在快节奏、高要求的现代生活中，电动牙刷已从“新兴潮品”演变为日常口腔护理的标配工具。它以科技之力重塑刷牙体验，将传统手工清洁升级为高效、精准、智能的健康新方式，成为越来越多家庭追求口腔健康的首选。电动牙刷（Electric Toothbrush），是一种通过电动机芯驱动刷头产生高频振动或旋转运动，实现高效清洁牙齿与牙龈的智能口腔护理工具。其历史可追溯至1954年，由瑞士医生Philippe-Guy Woog发明，初衷是为行动不便者提供更便捷的刷牙方式。经过数十年发展，电动牙刷已从医疗辅助设备走向大众消费市场，成为全球牙科专家广泛推荐的清洁工具。

一、电动牙刷是怎么工作的？

电动牙刷的工作原理其实并不复杂，简单来说，就是利用电力驱动机芯，产生特定的机械运动，从而带动刷头完成清洁动作。

虽然市面上的牙刷种类繁多，但其核心原理主要可以归纳为以下几种主流方式：

1. 旋转式 (Rotating)

这是最早出现的电动牙刷类型，原理相对简单直接。核心机制为利用电机驱动圆形刷头进行高速旋转。 刷头通常以每分钟几千到上万转的速度，顺时针和逆时针交替旋转。

优点是摩擦力强，主要依靠刷毛的物理旋转摩擦来去除牙菌斑；清洁力强， 对牙齿表面的清洁效果非常好。缺点是噪音较大，对牙釉质的磨损风险相对较高，且刷头通常较小，深入牙缝的能力不如声波式。

2. 声波震动式 (Sonic Vibration)

这是目前市面上最主流、最常见的类型。原理是利用磁悬浮电机或普通空心杯电机，驱动刷头进行高频往复直线运动（通常是上下振动）。清洁方法有两种，通过物理接触牙齿，刷毛高频抖动，直接震落污渍。或者使用流体动力： 这是声波牙刷的“杀手锏”。高频振动会带动牙膏和水产生大量微小气泡（空化效应），气泡破裂时产生的压力可以深入牙缝，冲刷手动刷牙难以触及的区域。

主要特点：清洁范围广， 既能清洁牙齿表面，也能通过水流清洁牙缝。舒适度高， 相比旋转式，对牙龈更温和，噪音也更小。

3. 超声波式 (Ultrasonic)

这是一种比较高端的技术，容易与“声波牙刷”混淆。核心原理为利用压电换能器产生超声波频率（>20,000 Hz）的机械波。然后依靠超声波在牙周组织中的空化效应来破坏细菌细胞壁，松动牙结石，而不是单纯靠刷毛摩擦。

优点为静音和护龈，运行时几乎无声，而且对牙齿磨损极小，甚至有促进牙龈血液循环的理疗作用。总的来说，无论哪种原理，电动牙刷的核心优势在于高频和稳定。它能以远超手动刷牙的频率（每分钟几万次甚至几十万次）进行运动，从而更彻底地清除牙菌斑。

4. 扫振一体式 (Sweeping-Oscillating)

这是本文讨论的重点，扫振一体式电机的应用领域，是目前比较先进的技术。

扫振电机（Sweeping-Oscillating Motor）是一种能够同时实现高频振动和大角度摆动的复合型电机，主要用于电动牙刷等设备，通过复合运动提升清洁效果。其技术也可扩展至其他表面处理设备（如清洁刷）。相比传统有刷电机，扫振电机清洁效率更高，且运行更稳定。

二、扫振电机的工作原理

具体来说，扫振电机的工作原理是通过内部结构设计（如定子、转子组件和偏心块等），在通电时产生离心力，从而驱动电机实现高频振动和轴向摆动。这种复合运动可以带动刷头在振动的同时绕电机轴线转动，模拟巴氏刷牙法的运动轨迹，更有效地清除牙齿缝隙中的食物残渣和牙菌斑。简单来说，它的运行原理可以理解为：“内部转子高速转，带动外部刷头来回扫”。

1. 核心运行机制：离心力与传动

扫振电机本质上是一种特殊的振动电机，其运行基础主要依赖于电磁感应和机械结构的配合：

电磁驱动（动力源）： 当电流通过电机内部的线圈时，会产生旋转磁场。这个磁场驱动转子（通常带有偏心块）高速旋转。

激振力产生： 转子两端的偏心块在高速旋转时会产生离心力（激振力）。

复合运动输出： 与普通只产生直线振动的电机不同，扫振电机通过特殊的齿轮或连杆传动结构，将转子的圆周旋转运动转化为驱动端（如牙刷头）的平面摆动或立体扫动。

2. 运行模式：振动 + 扫动

扫振电机在运行时，不是单一的震动，而是两种动作的结合：

3. 智能伺服控制（关键升级）

现代的“扫振伺服电机”之所以先进，是因为它不仅仅是“通电就转”，而是具备闭环控制能力。它像一个有脑子的助手，会根据环境调整运行状态。 电机内部集成了传感器（如电流传感器或霍尔传感器），能实时感知刷头受到的阻力（例如刷到牙齿还是刷到脸颊）。 通过内置的 PID 算法，当检测到刷头受阻（力度过大或接触面不平整）时，电机会瞬间增加扭矩，维持设定的振动频率和摆动幅度，确保清洁力度不衰减。 高级的数字控制系统甚至能记忆用户的使用轨迹，根据口腔不同区域的平整度，自动调整振幅、频率和摆动角度，以达到最佳的节能和清洁效果。

主要特点和结构

紧凑设计：扫振电机采用一体化结构，如驱动板和伺服电机组合，体积小巧，适合安装在电动牙刷手柄中。

控制方式：通过串口指令（如UART）调节振动幅度、频率和摆动角度，支持多档位调节（如10档），实现不同清洁模式。

自适应功能：部分扫振电机配备数字控制系统，能根据使用场景（如口腔表面平整度）自动优化振动参数，降低能耗。

4. 它是如何“动”起来的？

如果你拆开一支搭载扫振电机的电动牙刷，你会看到电机运行时的物理状态是这样的：

启动： 你按下开关，电流涌入，定子产生磁场。

旋转： 转子开始高速旋转，偏心块产生强烈的离心力，使整个电机机身产生高频抖动（振动）。

传动： 转子的旋转轴通过一个万向节或曲柄滑块机构，驱动刷头支架左右摆动（扫动）。

反馈： 电路板实时监测电机转速，如果水流阻力变大导致转速下降，电路板会加大电压，强行把转速“拉”回来。

这种“又振又扫”的运行方式，比传统单一旋转或单一振动的牙刷，更能模拟手动刷牙的拂刷动作，从而提供更高效且温和的清洁体验。

总结：目前市面上使用扫振电机的产品主要集中在电动牙刷领域，这是该技术最主要的应用场景。随着技术的成熟，也有一些品牌开始将类似的技术原理应用到其他清洁工具中。此外，由于扫振电机能提供更强的复合运动能力，未来我们也很可能会在冲牙器、美容仪或工业清洁刷等需要复杂运动轨迹的设备中看到它的身影。