用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统及其清洁方法与流程

1.本发明涉及烟机技术领域，尤其涉及一种用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统及其清洁方法。


背景技术：

2.在烹饪过程中产生的油烟浓度大小是动态变化的，为了达到优良的厨房除烟效果，根据油烟浓度大小进行相应的烟机风力档位自动调节已然成为烟机行业发展的一个趋势。目前，主要根据摄像头采集的油烟图像，利用深度学习模型进行油烟浓度等级识别，并进行适应性档位调节。在这一应用场景中，摄像头作为关键性的感知信号输入源，其成像质量对烟机最后的决策、判断会产生巨大的影响。
3.当进行烹饪时，升腾的油烟会附着在摄像头的镜面上。当油污达到一定量时会影响摄像头油烟识别的准确性，从而导致烟灶智能联动的性能大打折扣。因此，保持摄像头镜面处于一个较高的清晰度，从而不影响摄像头的油烟识别功能具有很强的实用性。
4.公开号为cn211650375u的专利申请提供了一种油烟机，如图1和图2所示，为了能够避免烟机上的摄像头被油烟污染，在油烟机的机壳1上还开设有第二窗口，所述油烟机还包括第二摄像头组件3，所述第二摄像头组件3包括第二摄像头31、第二透明保护层32和第二防油保护罩33，所述第二防油保护罩33连接在所述机壳1的内侧壁上，形成第二容纳腔；所述第二摄像头31容置在所述第二容纳腔内；所述第二透明保护层32安装在所述第二窗口上，所述第二摄像头31与所述第二透明保护层32正对设置。所述第二摄像头组件3能够隔绝第二摄像头31的外部油烟，避免了油烟污染所述第二摄像头31，使得所述第二摄像头31能够清晰地拍摄到影像。
5.上述方案虽然能够避免烟机上的摄像头被油烟污染，但是需要人工对透明保护层32进行经常清洁，才能保证摄像影像的清晰度，费时费力。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术的不足，本发明提供一种用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统及其清洁方法，以在避免烟机上的摄像头镜面被油污附着的同时，实现防护板自清洁，省时省力。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
8.第一方面，本发明提供一种用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统，其中，所述烟机的底壁上开设有与所述摄像头正对设置的窗口，所述防护系统包括：
9.覆盖于所述窗口上的透明防护板；
10.用于对所述透明防护板进行清洗的自动清洗装置；
11.用于在所述窗口与所述自动清洗组件之间传送所述透明防护板的自动传输装置；以及
12.与所述自动清洗装置和自动传输装置电连接的控制器。
13.在本发明一个优选实施例中，所述自动传输装置包括：
14.用于带动所述透明防护板沿平移导轨平移的防护板平移组件；
15.用于吸附所述透明防护板的真空吸盘组件；
16.用于带动所述真空吸盘组件升降的吸盘升降组件；以及
17.用于带动所述吸盘升降组件平移的吸盘平移组件；
18.其中，所述控制器与所述防护板平移组件、真空吸盘组件、吸盘升降组件和吸盘平移组件电连接。
19.在本发明一个优选实施例中，所述防护板平移组件包括：
20.沿平移导轨方向设置于所述烟机的底壁上的第一导轨；
21.沿所述第一导轨设置的第一螺杆；
22.用于夹持固定所述透明防护板的夹持部，所述夹持部与所述第一导轨滑动连接、并与所述第一螺杆螺纹连接；以及
23.与所述控制器电连接、并用于驱动所述第一螺杆转动的第一驱动机构。
24.在本发明一个优选实施例中，所述真空吸盘组件包括：
25.吸盘支架；
26.至少一个设置于所述吸盘支架底部的真空吸盘；
27.至少一个设置于所述吸盘支架上、并与所述控制器电连接的真空泵；以及
28.至少一个连接在所述真空吸盘与所述真空泵之间的连接管。
29.在本发明一个优选实施例中，所述吸盘升降组件包括：
30.纵向设置的第二导轨；
31.沿所述第二导轨设置的第二螺杆；
32.一端与所述第二导轨滑动连接、另一端与所述真空吸盘组件的顶部连接的横梁，所述横梁还与所述第二螺杆螺纹连接；以及
33.与所述控制器电连接、并用于驱动所述第二螺杆转动的第二驱动机构。
34.在本发明一个优选实施例中，所述吸盘平移组件包括：
35.水平设置于所述烟机的底壁上的第三导轨；
36.沿所述第三导轨设置的第三螺杆；
37.与所述第三导轨滑动连接、并与所述第三螺杆螺纹连接的支承台；以及
38.与所述控制器电连接、并用于驱动所述第三螺杆转动的第三驱动机构。
39.其中，所述吸盘升降组件设置于所述支承台上。
40.在本发明一个优选实施例中，所述自动清洗装置包括：
41.安装于所述烟机的底壁上的清洗槽；
42.安装于所述清洗槽底部并与所述控制器电连接的超声波发生器；以及
43.与所述清洗槽连通的进水管和出水管。
44.在本发明一个优选实施例中，所述自动清洗装置还包括：与所述清洗槽连通并与所述控制器电连接的烘干器。
45.在本发明一个优选实施例中，所述自动清洗装置还包括：安装于所述清洗槽底部并与所述控制器电连接的重力感应器。
46.在本发明一个优选实施例中，所述进水管和出水管上分别设置有水泵；所述控制
器与所述水泵电连接。
47.在本发明一个优选实施例中，所述防护系统还包括用于自动弹起所述透明防护板的自动弹起装置。
48.在本发明一个优选实施例中，所述自动弹起装置包括置于烟机内的传动板和一对弹起机构，其中：
49.所述传动板包括u型板以及自所述u型板的两端分别向外翻折的一对耳板，所述u型板上承载有透明防护板且所述u型板的底板上开设有通孔；
50.所述弹起机构包括：
51.固定于所述烟机内的电磁铁；
52.穿过所述电磁铁设置的立柱；
53.横向固定于所述立柱顶端的推板；
54.横向固定于所述立柱底端的铁片；
55.设置于所述电磁铁与所述铁片之间、并套设于所述立柱上的弹簧；
56.其中，所述一对弹起机构的推板一一对应地支承于所述一对耳板的下方。
57.第二方面，本发明提供一种防护系统的清洁方法，基于前述用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统实现，该方法包括：
58.接收防护板清洗指令；
59.控制所述自动传输装置将透明防护板从初始位置传送到所述自动清洗组件中；
60.控制所述自动清洗组件对所述透明防护板进行清洗；
61.控制所述自动传输装置将清洗后的透明防护板传送回所述初始位置。
62.在本发明一个优选实施例中，所述控制所述自动清洗组件对所述透明防护板进行清洗，包括：
63.控制所述自动清洗组件中的超声波发生器对所述透明防护板进行清洗。
64.在本发明一个优选实施例中，所述控制所述自动清洗组件中的超声波发生器对所述透明防护板进行清洗，包括：
65.获取接收到所述防护板清洗指令之前所述摄像头采集的两帧图像数据；
66.根据所述图像数据，获取所述透明防护板的模糊程度；
67.根据所述模糊程度，控制所述超声波发生器对所述透明防护板执行相应档位的清洗操作。
68.在本发明一个优选实施例中，所述根据所述图像数据，获取所述透明防护板的模糊程度，包括：
69.获取各帧所述图像数据的二阶导数的方差；
70.获取所述方差之间的差值；
71.根据所述差值所属的预设阈值范围，确定所述透明防护板的模糊程度。
72.通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
73.本发明通过安装透明防护板，可以防止摄像头受到油烟侵扰，而又不会影响摄像头采集油烟图像。当透明防护板需要清洗时，首先可以通过所述自动传输装置将透明防护板从初始位置传送到所述自动清洗组件中；而后通过所述自动清洗组件对所述透明防护板进行自动清洗；最后再次通过所述自动传输装置将清洗后的透明防护板传送回初始位置。
从而，能够在保护烟机内摄像头的同时，实现透明防护板的自动清洁，省时省力。
附图说明
74.图1为现有技术中烟机的结构示意图；
75.图2为图1中b
‑
b方向的局部剖视放大图；
76.图3为本发明实施例1的用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统的结构示意图；
77.图4为本发明实施例1中自动弹起装置的结构示意图；
78.图5为图4中弹起机构的结构示意图；
79.图6为本发明实施例1中自动传输装置和自动清洗装置的局部示意图；
80.图7为本发明实施例2中防护系统的清洁方法的流程示意图。
具体实施方式
81.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
82.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
83.实施例1
84.目前，越来越多的烟机加装了摄像头。如图3～6所示，在烟机1内设置有摄像头定位板2以定位设置于其上方的摄像头(未示出)，其中摄像头用于采集油烟图像，以便烟机1根据油烟图像进行适应性档位调节。
85.为了避免摄像头镜面被油污附着而导致拍摄模糊，本实施例在烟机1的底壁上开设有与所述摄像头正对设置的窗口11，并且提供一种用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统。如图3～6所示，该防护系统包括：覆盖于烟机底壁的窗口上的透明防护板3、用于自动弹起所述透明防护板的自动弹起装置、用于在前述窗口与所述自动清洗组件之间传送所述透明防护板的自动传输装置、以及用于对所述透明防护板进行清洗的自动清洗装置，此外还包括与自动弹起装置、自动传输装置和自动清洗装置连接的控制器。下面分别对上述各个组成部分进行详细描述：
86.参阅图3～5所示，本实施例的自动弹起装置包括设置于烟机1内的传动板41和一对弹起机构42。其中，所述传动板41包括u型板411以及自所述u型板411的两端分别向外翻折的一对耳板412，其中所述u型板411用于承载透明防护板3且所述u型板411的底板上开设有通孔；所述弹起机构42包括：固定于所述烟机1内的电磁铁421、穿过所述电磁铁421设置的立柱422、横向固定于所述立柱422顶端的推板423、横向固定于所述立柱422底端的铁片424、设置于所述电磁铁421与所述铁片424之间并套设于所述立柱422上的弹簧425。其中，所述一对弹起机构42的推板423一一对应地支承于所述一对耳板412的下方；u型板底板上开设的通孔与烟机1底壁上的窗口11位置对应，以使得摄像头能够拍摄到烟机1下方的油
烟。
87.优选地，为了保证透明防护板3能够稳定地承载于u型板的底板上，本实施例的透明防护板3设置为包括透明防护板本体31以及围绕透明防护板本体31设置的定位框架32。其中，该定位框架32包括：与u型板的底板形状配合的横板321、以及自横板321的底面向下延伸并围绕u型板411底板上的通孔内壁设置的竖板322。其中，竖板322的高度优选与u型板底板上的通孔深度一致，通过将竖板322围成的框架插入u型板底板上的通孔内，能够保证透明防护板3不会向四周发生移动，从而保障其位置稳定性。此外，如果将定位框架32设计成与传动板形状一样的结构，则还可以省略传动板41。
88.再次参阅图3～5，自动弹起装置还包括自所述烟机1的底壁向上延伸的固定柱12。所述弹起机构42还包括用于容纳所述电磁铁421的外壳426。其中，所述固定柱12通过固定件与所述外壳426固定连接，以保障弹起机构42的稳固性。
89.此外，所述弹起机构42还可以包括通过电磁铁开关(未示出)与所述电磁铁421连接的电源(未示出)，所述电磁铁开关还与控制器连接，以通过控制器自动控制电磁铁421的通断电。
90.可见，当透明防护板3承载于传动板41上时，对电磁铁421通电即可使得电磁铁421产生磁力以吸引铁片424向上移动，由于铁片424与推板423通过立柱422连为一体，因而推板423能够克服弹簧425的弹力向上推动，以通过推动传动板41带动透明防护板3向上自动弹起，当电磁铁421断电后，在弹簧425的作用力下，推板423又可以自动回复到初始位置。因此，本实施例中的自动弹起装置能够实现透明防护板3的自动弹起和复位。
91.参阅图3和6所示，本实施例的自动清洗装置包括：安装于烟机1的底壁上的清洗槽51；安装于清洗槽51底部的超声波发生器52；与清洗槽51的侧壁连通的进水管53；与清洗槽51的底壁连通的出水管54；与清洗槽51连通的烘干器55，该烘干器55例如包括风机，该风机的出风口与清洗槽51连通；安装于清洗槽51底部的重力感应器56；以及与超声波发生器52、烘干器55和重力感应器56电连接的控制器。此外，进水管53和出水管54上还分别设置有水泵，控制器还与水泵电连接；进水管53和出水管54连通至厨房的水循环系统中。
92.在本实施例中，通过将清洗槽51设置于烟机1的底壁上，能够避免在烟机1外增加额外的清洗烘干设备；通过设置与清洗槽51连通的进水管53和出水管54，能够便于清洗槽51进水和排水；通过安装于清洗槽51底部的超声波发生器52，能够有助于将清洗槽51内的被清洗物清洗干净；通过与清洗槽51连通的烘干器55，能够有助于将清洗后的被清洗物烘干；通过安装于清洗槽51底部的重力感应器56，能够检测清洗槽51内的重力变化；通过与烘干器55和重力感应器56电连接的控制器，能够有助于根据重力感应器56的采集数据对烘干器55进行控制。
93.本实施例自动清洗装置的具体工作流程如下：
94.首先，当需要对透明防护板3进行清洗时，通过控制器启动进水管53上的水泵，以向清洗槽51内注入预定量的清水，同时获取当前重力感应器56所采样的重量数据，记为g1，即，g1表示清洗槽51内进水前的重量。
95.当注水完成后，通过控制器启动超声波发生器52，用以对清洗槽51内的透明防护板3进行充分清洗。
96.当清洗完成后，通过控制器启动出水管54上的水泵，以将清洗槽51内的污水向外
排出，并获取重力感应器56所采样的实时重量，记为g2。当g2<g1+x时，控制器判定清洗槽51内的污水已全部排出，其中，x表示预设的重量偏差，其物理含义表示清洗槽51内壁和透明防护板3上残留的污水重量。
97.当控制器判定清洗槽51内的污水已全部排出后，通过控制器关闭出水管54上的水泵，同时启动烘干器55对清洗槽51内的透明防护板3进行烘干。
98.可见，本实施例中的自动清洗装置能够实现烟机1上透明防护板3的自动清洗和烘干，而且清洗效果强于手动擦拭透明防护板的效果。
99.再次参阅图3和6所示，本实施例中的自动传输装置包括：用于带动烟机1内设置的透明防护板3沿平移导轨13平移的防护板平移组件；用于吸附透明防护板3的真空吸盘组件；用于带动真空吸盘组件升降的吸盘升降组件；用于带动吸盘升降组件平移的吸盘平移组件。其中，防护板平移组件、真空吸盘组件、吸盘升降组件和吸盘平移组件与控制器电连接。
100.下面结合图3和6，对自动传输装置中的各组成部分进行详细描述，应该理解，各组成部分的具体结构仅作为示例而非限制。
101.具体地，防护板平移组件包括：沿平移导轨13方向设置于烟机1的底壁上的第一导轨61；沿第一导轨61设置的第一螺杆62；与第一导轨61滑动连接、并与第一螺杆62螺纹连接的夹持部63；以及与控制器电连接、并用于驱动第一螺杆62转动的第一驱动机构64。例如，第一驱动机构64包括：与控制器电连接的第一电机641；连接在第一电机641与第一螺杆62之间的第一皮带轮组件642。
102.其中，第一电机641用于在控制器的控制下带动第一皮带轮组件642转动，第一皮带轮组件642用于带动第一螺杆62转动，第一螺杆62用于带动夹持部63平移，夹持部63用于夹持传动板41上的耳板412，以带动传动板41及传动板41上的透明防护板3沿平移导轨13平移。
103.优选地，为了减小传动板41与平移导轨13底面之间的摩擦，在平移导轨13内形成有若干沿平移导轨13的延伸方向设置并向上凸起的支撑筋14。其中，支撑筋14的顶面(即平移导轨13的实际顶面)相对于传动板41被自动弹起装置弹起后的底面位置略低，以便传动板41被自动弹起装置弹起后，防护板平移组件能够顺利带动传动板41及其上方的透明防护板3移至支撑筋14上并沿支撑筋14平移。应该理解，如果平移导轨13内未设置支撑筋，平移导轨13的实际顶面本身就略低于传动板41未被弹起时的底面，比如平移导轨13的顶面与传动板41下方的烟机底壁顶面为同一平面，则传动板41和透明防护板3无需通过弹起机构42弹起，也能够被防护板平移组件带动平移。
104.具体地，真空吸盘组件包括：吸盘支架71；至少一个设置于吸盘支架71底部的真空吸盘72；至少一个设置于吸盘支架71上、并与控制器电连接的真空泵73；以及至少一个连接在真空吸盘72与真空泵73之间的连接管74。例如，吸盘支架71包括呈倒u形的支撑杆711，支撑杆711的两端分别设有安装台712；各安装台712的底部分别安装有真空吸盘72(图中示出为分别安装有2个吸盘)，各安装台712的顶部分别安装有真空泵73(图中示出为分别安装有2个真空泵73)，每个真空泵73分别通过一连接管74与相应的真空吸盘72连通。
105.具体地，吸盘升降组件包括：纵向设置的第二导轨81；沿第二导轨81设置的第二螺杆82；一端与第二导轨81滑动连接、另一端与真空吸盘组件的顶部连接的横梁83；以及与控
制器电连接、并用于驱动第二螺杆82转动的第二驱动机构84，且横梁83还与第二螺杆82螺纹连接。例如，第二驱动机构84包括：与控制器电连接的第二电机841；连接在第二电机841与第二螺杆82之间的第二皮带轮组件(未示出)。
106.其中，第二电机841用于在控制器的控制下带动第二皮带轮组件842转动，第二皮带轮组件用于带动第二螺杆82转动，第二螺杆82用于带动横梁83升降，横梁83用于带动真空吸盘组件升降。
107.具体地，吸盘平移组件包括：水平设置于烟机1的底壁上的第三导轨91；沿第三导轨91设置的第三螺杆92；与第三导轨91滑动连接、并与第三螺杆92螺纹连接的支承台93；以及与控制器电连接、并用于驱动第三螺杆92转动的第三驱动机构94。例如，第三驱动机构94包括：与控制器电连接的第三电机941；连接在第三电机941与第三螺杆92之间的第三皮带轮组件942。
108.其中，第三电机用于在控制器的控制下带动第三皮带轮组件转动，第三皮带轮组件(未示出)用于带动第三螺杆92转动，第三螺杆92用于带动支承台93平移，支撑台用于带动设置在其上的吸盘升降组件平移。具体地，吸盘升降组件中的第二螺杆82、第二电机841和第二皮带轮组件842均设置于支承台93上。
109.本实施例自动传输装置的具体工作流程如下：首先，通过防护板平移组件带动透明防护板3从初始位置平移到相应的指定位置，再通过吸盘平移组件和吸盘升降组件带动真空吸盘组件移动到该指定位置、并使其与透明防护板3的顶面相抵接；而后，通过真空吸盘组件吸附透明防护板3，再通过吸盘平移组件和吸盘升降组件带动真空吸盘组件移动到自动清洗装置的清洗槽内进行清洗烘干；当透明防护板3被清洗干净后，再通过自动传输装置反向执行前述操作，以将洗干净的透明防护板3移回初始位置，从而实现透明防护板3的自动传送。为了便于透明防护板3被吸盘组件移动，透明防护板3与传动板41之间优选为间隙配合。
110.可见，本实施例通过安装透明防护板3，可以防止摄像头受到油烟侵扰，而又不会影响摄像头采集油烟图像。当透明防护板3需要清洗时，首先可以通过所述自动传输装置将透明防护板从初始位置传送到所述自动清洗组件中；而后通过所述自动清洗组件对所述透明防护板进行自动清洗及烘干；最后再次通过所述自动传输装置将清洗后的透明防护板传送回初始位置。从而，能够在保护烟机内摄像头的同时，实现透明防护板的自动清洁，省时省力，极大地提高了烟机的智能化水平。
111.实施例2
112.本实施例提供一种防护系统的清洁方法，基于前述用于保护烟机内摄像头的自清洁防护系统实现。如图7所示，该方法具体包括以下步骤：
113.s1，接收防护板清洗指令。
114.例如，当透明防护板需要被清洗时，用户可以通过烟机上的控制开关或者控制面板输入防护板清洗指令。
115.s2，控制所述自动传输装置将透明防护板从初始位置传送到所述自动清洗组件中。
116.具体地，首先控制防护板平移组件带动透明防护板3从初始位置(即窗口11的上方)平移到相应的指定位置，再控制吸盘平移组件和吸盘升降组件带动真空吸盘组件移动
到该指定位置、并使其与透明防护板3的顶面相抵接；而后，控制真空吸盘组件吸附透明防护板3，再通过吸盘平移组件和吸盘升降组件带动真空吸盘组件移动到自动清洗装置的清洗槽内。
117.s3，控制所述自动清洗组件对所述透明防护板进行清洗。
118.具体地，首先启动进水管53上的水泵，以向清洗槽51内注入预定量的清水，同时获取当前重力感应器56所采样的重量数据，记为g1，即，g1表示清洗槽51内进水前的重量。当注水完成后，控制超声波发生器52对清洗槽51内的透明防护板3进行清洗，清洗时间可预先设定。当清洗完成后，启动出水管54上的水泵，以将清洗槽51内的污水向外排出，并获取重力感应器56所采样的实时重量，记为g2。当g2<g1+x时，判定清洗槽51内的污水已全部排出，其中，x表示预设的重量偏差，其物理含义表示清洗槽51内壁和透明防护板3上残留的污水重量。当判定清洗槽51内的污水已全部排出后，关闭出水管54上的水泵，同时启动烘干器55对清洗槽51内的透明防护板3进行烘干。
119.其中，控制超声波发生器52对清洗槽51内的透明防护板3进行清洗的步骤包括：
120.首先，获取接收到所述防护板3清洗指令之前所述摄像头采集的两帧图像数据。
121.而后，根据所述图像数据，获取所述透明防护板3的模糊程度。
122.最后，根据所述透明防护板3的模糊程度，控制超声波发生器52对所述透明防护板3执行相应档位的清洗操作。
123.在实施例中，可以采用如下方式获取所述透明防护板3的模糊程度：
124.首先，获取各帧所述图像数据的二阶导数的方差；
125.而后，获取所述方差之间的差值δd；
126.最后，根据所述差值δd所属的预设阈值范围，确定所述透明防护板3的模糊程度。
127.例如，当δd＜第一阈值时，确定所述透明防护板3的模糊程度为重度；当第一阈值≤δd＜第二阈值时，确定所述透明防护板3的模糊程度为中度；当第二阈值≤δd＜第三阈值时，确定所述透明防护板3的模糊程度为轻度；当δd＞第三阈值时，确定所述透明防护板3的模糊程度为清晰。
128.当透明防护板3的模糊程度为轻度时，控制超声波发生器52的档位为1档；当透明防护板3的模糊程度为中度时，控制超声波发生器52的档位为2档；当透明防护板3的模糊程度为重度时，控制超声波发生器52的档位为3档。
129.s4，控制所述自动传输装置将清洗后的透明防护板3传送回所述初始位置。
130.具体地，控制自动传输装置反向执行步骤s2的步骤，以将清洗后的透明防护板3移动到重新覆盖烟机1底壁上的窗口11上。
131.通过上述步骤，实现了透明防护板3的自动传输和清洗，省时省力，同时能够根据透明防护板3的模糊程度，自动匹配相应的清洗档位，进一步提高了智能化程度。
132.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。