CN111780190A - 一种具有主动导烟装置的抽油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有主动导烟装置的抽油烟机，所述抽油烟机包括油烟机本体、设置在油烟机本体内的集烟腔和设置在油烟机本体外的导烟区，还包括用于检测导烟区内油烟中心的位置的烟雾传感器；所述主动导烟装置包括半球状机构、与烟雾传感器电连接的驱动装置；所述半球状结构包括半球壳体以及开设在半球壳体上且连通导烟区和集烟腔的进风口；所述驱动装置能够使半球状结构进行球形铰转动，进风口始终位于导烟区内且始终朝向油烟中心。

Description

一种具有主动导烟装置的抽油烟机

技术领域

本发明涉及抽油烟机领域，具体涉及一种具有主动导烟装置的抽油烟机。

背景技术

油烟机处理烹饪油烟的过程中，多采用被动的物理导烟的方式进行导烟，例如利用拉伸拢烟腔、导烟板以及挡板结构进行导烟，其原理上均为被动导烟，难以有效吸收油烟。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有主动导烟装置的抽油烟机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有主动导烟装置的抽油烟机，所述抽油烟机包括油烟机本体、设置在油烟机本体内的集烟腔和设置在油烟机本体外的导烟区，还包括用于检测导烟区内油烟中心的位置的烟雾传感器；所述主动导烟装置包括半球状机构、与烟雾传感器电连接的驱动装置；所述半球状结构包括半球壳体以及开设在半球壳体上且连通导烟区和集烟腔的进风口；所述驱动装置能够使半球状结构进行球形铰转动，进风口始终位于导烟区内且始终朝向油烟中心。

进一步地，所述油烟机本体靠近导烟区的部分开设有半球安装孔，所述半球壳体的外表面紧贴半球安装孔的边缘；所述驱动装置包括与半球壳体的内表面固定连接的固定架、其下端与半球壳体进行球铰接的球端连轴滑杆、用于使球端连轴滑杆进行左右方向运动的横向驱动组件，以及用于使球端连轴滑杆进行前后方向运动的纵向驱动组件。

进一步地，所述固定架包括与半球壳体固定连接且沿上下方向设置的支架杆，以及与支架杆的上端固定连接且沿左右方向布置的横向滑动杆；所述横向驱动组件包括与横向滑动杆固定连接且沿纵向设置的第一固定杆、沿左右方向布置的横向丝杆、驱动横向丝杆转动且与第一固定杆固定连接的横向丝杆电机以及横向滑块；所述横向滑块上开设有与横向丝杆配合的横向螺纹孔，所述横向滑块通过横向螺纹孔套在横向丝杆上，所述横向滑块与纵向驱动组件固定连接。

进一步地，所述纵向驱动组件包括第二固定杆、与第二固定杆固定连接且沿前后方向布置的纵向滑动杆、沿前后方向布置的纵向丝杆、驱动纵向丝杆转动且与第二固定杆固定连接的纵向丝杆电机以及纵向滑块，所述纵向滑块上开设有与纵向丝杆配合的纵向螺纹孔；所述纵向滑块通过纵向螺纹孔套在纵向丝杆上，且其两端开设有套在纵向滑动杆上的纵向套孔；所述纵向滑块上开设有沿上下方向延伸的伸缩孔，所述球端连轴滑杆的上端以间隙配合安装在伸缩孔内；所述横向驱动组件带动第二固定杆进行左右方向的运动。

进一步地，所述第二固定杆的外侧固设有套在横向滑动杆上的横向套孔。

进一步地，所述半球状结构包括球壳连接杆以及球壳悬挂块；所述球壳连接杆的一端与半球壳体的内表面固定连接，且另一端与球壳悬挂块固定连接；所述球壳悬挂块与球端连轴滑杆的下端进行球铰接。

进一步地，所述半球安装孔的边缘固设有密封圈。

进一步地，所述烟雾传感器共有八个且布置在半球壳体的外表面，所有烟雾传感器均位于与进风口中心和球壳悬挂块的连线垂直的圆上，且任意两个相邻的烟雾传感器之间的距离相等。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

本发明提供了带有主动导烟装置的抽油烟机，驱动半球状机构进行转动，使进风口朝向油烟中心的位置，进风口本身能够吸收油烟，且能够将油烟最大化地导向至导烟区，配合油烟机的其他吸烟口，使油烟进入集烟腔，完成油烟处理。

附图说明

图1为本发明半球状结构的结构示意图；

图2为本发明整体的结构示意图；

图3为本发明导烟区的结构示意图；

图4为本发明半球状结构运动时球壳悬挂块的运动轨迹示意图；

图5为本发明烟雾传感器的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

本发明中“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”是参考图1确定的。

如图1-3所示，一种具有主动导烟装置的抽油烟机，所述抽油烟机包括油烟机本体1、设置在油烟机本体内的集烟腔20和设置在油烟机本体外的导烟区3，还包括用于检测导烟区内油烟中心的位置的烟雾传感器；所述主动导烟装置包括半球状机构、与烟雾传感器电连接的驱动装置60；所述半球状结构包括半球壳体12以及开设在半球壳体上且连通导烟区和集烟腔的进风口11；所述驱动装置能够使半球状结构进行球形铰转动，进风口始终位于导烟区内且始终朝向油烟中心。

进风口处安装有滤油网。

所述球形铰转动即在驱动装置的带动下，半球壳体的球心保持不变，并进行球形转动。

可以采用现有技术中能够识别油烟中心位置的烟雾传感器，一般这种传感器内置目标识别算法，例如Faster R-CNN算法模型；其出厂前将大量经标注过的图片输入算法模型中，使模型具有油烟识别能力，可以输出油烟的浓度和油烟中心的位置。

也可以采用本发明中低成本且能够识别油烟浓度的烟雾传感器，并对其位置进行合理布置，经过简单的向量计算和标定转换，即能够利用驱动装置控制进风口朝向油烟中心。

所述抽油烟机还包括控制器，所述烟雾传感器和驱动装置均与控制器信号连接；烟雾传感器将获取的油烟中心位置发送给控制器，控制器通过驱动装置控制半球壳体的姿态，使进风口朝向导烟区内油烟中心位置，进而实现主动导烟效果；控制器是对烟雾传感器所传输的信号进行简单的矢量计算，可以用现有技术中的PLC控制器实现上述计算。

如图1-2所示，所述油烟机本体靠近导烟区的部分开设有半球安装孔2，所述半球壳体12的外表面紧贴半球安装孔的边缘；所述驱动装置60包括与半球壳体的内表面固定连接的固定架61、其下端与半球壳体进行球铰接的球端连轴滑杆62、用于使球端连轴滑杆进行左右方向运动的横向驱动组件63，以及用于使球端连轴滑杆进行前后方向运动的纵向驱动组件64。

如图1所示，所述固定架包括与半球壳体固定连接且沿上下方向设置的支架杆611，以及与支架杆的上端固定连接且沿左右方向布置的横向滑动杆612；所述横向驱动组件63包括与横向滑动杆固定连接且沿纵向设置的第一固定杆631、沿左右方向布置的横向丝杆634、驱动横向丝杆转动且与第一固定杆固定连接的横向丝杆电机632以及横向滑块633；所述横向滑块上开设有与横向丝杆配合的横向螺纹孔，所述横向滑块通过横向螺纹孔套在横向丝杆上，所述横向滑块与纵向驱动组件固定连接；本实施例中所述横向滑块与第二固定杆固定连接。

如图1所示，所述纵向驱动组件64包括第二固定杆641、与第二固定杆固定连接且沿前后方向布置的纵向滑动杆644、沿前后方向布置的纵向丝杆645、驱动纵向丝杆转动且与第二固定杆固定连接的纵向丝杆电机642以及纵向滑块643，所述纵向滑块上开设有与纵向丝杆配合的纵向螺纹孔；所述纵向滑块通过纵向螺纹孔套在纵向丝杆上，且其两端开设有套在纵向滑动杆上的纵向套孔；所述纵向滑块上开设有沿上下方向延伸的伸缩孔，所述球端连轴滑杆的上端以间隙配合安装在伸缩孔内；所述横向驱动组件带动第二固定杆进行左右方向的运动；具体地，是横向驱动组件的横向滑块带动第二固定杆进行左右方向的运动。

横向驱动组件通过横向电机带动横向丝杆旋转，且横向螺纹孔与横向丝杆配合，实现了横向滑块在左右方向上的运动。

纵向驱动组件通过纵向电机带动纵向丝杆旋转，且纵向螺纹孔与纵向丝杆配合，实现了纵向滑块在前后方向上的运动。

横向驱动组件和纵向驱动组件的配合，使得球端连轴滑杆能够进行水平面方向上的二维运动，由于球端连轴滑杆的下端与球壳悬挂块进行球铰接，上述二维运动能够转化为半球壳体的球形铰转动，体现为进风口11的中心点与球壳悬挂块的连线能够进行空间三维转动。

如图1所示，所述半球状结构包括球壳连接杆13以及球壳悬挂块；所述球壳连接杆的一端与半球壳体的内表面固定连接，且另一端与球壳悬挂块固定连接；所述球壳悬挂块与球端连轴滑杆62的下端进行球铰接。

球壳连接杆用于连接球壳悬挂块和半球壳体。

球端连轴滑杆的下端为球状体，球壳悬挂块上设置有与球状体配合的球形安装孔，球状体与球形安装孔的配合，实现了球端连轴滑杆的下端与球壳悬挂块的球铰接。

如图1所示，所述第二固定杆641的外侧固设有套在横向滑动杆612上的横向套孔。

横向套孔套装在横向滑动杆上能够提高横向驱动组件进行左右方向运动时的稳定性。

纵向套孔套装在纵向滑动杆上能够提高纵向驱动组件进行前后方向运动时的稳定性。

如图4所示，O点为半球壳体的球心，球壳悬挂块可以抽象为一个质点A。

涡轮50使集烟腔内产生负压，为了维持油烟吸除效果，半球壳体的外表面需要与半球安装孔的边缘紧贴，半球壳体进行球形运动时，O点保持不动，A点在OA为半径的圆弧上运动，而球端连轴滑杆的下端与A点进行球铰接；如果球端连轴滑杆与纵向滑块固定连接，在特定运动方向上球端连轴滑杆会带动A点和半球壳体向图2中的上方进行运动，使半球壳体图半球安装孔的表面脱离接触，造成负压泄露，使油烟吸附效果变差。

本发明中，球端连轴滑杆与纵向滑块滑动连接，且A点与进风口中心点的连线始终倾斜向下，半球壳体依靠自身重力始终与边球安装孔的边缘贴合，球端连轴滑杆运动过程中也不会对其产生向上的拉力，保证了油烟吸附效果。

如图2所示，所述半球安装孔的边缘固设有密封圈70；密封圈能够进一步避免集烟腔内负压泄露。

进风口相对于整个导烟区来讲，尺寸较小，无法整体上对油烟进行控制，所述主动导烟装置的核心思路在于，将进风口指向油烟中心，油烟中心是油烟浓度最大的地方，当油烟中心被进风口吸入后，其他油烟会跟随进入进风口，或者通过油烟机其他部分设置的普通进风口吸入，实现主动导向加被动吸入的油烟吸入模式。

油烟为烹饪时产生，其温度较高，密度较空气小，其产生后会迅速向上漂浮，由于初始速度快，在最初的向上运动过程中没有明显的扩散，随着油烟温度的降低，其向上漂浮的速度减缓，扩散范围逐渐变大。

一方面，油烟在扩散之前，其浓度自上而下保持相对稳定，即油烟浓度高的地方，其上方和下方基本上具有相同的油烟浓度；抽象来看，在油烟在扩散之前，油烟是沿垂直于水平面的多个柱面分布的，在油烟扩散之前寻找油烟中心的过程，也就是寻找油烟浓度最高的柱面的过程，只需在该柱面内的油烟扩散之前，将进风口朝向该柱面扩散前的位置，即可完成油烟的主动控制。

另一方面，即使油烟发生扩散，如果某处的油烟浓度高，则该处所在柱面内油烟扩散前浓度也较高；如果扩散前某柱面内油烟浓度较高，扩散后该柱面周围的油烟浓度也较高，故可以通过分布在半球壳体上多个烟雾传感器，利用向量叠加，判断具体油烟柱面位置，进而控制横向驱动组件和纵向驱动组件。

根据空气动力学，由于进风口处负压对油烟的影响，这些柱面的中心线并非沿竖直方向，而是慢慢朝向进风口处延伸的曲线，故虽然烟雾传感器测量的油烟值并非油烟扩散前的真实值，但可以利用他们的正相关性表征油烟中心位置。

本发明烟雾传感器的工作原理如下：所述烟雾传感器共有八个且布置在半球壳体的外表面，所有烟雾传感器均位于与进风口中心与球壳悬挂块连线垂直的圆上，且任意两个相邻的烟雾传感器之间的距离相等，且以右向为x轴正向、前向为y轴正向建立直角坐标系；横向滑块位于横向丝杆中点时，横向丝杆的中点和纵向丝杆的中点在上下方向上重合，则以该重合的点作为直角坐标系的原点；各烟雾传感器的输出向量分别为

其中

与x轴正向平行且方向相同，

与y轴正向平行且方向相同，各输出向量的值为各烟雾传感器测量的油烟浓度，各输出向量的方向为原点指向该烟雾传感器的方向；则所述横向滑块偏离原点的距离

所述纵向滑块偏离原点的距离

其中λ为调整系数。

如图5所示，烟雾传感器从y轴正向开始顺时针方向分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8。

根据上述规则建立坐标系后，相邻两个向量的夹角为45°，根据向量运行法则，则油烟浓度最高的柱面位置向量

由于球端连轴滑杆的移动方向与进风口的转动方向有相反的运动趋势，故使横向滑块偏离中心位置的距离为

使纵向滑块偏离中心位置的距离为

其中λ的值与油烟开始扩散时的高度、球壳悬挂块与进风口中心的连线长度等因素有关，可根据该抽油烟机的型号、所适用的烹饪场景进行标定，得到所述调整系数；偏移距离x和y的调整系数值相同，是为了保证进风口的朝向在平面坐标系上的投影线与x轴的夹角保持不变，λ是为了调整进风口的朝向与平面坐标系所成二面角的大小。

30为触控面板，用户可通过其控制抽油烟机各功能的开启、关闭。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种具有主动导烟装置的抽油烟机，所述抽油烟机包括油烟机本体(1)、设置在油烟机本体内的集烟腔(20)和设置在油烟机本体外的导烟区(3)，其特征在于，还包括用于检测导烟区内油烟中心的位置的烟雾传感器；所述主动导烟装置包括半球状机构、与烟雾传感器电连接的驱动装置(60)；所述半球状结构包括半球壳体(12)以及开设在半球壳体上且连通导烟区和集烟腔的进风口(11)；所述驱动装置能够使半球状结构进行球形铰转动，进风口始终位于导烟区内且始终朝向油烟中心。

2.根据权利要求1所述的具有主动导烟装置的抽油烟机，其特征在于：所述油烟机本体靠近导烟区的部分开设有半球安装孔(2)，所述半球壳体(12)的外表面紧贴半球安装孔的边缘；所述驱动装置(60)包括与半球壳体的内表面固定连接的固定架(61)、其下端与半球壳体进行球铰接的球端连轴滑杆(62)、用于使球端连轴滑杆进行左右方向运动的横向驱动组件(63)，以及用于使球端连轴滑杆进行前后方向运动的纵向驱动组件(64)。

3.根据权利要求2所述的具有主动导烟装置的抽油烟机，其特征在于：所述固定架包括与半球壳体固定连接且沿上下方向设置的支架杆(611)，以及与支架杆的上端固定连接且沿左右方向布置的横向滑动杆(612)；所述横向驱动组件(63)包括与横向滑动杆固定连接且沿纵向设置的第一固定杆(631)、沿左右方向布置的横向丝杆(634)、驱动横向丝杆转动且与第一固定杆固定连接的横向丝杆电机(632)以及横向滑块(633)；所述横向滑块上开设有与横向丝杆配合的横向螺纹孔，所述横向滑块通过横向螺纹孔套在横向丝杆上，所述横向滑块与纵向驱动组件固定连接。

4.根据权利要求2所述的具有主动导烟装置的抽油烟机，其特征在于：所述纵向驱动组件(64)包括第二固定杆(641)、与第二固定杆固定连接且沿前后方向布置的纵向滑动杆(644)、沿前后方向布置的纵向丝杆(645)、驱动纵向丝杆转动且与第二固定杆固定连接的纵向丝杆电机(642)以及纵向滑块(643)，所述纵向滑块上开设有与纵向丝杆配合的纵向螺纹孔；所述纵向滑块通过纵向螺纹孔套在纵向丝杆上，且其两端开设有套在纵向滑动杆上的纵向套孔；所述纵向滑块上开设有沿上下方向延伸的伸缩孔，所述球端连轴滑杆的上端以间隙配合安装在伸缩孔内；所述横向驱动组件带动第二固定杆进行左右方向的运动。

5.根据权利要求4所述的具有主动导烟装置的抽油烟机，其特征在于：所述第二固定杆(641)的外侧固设有套在横向滑动杆(612)上的横向套孔。

6.根据权利要求2、3或4所述的具有主动导烟装置的抽油烟机，其特征在于：所述半球状结构包括球壳连接杆(13)以及球壳悬挂块；所述球壳连接杆的一端与半球壳体的内表面固定连接，且另一端与球壳悬挂块固定连接；所述球壳悬挂块与球端连轴滑杆(62)的下端进行球铰接。

7.根据权利要求2所述的具有主动导烟装置的抽油烟机，其特征在于：所述半球安装孔的边缘固设有密封圈(70)。

8.根据权利要求1所述的具有主动导烟装置的抽油烟机，其特征在于：所述烟雾传感器共有八个且布置在半球壳体的外表面，所有烟雾传感器均位于与进风口中心和球壳悬挂块的连线垂直的圆上，且任意两个相邻的烟雾传感器之间的距离相等。

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