一种植发装置及植发方法与流程

本发明涉及一种植发装置及植入方法。

背景技术：

目前，带有具有拟人假发的模特头型往往应用于学校技能学习或者市场模特的商品展示，具有一定的市场需求。现有的植发装置对于人造头皮进行植入，且利用叉形针将毛发纤维压入人造头皮内并贯穿人造头皮，随着通过移动状态下的叉形针不断将毛发的压入，对人造头皮进行大面积植发。

但人造头皮在植发过程中，因为是模拟的人体头皮表面进行植发，为了更加和实际相符，因此需要根据实际人体头表面，即后脑处、侧脑以及头顶三个位置进行植入不同密度、长短以及间隙的毛发纤维，但是现有的植发装置则不具备实现上述功能，其往往结构较为简单，只是采用简单的叉形针往复运动，对于不断进行送料的毛发纤维，进行平面式的植发，给实际所产出的带有假发的头皮需要多次对于头皮进行人工的调试，生产效率低下，且植发品质较低。

技术实现要素：

本发明的目的是在于对人造头皮进行全面的拟人化植发，而提供一种生产高效品质卓越的植发装置级植入方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种植发装置，包括固定于工作台上的送料机构、夹料机构以及加工机构，所述送料机构以及加工机构位于夹料机构的左右两侧，

送料机构包括固定于工作台上横向设置的第一送料滑轨，第一送料滑轨的上端滑设有左右滑动的第一送料滑块，第一送料滑块的上端固定有纵向设置的第二送料滑轨，第二送料滑轨的一侧设置有上下滑动的第二送料滑块，第二送料滑块的一侧固定有第三送料滑轨，第三送料滑轨上设置有前后滑动的第三送料滑块，第三送料滑块上固定有发盒；

所述加工机构包括固定于工作台上横向设置的第一加工滑轨，第一加工滑轨的上端滑设有左右滑动的第一加工滑块，第一加工滑块的上端固定有纵向设置的第二加工滑轨，第二加工滑轨的一侧设置有上下滑动的第二加工滑块，第二加工滑块的一侧固定有第三加工滑轨，第三加工滑轨上设置有前后滑动的第三加工滑块，第三加工滑块上固定有叉形针机构；

所述加工机构包括固定于工作台上的对称设置的加工角架，两个加工角架之间设置有u型架，所述加工角架上固定有用于驱动u型架前后转动的第一加工电机，转动u型架的下端固定有第二加工电机，第二加工电机的输出轴贯穿所述u型架底部，并位于第二加工电机输出轴的顶端固定有头皮夹具。

本发明进一步设置为，所述第三送料滑块的一侧设置有固定有拨料板，拨料板上固定有拨料电机，拨料电机的输出轴上径向设置有两根拨杆，两根拨杆的末端均通过螺栓固定有拨料辊，两个拨料辊相互平行。

本发明进一步设置为，所述叉形针机构包括滑设于第三加工滑块一侧的针盒，针盒内设置有凸轮，凸轮一端通过贯穿针盒的转轴固定，转轴的另一端连接有电机，所述凸轮的另一端铰接有杆型的叉形针座，叉形针座贯穿所述针盒，叉形针座伸出所述针盒的端部设置有叉形针夹口。

本发明进一步设置为，所述针盒的一侧开设有滑槽，所述第三加工滑块的一侧成型有与所述滑槽相适配的滑接部，滑接部与滑槽通过螺栓进行固定。

本发明进一步设置为，所述滑接部以及滑槽为倾斜设置。

本发明进一步设置为，所述第一送料滑轨与第一送料滑块、第二送料滑轨与第二送料滑块、第三送料滑轨与第三送料滑块、第一加工滑轨与第一加工滑块、第二加工滑轨与第二加工滑块以及第三加工滑轨与第三加工滑块均以驱动电机转动丝杆的方式驱动各个滑块沿各个滑轨上滑动。

本发明进一步设置为，所述头皮夹具包括固定于u型架内的固定板，固定板内设置有轴承，固定板的上方设置有柱形的夹座，所述第二加工电机的输出轴贯穿u型架以及固定板并与夹座的底部相固定，所述夹座上开设有若干个径向设置的夹座滑槽，夹座滑槽内滑动设置有抵块。

本发明进一步设置为，所述夹座滑槽为t型槽，所述抵块的下端为t型件。

一种植发方法包括以下步骤：

①在作业端完成启动准备工作；

②首次使用或植发装置调整后，校准工作台、送料机构以及加工机构；

③开始进行对一个样件进行数据标定；

④对于所得数据进行制作云数据，生成对于该样件的做功信息；

⑤作业端输入上述数据，显示做工信息提示就绪，教习用模型头皮以及发盒到位后按键启动作业，完成头皮的分区后，等待发盒换发，再次按键启动，头皮全区加工完成后从夹料机构上取下。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

本发明的植发装置，将模型头皮放置于夹料装置上，发盒所在的送料机构以及叉形针机构所在的加工机构均能够进行多方位调节，针对不规则的头皮能够全区进行植发，同时利用双电机的所控制的夹料机构能够针对头皮进行多方位的调整，减少模型头皮的在不同分区进行调整的植发时的调整时间，提升生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的送料机构的结构示意图；

图3是本发明的夹料机构的结构示意图；

图4是本发明的加工机构的结构示意图；

图5是本发明的叉形针机构的爆炸示意图；

附图标记：

1-送料机构；11-第一送料滑轨；110-第一送料滑块；12-第二送料滑轨；120-第二送料滑块；13-第三送料滑轨；130-第三送料滑块；

2-夹料机构；20-加工角架；21-u型架；22-第一加工电机；23-第二加工电机

3-加工机构；31-第一加工滑轨；310-第一加工滑块；32-第二加工滑轨；320-第二加工滑块；33-第三加工滑轨；330-第三加工滑块；331-滑接部；

4-发盒；

5-叉形针机构；50-针盒；500-滑槽；51-凸轮；52-叉形针座；

6-头皮夹具；60-固定板；61-轴承；62-夹座；620-滑槽；621-抵块；

7-拨料板；70-拨料电机；71-拨杆；72-拨料辊。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—图5：

一种植发装置，包括固定于工作台上的送料机构1、夹料机构2以及加工机构3，所述送料机构1以及加工机构3位于夹料机构2的左右两侧，

送料机构1包括固定于工作台上横向设置的第一送料滑轨11，第一送料滑轨11的上端滑设有左右滑动的第一送料滑块110，第一送料滑块110的上端固定有纵向设置的第二送料滑轨12，第二送料滑轨12的一侧设置有上下滑动的第二送料滑块120，第二送料滑块120的一侧固定有第三送料滑轨13，第三送料滑轨13上设置有前后滑动的第三送料滑块130，第三送料滑块130上固定有发盒4；

所述加工机构3包括固定于工作台上横向设置的第一加工滑轨31，第一加工滑轨31的上端滑设有左右滑动的第一加工滑块310，第一加工滑块310的上端固定有纵向设置的第二加工滑轨32，第二加工滑轨32的一侧设置有上下滑动的第二加工滑块320，第二加工滑块320的一侧固定有第三加工滑轨33，第三加工滑轨33上设置有前后滑动的第三加工滑块330，第三加工滑块330上固定有叉形针机构5；

所述加工机构2包括固定于工作台上的对称设置的加工角架20，两个加工角架20之间设置有u型架21，所述加工角架20上固定有用于驱动u型架21前后转动的第一加工电机22，转动u型架21的下端固定有第二加工电机23，第二加工电机23的输出轴贯穿所述u型架21底部，并位于第二加工电机23输出轴的顶端固定有头皮夹具6。

发盒4的所设置位置，在实际使用过程位于叉形针机构5的下方，通过叉形针不断对发盒内的人造发丝进行下压至头皮夹具6的教学头皮上。

优选的，所述第三送料滑块130的一侧设置有固定有拨料板7，拨料板7上固定有拨料电机70，拨料电机70的输出轴上径向设置有两根拨杆40，两根拨杆71的末端均通过螺栓固定有拨料辊72，两个拨料辊72相互平行。

由于发盒内的发丝是整捆的方式进行收纳的，对于利用叉形针进行下压后的发丝，其只是一端被压入头皮内，其大部分依然还是收纳于发盒内的，而拨杆71在收到拨料电机70所给予的信号，主动将大部分发丝从发盒内抽离，让下一个位置植发时，能够不与上一个位置所植发的发丝粘连。

值得一提的是，由于头皮大致分为三个区域，后脑处、侧脑以及头顶三处的毛发密集程度并不相同，以头顶或者侧脑所需要植入最长的发丝进行计算，优选的应当将让拨杆71所连接的拨料辊72旋转一周，让最长的发丝也能够从发盒内抽离。

并且由于是根据三个位置进行不同长度的植发，所选用三种长度的发盒进行植发，所以优选的将发盒4与第三送料滑块130可拆卸设置，可以再加工机构3对一个区域的头皮植发完成后，进行更换发盒，并对下一个分区进行植发。

发盒4为装有发丝的盒体，盒体的一侧设置有开口，发丝的一端会从盒体的一端所伸出，叉形针不断对伸出的发丝进行下压，植入头皮。

优选的，所述叉形针机构5包括滑设于第三加工滑块330一侧的针盒50，针盒50内设置有凸轮51，凸轮51一端通过贯穿针盒50的转轴固定，转轴的另一端连接有电机，所述凸轮51的另一端铰接有杆型的叉形针座52，叉形针座52贯穿所述针盒50，叉形针座52伸出所述针盒的端部设置有叉形针夹口。

优选的，所述针盒50的一侧开设有滑槽500，所述第三加工滑块330的一侧成型有与所述滑槽500相适配的滑接部331，滑接部331与滑槽500通过螺栓进行固定。

螺栓固定相适配的滑接部331与滑槽500，让针盒50能够得到固定。针盒50内通过转动的凸轮51对叉形针座52进行来回的往复运动，叉形针座52下端的叉形夹口能够对夹取的叉形针进行往复运动，实现整个植发过程。

优选的，所述滑接部331以及滑槽500为倾斜设置。

由于植发的过程，是将叉形针垂直压入头皮内，头皮会在夹具上进行转动，所以倾斜设置能够优先校准叉形针压入，使植发更为高效。

优选的，所述第一送料滑轨11与第一送料滑块110、第二送料滑轨12与第二送料滑块120、第三送料滑轨13与第三送料滑块130、第一加工滑轨31与第一加工滑块310、第二加工滑轨32与第二加工滑块320以及第三加工滑轨33与第三加工滑块330均以驱动电机转动丝杆的方式驱动各个滑块沿各个滑轨上滑动。

所采用驱动电机驱动丝杆的方式，控制滑块沿滑轨上进行滑动，而控制驱动电机的转速以及开闭就能实现头皮不同区域的植发需求。

优选的，所述头皮夹具6包括固定于u型架21内的固定板60，固定板60内设置有轴承61，固定板60的上方设置有柱形的夹座62，所述第二加工电机23的输出轴贯穿u型架21以及固定板60并与夹座62的底部相固定，所述夹座62上开设有若干个径向设置的夹座滑槽620，夹座滑槽620内滑动设置有抵块621。对于头皮夹具6上的设置，其主要目的为对头皮进行夹紧，让叉形针能够植发过程中，不易跑偏。

优选的，所述夹座滑槽620为t型槽，所述抵块621的下端为t型件。适配更为稳定。

一种植发方法，包括以下步骤：

①在作业端完成启动准备工作；

②首次使用或植发装置调整后，校准工作台、送料机构以及加工机构；

③开始进行对一个样件进行数据标定；

④对于所得数据进行制作云数据，生成对于该样件的做功信息；

⑤作业端输入上述数据，显示做工信息提示就绪，教习用模型头皮以及发盒到位后按键启动作业，完成头皮的分区后，等待发盒换发，再次按键启动，头皮全区加工完成后从夹料机构上取下。

植发软件的使用说明：

植发的控制程序软件控制上述设备完成植发工作，利用读取每个头型的植发数据，自动生成发际线，从发际线内部选取工作起始点，以及通过plc控制各个滑轨上适配的电机，同时包括夹料机构以及叉形针机构上的各个电机，总计十个控制端。

软件分为做工点规划和作业控制两个独立的部分，前者安装在连接三维扫描仪的pc上(称为扫描端)，根据设定的参数从发际线和点云数据文件中抽取做工点生成参数文件，后者安装在工作台的nuc上(称为作业端)，根据做工点文件生成控制指令序列，通过网络与plc通讯控制植发装置完成作业，两部分软件之间通过局域网进行通讯，为保证扫描坐标与加工坐标相一致，软件还能完成生成点云的扫描仪与植发装置之间位置关系的标定，以及植发装置转台与各个机构位置关系的校准。

做工点规划软件可执行文件名称为meshwork.exe，作业控制软件可执行文件名称为machinectrlc.exe。开发环境为microsoftvisualstudio2019及以上版本。

主要功能包括做工点规划、植发装置作业控制、位置标定和状态显示等。

规划软件界面如下图所示，可以设置点距，生成点位的型号。

其中对于做工点的规划：

做工点规划软件输入为点云文件、标定参数与分区配置参数，输出为做工点文件，主要功能包括以下三点：

1.分区管理

设置分区的高度。

2.点距设置

设置植发点的间隔；

3.型号设置

设置生成的型号

对于上述的数据进行作业控制：

作业控制软件输入为做工信息文件与plc状态信息，输出为plc控制指令，控制10个自由度执行加工作业，主要功能包括：

1.监视设备状态

监视设备的工作状态以及是否有报警等。

2.标定

标定设备与扫描仪的空间坐标系。

3.计算

将植发点转化为设备需要的数据类型。

4.发送

发送给设备进行植发工作

另外针对该软件所具备的监视状态，监视设备状态之后，可以接收设备工作状态以及是否有报警等信息。会与植发装置不断进行通讯测试；完成扫描仪坐标系与各个滑轨的坐标系的标定，并将标定数据保存；将规划的植发点转化为装置所需要的数据类型；最终将数据站发给整个植发装置。

针对调试与故障的处理，所采用电机报警，“plc停止”按钮用于紧急停止机械动作，“伺服复位”按钮可以清除电机报警。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。