CN104824961A - 一种自动理发装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动理发装置、系统及方法，该自动理发装置包括：本体，用于修剪头发的剪发组件，所述剪发组件设置在所述本体上，从所述本体上延伸而出的多个凸出部，至少三个所述凸出部上设置有触碰传感器，用于感测是否与人体头部接触，所述本体设置有第一传感器，所述第一传感器可感测所述本体的空间位置,所述本体设置有处理单元，所述处理单元分别与所述第一传感器、所述触碰传感器和所述剪发组件相通信，其中，所述处理单元基于从所述第一传感器和所述触碰传感器收到的数据来控制所述剪发组件的工作。根据本发明的自动理发装置，可以自动调整本体中剪发组件的位置或姿态，容易操作地剪出用户所需发型。

Description

一种自动理发装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动理发装置，尤其涉及一种具有运动检测功能的自动理发装置、系统及方法。

背景技术

人们均需要经常修剪头发，但是由于人类自身的身体结构特点，如果不借助工具，人无法看见自己头顶和后侧等有发区域。当用户持普通发剪给自己剪发时，由于无法看到实时操作情况，所以无法知道发剪的当前位置和头发长度。即使借助镜子，仍然非常难以操作。因此，用户很难自己修剪头发，一般需要到专门修剪场所（比如理发店等）请理发师帮助完成。

现有技术中存在一些自动理发装置，但是都存在着各种缺陷或问题。

本发明的自动理发装置不需要使用技术复杂造价昂贵的机械手，只需要用户用自己的手臂操作即可完成，成本较低，体积小巧，操作灵活方便，适合家庭使用。此外，本发明亦考虑到了用户的发型需要，通过数字技术实时地控制理发装置的动作，能在头部的不同区域剪出不同长度的头发，修剪出用户所需的发型。

发明内容

本发明提出了一种自动理发装置、系统及方法，该理发装置可以使用户轻松地自助式地修剪头发而不再需要他人的协助。

本发明的第一方面提供了一种自动理发装置，包括：本体，用于修剪头发的剪发组件，所述剪发组件安装到所述本体上，从所述本体上凸出的多个凸出部，所述多个凸出部中的至少三个上安装有触碰传感器，用于感测是否与人体头部接触，第一传感器，其安装到所述本体，可感测所述本体的空间位置；处理单元，其安装到所述本体，并且分别与所述第一传感器、所述触碰传感器和所述剪发组件相通信，其中，所述处理单元从所述第一传感器和所述触碰传感器获取数据，根据所述数据来控制所述剪发组件的工作。

根据本发明的第一方面的一个实施例，其中，所述处理单元基于所述触碰传感器对与人体头部接触的检测，来控制所述剪发组件的工作。

在上述实施例中，所述处理单元根据所述第一传感器所测得的空间位置信息，来控制所述剪发组件的工作。

在上述实施例中，所述处理单元还根据用户设置的发型参数来控制所述剪发组件的工作。

在上述实施例中，所述第一传感器具有加速度传感器、陀螺仪传感器与磁场传感器中的任意一种，或其任意组合。

在上述实施例中，所述自动理发装置还进一步包括用于检测头部姿态的第二传感器，所述处理单元基于从所述第二传感器收到的数据来确定所述本体的空间位置。

在上述实施例中，所述第二传感器以可移除的方式固定到所述人体头部。所述第二传感器具有加速度传感器、陀螺仪传感器与磁场传感器中的任意一种，或其任意组合。

在上述实施例中，所述第二传感器被安置在头部附近可无遮挡地观测头部姿态的位置。所述第二传感器包括红外或非红外摄像装置、超声波扫描分析装置和激光扫描分析装置中的任意一种，或其任意组合。

在上述实施例中，所述第二传感器通过有线或无线传输方式与所述处理单元相通信。

在上述实施例中，所述本体上凸出有三个呈等腰三角形分布的所述凸出部。

在上述实施例中，当三个所述凸出部全部与所述头部相接触时，所述第一传感器把与所述本体当前的空间位置相关的信息传输给所述中央处理器。

在上述实施例中，所述自动理发装置还包括发渣收集机构，所述发渣收集机构包括活动吸气管道和/或固定吸气管道，发渣收集盒和负压产生装置。

在上述实施例中，所述剪发组件是可更换部件。所述剪发组件包括以下中的一种或多种：驱动电机、传动机构和蜗杆，所述剪发组件包括发剪，所述发剪能够实现翻滚、俯仰和自旋的动作。

在上述实施例中，空间位置信息包括所述剪发组件与所述头部的相对距离。

在上述实施例中，空间位置信息包括所述剪发组件处于所述头部的哪个位置。

在上述实施例中，所述本体上凸出有三个呈等腰三角形分布的所述凸出部。当三个所述凸出部全部与所述头部相接触时，所述第一传感器把与所述本体当前的空间位置相关的信息传输给所述中央处理器。

在上述实施例中，所述凸出部上的所述触碰传感器所共同确定的平面与所述第一传感器所处的平面相平行。

在上述实施例中，所述处理单元根据所述触碰传感器的状态而决定是否开始剪发。

在上述实施例中，所述第一传感器把与所述本体当前的空间位置相关的信息传输给所述中央处理器。

本发明的第二方面提供了一种自动理发系统，其包括：剪发组件，用于修剪头发；多个触碰感应器，用于感测是否与人体头部接触，第一检测器，用于检测头部姿态；第二检测器，用于检测剪发组件与头部的位置关系；控制器，用于根据所检测到的头部姿态以及剪发组件与头部的位置关系，来控制剪发组件的工作。

根据本发明的第二方面的一个实施例，所述第一检测器和所述第二检测器分别具有加速度传感器、陀螺仪传感器与磁场传感器中的任意一种，或其任意组合。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述第一检测器以可移除的方式固定到头部。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述第一检测器被安置在头部附近可无遮挡地观测头部姿态的位置。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述第一检测器包括红外或非红外摄像装置、超声波扫描分析装置和激光扫描分析装置中的任意一种，或其任意组合。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述第一检测器通过无线传输或者有线传输的方式把所检测到的头部姿态信息传输给控制器。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，其中所述自动理发装置具有呈三角形布置三个触碰感应器。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述自动理发装置进一步包括壳体，其中所述第二检测器、所述剪发组件和所述控制器设置在所述壳体中，所述触碰感应器设置在所述壳体上。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述自动理发装置进一步包括发渣收集机构。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述控制器控制所述剪发组件与发根的距离。

在根据本发明的第二方面的上述实施例中，所述剪发组件的工作方式包括翻滚、俯仰和自旋中的一种或多种。

本发明的第三个方面提供了一种实现自动理发的方法，包括：通过第一检测单元检测用户的头部姿态；通过多个触碰感应器来感测自动理发装置是否与人体头部接触；通过第二检测单元检测所述用户的头部与自动理发器的剪发组件的相对位置；根据所检测到的头部姿态数据与所检测到的相对位置数据，由控制器来控制剪发组件的工作。

根据本发明的第三个方面的一个实施例，其中所述控制所述剪发组件的工作包括控制所述剪发组件的运动方向。根据本发明的第二方面的一个实施例，其中所述控制所述剪发组件的工作包括控制所述剪发组件与发根的距离。根据本发明的第二方面的上述实施例，其中所述控制所述剪发组件的工作包括控制所述剪发组件的工作方式。根据本发明的第二方面的上述实施例，其中所述剪发组件的工作方式包括翻滚、俯仰和自旋中的一种或多种。

本发明的第四个方面提供了一种用于检测头部姿态的装置，该装置包括用于可移除地固定到头部的固定部分，用于感测头部运动姿态的运动检测部分以及信息传输装置。其中所述信息传输装置用于把所感测到的头部姿态信息传输给远程装置。

本发明的有益效果在于，根据本发明的自动理发装置，可以自动调整本体中剪发组件的位置或姿态，容易操作地剪出用户所需发型。

附图说明

图1A为根据本发明一个实施例的自动理发装置的示意图；

图1B为根据本发明一个实施例的自动理发装置中的本体和可移动剪发组件的组合示意图；

图2A和图2B为根据本发明一个实施例的自动理发装置的可移动剪发组件的外观示意图；

图3为根据本发明一个实施例的自动理发装置中可移动剪发组件的内部结构图；

图4为根据本发明一个实施例的可移动剪发组件在俯仰工作状态下的示意图；

图5为根据本发明一个实施例的可移动剪发组件在翻滚状态下的示意图；

图6为本发明一个实施例的本体内部结构图（已隐去一侧面板）；

图7为本发明一个实施例的本体顶部图；

图8为本发明一个实施例的主集成电路板上各个部分之间的功能框图；

图9为本发明一个实施例的电气模块功能示意框图；

图10A为头顶有发区域(头发未示出)切面示意图；

图10B为后脑有发区域(头发未示出)切面示意图；

图10C为如何通过头部触碰感应开关确定切面的示意图；

图11为本发明一个实施例的自动理发装置的吸取收集发渣机构纵向剖面图；

图12A为根据本发明一个实施例的耳塞式头部姿态检测器的外观示意图；

图12B为根据本发明一个实施例的耳塞式头部姿态检测器纵向剖面图

图12C和图12D为根据本发明一个实施例的耳塞式头部姿态检测器的主集成电路板的功能模块框图；

图13是根据本发明另一个实施例的非接触式头部姿态检测器的工作示意图。

附图标记

200   手柄本体

201   主集成电路板

2011   运动处理单元

2012  中央控制器

2013  蓝牙通信模块

2014  电源管理模块

2015  步进电机驱动模块

2016  直流电机驱动模块

2017  输入输出管理模块

2018  用户数据存储模块

202   齿条

203   固定吸气管道

204   发渣收集盒

205   负压产生装置

2061、2062、2063  三个用户头部触碰感应开关

207  把手

208  连接管

209  按键1

210  显示屏幕

211  按键2

212  按键3

213  电源/数据接口

214  发渣拦截膜

300  可移动剪发组件

301  活动吸气管道

302  理发剪

303  理发剪驱动电机

304  剪发组件移动驱动电机

305  传动齿轮机构

306  蜗杆

307  蜗杆伸出孔

308  活动吸气管道裙边

400  含运动处理单元的耳塞本体

401  耳塞头

402  运动处理单元

403  耳塞主集成电路板

404  充电电池

405  按键

406  充电插口

407  蓝牙通信模块

408  语音输出模块

409  电源管理模块

409  协控制器

411  微型扬声器

412  指示灯

K    球面

A    切点

T    过A的切面

B、C、D  分别为球面上某点

S    过B、C、D的平面

Q1   T上某矢量

Q2   S上某矢量

A    头顶上某切点

H    过A的切面

B    后脑上某切点

K    过B的切面

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。下文描述不应该视为对本发明的限定。

一般来说，发型一般包括三个要素。第一个要素是由长短不一的头发在头部呈一定规律分布；第二个要素是头发具有一定的倒伏方向；第三个要素是熨烫头发丝的形状（比如卷曲型、波浪型、笔直型等）。在这三个要素中，第二个要素可以由用户自行用梳子完成，第三个要素对于很多用户来说是可能是非必需的。本发明主要考虑第一个因素，针对此因素提出一种自动理发装置，能够根据用户需求，协助用户以自助的方式，剪出心仪的长度和发型的头发。

可移动剪发组件

根据本发明的一个实施例的理发器，如图1A和图1B所示，包括手柄状本体200和可移动剪发组件300，其中可移动剪发组件300以可移除的方式嵌在本体200内部。剪发组件300中的刀片在程序的控制下可往复移动，以实现剪发的目的。

图2A和图2B以及图3示出了剪发组件的部分结构。如图所示，可移动剪发组件300内部包含有理发剪302和理发剪驱动电机303。理发剪驱动电机303与主集成电路板201电连接，可以接受主集成电路板201的指令，并根据指令来驱动理发剪302中的活动刀片做横向往复运动，执行剪发工作。理发剪302为可更换部件，可以更换为不同的理发剪以完成不同目的的剪发任务，比如打碎发或剪平等。理发剪302和理发剪驱动电机303安装在可移动剪发组件300中，可随着剪发组件的移动而一起移动。

另外，可移动剪发组件300内部还包含有移动驱动电机304、传动齿轮机构305、蜗杆306。移动驱动电机304与主集成电路板201电连接。移动驱动电机304的转轴上有齿轮，与传动齿轮机构305啮合，而后者再与蜗杆306啮合。蜗杆306为竖直安装，其蜗杆齿从蜗杆伸出孔307中露出，与本体上的齿条202啮合。当移动驱动电机304在收到主集成电路板201的指令后，通过驱动传动齿轮机构305，使蜗杆306转动，最终令整个可移动剪发组件300沿齿条202纵向往复移动。移动驱动电机304为步进电机，即每收到一个脉冲，其转轴会按指定方向转动一个固定角度，所以主电路板201可以精确的控制步进电机的旋转圈数和速度，从而精确控制整个可移动剪发组件300往复移动的方向和距离。

此外，可移动剪发组件300在位于理发剪302的上方有活动吸气管道301。此管道固定在可移动剪发组件300上，并嵌套在本体200的固定吸气管道203内。

需要注意的是，上文实施例提供了可移动剪发组件300中的理发剪302（以及其中的刀片）做纵向移动的范例。本发明的可移动剪发组件300还可以使理发剪302做其它动作比如翻滚、俯仰、自旋等等。如图4和图5所示，可以通过加入更多电机（未示出）以使得移动剪发组件300实现理发剪302的翻滚、自旋和俯仰等动作。

具有位置检测功能的理发器本体

根据本发明的理发器包括位置检测器，能够实时地检测剪发组件与头部的相对位置。理发器可以根据头部姿态以及剪发组件与头部的相对位置关系，来实时调整剪发组件的位置和工作状态，协助用户剪出所需发型。

图6和图7示出了根据本发明实施例的一个具有位置检测功能的手柄状自动理发器的本体200。参照图6和图7，本体200包含有主集成电路板201，齿条202，三个用户头部触碰感应开关2061、2062、2063，按键1（209）、按键2（211）、按键3（212）以及显示屏幕210。图8给出了主集成电路板201的功能模块图。如图8所示，主集成电路板201上具有多个模块：中央控制器2012、运动处理单元2011、电源管理模块2014、步进电机驱动模块2015、直流电机驱动模块2016、输入输出管理模块2017和用户数据存储模块2018及各配套器件。此外，主集成电路板201还可选地包括蓝牙通信模块2013。主集成电路板201同时还与按键1（209）、按键2（211）、按键3（212）、显示屏幕210、负压产生装置205及前述的部分元件有电连接。整个手柄状本体内各个部件与模块间电连接关系如图9所示。

如本领域普通技术人员所理解地，在使用自动理发器进行修剪头发时，必须确定剪发组件（比如刀片组、发剪组）与人体头部的相对距离以及剪发组件处于头部的哪个位置，并进一步根据相对距离与相对位置，以及想要的发型而确定剪发组件在该位置的修剪模式。根据本发明的一个实施例能够比较准确和方便地确定剪发组件与头部的相对位置和相对距离，从而能够比较便于操作地修剪出所需的发型。

由于剪发组件在某个时刻只能修剪头部某个位置的头发，因此可以理解为剪发组件每个时刻只处于头部的某个特定位置。由于人类的头部的形状接近球体，因此又可以进一步理解为，剪发组件在某个时刻处于球体的某个特定点上。至此可见，确定发剪组件位置这一问题可被归纳为确定球体（头部）上某一特定点（剪发组件）位置的问题。

如本领域普通技术人员所知晓，对应于球体表面上的任一点，只存在唯一的切面。因此，球体表面的某个特定点，只对应唯一的切面，如图10A和图10B所示，其中切点A对应的唯一切面为H，切点B的对应的唯一切面为K。

切面在空间中可以用欧拉角表示，而欧拉角则可以通过测量和计算而得出。因此，只要获得欧拉角的数据，本领域技术人员就可以计算出切面的空间位置数据，再根据切面与切点对应关系的唯一性特点从而可确定切点在球体上的位置。由此可以确定剪发组件在头部的哪个位置。

如图10C所示，其中K为球面，其上有点A，T为过A的切面。球面K上另有不共线三点B、C、D，且AB=AC=AD，S为过B、C、D的平面。根据几何原理，可知S与T平行。又T上有矢量Q1，S上有矢量Q2，令Q1与Q2平行，则Q2的欧拉角与Q1的欧拉角相同。若将B、C、D替换成独立接通的头部触碰感应开关，且本体的运动传感器的X轴或Y轴与Q2同向，那么当三个开关同时接通时，可认为此时运动传感器输出的数据即为计算切面T的欧拉角所需数据。

为了能够正确地识别切面位置，本体上设置有三个从本体上凸出的脚，三个脚呈“品”字形分布。每个脚的端部分别设置有触碰感应开关2061、2062和2063。这三个脚（触碰感应开关）分别位于手柄状本体200底部的两侧和后方，围绕可移动剪发组件300呈“品”字形分布，触碰感应开关2061、2062和2063与主集成电路板201存在电连接。在工作状态下，用户需将本体的底部贴紧头部，当触碰感应开关与头皮充分接触时，触碰感应开关将连通。当三个触碰感应开关全部接通时，意味着此时本体与头部的相对位置关系已经确定，并且剪发组件可以进行修剪头发。若手柄状本体离开头部，触碰感应开关与头皮不再接触，此时触碰感应开关将关闭。各个触碰感应开关的启动或关闭信号都将送至主集成电路板201。根据本发明的一个实施例，只有三个触碰感应开关全部启动，主集成电路板201才会开始确定切面位置，并进而确定可移动剪发组件300的位置从而进行理发。

在三个触碰感应开关全部启动的信号之后，主集成电路板201中的运动处理单元2011开始确定本体200的空间位置。运动处理单元2011包含运动处理芯片和相与之配套的电子元件。本发明的实施例中运动处理单元2011与主集成电路板201是集成在一起的。但是需要注意的是，本领域普通技术人员也可以根据实际需要而把运动处理单元与主集成电路板相分离地设置。类似的变型实施例并不偏离本发明的精神，也是落入本发明保护范围之内的。

运动处理芯片可为以下各类中的一种，而根据芯片的不同，相应的计算方式也会有所不同，但是都是在本发明的保护之内的：

1）三轴加速度传感器；

2）三轴陀螺仪传感器；

3）六轴加速度陀螺仪传感器；

4）九轴加速度陀螺仪磁场传感器；

5）其他加速度传感器与陀螺仪传感器与磁场传感器的任意组合。

如图9所示，在工作时，运动处理单元2011感测本体的空间位置，并将位置数据发送给中央控制器2012。中央控制器2012根据这些数据进行计算，换算出以头部空间坐标系为参考的切面数据，并最终计算出本体（剪发组件）当前位于头部的哪个位置。再根据用户预设参数（比如发型参数），通过驱动模块2015和剪发组件的移动驱动电机304及传动齿轮机构305来调整可移动剪发组件300的高度。而随着剪发组件300的移动，发剪302距离用户头发发根的距离也在变动，使得最后修剪出的头发整齐有致，满足用户的发型需求。

上述运动处理单元可以由多种芯片完成。其中部分芯片发出的空间运动数据会以四元数方式表达。在中央控制器2012收到这些数据后，进行数据矫正和换算，换算的结果可直接转换为欧拉角，计算出切面和确定理发器及其剪发组件的位置。

中央控制器2012还根据三个用户头部触碰感应开关2061、2062、2063的通断情况，确定是否应通过直流电机驱动模块2016启动或停止可移动剪发组件300的理发剪驱动电机303的运行。

中央控制器2012还控制着输入输出管理模块2017，以响应和驱动按键1（209）、按键2（211）、按键3（212）、显示屏幕210的运行。电源管理模块2014与电源/数据接口213有电连接，并负责管理本体上的主集成电路板201的供电和本体上的其他部位的电机供电等。本实施例中本体通过电线与用户电源插座相连，但不排除其他实施例中，本体电源以充电电池替代。用户数据存储模块2018可以存储用户的自定义数据，通过蓝牙模块2013或电源/数据接口213进行更新。

此外手柄状本体上安装有完整的吸取和收集发渣机构，见图11。其由四部分构成：活动吸气管道301、固定吸气管道203、发渣收集盒204和负压产生装置205。活动吸气管道301位于可移动剪发组件300的理发剪302的上方，并嵌套在固定吸气管道203内。当可移动剪发组件300移动时，活动吸气管道301会同时在固定吸气管道203内滑动。在滑动吸气管道301的末端有窄而薄的裙边308，保证滑动和固定吸气管道之间没有间隙，以防漏气。发渣收集盒204位于固定吸气管道203的末端，盒侧有发渣拦截膜214。负压产生装置205位于发渣收集盒204后部正对发渣拦截膜214的位置，它与直流电机驱动模块2016电连接。工作时，负压产生装置205内部的直流电机旋转带动风扇，产生负压，形成吸入气流。气流在活动吸气管道301开口处进入管道，促使待剪头发直立和携带发渣流动至发渣收集盒204。在发渣拦截膜214的阻挡下，发渣会落入盒中。

头部姿态检测器

上文中剪发器本体与头部相对位置的确定是基于头部在理发过程中保持标准姿势且不动的情况下。在实际理发过程中，人的头部总是会不断移动的，比如低头，抬头，转头等。这样一来，通过上述方法来得到切点位置就会比较麻烦。也就说，如果以世界空间为参考坐标系，那么切面的空间位置也随着头部的移动而不断变化，这样会给确定切点位置带来很大困难。

因此，本发明进一步提出了一种以头部空间为基础建立参考坐标系从而使得头部移动不会干扰到切面空间位置的产品和方法。具体来说，为了建立头部空间参考坐标系，本发明的理发系统除了包括上文所述的剪发组件和理发器本体，还进一步包括一个头部姿态检测器，用于实时获取头部的运动姿态信息。根据运动传感器和头部姿态检测器所获取的数据，可以计算出自动理发器的以头部空间坐标系为参考的切面数据，从而可以得出切点位置。基于计算出的切点坐标信息，根据预置发型参数或用户自定义设置的参数，可以控制发剪的高度和工作模式，从而剪出所需的头发样式。

在根据本发明的一个实施例中，自动理发系统主要分为三个部分：头部姿态检测器和理发器以及剪发组件。头部姿态检测器主要用来用于实时地检测头部当前的姿态，比如是处于侧歪状态还是仰起状态。头部姿态检测器会把头部姿态实时地提供给理发器本体。

头部姿态检测器可以有多种实施方式。根据本发明的一个实施例中，头部姿态检测器可以是耳塞式接触检测器400，如图12A-图12B所示。

如图12A和图12B所示，该耳塞式接触检测器400外部具有耳塞头401、按键405、充电插口406、指示灯412，其内部包含有运动处理单元402、主集成电路板403、充电电池404。可选地，耳塞头401内部含有与主集成电路板403电连接的微型扬声器411。如图12C和图12D所示，主集成电路板403同时还与运动处理单元402、充电电池404、按键405、充电插口406及指示灯412相电连接。主集成电路板403内部包括蓝牙通信模块407、语音输出模块408、电源管理模块409以及协控制器409。

使用时，用户将耳塞头401塞入耳孔，使得整个耳塞400固定在耳部。这样当头部运动时（比如抬头、低头、转头等），耳塞400也能以同样的方式运动。从而，耳塞400可以与头部的运动可以保持同步。耳塞头401可由橡皮或塑料制成，需同时满足佩戴舒适和摩擦力适宜的需求。

运动处理单元402包含运动处理芯片和与之相配套的电子元件。本发明的实施例中运动处理单元402与主集成电路板403是相分离的。但是需要注意的是，本领域普通技术人员也可以根据实际需要而把运动处理单元402与主集成电路板403集成一体。类似的变型实施例并不偏离本发明的精神，也是落入本发明保护范围之内的。

运动处理芯片可为以下各类中的一种，而根据芯片的不同，相应的计算方式也会有所不同，但是都是在本发明的保护之内的：

1）三轴加速度传感器；

2）三轴陀螺仪传感器；

3）六轴加速度陀螺仪传感器；

4）九轴加速度陀螺仪磁场传感器；

5）其他加速度传感器与陀螺仪传感器与磁场传感器的任意组合。

在实际运转时，运动处理单元402会不断检测当前头部的运动情况和空间位置，并将这些数据通过发送给协控制器409处理。协控制器409负责驱动运动处理单元402、解读运动处理单元402所发数据、与蓝牙通信模块407交换数据、驱动和控制语音输出模块408以及电源管理模块409的运行。同时协控制器409还接收按键405被触发时产生的预设信号，及适时调整指示灯412的亮灭和色彩。蓝牙通信模块407则会与手柄状本体200内部的蓝牙通信模块2013建立连接，以蓝牙通信协议方式实时交换耳塞与本体之间的数据。

需要说明的是，该蓝牙通信模块也可由其他类型通信模块替代，例如2.4G无线电通信模块等。类似的无线的交换数据方式的改变都落入本发明保护范围之内。为了使用方便，本实施例的数据传输采用的是无线传输方式，但是需要注意的是，本领域的技术人员应能理解，在不背离如所附权利要求公开的发明的精神和范围的前提下，可以使用任何数据传输方式比如有线传输方式来完成该数据传输。

为方便使用，本实施例的耳塞400在工作时没有任何电线与外部电源连接，因此充电电池404通过与之电连接的电源管理模块409，在协控制器409的统一调度下向耳塞400的各个部分和模块提供电源。此外，电源管理模块409还与充电插口406电连接，负责给充电电池404充电。为保证整个耳塞400的小型化，充电电池404在满足功能需要的情况下，应尽量小型化，比如可以选用锂电池或其他高容量电池等。

语音输出模块408还与微型扬声器411电连接，在协控制器409的控制下，通过微型扬声器411输出合适的提示音以提示用户进行相应的操作或输出音乐以提供娱乐。

需要注意的是，除了上文描述的耳塞式接触检测器，本发明的头部姿态检测器还可以实施为非接触方式的检测器。非接触方式检测器包含但不限于摄像头例如红外或非红外摄像头、超声波扫描分析设备和激光扫描分析设备等，例如类似Kinect等设备来获取数据。在合适的位置安装包含上述相关设备的采集器即可采集并分析头部姿态数据，并可通过无线通信方式把数据发送给理发器。图13示出了如何使用非接触式检测器来采集头部姿态数据的实施例。在该实施例中，用户面对镜面421，镜面上方的数据采集器420会捕捉用户头部的图像并将计算结果发送出给理发器。

在工作时，本体200的蓝牙通信模块2013也不断将接收到的耳塞400发来的头部位置数据送入中央控制器2012。本体的中央控制器2012根据两组数据进行计算，换算出以头部空间坐标系为参考的切面数据，并最终计算出本体当前位于头部的哪个位置。上述的头部姿态监测器和理发器本体中的运动处理单元在实施例中，可以由多种芯片完成。其中部分芯片发出的空间运动数据会以四元数方式表达。在中央控制器2012收到这些数据后，进行数据矫正和换算，换算的结果可直接转换为欧拉角，计算出切面和解出理发器的位置。

这样，在使用时，先将耳塞塞入耳内，再在本体屏幕上选取所需发型，然后将本体放于头部指定位置进行位置校准，最后便可如使用电动剃须刀一般，随意的将本体在头上推动进行剪发，直至完成。

与目前传统的剪发方式相较，本发明使得剪发可以自助完成，降低成本、节省时间、便利生活。当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可能根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (27)

1.一种自动理发装置，其特征在于，所述自动理发装置包括：

本体，

用于修剪头发的剪发组件，所述剪发组件设置在所述本体上，

从所述本体上延伸而出的多个凸出部，所述多个凸出部中的至少三个上设置有触碰传感器，用于感测是否与人体头部接触，

所述本体设置有第一传感器，所述第一传感器用于感测所述本体的空间位置；

所述本体设置有处理单元，所述处理单元分别与所述第一传感器、所述触碰传感器和所述剪发组件相通信，

其中，所述处理单元基于从所述第一传感器和所述触碰传感器收到的数据来控制所述剪发组件的工作。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理单元基于所述触碰传感器的检测来控制所述剪发组件的工作。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述处理单元根据所述第一传感器所测得的空间位置信息，来控制所述剪发组件的工作。

4.如权利要求3所述的自动理发装置，其特征在于，所述处理单元还根据用户设置的发型参数来控制所述剪发组件的工作。

5.如权利要求1所述的自动理发装置，其特征在于，所述第一传感器具有加速度传感器、陀螺仪传感器与磁场传感器中的任意一种，或其任意组合。

6.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述自动理发装置还进一步包括用于检测头部姿态的第二传感器，所述处理单元基于所述第二传感器的检测来确定所述本体的空间位置。

7.如权利要求6所述的自动理发装置，其特征在于，所述第二传感器以可移除的方式固定到所述人体头部。

8.如权利要求7所述的自动理发装置，其特征在于，所述第二传感器具有加速度传感器、陀螺仪传感器与磁场传感器中的任意一种，或其任意组合。

9.如权利要求6所述的自动理发装置，其特征在于，所述第二传感器被安置在头部附近可无遮挡地观测头部姿态的位置。

10.如权利要求9所述的自动理发装置，其特征在于，所述第二传感器包括红外或非红外摄像装置、超声波扫描分析装置和激光扫描分析装置中的任意一种，或其任意组合。

11.如权利要求7或9所述的自动理发装置，其特征在于，所述第二传感器通过有线或无线传输方式与所述处理单元相通信。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当至少三个所述凸出部全部与所述头部相接触时，所述第一传感器把与所述本体当前的空间位置相关的信息传输给所述中央处理器。

13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自动理发装置还包括发渣收集机构，所述发渣收集机构包括活动吸气管道和/或固定吸气管道，发渣收集盒和负压产生装置。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述剪发组件是可更换部件。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述剪发组件包括以下中的一种或多种：驱动电机、传动机构和蜗杆。

16.如权利要求1或14所述的装置，其特征在于，所述剪发组件包括发剪，所述发剪能够实现翻滚、俯仰和自旋的动作。

17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述剪发组件以可拆卸的方式安装到所述本体上。

18.一种自动理发系统，其特征在于，所述自动理发系统包括：

剪发组件，用于修剪头发；

多个触碰感应器，用于感测所述自动理发装置是否与人体头部接触，

第一检测器，用于检测头部姿态；

第二检测器，用于检测剪发组件与头部的位置关系；

控制器，用于根据所述第一检测器和所述第二检测器所检测到的数据，来控制剪发组件的工作。

19.如权利要求18所述的自动理发系统，其特征在于，所述第一检测器和所述第二检测器分别具有加速度传感器、陀螺仪传感器与磁场传感器中的任意一种，或其任意组合。

20.如权利要求18或19所述的自动理发系统，其特征在于，所述第一检测器以可移除的方式固定到头部。

21.如权利要求18所述的自动理发系统，其特征在于，所述第一检测器被安置在头部附近可无遮挡地观测头部姿态的位置。

22.如权利要求21所述的自动理发系统，其特征在于，所述第一检测器包括红外或非红外摄像装置、超声波扫描分析装置和激光扫描分析装置中的任意一种，或其任意组合。

23.如权利要求18所述的自动理发系统，其特征在于，所述控制器控制所述剪发组件的运动方向和/或所述剪发组件与发根的距离。

24.一种实现自动理发的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过第一检测单元检测用户的头部姿态；

通过多个触碰感应器来感测自动理发装置是否与人体头部接触；

通过第二检测单元检测所述用户的头部与自动理发器的剪发组件的相对位置；

根据所检测到的头部姿态数据与所检测到的相对位置数据，由控制器来控制剪发组件的工作。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述控制控制器对所述剪发组件的控制包括控制所述剪发组件的运动方向和/或所述剪发组件到发根的距离。

26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述控制所述剪发组件的工作包括控制所述剪发组件的工作方式。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述剪发组件的工作方式包括翻滚、俯仰和自旋中的一种或多种。