一种删白发组件、发梳和系统的制作方法

本发明涉及一种理发系统，特别是涉及一种从发根处进行白发清理的删白发组件、删白发梳和删白发系统。

背景技术：

人大约有10～11万根头发，每平方厘米的头皮生长175～300根，生长的速度大约是每天0.4毫米(c.r.robbins,chemicalandphysicalbehaviorofhumanhair,4thed.,springer-verlag:newyork,2002)。根据皮质内色素种类和含量的不同，头发的颜色也不同，如黑色、棕色、金色和红色等。专业的区分方法是采用费舍尔-萨勒标度(fischer-sallerscale)，将头发分为a(浅色)-y(深色)和i(深红色)-vi(浅红色)共31阶。我们将这些不同颜色的头发统称为色发。

色发变白头发或灰头发(下面统称白发)使人看起来变老。世界各地的人们想了许多不同的方法，但效果不尽理想，譬如染发不利于健康。有药物疑似可以再生色发(a.wellmanetal.,newengl.j.med.,347,445,2002)，但对人体的副作用巨大，并不可行。

其实，大多数有了白发的人，白发的比例并不高，在头部的分布也均匀，因此一个简单有效的方法就是直接剪去白发。这项工作一直有人在做，专利200620121615.0最早提出了一个光机电一体化的剪切刀，内含梳齿结构，通过光识别出白发，然后用电磁铁来剪切白发。后面的多个专利也都采用了相似的原理，但是这些发明的实用性不佳，主要原因在于：

一、大部分梳齿的末端没有与头皮接触，而是在距离发根一定距离的位置对白发进行识别和剪断(包括烧断)。头发细软，从头发中间位置而非发根处被剪断的白发极易随发梳移动，与其他头发混杂缠绕，白发的识别和剪除难以继续。从中间位置剪断还不可避免地产生不必要的重复剪断，额外的混杂使得整项任务难上加难。前人提出的操作方案过于理想，无法实现除去白发的目标。

二、同样因为上面的原因，即使可以剪去部分白发，由于大部分剪断位置离发根有一段距离，残留的白发长度较长，依然影响个人形象。

因此，需要一种便于操作和有效除去白发的删白发组件、删白发发梳和删白发系统。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供一种删白发组件，该组件包括至少一个壳体和设置在壳体内的至少一个识别单元和白发除去单元，该组件进一步包括：设置在壳体端部的感知单元，该感知单元响应该组件与皮肤的接触并输出启动信号；所述识别单元响应所述启动信号识别白发并输出删除信号；所述白发除去单元基于所述删除信号除去识别出的白发。本发明通过在组件壳体的端部设置感知单元，有效地解决了现有技术中存在的上述问题，可以在梳头的过程中方便快捷地实现将白发从发根去除。

优选地，所述壳体在靠近端部的侧壁设置有窗口；所述识别单元设置为通过窗口识别白发，所述白发除去单元设置为通过窗口除去识别出的白发。

优选地，每一识别单元包括光源模块、信息采集模块和识别模块。

优选地，识别模块进一步包括发色识别模块和形状识别模块中的一种或两种。

优选地，所述白发除去单元利用光能去除、力去除、电能去除、磁能去除、声能去除或热能去除中的一种或多种的组合，除去识别出的白发。

优选地，所述白发除去单元包括能量发射模块和聚焦模块，所述能量发射模块包括光能、电能、磁能、声能、热能的能量发射模块中的一种或多种的组合。

优选地，所述白发除去单元进一步包括驱动单元和去除执行机构，所述驱动单元驱动所述去除执行机构突出于壳体的窗口或保持在壳体内。

优选地，所述驱动单元包括驱动模块，所述驱动模块为静电驱动器、电磁驱动器、压电驱动器或逆压电驱动器。

优选地，所述白发除去单元进一步包括用于产生电压脉冲的脉冲产生单元和用于施加所述脉冲的微针。

优选地，所述识别单元包括第一光源、光学元件、和光谱传感器或图像传感器，所述光学元件设置为将光源发射的光反射出所述窗口，并将来自窗口的光反射至所述光谱或图像传感器。

优选地，所述白发除去单元进一步包括第二光源和聚焦镜，所述聚焦镜将第二光源产生的光聚焦至识别出的白发以除去白发。

优选地，所述白发除去单元进一步包括脉冲产生单元，该脉冲产生单元响应所述删除信号产生脉冲，以使所述第一光源输出具有除去白发强度的光束。以这种方式将识别单元和除去单元合二为一，当识别单元发现白发时，光源模块提高光源输出的光强度，除去白发。

优选地，所述删白发组件包括多个识别单元，所述多个识别单元设置在同一壳体中；或设置在相邻壳体中，所述相邻壳体的窗口相对设置。

优选地，识别单元与白发除去单元设置在同一壳体中；或者识别单元与白发除去单元分别设置在相邻壳体中。

优选地，所述感知单元为接触开关、压力传感器、热感应器、红外传感器、电阻探测器、电容探测器、电磁感应器或声波识别器中的一种或多种。

优选地，所述壳体的窗口处设置有柔性或弹性密封材料。

根据本发明的一个方面，提供一种删白发组件，该组件包括壳体和设置在壳体内的识别单元和白发除去单元，所述白发除去机构包括压电驱动器或逆压电驱动器，所述压电驱动器或逆压电驱动器一端固定于壳体，另一端固定有刀、微针、或其它去除执行机构；或者通过杠杆固定刀、微针。

本发明把要删除白发的人定义为用户。本发明所述的头皮是头顶及其周围、生长有头发的皮肤。

本发明的技术方案中，在壳体靠近端部的侧壁设置窗口，删白发组件的识别单元和白发除去单元通过设置在壳体上的窗口进行工作。删白发组件的各个单元可以设置在同一壳体内，也可以设置在相邻的壳体内，各单元或其中各模块通过同一窗口或相邻壳体上相对设置的窗口对头皮相同或相应的区域范围进行工作。相同或相应的区域范围称为工作微区。工作微区的大小可被设置为内含单个头发毛囊、甚至是单根头发。采用较小的工作微区，可以减少被识别对象的数量以及白发除去单元每次去除操作所针对的头发个数，提高识别准确率，减少误删黑发的数量。工作微区的长度(沿着删白发组件移动的方向)和宽度(沿着与移动方向垂直的方向)分别在0.01～10mm范围内，优选的范围是从用户头发的直径到2mm之间。由于不同人种，头发的直径不同，黄种人和黑人大约0.06～0.12mm，所以优选的范围是0.12～2mm，而白人头发的直径只有0.05～0.09mm，所以优选的范围是0.09～2mm。识别单元识别在每一个工作微区中的白发，白发除去在距离头皮表面非常近的位置或者在头皮表面将白发除去。由于头发的一端被头皮固定，本发明的方法无需重新排列或固定头发，可非常方便地直接识别和除去白发。只工作在头皮表面，大大减少了其它头发的干扰，还可以避免不必要的重复去除。使用本发明的发梳，在梳理头发的过程中，就可以从发根处除去用户头部所有的白发、留下色发，提升用户的个人形象。

感知单元

本发明删白发组件中的设置在组件壳体端部的感知单元使删白发组件响应与端部与头皮的接触开始工作，可以确保删白发组件从发根处除去白发，使白发残根最短，甚至可以通过直接破坏白发毛囊的方式永久性除发。

所述感知单元采用光感知、力感知、电感知、磁感知、声感知、热感知中的一种或多种的组合，判断头皮接触状态。若确认已接触头皮，则产生启动信号。感知单元的功能相当于一个常开的开关，当删白发组件与头皮接触时，开关被闭合产生启动信号，启动识别单元和白发除去单元工作。

感知单元可为接触开关、压力传感器、热感应器、红外传感器、电阻探测器、电容探测器、电磁感应器或声波识别器中的一种或多种。接触开关式感知单元物理上就是一个常开的开关，当删白发组件与头皮接触时，开关被闭合，输出启动信号。压力传感器式感知单元通过一个压力传感器来测量删白发组件与头皮接触时的压力，当压力大于设定值时产生启动信号。红外传感器式感知单元通过一个红外传感器来测量头皮发出的红外线，当红外线的强度在设定范围时输出启动信号。电容探测器式感知单元与头皮接触时，等价于在感知电路中加接了一个大电容，电路的改变产生启动信号。优选地，使用压力传感器式感知单元。压力传感器的另一个作用是当压力过大时报警，以防过大的压力损伤用户的头皮。

识别单元

识别单元包括用于提供扫描光源的光源模块，用于采集所述工作微区内光学信息的信息采集模块，和对所述工作微区内的各种信息进行分析以确定工作微区内存在白发的识别模块。光源模块可采用单色光或多色光光源，波长范围优选可见光和红外光，对人体安全。信息采集模块包括图像传感器和/或光谱传感器。光学信息的采集可采用常规的显微技术，共聚焦显微技术，或简化地，可采用非显微技术。显微技术中光的聚焦采用凹形反射镜或凸透镜。采集光学图像信息通常采用白光作为光源，通过比较拍摄到的颜色和形状来鉴别头发。识别模块包括颜色识别模块并优选地包括形状识别模块。颜色识别模块采用待测目标的rgb色彩模式来判断发色，rgb接近白光的头发判断为白发，偏离白光的头发判断为色发。形状识别模块，对工作微区内待判断目标的形状进行判断。若待判断目标的形状是规则的线形、圆柱形和椭圆柱形，那么目标判断为头发；若是不规则的形状，那么判断为非头发，实际可能是头皮屑或灰尘。这里的椭圆柱形包括椭圆形和卵形的横截面的柱形。

所述识别模块也可以采用透射光谱、吸收光谱、反射光谱、偏振光谱或荧光光谱中的一种或多种的组合，对工作微区内的发色进行判断。优选地，采用反射光谱或荧光光谱来区分色发和白发，采用波长比较短的光如紫光、蓝光作为入射光源。由于色发中的色素吸收入射光，检测到的反射光强度低而被判断为色发。入射光被色素吸收，也减少了蛋白质发色团如色氨酸和犬尿氨酸的发光强度，即荧光的强度，进而被判断为色发。

可采用多个信息采集模块、多种光谱相结合的多个识别单元来识别白发。多个识别单元对工作微区中含有多根头发时有意义。

根据色发种类的不同选择不同的识别方法。费舍尔-萨勒标度中离a和vi比较近的头发，如浅金发和浅红发，色素含量少，对光的吸收也少，需要注意排除头发外表面的反射光和其它散射光的干扰。如果色发的颜色非常接近白发，那么删除白发的需求可能也比较低。

当识别单元在工作微区中发现白发时，发出删除信号，譬如一个电脉冲信号，通知白发除去单元除去这根白发。

白发除去单元

接收到识别单元发出的删除信号后，白发除去单元工作除去相应工作微区内识别出的白发。除去白发有两种策略：一种是永久性地除去白发，以破坏白发毛囊的方式使白发不再从那里长出来。二是非永久性地除去白发，保留白发毛囊，除去的只是高于头皮的白发毛干。

白发除去单元采用光能去除、力去除、电能去除、磁能去除、声能去除或热能去除中的一种或多种的组合，除去识别出的白发。

所述除去单元包括发射高强度光能、电能、磁能、声能、热能的能量发射模块和用于将这些能量聚集至白发的局部点或区域的聚焦模块。

所述光能去除是采用激光或大功率发光二极管作为能量发射模块，产生的光脉冲通过聚焦模块聚焦，在发根处汽化切断白发或毁坏其毛囊。优选可见光源和红外光源，对人体安全。

所述电能去除或磁能去除是采用电场、磁场或电磁场脉冲在白发发根的局部产生足够高的能量密度来除去白发。将高能量限制在一个局部的工作微区，既减少能量的消耗，对人体又安全，比如采用局部火花放电切断白发，采用电针(electrolysis)毁坏毛囊等。

所述声能去除是利用超声波的空化作用，在白发发根的局部产生高声强的超声波脉冲来除去白发。

所述热能去除的方法是提高白发发根局部区域的温度，从而除去白发。

由于头发的面积很小，需要很高的能量密度，所以除去白发也采用组合法组合几种不同的能量，比如电磁波和激光组合。白发除去时可能会产生有味道的气体，可选择配备负压吸气系统。

所述力去除是采用一个力来切断白发，所述除去单元此时包括产生和控制驱动力的驱动模块和基于所述驱动力改变位置和执行切削的切削执行机构。

所述驱动模块为电驱动器或磁驱动器，例如静电驱动器、电磁驱动器、压电驱动器或逆压电驱动器，所述切削执行机构为刀片、剪刀或微针电极。所述切削执行机构的角度可调整，优选与白发根部的发干垂直。所述切削执行机构是柔性或弹性的，在切削过程中换向，比如将上下运动换成左右运动。

优选地，采用压电驱动器或逆压电驱动器控制微针电极或刀片。逆压电效应具有响应速度快(最快可以达到微秒级)、位移精度高、使用寿命长的特点。在一个实施例中，压电弯曲促动器(piezobendingactuator)响应电压脉冲而弯曲，带动切削执行机构切断白发。在另一个实施例中，多层堆积型压电促动器(stackmultilayerpiezoactuator)响应电压脉冲而伸长，带动柔性或弹性切削执行机构切断白发。

删白发组件

删白发组件可由外壳包裹，外壳的上端与其它删白发组件相连或与外部设备固定，下端使用时与头皮接触。组件中提供识别单元和白发除去单元的工作微区的窗口邻近感知单元的接触区域设置，即在所述壳体的下端端头外区域。柔性或弹性密封材料可布置在下端端头的侧部和/或底部，以免头发、头皮屑和灰尘等微小颗粒的进入删白发组件。

感知单元、识别单元和白发除去单元可以任意组合。

识别单元和白发除去单元对应的工作微区是同一区域或不同区域。一般来说，感知单元在识别单元和除去单元的附近接触头皮就可以满足从白发根部除去白发的目标，而识别单元对应的工作微区和除去单元对应的工作微区则应该尽量重合。不过在某一瞬间，两个单元对应的工作微区也可以是不同区域。比如安排识别单元在前，除去单元在后，给除去单元一个预设的滞后响应时间，可以将识别单元识别到的白发除去，特别是在使删白发组件进行匀速扫描的时候。这样的设计可使得工作微区的长度更小。

在除去单元贴邻的前后位置或对侧位置安排多个识别单元，对提高白发的检测有价值，特别是对应于含有多根头发的工作微区时。

删白发组件工作时，下端端头以大角度接触头皮表面，端头有多种不同的外形结构。本领域技术人员可以根据需要选择端头的形状并在壳体内合理设置各单元，以使删白发组件能够准确快速的识别并删除白发。下面是几种优选方案。

第一种是方形端头，它在宽度方向的横截面是直角形的。方形端头使得删白发组件大面积接触头皮，因而有较多的空间安排三个单元，可使识别单元和除去单元更接近头皮，白发的残根更短。方形端头只能除去删白发组件旁边的白发，而被端头本身覆盖的头皮区域内的白发不能除去。显然，方形端头本身的宽度小好，可以提高扫描区域的比例。

第二种是锥形端头，它在宽度方向的横截面是锥形的。锥形端头让所有的头发分列在删白发组件的两旁，不会被覆盖，但在长度方向上对识别白发和除去白发的精度要求显著提高。锥形端头直接接触头皮的部分小，识别单元和除去单元有时不得不安置在离头皮较远的位置，比如力去除白发时的残根比用方形端头的残根稍长。

第三种是半锥形半方形端头，它在宽度方向的横截面一侧是锥形、另一侧是直角形。

删白发梳

根据本发明的另一方面，提供一种删白发梳，包括主体和至少一个删白发梳齿，其特征在于，所述删白发梳齿包括如上所述的删白发组件。

优选地，梳齿的壳体上窗口朝向相邻梳齿设置。

优选地，梳齿中间部位的梳齿间距大于端部的梳齿间距。

优选地，所述删白发梳进一步包括多个梳齿，梳齿与删白发梳齿间隔设置。区别于删白发梳齿，这里的梳齿可以是常规梳子的梳齿。

由于头发数量众多，为提高效率，将多个删白发组件组合成一个删白发系统使用，组合的形式和数量没有限制。

最常见的组合形式是将删白发组件阵列排布起来，做成一个删白发梳，每个删白发组件以一个或多个壳体作为梳齿构成删白发梳的梳齿中的一部分。梳齿可以相互固定，例如删白发组件上部并排联结，也可以固定在梳体上。

在一个实施例中，各梳齿等间距的排成一列固定，齿端在同一条直线上。

识别单元和白发除去单元可以设置在同一梳齿上或相邻的梳齿上。围绕除去单元对应的工作微区布置多个识别单元，比如在除去单元的贴邻位置和在对侧相邻的梳齿上都布置识别单元，可以更好地识别白发。

在一个实施例中，梳齿与梳齿之间的距离在远离端部的区域例如中间区域的大于在端部区域的距离，这可以通过改变梳齿的形状来实现，以便让其余的头发(包括不在头皮表面的白发)顺利通过。

在一个实施例中，删白发梳齿与常规梳齿交错布置。常规梳齿宽度小，内部不设置除去单元，而将除去单元设置在其两侧的删白发梳齿内，并沿扫描方向前后错开。

与前面单排梳齿不同，把删白发梳齿并行排成两排或以上，这种删白发梳对短发用户可以提高效率。

所述删白发梳由供电模块供电，所述供电模块设置在删白发梳的梳体内，也可以使用外接电源。

进一步地，删白发梳包括分发器或压发板来引导靠近齿端的头发。删白发梳还包括一个扶发器，扶发器是毛发滚轮或常规的梳子，用来扶起倒伏的头发。相比于黄种人，白人和黑人的头发常常卷曲，扶发器也可以拉直头发。

删白发梳可以直接使用。用户只需手持删白发梳，以大角度将齿端压到头皮表面，然后如同使用常规的梳子一样移动删白发梳，就可以删除白发。

数控删白发系统

根据本发明的再一方面，提供一种数控删白发系统，该数控删白发系统包括：受控机械臂；数控子系统，用于控制机械臂以一定的速度和方向进行扫描；和设置在机械臂上的至少一个如上所述的删白发组件。

优选地，所述删白发组件与所述机械臂活动连接。

优选地，所述数控子系统基于来自删白发组件中感知单元的信号，进一步驱动每一个删白发组件的运动，使每一删白发组件端部与皮肤接触，以此提高删白发的效率。

优选地，所述数控子系统进一步包括检测单元，用于检测用户头部和删白发组件的位置；姿态控制单元，根据用户头部和删白发组件的位置关系，生成机械臂本体的姿态调整控制信号；轨迹控制单元，根据用户头部和删白发组件的位置关系，控制删白发组件的运动轨迹。

优选地，所述数控子系统包括多个定位器及收发单元。

优选地，所述数控删白发系统进一步包括用于梳理头发的辅助机械臂。

优选地，所述删白发组件扫描头部时与头皮保持大角度。

所述定位器上包含至少三个信号发射/接收点，可固定在用户头部的头发以下、下巴以上的区域，如耳朵、颧弓、颧骨、鼻子、眉弓和前额区域。所述删白发组件或删白发梳上固定多个信号发射/接收点。

在固定不动的地方上，如天花板、墙面和地面，固定信号发射/接收基点。信号发射/接收点与信号发射/接收基点之间采用电磁波或光信号进行通讯，根据电磁波或光的方向、强度和相位来测定信号发射/接收点的位置数据。

在一个实施例中，采用两条机械臂，第二条辅助机械臂用于梳理头发，譬如辅助机械臂可以拉起和拉直头发，更易于识别和除去。

所述辅助机械臂上可以连接常规的梳子。根据用户头部和删白发组件或删白发梳的实际位置数据，数控子系统指挥两条机械臂协同除去白发。

与头皮接触的只有删白发组件或删白发梳，它们和机械臂本体的连接采用活动接头，当与头发缠绕、拉扯时，可以与机械臂本体及时地脱开。删白发组件或删白发梳由机械臂本体供电，脱开后它们没有电。机械臂本体遇阻力即停止运动。

进一步地，在机械臂本体和删白发组件上设置摄像头，便于用户监控它们的工作状态。整个系统设置断电模块和断电按钮，必要时让整个系统断电。机械臂的下方为安全区域，便于用户脱离。

所述数控删白发系统让删白发组件感知单元、识别单元和白发除去单元的使用变得更加灵活。

一个例子是采用数字定位或扫描的方式来感知头皮，获得整个头皮表面的三维坐标数据的集合，识别单元和除去单元分别以所述三维坐标数据的集合为数字扫描坐标进行发色区分和除去白发。

在一个实施例中，识别单元先做扫描，记录下所有白发发根的三维坐标，然后数控子系统再指挥除去单元除去这些白发。采用数控技术的优势是完成一次白发扫描后可对应多次白发除去的过程。

进一步地，数控技术可以给出白发的比例和绘出白发分布区域图，用户可以根据自己的偏好，决定是否和如何除去白发。用户选择永久性除去白发时，最好采用数控删白发系统，因为数控技术可以指挥删白发组件或删白发梳作短暂的停留，更彻底地破坏白发的毛囊。

本发明的有益效果如下：

在人生不同的阶段，根据个人的偏好，删除白发的战略有所不同。初生白发时，白发的数量少，用户可以选择永久性地或非永久性地除去这些白发。永久性地除白发最大的优点是便利，但毁坏毛囊只能针对少数白发。随着白发数量的增多，用户更合理的选择是非永久性地除白发，当以后用户需要，譬如由于脱发导致头发的数量不足时，保留足够多的头发，即使是白发，也是有意义的。

用户如果偏爱短发发型，那么删白发相对容易，因为短的白发更挺立更容易除去，短的色发对删白发的干扰也小。由于本发明是从根部除去白发，因此即使是短发发型，用户只要及时将长出来的白发除去，就可以保持一直看不到白发的好形象，这就像男性用户每天刮胡子一样。

用户如果偏爱长发发型，那么最好预先梳理好头发。

总结起来：

1、本发明提出了一种切实可行的除去白发的方法，通过在删白发组件的壳体端部设置感知单元，使组件仅在接触皮肤时才开始识别白发并删除白发，可以实现在发根处除去白发，克服了由于在头发离开头皮一段距离进行剪断给剪断动作和梳理带来的诸多困难，以及难于实现自动除去白发的困难。

2、本发明采用受控的扫描技术，实现用户头皮的全覆盖，将用户头部的白发全部删去。

3、由于是从发根处除去白发，用户在删去白发后，头上只留下色发，完全看不到白发，真正提升了用户的个人形象。

本发明除了适用于头发，也适用于任何其它毛发，包括眉毛、胡须、腋毛、阴毛、胸毛、背毛、臂毛和腿毛等。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出删白发流程的示意图；

图2示出根据本发明第一实施例的删白发组件的示意图；

图3a-3c示出根据本发明第二实施例删白发组件的示意图；

图4a-4h示出根据本发明第三实施例的删白发组件的示意图；

图5a-5d示出根据本发明第四实施例的删白发组件的示意图；

图6a-6b示出根据本发明第五实施例的删白发组件的示意图；

图7示出根据本发明第六实施例的删白发梳的示意图；

图8示出根据本发明第七实施例的删白发梳的示意图；

图9示出根据本发明第八实施例的删白发梳的示意图；

图10示出根据本发明第九实施例的数控删白发系统的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

下面参照图1至图4具体说明根据本发明的删白发组件的优选实施例。本发明一种删白发组件，该组件包括壳体0、设置在壳体端部的感知单元1、设置在壳体内的识别单元2和白发除去单元3(如图2，图中各个单元为示意，不代表它们的形状或相互的位置关系)，以及优选地，设置在壳体端部附近侧壁上的窗口(未示出)。窗口可以是形成在侧壁(包括侧端部)上的开口，也可以在开口处形成有窗。本发明的删白发组件位于壳体端部的感知单元在与皮肤接触时，输出启动信号。每一识别单元包括光源模块、信息采集模块和识别模块。识别单元响应所述启动信号，光源模块发射光经光路及壳体上的窗口照射到工作微区，采集模块采集工作微区的反射光并经光路传输至信息采集模块，识别模块对来自信息采集模块的图像或光谱进行识别，确定被判断对象是否为白发，在识别出白发时输出删除信号。白发除去单元基于所述删除信号除去识别出的白发。梳理或扫描整个头皮表面，就可以从发根处删去用户头部的白发、留下色发。图1示出，在存在控制单元控制删白发组件自动扫描的情况下的流程图。

下面举例说明删白发组件的各个单元，以及由删白发组件组合而成的删白发系统。

第一实施例：感知单元

图2示出根据本发明的包括感知单元1的删白发组件。所述感知单元为接触开关、压力传感器、热感应器、红外传感器、电阻探测器、电容探测器、电磁感应器或声波识别器中的一种或多种。

在一个优选实施例中，采用压力传感式感知单元。容置在壳体0中压力传感器1用来感测组件与头皮9接触时的压力。当压力传感器1与头皮9接触时，压力增大。当压力大于设定值时，输出启动信号。删白发组件开始对毛发6进行识别。

在另一个优选实施例中，采用接触开关式感知单元。感知单元可包括活动件和常开开关，当删白发组件与头皮9接触时，活动件向上移动，闭合常开开关，输出启动信号。删白发组件开始对毛发6进行识别。

第二实施例：识别单元

本发明删白发组件中的识别单元包括光源、信息采集模块和识别模块。图3a-3c示出根据本发明第二实施例的包括识别单元删白发组件的示意图。

在图3a所示的优选实施例中，信号采集模块采用传统的显微技术，壳体端部以半锥形半方形端头为例进行绘制。在组件10的识别单元内，光源11发出的白光通过反射镜13反射后，从壳体的侧面窗口照射头皮表面9的头发6的根部，头发6反射的光通过反射镜13和聚焦镜14进入信息采集模块例如ccd图像传感器19，识别模块根据采集到的工作微区内的光学数据信息来识别白发。

继续参考图3a，在另一个优选实施例中，信号采集模块采用传统的显微技术，在组件10的识别单元内，光源11发出的光从侧面照射头皮表面9的头发6的根部，头发6反射的光或荧光通过反射镜13、聚焦镜14和过滤镜18后进入信息采集模块例如检测器19，检测器19检测其强度。识别模块根据光强度识别白发，高于预定强度为白发，低于预定强度为色发或工作微区内没有头发。

在参考图3b的优选实施例中，信号采集模块采用非显微技术，以锥形端头为例绘制。将小型的光源21、过滤镜28和检测器29直接布置在组件20的底部区域，光源21发出的光从侧面照射头皮表面9的头发6的根部，头发6反射光或荧光通过过滤镜28后进入检测器29，识别模块根据检测到的光强度识别白发。

在参考图3c的优选实施例中，信号采集模块采用共聚焦显微技术，以方形端头为例绘制，在组件30内，紫色光源31发出的光穿过半透半反双色镜32，从侧面照射头皮表面9的头发6的根部，头发6发出的荧光通过聚焦镜34和反射镜33(两者的次序可以互换)后，双色镜32反射的荧光通过反射镜35、聚焦镜36、小孔37和过滤镜38，最后进入检测器39，检测器39检测荧光强度，识别模块根据荧光强度识别白发。

第三实施例：白发除去单元

本发明删白发组件中的白发除去单元采用光能去除、力去除、电能去除、磁能去除、声能去除或热能去除中的一种或多种的组合，除去识别出的白发。图4a-3h示出根据本发明第三实施例的包括白发去除单元的删白发组件的示意图。

在参考图4a和4b的优选实施例中，当组件40中的除去单元接到识别单元发出的删除信号时，微针电极49由电磁铁或压电体41例如多层堆积型压电促动器驱动，以方形端头为例绘制，通过窗口刺入头皮9内。刺入深度1～2mm进入白发8的毛囊。给微针电极49施加一个电压脉冲，可永久性地破坏白发8的毛囊。脉冲产生单元产生的电压脉冲通过电线43加到微针电极49上，如图4b，微针电极49头皮以上部分通过绝缘体44保护。柔性密封材料47布置在组件40的侧底部窗口附近，防止头发、头皮屑和灰尘等微小颗粒进入组件40的内部。

在参考图4c的优选实施例中，当组件50中的除去单元接到识别单元发出的删除信号时，大功率激光光源51产生高强度的光脉冲，采用聚焦镜，例如凹形反射镜53，将光能聚焦在白发8的根部，切断焦点处的白发8(如图4c，以锥形端头为例绘制)。

在参考图4c的另一优选实施例中，当组件50中的除去单元接到识别单元发出的删除信号时，光源51产生高强度的光脉冲，由凹形反射镜53聚焦在白发8的根部。同时电极59释放一个rf电脉冲(接地极是相邻单元的壁面，未画出)。光能与电能一起作用，在头皮表面9切断白发8。

在参考图4d和4e的优选实施例中，当组件60的除去单元接到识别单元发出的电脉冲时，微型步进电机61带动刀杆66转动半圈，以方形端头为例绘制，刀杆66的远端由轴承62支托，固定在刀杆66上的刀片68在旋转(旋转方向63，如图4e)过程中在头皮表面9切断白发8。密封材料67固定在除去单元60外壳的侧底部。

在参考图4f的优选实施例中，当组件70的除去单元接到识别单元发出的删除信号时，引发电磁铁或压电体71例如多层堆积型压电促动器工作，驱动由支点72固定的杠杆76向右运动。刀片78除刀尖外被弹性密封材料77包裹，杠杆76推动刀片78向右运动通过窗口，在头皮表面9切断白发8(如图4f，以方形端头为例绘制)。随后，弹性密封材料77回弹，带动杠杆76和刀片78复位。弹性密封材料77在除去单元70的侧底部与外壳紧贴密封。

在参考图4g的优选实施例中，当组件80的除去单元接到识别单元发出的删除信号时，引发电磁铁或压电体81例如多层堆积型压电促动器开始工作，顶端向下运动，驱动柔性刀片88在导槽82或除去单元80的壳体的引导下转向(如图4g，以半锥形半方形端头为例绘制)，刀片88快速向右运动通过窗口切断白发8。随后电磁铁或压电促动器81带动刀片88复位。柔性密封材料87布置在除去单元80的侧底部。

在参考图4h的优选实施例中，当组件90的除去单元接到识别单元发出的电脉冲时，引发由固定材料92固定的压电体91例如压电弯曲促动器在电压作用下向右弯曲(如图4h，以方形端头为例绘制)，下端产生位移，直接带动刀片98向右运动，刀片98通过窗口与相邻壳体相挤后切断白发8。随后，压电促动器91带动刀片98复位。柔性密封材料97布置在侧底部密封除去单元90。

第四实施例：删白发组件

本发明删白发组件包括感知单元、至少一个识别单元和白发除去单元。图5a-5d示出根据本发明第四实施例的删白发组件中各单元布置位置的示意图。

在参考图5a的优选实施例中，在删白发组件100的端部安排感知单元101、识别单元102、和除去单元106，识别单元102和除去单元106指向同一工作微区。当发现白发8时，驱动除去单元106通过窗口从根部切断白发8。

在参考图5b的优选实施例中，在删白发组件110的端部安排感知单元101、识别单元103、和除去单元106，识别单元102和除去单元106指向不同的工作微区。删白发组件110匀速向前运动(运动方向107)的情况下，识别单元103在工作微区中识别到的白发8’，除去单元106滞后一个预设的时间响应，白发8’此时的相对位置已经移动到了正对除去单元106的白发8的位置，除去单元106通过窗口将之除去。

在参考图5c的优选实施例中，删白发组件120的壳体端部安排感知单元101、除去单元106、和识别单元104，识别单元105安排在对侧壳体的端部中，即可处于删白发组件120’的壳体内。当识别单元104或105发现白发8时，驱动除去单元106切断白发8。

在参考图5d的优选实施例中，删白发组件130的端部安排感知单元101，识别单元和除去单元共用聚焦镜107，低强度的光用来识别，当发现白发8时，提高光源(未画出)的光强度切断白发8。

第五实施例：删白发组件

图6a-6b示出根据本发明第五实施例的删白发组件中壳体端部形状的示意图。在参考图6a的优选实施例中，删白发组件的端部是方形端头140，方形端头140大面积接触头皮，底部有较大的空间，布置识别单元(未画出)和除去单元148更接近头皮9，除去后白发8的残根更短。方形端头只能除去组件140旁边的白发8，而被组件140本身覆盖的头皮区域内的白发145不能除去。

根据删白发组件的设计，端头140是各个单元的工作区，工作时端头140基本垂直于头皮表面9。端头以上部分通常也与头皮垂直，但如果端头上部141与头皮表面的垂直线142有一个角度α也可以，如图6a。

在参考图6b的优选实施例中，删白发组件的端部是锥形端头150，锥形端头150让所有的头发分列在端头150的两旁，不会被端头150覆盖。由于锥形端头直接接触头皮的部分小，识别单元(未画出)和除去单元158通常只能布置在离头皮9相对较远的位置上，因此白发8除去后的残根比用方形端头要长。

第六实施例：删白发梳

本发明的第六实施例示出一种删白发发梳200，包括主体208和多个梳齿202，其中至少一个梳齿为如上所述的删白发组件。使用本发明的删白发梳，可在梳头的同时去除白发。每日梳头即可保持满头青丝。

根据本发明的一个优选实施例，删白发组件202的壳体上部宽于下部，将其并联组成一个删白发梳200，如图7。每个删白发组件202是删白发梳200的一个梳齿，梳齿下端在同一条直线上。

例如，每个删白发组件202包含一个如图2的感知单元0、一个如图3a的识别单元10(下端改成方形端头)、和一个如图4h的除去单元90。删白发梳200最旁边的一个梳齿204内例如不包含任何工作单元。

删白发梳由供电模块供电，供电模块(未画出)设置在主体也称为梳背208内，从每个删白发组件202的上端虚线区域引入，给删白发组件202供电。

第七实施例：删白发梳

根据本发明的另一个优选实施例，删白发梳210包含并联的删白发组件212作为其梳齿，如图8。每个梳齿212在下端弯曲，所有梳齿下端的端面在一个平面上，梳齿和梳齿之间在端面(使用时就是头皮表面)的间隙214是工作微区的宽度，梳齿和梳齿的间距在上部的宽度216放大，让其余的头发(包括不在头皮表面的白发)顺利通过删白发梳210。删白发梳210由电池供电，电池(未画出)例如布置在手柄218内。

第八实施例：删白发梳

根据本发明的另一个优选实施例，删白发梳230包含方形端头的梳齿231和锥形端头的梳齿232，如图9。锥形端头的梳齿232是小宽度的，内部不安排白发除去单元，而将除去单元235和237分别安排在其两侧的方形端头的梳齿233和231内。删白发梳230最旁边的两个梳齿233和234内只需一个除去单元，分别为235和236，其余方形端头的梳齿231都含有两个除去单元237和238，两个单元沿扫描方向前后错开，工作时237向左、238向右切断白发。

第九实施例：数控删白发系统

本发明的第十实施例提供一种数控删白发系统，包括受控机械臂和设置在机械臂上的至少一个如上所述的删白发组件。将删白发组件与机械臂结合，可实现白发的自动高效去除。

根据本发明的一个优选实施例，可将多个删白发组件或删白发梳310连接在机械臂本体300上，机械臂本体300有3～6个自由度，每个自由度由独立驱动的关节350来实现，如图10。

根据本发明的一个优选实施例，所述系统包括数控子系统，用于控制机械臂以一定的速度和方向进行扫描，并实现图1所示的删白发流程。

优选地，所述数控子系统基于来自删白发组件中感知单元的信号，进一步驱动每一个删白发组件的运动，使每一删白发组件端部与皮肤接触，进行白发的识别和删除。

根据本发明的一个优选实施例，根据用户头皮399的实际位置数据和删白发组件或删白发梳310的实际位置数据，数控子系统330生成机械臂本体的姿态控制信号和删白发梳的扫描区域与方向控制信号。机械臂本体300基于所述信号，驱动删白发组件或删白发梳310扫描头皮399除去白发。扫描时，删白发组件或删白发梳310保持与头皮399保持一个大角度。

在开始删白发之前，在用户头部999固定一个定位器320。定位器320上包含三个信号发射/接收点321、322和323，来实现对头部999的定位。定位器320固定在用户头部的鼻子、颧骨、颧弓和耳朵区域。删白发组件或删白发梳310上固定三个信号发射/接收点311、312和313。

在墙面上固定信号发射/接收基点(未画出)，用来测定头部999和删白发组件或删白发梳310的实际位置数据。所有的信号发射/接收点与信号发射/接收基点之间的信号通讯采用电磁波，根据电磁波的方向、强度和相位来测定位置数据。位置数据用于修正机械臂本体300的位置，当头部999位置变化过大时也可发出重新扫描的信号。

与头皮399接触的只有删白发组件或删白发梳310，删白发组件或删白发梳310采用活动连接头307和机械臂本体300连接。当删白发组件或删白发梳310与头发发生缠绕、拉扯时，与机械臂本体300脱开。删白发组件或删白发梳310由机械臂本体300供电。机械臂本体300遇阻力即停止。在机械臂本体300上设置摄像头(未画出)，整个系统设置紧急断电按钮(未画出)。

根据本发明的另一优选实施例，数控删白发系统可采用两条机械臂300和340。机械臂本体340接梳子342，用于梳理头发397。根据梳子342的实际位置数据，数控子系统330发送信号指挥机械臂340，与机械臂300协同除去白发。梳子342的信号发射/接收点344与信号发射/接收基点之间的信号通讯采用电磁波。

根据本发明的再一优选实施例，删白发组件的白发除去单元和识别单元分开使用，机械臂300带动删白发组件运动，其中的识别单元做扫描，记录下所有白发在头皮表面的三维坐标，输入数控子系统330，数控子系统330再指挥机械臂带动删白发组件运动，其中的除去单元在已知的坐标处除去白发。

根据本发明的再一优选实施例，本实施例采用永久性除去白发。数控子系统330控制的删白发组件或删白发梳310在每个白发生长处停留若干秒，让删白发组件或删白发梳310所带的如实施例7的白发除去单元50破坏白发毛囊。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。