CN111334986A - 衣物处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种衣物处理装置包含一滚筒、一马达、一门体、一门体开关、一温度传感器以及一控制器。滚筒用以容置一衣物，且具有一开口。马达与滚筒连接，用以驱动滚筒转动。门体设置于滚筒的开口端。门体开关与门体耦合，以选择性解锁门体。温度传感器感测滚筒内的一感测范围所辐射的红外线，并判断是否有一人体进入滚筒内，以输出相对应的一控制信号。控制器与马达、门体开关以及温度传感器电连接，并依据控制信号决定是否启动马达以进行一衣物处理，或触发门体开关以解锁门体。上述衣物处理装置可有效避免人体闯入滚筒内所导致的意外伤害。

Description

衣物处理装置

技术领域

本发明是有关一种衣物处理装置，特别是一种可以检测滚筒内是否有人体的洗衣或烘衣装置。

背景技术

前载式(Front loading)洗衣机或烘衣机的兴起提供了便利性，但是也衍生不少安全上的问题。根据国外消费者报告，每年发生2000个以上因儿童爬进洗衣机或烘衣机滚筒内导致擦伤、撕裂伤、骨折或死亡的危险案例。更甚者，具有洗衣以及烘衣功能的洗烘衣机的洗衣滚筒具有气密性，因此儿童爬进滚筒又关上门的情况下会有窒息的危险。UL标准虽然订定开门的力道或是洗烘衣机的门体可以自内部开启，或者洗烘衣机厂商在控制面板上加入儿童安全锁按键，然而，使用者容易忘记启动儿童安全锁功能，或者儿童在使用者暂时离开洗烘衣机时闯入，因此现有的洗衣机、烘衣机或洗烘衣机等衣物处理装置对于避免儿童闯入滚筒内的保护措施仍有许多安全漏洞。

有鉴于此，提供一种可避免儿童闯入滚筒而发生意外伤害的衣物处理装置便是目前极需努力的目标。

发明内容

本发明提供一种衣物处理装置，其是设置一温度传感器感测一滚筒内所辐射的红外线，以判断是否有人体进入滚筒内，并在有人体进入滚筒时本发明的衣物处理装置将解锁门体以避免发生意外伤害。

本发明一实施例的衣物处理装置包含一滚筒、一马达、一门体、一门体开关、一温度传感器以及一控制器。滚筒用以容置一衣物，且具有一开口。马达与滚筒连接，用以驱动滚筒转动。门体设置于滚筒的开口端。门体开关与门体耦合，以选择性解锁门体。温度传感器包含一热电堆阵列传感器、一透镜以及一信号处理器。热电堆阵列传感器感测滚筒内的一感测范围所辐射的红外线并输出一感测信号。透镜设置于热电堆阵列传感器的一接收端，以定义热电堆阵列传感器接收红外线的感测范围。信号处理器与热电堆阵列传感器电连接，用以处理感测信号以获得一温度分布图像，并依据温度分布图像判断是否有一人体进入滚筒内，以输出相对应的一控制信号。控制器与马达、门体开关以及温度传感器电连接，并依据控制信号决定是否启动马达以进行一衣物处理，或触发门体开关以解锁门体。

本发明提供的衣物处理装置，包含一温度传感器，其可感测一滚筒内所辐射的红外线，以判断是否有人体进入滚筒内。当有人体进入滚筒内时，本发明的衣物处理装置可主动解锁门体，以避免滚筒内的人体发生窒息的意外伤害。

以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1为一示意图，显示本发明一实施例的衣物处理装置。

图2为一示意图，显示本发明一实施例的衣物处理装置的温度传感器。

图3为一示意图，显示本发明另一实施例的衣物处理装置。

图4为一流程图，显示本发明的衣物处理装置的运作流程。

附图标号：

11 滚筒

111 开口

12 马达

121 加热器

13 门体

131 门体开关

132 检测器

14 温度传感器

141 热电堆阵列传感器

141a 热电堆阵列感测元件

141b 热敏电阻

142 信号处理器

142a 前置放大器

142b 微控制器

142c 非易失性存储器

142d 通信接口

143 透镜

15 控制器

16 警示器

17 无线通信模块

20 网关

30a、30b 移动上网装置

40 服务器

50 互联网

AI 输入空气

AO 排出空气

CS 控制信号

HA 加热空气

PS 像素选择信号

S41～S47 步骤

SS1、SS2 感测信号

具体实施方式

以下将详述本发明的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细说明之外，本发明亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本发明形成不必要的限制。图式中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意所用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。

本发明的衣物处理装置可为前载式(front loading)的洗衣机、烘衣机或具有洗衣以及烘衣功能的洗烘衣机。请参照图1，本发明的一实施例的衣物处理装置包含一滚筒11、一马达12、一门体13、一门体开关131、一温度传感器14以及一控制器15。滚筒11具有一开口111，欲处理的衣物可经由开口111置于滚筒11内。马达12与滚筒11连接，以驱动滚筒11转动。滚筒11转动时可翻动滚筒11内的衣物以进行洗衣或烘衣的行程。

举例而言，图1所示的实施例为一烘衣机，其具有一加热器121。加热器121可将输入的空气AI加热，已加热的空气HA则送入滚筒11内加热衣物，使衣物中的水分蒸发以烘干衣物。滚筒11内饱含湿气的空气AO则排出滚筒11外。马达12驱动滚筒11转动可使滚筒11内的全部衣物受热均匀。可以理解的是，本发明所属技术领域中的技术人员熟知设置一抽气装置可提升空气流动的效率，因其非为本发明的主要技术特征，故在此不再详述。此外，本发明所属技术领域中的技术人员亦熟知如何以已知的功能元件以及结构实现本发明的衣物处理装置作为洗衣用途，故亦省略相关说明。

门体13设置于滚筒11的开口1111端，用以在进行洗衣或烘衣行程时关闭滚筒11的开口111。门体开关131与门体11耦合，以可选择性解锁门体11。举例而言，门体开关131可包含一电磁阀，而电磁阀可接受一电信号而选择性启动来解锁门体11。

温度传感器14用以感测滚筒11内的一感测范围所辐射的红外线，并判断是否有一人体进入滚筒11内，以输出相对应的一控制信号。可以理解的是，温度传感器14是接收滚筒11内所辐射的红外线以量测温度信息，因此，温度传感器14的设置位置较为弹性。举例而言，温度传感器14可设置于门体13的内侧，但不限于此。控制器15与马达12、门体开关131以及温度传感器14电连接。控制器15可依据温度传感器14所输出的控制信号以决定是否启动马达以进行洗衣或烘衣等的衣物处理，或者在有人闯入滚筒11时触发门体开关131以解锁门体13。如何判断是否有人体闯入滚筒11的方法容后说明。

请一并参照图2，举例而言，温度传感器14包含一热电堆阵列传感器141以及一信号处理器142，其中热电堆阵列传感器141包含一热电堆阵列感测元件141a以及一热敏电阻141b。热电堆阵列传感器141可感测滚筒11内的一感测范围(例如衣物或人体)所辐射的红外线，并输出感测信号SS1、SS2。于一实施例中，热电堆阵列感测元件141a可为一二维阵列传感器，其解析度可为8×8、16×16、32×32、64×64或128×128像素或更高解析度。热敏电阻141b感测一环境温度并输出一感测信号SS2，以补偿热电堆阵列感测元件141a，进而获得较为准确的感测结果。

于一实施例中，温度传感器14包含一透镜143，其设置于温度传感器14的一接收端，例如热电堆阵列传感器141的感测面。举例而言，透镜143的焦距以及热电堆阵列感测元件141a的尺寸会决定热电堆阵列传感器141接收红外线的一感测范围，亦即感测视角。于一实施例中，热电堆阵列传感器141的感测视角大于或等于40度，较佳者，感测视角介于70度至120度，以监测滚筒11内较大范围的温度分布。可以理解的是，透镜143的材料必须可透射红外线，举例而言，透镜143的材料可为硅或锗，其可透射的红外线波长约为1-12μm。于一实施例中，透镜143可为硅质的菲涅耳透镜。

接续上述说明，信号处理器142与热电堆阵列传感器141电连接。信号处理器142可处理热电堆阵列传感器141所输出的感测信号SS1、SS2以获得滚筒11内的一温度分布图像。信号处理器142即可依据温度分布图像判断是否有人体进入滚筒11内，并输出相对应的控制信号CS。

于一实施例中，信号处理器142包含一信号放大器142a、一微控制器142b、一非易失性存储器142c以及一通信接口142d。微控制器142b输出一像素选择信号PS至热电堆阵列感测元件141a，热电堆阵列感测元件141a即将所选定的感测像素的感测信号SS1输出至信号放大器142a，感测信号SS1经放大后输入微控制器142b。微控制器142b内建的模拟数字转换器将热电堆阵列感测元件141a所输出的感测信号SS1转换成数字信号。同样的，热敏电阻141b的电阻值亦经由微控制器142b内建的模拟数字转换器转换，以得知环境温度值。非易失性存储器142c可用来储存热电堆阵列感测元件141a的一校正参数及/或热敏电阻141b的参数值，以用来计算量测的温度值。非易失性存储器142c亦可储存执行判断方法的指令，微控制器142b载入及执行指令可实现判断是否有人体进入滚筒11的方法。通信接口142d则用来将控制信号CS输出至控制器15。举例而言，通信接口142d可为内部集成电路总线(Inter-Integrated Circuit Bus，I²C)、通用异步接收发送器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)、串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)，模拟电压式或是逻辑IO输出。可以理解的是，非易失性存储器142c以及通信接口142d可整合至微控制器142b内，例如微控制器STM8L151G6U6。

请参照图3，于一实施例中，本发明的衣物处理装置更包含一检测器132，其与控制器15电连接。检测器132可检测门体13是否开启或关闭，并输出相对应的一检测信号。举例而言，检测器132可为一近接开关、微动开关、按压开关或近红外线传感器等。依据此架构，控制器15只需要在门体13关闭时再启动温度传感器14来感测是否有人体进入滚筒11，而无需长时间启动温度传感器14，如此可有效节省能源。

于一实施例中，本发明的衣物处理装置在发现有人体进入滚筒11内时除了解锁门体13外，还可采取进一步的保护措施。举例而言，本发明的衣物处理装置更包含一警示器16，其与控制器15电连接。控制器15可在人体进入滚筒内时，启动警示器15发出一使用者可辨识的警告。举例而言，警示器16可为一蜂鸣器或喇叭，其可发出高分贝的音量，如此可驱离滚筒11内的儿童，或者附近的父母或其它成人可在听到警示声响时立即采取有效的保护措施。需说明的是，警示器16不限于产生声音的装置，其亦可为产生强光的装置。

于一实施例中，本发明的衣物处理装置更包含一无线通信模块17，其与控制器15电连接。在发现有人体进入滚筒11内时，控制器15可通过无线通信模块17发出一警告至一远端电子装置，例如蜂鸣器、喇叭、灯号或移动上网装置等。于一实施例中，无线通信模块17可通信连接至一网关(gateway)20，依据此架构，控制器15可通过无线通信模块17以及网关20传送警示信号至本地端的移动上网装置30a或连接互联网(Internet)50的远端移动上网装置30b或云端的服务器40等远端电子装置，以通知使用者采取适当的保护措施。于一实施例中，无线通信模块11可为无线局域网模块(WLAN)、蓝牙通信模块、紫蜂协议通信模块(ZigBee)或频率为1Ghz以下的无线射频通信(RF)模块。

请一并参照图4，以说明本发明的衣物处理装置的运作流程。首先，通过检测器132所输出的检测信号判断门体13是否已开启(S41)。若门体13未被开启，则持续监测门体13是否已开启。若门体13已开启，同样通过检测器132所输出的检测信号判断门体13是否已关闭(S42)。若门体13未被关闭，则持续监测门体13是否已关闭。若门体13已关闭，则启动温度传感器14(S43)，以监测滚筒11内是否有人体闯入(S44)。

如前所述，温度传感器14可产生一温度分布图像。通过分析温度分布图像中的温度分布图像即可判断滚筒的感测范围内是否有人体闯入。举例而言，人体的体表温度约为摄氏32度至37度，因此，能以摄氏32度至37度作为一预设温度范围。当温度分布图像中包含此预设温度范围的区块时即可能有人体闯入滚筒11内。于一实施例中，信号处理器142可依据此预设温度范围二值化处理温度分布图像，以简化后续分析。举例而言，当一像素的感测温度落在此预设温度范围内时，此像素即以1表示，否则即以0表示。

可以理解的是，在衣物烘干后的降温过程中，衣物的温度也可能落在此预设温度范围，因此，在温度分布图像中落在此预设温度范围的区块大小需在一预设数量范围内才能避免误判。举例而言，在此预设温度范围内的区块(亦即相邻像素个数)应大于一最小数量，以排除衣物局部(例如钮扣或较厚的缝线)的温度落在此预设温度范围内所造成的误判，也应小于一最大数量以排除滚筒11内的衣物温度落在此预设温度范围内所造成的误判。换言之，在温度分布图像中，在一预设温度范围内的一相邻像素个数需介于一预设数量范围(最小数量以及最大数量)内，信号处理器142才能判定滚筒11内有人体闯入，并输出相对应的控制信号CS至控制器15。另需说明的是，当判定滚筒11内没有人体闯入时，可延迟一预定时间(例如10秒或20秒)后重复步骤S43以及步骤S44，以多次确认滚筒11内确实没有人体闯入后才执行后续的洗衣或烘衣程序。重复验证的次数可在出厂时设定或由使用者自行设定。

接续上述说明，若在步骤S44判定滚筒11内没有人体闯入时，则判断是否需要启动马达12以执行洗衣或烘衣程序(S45)。若只是单纯将门体13打开并关上，或是洗衣或烘衣后取走衣物并将门体13关上，亦即后续不会进入洗衣或烘衣程序，则回到步骤(S41)。之后持续监测门体13是否再度被开启。若后续要洗衣或烘衣，则启动马达12进行洗衣或烘衣程序(S46)。洗衣或烘衣完成后，同样回到步骤(S41)，之后持续监测门体13是否再度被开启，亦即等待下一次使用者的操作。若在步骤S44判定滚筒11内有人体闯入时，控制器15则触发门体开关131来解锁门体13(S47)，以避免滚筒11内的人体发生窒息的危险。此外，控制器15可进一步启动警示器16来驱离滚筒11内的人体，或通过无线通信模块17通知远端的使用者。

上述实施例中，温度传感器14仅作为判断是否有人体闯入滚筒11的用途，但不限于此，温度传感器14亦可作为判断衣物是否已烘干依据。举例而言，温度传感器14可依据感测信号SS1、SS2获得滚筒11内的衣物的一温度分布均匀度以及一温度上升梯度至少其中之一。信号处理器142即可依据衣物的温度分布均匀度以及温度上升梯度至少其中之一来判断衣物是否已烘干，并输出相对应的一烘干信号至控制器15。当衣物已烘干时，控制器15即依据温度传感器14所输出的烘干信号停止加热器121以及马达12，亦即停止烘衣程序。反之，则持续启动加热器121以及马达12直到衣物烘干为止。

综合上述，本发明的衣物处理装置包含一温度传感器，其可感测一滚筒内所辐射的红外线，以判断是否有人体进入滚筒内。当有人体进入滚筒内时，本发明的衣物处理装置可主动解锁门体，以避免滚筒内的人体发生窒息的意外伤害。

以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但不能以此限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (15)

1.一种衣物处理装置，其特征在于，包含：

一滚筒，其用以容置一衣物，且具有一开口；

一马达，其与该滚筒连接，以驱动该滚筒转动；

一门体，其设置于该滚筒的该开口端；

一门体开关，其与该门体耦合，以选择性解锁该门体；

一温度传感器，其包含：

一热电堆阵列传感器，其用以感测该滚筒内的一感测范围所辐射的红外线并输出一感测信号；

一透镜，其设置于该热电堆阵列传感器的一接收端，以定义该热电堆阵列传感器接收该红外线的该感测范围；以及

一信号处理器，其与该热电堆阵列传感器电连接，用以处理该感测信号以获得一温度分布图像，并依据该温度分布图像判断是否有一人体进入该滚筒内，以输出相对应的一控制信号；以及

一控制器，其与该马达、该门体开关以及该温度传感器电连接，并依据该控制信号决定是否启动该马达以进行一衣物处理，或触发该门体开关以解锁该门体。

2.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，更包含：

一检测器，其与该控制器电连接，以检测该门体是否开启或关闭，并输出相对应的一检测信号，其中该控制器在该门体关闭时启动该温度传感器，以判断是否有该人体进入该滚筒内。

3.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该热电堆阵列传感器包含一热电堆阵列感测元件以及一热敏电阻。

4.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该信号处理器包含：

一信号放大器，其与该热电堆阵列传感器电连接，以放大该感测信号；

一非易失性存储器，其储存该热电堆阵列传感器的一校正参数；

一微控制器，其与该信号放大器以及该非易失性存储器电连接，其中该微控制器依据该感测信号以及该校正参数计算得到该温度分布图像，并依据该温度分布图像产生相对应的该控制信号；以及

一通信接口，其与该微控制器电连接，以传送该控制信号至该控制器。

5.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该信号处理器依据一预设温度范围二值化处理该温度分布图像。

6.如权利要求5所述的衣物处理装置，其特征在于，该预设温度范围介于摄氏32度至37度。

7.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该温度分布图像中于一预设温度范围内的一相邻像素个数介于一预设数量范围内时，该信号处理器判定该滚筒内有该人体，并输出相对应的该控制信号。

8.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该感测范围大于或等于40度。

9.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该感测范围介于70度至120度。

10.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该透镜的材料为硅或锗。

11.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，该透镜为硅质的菲涅耳透镜。

12.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，更包含：

一警示器，其与该控制器电连接，其中该控制器在该人体进入该滚筒内时，启动该警示器发出一使用者可辨识的警告。

13.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，更包含：

一无线通信模块，其与该控制器电连接，其中该控制器在该人体进入该滚筒内时，通过该无线通信模块发出一警告至一远端电子装置。

14.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，更包含：

一加热器，其与该控制器电连接，用以加热空气并送入该滚筒，其中该温度传感器更依据该感测信号获得该衣物的一温度分布均匀度以及一温度上升梯度至少其中之一，并依据该衣物的该温度分布均匀度以及该温度上升梯度至少其中之一输出相对应的一烘干信号，且该控制器依据该烘干信号决定是否停止该加热器以及该马达。

15.如权利要求1所述的衣物处理装置，其特征在于，其为一前载式洗衣机、烘衣机或洗烘衣机。

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