基于专利分析的电动牙刷设计趋势研究

摘 要：专利是技术创新的源泉，如何通过专利分析探究技术发展现状、识别具有潜力的研究热点，指导新产品开发对企业来说至关重要。本文以电动牙刷为研究对象，对其相关专利进行统计分析探究相关技术主题分布、演化规律及未来发展趋势。结合用户反馈给出新产品开发设计方向，为产品研发设计提供新思路。

关键词：专利分析;技术主题;电动牙刷

电动牙刷由瑞士医生Philippe-GuyWoog于1956年发明，通过电动机芯的快速旋转或震动，使刷头产生高频震动，瞬间将牙膏分解成细微泡沫，深入清洁牙缝，与此同时，刷毛的颤动能促进口腔的血液循环，对牙龈组织有按摩效果。[1]近年来，电动牙刷已经国内外已经掀起了一场口腔保健领域的革命。根据淘宝天猫数据，2017年上半年国内电动牙刷销售额销售量326万只，同比增长51.43%，销售额6.74亿元，同比增长86.84%，电商渠道数据表明电动牙刷市场正在加速走向高速成长期。[2]随着电动牙刷被越来越多的居民接受，人们对其功能、智能化、便捷化以及环保性等方面提出了更高的需求。

1 专利数据分析

本文以智慧芽（Patsnap）为专利检索与分析平台，确定以“电动牙刷”、“智能牙刷”、“超声波牙刷”、“震动牙刷”等为关键词，结合IPC分类号构建布尔检索式，对2000-2018年电动牙刷相关的发明和实用新型专利进行检索。剔除无关、重复失效的专利，最终得到了2378组专利数据。

利用智慧芽专利分析软件，对专利文献进行英策分析，统计高频词汇、通过文本聚类的方式获取专利技术主题。这种方式具有较高的灵活性，自动化处理能力较强，能够很轻松地获得文本聚类。过滤掉与电动牙刷无关的主题聚类与虚词聚类，选取相关专利数量大于10的16个主题进行分析，如下表所示。

根据左表中的主题聚类，绘制各技术主题数量随时间变化趋势热度图如左图所示。电动牙刷相关专利技术在我国的发展呈现出以下三种趋势：一是随着电动牙刷的推广与使用，相关各技术专利数量整体呈上升趋势，特别是超声波牙刷相关技术研究热度逐年升高;二是智能终端数据交互技术研究近三年出现爆发式增长为当前研究的热点;三是更换刷头、深度清洁、无震感刷牙三种技术各年份均有专利产出，但一直未成为研究热点;其他各技术未出现明显的变化趋势。

2 用户使用反馈

目前电动牙刷的用户仍在培育阶段，相当一部分群体对电动牙刷功效持观望或怀疑态度。通过在线问卷调查及各淘宝、京东等电商平台产品评价中获取用户反馈，用户对产品的主要诉求还是在实用性与可靠性方面。通过对用户反馈的统计，将现有电动牙，刷不足归纳如下：（1）无论是机械式电动牙刷还是超声式牙刷依然存在振齿感与噪声问题，特别是在初次使用时，振齿感与噪声较为难以控制，这也是在大多数用户试用电动牙刷后放弃使用的最大原因。（2）刷牙过程中常有牙膏沫飞溅出来，特别是在刷牙换边或档位切换过程中。（3）刷牙指导不足，没有口腔牙齿直观图、数据分析、漏刷提醒等功能。（4）相对于传统牙刷来说电动牙刷较为笨重，在造型与握持感方面也有所欠缺。（5）对于患有牙周炎、牙龈出血等口腔疾病的用户电动牙刷可能对口腔软组织造成伤害，没有针对特殊群体的专用电动牙刷。

3 电动牙刷设计趋势展望

（1）当前易于实现的设计。配套消毒组件设计，电动牙刷在不使用时一般直接暴露于空气中或放置于与其相适配的刷槽中容易滋生大量细菌，不利于口腔健康。设计具有消毒杀菌功能的电动牙刷更能满足用户包含口腔的需求。高温杀菌、紫外线灭菌等技术应用较为成熟，集成与电动牙刷或充电座、收纳盒等配套产品中易于实现。

（2）需持续改进的设计。超声振动器的改进设计，由左图可知超声波电动牙刷专利申请数量逐年增多，是当前电动牙刷的主流方向。超声波电动牙刷主要有超声振动器、转动机构、牙刷头及控制电路组成，超声振动器产出高频振动，可有效去除牙菌斑。超声振动器的改进方向主要有三个：第一是振动器的微型化，有助于减小牙刷整体的体积与重量;第二是超高频率振动，超高振动有助于牙齿的更好清洁;第三振动的传递，消除振齿与振手感，降低噪声。

（3）未來电动牙刷设计趋势。在电动牙刷的各技术发展趋势中智能数据交互技术为未来重点研发方向，类型于智能手环等智能穿戴产品的“智能硬件+移动端APP+云平台”模式为电动牙刷今后发展的基本形态。通过传感器探测牙齿位置、刷牙力度等形成个人口腔牙齿直观图，进行实时刷牙指导;通过智能硬件检测牙菌斑、口腔ph值等健康数据反馈到移动终端，经云平台记录并建立个人口腔档案，并根据数据分析引导用户科学健康刷牙。

参考文献：

[1]董潇潇，万鹏，DONGXiaoxiao，等.电动牙刷的临床应用[J].实用口腔医学杂志，2014，30（3）：418-421.

[2]林然.消费升级下的小家电机会[J].股市动态分析，2017（17）：44-45.

作者简介：翟建鹏（1993-），男，山东济宁人，硕士，研究方向：创新设计、专利知识挖掘。