基于專利分析的電動牙刷設計趨勢研究

摘 要：專利是技術創新的源泉，如何通過專利分析探究技術發展現狀、識別具有潛力的研究熱點，指導新產品開發對企業來說至關重要。本文以電動牙刷為研究對象，對其相關專利進行統計分析探究相關技術主題分布、演化規律及未來發展趨勢。結合用戶反饋給出新產品開發設計方向，為產品研發設計提供新思路。

關鍵詞：專利分析;技術主題;電動牙刷

電動牙刷由瑞士醫生Philippe-GuyWoog于1956年發明，通過電動機芯的快速旋轉或震動，使刷頭產生高頻震動，瞬間將牙膏分解成細微泡沫，深入清潔牙縫，與此同時，刷毛的顫動能促進口腔的血液循環，對牙齦組織有按摩效果。[1]近年來，電動牙刷已經國內外已經掀起了一場口腔保健領域的革命。根據淘寶天貓數據，2017年上半年國內電動牙刷銷售額銷售量326萬只，同比增長51.43%，銷售額6.74億元，同比增長86.84%，電商渠道數據表明電動牙刷市場正在加速走向高速成長期。[2]隨著電動牙刷被越來越多的居民接受，人們對其功能、智能化、便捷化以及環保性等方面提出了更高的需求。

1 專利數據分析

本文以智慧芽（Patsnap）為專利檢索與分析平臺，確定以“電動牙刷”、“智能牙刷”、“超聲波牙刷”、“震動牙刷”等為關鍵詞，結合IPC分類號構建布爾檢索式，對2000-2018年電動牙刷相關的發明和實用新型專利進行檢索。剔除無關、重復失效的專利，最終得到了2378組專利數據。

利用智慧芽專利分析軟件，對專利文獻進行英策分析，統計高頻詞匯、通過文本聚類的方式獲取專利技術主題。這種方式具有較高的靈活性，自動化處理能力較強，能夠很輕松地獲得文本聚類。過濾掉與電動牙刷無關的主題聚類與虛詞聚類，選取相關專利數量大于10的16個主題進行分析，如下表所示。

根據左表中的主題聚類，繪制各技術主題數量隨時間變化趨勢熱度圖如左圖所示。電動牙刷相關專利技術在我國的發展呈現出以下三種趨勢：一是隨著電動牙刷的推廣與使用，相關各技術專利數量整體呈上升趨勢，特別是超聲波牙刷相關技術研究熱度逐年升高;二是智能終端數據交互技術研究近三年出現爆發式增長為當前研究的熱點;三是更換刷頭、深度清潔、無震感刷牙三種技術各年份均有專利產出，但一直未成為研究熱點;其他各技術未出現明顯的變化趨勢。

2 用戶使用反饋

目前電動牙刷的用戶仍在培育階段，相當一部分群體對電動牙刷功效持觀望或懷疑態度。通過在線問卷調查及各淘寶、京東等電商平臺產品評價中獲取用戶反饋，用戶對產品的主要訴求還是在實用性與可靠性方面。通過對用戶反饋的統計，將現有電動牙，刷不足歸納如下：（1）無論是機械式電動牙刷還是超聲式牙刷依然存在振齒感與噪聲問題，特別是在初次使用時，振齒感與噪聲較為難以控制，這也是在大多數用戶試用電動牙刷后放棄使用的最大原因。（2）刷牙過程中常有牙膏沫飛濺出來，特別是在刷牙換邊或檔位切換過程中。（3）刷牙指導不足，沒有口腔牙齒直觀圖、數據分析、漏刷提醒等功能。（4）相對于傳統牙刷來說電動牙刷較為笨重，在造型與握持感方面也有所欠缺。（5）對于患有牙周炎、牙齦出血等口腔疾病的用戶電動牙刷可能對口腔軟組織造成傷害，沒有針對特殊群體的專用電動牙刷。

3 電動牙刷設計趨勢展望

（1）當前易于實現的設計。配套消毒組件設計，電動牙刷在不使用時一般直接暴露于空氣中或放置于與其相適配的刷槽中容易滋生大量細菌，不利于口腔健康。設計具有消毒殺菌功能的電動牙刷更能滿足用戶包含口腔的需求。高溫殺菌、紫外線滅菌等技術應用較為成熟，集成與電動牙刷或充電座、收納盒等配套產品中易于實現。

（2）需持續改進的設計。超聲振動器的改進設計，由左圖可知超聲波電動牙刷專利申請數量逐年增多，是當前電動牙刷的主流方向。超聲波電動牙刷主要有超聲振動器、轉動機構、牙刷頭及控制電路組成，超聲振動器產出高頻振動，可有效去除牙菌斑。超聲振動器的改進方向主要有三個：第一是振動器的微型化，有助于減小牙刷整體的體積與重量;第二是超高頻率振動，超高振動有助于牙齒的更好清潔;第三振動的傳遞，消除振齒與振手感，降低噪聲。

（3）未來電動牙刷設計趨勢。在電動牙刷的各技術發展趨勢中智能數據交互技術為未來重點研發方向，類型于智能手環等智能穿戴產品的“智能硬件+移動端APP+云平臺”模式為電動牙刷今后發展的基本形態。通過傳感器探測牙齒位置、刷牙力度等形成個人口腔牙齒直觀圖，進行實時刷牙指導;通過智能硬件檢測牙菌斑、口腔ph值等健康數據反饋到移動終端，經云平臺記錄并建立個人口腔檔案，并根據數據分析引導用戶科學健康刷牙。

參考文獻：

[1]董瀟瀟，萬鵬，DONGXiaoxiao，等.電動牙刷的臨床應用[J].實用口腔醫學雜志，2014，30（3）：418-421.

[2]林然.消費升級下的小家電機會[J].股市動態分析，2017（17）：44-45.

作者簡介：翟建鵬（1993-），男，山東濟寧人，碩士，研究方向：創新設計、專利知識挖掘。