CN111780192A - 一种具有翻转升降机构的吸油烟机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有翻转升降机构的吸油烟机，包括油烟机本体以及设置在油烟机本体内的集烟腔，所述集烟腔的底部开设有第一进风口，还包括下伸板和翻转板，所述翻转升降机构至少能使所述吸油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸板相对于油烟机本体向下伸出，所述翻转板的内侧围绕其外侧向下翻转超过90°并与水平面呈非零夹角；处于第二状态时，所述下伸板缩回油烟机本体内部，所述翻转板旋转至水平状态并盖住第一进风口；所述下伸板的下部设置有与集烟腔连通且朝向烹饪区域的第二进风口。

Description

一种具有翻转升降机构的吸油烟机及其控制方法
技术领域
本发明涉及油烟机领域，具体涉及一种具有翻转升降机构的吸油烟机及其控制方法。
背景技术
油烟是食用油遇高温气化并分解的气体、气溶胶，现代化学认为其含有多种致癌物，影响人类身体健康。
吸油烟机，又称抽油烟机、排油烟机，通常安装在厨房炉灶的上方，能够将炉灶产生的废物和烹饪过程中产生的对人体有害的油烟迅速抽走排出室外。
现有技术中，吸油烟机受限于其空间和布局的限制，在实际使用中均会有油烟逸散现象，例如在当油烟量较大时，油烟会从T型机的底部逸散；侧吸式吸油烟机存在油烟从顶部逸散的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有翻转升降机构的吸油烟机及其控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种具有翻转升降机构的吸油烟机，包括油烟机本体以及设置在油烟机本体内的集烟腔，所述集烟腔的底部开设有第一进风口，还包括下伸板和翻转板，所述翻转升降机构至少能使所述吸油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸板相对于油烟机本体向下伸出，所述翻转板的内侧围绕其外侧向下翻转超过90°并与水平面呈非零夹角；处于第二状态时，所述下伸板缩回油烟机本体内部，所述翻转板旋转至水平状态并盖住第一进风口；所述下伸板的下部设置有与集烟腔连通且朝向烹饪区域的第二进风口。
进一步地，所述翻转升降机构包括能够使下伸板相对油烟机本体做上下运动的升降机构，以及能够使翻转板相对于油烟机本体做翻转运动的翻转机构。
进一步地，所述翻转机构包括翻转电机；所述翻转电机的固定端与油烟机本体固定连接，且其转动端与翻转板的外侧固定连接。
进一步地，所述升降机构包括固设于油烟机本体内壁的导轨、设置在下伸板两侧且与导轨配合的滑轨，以及竖直设置的升降电机；所述升降电机的固定端与油烟机本体固定连接，且其移动端与下伸板固定连接。
进一步地，处于第二状态时，所述翻转板的底面、下伸板的底面以及油烟机本体的底部位于同一水平面。
一种具有翻转升降机构的吸油烟机的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：采集无油烟状态下烹饪区域的图像作为基准图像，并将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理，得到差分图像；
步骤二：将实时油烟图像中各像素点的暗通道值作为该像素点的通道值，得到暗通道图像；
步骤三：将差分图像和暗通道图像进行变亮混合得到合成图像，根据合成图像的信息计算油烟浓度；进行变亮混合时，对于合成图像上的一个像素，将暗通道图像上该像素点位置的暗通道值、差分图像上该像素点位置的灰度值中的最大值作为合成图像上该像素的灰度值；根据油烟浓度调整下伸板的下伸行程以及翻转板的翻转角度。
具体地，步骤一中将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理时，将实时油烟图像进行灰度处理生成实时灰度图像Imagerealtime_gray，将基准图像进行灰度处理生成基准灰度图像Imagerefer_gray，则差分图像Imagesmoke1各像素点的灰度值
Figure BDA0002627766770000021
其中
graydiff＝Imagerealtime_gray(i,j)-Imagerefer_gray(i,j)，Imagerealtime_gray(i,j)为实时灰度图像在(i,j)点的灰度值，Imagerefer_gray(i,j)为基准灰度图像在(i,j)点的灰度值。
具体地，步骤三中，根据合成图像Imagesmoke2的信息计算油烟浓度时，则油烟扩散面积
Figure BDA0002627766770000022
油烟的厚度
Figure BDA0002627766770000023
油烟浓度
Figure BDA0002627766770000024
Figure BDA0002627766770000025
其中countnonzero为合成图像中具有非零灰度值的像素个数，width为合成图像的宽度，height为合成图像的高度；m为暗通道图像具有非零暗通道值的像素个数，pixel_darki为暗通道图像第i个具有非零暗通道值的像素的暗通道值。
具体地，步骤三中，下伸板的下伸行程downdist以及翻转板的翻转角度angle的控制方法如下：
Figure BDA0002627766770000031
Figure BDA0002627766770000032
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
1.本发明通过两个进风口，分别从烹饪区域的上部和侧部进行吸风，提高了吸油烟效果，可解决主流T型机、侧吸机的油烟逸散问题，同时在关机或者待机状态，下伸板和翻转板返回至原来位置，使烹饪空间更大，更加美观。
2.本发明解决了现有技术方案中只能检测油烟扩散范围，无法评估油烟浓度的问题；其通过油烟的厚度和扩散范围，估测油烟的空间浓度，并将油烟的空间浓度量化成相应的油烟机控制策略，提升了油烟机的油烟处理能力和吸烟效果。
附图说明
图1为本发明吸油烟机的结构示意图；
图2为本发明吸油烟机的侧视图；
图3为本发明整体的结构示意图；
图4为本发明整体的机构示意图；
图5为本发明实施例一的结构示意图；
图6为本发明实施例二的结构示意图；
图7为本发明实施例三的结构示意图。
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。
如图1-4所示，一种具有翻转升降机构的吸油烟机，包括油烟机本体1以及设置在油烟机本体内的集烟腔5，所述集烟腔的底部开设有第一进风口51，还包括下伸板3和翻转板2，所述翻转升降机构至少能使所述吸油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸板相对于油烟机本体向下伸出，所述翻转板的内侧围绕其外侧向下翻转超过90°并与水平面呈非零夹角；处于第二状态时，所述下伸板缩回油烟机本体内部，所述翻转板旋转至水平状态并盖住第一进风口；所述下伸板的下部设置有与集烟腔连通且朝向烹饪区域的第二进风口。
本发明通过两个进风口，分别从烹饪区域的上部和侧部进行吸风，并结合本发明的控制方法，根据油烟浓度进行差异化控制，提高了吸油烟效果。
当翻转板处于非水平状态时，油烟可以从第一进风口进入集烟腔；当翻转板返回初始位置并处于水平状态时，油烟无法从第一进风口进入集烟腔；为了保证第一进风口处能有较好的吸风效果，所述翻转板的旋转角度必须超过90度，其工作位置应该倾斜向下，以保证油烟能够顺着翻转板的宽度方向进入第一进风口；此时翻转板与水平面形成非零夹角。
翻转板包括翻转板本体22以及布置在翻转本体两侧的侧板23，侧板竖直设置；侧板与翻转板本体围绕形成半封闭空间，能够加强对油烟的导向效果。
翻转板本体的底部固设有手势感应装置21，翻转板本体位于水平状态时，手势感应装置位于翻转板本体的下部，可以感应人的手势，并控制吸油烟机相应的动作。
集烟腔安装有涡轮，涡轮用于在集烟腔内产生负压。
所述翻转升降机构包括能够使下伸板相对油烟机本体做上下运动的升降机构，以及能够使翻转板相对于油烟机本体做翻转运动的翻转机构。
如图2所示，所述翻转机构包括翻转电机62；所述翻转电机的固定端与油烟机本体固定连接，且其转动端与翻转板的外侧固定连接。
翻转电机具有固定端和转动端，其转动端可以相对固定端进行转动。
翻转板位于水平状态时，翻转板的前侧即为其外侧，翻转板的后侧即为其内侧，翻转电机的转动端与翻转板的外侧固定连接，翻转电机工作时，使翻转板的内侧围绕其外侧进行转动。
如图2所示，所述升降机构包括固设于油烟机本体内壁的导轨、设置在下伸板两侧且与导轨配合的滑轨，以及竖直设置的升降电机61；所述升降电机的固定端与油烟机本体固定连接，且其移动端与下伸板固定连接。
所述升降电机包括固定端和移动端，其移动端能够相对其固定端进行直线往复运动。
处于第二状态时，所述翻转板的底面、下伸板的底面以及油烟机本体的底部位于同一水平面；第二状态是翻转板和下伸板的收纳状态，翻转板的底面、下伸板的底面共同组成了油烟机本体的底面；这种状态下吸油烟机美观且占用面积小。
本发明可与橱柜形成整体结构，例如吸油烟机两侧设置有橱柜4，翻转板和下伸板返回原位置后，吸油烟机的底部与橱柜的底部平齐，整体性好。
一种具有翻转升降机构的吸油烟机的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：采集无油烟状态下烹饪区域的图像作为基准图像，并将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理，得到差分图像。
具体地，步骤一中将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理时，将实时油烟图像进行灰度处理生成实时灰度图像Imagerealtime_gray，将基准图像进行灰度处理生成基准灰度图像Imagerefer_gray，则差分图像Imagesmoke1各像素点的灰度值
Figure BDA0002627766770000051
其中graydiff＝Imagerealtime_gray(i,j)-Imagerefer_gray(i,j)，Imagerealtime_gray(i,j)为实时灰度图像在(i,j)点的灰度值，Imagerefer_gray(i,j)为基准灰度图像在(i,j)点的灰度值。
threshold为设定阈值，灰度差值在阈值范围内，则差分图像在该像素点的灰度值视为0；灰度差值在阈值范围外，则差分图像在该像素点的灰度值为该灰度差值。
基准图像无油烟，如灶台区域内产生油烟，则会使实时图像部分区域灰度值发生变化，对两个图像进行差分处理，能够将油烟的分布体现出来。
步骤二：将实时油烟图像中各像素点的暗通道值作为该像素点的通道值，得到暗通道图像。
具体地，步骤二中，将实时油烟图像中各像素点红色通道、绿色通道以及蓝色通道中的最小通道值，作为暗通道图像各对应像素点的暗通道值。
通道是图像的组成部分；本发明中各图像均为RGB模式，其有四个通道，包括一个复合通道、一个红色通道、一个绿色通道、一个蓝色通道。
暗通道先验原理：绝大多数非天空的局部区域里，某一些像素总会有至少一个颜色通道具有很低的值，换言之，该区域光的三个通道强度的最小值是个很小的数。
对于任意的输入图像J，其暗通道值可以用下式表达：
Figure BDA0002627766770000052
其中Jc表示图像每个像素的每个通道，r、g、b分别表示红色通道、绿色通道和蓝色通道；暗通道先验原理指出：
Jdark→0
而对于存在油烟的图像，其暗通道值会发生变化，将不再接近于0，在后续处理中，将利用暗通道值来估算油烟的厚度，即暗通道值越高，油烟在竖直方向上叠加越多，即油烟的厚度越大。
步骤三：将差分图像和暗通道图像进行变亮混合得到合成图像，根据合成图像的信息计算油烟浓度；根据油烟浓度调整下伸板的下伸行程以及翻转板的翻转角度。
具体地，步骤三中，将差分图像和暗通道图像进行变亮混合时，所述暗通道图像为Imagedark，则合成图像Imagesmoke2各像素点的灰度值
Imagesmoke2(i,j)＝max[Imagedark(i,j),Imagesmoke1(i,j)]。
具体地，步骤三中，根据合成图像Imagesmoke2的信息计算油烟浓度时，则油烟扩散面积
Figure BDA0002627766770000061
油烟的厚度
Figure BDA0002627766770000062
油烟浓度
Figure BDA0002627766770000063
Figure BDA0002627766770000064
其中countnonzero为合成图像中具有非零灰度值的像素个数，width为合成图像的宽度，height为合成图像的高度；m为暗通道图像具有非零暗通道值的像素个数，pixel_darki为暗通道图像第i个具有非零暗通道值的像素的暗通道值。
本发明中油烟浓度用来表征在特定三维空间内油烟总量；油烟分布在三维空间内，但图像是二维的，需要用油烟的厚度与油烟的扩散面积来表征油烟的浓度，即s*depth；最后利用sigmoid函数将油烟的浓度进行归一化处理，映射到0和1之间，便于量化。
具体地，在基准图像中灶台所在区域作为有效检测范围，步骤一中生成差分图像时、步骤二中生成暗通道图像时、步骤三中生成合成图像时，所述基准图像、实时油烟图像、差分图像以及暗通道图像各自在有效检测范围内的图像数据参与计算。
烹饪区域较为复杂，除了灶台外还包括其他干扰区域，如果将图像中这些区域的数据信息参与到计算中，不仅计算量大，同时会降低识别方法的准确性。
本发明通过固定在油烟机上的摄像头对各种图像进行采集，由于摄像头的位置和姿态保持不变，所以各图像的大小相同，且边缘对齐。
为了减少计算量并提高计算准确度，在获得基准图像后，标注灶台的位置，灶台的俯视图一般为矩形，故将基准图像中灶台的范围作为有效检测范围，有效检测范围左上角坐标为A(x1,y1)，右下角坐标为B(x2,y2)，由于其他各图像的边缘与基准图像对齐，故可以在其他图像中利用A点和B点坐标，获得各图像的有效检测范围。
本发明中为了减少计算量，提高识别准确度，各图像在有效检测范围内的数据参与到各种计算中，而不在有效监测范围内的数据不参与计算；例如计算差分图像各像素点的灰度值时，计算合成图像各像素点的灰度值时，i∈[x1,x2]，j∈[y1,y2]；计算油烟浓度时，width＝x2-x1+1；height＝y2-y1+1。
具体地，步骤三中，下伸板的下伸行程downdist以及翻转板的翻转角度angle的控制方法如下：
Figure BDA0002627766770000071
Figure BDA0002627766770000072
油烟产生后，温度较高，向上运动速度较快，其向四周扩散的范围较小；随着油烟温度的降低，其向上运动速度变慢，其向四周扩散的范围变大，故进风口离油烟产生处越近，吸油烟效果越好。
本发明中的控制方法提供了三种实施例，通过下伸板的下伸行程以及翻转板的翻转角度对油烟进行控制。
实施例一：如图5所示，当油烟浓度较大时，下伸板的底部距离灶台300mm，翻转板的翻转角度124°，下伸板处于预设最低位置，翻转板位于预设最大翻转角度，此时吸油烟效果最好。
实施例二：如图6所示，当油烟浓度中等时，下伸板的底部距离灶台350mm，翻转板的翻转角度112°，下伸板处于预设中间位置，翻转板位于预设中间翻转角度，此时吸油烟效果中等，这种情况下烹饪空间大，吸油烟机对烹饪人员的影响较小，烹饪时的油也不易溅到吸油烟机各部件上。
实施例三：如图7所示，当油烟浓度较小时，下伸板的底部距离灶台400mm，翻转板的翻转角度100°，下伸板处于预设最高位置，翻转板位于预设最小翻转角度，油烟浓度小，油烟机处于这种设置下足够吸收油烟，且此烹饪空间更大，吸油烟机对烹饪人员以及烹饪动作的影响更小。
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 (9)

1.一种具有翻转升降机构的吸油烟机，包括油烟机本体(1)以及设置在油烟机本体内的集烟腔(5)，所述集烟腔的底部开设有第一进风口(51)，其特征在于，还包括下伸板(3)和翻转板(2)，所述翻转升降机构至少能使所述吸油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸板相对于油烟机本体向下伸出，所述翻转板的内侧围绕其外侧向下翻转超过90°并与水平面呈非零夹角；处于第二状态时，所述下伸板缩回油烟机本体内部，所述翻转板旋转至水平状态并盖住第一进风口；所述下伸板的下部设置有与集烟腔连通且朝向烹饪区域的第二进风口。
2.根据权利要求1所述的具有翻转升降机构的吸油烟机，其特征在于：所述翻转升降机构包括能够使下伸板相对油烟机本体做上下运动的升降机构，以及能够使翻转板相对于油烟机本体做翻转运动的翻转机构。
3.根据权利要求2所述的具有翻转升降机构的吸油烟机，其特征在于：所述翻转机构包括翻转电机(62)；所述翻转电机的固定端与油烟机本体固定连接，且其转动端与翻转板的外侧固定连接。
4.根据权利要求2所述的具有翻转升降机构的吸油烟机，其特征在于：所述升降机构包括固设于油烟机本体内壁的导轨、设置在下伸板两侧且与导轨配合的滑轨，以及竖直设置的升降电机(61)；所述升降电机的固定端与油烟机本体固定连接，且其移动端与下伸板固定连接。
5.根据权利要求1所述的具有翻转升降机构的吸油烟机，其特征在于：处于第二状态时，所述翻转板的底面、下伸板的底面以及油烟机本体的底部位于同一水平面。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述具有翻转升降机构的吸油烟机的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：采集无油烟状态下烹饪区域的图像作为基准图像，并将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理，得到差分图像；
步骤二：将实时油烟图像中各像素点的暗通道值作为该像素点的通道值，得到暗通道图像；
步骤三：将差分图像和暗通道图像进行变亮混合得到合成图像，根据合成图像的信息计算油烟浓度；进行变亮混合时，对于合成图像上的每一个像素，将暗通道图像上该像素点位置的暗通道值、差分图像上该像素点位置的灰度值中的最大值作为合成图像上该像素的灰度值；根据油烟浓度调整下伸板的下伸行程以及翻转板的翻转角度。
7.根据权利要求6所述具有翻转升降机构的吸油烟机的控制方法，其特征在于：步骤一中将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理时，将实时油烟图像进行灰度处理生成实时灰度图像Imagerealtime_gray，将基准图像进行灰度处理生成基准灰度图像Imagerefer_gray，则差分图像Imagesmoke1各像素点的灰度值
Figure FDA0002627766760000021
其中graydiff＝Imagerealtime_gray(i，j)-Imagerefer_gray(i，j)，Imagerealtime_gray(i，j)为实时灰度图像在(i，j)点的灰度值，Imagerefer_gray(i，j)为基准灰度图像在(i，j)点的灰度值。
8.根据权利要求6所述具有翻转升降机构的吸油烟机的控制方法，其特征在于：步骤三中，根据合成图像Imagesmoke2的信息计算油烟浓度时，则油烟扩散面积
Figure FDA0002627766760000022
油烟的厚度
Figure FDA0002627766760000023
油烟浓度
Figure FDA0002627766760000024
Figure FDA0002627766760000025
其中countnonzero为合成图像中具有非零灰度值的像素个数，width为合成图像的宽度，height为合成图像的高度；m为暗通道图像具有非零暗通道值的像素个数，pixel_darki为暗通道图像第i个具有非零暗通道值的像素的暗通道值。
9.根据权利要求8所述具有翻转升降机构的吸油烟机的控制方法，其特征在于：步骤三中，下伸板的下伸行程downdist以及翻转板的翻转角度angle的控制方法如下：
Figure FDA0002627766760000026
Figure FDA0002627766760000027
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