1.本发明属于智能家居技术领域，特别涉及一种适用于洗衣机的衣物材质及质量分数识别方法。


背景技术：

2.随着智能家居行业的不断发展，洗衣机行业也逐步在智能化方向做出了越来越多的创新，比如，wi-fi控制、衣物重量/材质判断、自动投放洗衣液/柔顺剂、衣净即停、衣干即停等功能。而上述功能的能否实现或实现的效果好坏很大程度上取决于衣物材质检测功能的效果。因此，衣物材质识别成为了近年来各品牌争相竞逐的一项重要技术。
3.市场上现有的洗衣机衣物材质识别方法主要有：rfid系统、ai摄像头采样、光谱分析技术、三轴加速度传感器运动状态检测、吸水率(量)判断等方法。本专利基于吸水率判断方法，吸水率判断衣物材质是一种应用比较普遍的方法，主要根据不同衣物材质吸水率不同来进行判断。比如，天然纤维类：棉、毛、丝、麻的吸水率相对较大；而涤纶、丙纶等化学纤维吸水率相对较小。
4.申请号为202011244706.4的专利申请公开了一种用于洗衣机的衣物材质识别方法，包括以下步骤：
5.步骤一：程序开始，启动称重程序，预判待洗衣物的质量w，判断w的范围并记录；
6.步骤二：按照初始进水量l1添加相应的洗涤用水，并记录进水结束时的水位频率fx；
7.步骤三：启动搅拌程序，使衣物充分浸湿吸水，然后静止10s，记录此时的水位频率fx
′
；
8.步骤四：计算fx和fx
′
的差值δ，判断δ的范围；根据不同质量不同材质的衣物的吸水率，判断衣物材质；
9.步骤五：根据步骤四判断出的衣物材质，选择相匹配的洗涤参数后继续运行洗涤程序。
10.首先，衣物的材质是有很多的，而不同材质衣物的吸水率也是不尽相同的。而上述申请中仅仅想要通过三个参数来确定多于三种数量的材质，其模糊程度是很大的，所以通过上述技术来判断衣物材质的结果其准确率较低。
11.申请号为202011641295.2的专利申请公开了一种衣物材质识别方法，其主要步骤是：
12.s1，进水对所述衣物进行完全润湿；
13.s2，进行排水并使所述衣物静置到不再滴水；
14.s3，对所述衣物进行称重以获得第二次称重结果；
15.s4，对所述衣物进行脱水；
16.s5，对所述衣物进行称重以获得第三次称重结果；
17.s6，根据所述第二次称重结果和所述第三次称重结果计算所述衣物的含水率；
18.s7，根据所述衣物的含水率和预设值确定所述衣物的材质。
19.与前一个申请相同，此申请也是通过少量的参数来模糊确定衣物的材质。通过两次重量的测量，想要得到多个位置的参数，其误差率很大。


技术实现要素：

20.本发明主要针对现有基于吸水率衣物材质识别方法经验成分较重、准确度较低的缺点进行改进与优化，提供一种能够一次检测出多种特征材质；对于多种材质混合的情况也能进行识别；且可以得到各种材质组成比例的适用于洗衣机的衣物材质及质量分数识别方法。
21.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种适用于洗衣机的衣物材质及质量分数识别方法，包括以下步骤：
22.a、注水前称取衣物干重；
23.b、向洗衣机中注水，旋转搅拌使衣物充分吸水后打开排水阀，待排水充分后称取此时衣物湿重，并根据干重和湿重计算衣物总吸水率；
24.c、洗衣机以脱水模式运行，电机转速为r，脱水时间为t，结束后称取此时衣物重量，并计算第一次失水率；
25.d、按照步骤c重复n-2次；
26.e、根据所得数据求得各材质成分及质量分数。
27.进一步地，所述步骤e具体计算方法为：
[0028][0029]
上述方程组的未知量为mi，分别代表各种典型衣物材质的质量分数；ki表示mi对应衣物材质的理论吸水率；k表示所测得的衣物总吸水率，即为衣物干重和湿重的比值；n表示衣物材质的总数量；
[0030]qij
表示第j次脱水过程后第i种材质的理论失水率；qi表示第i次脱水过程后实测的衣物总失水率，由本次脱水过程前后重量比值求得；
[0031]
每种材质的质量分数mi的取值范围为0～1。
[0032]
本发明的有益效果是：本发明能够一次检测出多种特征材质；对于多种材质混合的情况也能进行识别；且可以得到各种材质组成比例。本发明只要求洗衣机能够对衣物进行称重，硬件成本相对较低，而软件部分实现相当容易，开发成本较低。
附图说明
[0033]
图1为本发明的识别方法的流程图。
具体实施方式
[0034]
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
[0035]
如图1所示，本发明的一种适用于洗衣机的衣物材质及质量分数识别方法，包括以下步骤：
[0036]
a、注水前称取衣物干重；
[0037]
b、向洗衣机中注水，旋转搅拌使衣物充分吸水后打开排水阀，待排水充分后称取此时衣物湿重，并根据干重和湿重计算衣物总吸水率；
[0038]
c、洗衣机以脱水模式运行，电机转速为r，脱水时间为t，结束后称取此时衣物重量，并计算第一次失水率q1；
[0039]
d、按照步骤c重复n-2次，得到失水率q1，q2，
…
，q
n-2
；
[0040]
e、根据所得数据求得各材质成分及质量分数；具体计算方法为：
[0041][0042]
上述方程组的未知量为mi，分别代表各种典型衣物材质的质量分数；ki表示mi对应衣物材质的理论吸水率，在转速r、脱水时间t一定的情况下，吸水率只与材质有关，是一个固定值；k表示所测得的待洗衣物总吸水率，即为衣物干重和湿重的比值；n表示衣物材质的总数量；
[0043]qij
表示第j次脱水过程后第i种材质的理论失水率，在转速r、脱水时间t一定的情况下，失水率只与材质有关，是一个固定值。qi表示第i次脱水过程后实测的衣物总失水率，由本次脱水过程前后重量比值求得；
[0044]
每种材质的质量分数mi的取值范围为0～1。
[0045]
该方程组中共有n个方程，n个未知数，理论上可以求得各未知数mi的解，且有唯一解；即可得到各材质组分质量分数，由于每种材质的吸水率为已知且固定的，因此可以根据吸水率得到具体材质，从而达到材质检测的目的。
[0046]
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。


技术特征：
1.一种适用于洗衣机的衣物材质及质量分数识别方法，其特征在于，包括以下步骤：a、注水前称取衣物干重；b、向洗衣机中注水，旋转搅拌使衣物充分吸水后打开排水阀，待排水充分后称取此时衣物湿重，并根据干重和湿重计算衣物总吸水率；c、洗衣机以脱水模式运行，电机转速为r，脱水时间为t，结束后称取此时衣物重量，并计算第一次失水率；d、按照步骤c重复n-2次；e、根据所得数据求得各材质成分及质量分数。2.根据权利要求1所述的一种适用于洗衣机的衣物材质及质量分数识别方法，其特征在于，所述步骤e具体计算方法为：上述方程组的未知量为m
i
，分别代表各种典型衣物材质的质量分数；k
i
表示m
i
对应衣物材质的理论吸水率；k表示所测得的衣物总吸水率，即为衣物干重和湿重的比值；n表示衣物材质的总数量；q
ij
表示第j次脱水过程后第i种材质的理论失水率；q
i
表示第i次脱水过程后实测的衣物总失水率，由本次脱水过程前后重量比值求得；每种材质的质量分数m
i
的取值范围为0～1。

技术总结
本发明公开了一种适用于洗衣机的衣物材质及质量分数识别方法，包括以下步骤：A、注水前称取衣物干重；B、向洗衣机中注水，旋转搅拌使衣物充分吸水后打开排水阀，待排水充分后称取此时衣物湿重，并根据干重和湿重计算衣物总吸水率；C、洗衣机以脱水模式运行，电机转速为r，脱水时间为t，结束后称取此时衣物重量，并计算第一次失水率；D、按照步骤C重复n-2次；E、根据所得数据求得各材质成分及质量分数。本发明能够一次检测出多种特征材质；对于多种材质混合的情况也能进行识别；且可以得到各种材质组成比例。本发明只要求洗衣机能够对衣物进行称重，硬件成本相对较低，而软件部分实现相当容易，开发成本较低。开发成本较低。开发成本较低。


技术研发人员：孙佳宁 王洪艳 刘世伟 蒲坤 熊静琪 孙锐 王正萃 龙鹰 许磊 高翔 沈蕴 方树 刘星
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/1/28