativo que se representa en la Fig. 7A;

la Fig. 8 ilustra de forma esquematica un motor de electro-polimero lineal ilustrativo incorporado en un dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de cepillo dental;

la Fig. 9 ilustra un corte transversal de un dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de cepillo dental que tiene un motor de electro-polimero lineal ilustrativo;

la Fig. 10A ilustra una vista en perspectiva despiezada de un dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de afeitadora electrica que incorpora accionadores del polimero ilustrativos;

la Fig. 10B ilustra una vista en perspectiva lateral ensamblada del dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de afeitadora electrica que se representa en la Fig. 10A;

la Fig. 10C ilustra un corte transversal del dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de afeitadora electrica que se representa en la Fig. 10B;

la Fig. 10D ilustra un corte transversal del dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de afeitadora electrica que se representa en la Fig. 10C en un primer estado;

la Fig. 10E ilustra un corte transversal del dispositivo ilustrativo que cumple la funcion de afeitadora electrica que se representa en la Fig. 10C en un segundo estado;

la Fig. 11A ilustra un patron de tension oscilante digital ilustrativo, adecuado para una o mas realizaciones que se describen e ilustran en la presente memoria;

la Fig. 11B ilustra un patron de tension oscilante sinusoidal ilustrativo, adecuado para una o mas realizaciones que se describen e ilustran en la presente memoria;

la Fig. 11C ilustra un patron de tension oscilante sinusoidal ilustrativo, adecuado para una o mas realizaciones que se describen e ilustran en la presente memoria;

la Fig. 12A ilustra un patron de tension sinusoidal ilustrativo para dos frecuencias de oscilacion diferentes, adecuado para una o mas realizaciones que se describen e ilustran en la presente memoria; y

la Fig. 12B ilustra un patron de tension digital ilustrativo para dos frecuencias de oscilacion diferentes, adecuado para una o mas realizaciones que se describen e ilustran en la presente memoria.

Descripcion detallada de la invencion

Las realizaciones y ejemplos que se describen en la presente memoria estan relacionados generalmente con motores de electro-polimero lineales que se pueden incorporar a aparatos electronicos, como dispositivos de cuidado bucal y afeitadoras electricas, por ejemplo. Los accionadores del polimero se pueden utilizar para accionar un elemento accionado, como un arbol lineal, para accionar componentes del aparato, como, por ejemplo, un cabezal de cepillo de dientes u hojas de afeitar. A continuacion, se describen en detalle varias realizaciones de los motores de electro-polimero lineales y dispositivos que incorporaran los mismos.

En la siguiente descripcion detallada de las realizaciones, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman una parte de la misma, y en los que se muestran mediante ilustraciones, y no de forma excluyente, realizaciones especificas en las que se puede ensayar el objeto de la presente descripcion. Debe entenderse que se pueden utilizar otras realizaciones y que se pueden llevar a cabo cambios logicos, mecanicos y electricos sin abandonar el ambito de la presente descripcion.

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En la Fig. 1, se muestra una ilustracion esquematica general de un dispositivo 100 que tiene un motor 101 de electro-polimero lineal. Aunque las realizaciones se pueden describir en la presente memoria en el marco de un dispositivo de cuidado bucal, tal como un cepillo de dientes electrico o un limpiador lingual, la descripcion no se limita al mismo. Por ejemplo, se pueden utilizar varios adaptadores (p. ej., el adaptador 120) para cambiar la funcionalidad del dispositivo 100, dependiendo de la aplicacion deseada.

El motor 101 de electro-polimero lineal comprende generalmente un arbol lineal 112, un elemento 115 de sesgo, y un accionador 114 del polimero. El arbol lineal 112 se puede extender a lo largo de un eje longitudinal 102 y estar acoplado a un elemento fijo 117/117' (p. ej., una carcasa del dispositivo, un chasis de motor, o cualquier superficie fija) mediante el elemento 115 de sesgo y el accionador 114 del polimero. Como se describe con mas detalle en la presente memoria, es posible permitir que el arbol lineal 112 se transfiera linealmente de atras a adelante a lo largo del eje longitudinal 102. Por ejemplo, se puede proporcionar una guia 113/113', como un manguito guia, para limitar el arbol lineal 112 a un grado de libertad a lo largo del eje longitudinal.

En la presente memoria, “marcha lineal” o “movimiento lineal” se refiere a un movimiento a lo largo de una linea o direccion recta o practicamente recta. El termino “movimiento angular” se refiere a cualquier desplazamiento angular. El “movimiento curvilineo” es un movimiento que no es ni completamente lineal ni completamente angular sino una combinacion de los dos (por ejemplo, curvilineo). Estos movimientos pueden ser constantes o periodicos. El movimiento constante se refiere a un movimiento que no cambia de direccion o trayectoria (es decir, es unidireccional). El movimiento periodico se refiere a un movimiento que invierte la direccion o trayectoria. Al movimiento constante angular se le llama movimiento giratorio, aunque algunas caracteristicas pueden ser descritas en la presente memoria como “de montaje giratorio” que esta previsto que signifique que el movimiento angular, ya sea periodico o constante, es posible. Al movimiento angular periodico se le llama “oscilacion”. Los movimientos curvilineos tambien pueden ser constantes (es decir, unidireccionales) o periodicos (es decir, que invierten la direccion). Al movimiento lineal periodico se le llama “reciprocidad”.

Los movimientos descritos anteriormente se producen a lo largo de uno o mas ejes de un arbol lineal, un adaptador de dispositivo, un transportador de cerdas, un cepillo de dientes, un cabezal de cepillo de dientes, etc. Por tanto, el movimiento se describe en la presente memoria como un movimiento en una, dos o tres dimensiones, dependiendo del numero de coordenadas axiales necesarias para describir la posicion de un objeto durante su movimiento. Un movimiento unidimensional es un movimiento que se puede describir con una sola coordenada (por ejemplo, coordenadas X, Y, o Z). De forma tipica, solo el movimiento lineal puede ser unidimensional. Por ejemplo, el movimiento lineal periodico practicamente a lo largo unicamente del eje Y es un movimiento unidimensional (al que se puede hacer referencia en la presente memoria como un “movimiento pulsante”, un “movimiento reciproco”, “un movimiento de atras a adelante”, o un “movimiento de arriba a abajo”). El movimiento en dos dimensiones es un movimiento mediante un objeto que requiere dos coordenadas (por ejemplo, las coordenadas X e Y) para describir el recorrido del objeto u objetos. El movimiento angular que se produce en un solo plano es un movimiento en dos dimensiones ya que un punto en el objeto necesitaria dos coordenadas para describir el recorrido.

Aunque los diversos arboles lineales se pueden ilustrar como una varilla cilindrica, las realizaciones no se limitan a esta. En una realizacion, el arbol lineal puede ser rectangular en seccion transversal (p. ej., una barra). Ademas, el arbol lineal de una realizacion se puede configurar como una placa en lugar de una varilla cilindrica, de modo que la placa defina un eje o direccion para el movimiento (lineal) axial. El arbol lineal puede adoptar cualquier configuracion geometrica, de modo que se pueda transferir linealmente de atras a adelante de una forma reciproca. De forma adicional, varios componentes descritos a continuacion pueden ser caracteristicas del arbol lineal en lugar de componentes distintos (p. ej., muelles).

El arbol lineal 112 puede incluir una zona 116 de conexion del accionador a la que se puede conectar de forma fija un extremo del accionador 114 del polimero, y una zona 118 de conexion del elemento de sesgo a la que se puede conectar de forma fija un extremo del elemento 115 de sesgo. En una realizacion, la zona 116 de conexion del accionador puede estar desplazada de la zona 118 de conexion del elemento de sesgo a lo largo de la longitud del arbol lineal 112. De forma alternativa, la zona 116 de conexion del accionador puede estar en la misma ubicacion que la zona 118 de conexion del elemento de sesgo. En una realizacion, la zona 116 de conexion del accionador y la zona 118 de conexion del elemento de sesgo se pueden configurar como un saliente (o salientes) del accionador que se extiende del arbol lineal 112 al que el accionador del polimero 114 y el elemento 115 de sesgo pueden estar conectados. El accionador 114 del polimero y/o el elemento 115 de sesgo se pueden conectar a la zona 116 de conexion del accionador y la zona 118 de conexion del elemento de sesgo, respectivamente, mediante diversos medios, como adhesivo, soldadura por laser, sujecion mecanica, fijadores, etc.

El accionador 114 del polimero puede comprender un material de polimero que se coloca entre un par de electrodos (que no se muestran). El par de electrodos pueden estar unidos a las superficies opuestas del accionador del polimero de varias maneras, que incluyen, aunque no de forma limitativa, adhesivos, soldaduras sonicas, conectores mecanicos, recubrimientos, etc. El par de electrodos puede estar comunicado con una fuente de energia (que no se muestra). El par de electrodos pueden aplicar una tension a traves del material de polimero, provocando la deformacion del material de polimero (es decir, el material de polimero puede expandirse y/o contraerse en respuesta a la tension aplicada) en multiples direcciones (es decir, longitudinalmente, en la direccion de la anchura, en diagonal, etc.). La fuente de energia se puede aplicar de forma repetida y alternativamente y quitar la energia (es

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decir, la tension) a los electrodos y desde los electrodos del accionador del polimero para hacer que el arbol lineal oscile de atras a adelante. Los materiales de polimero y los electrodos adecuados para usar, ademas de varios metodos de control de la tension, se describen en mas detalle en las patentes US-6.545.384 y US-6.781.284 y la patente US-2010/0043157 A1.

Un primer extremo del accionador 114 del polimero puede estar acoplado de forma fija a la zona 116 de conexion del accionador del arbol lineal 112, y un segundo extremo puede estar acoplado de forma fija al elemento fijo en una primera zona 117 de conexion. La longitud del accionador 114 del polimero puede depender de la cantidad de recorrido que se desee para la aplicacion determinada en la que se va a implementar el motor 101 de electro- polimero lineal.

El elemento 115 de sesgo, que se puede configurar como un muelle, comprende un primer extremo que se puede acoplar de forma fija a la zona 118 de conexion del elemento de sesgo del arbol lineal 112 y un segundo extremo que se puede conectar de forma fija al elemento fijo en una zona 117' de conexion. El elemento 115 de sesgo y el accionador 114 del polimero cooperan para accionar el arbol lineal 112 en una dimension (es decir, la direccion axial), como indica la flecha A. Al aplicar una tension a los electrodos del accionador 114 del polimero, el accionador 114 del polimero se puede expandir, permitiendo de este modo que el arbol lineal 112 se mueva en direccion ascendente. Cuando se desconecta la tension, se puede acortar el accionador 114 del polimero y mover el arbol lineal 112 hacia abajo. El elemento 115 de sesgo puede contribuir al movimiento axial del arbol lineal 112 proporcionando una tension del muelle. Al alternar la tension entre los estados ON y OFF, el arbol lineal 112 se puede transferir linealmente de atras a adelante a lo largo de su eje a una frecuencia deseada. La frecuencia deseada del movimiento de atras a adelante del arbol lineal 112 puede depender de la aplicacion en cuestion. En el contexto de un cepillo dental electrico, en una relacion la frecuencia de traslacion puede estar en el intervalo de aproximadamente 50 Hz a aproximadamente 500 Hz. En otra realizacion, la frecuencia de traslacion puede estar en el intervalo de aproximadamente 100 Hz a aproximadamente 200 Hz. Sin embargo, en otra realizacion, la frecuencia de traslacion es de aproximadamente 150 Hz. Debe entenderse que las otras frecuencias de traslacion se pueden utilizar en funcion de la aplicacion especifica.

El motor 101 de electro-polimero lineal se puede utilizar en una variedad de pequenas aplicaciones para aparatos, como cepillos dentales electricos, limpiadores linguales, herramientas de carpinteria, afeitadoras electricas, etc. El motor 101 de electro-polimero lineal se puede acoplar a adaptadores 120 que se pueden configurar para su uso en aplicaciones determinadas. El adaptador 120 que se ilustra en la Fig. 1 es un cabezal de cepillo de dientes, de modo que el dispositivo 100 esta configurado como un cepillo dental electrico. En esta realizacion, el motor 101 de electro-polimero lineal se puede mantener en una carcasa de dispositivo que actue como el elemento fijo de modo que el arbol lineal 112 se transfiera con respecto a la carcasa. El adaptador 120 que se ilustra en la Fig. 1 tiene un primer extremo 121 que se puede acoplar al arbol lineal 112 mediante una funcion 122 de enganche. En una realizacion, la funcion 122 de enganche proporciona un ajuste de interferencia o un cierre de presion extraible, de modo que el adaptador 120 se pueda extraer del arbol lineal 112. Se pueden proporcionar elementos 124 de contacto en un segundo extremo del adaptador. El movimiento lineal periodico del arbol lineal 112 a lo largo de su eje acciona los elementos 124 de contacto como indica la flecha A, lo que puede contribuir a que el cepillado dental sea mas eficaz. A continuacion se describen con mayor detalle los elementos de contacto.

El adaptador 120 puede comprender cualquier numero de formas, tamanos, configuraciones y materiales conocidos y desconocidos. Los materiales ilustrativos para el adaptador 120 pueden incluir, aunque no de forma limitativa, polimeros, plasticos, elastomeros, metales, composites o combinaciones de los mismos (p. ej., polipropileno, POM, ASA, ABS, PC, SAN o cualquier otro material adecuado).

En la Fig. 2, se ilustra un dispositivo 200 que tiene un motor 201 de electro-polimero lineal que sustituye al elemento 115 de sesgo de la Fig. 1 por un segundo accionador 215 del polimero. En esta realizacion, un primer accionador 214 del polimero se puede conectar de forma fija a la zona 216 de conexion del accionador y el elemento fijo a la primera zona 217 de conexion. El segundo accionador 215 del polimero se puede conectar de forma fija a la zona 218 de conexion del elemento de sesgo y la segunda zona 217' de conexion. Se pueden proporcionar tensiones alternantes a los primeros y segundos accionadores 214, 215 del polimero, de modo que los dos accionadores del polimero trabajen en direcciones opuestas y actuen como agonista y antagonista. Por ejemplo, se puede proporcionar una primera tension sinusoidal al primer accionador 214 del polimero y una segunda tension sinusoidal se puede proporcionar al segundo accionador 215 del polimero, en donde la primera y la segunda tension sinusoidales pueden estar desfasadas entre si, de modo que los primeros y segundos accionadores del polimero se accionen de forma alternativa, produciendo de este modo que el arbol lineal 212 se mueva de atras a adelante. Los metodos de controlar los primeros y segundos accionadores 214, 215 del polimero se proporcionan en la patente US-2010/0043157A1 mencionada anteriormente.

En realizaciones que utilizan dos accionadores del polimero que funcionan para mover el arbol lineal en direcciones opuestas (p. ej., los primeros y segundos accionadores 214 y 215 del polimero que se muestran en la Fig. 2), la fuente de energia puede alternar la energia entre un primer accionador del polimero y un segundo accionador del polimero utilizando un pulso oscilante que hace que el arbol lineal 212 oscile a lo largo de su eje 202. La Fig. 11A ilustra una tension de pulso oscilante en una funcion de escalon que puede ser suministrada a los accionadores del polimero. Especificamente, la

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fuente de energfa puede aplicar una tension a traves del par de electrodos asociado con el primer accionador del polimero mientras se aplica una tension cero a traves del par de electrodos asociado con el segundo accionador del polimero y, a continuacion, aplicar una tension cero al par de electrodos asociados con el primer accionador del polimero, a la vez que se aplica una tension a traves del par de electrodos asociados con el segundo accionador del polimero. Esta energfa alternante puede repetirse durante cualquier duracion necesaria para realizar una tarea. De forma alternativa, la Fig. 11B ilustra que se puede configurar una tension de pulso oscilante como una funcion sinusoidal. En una realizacion ilustrativa, el pulso oscilante puede aplicar una tension positiva (la onda de pulso sobre la linea t) en el primer accionador del polimero, mientras la tension negativa (la onda de pulso por debajo de la linea t) puede invertirse y aplicarse al segundo accionador del polimero.

La Fig. 11C ilustra una tension de pulso oscilante en donde se proporciona un retardo td despues de que se aplique un pulso de tension a uno de los accionadores del polimero y antes de que se aplique un pulso de tension al otro, el segundo accionador del polimero. La tension de pulso oscilante, que puede ser sinusoidal como se describe en la Fig. 10C en una realizacion, puede tener un periodo tp que incorpora el retardo td. El retardo td puede permitir que el accionador del polimero empiece a volver a su estado pre-deformado antes de activar el otro accionador del polimero con la aplicacion de tension. La duracion del periodo tp y el retardo td puede depender de la aplicacion especifica en la que se ha implementado el motor de electro-polimero.

De forma alternativa, la fuente de energfa puede suministrar energfa sustancialmente concomitante a los primeros y segundos accionadores del polimero usando un pulso pulsante que provoca que el arbol lineal se mueva a lo largo de su eje. Nuevamente, el pulso pulsante puede ser sinusoidal. Un controlador (que no se muestra) puede controlar la cantidad de tension que la fuente de energfa aplica en los pares de electrodos de los primeros y segundos accionadores del polimero. De forma adicional, el controlador puede controlar la frecuencia del patron del pulso. El controlador puede controlar la frecuencia para que este situada aproximadamente entre 0,1 Hz y aproximadamente 150 kHz o, de forma mas especifica, entre 0,5 Hz y aproximadamente 100 kHz, e incluso de forma mas especifica, entre 1 Hz y aproximadamente 50 kHz. El controlador tambien puede solapar las frecuencias de pulso oscilantes y pulsantes para producir el movimiento lineal del arbol lineal, tal como se muestra en las Figs. 12A y 12B.

De nuevo, en la Fig. 2, se puede proporcionar una guia 213/213' para garantizar que el arbol lineal 212 se mueve en una direccion lineal como indica la flecha A. Esta realizacion puede generar fuerzas mas altas en el arbol lineal 212 que la realizacion que se ilustra en la Fig. 1. De forma similar a la realizacion que se ilustra en la Fig. 1, se puede proporcionar un adaptador 220, como, por ejemplo, un cabezal de cepillo dental.

En la Fig. 3, se muestra un adaptador 320 adecuado para las realizaciones. El adaptador 320 comprende generalmente un elemento giratorio 324 (p. ej., un disco que tenga cerdas de cepillo dental en una aplicacion de cepillo dental electrico), una varilla 325 de empuje, un balancin 326, y una carcasa 321 del adaptador. La varilla

325 de empuje y el balancin 326 se pueden disponer dentro de una cavidad 323 del adaptador definida por la carcasa 321 del adaptador. Se puede proporcionar una funcion 322 de acoplamiento en un extremo del acoplamiento de la varilla 325 de empuje, de modo que la varilla 325 de empuje se puede acoplar de forma separable al arbol lineal 312. En una realizacion, la varilla 325 de empuje se puede colocar en un angulo con respecto al arbol lineal 312 para contribuir al movimiento angular periodico del elemento giratorio 324. El balancin

326 puede estar colocado en un extremo de la varilla 325 de empuje que esta alejada de la funcion 322 de acoplamiento. El balancin 326 y la varilla 325 de empuje pueden ser componentes integrados o pueden ser dos componentes separados.

El balancin 326 se puede acoplar al elemento giratorio 324 en una ubicacion que se desplaza de un eje central de rotacion 328 del elemento giratorio 324, en donde el movimiento lineal periodico del arbol lineal 312 (flecha A) transfiere la varilla 325 de empuje de modo que el balancin 326 hace oscilar el elemento giratorio 324 sobre un eje giratorio 328, como indica la flecha B. De este modo, la varilla 325 de empuje y el balancin 326 transforman el movimiento lineal periodico del arbol lineal 312 en un movimiento angular periodico del elemento giratorio 324. El elemento giratorio 324 gira como indica la flecha B. La rotacion oscilante del elemento giratorio 324 puede estar entre aproximadamente 1 grado y aproximadamente 179 grados sobre un eje de rotacion. La rotacion oscilante del elemento giratorio 324 puede estar entre aproximadamente 20 y 40 grados sobre el eje de rotacion. La rotacion oscilante del elemento giratorio 324 puede ser superior a aproximadamente 5 grados e inferior a aproximadamente 20 grados.

En una realizacion del cepillo dental electrico, un usuario puede acoplar de forma selectiva un adaptador 320 de cabezal de cepillo dental giratorio, como se ilustra en la Fig. 3, para tener un cepillo dental electrico con un cabezal de cepillado que gira o se transfiere linealmente. Asi, en una realizacion, el usuario tambien puede acoplar de forma selectiva un adaptador como se ilustra en las Figs. 1 y 2 para un cabezal de cepillo dental electrico que solo se transfiere linealmente a lo largo de su eje. El usuario puede elegir la forma de cepillo que desee simplemente cambiando el cabezal del cepillo de dientes.

La Fig. 4 ilustra un dispositivo 400 (cepillo dental electrico) que tiene un motor 401 de electro-polimero lineal como se representa de forma esquematica en la Fig. 1. El dispositivo 400 comprende generalmente una carcasa 450 de dispositivo (que actua como un elemento fijo), un motor 401 de electro-polimero lineal dispuesto dentro de un alojamiento del dispositivo definido por la carcasa 450 del dispositivo, y un adaptador 420 acoplado a la carcasa del dispositivo. El arbol

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lineal 412 del motor 401 de electro-polimero lineal se puede disponer dentro del alojamiento del dispositivo a lo largo del eje 402, y colocarse a traves de un primer muelle plano 415, un segundo muelle plano 415', y una junta 440 de fuelle. Un primer extremo del accionador 414 del polimero puede estar conectado de forma fija al arbol lineal 412 en la zona 416 de conexion del accionador por cualquier numero de medios de conexion, como se ha descrito anteriormente. Un segundo extremo del accionador 414 del polimero se puede conectar de forma fija a la carcasa 450 del dispositivo en la primera zona 418 de conexion por cualquier numero de medios de conexion (p. ej., fijadores, soldadura de puntos, adhesivos, soldadura, etc.).

Como se muestra en la Fig. 4, el elemento 115 de sesgo que se describe en la Fig. 1 esta configurado como los primeros y segundos muelles planos 415, 415', que pueden estar conectados de forma fija al arbol lineal 412. Los primeros y segundos muelles planos 415, 415' pueden adoptar varias configuraciones. Ademas, se pueden utilizar mas o menos muelles planos. Los primeros y segundos muelles planos 415, 415' pueden comprender un material amoldable para proporcionar una tension de muelle al arbol lineal 412. Los materiales ilustrativos incluyen, aunque no de forma limitativa, metal, plastico, composites, elastomeros, polimeros, y similares.

Los primeros y segundos muelles planos 415, 415' de la realizacion que se ilustra tienen forma de M y tienen un primer extremo 415d, y dos brazos exteriores 415a, 415c y un brazo central 415b que se extiende desde el primer extremo 415d. El primer extremo 415d puede o no estar acoplado a la carcasa 450 del dispositivo. En la realizacion ilustrada, los dos brazos exteriores 415a, 415c estan conectados de forma fija a la carcasa 450 del dispositivo mientras que el brazo central 415b no esta conectado de forma fija a la carcasa 450 del dispositivo. El brazo central 415b puede formar una parte del muelle dispuesta como un saliente a traves de la cual se coloca el arbol lineal 412. El brazo central 415b de los primeros y segundos muelles planos 415, 415' puede comprender un orificio de paso que recibe el arbol a traves del cual se coloca el arbol lineal 412. En una realizacion alternativa, los muelles planos pueden comprender solo una parte superior (p. ej., el primer extremo 415d) y una parte dispuesta como un saliente que se extiende a partir de los mismos (p. ej., el brazo central 415b). En esta realizacion, los muelles planos no tienen los dos brazos exteriores, de modo que solo la parte dispuesta como un saliente se extiende desde el primer extremo. Debe entenderse que otras configuraciones de muelles son posibles.

Los primeros y segundos muelles planos 415, 415' pueden estar conectados de forma fija al arbol lineal 412 por cualquier medio. Por ejemplo, los primeros y segundos muelles planos 415, 415' pueden estar conectados de forma fija mediante adhesivo, soldadura por puntos, soldadura, uso de fijadores, etc. En una realizacion alternativa, los primeros y segundos muelles planos 415, 415' pueden estar integrados con el arbol lineal 412. La configuracion de los primeros y segundos muelles planos 415, 415' actua como un muelle de retorno (es decir, de sesgo) ademas de un muelle guia para realizar la funcion del manguito guia 113 que se ilustra en la Fig. 1.

Se puede proporcionar una junta como la junta 440 de fuelle que se ilustra en la Fig. 4 para impedir que el agua y otras sustancias extranas entren en el alojamiento del dispositivo definido por la carcasa 450 del dispositivo. La junta 440 de fuelle, que puede adoptar diversas configuraciones, puede proteger el motor 401 de electro-polimero lineal y la fuente de energia mantenida dentro de la carcasa 450 del dispositivo. La junta 440 de fuelle puede estar fabricada con polimero, caucho, o cualquier otro material adecuado. El adaptador 420 se puede acoplar a la carcasa 450 del dispositivo mediante la funcion 422 de acoplamiento, de modo que el arbol lineal 412 se pueda acoplar de forma separable a la varilla 425 de empuje. El movimiento lineal periodico del arbol lineal 412 se puede transferir al movimiento angular oscilante del elemento giratorio 424 mediante la varilla 425 de empuje y el balancin 426. En una realizacion, la rotacion oscilante del elemento giratorio 424 se encuentra entre aproximadamente 1 grado y aproximadamente 179 grados sobre un eje de rotacion. En otra realizacion, la rotacion oscilante del elemento giratorio 424 se encuentra entre aproximadamente 20 grados y 40 grados sobre el eje de rotacion.

La carcasa 450 del dispositivo puede comprender cualquier numero de formas, tamanos, configuraciones y materiales conocidos y desconocidos. Los materiales ilustrativos para la carcasa 450 del dispositivo pueden incluir, aunque no de forma limitativa, polimeros, plasticos, elastomeros, metales, composites o combinaciones de los mismos (p. ej., polipropileno, POM, ASA, ABS, PC, SAN o cualquier otro material adecuado).

En las Figs. 5A y 5B, se ilustra un dispositivo 500 que tiene un motor de electro-polimero lineal con un accionador del polimero doble como se representa de forma esquematica en la Fig. 2. El dispositivo 500, que se ilustra como un cepillo dental electrico, comprende generalmente un alojamiento 550 del dispositivo, un motor 501 de electro-polimero lineal dispuesto dentro de un alojamiento del dispositivo definido por la carcasa 550 del dispositivo, y un adaptador 520. El motor 501 de electro-polimero lineal del ejemplo comprende un chasis 560 que se puede conectar de forma fija a la carcasa 550 del dispositivo dentro del alojamiento del dispositivo, un arbol lineal 512, un primer accionador 514a del polimero, un segundo accionador 514b del polimero, un primer muelle plano 515, y un segundo muelle plano 515'.

El chasis 560 en forma de U puede comprender una pared 563 de soporte (es decir, una superficie inferior), una primera pared lateral 561 y una segunda pared lateral 562. Una parte de la segunda pared lateral 562 no se ilustra en la Fig. 5A por razones de visibilidad. El chasis 560 puede estar fabricado de material rigido, como metal, plastico, polimeros, elastomeros, composites, o combinaciones de los mismos, aunque sin limitarse a estos

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ejemplos. El chasis 560 puede proporcionar una estructura de montaje para los accionadores del polimero y los muelles planos.

El arbol lineal 512 se puede conectar de forma fija a los primeros y segundos muelles planos 515, 515' como se ha descrito anteriormente. Los primeros y segundos muelles planos 515, 515' se pueden conectar de forma fija a la pared 563 de soporte del chasis en los dos brazos exteriores, mientras que el brazo central puede estar libre. Como se muestra en las Figs. 5A y 5B, los primeros y segundos muelles planos 515, 515' pueden estar desplazados entre si a lo largo del arbol lineal 512 en una realizacion.

El motor 501 de electro-polimero lineal puede ademas comprender unas primeras y segundas placas 564, 565 de acoplamiento del accionador que acoplan los primeros y segundos accionadores 514a, 514b del polimero al arbol lineal 512, respectivamente. Un primer extremo del primer accionador 514 del polimero puede estar conectado de forma fija a la primera placa 564 de acoplamiento del accionador (mediante una fuerza de cierre, por ejemplo), que se puede conectar de forma fija al arbol lineal 512 colocado dentro de un orificio de paso. En una disposicion alternativa, el arbol lineal 512 y la primera placa 564 de acoplamiento del accionador pueden ser un solo componente integrado. Un segundo extremo del primer accionador 514a del polimero se puede conectar de forma fija a la primera pared lateral 561 del chasis 560. En la disposicion ilustrativa, se utiliza una placa 530a de acoplamiento del tercer accionador para conectar el primer accionador 514a del polimero a la primera pared lateral 561. Se pueden utilizar fijadores para conectar la placa 530a de acoplamiento del tercer accionador y el primer accionador 514a del polimero a la primera pared lateral 561. Tambien se pueden utilizar otros metodos de acoplamiento para conectar el primer accionador 514a del polimero al arbol lineal 512 y/o la primera pared lateral 561 del chasis 560.

De forma similar, un primer extremo del segundo accionador 514b del polimero puede estar conectado de forma fija a la segunda placa 565 de acoplamiento del accionador (mediante una fuerza de cierre, por ejemplo), que se puede conectar de forma fija al arbol lineal 512 colocado dentro de un orificio de paso. Como ocurre con la primera placa de acoplamiento del accionador, la segunda placa 565 de acoplamiento del accionador puede estar integrada con el arbol lineal 512. Un segundo extremo del segundo accionador 514b del polimero se puede conectar de forma fija a la segunda pared lateral 562 del chasis 560. En la disposicion ilustrativa, se utiliza una placa 530b de acoplamiento del cuarto accionador para conectar el segundo accionador 514b del polimero a la segunda pared lateral 562. Se pueden utilizar fijadores para conectar la placa 530b de acoplamiento del cuarto accionador y el segundo accionador 514b del polimero a la segunda pared lateral 562. Tambien se pueden utilizar otros metodos de acoplamiento para conectar el segundo accionador del polimero 514b al arbol lineal 512 y/o la segunda pared lateral 562 del chasis 560.

Los dos accionadores del polimero se pueden montar en paralelo entre si y disponerse de modo que cada uno mueva el arbol lineal en direcciones opuestas. Los primeros y segundos accionadores del polimero se pueden controlar como se ha descrito anteriormente con respecto a la Fig. 2, o mediante otros metodos de control. Los muelles planos se pueden configurar para guiar el arbol lineal de una manera que no produzca fricciones ni holguras.

En las Figs. 6A - 6C, se ilustra otro accionador del polimero doble. La Fig. 6A ilustra una vista en perspectiva lateral de un motor 601 de electro-polimero lineal que tiene un primer accionador 614a del polimero, un segundo accionador 614b del polimero, un primer muelle 615, y un segundo muelle 615'. La Fig. 6B es una vista superior de un muelle ilustrativo. La Fig. 6C es una vista lateral del motor 601 de electro-polimero lineal que se representa en la Fig. 6A. Los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero pueden tener una forma conica en el estado pre-deformado, y pueden tener un extremo de gran diametro y un extremo de pequeno diametro. El arbol lineal 612 se puede colocar axialmente a traves de los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero. El extremo de pequeno diametro de los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero se puede conectar de forma fija al arbol lineal 612 mediante un anillo 670. El arbol lineal 612 se puede colocar a traves de un orificio central del anillo 670 y fijarse en su sitio. En una disposicion alternativa, el anillo 670 esta integrado con el arbol lineal 612.

El extremo de pequeno diametro del primer accionador 614a del polimero se puede conectar a una primera superficie 672 del anillo 670, y el extremo de pequeno diametro del segundo accionador 614b del polimero se puede conectar a una segunda superficie 673 del anillo 670. Los accionadores del polimero se pueden conectar de forma fija al anillo 670 mediante uno o mas dispositivos 671, 671' de sujecion. Se puede utilizar cualquier configuracion de conexion para conectar de forma fija los extremos de pequeno diametro de los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero al anillo 670.

Los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero se pueden mantener dentro de una cavidad del accionador definida por una carcasa 682 del motor. La carcasa 682 del motor puede tener una forma cilindrica, por ejemplo, y estar fabricada con un material rigido. La carcasa 682 del motor se puede conectar de forma fija a la carcasa del dispositivo de un dispositivo, como, por ejemplo, un cepillo dental electrico. Los extremos de gran diametro de los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero definen una parte 619a, 619b de brida con un extremo grande que se puede fijar a la carcasa 682 del motor mediante primeros y segundos anillos

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673, 674 de sujecion, respectivamente. Se puede utilizar cualquier metodo de sujecion o fijacion para fijar las partes 619a, 619b de brida con un extremo grande a la carcasa 682 del motor.

El primer muelle 615 y el segundo muelle 615' se pueden acoplar a los primeros y segundos anillos 673, 674 de sujecion u otro dispositivo de sujecion utilizado para fijar los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero a la carcasa 682 del motor. Por tanto, los primeros y segundos muelles 615, 615' se pueden conectar de forma fija a la carcasa 682 del motor y el extremo de diametro grande de los primeros y segundos accionadores 614a, 614 del polimero.

Como se muestra en la Fig. 6B, los primeros y segundos muelles 615, 615' pueden comprender un brazo espiral 636 que termina en una zona 637 de finalizacion central que se puede configurar para que este conectada de forma fija a un arbol lineal 612 colocado a traves del mismo. Los primeros y segundos muelles 615, 615' pueden estar fabricados de un material amoldable, como los que se han descrito anteriormente con respecto a los muelles planos. El brazo espiral 636 puede actuar como un muelle dispuesto como un saliente que permite la colocacion co-axial del arbol lineal 612 con respecto a los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero. Los primeros y segundos muelles 615, 615' guian al arbol lineal 612, de modo que el arbol lineal se pueda desplazar linealmente como indica la flecha A.

Los primeros y segundos accionadores del polimero 614a, 614b de forma alternativa se pueden deformar con la aplicacion de tension como se ha descrito anteriormente para mover el anillo 670 y el arbol lineal 612 de atras a adelante como indica la flecha A. Los primeros y segundos accionadores 614a, 614b del polimero pueden cooperar para transferir el arbol lineal 612, que puede estar acoplado a un adaptador como se ha descrito anteriormente.

Las Figs. 7A y 7B describen un accionador 714 del polimero doble en donde los primeros y segundos accionadores 775, 776 del polimero se pueden realizar en la misma capa de polimero. Los primeros y segundos accionadores 775, 776 del polimero comprenden una capa de polimero que tiene dos areas 778, 779 de electrodos localizables que definen los primeros y segundos accionadores 775, 776 del polimero. Cada area 778, 779 de electrodos tiene un primer electrodo en una primera cara y un segundo electrodo en la cara opuesta. La capa de polimero puede estar enrollada o devanada, de modo que el accionador 714 del polimero doble enrollado puede comprender al menos una capa de rollo. Los accionadores del polimero enrollado ilustrativo se describen en la patente US- 6.891.317 B2. Una primera area 778 de electrodos controla el primer accionador 775 del polimero, y una segunda area 779 de electrodos controla el segundo accionador 776 del polimero. Una zona indeformable 774 puede estar situada entre la primera area 778 de electrodos y la segunda area 779 de electrodos. Es posible que la zona indeformable 774 no comprenda un area de electrodos y, por tanto, no este sujeta a la aplicacion de tension, permaneciendo asi estatica.

En la Fig. 7B, la capa de polimero se puede enrollar sobre una placa 770 del accionador circular que se puede acoplar de forma fija al arbol lineal 712. La placa 770 del accionador puede estar conectada a la zona indeformable 774 del accionador del polimero enrollado. La capa de polimero se puede conectar de forma fija a la placa 770 del accionador por cualquier medio. Se puede utilizar un dispositivo 771 de sujecion para sujetar la capa de polimero enrollada a la placa 770 del accionador. Se pueden utilizar otros metodos de acoplamiento. El accionador 714 del polimero doble, enrollado se puede mantener de forma fija dentro de una carcasa 782 del motor, que puede estar fabricada de un material rigido, como metal, plastico, polimeros, etc. La carcasa 782 del motor se puede conectar de forma fija a una carcasa del dispositivo (que no se muestra). Los primeros y segundos extremos del accionador 714 del polimero doble enrollado se pueden conectar de forma fija a los extremos del accionador del polimero enrollado por cualquier medio, como, por ejemplo, utilizando las abrazaderas 783a y 783b. Se pueden utilizar otros metodos de conexion, como, por ejemplo, utilizar un adhesivo, una soldadura, fijadores, etc.

Un primer muelle 715 se puede conectar de forma fija a un primer extremo de la carcasa 782 del motor y un segundo muelle 715' se puede fijar de forma fija a un segundo extremo de la carcasa 782 del motor. Los primeros y segundos muelles 715, 715' se pueden configurar como los muelles ilustrados en las Figs. 6A - 6C, de modo que el arbol lineal 712 este colocado a traves de la zona de finalizacion central y este conectado de forma fija a esta. De esta manera, el arbol lineal 712 se puede colocar dentro de una abertura cilindrica definida por el accionador 714 del polimero doble enrollado. Los primeros y segundos muelles 715, 715' pueden contribuir a orientar al arbol lineal 712, de modo que tenga solo un grado de libertad a lo largo de su eje.

Los extremos del accionador 714 del polimero doble enrollado se pueden conectar de forma fija a los extremos de la carcasa 782 del motor. La zona central 774 indeformable del accionador 714 del polimero doble enrollado puede estar conectada de forma fija a la placa 770 del accionador y al arbol lineal 712. Por tanto, las tensiones alternantes aplicadas a las primeras y segundas areas 778 de electrodos, 779 hacen que los primeros y segundos accionadores del polimero 775, 776 se expandan de forma alternativa, transfiriendo asi la placa 770 del accionador y el arbol lineal 712, como indica la flecha A. El arbol lineal 712 se puede acoplar a un adaptador, como se ha descrito anteriormente.

En un ejemplo alternativo, el motor de electro-polimero lineal puede comprender un accionador del polimero enrollado individual, que tiene una sola zona activa. En este ejemplo, uno de los accionadores del polimero (p. ej.,

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el primer accionador 775 del polimero) se sustituye por un muelle (o muelles), de modo que el muelle proporciona una fuerza de retroceso en el arbol lineal tras quitar la tension del accionador del polimero enrollado individual. El accionador del polimero enrollado individual se puede conectar de forma fija a la carcasa del motor, y la placa del accionador (p. ej., la placa 770 del accionador que se ilustra en la Fig. 7B) se puede conectar a un extremo del accionador del polimero enrollado individual. El muelle puede estar conectado a una placa del accionador y la carcasa del motor, de modo que el muelle proporcione una fuerza de retroceso del muelle sobre la placa del accionador cuando se retire la tension del accionador del polimero enrollado individual.

La Fig. 8 representa una ilustracion esquematica de un motor 801 de electro-polimero lineal ilustrativo acoplado a un adaptador 820. En esta disposicion ilustrativa, el arbol lineal 812 esta conectado a una base 870 del accionador (en lugar de a la carcasa del dispositivo como se muestra en las Figs. 1 y 2) mediante un accionador 814 del polimero y un muelle 819 de retorno. Un primer extremo del accionador 814 del polimero esta conectado de forma fija al arbol lineal 812 en una zona 816 de conexion del accionador, y un segundo extremo esta conectado de forma fija a la base 870 del accionador. El arbol lineal 812 se puede orientar mediante funciones 813/813 de guia' (p. ej., manguitos guia o muelles guia).

La base 870 del accionador puede ademas estar acoplada a un elemento fijo 817 (p. ej., una carcasa del dispositivo) mediante un primer muelle 829. El arbol lineal 812 puede estar acoplado al elemento fijo 817 por un segundo muelle 815. Los muelles 829 y 815 pueden permitir que la base 870 del accionador y el arbol lineal 812, respectivamente, esten en una posicion central/de reposo. El segundo muelle 815 se puede acoplar de forma fija al arbol lineal 812 en una zona 818 de conexion del muelle. La base 870 del accionador tiene un grado de libertad en la direccion axial, al igual que el arbol lineal 812. La disposicion que se ilustra permite que la base 870 del accionador se mueva en relacion al elemento fijo 817 cuando el accionador 814 del polimero mueve el arbol lineal 812, proporcionando por tanto un control de vibraciones que puede reducir o eliminar las vibraciones perceptibles por el consumidor en la carcasa del dispositivo. Debe entenderse que se pueden utilizar mas o menos muelles para acoplar los diversos componentes.

En la disposicion que se ilustra en la Fig. 8, el adaptador 820 esta acoplado a la base 870 del accionador en lugar de a la carcasa del dispositivo (es decir, el elemento fijo 817). Por tanto, el adaptador 820, la base 870 del accionador, y el arbol lineal 812 se pueden transferir como indican las flechas A, A, y A". El adaptador 820 comprende una carcasa 821 del adaptador, una varilla 825 de empuje, un balancin 826, un elemento giratorio 824. La carcasa 821 del adaptador se puede acoplar de forma separable a la base 870 del accionador, de modo que no este en contacto con el elemento fijo 817. Una parte del arbol lineal 812 se puede extender en una cavidad 823 del adaptador definida por la carcasa 821 del adaptador y se puede acoplar de forma separable a la varilla 825 de empuje mediante una funcion 822 de acoplamiento (p. ej., mediante un cierre de presion o un ajuste de interferencia). El movimiento de la base 870 del accionador, el arbol lineal 812, y el adaptador 820 hacen que la varilla 825 de empuje impulse el balancin 826 para transferir el movimiento lineal periodico en movimiento angular oscilante del elemento giratorio 824, como indica la flecha B.

De forma alternativa, un accionador del polimero adicional (que no se muestra) se puede conectar de forma fija a la base 870 del accionador y el elemento fijo 817 en paralelo con el primer muelle 829. Con esta configuracion, el movimiento del arbol lineal 812, la base 870 del accionador, y el adaptador 820 se pueden controlar de forma activa y realizar diferentes modos de cepillado con un adaptador que tenga un elemento giratorio: 1) solo el movimiento rotacional del elemento giratorio 824; 2) solo el movimiento lineal del adaptador 820; 3) una combinacion del movimiento rotacional del elemento giratorio 824 y del movimiento lineal del adaptador 820 (es decir, el movimiento curvilineo del elemento giratorio 824).

La Fig. 9 ilustra una implementacion del motor 801 de electro-polimero lineal que tiene un control de vibraciones que se ilustra en la Fig. 8. En este ejemplo, el dispositivo 900 comprende una base del accionador que esta configurada como una carcasa 982 del motor similar a la carcasa 782 del motor que se ilustra en la Fig. 7. Los primeros y segundos accionadores 975, 976 del polimero, se pueden configurar como un accionador 914 del polimero enrollado y mantenerse dentro de la carcasa 982 del motor como se ilustra en la Fig. 7. En lugar de estar conectado directamente al alojamiento 950 del dispositivo, el alojamiento 982 del motor puede estar conectado indirectamente al alojamiento 950 del dispositivo mediante un muelle 990 del alojamiento del motor del extremo trasero y un muelle 992 del alojamiento del motor del extremo del adaptador. De forma alternativa, el alojamiento 982 del motor se puede acoplar a la carcasa 950 del dispositivo mediante un solo muelle de la carcasa del motor (p. ej., solo el muelle 992 de la carcasa del motor del extremo del adaptador). El arbol lineal 912 se puede conectar de forma fija a los primeros y segundos muelles 915, 915' como se ha descrito anteriormente y se ha ilustrado en la FIG. 7. De forma adicional, el arbol lineal 912 se puede conectar de forma fija a un muelle 993 guia del arbol que soporta una parte trasera del arbol lineal 912 y contribuye a proporcionar el movimiento lineal del arbol lineal 912.

La carcasa 982 del motor comprende un extremo trasero 998 y un extremo 999 del adaptador, cada uno tiene un diametro que es mas pequeno que el diametro de la zona central de la carcasa 982 del motor. El extremo trasero 998 de la carcasa del motor se puede conectar de forma fija al muelle 990 de la carcasa del motor del extremo trasero, que puede tener un brazo espiral y estar configurado como los muelles que se muestran en las Figs. 6A - 6C. El perimetro

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del muelle 990 de la carcasa del motor del extremo trasero se puede conectar de forma fija a la carcasa 950 del dispositivo. Se pueden utilizar otras configuraciones que gufen la carcasa 982 del motor y permitan el movimiento lineal.

De forma similar, el muelle 992 de la carcasa del motor del extremo del adaptador se puede acoplar de forma fija al extremo 999 del adaptador y a la carcasa 950 del dispositivo. El muelle 992 de la carcasa del motor del extremo del adaptador se puede configurar como el muelle 990 de la carcasa del motor del extremo trasero, o como una configuracion diferente que puede orientar a la carcasa 982 del motor y permitir el movimiento lineal de la carcasa 982 del motor. Tambien se pueden proporcionar uno o mas muelles adicionales entre la carcasa 982 del motor y la carcasa 950 del dispositivo.

Como se muestra en la Fig. 9, el extremo 999 del adaptador de la carcasa 982 del motor se puede extender de modo que este configurado para que se pueda acoplar de forma separable al adaptador 920 dentro de la cavidad 923 del adaptador definida por la carcasa 921 del adaptador. De esta manera, el adaptador 920 se puede acoplar de forma separable a la carcasa 982 del motor en lugar de a la carcasa 950 del dispositivo, lo que puede reducir las vibraciones perceptibles por el consumidor en el dispositivo 900 porque la carcasa 982 del motor tiene un grado de libertad para moverse dentro del alojamiento del dispositivo. La carcasa 982 del motor puede tener un grado de libertad porque puede estar montada de forma flexible en la carcasa 950 del dispositivo mediante el muelle 990 de la carcasa del motor del extremo trasero y el muelle 992 de la carcasa del motor del extremo del adaptador. El muelle 993 gufa del arbol entre el arbol lineal 912 y la carcasa 950 del dispositivo puede ademas minimizar las vibraciones en la carcasa 950 del dispositivo.

En una disposicion alternativa, la carcasa 982 del motor se puede acoplar a la carcasa 950 del dispositivo mediante uno o mas accionadores del polfmero adicionales (que no se muestran). Los accionadores del polfmero adicionales pueden estar ademas del muelle 990 de la carcasa del motor del extremo trasero y/o el muelle 992 de la carcasa del motor del extremo del adaptador o en lugar de los mismos. Por ejemplo, un accionador del polfmero adicional se puede conectar de forma fija a la carcasa 950 del dispositivo en una superficie exterior de la carcasa 982 del motor. Uno o mas de los accionadores del polfmero adicionales se pueden configurar para permitir los diferentes modos de cepillado que se han descrito anteriormente con respecto a la Fig. 8.

En las Figs. 10A - 10C, se muestra un dispositivo 1000 que cumple la funcion de afeitadora electrica que comprende accionadores 1060/1062 del polfmero. La Fig. 10A es una vista en perspectiva lateral despiezada de un dispositivo 1000 que cumple la funcion de afeitadora electrica, la Fig. 10B es una vista en perspectiva lateral ensamblada del dispositivo 1000 que cumple la funcion de afeitadora electrica que se ilustra en la Fig. 10A, y la Fig. 10C es una vista en seccion transversal de una seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea A-A de la Fig. 10B. Las Figs. 10D y 10E son vistas en seccion transversales de una seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea B-B de la Fig. 10C y representan el dispositivo 1000 que cumple la funcion de afeitadora electrica en dos etapas de actuacion.

Inicialmente en la Fig. 10A, el dispositivo 1000 que cumple la funcion de afeitadora electrica comprende generalmente una base 1010, un puente oscilante 1030, una unidad 1050 en la que se encuentran las hojas, y una cubierta 1055 de aluminio. La base 1010 comprende generalmente una superficie superior 1011, una primera montura 1012 del accionador del polfmero, una segunda montura 1014 del accionador del polfmero, y una pluralidad de orificios 1019 del fijador para conectar el puente oscilante 1030 a la base 1010. La base 1010 y las primeras y segundas monturas 1012, 1014 del accionador del polfmero pueden estar fabricadas de un material rfgido, como metal, plastico, polfmeros, composites, etc. La base 1010 se puede colocar en un primer plano.

Las primeras y segundas monturas 1012, 1014 del accionador del polfmero se pueden extender desde la superficie superior 1011 de la base 1010 y pueden comprender una zona 1013/1015 de enganche en forma de L y una parte inclinada 1016/1017. La primera montura 1012 del accionador del polfmero puede ser antagonica y estar desplazada de la segunda montura 1014 del accionador del polfmero, de modo que cada una se pueda colocar en un plano vertical separado (un primer y segundo plano vertical, respectivamente). La parte inclinada 1016 de la primera montura 1012 del accionador del polfmero se inclina hacia la segunda montura 1014 del accionador del polfmero, y la parte inclinada 1017 de la segunda montura 1014 del accionador del polfmero se inclina hacia la primera montura 1012 del accionador del polfmero (veanse las Figs. 10D y 10E). Las partes inclinadas pueden incrementar la rigidez de las monturas del accionador del polfmero, de modo que se mantengan practicamente exentas de doblarse, a la vez que proporcionan un espacio libre entre las monturas del accionador del polfmero que se contraponen durante la transferencia lineal del puente oscilante. Debe entenderse que se pueden utilizar configuraciones geometricas que sean distintas a las partes inclinadas que se muestran en la ilustracion para proporcionar rigidez a las monturas del accionador del polfmero, a la vez que tambien se permite una transferencia lineal del puente oscilante.

El puente oscilante 1030 puede comprender una superficie superior 1040, una superficie inferior 1042, un primer muelle laminar 1031, un segundo muelle laminar 1031', una tercera montura 1032 del accionador del polfmero, y una cuarta montura 1034 del accionador del polfmero. El puente oscilante 1030 puede tambien comprender orificios 1041 de conexion de la unidad en la que se encuentran las hojas para acoplar la unidad 1050 en la que se encuentran las hojas al puente oscilante 1030. El puente oscilante 1030 puede estar colocado en un segundo plano que es paralelo al primer plano de la base.

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Los primeros y segundos muelles laminares 1031, 1031' se extienden hacia abajo de la superficie superior 1040 y terminan en una brida 1038/1038' de conexion que tiene orificios 1039, de modo que los primeros y segundos muelles laminares 1031, 1031' se pueden conectar a la base con fijadores (p. ej., tornillos). Debe entenderse que los primeros y segundos muelles laminares 1031, 1031' se pueden conectar de forma fija a la base mediante otros medios de acoplamiento, como soldadura, soldadura de puntos, soldadura, adhesivo, etc. Los primeros y segundos muelles laminares 1031, 1031' pueden estar fabricados de un material amoldable, de modo que se puedan mover de atras a adelante a lo largo de la direccion indicada por la flecha A.

Las terceras y cuartas monturas 1032, 1034 del accionador del polimero se extienden desde la superficie inferior 1042 del puente oscilante 1030. Como se muestra en la Fig. 10A, las terceras y cuartas monturas 1032, 1034 del accionador del polimero pueden tener generalmente forma de L en la seccion transversal y tener zonas 1033/1035 de enganche. Al igual que las primeras y segundas monturas 1012, 1014 del accionador del polimero, las terceras y cuartas monturas 1032, 1034 del accionador del polimero tienen una parte inclinada 1036/1037. La parte inclinada 1036 de la tercera montura 1032 del accionador del polimero se inclina hacia la cuarta montura 1034 del accionador del polimero, y la parte inclinada 1037 de la cuarta montura 1034 del accionador del polimero se inclina hacia la tercera montura 1032 del accionador del polimero. Cuando la maquina de afeitar electrica esta ensamblada, como se ilustra en la Fig. 10B, la cuarta montura 1034 del accionador del polimero esta en el lado opuesto de la primera montura 1012 del accionador del polimero en el primer plano vertical, y la tercera montura 1032 del accionador del polimero esta en el lado opuesto de la segunda montura 1014 del accionador del polimero. La base 1010, el puente oscilante 1030, y la unidad 1050 en la que se encuentran las hojas se pueden mantener dentro de una carcasa 1056 del dispositivo.

La unidad 1050 en la que se encuentran las hojas puede comprender una pluralidad de hojas 1054 en una superficie superior y pasadores 1053 de acoplamiento en una superficie inferior que se pueden introducir y fijar a los orificios 1041 de conexion de la unidad en la que se encuentran las hojas, de modo que la unidad 1050 en la que se encuentran las hojas este conectada de forma fija al puente oscilante 1030. La cubierta 1055 de aluminio se puede fijar a la carcasa del dispositivo para limitar la exposicion de las hojas 1054.

En la Fig. 10C, un primer accionador 1060 del polimero esta conectado de forma fija a la primera montura 1012 del accionador del polimero en la zona 1013 de enganche y a la cuarta montura 1034 del accionador del polimero en la zona 1035 de enganche. Un segundo accionador 1062 del polimero esta conectado de forma fija a la segunda montura 1014 del accionador del polimero en la zona 1015 de enganche y a la tercera montura 1032 del accionador del polimero en la zona 1033 de enganche. Los primeros y segundos accionadores 1060, 1062 del polimero se pueden colocar en paralelo entre si de modo que cada uno tire (o empuje) en direcciones distintas al activarse. Al alternar la tension que se aplica a los primeros y segundos accionadores 1060, 1062 del polimero, los primeros y segundos accionadores 1060, 1062 del polimero se pueden controlar para que muevan el puente oscilante 1030 sobre un intervalo de recorrido limitado casi lineal, como indica la flecha A. Al balancear el puente oscilante 1030, la unidad 1050 en la que se encuentran las hojas puede moverse de atras a adelante para mover las hojas 1054 por la piel del usuario.

La Fig. 10D ilustra una vista en seccion transversal de la linea en seccion transversal B-B de la Fig. 10C. La Fig. 10D ilustra el puente oscilante 1030 en reposo con respecto a la base 1010. Los primeros y segundos accionadores 1060 y 1062 del polimero no aplican tension al mismo en esta posicion. En la realizacion que se ilustra en la Fig. 10D, el hueco g esta presente entre la parte inclinada 1016 de la primera montura 1012 del accionador del polimero y la parte inclinada 1037 de la cuarta montura 1034 del accionador del polimero. El espacio libre que proporciona el hueco g puede permitir el movimiento lineal reciproco del puente oscilante 1030 a lo largo de una sola dimension, como indica la flecha A.

La Fig. 10E tambien ilustra una vista en seccion transversal de la linea de seccion transversal B-B de la Fig. 10C, en donde el puente oscilante 1030 se ha trasladado linealmente con respecto a la base 1010 como indica la flecha C. El puente oscilante 1030 se ha trasladado linealmente debido a la aplicacion de tension a los electrodos del primer accionador 1060 del polimero. El primer accionador 1060 del polimero se ha expandido debido a la tension aplicada, moviendo asi la cuarta montura 1034 del accionador del polimero mas cerca de la primera montura 1012 del accionador del polimero y haciendo que el hueco g' que se ilustra en la Fig. 10E sea mas pequeno que el hueco g que se ilustra en la Fig. 10D. Por tanto, las partes inclinadas 1016, 1017, 1036, 1037 de las monturas 1012, 1014, 1032, 1034 del accionador del polimero pueden permitir una movilidad y un alcance maximo del puente oscilante 1030.

En la presente memoria, el termino “elementos de contacto” se usa para referirse a cualquier elemento adecuado que se puede introducir en la cavidad oral. Algunos elementos adecuados incluyen mechones de cerdas, elementos de masaje elastomericos, elementos de limpieza elastomericos, elementos de masaje, limpiadores linguales, limpiadores de tejidos blandos, limpiadores de superficies duras, elementos elastomericos abrasivos, elementos elastomericos en una disposicion o en una orientacion determinada, p. ej., aletas montadas sobre un pivote, puntas Prophy, combinaciones de los mismos, o elementos similares. Los elementos de contacto adecuados ilustrativos se describen en las solicitudes de patente US- 2002/0059685; US-2005/0000043; US-2004/0177462; US-2005/0060822; US-2004/0154112; US-

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2008/0178401; US-2009/0007357; US- 6.151.745; US-6.058.541; US-6.041.467; US-6.553.604; US-6.564.416; US- 6.826.797; US-6.993.804; US-6.453.497; US-6.993.804; US-6.041.467. Se describen mas ejemplos adecuados de elementos de limpieza elastomericos y/o elementos de masaje en las publicaciones de las solicitudes de patente US- 2007/0251040; US-2004/0154112; US-2006/0272112; y en las patentes US-6.553.604; US-6.151.745. Los elementos de limpieza pueden ser conicos, plegados, con hoyuelos, o similares. Se describen algunos ejemplos adecuados de estos elementos de limpieza y/o elementos de masaje en las patentes US-6.151.745; US-6.058.541; US-5.268.005; US- 5.313.909; US-4.802.255; US-6.018.840; US-5.836.769; US-5.722.106; US-6.475.553; y en la publicacion de la solicitud de patente US-2006/0080794.

Los elementos de contacto pueden estar unidos al cabezal de cualquier manera adecuada. Los metodos convencionales incluyen grapado, formacion de mechones sin fijaciones y formacion de mechones mediante moldeo por inyeccion. En el caso de elementos de contacto que comprenden un elastomero, estos elementos pueden estar formados de forma integral entre si, p. ej., con una parte de base integral y extendiendose hacia fuera desde la misma.

El cabezal puede comprender un limpiador de tejidos blandos constituido por cualquier material adecuado. Algunos ejemplos de material adecuado incluyen materiales elastomericos; polipropileno, polietileno, etc.; similares, y/o combinaciones de los mismos. El limpiador de tejidos blandos puede comprender cualquier elemento limpiador de tejidos blandos adecuado. Se describen algunos ejemplos de estos elementos, asi como de configuraciones de limpiadores de tejido blando en un cepillo dental, en las solicitudes de patente US-2006/0010628; US-2005/0166344; US-2005/0210612; US-2006/0195995; US-2008/0189888; US-2006/0052806; US-2004/0255416; US-2005/0000049; US-2005/0038461; US-2004/0134007; US-2006/0026784; US-20070049956; US-2008/0244849; US-2005/0000043; US-2007/140959; y en las publicaciones US-5.980.542; US-6.402.768; y US-6.102.923.

En el caso de realizaciones que incluyen un elemento elastomerico en una primera cara del cabezal y un elemento elastomerico en una segunda cara del cabezal (en el lado opuesto de la primera), los elementos elastomericos se pueden conformar integralmente a traves de los canales o huecos que se extienden a traves del material del cabezal. Estos canales o huecos pueden permitir que el material elastomerico fluya a traves del cabezal durante un proceso de moldeo por inyeccion, de modo que ambos elementos elastomericos de la primera cara y la segunda cara se conformen en una etapa de moldeo por inyeccion.

Ahora deberia entenderse que las realizaciones y ejemplos que se describen en la presente memoria pueden permitir el movimiento de un arbol lineal u otra estructura similar en una direccion lineal mediante el uso de motores de electro-polimero lineales. Dichos motores de electro-polimeros lineales se pueden utilizar como un sistema de accionamiento lineal en pequenos electrodomesticos, como cepillos dentales, maquinas de afeitar electricas, limpiadores linguales y dispositivos similares. Las realizaciones descritas en la presente memoria pueden reducir la complejidad de los sistemas de accionamiento lineal existentes implementados actualmente en dichos pequenos electrodomesticos ya que los accionadores del polimero utilizados en los motores de electro-polimero lineales que se describen en la presente memoria pueden tener menos piezas moviles que los sistemas de accionamiento lineal tradicionales.

Las dimensiones y valores descritos en la presente memoria no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numericos exactos indicados, sino que, salvo que se indique lo contrario, debe considerarse que cada dimension significa tanto el valor indicado como un intervalo funcionalmente equivalente en torno a ese valor. Por ejemplo, una dimension descrita como “40 mm” significa “aproximadamente 40 mm”.

Aunque se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invencion, resultara evidente para el experto en la tecnica que es posible realizar otros cambios y modificaciones sin por ello abandonar el ambito de la invencion cubierto por las siguientes reivindicaciones.

Claims

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REIVINDICACIONES

Un dispositivo de cuidado bucal, que tiene un motor (101, 201, 401, 601) de electro-polimero lineal que comprende:

un elemento fijo (117, 217, 450);

un arbol lineal (112, 212, 412, 612) que tiene un eje (102, 202, 402) asociado al mismo; un accionador (114, 214, 414, 614) del polimero que comprende un primer extremo y un segundo extremo, en donde el primer extremo del accionador del polimero esta conectado de forma fija al arbol lineal y el segundo extremo del accionador del polimero esta conectado de forma fija al elemento fijo;

un elemento (115, 215, 415, 615) de sesgo que comprende un primer extremo y un segundo extremo, en donde:

el primer extremo del elemento de sesgo esta conectado de forma fija al arbol lineal; el segundo extremo del elemento de sesgo esta conectado de forma fija al elemento fijo de modo que una tension del muelle proporcionada por el elemento de sesgo opone un movimiento del arbol lineal proporcionado por el accionador del polimero; y el accionador del polimero cambia de longitud despues de recibir tension para mover el arbol lineal a lo largo del eje; y

una carcasa del dispositivo que actua como el elemento fijo.

El dispositivo de cuidado bucal segun la reivindicacion 1, en donde el elemento de sesgo comprende un muelle (115, 415, 615).

El dispositivo de cuidado bucal segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento de sesgo comprende un segundo accionador (215) del polimero.

El dispositivo de cuidado bucal segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que ademas comprende un manguito guia (113, 213), en donde el arbol lineal esta colocado a traves del manguito guia de modo que el movimiento del arbol lineal es practicamente lineal.

El dispositivo de cuidado bucal segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde una zona (116, 216) de conexion del accionador se desplaza de una zona (118, 218) de conexion del elemento de sesgo a lo largo de la longitud del arbol lineal.

El dispositivo de cuidado bucal segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el elemento de sesgo esta configurado como un primer y un segundo muelle plano (415, 415’) que esta conectado de forma fija al arbol lineal.

El dispositivo de cuidado bucal segun la reivindicacion anterior y en referencia a la reivindicacion 4, en donde los primeros y segundos muelles planos realizan la funcion del manguito guia.

El dispositivo de cuidado bucal segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el motor de electro-polimero lineal comprende un primer accionador (614a) del polimero y un segundo accionador (614b) del polimero y ademas un primer muelle plano (615) y un segundo muelle plano (615’).

El dispositivo de cuidado bucal segun la reivindicacion anterior, en donde los primeros y segundos accionadores del polimero se realizan en la misma capa de polimero.

El dispositivo de cuidado bucal segun la reivindicacion 8, en donde la capa de polimero se enrolla o devana de modo que comprenda al menos una capa de rollo.