基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机论文和设计-李彦鑫

全文摘要

基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，包括集烟罩，集烟罩内设置有驱动控制模组，集烟罩前侧壁板开设安装孔，安装孔内嵌设安装有安装盒，安装盒内设置有手势红外传感器阵列控制装置，安装盒前侧面为透明板，手势红外传感器阵列控制装置的信号输出端与驱动控制模组的信号输入端连接。本实用新型通过手势红外传感器阵列控制装置来识别所定义的多种手势动作，从而控制油烟机的电源通断、风机转速、照明灯光亮度调节和油烟机自清洗功能开启等一系列操作。对油烟机各功能进行非接触式操控，从而杜绝了用户对油烟机触控界面的直接接触，进而有效地减少将油渍脏污、细菌等污渍残留于触控界面难以清洗及由于交叉污染影响所烹饪食物健康的问题。

主设计要求

1.基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，包括集烟罩，集烟罩顶部设置有导烟筒，集烟罩内设置有驱动控制模组、抽风机和LED照明灯，其特征在于：集烟罩前侧壁板开设安装孔，安装孔内嵌设安装有安装盒，安装盒内设置有手势红外传感器阵列控制装置，安装盒前侧面为透明板，透明板前侧面与集烟罩前侧壁齐平，手势红外传感器阵列控制装置的信号输出端与驱动控制模组的信号输入端连接，驱动控制模组的信号输出端分别与抽风机和LED照明灯连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在于：手势红外传感器阵列控制装置包括MCU主控模块、基于位置及相位的多手势感应识别处理单元、红外接收传感器和红外LED发射阵列，红外LED发射阵列的信号输出端和红外接收传感器的信号输出端均与基于位置及相位的多手势感应识别处理单元的信号输入端连接，基于位置及相位的多手势感应识别处理单元的信号输出端与MCU主控模块的信号输入端连接，红外LED发射阵列设置在透明板的后侧。

3.根据权利要求2所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在于：集烟罩前侧壁上设置有触摸控制面板或按钮开关，触摸控制面板或按钮开关与MCU主控模块的信号输入端连接。

4.根据权利要求1或2所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在于：集烟罩内部设置有自清洗装置，自清洗装置与驱动控制模组的信号输出端连接。

5.根据权利要求1或2所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在于：LED照明灯沿集烟罩内部四周呈矩形环布置。

6.根据权利要求1或2所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在于：集烟罩内在抽风机的进风口处设置有烟雾传感器，烟雾传感器的信号输出端与MCU主控模块的信号输入端连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于厨房设备技术领域，具体涉及一种基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机。

背景技术

近些年来，随着人们生活水平的提高，油烟机逐渐进入到千家万户，已成为现代家庭必不可少的厨房设备。油烟机可以将对厨房环境和人体有害的油烟迅速抽走，将油烟排出到室外，减少污染，净化厨房空气，并有防毒、防爆的安全保障作用。现有的油烟机的控制一般都是通过手指按压按钮开关或触摸触控界面进行操作，由于在做饭时手上难免会粘附有油污，油污会污染触按钮开关或触控界面。很少家庭会每天都清洁油烟机的触按钮开关或触控界面，久而久之将油渍脏污、细菌等污渍残留于触控界面难以清洗及导致出现交叉污染影响所烹饪食物健康等问题。另外，用手接触式操作，还存在安全用电的隐患。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种方便操作、卫生、安全的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，包括集烟罩，集烟罩顶部设置有导烟筒，集烟罩内设置有驱动控制模组、抽风机和LED照明灯，集烟罩前侧壁板开设安装孔，安装孔内嵌设安装有安装盒，安装盒内设置有手势红外传感器阵列控制装置，安装盒前侧面为透明板，透明板前侧面与集烟罩前侧壁齐平，手势红外传感器阵列控制装置的信号输出端与驱动控制模组的信号输入端连接，驱动控制模组的信号输出端分别与抽风机和LED照明灯连接。

手势红外传感器阵列控制装置包括MCU主控模块、基于位置及相位的多手势感应识别处理单元、红外接收传感器和红外LED发射阵列，红外LED发射阵列的信号输出端和红外接收传感器的信号输出端均与基于位置及相位的多手势感应识别处理单元的信号输入端连接，基于位置及相位的多手势感应识别处理单元的信号输出端与MCU主控模块的信号输入端连接，红外LED发射阵列设置在透明板的后侧。

集烟罩前侧壁上设置有触摸控制面板或按钮开关，触摸控制面板或按钮开关与MCU主控模块的信号输入端连接。

集烟罩内部设置有自清洗装置，自清洗装置与驱动控制模组的信号输出端连接。

LED照明灯沿集烟罩内部四周呈矩形环布置。

集烟罩内在抽风机的进风口处设置有烟雾传感器，烟雾传感器的信号输出端与MCU主控模块的信号输入端连接。

采用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

用户在使用时，只需要在透明板前侧的红外LED发射阵列感应区域内进行所定义的手势动作便可对油烟机的各项功能进行相应操控，如自左向右挥手接通电源开机，自右向左挥手断开电源关机，顺时针画圈提高抽风机转速或增加抽风机工作数量，逆时针画圈降低抽风机转速或减少抽风机的工作数量，自下向上挥动开启油烟机的自清洗装置，自上向下挥动关闭油烟机的自清洗装置，改变遮挡高度调节LED灯的灯光亮度等非接触手势操作。关机后油烟机即进入低功耗待机状态，直到红外LED发射阵列再次接收到用户的开机手势指令后，油烟机再次启动运行，继而再次进行其他相应操作。不同功能所对应的手势动作指令可以在油烟机生产时根据用户需求进行个性化定义，以满足操作习惯各异用户的使用需求。

本实用新型可以在给传统油烟机植入了低成本、高便利性、高可靠性的手势红外传感器阵列控制装置，除了可通过传统的触摸控制面板或按钮开关对油烟机进行操控外，还可以在红外LED发射阵列感应区域内进行所定义的手势动作对油烟机进行操控。

手势红外传感器阵列控制装置采用通用型串口化设计，用户可直接通过油烟机所带通用串口，将手势红外传感器阵列控制装置与大部分传统油烟机进行对接，从而实现对传统油烟机的升级改造，增加非接触式红外手势识别功能，提升油烟机的附加价值及用户体验。

手势红外传感器阵列控制装置支持多种手势动作指令的识别。通过手势红外传感器阵列控制装置，能够有效识别15种以上不同的手势动作指令，含自左向右挥动，自右向左挥动，自上向下挥动，自下向上挥动，顺时针旋转，逆时针旋转，远离及靠近等手势动作指令。用户可以通过不同的手势动作指令来操控油烟机实现不同功能，且可以根据用户的个人习惯进行个性化自定义，从而满足不同用户的日常使用需求。

手势红外传感器阵列控制装置的控制窗口（即透明板）采用单窗口设计，用户操作时仅需在控制窗口感应范围内小范围、小幅度地进行手势动作指令，即可实现对油烟机功能的操控，相比现有技术所采取的双窗口识别而言，本实用新型具有操作控制更加省力，操控动作简单直接，可识别手势指令种类繁多等突出优势。

手势红外传感器阵列控制装置使用数字式红外热释电传感器检测技术和微波检测技术相结合的方式来检测人体靠近的情况，解决了PIR(人体红外热释电传感器)受烹饪时所产生的热空气或光辐射等外界环境因素的干扰，提高了油烟机工作的可靠性，同时还保证待机状态下油烟机电流大小处于µA级低功耗范围内，减少了油烟机在待机状态下的电能损耗。

烟雾传感器位于抽风机进风口处，油烟机设置成全自动功能时，当烹饪起烟，烟雾浓度达到设定阈值1时，烟雾传感器将信号传输给MCU主控模块，MCU主控模块控制油烟机自动开机排烟；烹饪结束，起烟量减少，低于设置阈值2时，自动停止排烟，油烟机进入低功耗待机状态。从而实现全自动抽烟开关机。

综上所述，本实用新型通过手势红外传感器阵列控制装置来识别所定义的多种手势动作，从而控制油烟机的电源通断、风机转速、照明灯光亮度调节和油烟机自清洗功能开启等一系列操作。对油烟机各功能进行非接触式操控，从而杜绝了用户对油烟机触控界面的直接接触，进而有效地减少将油渍脏污、细菌等污渍残留于触控界面难以清洗及由于交叉污染影响所烹饪食物健康的问题。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的仰视结构示意图；

图3是本实用新型的控制框图；

图4是本实用新型的控制流程示意图；

图5是烟雾传感器的工作原理示意图。

具体实施方式

如图1-图5所示，本实用新型的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，包括集烟罩1，集烟罩1顶部设置有导烟筒2，集烟罩1内设置有驱动控制模组3、抽风机4和LED照明灯5，集烟罩1前侧壁板开设安装孔，安装孔内嵌设安装有安装盒，安装盒内设置有手势红外传感器阵列控制装置，安装盒前侧面为透明板6，透明板6前侧面与集烟罩1前侧壁齐平，手势红外传感器阵列控制装置的信号输出端与驱动控制模组3的信号输入端连接，驱动控制模组3的信号输出端分别与抽风机4和LED照明灯5连接。

手势红外传感器阵列控制装置包括MCU主控模块7、基于位置及相位的多手势感应识别处理单元8、红外接收传感器9和红外LED发射阵列10，红外LED发射阵列10的信号输出端和红外接收传感器9的信号输出端均与基于位置及相位的多手势感应识别处理单元8的信号输入端连接，基于位置及相位的多手势感应识别处理单元8的信号输出端与MCU主控模块7的信号输入端连接，红外LED发射阵列10设置在透明板6的后侧。

集烟罩1前侧壁上设置有触摸控制面板或按钮开关12，触摸控制面板或按钮开关12与MCU主控模块7的信号输入端连接。

集烟罩1内部设置有自清洗装置11，自清洗装置11与驱动控制模组3的信号输出端连接。

LED照明灯5沿集烟罩1内部四周呈矩形环布置。这样充分扩大照射面积且垂直朝下照射。

集烟罩1内在抽风机4的进风口处设置有烟雾传感器13，烟雾传感器13的信号输出端与MCU主控模块7的信号输入端连接。

用户在使用时，只需要在透明板6前侧的红外LED发射阵列10感应区域内进行所定义的手势动作便可对油烟机的各项功能进行相应操控，如自左向右挥手接通电源开机，自右向左挥手断开电源关机，顺时针画圈提高抽风机4转速或增加抽风机4工作数量，逆时针画圈降低抽风机4转速或减少抽风机4的工作数量，自下向上挥动开启油烟机的自清洗装置11，自上向下挥动关闭油烟机的自清洗装置11，改变遮挡高度调节LED灯的灯光亮度等非接触手势操作。关机后油烟机即进入低功耗待机状态，直到红外LED发射阵列10再次接收到用户的开机手势指令后，油烟机再次启动运行，继而再次进行其他相应操作。不同功能所对应的手势动作指令可以在油烟机生产时根据用户需求进行个性化定义，以满足操作习惯各异用户的使用需求。

本实用新型可以在给传统油烟机植入了低成本、高便利性、高可靠性的手势红外传感器阵列控制装置，除了可通过传统的触摸控制面板或按钮开关12对油烟机进行操控外，还可以在红外LED发射阵列10感应区域内进行所定义的手势动作对油烟机进行操控。

手势红外传感器阵列控制装置的控制窗口（即透明板6）采用单窗口设计，用户操作时仅需在控制窗口感应范围内小范围、小幅度地进行手势动作指令，即可实现对油烟机功能的操控，相比现有技术所采取的双窗口识别而言，本实用新型具有操作控制更加省力，操控动作简单直接，可识别手势指令种类繁多等突出优势。

烟雾传感器13位于抽风机4进风口处，油烟机设置成全自动功能时，当烹饪起烟，烟雾浓度达到设定阈值1时，烟雾传感器13将信号传输给MCU主控模块7，MCU主控模块7控制油烟机自动开机排烟；烹饪结束，起烟量减少，低于设置阈值2时，自动停止排烟，油烟机进入低功耗待机状态。从而实现全自动抽烟开关机。

需要着重指出的是，本实用新型中涉及到的驱动控制模组3、MCU主控模块7、基于位置及相位的多手势感应识别处理单元8、红外接收传感器9、红外LED发射阵列10、触摸控制面板或按钮开关12、自清洗装置11和烟雾传感器13均为已知硬件，市场上均可以购置，其具体构造及型号不再赘述。上述已知硬件中分别内置有已知软件实现各自的功能。本实用新型所实现的功能是由选择的硬件设备及其相互之间的连接关系带来的，不需要进行程序控制上的改进，不需要设计新的软件。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

设计图

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