一种多功能智能衣物护理机的制作方法

本发明涉及一种多功能智能衣物护理机，尤其涉及利用图像识别技术和光谱传感器技术(拉曼光谱或近红外光谱传感器)识别污渍位置与类型，并识别衣物基本信息，智能匹配相应的洗涤、烘干熨烫或挂烫及护理程序，实现衣物的精准洗涤和衣物护理机的洗涤、烘干、熨烫或挂烫、护理多种功能一体化，属于家用电器技术与衣物护理技术领域。

背景技术：

人们对于衣物洗护的需求个性化与多元化，而目前完成衣物的洗涤、烘干、熨烫或挂烫、护理整个流程仍需要耗费大量的时间和精力去人工操作。一种集洗涤、烘干、熨烫或挂烫、护理功能于一体的智能衣物护理机可减少衣物整体护理的时间。

在生活中，衣物上往往会出现局部污渍，在洗衣机中整件洗涤不仅浪费水、电及洗涤剂，且依附在服装边角处的局部污渍常常难以洗净，这便对污渍的精准洗涤功能产生了需求。尽管智能化早已在各类家电产品中普及，但至今尚未有一款洗护类家电产品，能够实现对衣物污渍的定位识别并实现精准洗涤。

目前，已有不少企业推出了智能衣物护理机，比如，《衣物整理器》(申请号：CN2015206437801)中提出了一种箱体式具备烘干熨烫或挂烫及护理功能的衣物整理器，但该发明专利仅涉及到衣物的烘干熨烫或挂烫及杀菌、芳香功能，但衣物的洗涤仍需要在护理机外通过洗衣机完成，无法实现洗护一体化，同时也无法实现除螨、抗静电、防蛀等多元化的功能需求。而《小型家用衣物护理机》(申请号：2015101931293)中提出了一种抽屉式衣物护理机，能够实现洗涤、除皱、去除异味和烘干，但依然无法实现除螨、抗静电、防蛀等多元化的功能需求，同时，该专利也无法实现局部污渍的精准洗涤。

尽管市场中尚未出现具备污渍定位识别功能的智能衣物护理机，但物联网技术与传感器技术的飞速发展，为实现污渍定位识别技术提供了良好的平台，家电企业可以通过物联网技术和传感器技术采集信息，运用不同算法建立数据库，通过与数据库中的模型比对分析，实现对于污渍的定位识别。

技术实现要素：

本发明所要解决的是提供一种能采集衣物信息，实现衣物局部污渍的去除、清洗、烘干、熨烫或挂烫护理程序的方法。

为了解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多功能智能衣物护理机，其特征在于，包括设于箱体，箱体顶部设有排风口，底部设有相互连通的水箱及排水箱，排水箱；所述箱体内设有识别模块、洗涤模块、带智能算法系统的烘干熨烫或挂烫模块、护理模块，四个模块均与信息存储及控制模块连接；所述识别模块包括用于识别衣物的成分标签、护理标签信息、品类、颜色及风格信息并存入数据库的图像采集及识别系统和用于采集、鉴别污渍信息的光谱识别系统；所述洗涤模块包括设于箱体内的用于振动衣物的衣架振动装置、用于夹持衣物的夹持固定装置、用于清洗衣物的干洗装置及水洗装置，在洗涤过程中，根据识别模块中得到的衣物信息，采用夹持固定装置夹持衣物、衣架振动装置实现衣物高频振动，确定适当的作用力方向、大小、持续时间、衣架振动频率以及箱体内空气的温湿度数值；所述烘干熨烫或挂烫模块包括温度调节装置、湿度调节装置、温湿度监测及控制系统及机械控制装置；所述信息存储及控制模块包括信息存储系统、机械控制系统、智能算法系统运行控制系统及无线互联装置；在洗涤、烘干及熨烫或挂烫过程中，根据识别模块中得到的衣物信息，采用夹持固定装置夹持衣物、衣架振动装置夹持实现衣物高频振动和/或弹性充气人台急速充气冲击膨胀衣物等方式，确定适当的作用力方向、大小、持续时间、衣架振动频率、弹性充气人台膨胀率以及箱体内空气的温湿度数值等参数，从而完成衣物洗涤、除皱及烘干任务。

优选地，所述识别模块的识别过程为：

第一步：图像采集及识别系统识别衣物的成分标签及护理标签信息，存入数据库并编号；

第二步：将衣物挂入箱体内，图像采集及识别系统识别衣物的品类、颜色及风格信息，存入数据库；

第三步：通过设定的图像处理算法追踪目标区域，定位衣物上污渍的所在区域；

第四步：图像采集及识别系统识别衣物中的光谱传感器采集该污渍的信息，与常见污渍光谱数据库比对分析，鉴别污渍类型。

更优选地，所述光谱传感器采用拉曼光谱或近红外光谱传感器；所述识别模块中图像识别技术采用CCD传感器采集图像，信息处理系统中的服装信息数据库包含大量衣物的材质、洗涤方式、颜色、品类及风格等信息。

优选地，所述洗涤模块的洗涤过程为：

第一步局部污渍清洗：根据衣物信息及污渍类别，选择相应的洗涤剂，采用干洗、水洗或两者结合的方式洗涤，清除局部污渍；

第二步：洗涤结束后，通过图像识别系统，比较洗涤前后衣物污渍所在区域的色彩相异度判断洗涤效果，若末洗净则继续循环洗涤过程；

第三步：整体衣物清洗：根据衣物品类与风格、面料成分、颜色、花型、局部污渍特征等信息，采用干洗或者水洗等方式，选择合适的洗涤程序参数，完成整体衣物清洗。

更优选地，所述第一步的衣物信息为衣物品类、面料成分、颜色和花型中的至少一种。

优选地，所述烘干熨烫或挂烫模块的运行过程为：根据识别模块中得到的衣物信息，选择合适的程序参数，完成衣物的除皱和烘干任务。

更优选地，所述程序参数为温度、湿度、机械力、风速、振动频率及运行时间。

优选地，所述温度调节装置采用加热系统与抽风系统的组合系统；或采用加热系统、风道循环系统、冷凝系统与冷水收集系统的组合系统。

更优选地，所述加热系统与抽风系统的组合系统包括设于箱体内一端的加热装置及另一端的风机，风机转动将热湿气体带出护理机箱体，产生内外压差，迫使加热空气输入护理机箱体，循环往复，最终实现箱体内气流流动并与织物充分接触的目的。

更优选地，所述加热系统、风道循环系统、冷凝系统与冷水收集系统的组合系统包括设于箱体内一端的加热装置及另一端的风机，风机转动，将与织物充分接触后的温湿气体送入蒸汽发生装置，温湿气体经蒸发皿除湿变成较干温热气体，同时析出水分收集到储水盒中或由排水管直接排出。再将其送入冷凝器变成较干热气体，再次经过加热丝加热变成干热气体与衣物充分接触，循环往复，最终实现箱体内气流流动并与织物充分接触的目的。

优选地，所述护理模块采用高温去除装置，其通过输入热风或者蒸汽的方式，箱体内空气及衣物温度，直至达到满足衣物除菌、除味与除螨所需温度，并持续合适时间，实现衣物除菌、除味与除螨；或者采用在箱体内输入臭氧、除菌剂或除螨剂，完成衣物的后续护理；或者采用在箱体内给衣物喷洒柔顺剂、抗皱剂、抗静电整理剂、防霉整理剂、防蛀整理剂和/或各类香型的香精，完成衣物的柔顺、抗皱、抗静电、防霉、防蛀和/或添香护理。

优选地，所述信息存储系统存储的相关信息为程序算法及数据库信息，洗涤、烘干熨烫或挂烫、护理模块的程序参数设定信息，及包括文字及图像识别数据库、服装信息数据库及常见污渍光谱数据库，用于比对分析图像识别技术及光谱传感器技术采集到的衣物与污渍信息，为后续模块程序的匹配选择提供依据；或者用户个人及家庭服装数据库信息，即曾在护理机内洗护过的衣物将自动保存其衣物信息并编号，记录匹配的洗涤、烘干熨烫或挂烫和护理程序；该衣物再次洗护时，其信息可直接从数据库调用。

优选地，所述智能算法系统计算过程具体为：

第一步：采用图像分析技术识别衣物基本信息，定位局部污渍位置；

第二步：与常见污渍光谱数据库比对分析，鉴别污渍类型，计算确定相应洗涤剂类型及用量；

第三步：根据各类衣物烘干、熨烫和/或挂烫规律模型，计算确定相应的程序参数；

第四步：根据衣物信息、用户需求及喜好，结合除菌、除螨、除味、柔顺、抗皱、抗静电、防霉、防蛀和/或添香等护理规律模型，计算确定相应的程序参数。

优选地，所述所述无线互联装置采用wifi或蓝牙接收器连接的智能移动控制设备。

优选地，所述夹持固定装置采用机械手、弹力夹或支撑架。

优选地，所述箱体外侧设有用于显示运行状态的显示屏。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明采用了CCD传感器实现图像识别，能够实现衣物的材质、洗涤方式、品类、颜色、风格的判别并定位衣物上的局部污渍。而且，CCD传感器具有成像分辨率、像素灰度级和采样速度高及检测尺寸大等特点，可以实现高精度的检测；

2、通过光谱识别技术，分析判断污渍类型，结合材质信息，选择对应的洗涤剂，结合图像识别技术得出的污渍定位，实现污渍精准洗涤；

3、拉曼光谱主要测试的是样品的散射光谱，水对于其检测几乎没有影响；近红外光谱主要测量的是样品的吸收光谱，因发展历史长，技术相对成熟。这两种光谱技术因其不破坏样品、实时监测及速度快的特点，目前已在牛奶、食用油等食品成分检测、纺织品检测、石油检测和医疗检测等技术领域中广泛应用。因此，采用拉曼光谱与近红外光谱识别污渍种类极具可行性；

4、此外，传感器技术的迅速发展延伸了这两种光谱技术的应用范围，便于其安装在家用电器中；

5、本发明通过图像识别技术与光谱传感器识别技术得出的衣物及污渍信息，为后续洗涤、烘干熨烫或挂烫、护理模块的程序选择提供了依据。且其智能化程度高，实现了衣物洗涤、烘干、熨烫或挂烫、护理多种功能一体化，能减少用户投入在衣物洗护上的时间；

6、本发明通过温度和湿度的检测调控，以及机械作用装置三者结合，能够更有效地实现衣物的烘干与熨烫或挂烫；

7、本发明具备记忆功能，便于用户建立个人家庭服装数据库，并记录不同材质与品类服装的污渍类型、洗涤、烘干熨烫或挂烫、护理的程序及次数，这些数据可以为洗涤剂、服装以及洗护家电行业提供研发依据，帮助这些行业了解客户喜好及习惯，研发出更加符合其需求的产品。

本发明涉及一种多功能智能衣物护理机，外观为箱体，包括识别模块、洗涤模块、烘干熨烫或挂烫模块、护理模块、信息存储及控制模块。本护理机将完成(1)通过图像采集及识别系统识别判断衣物的基本信息(材质、洗涤方式、品类、颜色及风格等)、定位局部污渍位置，利用光谱传感器技术(拉曼光谱或近红外光谱传感器)鉴别局部污渍类别及成分；(2)基于衣物信息及污渍类别，自动选择合适的洗涤剂及洗涤方式，精准清除局部污渍；(3)根据衣物信息，智能匹配合适的程序参数完成衣物的整体清洗、烘干及熨烫或挂烫；(4)根据衣物信息、用户需求及喜好，智能选择合适的程序参数及相应的护理剂，完成衣物的除菌、除螨、除味、柔顺、抗皱、抗静电、防霉、防蛀和/或添香等护理。

因此，本发明技术具有以下特点：(1)精准：依据衣物信息及污渍类型的识别，精准匹配合适的衣物污渍去除、清洗、烘干、熨烫或挂烫及护理程序；(2)智能：结合衣物信息及污渍类型的识别，依据洗护模型，智能匹配的护理程序，提高了护理效率，同时最大限度地减少了衣物外观及物理、化学性能的损伤，因而不但可以处理普通衣物、高档衣物，而且可以处理部分需要干洗的衣物；(3)自动化程度高：用户将衣物放入护理机后，护理机自动完成洗、烘、烫及护理等所有任务。(4)个性化定制程序：根据用户需求和喜好，任意选择部分任务模块，完成相应的处理。

附图说明

图1为本发明提供的一种多功能智能衣物护理机的模块流程图；

图2为实施例提供的一种多功能智能衣物护理机的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图1-2所示，为本发明提供的一种多功能智能衣物护理机，其包括识别模块1、洗涤模块2、烘干熨烫或挂烫模块3、护理模块4、信息存储及控制模块5。其中，前四个模块都由信息存储及控制模块5操控，控制衣物护理机完成对衣物的识别、洗涤、烘干熨烫或挂烫、护理。

识别模块1中获取的衣物信息(材质、洗涤方式、品类、颜色及风格等)和污渍的定位及类型，为后续洗涤模块2、烘干熨烫或挂烫模块3、护理模块4程序的自动匹配选择提供判断依据。

如图2所示，为本实施例提供的一种智能衣物护理机，箱体100中，衣物可以悬挂在衣架振动装置22中，衣架被固定在其中的衣架安装槽中，另外，衣架振动装置22中设有滑轨及升降装置，衣物可以跟随衣架前后上下移动。

识别模块1包含以下流程：

第一步，用户将衣物至于护理机内，喷嘴及传感器安装区21中的CCD传感器镜头读取标签中的文字信息将被读取，通过文字识别，转换为该衣物面料的材质成分的数据记录并对服装编号，其中材质指棉、麻、丝、毛、化纤等面料成分；

第二步，喷嘴及传感器安装区21中的CCD传感器从衣物的正反面采集衣物图像，与存储的服装信息数据库进行比较，判定衣物的颜色、品类及风格等信息。其中，品类指西装、衬衫、连衣裙、裤装等服装类别；风格指淑女风、休闲风、运动风等服装风格；

结合衣物品类及材质信息，信息处理系统自动匹配衣物的洗涤方式，例如：若识别到的衣物材质与品类是100％羊毛大衣，则洗涤方式为干洗；若识别到的衣物材质与品类是80％棉麻混纺衬衫，则洗涤方式为水洗。对应衣物的洗涤信息依据衣物编号存入数据库中。

第三步，通过设定的图像处理算法追踪目标区域，定位衣物局部污渍的所在区域；

第四步，光谱识别，定位衣物及污渍后，衣架振动装置22通过滑轨和升降装置前后上下移动将衣物的局部污渍对准光谱传感器的识别区域，喷嘴及传感器安装区21中的光谱传感器自动对衣物正反面的污渍区域进行扫描；

可选的，光谱传感器可以是拉曼光谱传感器或近红外光谱传感器，其中拉曼光谱传感器的光谱范围在100cm-1-4000cm-1，近红外光谱传感器的波长范围在800-2500nm。

信息处理系统记录下了衣物信息包括材质、洗涤方式、品类、颜色及风格，以及污渍的定位和类型，为后续洗涤、烘干熨烫或挂烫、护理程序的自动匹配选择提供判断依据。

洗涤模块工作包括以下步骤，

第一步，匹配洗涤，衣物通过衣架振动装置22中的滑轨和升降装置移至接水槽25上方，根据信息处理系统中记录的服装及污渍信息，信息处理系统读取洗涤方式和品类的信息，判定启动干洗或水洗装置，完成局部与整体衣物清洁。此外，安装在护理机箱体内四个角落的夹持固定装置23将启动，依据衣物的品类对衣物进行夹持；

可选的，夹持固定装置23的具体个数、类型和夹持方式不限，可以是机械手、弹力夹或支撑架等。本实施例采用机械手，图2中安装了四个机械手，例如：对于长袖衬衫，两个机械手夹持下摆，另外2个夹持袖口底部，使衣物呈舒展状态；对于裙装则只需2-3个机械手夹持下摆，使之完全展开；

第二步，信息处理系统结合衣物的颜色和污渍类型进行判断，自动从洗涤剂槽组合24中筛选出匹配的污渍洗涤剂槽。若局部污渍为奶渍则选择针对蛋白污渍的洗涤剂，若为泥灰渍则选择针对炭黑污渍的洗涤剂。此外，若识别到的衣物为深色衣物，则进一步添加护色剂；

结合衣物的材质及品类信息，若判断得出的衣物洗涤方式为水洗，则启动水洗装置，洗涤剂槽组合24中盛放污渍对应的专用洗涤剂，通过喷嘴及传感器安装区21中的喷嘴将洗涤剂喷射在局部污渍上，随后通过喷嘴集中加压喷射水流冲刷污渍，并开启衣架振动装置22，衣物一边被冲刷一边高频振动，增强了水流对污渍的冲刷效果。洗涤后的污水落入接水槽25中，另外，接水槽25可通过管道与排水箱27相连接。洗涤结束后，衣架振动装置22通过高频振动使衣物表面的污水尽快滴落，此外还可以帮助抖落衣物上的灰尘；

根据本发明的一个实施例，若判断得出的衣物洗涤方式信息为干洗，则启动干洗装置，洗涤剂槽组合24中盛放污渍对应的专用洗涤剂，通过喷嘴及传感器安装区21中的喷嘴喷射局部污渍，完成干洗。

第三步，完成局部污渍清洁后，将对整件衣物喷淋专用洗涤剂，以达到整体去除衣物常见污渍的效果；

第四步，洗涤结束后，由CCD传感器再次采集服装污渍的图像，传递给信息处理系统，通过比较洗涤前后衣物污渍所在区域的色彩相异度来判断污渍是否洗净，若未洗净则继续循环匹配洗涤系统。

洗涤模块结束后，接水槽25的移动式门板自动关闭，开始进入烘干熨烫或挂烫模块。

本实施例中的烘干熨烫或挂烫模块3如图2所示：

第一步：机械手自动从四个角落伸出夹持衣物，使之被拉平同定，保持一定的张力，这样有助于提高衣物在烘干过程中的平整度。同时，衣架振动装置22启动，带动衣物产生高频振动，当风机加热装置及蒸汽发生系统开始运作后，高频振动能够帮助加速护理机内的空气对流，让衣物更充分地接触蒸汽，缩短衣物的烘干时间；

第二步：喷嘴及传感器安装区21中的温度调节装置和湿度调节装置实时监测护理机内的温度及湿度，同时将温度及湿度信息传递给信息处理系统。信息处理系统根据事先设定好的最佳护理温湿度，控制风机加热系统与蒸汽发生系统的运转，使之达到设定的烘干熨烫或挂烫程序标准；

第三步：加热及蒸汽发生装置，衣物处于高频振动与被机械手夹持固定的状态下，蒸汽发生装置29通过加热水箱28中的水，产生高温水蒸汽，从下向上均匀地喷向衣物表面，使热蒸汽均匀地渗透衣物，并吸收衣物中的水分，实现对衣物的烘干与熨烫或挂烫。同时，高温水蒸汽还可以除菌、除味；

第四步：烘干熨烫或挂烫过程中，冷凝的水可通过排水孔回收至排水箱中。通过温湿度传感器的监测，当护理机内的环境达到程序设定的温湿度并持续一定时间后，自动停止蒸汽发生装置29，开启加热装置。有两种加热方式可供选择；在本实施例中，设计了上下两个风机加热装置26，打开排风口30，加热启动下方的风机，热风持续不断地吹向衣物，并将湿空气从排风口30排出。还可以通过上方的风机吹出热风，从领口间歇性急速冲击衣物，衣物瞬间产生膨胀，气流充分在衣物内部循环流动，帮助减少衣物褶皱，并有效缩短烘干熨烫或挂烫过程的时间；

第五步：采取湿度判停方式或温度判停方式，由温湿度传感器在一定时间间隔下重复检测，若温度或湿度达到判停标准，烘干熨烫或挂烫程序结束，若未达标准则继续烘干熨烫或挂烫。

护理模块3可实现除菌、除螨、防静电、柔顺、抗皱、防霉、防蛀、添加芳香剂等功能，具体实施方案如下：

(1)除菌除螨等功能装置31，由于高温水蒸汽也能有效除菌、通过水分吸收除去衣物异味，因此去除功能装置31也运用到了蒸汽发生系统中的装置。除蒸汽装置外，本发明还可以安装除菌除螨装置，包括超声波除螨装置、紫外杀菌装置、等离子杀菌装置、臭氧杀菌装置或光辅银杀菌装置等；

为便于理解本发明，兹以超声波除螨装置和紫外杀菌装置为例，将这两种装置安装在去除功能装置31的区域中，利用超声波的特有频率于螨虫的生理系统上，减少空间的尘螨密度及过敏原，实现除螨；通过紫外线照射衣物，在短时间内集中强度实现除菌。

(2)衣物护理剂装置，在衣物护理液盒组合32中放置具备柔顺、芳香、防蛀、抗皱、抗静电等功能的护理液，根据识别模块1中记录的衣物材质、品类及风格信息，信息处理系统将智能判断启动附加护理功能。例如，若识别模块1记录的服装材质信息为真丝或羊毛，在护理模块中将自动提供防蛀功能；若记录的服装品类及风格信息为连衣裙和淑女风，则提供芳香功能。

另外，衣物护理液的选择范围很广，例如：香樟精油可以起到防霉防蛀的效果；3M公司的Scotchgard推出了一款能够帮助防污、去污的衣物护理剂；美国Faultless开发的熨衣上浆液可以帮助衣物除皱定型，这些护理液都可以帮助实现衣物护理。

本发明可选的装置有：

衣物护理液盒组合32可以通过管道与蒸汽发生装置29相连的管道均匀地以蒸汽形式喷洒在衣物上。

衣物护理液盒组合32可以通过管道与喷嘴及传感器安装区21中的喷嘴相连接以喷雾的形式喷洒在衣物上。

用户可依据自身需求，对附加护理功能进行选择，具体安装形式可以根据实际需求设置，并不限定于上述提出的两种方式。

信息存储及控制模块5包含：

信息处理系统，以网络为媒介，通过主机线路板控制护理机内所有模块的运行和监控，具体运行方式如下：

(1)基础信息存储，该系统存储了关于服装材质、洗涤方式、颜色、品类及风格的信息，通过目标跟踪与比对分析可快速判断衣物信息及污渍区域定位，以支持图像识别技术。该系统还存储了常见污渍的光谱数据库，采集到污渍光谱信息后可立即与数据库模型比对，得出相应识别结论，以支持光谱传感器技术；

(2)实时信息存储，该系统存储了洗涤、烘干熨烫或挂烫、护理模块的程序参数设定信息，并实时记录监控护理机内部的温湿度及洗净效果信息，通过无线接收装置(wifi或蓝牙接收器)，能实时接收用户通过智能控制设备下达的指令，并将衣物护理机内的模块信息反馈回智能控制设备；

(3)具备记忆功能，能针对每个用户建立个人家庭服装数据库信息，即曾在护理机内洗护过的衣物将自动保存其衣物信息(材质、洗涤方式、颜色、品类、风格)并编号，并记录匹配的洗涤、烘干熨烫或挂烫和护理程序。当该衣物再次洗护时，其信息可直接从数据库调用。

智能控制设备，包括安装在箱体上的液晶显示屏、控制按钮以及用户使用的智能移动控制设备。

用户的智能移动设备可以是手机、ipad、遥控器等。

用户可以通过智能控制设备，定时开关护理机，根据需求选择运行识别、洗涤、烘干熨烫或挂烫、护理中的一种或多种模块。

另外，护理机运行处于哪种模块、环境温度、湿度等信息都将实时显示在液晶显示屏及用户持有的智能移动控制设备上，用户即使不在家，也可以随时监测其运行状态。

无线互联装置，通过wifi或蓝牙接收器将信息处理系统与用户的智能移动控制设备相连接。