電氣工程師解構掃地機器人四大功能特點

張白帆 中國電力出版社有限公司


老帕

中國電力出版社公眾號《老帕聊電氣》專欄作者。知乎十年新知答主,擁有80多萬粉絲;資深電氣專家,著有《低壓成套開關 設備的原理及其控制技術》、《老帕講低壓電器技術》等圖書。



我用過五款掃地機器人,分別是:地貝、西門子掃地機、科沃斯掃地機、360掃地機、由利掃地機。

盡管它們的功能大同小異,但表現卻各有不同:

有的聰明有的笨,

有的利索有的慢吞吞,

有的順暢有的沒事老卡頓。

到底是什麽特性造成了它們迥異的幹活風格呢,下面就來分析一下。


01

出來混,要會看、會躲!


會看。新款的掃地機都具有“看”的功能,它們能形成我們的居家地圖,並按地圖來執行清掃任務,商家們把這種掃地機叫做智能型掃地機器人。


掃地機器人“看”的能力,其實就是通過形成一張張居家清掃地圖來實現的。

掃地機器人在APP中繪制的居家清掃地圖


有了居家清掃地圖,我們就可以利用掃地機器人實現分區清掃、全圖清掃、區域清掃和定點清掃等四種功能。掃地機器人自身則利用居家清掃地圖判斷自身位置,實現自動充電回歸等操作。


居家清掃地圖是動態實時的,掃地機器人每次清掃完成時就會形成一張。


圖中白色部分就是無法到達的地區,周圍可見黑色的框,例如櫥櫃、關閉的房間、家用電氣設備等處。當無法到達區域很小時,我們只看見黑色的點,例如桌子、沙發、床鋪等腿部形成的區域。


在掃地機器人的APP中可對居家清掃地圖中大塊的清掃區域命名,例如客廳、書房、臥房、餐廳、洗手間等等。


圖中的右側我們看到了當前機器人所在的位置,它正處於充電休眠期。機器人標記下方有數道平行跡線,是掃地機器人所完成得清掃任務區域記錄。


以上這些就是掃地機器人具備了“看”的能力後帶來的功能,對於智能型掃地機器人來說,這是必須的。



會躲。我們家裏有各種家具、門扇、廊柱和踢腳線等等。我們把家裝修得漂漂亮亮,當然期望要好好保護這些家具和門扇,指望它們的使用年限時間盡量長久一些。如果不采取措施,掃地機器人對家具和門扇的撞擊是很厲害的。


掃地機器人采用兩種措施來減輕和避免對家具的碰撞:

  1. 依靠掃地機器人前端的碰撞緩沖裝置。

  2. 依靠環繞運行來避免碰撞。


圖中掃地機器人的前部安裝了防撞緩沖部件及碰撞傳感器。防撞緩沖部件的外側有緩沖橡皮墊,它能很有效地降低沖撞強度。這就是采用了第1種措施。


注意看圖中掃地機器人背部的激光探頭和測距傳感器。以它們為基礎可構建第2種防撞措施。


掃地機器人在清掃圖上會留下家具腿部的圓圈


上圖中我們看到了客廳中的茶幾,還有它兩側的沙發和電視低櫃。我們在掃地機器人清掃圖中看到了家具腿部形成的圓圈。這些圓圈是掃地機器人激光探頭和測距傳感器偵測形成的,避免掃地機器人與這些家具腿部發生碰撞。


注意:激光探頭安裝在面板上。


我曾經使用過一款掃地機器人,它的激光探頭是整體的插入式,且激光探頭的準確度也不高。當家具底部的空間高於蓋板高度但小於激光探頭的高度時,激光探頭就會被家具沖撞。這款掃地機器人用不了幾天,它就報告激光探頭失靈,需要輕拍或者重新插入,非常煩惱。


因此選購掃地機器人時,一定要仔細觀察激光探頭的安裝方式,確保激光探頭的外殼與內部旋轉激光器沒有什麽關系才好。


由此可見,選購掃地機器人時,需要落實2點:


1. 自家家具底部的凈空高度是多少。


這一點很重要。如果未落實,買來的掃地機器人不斷撞擊家具,對家具很不好,對掃地機器人也很不好。


2.掃地機器人的前端有沒有防撞橡膠墊。


02

幹活要聽話!


APP對於使用掃地機器人來說非常重要。APP其實就是掃地機器人與我們之間的人機對話界面。


下圖是掃地機器人在手機APP中的界面圖像。掃地機器人的APP功能大同小異,主要如下:

掃地機器人的APP

1.在APP中可以選擇四種操控方式:分區清掃、全圖清掃、區域清掃和定點清掃。


2.當掃地機器人進入某區域後,它首先繞外圍一周,然後在區域中清掃。所以,我們能看到某區域外圍的跡線,以及區域內的跡線。


3.從APP中可以看到掃地機器人的剩余電量、清掃工作時間和清掃面積。當然,清掃面積僅供參考。


科沃斯和360掃地機的APP有一項很有意思的功能,就是能用方言給出提示,包括廣東話、四川話和上海話等。


03

風騷走位影響清掃效率


掃地機器人的運行跡線與機器人的結構相關。如果運行跡線過於寬疏,則掃地機器人清掃時必然會有遺漏。


我們來分析下圖右側的清掃跡線。

掃地機器人的運行跡線寬度


現在,我們把掃地機器人翻過來,實測它的邊刷之間的距離。

由利掃地機器人的腹部


由利掃地機器人的左右邊刷之間的距離是21cm,大於跡線寬度13.5cm,所以在掃地時不會出現遺漏。


我對科沃斯掃地機器人的運行跡線也做了測量,它也滿足跡線寬度小於輪距寬度的要求,也不會發生遺漏。


掃地跡線與掃地機器人的工作效率有一定的關系。掃地跡線越密,當然掃地機器人的工作時間就越長。


我到家電的實體店去看了幾款掃地機器人,發現幾款掃地機的掃地跡線寬度方面不能達到要求。我向商家指出這一點,而商家銷售代表甚至還沒有意識到這一點。等他們明白其中的道理後,他們就說掃地機器人的吸力大可以彌補,雲雲。事實上,吸力大和跡線完全是兩回事。


04

乘風破浪三大法寶——防纏繞、善脫困、會越野


防纏繞。我在使用早期掃地機時,這些掃地機的滾刷就是毛刷,上面纏滿了頭發,有時頭發纏繞到滾刷無法動彈的地步。掃地機會自動停機,通知清理。


我使用了新款的掃地機器人後,發現這種現象沒有了。

掃地機器人的滾刷


該滾刷的結構是一層毛刷,一層橡皮刷,和原先的完全不同了。


再看掃地機器人清理出來的垃圾,裏面有相當多的頭發,而且是很長的頭發。這說明,毛刷和橡皮刷分層的結構不但解決了毛發纏繞問題,還能收集頭發。真是小改革解決了大問題。


掃地機器人吸力的大小一般有三檔可調。吸力大,可以把地板縫裏面的細小灰塵給吸出來,但對於較大的顆粒,例如蘋果核,我發現收集能力有限。


最大的問題是:吸力大噪音也大,容易嚇著嬰兒,同時也讓正常人感到煩惱。所以,我一般把吸力調整到最低,最多采用中檔。


普通掃地機的塵盒非常臟,裏裏外外都是灰塵,連帶著安放塵盒的區域也很臟。這是掃地機器人共同存在的問題。由利掃地機器人在工作結束後,會啟動垃圾轉移,它叫做集塵過程。


由利掃地機器人的集塵過程


由利掃地機器人的集塵式垃圾桶結構和垃圾袋


通過掃地機器人清掃結束後的垃圾轉移集塵過程,掃地機器人內部幹凈多了,對機器人電路的保養也很有利,這是由利掃地機器人最重要的特征之一。


通過本段分析,我們看到,掃地機器人的滾刷結構很重要,它是我們選購掃地機器人時必須要考慮的一個重要技術指標。



善脫困。我們購買掃地機器人,當然希望它任何地方都能去,而且都能打掃幹凈。然而,在某些地方,掃地機器人能進去,出來卻很困難。這些地方的典型代表就是餐桌下方由餐桌和椅子腿構成的陣列區。掃地機器人從這些地方脫困是它們的一項重要功能。


掃地機器人的脫困,既有它尺寸方面的因素,也有它軟件設計方面的因素。


掃地機器人簡單脫困和嬰兒拍打


此款掃地機器人是科沃斯。我們看到科沃斯掃地機器人從椅子腿中輕松脫困,這是必然的,因為此處脫困相對簡單。從視頻中我們還注意到,嬰兒對掃地機器人並不懼怕,甚至用手去拍它。


掃地機器人脫困,有的時候非常麻煩。若實在無法脫困,它會呆在原處並報警,在APP中能看到報告。


掃地機器人的脫困能力,單單只看說明書或者功能簡介是看不出來的。只有對掃地機器人實物做脫困測試,才能看出來。



會越野。家裏的房間之間有時會有坎兒,如衛生間與房間、陽台與房間等。對於一般的掃地機器人,它們無法越過這些坎,要麽就回避,要麽就停在坎上無法動彈而等待救援。要越過這些坎,掃地機器人輪子的驅動能力必須較強才行。


從陽台返回到房間


因此如果家裏房間門口有坎兒,在選擇掃地機器人時,對其越野能力還是要加以關注的。


結尾


本文不是廣告,不帶貨,不針對某一特定品牌的掃地機器人,僅以我的實際感受出發,所用到的圖片和視頻均來自我的實錄。如需導購推薦的小夥伴,可留言,評論區回復。


除去用過的這幾款,現在更智能的掃地機器人還具備如:掃拖一體,其中拖布可旋轉,並可自動洗抹布,有的還配有電控水箱;可緊貼墻壁進行清掃,不放過邊邊角角;適合復式房屋的自動識別樓層等功能,且國產品牌已成為了市場主流。可以預見,作為“懶人福音”,掃地機器人將用新科技為我們帶來更多驚喜(偷懶的借口)。


責編:銀河鐵道


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