确定衣物材料的洗涤和/或烘干机器以及方法

技术领域

本公开涉及能够确定衣物材料的洗涤和/或烘干机以及方法。

背景技术

洗衣机用于洗涤衣物，如衣服、床单、毛巾等。同样，烘干机，如转筒式干燥器，用于烘干衣物。一些机器既提供洗涤功能又提供烘干功能。

通常，使用者可以经由机器上的界面为特定衣物选择合适的洗涤程序和/或合适的烘干程序。该界面通常包括一些控制旋钮和/或按钮。通常有若干个程序可供使用者选择。通常，对于不同类型的衣物材料，如棉、羊毛、合成材料、丝绸等，至少有一些不同的程序。

发明内容

根据本文公开的第一方面，提供了一种洗涤和/或烘干机器，该机器包括：

滚筒，其用于接收待洗涤和/或烘干的衣物；

声音发生器，其用于生成向衣物引导的声音；

声音接收器，其被布置为用以接收由声音发生器生成的并且由所述衣物反射和/或透射的声音，并且用以输出相对应的输出信号；以及

控制器，其被构造和布置为控制声音发生器以生成声音，从声音接收器接收输出信号，并且至少基于从声音接收器接收的输出信号，根据衣物的声学特性来确定衣物材料。

衣物的声学特性可以包括声音在衣物中的速度，其可以基于对来自该声音接收器或每个声音接收器的输出信号的适当处理来确定。

在一个示例中，声音发生器被布置为当衣物被装入滚筒时引导声音朝向衣物。

在一个示例中，声音发生器和声音接收器位于机器的门壳中，该门壳限定滚筒的主要入口。

在一个示例中，该机器包括位于机器第一侧的声音发生器和第一声音接收器以及位于机器第二侧的第二声音接收器，第一声音接收器被布置为接收由声音发生器生成并被朝向机器第一侧定位的衣物的外表面反射的声音，第二声音接收器被布置为接收由声音发生器生成并通过所述衣物透射的声音。

在一个示例中，第一声音接收器被布置为接收由声音发生器生成并被朝向机器第二侧定位的衣物的内表面反射的声音。

在一个示例中，该机器包括位于机器第二侧的第二声音发生器，其中第二声音接收器被布置为接收由第二声音发生器生成的并且在使用中被朝向机器第二侧的所述衣物的第二侧在外部反射的声音，并且其中控制器被布置为根据声音在衣物中的速度来确定衣物材料，所述声音在衣物中的速度是根据声音从第一声音接收器到所述衣物的第一侧的飞行时间和速度、声音从第二声音接收器到所述衣物的第二侧的飞行时间和速度、声音分别从第一声音发生器或第二声音发生器到第二声音接收器或第一声音接收器的飞行时间以及所述声音发生器和所述声音接收器之间的距离来计算的。

在一个示例中，声音接收器被布置为提供所接收声音的振幅的测量值，并且控制器被配置为根据所接收声音的振幅和所述声音在衣物中的速度来确定所述衣物的密度。

在一个示例中，该机器包括数据存储器，该数据存储器存储关于不同类型的衣物材料和不同类型的衣物材料的声学特性的数据。

在一个示例中，关于不同类型的衣物材料和不同类型的衣物材料的声学特性的数据包括衣物材料的不同密度和声音在所述衣物材料中的相对应的速度。

在一个示例中，控制器被配置为使得机器至少部分地基于所确定的衣物材料来操作程序。

根据本文公开的第二方面，提供了一种确定衣物材料类型的方法，该方法包括：

当衣物被装入洗涤和/或烘干机时，引导声音朝向衣物；

接收由衣物透射和/或反射的声音；以及

基于所接收到的声音，根据衣物的声学特性来确定衣物的衣物材料。

在一示例中：

引导声音包括朝向衣物的第一侧引导声音；并且

接收声音包括：在衣物的第一侧接收已经被衣物第一侧的衣物外表面反射的声音；以及在衣物的第二侧接收已经通过衣物透射的声音。

在一个示例中，接收声音包括在衣物的第一侧接收已经被朝向衣物的第二侧定位的衣物的内表面反射的声音。

在一个示例中，确定衣物的衣物材料包括基于所接收到的声音的振幅来确定衣物的衣物材料。

在一个示例中，衣物的声学特性包括声音在衣物中的速度。

附图说明

为了有助于理解本公开并示出如何执行实施例，以举例说明的方式参考附图，附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的洗衣机的示例；而

图2示意性地示出了被衣物透射和反射的声音。

具体实施方式

对于已知的洗涤和/或烘干机，使用者必须从通常由机器本地存储的多个可用程序中手动选择洗涤或/和烘干程序。例如，对于精致的物品，如丝绸或羊毛制成的物品，可以选择在低温下运行的程序；而对于合成材料，可以选择在较高温度下运行的程序；对于棉，可以选择在更高温度下运行的程序。然而，这使得使用者有责任阅读和理解与要洗涤或烘干的每个衣物相关的洗涤或烘干说明。这是时间和劳动密集型的，也容易出现使用者错误。此外，一些衣物可能没有洗涤或烘干说明。因此，对于放置在机器中的衣物的类型或数量，使用者可能会选择不正确的或非最佳的洗涤或烘干程序。这会导致能量浪费和/或衣物损坏。

本公开的示例提供了一种能够自动确定衣物材料的洗涤和/或烘干机，避免了使用者不得不阅读和解释洗涤或烘干说明(其甚至可能不存在于一些衣物上)。然后，洗涤和/或烘干机可以根据所确定的衣物材料来操作程序，或者至少请求使用者从程序的子集中选择适合于所确定的衣物材料的程序。在一些示例中，如果存在不同且可能不相容材料的衣物，机器可以向使用者提供警告。在一些示例中，机器可以基于所确定的衣物材料和所确定的衣物形状来获得衣物重量的估计。在这种情况下，机器可以选择适合装入机器的衣物总重量的程序，和/或如果衣物总重量超过某个最大阈值，则向使用者发出警告。

现在将参考附图描述本公开的一些具体示例。以下描述主要是根据机器是用于洗涤衣物的洗衣机来给出的。然而，应当理解，许多相同的原理也适用于烘干机，包括例如转筒式干燥器，以及组合式洗涤和烘干机。

参考图1，这示意性地示出了洗衣机10的示例。机器10具有外壳或壳体12。机器10具有篮子或滚筒14，使用者在使用时将衣物装入其中。滚筒14通常是可旋转的。机器10具有门16，门16可以打开以允许接近滚筒14，并且在洗涤周期期间关闭。示例机器10是前装载机器，因此门16位于机器10的前面。在另一些示例中，机器10是顶部装载机器，因此门16位于机器10的顶部。机器10还具有显示/控制面板18和一个或更多个控制旋钮或按钮20，控制旋钮或按钮20使得机器10能够被操作，并允许使用者选择特定的洗涤或烘干程序、设定不同的温度等。机器10还具有控制器22，控制器22可以包括一个或更多个处理器等。机器10还具有数据存储器24，数据存储器24用于电子存储数据。

机器10还具有至少一个声音发生器30和至少一个声音接收器32，声音发生器30用于生成声音，声音接收器32用于接收由声音发生器30生成的声音(可选地在已经被衣物反射和/或透射之后，如下面将进一步阐述的)。

在所示的示例中，机器10具有位于或朝向机器10一侧(在该示例中，从前面观察机器10时的左侧，如图1所示)的第一声音发生器30和第一声音接收器32。在一些示例中，机器10一侧的第一声音发生器30和第一声音接收器32对于本方法来说是足够的。在另一些示例中，机器10具有位于或朝向机器10的相对侧(当从前面观察机器10时的右侧，如图1所示)的第二声音接收器32。也就是说，在这些示例中，第一声音发生器30和第一声音接收器32位于滚筒14的一侧，第二声音接收器32位于滚筒14的相对一侧。在又一些示例中，在机器10的另一侧，即在与第二声音接收器32相同的一侧，可以有第二声音发生器30。如下面将要阐述的，在机器10周围的其他位置还可以有另外的声音发生器和/或另外的声音接收器。

在一个示例中，(一个或更多个)声音发生器30和(一个或更多个)声音接收器32位于门壳)附近，所述门壳也就是机器10的限定滚筒14的主要入口或通道的部分，衣物通过该入口或通道，以便将衣物装载到滚筒14中和从滚筒14卸载衣物。(一个或更多个)声音发生器30和(一个或更多个)声音接收器32可以位于门壳中，并朝向衣物所通过的入口或通道的方向。在这个示例中，当每件衣物通过门壳装入机器10时，可以确定衣物材料的类型。

在一个示例中，(一个或更多个)声音发生器30被布置为生成超声波，即频率高于大约20千赫的声音。(一个或更多个)声音发生器30可以是例如压电换能器，其可以例如由压电陶瓷、压电聚合物等形成。(一个或更多个)声音发生器30可以被布置为使得它们的声阻抗与空气的声阻抗紧密匹配。这有助于减少(一个或更多个)声音发生器30生成声音时的损失。

在一个示例中，(一个或更多个)声音接收器32被布置为接收由(一个或更多个)声音发生器30生成的声音并输出相对应的信号。(一个或更多个)声音接收器32可以是例如压电换能器，其可以由压电陶瓷、压电聚合物等形成。(一个或更多个)声音接收器32可以是与声音发生器30相同的类型，这为(一个或更多个)声音发生器30生成的声音提供了良好的接收和转换。

(一个或更多个)声音发生器30和(一个或更多个)声音接收器32可以由单独的设备提供。然而，在一些示例中，特别是在声音发生器30和声音接收器32彼此靠近的情况下，它们可以由单个设备提供，该设备可以根据需要被控制，以在不同的操作阶段根据需要作为声音发生器或声音接收器而起作用。

控制器22控制(一个或更多个)声音发生器30的操作，特别是向(一个或更多个)声音发生器30发送必要的驱动信号，以使它们在需要时起作用以便生成声音，如本文进一步阐述的。如果有多个声音发生器30，在一些示例中，控制器22可以独立地控制每个声音发生器30。控制器22还接收来自该声音接收器32或每个声音接收器32的输出信号。控制器22还具有时钟或定时器，或具有对时钟或定时器的访问途径，并以足够高的时钟速度和足够的准确度和灵敏度操作，以能够控制(一个或更多个)声音发生器30、并正确地处理来自该声音接收器32或每个声音接收器32的输出信号，如下文进一步阐述的。也可以有其他电路(未示出)，例如放大器、滤波器等，如果需要，用于对发送到(一个或更多个)声音发生器30和从(一个或更多个)声音接收器32接收的信号进行放大和滤波。

图2示意性地示出了由衣物40透射和反射的声音。该衣物是单件衣物40。所示示例在衣物40的一侧具有第一声音发生器30和第一声音接收器32，在衣物40的相对另一侧具有第二声音发生器30和第二声音接收器32。这对应于图1所示的具体示例，其中第一声音发生器30和第一声音接收器32在通向滚筒14的入口通道一侧的门壳中，第二声音发生器30和第二声音接收器32在通向滚筒14的入口通道相对侧的门壳中。现在将针对这种布置给出第一示例的阐述。对于(一个或更多个)发生器30和(一个或更多个)第二声音接收器32具有不同数量和布置的另一些示例将在下面进一步阐述。在所有示例中，由声音发生器30生成的声音向衣物40引导，并且声音接收器32接收声音，该声音可以是被衣物40反射和/或透射的声音。声音信号被处理以使得能够确定衣物的声学特性，从而确定衣物的类型，具体包括衣物的织物类型。在一个示例中，基于声音穿过衣物的速度来确定衣物的类型。

在第一个示例中，在衣物40的相对两侧上既有声音发生器30也有声音接收器32的情况下，在需要多个声音发生器30和声音接收器32时，处理更加直观。特别是考虑到图2，定义了以下内容：

V

V

d＝从声音发生器30到衣物40另一侧的声音接收器32的总距离(已知的)

t

t

d

t

d

t

d

简而言之，在该第一示例中，控制器22操作(一个或更多个)声音发生器30并处理从(一个或更多个)声音接收器32接收的信号，以便获得声音在衣物40中的速度V

声音在空气中的速度V

然后，当衣物40被装入机器10中时，控制器22控制声音发生器30生成声音，并从衣物40的另一侧的声音接收器32接收对应于由声音接收器32接收的声音的信号，并由此获得声音从声音发生器30传播通过衣物40并到达衣物40的另一侧的声音接收器32的总时间t

此外，控制器22接收来自与第一声音发生器30位于衣物40的同一侧的声音接收器32并且被衣物40的外部反射)的信号。这种声音在时间2t

通过使用在该示例中都位于衣物40的相对另一侧的第二声音发生器30和声音接收器32的类似过程，控制器22可以计算从第二声音发生器30到衣物40的第二侧的距离d

已知了从声音发生器30到衣物40另一侧上的声音接收器32的总距离d，并且现在已知了d

总之，对于第一个示例：

t

d＝d

→

V

→

V

已经获得声音在衣物40中的速度V

在第二个示例中，仅仅设置的是，在衣物40的一侧的一个声音发生器30和第一声音接收器32以及在衣物40的相对另一侧的第二声音接收器32，但没有第二声音发生器。这个示例需要稍微更复杂的处理，但是需要更少的声音发生器和潜在地更简单的声音生成控制(因为只有一个声音发生器30需要被控制)。

再次参考图2，如在第一示例中，控制器22从与声音发生器30位于衣物40的同一侧的第一声音接收器32接收被衣物40的外部反射的信号。这种声音在时间2t

为了获得在该示例中透射的声音穿过衣物40的时间t

对于在衣物40的相对边缘处在内部反射的声音R，这由与生成该声音的声音发生器30位于衣物40的同一侧的第一声音接收器32接收。在衣物40的相对边缘处在内部反射并由第一声音接收器32接收的声音R已经传播了时间t

已知当前时间声音在空气中的速度V

V

控制器22可以控制该声音发生器30或每个声音发生器30在不同时间生成具有不同特性的声音。例如，可以控制声音发生器30在不同时间生成具有不同频率或不同波形(例如不同形状的声音脉冲)的声音。这使得控制器22执行的处理更容易确定由特定声音接收器32接收的哪个声音信号对应于由声音发生器30实际传输(或者在有多个声音发生器30的情况下由哪个声音发生器30传输)的哪个信号，因为控制器22可以更容易地将传输的声音与接收的声音相匹配。这又使得控制器22执行的处理更容易确定哪个接收的声音信号被衣物40的哪一侧反射。

进一步的变型是可能的，例如能够进行更加精致细微的处理，从而更好地识别衣物40的类型，并且从而获得其他益处。

例如，可以有几个(即多于两个)声音接收器32位于机器10门壳周围的几个位置。可以有几个(即多于两个)声音发生器30位于机器10门壳周围的几个位置。由于几个声音发生器30和/或声音接收器32可以获得衣物40在跨过或穿过衣物40的多个相对应方向上的范围的测量值，因此这可以用于获得衣物40被装入机器10中时的衣物的整体尺寸的测量值。这可以用于生成衣物40的三维图像。由此，并且已知衣物40的材料类型，控制器22可以估计衣物40的重量。继而，控制器22可以跟踪衣物40的总重量，而不需要在机器10中设置特定的重量测量传感器。如果控制器22确定已经达到洗涤负荷的最大重量，则控制器22可以使机器10向使用者提供听觉和/或视觉警报。

在另一些示例中，控制器22不仅确定(一个或更多个)声音发生器32接收声音的时间，还确定(一个或更多个)声音发生器32接收的声音的振幅。由此，可以获得衣物40材料或织物的特定类型的更好和更准确的确定。

例如，根据声音在固体中的速度v

Z＝ρ.v

声阻抗通常是一个复数值，但在“远场”中，虚项消失了。远场公式为：

L≈D

其中L定义远场，D是声音发生器(如扬声器或其他换能器)的直径或孔径宽度，λ是声音信号的波长。因此，对于离声音发生器大于约L的距离，声阻抗Z＝ρ.v

固体这里指衣物40的声阻抗Z，可以从在衣物的外边界或边缘或衣物的内边界或边缘反射的反射声音信号的振幅获得。特别地，已知具有不同声阻抗Z

K

K

这里，两种材料一方面是空气，另一方面是衣物。因此，通过测量由声音接收器32接收的分别与反射声音和透射声音相关的信号的振幅，可以计算固体(这里是衣物40)的声阻抗Z的值。由此并已知衣物40中的声速v

在一个示例中，在洗衣机的情况下的洗涤程序或在烘干机的情况下的烘干程序可以由控制器22根据已经识别的(一种或多种)织物类型而自动地选择。替代地或附加地，控制器22可以使得适合于已经被识别的(一种或多种)织物类型的可用程序的子集被提供给使用者，使得使用者只需要从已经被识别为适用于或适合于所识别的衣物40的程序中进行选择。

在一个示例中，在识别出相互不兼容的织物的类型的情况下，会导致生成错误消息。然后，使用者可以在启动机器10之前移除不兼容的衣物。

在另一个示例中，在使用者选择了与所识别的衣物40类型不兼容或不适合的洗涤或烘干程序的情况下，会生成错误消息。

在一个示例中，(一个或更多个)查找表的数据，例如织物类型和该织物类型中相对应的声速，可以在开发时由例如制造商在机器10上实际加载不同的织物类型来生成并加载到(一个或更多个)查找表中，允许系统对各个值进行测量，然后经由使用者界面将织物类型手动输入到系统中。可替代地，机器10可以具有允许最终使用者执行类似过程的功能。

在另一个示例中，最终使用者可以通过用指定的织物装载机器10并使用使用者界面输入织物类型或相关的洗涤或烘干程序，来输入新的织物类型，该新的织物类型没有预先配置或预先存储在数据存储器24或控制器22的程序中。

应当理解，这里所指的处理器或处理系统或电路实际上可以由单个芯片或集成电路或多个芯片或集成电路来提供，可选地作为芯片组、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元(GPU)等来提供。一个或更多个芯片可以包括用于实现一个或更多个数据处理器、一个或更多个数字信号处理器、基带电路和射频电路中的至少一个或更多个的电路(以及可能的固件)，这些电路是可配置的，以便根据示例性实施例进行操作。在这点上，示例性实施例可以至少部分地由存储在(非暂时性)存储器中并可由处理器执行的计算机软件来实现，或者由硬件来实现，或者由有形存储的软件和硬件(以及有形存储的固件)的组合来实现。

这里提到用于存储数据的数据存储器。这可以由单个设备或多个设备提供。合适的设备包括例如硬盘和非易失性半导体存储器(例如固态驱动器或SSD)。

这里描述的示例将被理解为本发明实施例的说明性示例。设想了进一步的实施例和示例。关于任何一个示例或实施例描述的任何特征可以单独使用或者与其他特征结合使用。此外，关于任何一个示例或实施例描述的任何特征也可以与任何其他示例或实施例的一个或更多个特征或者任何其他示例或实施例的任何组合相结合地使用。此外，在权利要求限定的本发明的范围内，也可以采用这里没有描述的等同物和修改。