Как работает робот-пылесос для сухой и влажной уборки

Умные технологии стали неотъемлемой частью повседневной жизни людей в нашем государстве. Наглядным примером этого может служить распространенность стиральных машин, телевизоров Smart-TV и компьютеров практически в каждом доме. Автоматизация также революционизировала задачу поддержания чистоты в доме, благодаря появлению высокоинтеллектуальных и независимых роботов-пылесосов. В этой статье мы рассмотрим особенности и сферы применения современных роботов-пылесосов.

Конструкция робота-пылесоса

На современном рынке потребителям предлагается впечатляющее количество умных роботов-пылесосов. Эти модели имеют различные размеры, ориентацию, алгоритмы действий и дополнительные функции. Большинство устройств этой категории имеют дискообразную форму, изготовлены из прочного и легкого полимера. Они также оснащены бампером для защиты от столкновений с препятствиями.

Размер этих устройств может варьироваться от 250 до 350 мм в диаметре, а высота от пола до верха корпуса обычно не превышает 130 мм.

Типичный бытовой робот-пылесос состоит из следующих компонентов и механизмов:

• Устройство оснащено видеокамерой, которая позволяет ему ориентироваться на местности. Камера позволяет роботу создавать карту своих перемещений и соответствующим образом корректировать план уборки.
• Пылесборник представляет собой съемный пластиковый контейнер, который можно использовать повторно. Емкость аккумулятора составляет 0.4 до 1 литра и легко извлекается из корпуса устройства с помощью специальной кнопки.
• Для удаления пыли из воздушных потоков, выходящих из устройства, предусмотрены очищающие фильтры. Фильтрующие элементы сконструированы таким образом, что владелец может обслуживать их самостоятельно.
• Прибор оснащен мощным всасывающим механизмом, который в сочетании с тщательно продуманной системой подвижных щеток обеспечивает качественную уборку при очень низком уровне шума.
• Датчики устанавливаются для сканирования окружающей среды, отслеживания пройденного расстояния, обнаружения препятствий "обрывов", и в местах с высоким уровнем загрязнения.
• В комплект входит перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор емкостью от 2 до 4 Ач, обеспечивающий достаточную мощность для бесперебойной работы в течение 2-3 часов. Для полной перезарядки требуется от 3 до 9 часов.
• Специальные щетки предназначены для эффективного сбора мусора и передачи его на всасывающий механизм.
• Модели, предназначенные для влажной уборки, оснащены слотами для крепления полотеров.

Устройство оснащено 5 или 6 электродвигателями, которые отвечают за его движение и управление, в зависимости от конкретной модели.

• Каждое ведущее колесо оснащено отдельным двигателем.
• Всасывающий механизм приводится в действие одним из двигателей.
• В моделях с двумя боковыми щетками имеется два силовых блока, каждый из которых управляет вращением одной боковой щетки.
• Наконец, есть мотор, предназначенный для вращения турбощетки.

Навигационная система робота-пылесоса

Навигационная система позволяет устройству эффективно ориентироваться в пространстве. Точность этой навигационной системы напрямую влияет на качество уборки и алгоритм поведения робота-пылесоса. Существует три потенциальные системы навигации, которые могут использовать эти устройства. Давайте разберемся в каждом из них подробнее.

На передней части робота расположены инфракрасные (ИК) датчики для обнаружения препятствий. В корпус встроен датчик удара, который подсказывает роботу изменить алгоритм движения при столкновении с препятствием. Некоторые модели оснащены ИК-датчиком, расположенным сверху, который помогает роботу определить пространство под мебелью, предотвращая ее застревание во время уборки.

Внешние датчики

Существует два метода навигации по внешним датчикам:

1. Виртуальная стена. В этом методе каждый датчик использует ИК-лучи для создания невидимого барьера. Когда бот обнаруживает препятствие, он меняет направление движения. Это позволяет владельцу ограничить передвижение устройства конкретным помещением.
2. Маяки. Как работает навигация по маячкам для робота-пылесоса? Все просто: датчик излучает непрерывный ИК-сигнал, и если сигнал теряется, устройство соответствующим образом корректирует свою траекторию.

Лазерная навигация

Принцип пространственной ориентации, используемый этим ботом, по общему мнению, является воплощением совершенства. Используя лазеры для сканирования окружающего пространства, бот способен точно определить местоположение и расстояние до каждого объекта, с которым он сталкивается. Эти ценные данные тщательно сохраняются в памяти устройства и обрабатываются для создания полной карты помещения.

Сегодня на рынке бытовой техники у потребителей есть выбор между тремя различными дизайнерскими решениями роботов-пылесосов, каждое из которых имеет свое уникальное предназначение.

Для сухой уборки

Работа бытового робота-пылесоса основывается на вращательном движении периферийных щеток, которые направляют грязь к центральной турбине, расположенной в сердцевине машины. Посредством вращения турбощетки по часовой стрелке и всасывания загрязнения попадают в пылесборник, который может быть в виде мешка или пластикового отсека.

Для влажной уборки

На рынке представлено два типа устройств, оба из которых работают схожим образом:

1. Один из видов устройства имеет дополнительные пазы для крепления салфетки из микрофибры к основанию импровизированной швабры. Устройство также имеет отдельный контейнер, в который можно налить воду или моющее средство. Устройство смачивает салфетку водой и использует ее для влажной уборки помещений.
2. Другой тип устройства использует моющее средство для покрытия загрязнения, а затем энергично растирает обработанный участок. После этого всасывающий механизм собирает всю влагу в контейнер, а оставшаяся влага удаляется с помощью силиконового скребка.

Комбинированные модели

Устройства смешанного типа можно использовать для чистки ковров и влажной уборки ламината, линолеума и плиточных полов с помощью салфетки из микрофибры. Для уборки лакированных паркетных полов допустимо использовать и смешанные модели.

Принцип работы и алгоритм уборки робота-пылесоса

Датчики навигационной системы постоянно сканируют окружающее пространство, собирая новые данные с частотой до 65 раз в секунду. Вся эта информация поступает в процессор, который использует ее для создания алгоритма поведения бота.

В традиционном варианте алгоритм уборки робота-пылесоса выглядит следующим образом:

• Устройство начинает движение по спирали от центра комнаты.
• Достигнув стены, он продолжает движение по периметру комнаты.
• При столкновении с препятствием робот будет двигаться рядом с ним.
• Когда робот наталкивается на новое препятствие, он меняет направление и начинает двигаться рядом с ним.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока не разрядится аккумулятор, после чего робот найдет свою зарядную базу и двинется к ней для подзарядки.

Процесс уборки

Много любопытного вокруг внутреннего устройства современного робота-пылесоса. Работа такого "помощника" состоит из нескольких этапов, многие из которых остаются скрытыми от глаз человека.

1. Сбор данных. После активации устройства робот сканирует комнату, рассчитывая ее размеры и отмечая первоначальную расстановку мебели.
2. Создание карты помещения и разработка маршрута, который состоит из прямых линий от одной стены к другой.
3. Активируйте систему всасывания, щетки и двигайтесь по заданному маршруту.

Пользователю не особенно интересен сам процесс уборки. Устройство планомерно следует по заранее заданному пути. Одновременно боковые щетки собирают весь мусор и направляют его к центру устройства, где центральная турбина выбрасывает грязь в контейнер для мусора. Пылесос эффективно всасывает пыль, мелкий мусор, шерсть домашних животных и волосы людей, а также другие предметы.

По окончании уборки устройство автоматически возвращается на зарядную базу. Как владелец "домашнего питомца" устройство, все, что нужно делать, — это регулярно очищать контейнер для мусора и компоненты фильтра.

Возвращение на базу для подзарядки

Беспроводная технология используется во всех современных роботах-пылесосах. Компоненты устройства работают от аккумулятора, который постепенно разряжается во время уборки помещения. Как только емкость достигает критического уровня, робот-помощник автономно начинает поиск зарядной станции. Базовая станция оснащена инфракрасным маячком, который излучает сигнал, направляя устройство к ней для подзарядки.