储米装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及家用器具领域，尤其涉及一种储米装置及其控制方法。
背景技术
现有的米桶通常只设置了定量取米的功能，其可根据用户需求取出一定量的米，但是对于米桶的保鲜功能少有涉足。
其中部分米桶是利用减压装置对米桶的内部空间进行抽气的方式，以降低米桶内的压力使其低于大气压力来进行保鲜的，这样能够避免受潮和虫蛀。然而现有的抽气方法通常是：即使在米桶中的米量有变化使得米桶的内部空间中气体含量有变化的情况下，仍然按照固定的时长对米桶的内部空间进行抽气，因此使得米桶内的保鲜效果不好，也容易造成资源浪费。
因此，本申请提出一种储米装置及其控制方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，本发明一方面公开了一种储米装置的控制方法，所述储米装置包括食材容纳单元、米量检测单元、减压单元以及控制单元，所述减压单元用于在所述食材容纳单元密闭时对所述食材容纳单元进行抽气使其中的压力达到预定压力，所述方法包括：
根据所述米量检测单元检测的所述食材容纳单元中的实时米量W1计算所述实时米量W1与所述食材容纳单元的可容纳米量W2的比值G;
根据比值G和第一预设规则选定所述减压单元的预定工作时长范围;其中，所述第一预设规则包括预存比值范围、第一对应关系以及备选工作时长范围，所述第一对应关系用于表征所述预存比值范围与所述备选工作时长范围的对应关系;
至少根据所述减压单元的工作参数在所述预定工作时长范围内确定所述食材容纳单元内的压力达到所述预定压力时所述减压单元的预定工作时长T;
控制所述减压单元对所述食材容纳单元进行抽气，直到所述减压单元的实际工作时长达到所述预定工作时长T，控制所述减压单元停止抽气。
根据本发明的储米装置的控制方法，通过根据所述食材容纳单元中的实时米量W1确定所述减压单元的预定工作时长T，从而使得无论食材容纳单元中剩余米量多少，均可以达到良好的保鲜效果，同时又不浪费资源。
优选地，所述减压单元为气泵，所述预定压力为所述气泵达到其最大真空度时所述食材容纳单元内的压力。
由此，使得食材容纳单元中的真空度较高，能够达到良好的保鲜效果。
优选地，所述第一预设规则的建立包括：
所述预存比值范围包括多个子预存比值范围，所述备选工作时长范围包括多个子备选工作时长范围;与每一所述子预存比值范围对应一所述子备选工作时长范围;
每一所述子备选工作时长范围的最小端点值根据公式(1)确定：
T小=t2*(1-(W1/W2)max)*食材容纳单元实际容积V实际*1000/V实验; (1)
其中，t2为所述减压单元的实验过程中，在实验容积V实验的空间内测得的最短实验时长;
每一所述子备选工作时长范围的最大端点值根据公式(2)确定：
T大=t1*(1-(W1/W2)min)*食材容纳单元实际容积V实际*1000/V实验; (2)
其中，t2为所述减压单元的实验过程中，在实验容积V实验的空间内测得的最短实验时长。
由此，通过预存好的第一预设规则，能够准确定选定所述减压单元的预定工作时长范围，进而确定所述减压单元的预定工作时长T。
优选地，所述减压单元的所述预定工作时长T根据以下公式(3)确定：
T=X+Y*(1-(W1/W2)max)*(4/S) (3)
其中，T为所述减压单元的预定工作时长，S为所述减压单元抽气时的流量，X和Y为调整参数，其中，X=7.9W2，Y=12.7W2。
由此，能够准确获取最优选的减压单元的预定工作时长T，使得食材容纳单元内的压力达到预定压力。
优选地，所述控制所述减压单元对所述食材容纳单元进行抽气，直到所述减压单元的实际工作时长达到所述预定工作时长T，控制所述减压单元停止抽气包括：
控制所述减压单元对所述食材容纳单元进行间隔预定时长Td多次抽气，直到所述减压单元累积的实际工作时长达到所述预定工作时长，控制所述减压单元停止抽气。
由此，通过间隔预定时长Td多次抽气，避免了连续长时间抽气产生的热量对减压单元以及储米装置产生的损害，延长了减压单元以及储米装置的使用寿命。
根据本发明的另一方面，提供了一种储米装置，所述储米装置包括：食材容纳单元，所述食材容纳单元构造为具有一定容纳空间的箱体;米量检测单元，所述米量检测单元用于获取所述食材容纳单元中的米量;减压单元，所述减压单元用于在所述食材容纳单元密闭时对所述食材容纳单元进行抽气使其中的压力低于大气压力;以及控制单元，所述控制单元与所述米量检测单元、所述减压单元电连接，其中，所述控制单元控制所述储米装置执行上述任一实施方式的方法的步骤。
根据本发明的储米装置，通过根据所述食材容纳单元中的实时米量W1 确定所述减压单元的预定工作时长T，从而使得无论食材容纳单元中剩余米量多少，均可以达到良好的保鲜效果，同时又不浪费资源。
附图说明
本发明实施例的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明的优选实施方式的储米装置的立体图;
图2为沿图1中A-A线所截的截面图;
图3为图1所示的承载箱的立体图，其示出了食材分配单元;以及
图4为根据本发明的用于储米装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施例可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施例发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施例。
下面结合附图来描述本发明的优选实施方式的用于储米装置的控制方法以及储米装置。
下面就先参考图1和图2描述根据本发明优选实施方式的储米装置。如图1所示，储米装置100包括食材容纳单元110、食材分配单元121和食材接收单元130。食材容纳单元110构造为具有一定容纳空间的箱体，在食材容纳单元110的底部具有出米口111。具体地，构造为食材容纳单元110的箱体可以具有形状不同的上、下两部分。箱体的上部分大致为立方体，其横截面积为长方形;箱体的下部分大致为漏斗形的四面体，食材容纳单元110的出米口111即为漏斗形的四面体的底部出口。
储米装置100还可以包括用于支撑食材容纳单元的承载箱120。食材分配单元121和食材接收单元130均位于承载箱120中，并且食材接收单元130 设置在食材分配单元121的下方。食材容纳单元110的出米口111与食材分配单元121连通，食材分配单元121用于分配一定量的米到食材接收单元130。
具体地，如图3所示，食材分配单元121可以包括：分配腔室122、分配电机123和传动机构124。其中，分配电机123和传动机构124设置在分配腔室122内，分配电机123能够带动传动机构124旋转。分配腔室122与出米口111的位置相对应，能够接收来自出米口111的大米。进一步地，传动机构124包括与分配电机123同轴设置的多个拨动板127，当分配电机123 旋转时，拨动板127能够以分配电机123的旋转中心为轴线在分配腔室122 内进行旋转。该多个拨动板127能够将分配腔室122间隔成多个食材盛放腔室128，出米口111中的米能够落入其中一个食材盛放腔室128。
分配腔室122的底部设置有与食材接收单元130相对应的落米口。食材容纳单元110中的大米经由出米口111落入食材盛放腔室128后，分配电机123转动并带动拨动板127在分配腔室122内旋转，由拨动板127形成的食材盛放腔室128的位置跟着拨动板127一起旋转变化，其中一个食材盛放腔室128在扫过落米口的过程中，该食材盛放腔室128中的大米经由落米口落入食材接收单元130。之后，用户即可取出食材接收单元130获取所需的大米。
具体地，在分配电机123旋转的过程中，每个食材盛放腔室128在经过出米口111时都会接收一定量的大米(可以理解，大米从出米口111落到其中一个食材盛放腔室128中的速度很快，因此接收到的一定量的大米即为将该食材盛放腔室128充满的米量)，当具有大米的食材盛放腔室128扫过落米口时大米会落入食材接收单元130，之后下一个食材盛放腔室128继续旋转至出米口111处再次接收大米，通过这样的循环方式，并控制分配电机123旋转的角度，食材分配单元121能够定量地将大米从食材容纳单元110输送至食材接收单元130。
储米装置100还包括米量检测单元、减压单元以及控制单元。控制单元与米量检测单元、减压单元电连接。控制单元150可以设置在承载箱120的侧壁上。米量检测单元用于获取食材容纳单元110中的米量，并将检测到的米量信息发送给控制单元150;减压单元用于在食材容纳单元110密闭时对食材容纳单元110进行抽气使其中的压力低于大气压力;控制单元150用于根据米量检测单元获取的米量获取食材容纳单元110内的压力达到预定压力时减压单元的预定工作时长;并用于控制减压单元对食材容纳单元110进行抽气，直到减压单元的实际工作时长达到预定工作时长，控制减压单元停止抽气。
在本实施方式中，如图2所示，米量检测单元构造为红外检测单元。红外检测单元包括成对设置的红外发射器141和红外接收器142。其中，成对设置的红外发射器141和红外接收器142对称地设置在箱体的相对的内表面上。参考图1，成对的红外发射器141和红外接收器142可以对称地设置在箱体的前后两个相对的内表面上，也可以设置在箱体的左右两个相对的内表面上。
可以理解，当一组红外检测单元之间有阻碍物(大米)时，红外发射通路被阻断，红外接收器142无法接收到红外信号，此时，控制单元150的控制芯片获得“高电平”信号;当一组红外检测单元之间没有阻碍物(大米) 时，红外接收器142可以接收到对面与之对称的红外发射器141的红外信号从而导通，控制芯片对应获得“低电平”信号。因此，控制单元150的控制芯片可以通过高低电平的转换，来得知食材容纳单元110中的大米的具体位置。进而，可以结合食材容纳单元110的箱体结构，比如横截面积，计算出剩余米量。
如图2所示，在箱体的前后两个相对的内表面上设置有6组红外检测单元;并且，沿纵向方向(箱体的上下方向)相邻的红外检测单元之间的间距相等。因为在纵向方向上，相邻的红外检测单元之间的距离乘以箱体的横截面积(本实施方式中是指箱体的上部分长方形的横截面积)等于该部分的储米体积。该储米体积乘以大米的密度等于该部分的储米重量。由此可知，该相邻的两组红外检测单元之间所容纳的米量是相等的。
因此，当大米充满整个箱体时，多组红外检测单元的红外发射通路均被阻断，控制芯片获取的多路红外信号均为“高电平”信号，随着米量的逐渐减少，从上到下的红外发射通路障碍会依次被解除，对应地，从上到下的红外接收器142会依次接收到红外信号，从而控制芯片相应检测线路上获取的红外信号会依次从“高电平”变为“低电平”，因此，控制芯片通过检测到的“低电平”的信号数量计算出箱体中的剩余米量。
当然在其他实施方式中，米量检测单元可以构造为电子称重器(图中未示出)。电子称重器可以设置在食材容纳单元110的底壁上。通过电子称重器可以直接称出食材容纳单元110中的剩余米量并发送给控制单元150。
继续参考图2，本实施方式的减压单元可以包括气泵190，气泵190的进气口通过诸如硅胶材质的抽气管与食材容纳单元110内部空间连通，气泵190 的出气口可以与储米装置100的外部环境连通，例如与外界大气连通。当需要使食材容纳单元110内形成负压环境时，通过控制单元150启动气泵190 抽气，食材容纳单元110内的空气通过抽气管和气泵排出，其中的压力随之下降。当食材容纳单元110内的压力下降至预定值时，气泵190停止工作，食材容纳单元110内形成负压环境。
本发明还提供一种用于储米装置100的控制方法。参照图4，该控制方法包括：
根据米量检测单元检测的食材容纳单元110中的实时米量W1计算该实时米量W1与食材容纳单元110的可容纳米量W2的比值G;其中，根据上文记载的内容可知，可以通过电子称重器或红外检测单元获取食材容纳单元 110中的实时米量W1;
根据比值G和第一预设规则选定减压单元的预定工作时长范围;其中，第一预设规则包括预存比值范围、第一对应关系以及备选工作时长范围，第一对应关系用于表征预存比值范围与备选工作时长范围的对应关系;
至少根据减压单元的工作参数在预定工作时长范围内确定食材容纳单元 110内的压力达到预定压力时减压单元的预定工作时长T;
控制减压单元对食材容纳单元110进行抽气，直到减压单元的实际工作时长达到预定工作时长T，控制减压单元停止抽气。
下面，通过举例的方式，对上述方法的每一步骤进行详细说明。
在本实施方式中，储米装置100的食材容纳单元110的容量为10kg，即 W2=10kg;采用的气泵190的规格(气泵使用说明上会有详细记载)为：工作电压为18V、气泵的流量为0.8LPM，在2000cc的容器中，吸气压力从0 到-30kpa，所需的最短时间t2为70s，所需最长时间t1为120s。-30kpa即为气泵的最大真空度。
在根据米量检测单元检测的食材容纳单元110中的实时米量W1计算该实时米量W1与食材容纳单元110的可容纳米量W2的比值G的步骤中，假定米量检测单元检测的实时米量W1=2kg，则比值G=W1/W2=2/10=0.2。
已知比值G之后，接下来，根据比值G和第一预设规则选定减压单元的预定工作时长范围。第一预设规则包括预存比值范围、第一对应关系以及备选工作时长范围，第一对应关系用于表征预存比值范围与备选工作时长范围的对应关系。具体参见下表1。
表1
在本实施方式中，如表1所示，预存比值范围包括5个连续的子预存比值范围，其将0-1划分为等分的5个区间。与每个子预存比值范围都对应一个子备选工作时长范围。比如，表1中的第一行所示，与“0.8～1”这个子预存比值范围对应的子备选工作时长范围是：“0～159”。
根据上一步骤的举例可知，比值G=0.2，其落在序号为5的子预存比值范围“0～0.2”内，因此，控制装置能够选定减压单元的预定工作时长范围为“372～638”。可以理解，食材容纳单元110中的剩余米量在0至2kg这个区间内，控制装置选定的减压单元的预定工作时长范围均是“372～638”。
更具体地，由于第一预设规则是预先建立并存储在控制装置的存储芯片中的，因此，第一预设规则的建立可以包括：
每一子备选工作时长范围的最小端点值根据公式(1)确定：
T小=t2*(1-(W1/W2)max)*食材容纳单元实际容积V实际*1000/V实验; (1)
其中，t2为所述减压单元的实验过程中，在实验容积V实验的空间内测得的最短实验时长;
每一子所述备选工作时长范围的最大端点值根据公式(2)确定：
T大=t1*(1-(W1/W2)min)*食材容纳单元实际容积V实际*1000/V实验; (2)
其中，t2为所述减压单元的实验过程中，在实验容积V实验的空间内测得的最短实验时长。
根据上文记载的内容，已知气泵190的规格(气泵使用说明上会有详细记载)为：工作电压为18V、气泵的流量为0.8LPM;在2000cc的容器中，吸气压力从0到-30kpa，所需的最短时间t2为70s，所需最长时间t1为120s (t1和t2是进行气泵实验测定的，气泵实验是在体积为2000cc的容器中进行的)。
因此，可以得出，公式(1)和(2)中的t1，t2以及V实验根据气泵190 的出厂工作参数即可确定。
接下来，以表1中序号为5这一行的数据为例进行解释说明。对于已经划分好的子预存比值范围为0～0.2，可得出(W1/W2)max=0.2，(W1/W2)min=0。并且本实施方式的储米装置100最多容纳10kg大米，根据大米的比重可计算出10kg的大米对应的容积为13.3L，且1L=1000cc。由此，根据公式(1)：
T小=t2*(1-(W1/W2)max)*食材容纳单元实际容积V实际*1000/V实验可得出：
T小=70*(1-0.2)*13.3*1000/2000=372s。
根据公式(2)：
T大=t1*(1-(W1/W2)min)*食材容纳单元实际容积V实际*1000/V实验可得出：
T小=120*(1-0)*13.3*1000/2000=798s。
因此，对应于子预存比值范围0～0.2，选定的子备选工作时长范围为 372s～798s。对于表1中的子预存比值范围0.2～0.4等其他的区间，与上述过程相类似，不再赘述。
可以理解，对于不同的减压单元(气泵)其出厂工作参数不同，因此对应的t1，t2以及V实验会有变化。
在选定相应的子备选工作时长范围后，控制装置接下来执行的是：
至少根据减压单元的工作参数在预定工作时长范围内确定食材容纳单元 110内的压力达到预定压力时减压单元的预定工作时长T。
其中，减压单元的预定工作时长T可以根据以下公式(3)确定：
T=X+Y*(1-(W1/W2)max)*(4/S) (3)
其中，T为减压单元的预定工作时长，S为减压单元抽气时的流量，X和 Y为调整参数，其中，X=7.9W2，Y=12.7W2。
X和Y的取值与食材容纳单元110可存储的最大米量W2相关联。 X=7.9W2，Y=12.7W2。在本实施方式中，若W2=10kg，则X取值为79，Y 取值为127。如果食材容纳单元110可存储的最大米量W2发生变化，那么调整参数X和Y也成比例地变化，例如，若W2=5kg，则X取值为39.5，Y取值为63.5。
因此，承接上述的举例，根据公式(3)可确定：
T=79+127*(1-0.2)*(4/0.8)=587s。
之后，控制单元150控制气泵190抽气，直到气泵190的实际工作时长达到预定工作时长T=587s后，控制气泵190停止抽气，这时，食材容纳单元 110内的压力达到-30kpa，也就是气泵190达到其最大真空度时食材容纳单元 110内的压力。
根据表1，可以理解，当食材容纳单元110中的剩余米量在2kg至4kg 这个区间内，气泵190的预定工作时长T为460s。对于表1中0.4至0.6的区间、0.6-0.8的区间以及0.8-1的区间，计算方法与上述的相同，不再赘述。并且，从表1中可以看出，气泵190的预定工作时长T与米量呈反向相关关系。
可以理解，预定工作时长T取值范围的这一列数据可以辅助判断控制单元150得出的气泵190的预定工作时长T是否合理。例如，在W1/W2=0.2 时，T=587s，其落在372s～798s的区间内，即为合理，否则可以发出报警信息，提示出错。
接下来，对这一步骤进行详细说明：
控制减压单元对食材容纳单元110进行抽气，直到减压单元的实际工作时长达到预定工作时长T，控制减压单元停止抽气，具体可以是：控制减压单元对食材容纳单元110进行间隔预定时长Td多次抽气，直到减压单元累积的实际工作时长达到预定工作时长T，控制减压单元停止抽气。例如，在 W1/W2=0.2时，T=587s，则可以控制气泵190每抽气60s，停10s，直到气泵 190的实际工作时长达到587s，则控制气泵190停止抽气。
由此，避免了连续长时间抽气产生的热量对减压单元以及储米装置100 产生的损害，延长了减压单元以及储米装置100的使用寿命。
根据本发明的储米装置及其控制方法，通过根据食材容纳单元中的实时米量确定减压单元的预定工作时长，从而使得无论食材容纳单元中剩余米量多少，均可以达到良好的保鲜效果，同时又不浪费资源。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。
