Из чего состоит робот пылесос

Как устроен робот пылесос и как он работает?

Эта статья будет полезна всем, кто решил купить робот-пылесос и хочет узнать принципы его работы, а также тем, кто уже владеет умным пылесосом, но хочет лучше узнать, как он работает.

Конструкция робота-пылесоса.

Устройство робота пылесоса следующее:

Камера.

На верхней части робота пылесоса располагается камера. Она позволяет умному пылесосу строить карту помещения, а также определить, где он уже проводил уборку, а где еще нет. С ее помощью робот пылесос также находит свою базу (станцию подзарядки) и прокладывает кратчайшие маршруты к нужному месту.

На верхней части как правило также располагаются кнопки и/или экран для управления.

Бампер.

На бампере с передней стороны установлены Инфракрасные датчики (ИК-датчики), которые позволяют умному пылесосу обходить препятствия – иначе говоря, не врезаться в мебель и стены. Если даже робот пылесос столкнулся с препятствием, датчики помогают ему объехать его. На многих роботах пылесосах датчики расположены по всем сторонам пылесоса.

На большинстве моделей также установлен датчик на верхней части робота пылесоса – чтобы он мог определять, пролезет ли под мебелью на ножках.

Теперь рассмотрим, как устроен робот пылесос с нижней части.

Боковые щетки.

В нижней части робота пылесоса находятся боковые щетки, основная щетка-вал (ее иногда называют турбощеткой).

Отсек для сбора пыли и фильтр.

Также здесь располагается отсек под сбор пыли и мусора (в конструкции робота-пылесоса не предусмотрены бумажные или синтетические мешки пылесборники). К отсеку для сбора пыли внутри крепится фильтр (HEPA или обычный фильтр).

Колеса.

В нижней части мы также видим колеса робота пылесоса, с помощью которых он перемещается по помещению.

Все эти составляющие конструкции робота пылесоса Вы можете найти на рисунке ниже.

Как работает робот пылесос.

Принцип работы умного пылесоса следующий. Составив карту местности, он отправляется выполнять уборку, как только получает команду.

Команда может быть отправлена с экрана управления на верхней части робота пылесоса или удаленно с помощью приложения для смартфона.

Боковые щетки робота пылесоса собирают пыль и мусор с пола. Их главное назначение – проходить углы, места рядом с плинтусами и мебелью. Они выступают за корпус пылесоса, чтобы при приближении к мебели – он не бился об нее.

Захватив пыль и мусор боковые щетки направляют это все к основной щетке, которая затягивает пыль и мусор к всасывающему устройству внутри пылесоса.

Пыль и мусор оседают в отсеке для мусора, а воздух, захваченный пылесосом, проходит очистку через HEPA фильтр и возвращается обратно в комнату.

После завершения программы уборки, робот пылесос возвращается на базу (станцию зарядки) и остается там до новых поручений. После уборки можно извлечь отсек для мусора, чтобы выкинуть пыль, шерсть и прочий мусор.

Как работает робот пылесос на ковре?

Если у Вас дома много ковров, не ожидайте многого от вашего робота пылесоса при их уборке. У умных пылесосов как правило низкая мощность всасывания (что логично, учитывая их размеры). Робот пылесос соберет лишь крупный мусор и пыль из ковра с низким ворсом, а если у Вас ковры с высоким ворсом – робот пылесос не справится с их уборкой.

Принцип работы пылесоса с влажной уборкой.

На некоторых роботах пылесосах предусмотрена функция влажной уборки. Принцип работы здесь очень простой – на нижнюю часть моющего пылесоса крепится швабра, которую можно предварительно намочить. Таким образом умный моющий пылесос будет еще и протирать полы влажной тряпкой вместе с обычной уборкой.

Однако у данной функции есть один очень существенный минус. Вы можете намочить швабру только один раз перед уборкой. В процессе работы смачивать ее уже не получится, робот сбрасывает карту помещения и текущую программу уборки при отрывании его от пола. Салфетка помогает собрать мелкую пыль, включая муку, мелкий песок, соль. Для полноценной мойки полов она не подойдет.

Дополнительные опции в конструкции робота пылесоса .

К дополнительным улучшениям можно отнести как перепрошивку программы робота пылесоса, так и незначительные улучшения в конструкции.

Главное улучшение, которое можно внести – улучшить боковые щетки. Стандартно боковые щетки идут с тремя щетинками, однако можно купить сменные боковые щетки с шестью щетинками.

Например, такие как вы видите на фото ниже. Это Боковая щетка Topperr IRA 2 для робота пылесоса iRobot Roomba серий 500, 600 и 700 . Как Вы видите у нее в 2 раза больше щетинок.

Как устроен робот-пылесос?

Вы знаете, что каждый третий пылесос, который покупают в Испании – робот-пылесос? Спрос в России на эти устройства также растет из месяца в месяц. Цены варьируются в среднем от 10 000 до 30 000 рублей. Что из себя представляет этот популярный гаджет и как он устроен? На эти вопросы мы ответим в данной статье. Положим на операционный стол робот-пылесос среднего ценового диапазона Yujin Robot iClebo Arte и начнем изучать его внутренности. Звучит жутковато, но уверяю вас, статья подойдет даже для категории читателей 0+.

На верхней части корпуса расположена камера, она помогает строить карту помещения, и дает знать роботу, где он уже был, а где еще не убирался. Также с ее помощью робот находит кратчайший путь от места окончания уборки до места старта (базы для подзарядки). На фото можно заметить сенсорный ЖК-экран с управляющими кнопками и иконками, бампер с набором датчиков, пылесборник. На бампере расположены ИК-датчики расстояния, с их помощью робот ”видит” препятствия и старается их не касаться. Датчики расположены не по всей поверхности бампера, поэтому наезжая на препятствие под углом, робот касается его, и тогда срабатываю механические датчики столкновения. В этом случае пылесос меняет свое направление по заданному алгоритму движения. В iClebo установлен дополнительный четвертый датчик на самом верху бампера. С его помощью робот определяет возможность проехать под мебелью и при этом не застрять. Пылесборник вынимается нажатием кнопки на корпусе и не имеет каких-либо мешков для сбора пыли, а также никаких электромеханических частей. Пылесборник и фильтр можно промывать под водой. Всасывающий механизм расположен непосредственно внутри робота.

Переворачиваем робот-пылесос. Два ведущих боковых колеса задают движение устройству, переднее маленькое колесо вспомогательное без привода. На его оси расположен специальный магнитный датчик. Он необходим для измерения расстояния, пройденного роботом. Колесо не вращается вокруг своей горизонтальной оси, в этом нет необходимости. Робот меняет свое направление на месте за счет передачи момента одному из боковых колес, то есть на маневренность это никак не влияет.

Под небольшой пластиковой крышкой расположен Li-Ion аккумулятор емкостью 2200 mAh. У данного образца две боковые щетки, с практической точки зрения это помогает захватить большую площадь за один проезд. Для того, чтобы добраться до плинтуса достаточно одной боковой щетки, до углов полностью пока не добирается ни один робот-пылесос. Две боковые щетки направляют мусор к основной турбощетке, которая в свою очередь направляет его в пылесборник. Всасывающий модуль помогает засосать мусор с турбощетки. Резиновый скребок, расположенный на пылесборнике, подбирает крупный мусор. По такому принципу устроены все роботы-пылесосы в виду отсутствия большой силы всасывания. Результат уборки на гладких полах при такой конструкции очень хороший, на коврах – хуже, робот не может высосать пыль из ворсинок.

Рядом с пылесборником можно заметить два углубления — пазы для полотера. В этом пылесосе имеется функция протирки полов. Основание швабры крепится на дно, робот и пылесосит, и протирает. Салфетку из микрофибры можно смочить водой перед запуском. В процессе работы смачивать ее уже не получится, робот сбрасывает карту помещения и текущую программу уборки при отрывании его от пола. Салфетка помогает собрать мелкую пыль, включая муку, мелкий песок, соль. Для полноценной мойки полов она не подойдет.

Пришло время взяться за инструменты и посмотреть, как же выглядит робот-пылесос изнутри. Вынимаем пылесборник и основную турбощетку. Кладем робот-пылесос на лицевую панель и видим 5 отверстий для болтов. Шестое отверстие находится под наклейкой-пломбой с надписью QC Passed.

Далее необходимо аккуратно отсоединить концы бампера. Особых трудностей при этом возникнуть не должно, пластик достаточно упругий и прочный.

Расположив iClebo лицевой стороной к потолку, вытягиваем декоративную панель робота. Для этого нужно потянуть за край панели на себя и вверх. Вот мы и получили доступ к начинке робота-пылесоса.

Невооруженным взглядом можно разглядеть основные элементы. В роботе установлены 6 электроприводов: два для боковых щеток, один для турбощетки, один для всасывающего модуля (спрятан под пластиковых кожухом), два встроены в корпус боковых колес. Справа под ЖК-экраном робота-пылесоса находится его ”мозг” – микроконтроллер Abov MC81F4216D. Рядом с материнской платой и местом установки пылесборника находится специальный датчик. При его замыкании, iClebo “понимает”, что пылесборник подсоединен, иначе робот-пылесос не сдвинется с места и выдаст ошибку на дисплее.

Снимаем ЖК-экран. Видим камеру, ИК-приемник под ней. В центре светодиоды для экрана.

Освобождаем материнскую плату от множества контактов и видим гироскоп, который нужен для определения угла поворота робота.

И, наконец, освободим от всех контактов саму материнскую плату.

Что же представляет из себя такое устройство, как робот-пылесос. Блок-схема устройства представлена ниже:

У нас имеется материнская плата (Main board) с модулем камеры, дисплеем, модулем управления электроприводами боковых колес и т. д. 19ти вольтовый адаптер, через базу для зарядки робота, заряжает литий-ионный аккумулятор, который питает все остальные элементы схемы. Для часов и таймера используется дополнительная батарейка-таблетка на материнской плате. Три датчика определения перепада высоты (3 PSD Sensors) расположены на дне корпуса устройства. Три инфракрасных датчика (3 IR Sensors) располагаются непосредственно на самом бампере. При обнаружении препятствия робот-пылесос меняет свое направление. Если ИК-датчик не сработал, но робот все же упирается в препятствие, срабатывает механический датчик бампера (3 Bumper SWs). На схеме также изображены 3 Detection Switches — два датчика определяют не оторвались ли колеса от пола, а третий датчик наличия пылесборника. Passive Encoder — датчик, расположенный около передней оси колеса для определения пройденного расстояния.

Для того чтобы понять где робот уже убирался, а где еще нет, он получается информацию со всех вышеперечисленных датчиков и сенсоров. Он замеряет пройденное расстояние и угол поворота, а с помощью камеры и датчиков препятствий «понимает» где границы убираемой площади. Будущие домашние роботы-пылесосы будут использовать камеры для полноценного построения карты помещения, определения наличия людей и животных в комнате и, скорее всего, можно будет жестом указывать роботу на дальнейшие его действия или менять режим работы.

Осталось разобраться еще с колесами. Снимаем боковое колесо. Датчик сбоку колеса помогает определять роботу его положение в пространстве, а именно: стоит ли он на полу? Если контакт разомкнут, робот прекращает работу.

Разобрав корпус колеса, видим вот такой редуктор.

Конечно, всеми этими компонентами управляет ПО, и без правильно написанного программного кода робот функционировать не будет. В данном пылесосе имеется возможность обновления ПО, но сделать это смогут только опытные пользователи, так как требуется программатор для перепрошивки «мозгов» пылесоса. Используется программатор ST-Link. Основная часть прошивки робота осуществляется при помощи этого адаптера, через коннектор J2 JTAG на плате, а через J11 USB обновляется только навигационный модуль. Причем, обе части прошивки взаимосвязаны.

Робот-пылесос — сложное техническое устройство и цены на них относительно высокие, особенно если сравнивать с бытовыми пылесосами за 3000 рублей. Вероятно, когда робот сможет обходиться парой камер для выполнения всех навигационных действий, стоимость производства заметно упадет, а следовательно и конечная стоимость устройства. А пока покупатели платят по большей части за удобство: ставим таймер, уходим на работу, робот убирает в ваше отсутствие и автоматически возвращается на базу. Ну, и конечно же, лень — двигатель прогресса. Люди обычно не хотят ничего делать, лучше за них пусть будут делать всю работу другие. Как раз бытовые роботы для этого и разрабатываются.

Как устроен робот-пылесос

Содержание

Содержание

Роботы-пылесосы давно доказали свою состоятельность в ежедневной самостоятельной уборке и стали незаменимыми помощниками. А вот как они устроены и как автономным девайсам удается справляться с уборкой мусора — для многих остается загадкой. В материале виртуально «разберем» умного помощника и посмотрим, как он устроен.

Системы робота-пылесоса

Под внешними панелями робота-пылесоса заключено сразу несколько систем, обеспечивающих его функциональность:

• система перемещения в пространстве, состоящая из двух ведущих колес и одного ведущего ролика, во многих моделях выступающего в качестве датчика для подсчета пройденного пути;
• система сбора мусора, в нее входят основная и дополнительные щетки, непосредственно отвечающие за уборку;
• система фильтрации, очищающая от пыли воздух, который проходит через внутренности пылесоса;
• система датчиков, которые отвечают за ориентирование робота в пространстве и обеспечивают его безопасность.

Работу системы датчиков оставим за рамками материала, поскольку она подробно описана в другой статье блога.

Устройство и расположение основных функциональных узлов робота-пылесоса представлено на следующем рисунке.

Вне зависимости от производителя и модели, такое строение умного помощника является типовым, и встречается практически у всех роботов-пылесосов. Отличия незначительны и не играют какой-либо определяющей роли. Далее рассмотрим назначение каждого компонента отдельно.

Плата управления

Является «мозговым центром» устройства. В нее поступает информация с датчиков аппарата, далее ее обрабатывает микропроцессор и, в зависимости от заложенных в управляющую программу алгоритмов, формируются управляющие сигналы на включение исполнительных механизмов.

Во многих моделях роботов-пылесосов на плате управления можно встретить два микропроцессора. Один отвечает за работу исполнительных механизмов, второй — за обработку параметров датчиков, объединенных в систему ориентирования в пространстве.

Аккумулятор

Роботу-пылесосу необходима определенная автономность. Ее обеспечивает аккумулятор, встроенный в корпус. Как правило, такие пылесосы оснащают литий-ионными аккумуляторами, поскольку они обладают малым весом и достаточной емкостью. В зависимости от производителя и модели, емкость аккумуляторного блока может составлять от 1200 мА*ч до 4500 мА*ч и выше.

Пополнение энергией происходит на базовой станции, когда робот-пылесос находится в состоянии покоя. Если он полностью израсходует энергию во время уборки, будет активирован алгоритм возвращения на базу для немедленной подзарядки.

Мотор-колесо

В роботе-пылесосе установлено два мотор-колеса, служащих для перемещения девайса в пространстве. Мотор-колесо — отдельный самостоятельный узел, включающий в себя электродвигатель и редуктор.

В упрощенном понимании, редуктор уменьшает обороты двигателя, но, в то же время, увеличивает вращающий момент, прилагаемый к оси вращения колеса. Это необходимо для того, чтобы снять излишнюю нагрузку с вала электромотора и получить приемлемые характеристики скорости и проходимости робота-пылесоса.

Оба мотор-колеса работают автономно друг от друга, получая отдельные команды от платы управления. Независимая работа ведущих колес обеспечивает автономному уборщику потрясающую маневренность.

Роботу-пылесосу не составит труда развернуться на месте, что очень важно в тесном помещении, заставленном мебелью.

Проходимость девайса напрямую зависит от диаметра ведущих колес. Чем они больше, тем проще роботу-пылесосу преодолевать пороги и перемещаться по коврам с высоким ворсом.

Боковые щетки

В передней части устройства установлены одна или две вспомогательные щетки, представляющие собой небольшие «метелки», их лопасти выполнены из жесткой лески.

Задача метелок — сметать мусор, попадающийся на пути пылесоса, в зону работы основной щетки, а также извлекать сор из труднодоступных мест (углов помещения, пространства вдоль плинтусов и т. д.).

Основная щетка (турбощетка)

Основной узел робота-пылесоса, который отвечает непосредственно за уборку помещения. Конструкция турбощетки может включать один или два специальных вала для уборки загрязнений. Для большей эффективности валы дополнены щетиной из натурального или синтетического материала и силиконовыми вставками, предназначенными для уборки мелкого мусора.

Во время движения робота-пылесоса турбощетка постоянно вращается, подхватывает соринки с напольного покрытия и отправляет их в контейнер для сбора мусора.

Если турбощетка оснащена двумя валами, они вращаются во встречном направлении по отношению друг к другу, что повышает эффективность уборки.

Электродвигатель пылесборника

Создает воздушный поток внутри корпуса. Направленное движение воздуха заставляет частички мусора и пыль с ворсинок турбощетки двигаться в сторону пылесборника. Для этого в районе валов основной щетки установлен всасывающий раструб, через который происходит забор пыли с поверхности турбощетки.

При вращении лопастей крыльчатки под корпусом робота-пылесоса создается небольшое разрежение, способствующее более эффективному всасыванию мусора, после чего потоком воздуха его направляет в пылесборник.

Вопреки устоявшемуся мнению, воздушный поток, создаваемый лопастями крыльчатки, играет второстепенную роль в уборке. Он помогает собранным частичкам гарантированно оказаться в пылесборнике. Основную скрипку в сборе мусора играет турбощетка.

Именно по этой причине в системе всасывания пыли не нужен мощный электродвигатель. Как правило, мощность мотора, который устанавливают в роботы-пылесосы, редко превышает 40–65 Вт. Этого вполне достаточно для эффективной уборки.

Отсек для мусора и система фильтрации

К отсеку для мусора не предъявляется особых требований. Главное, чтобы он был вместительным и удобным в обслуживании, ведь несмотря на всю автономность робота-пылесоса, чистить контейнер от пыли придется пользователю. Как правило, емкость отсека составляет 0,4-1 л. Чем он больше, тем реже придется его чистить.

А вот система фильтрации заслуживает отдельного внимания, особенно если кто-то в доме подвержен аллергическим реакциям. По сути, система фильтрации — это набор преград, очищающих проходящий внутри корпуса поток воздуха. Чем меньше ячейки фильтров, тем лучше он очищается и тем более чистым возвращается в помещение.

Лучшими считаются системы, в основе которых лежат HEPA-фильтры. Их «паспортная» эффективность составляет внушительные 99,95 % воздуха, очищенного от загрязнений. Правда и стоят такие фильтры ощутимо дороже.

Резюме

Как видим, в устройстве робота-пылесоса нет ничего сложного, но все же, согласитесь, его конструкция кардинально отличается от прототипов, придуманных иллюстраторами к фантастическим рассказам. Сегодня такое внутреннее строение робота-пылесоса считается оптимальным, а какими они станут в будущем — покажет время.

Как устроен и как работает робот-пылесос

1. Устройство робота-пылесоса
2. Как устроен робот-пылесос для влажной уборки
3. Зарядная станция
4. Как работает робот-пылесос
5. Как работает робот-пылесос для влажной уборки

Наиболее известный и популярный умный механизм, который уже многим помогает по дому – это робот-пылесос. Он еще не доступен широкому кругу потребителей, так как цена на него пока что довольно высокая. Но, его мечтают купить все без исключения хозяйки. Ведь на борьбу с пылью и грязью приходится тратить немало сил и времени. А эта умная машина готова взять на себя обязанности по борьбе за чистоту помещения. Для многих еще остается загадкой, как работает робот-пылесос. Поэтому, давайте приоткроем завесу тайны и познакомимся с устройством и принципом работы умного домашнего помощника.

Устройство робота-пылесоса

Производят роботы-пылесосы различные компании. Каждая из них стремится усовершенствовать свое изделие, сделать его лучше, умнее, проворнее. Поэтому эти машины для уборки очень разные. Отличаются они друг от друга внешним видом, мощностью, умением ориентироваться в пространстве и ценой. Чем более совершенен аппарат – тем больше он будет стоить. Но, общее устройство роботов-пылесосов аналогично.

Если рассмотреть внешнее устройство робота-пылесоса, то, мы увидим круглый корпус, камеру, дисплей и боковой бампер с системой датчиков.

Камера нужна устройству для того, чтобы оно могло ориентироваться в пространстве. Она помогает умному уборщику определить свое место нахождения на карте квартиры, а также понять, где он уже делал уборку, а где нет. Путь к базе робот-пылесос также ищет с помощью камеры.

Бампер предназначен для защиты корпуса от столкновения с предметами. Он выполняет ту же функцию, что и бампер автомобиля. Только в этом случае он буквально напичкан датчиками. Одни из них помогают механизму «видеть» препятствия. А если предметы по какой-то причине не попали в поле его зрения и он с ними столкнулся, то в работу включаются датчики механические. Они сигнализируют в «мозг» устройства о том, что нужно сменить направление движения.

В верхней части бампера есть еще один датчик. Он следит за тем, чтобы робот пылесос не застрял под слишком низкими предметами интерьера.

Внутри корпуса робота-пылесоса находится пылесборник и аккумулятор.

В нижней части корпуса расположены щетки и колесики. В некоторых моделях имеются держатели для салфетки-полотера.

В закрытой от пользователя части корпуса спрятана главная начинка умной машины – материнская плата, микроконтроллер, электропривода и прочая электроника. Именно этот отсек является «мозгом» робота-пылесоса, превращающим его из обычной бытовой техники в умного автономного помощника по хозяйству.

Как устроен робот-пылесос для влажной уборки

Устройство робота-пылесоса для влажной уборки или универсального (который умеет делать, как сухую, так и влажную уборку) дополнено некоторыми элементами. В их число входит резервуар для воды, щетка для натирания пола, скребок для сметания остатков влаги.

Зарядная станция

Зарядная батарея робота-пылесоса рассчитана на определенное время работы устройства. Но, вам не понадобится включать его на зарядку, как мобильный телефон. Умная машина сама возвращается на док-станцию для подзарядки, когда чувствует, что заряд ее на исходе.

Док-станции оснащены специальными ИК-маяками. На их сигнал и ориентируется гаджет, когда приходит время подзарядиться. Зарядки не имеют проводов или разъемов. Процесс пополнения заряда происходит методом передачи электромагнитной индукции.

Если робот-пылесос не завершил уборку комнаты до того, как отправился на подзарядку, он продолжит работу, как только датчики просигнализируют о том, что батарея вновь заряжена.

Как работает робот-пылесос

Начало работы робота-пылесоса невидимо для человека. Машина сначала включает в работу навигационную систему. С помощью нее пылесос собирает данные о размере помещения, расположении мебели и других предметов.

Мыслительная система анализирует собранные данные. На их основании составляется маршрут и выбирается траектория движения. Это может быть поступательное прямолинейное продвижение от одной стены к другой или спиральная траектория от центра комнаты к краям.

Если на пути умного робота-пылесоса повстречается препятствие – он обойдет его и продолжит свою работу.

Как работает робот-пылесос для влажной уборки

Работает робот-пылесос для влажной уборки по тому же принципу, что и обычный. Он выстраивает маршрут с помощью системы навигации. Лишь затем приступает к уборке.

Сначала умная машина собирает пыль с пола, затем приступает к следующему циклу – мойке. Из резервуара для воды выпрыскивается жидкость. Щетка для мойки растирает ее по поверхности. Затем включается в работу скребок. Он собирает остатки влаги, которые пылесос втягивает в себя.

Посмотрите на видео, как работает робот-пылесос. После этих кадров вам еще больше захочется купить себе в дом такого помощника. И пусть он пока что похож просто на ползающую по полу летающую тарелку и может выполнять строго определенные действия. Все равно – это первый шаг к роботизации такого трудоемкого процесса, как домашняя уборка.

Как работает робот пылесос: устройство и принципы уборки

Есть люди, которые занимаются уборкой полов только раз в неделю, а есть и другие, кто делает эту работу значительно чаще. Привлекательной характеристикой роботов-пылесосов становится тот факт, что они отвечают нуждам обоих категорий. Так или иначе, с ними дом становится безупречней, практически не требуя человеческого фактора.

Современные лучшие роботы пылесосы далеки от первых моделей, которые приходилось искать под каждым предметом мебели в доме, пока вы не услышите сигнал нехватки энергии. Последние модели, направленные на уборку домов, предлагают разительное повышение эффективности, способность к самоочищению, а также умение находить дорогу к зарядной станции самостоятельно.

В этой статье мы подробнее разберемся как работает робот пылесос. Помогать нам понять как устроен робот пылесос будет iRobot Roomba Red, а также проверим несколько других роботов-пылесосов на рынке.

Принцип работы робота пылесоса

Современный рынок предлагает огромный выбор роботов-пылесосов, цены на которые варьируются от 3.500 рублей до 100.000 рублей. Эти пылесосы для клининговых услуг характеризуются низкой посадкой и компактными размерами, чтобы сохранить возможность проникать под мебель, что недоступно традиционным пылесосам.

Большинство производителей скажет вам, что робот пылесос предназначен для дополнения к стандартной уборке пылесосом, но не может заменить эту работу. Они предназначены для выполнения ежедневной уборки, которая становится важным штрихом в поддержании чистоты, таким образом, робот-пылесос призван поддерживать чистоту между ручной уборкой пылесосом. Тем не менее, если вы из тех людей, кто никогда не пылесосит, роботизированный помощник сможет сделать полы и ковры чище, чем они есть сейчас, а вам не придется и палец о палец ударить.

Самым популярным производителем роботов-пылесосов в России остается iRobot, который предлагает на рынке разнообразные модели, начиная с базовой модели Roomba Red и заканчивая технологически продвинутыми Roomba Scheduler. Для того, чтобы разобраться с тем, как работает робот пылесос, мы заполучили в свои руки iRobot Roomba Red, который станет нашим проводником в мир роботизированной уборки. Давайте начнем с того, что у него внутри.

Устройство робота пылесоса Roomba

iRobot Roomba Red имеет размеры, приблизительно, 13-ю дюймами (33 см) в диаметре и 3,5 дюймами (9 см) в высоту. Внешний осмотр робота пылесоса позволяет выявить следующие детали:

Большинство роботов Roomba работают на аккумуляторах NiMH. Аккумулятор Roomba Red, для примера, рассчитан на 3 ампер-часа, а его полная зарядка занимает порядка семи часов / 18 вольт. Некоторые из последних моделей роботов-пылесосов iRobot, конечно, сократили это время до 2-3 часов. Полная зарядка равна приблизительно 2-3 часам времени уборки, что в мире пылесосов Roomba означает 2-3 комнаты, прежде чем роботу потребуется зарядка. За мобильность робота-пылесоса отвечают два моторизованных колеса. Roomba управляется переменной подачей мощности на каждое колесо.

Пылесос Roomba оборудован пятью моторами:

• Один за каждым колесом (Итого: 2);
• Третий управляет пылесосом;
• Четвертый вращает боковой щеткой;
• Пятый управляет комплектом щеток;

Далее мы рассмотрим другие системы, ответственные за работу роботизированных пылесосов Roomba, начиная с наиболее интересной: Навигационной системы.

Навигационная система робота-пылесоса Roomba

Если рассматривать её отдельно, то именно навигационная система делает роботы-пылесосы роботизированными. И основная разница в моделях за 3.500 рублей и за 80.000 рублей, скрывается в точности навигационных датчиков. Подопытный Roomba Red использует AWARE Robotic Intelligence System от iRobot, систему, призванную сократить вмешательство человека в работу робота максимально. Система осведомления включает несколько датчиков, которые собирают данные из окружающей среды, отправляют их на микропроцессор робота-пылесоса, после чего поведение Roomba регулируется должным образом. Согласно iRobot, система может реагировать на новые вводные данные до 67 раз в секунду. Далее мы разберемся с навигацией роботов-пылесосов детально и поймем как работает робот пылесос более детально.

Первое, что Roomba делает при нажатии на кнопку «Clean», рассчитывает размеры комнаты. Компания iRobot была весьма туманна, когда речь зашла о том, как робот это делает, но мы считаем, что робот посылает инфракрасный сигнал и проверяет, сколько времени требуется на возврат сигнала до приемника, расположенного на бампере робота-пылесоса. После того, как робот устанавливает размеры комнаты, он знает, как долго и далеко ему нужно двигаться в процессе уборки.

Ну а пока робот-пылесос убирает, он избегает ступенек и других видов перепадов высоты, используя четыре инфракрасных датчика на передней нижней части робота. Это «Датчики Обрыва», которые постоянно посылают инфракрасные сигналы и, получив отрицательный сигнал, Roomba незамедлительно остановится. Если робот приближается к обрыву, сигнал пропадет. Старшие модели, как Roomba Red, просто разворачиваются и двигаются в другую сторону, современные же модели способы почистить край обрыва. Когда Roomba Red врезается во что-то, его бампер активирует механические датчики, которые сообщают системе робота, что он столкнулся с препятствием. Затем используется определенный алгоритм действий, вовлекающих поворот и попытку движения вперед до тех пор, пока робот не сможет двигаться вперед.

Есть ещё один инфракрасный датчик, который мы назовем «Датчиком Стены», он расположен на правой стороне бампера и позволяет роботу-пылесосу Roomba очень внимательно двигаться вдоль стены и вокруг других объектов (например, мебели), не касаясь их. Это значит, что робот может пройтись вдоль плинтусов, не натыкаясь на них. Он также может самостоятельно рассчитать себе путь уборки, что, согласно iRobot, подключает предварительно заданный алгоритм, который позволяет роботу полностью охватить полы.

Алгоритм уборки робота-пылесоса Roomba Red

Когда мы тестировали робот пылесос, мы обнаружили, что Roomba начинает уборку двигаясь по спирали наружу, а затем направляется к периметру комнаты. После того, как он встречается с препятствием, он считает, что достиг периметра комнаты. Затем робот убирает вдоль «периметра», пока не достигнет ещё одного препятствия, после чего он чистит вокруг него, находит четкий путь и продолжает двигаться по комнате между объектами, будь то стены или мебель, пока не выйдет отведенное время уборки. Идея, кажется, логичной, уборка в течение определенного времени может обеспечить покрытие всего пола, но сможете ли вы достичь полного охвата пола на практике?

Роботы-пылесосы Roomba могут убирать около двух часов на одной зарядке. Если аккумулятора окажется недостаточно, Roomba просто вернется и подключится к зарядному устройству сам по себе. Зарядная станция поставляется в качестве дополнительной опции для моделей роботов iRobot начального уровня, однако, практически все роботы среднего и далее диапазона укомплектованы зарядной станцией. Возвращение робота на базу достигается с помощью инфракрасного приемника на переднем бампере. Когда батарея робота-пылесоса разряжается, тот начинает искать инфракрасный сигнал, излучаемый базой. После того, как робот находит его, Roomba следует сигналу зарядной станции и, таким образом, самостоятельно возвращается для подзарядки. Некоторые роботы-пылесосы также самостоятельно возвращаются к уборке после зарядки.

Таким образом, Roomba достаточно умны, чтобы чистить полы, пока вы смотрите кино, но остаются пока некоторые действия, необходимые с вашей стороны. Во-первых, вам придется удалить небольшие препятствия на полу, чтобы Roomba не застревал на них и не пытался втянуть их. Вы также должны указать роботу, куда двигаться нельзя. Используйте для этого включенные в комплект виртуальные стены, которые помогут содержать робота в определенных границах. Виртуальные стены подают инфракрасные сигналы, которые Roomba воспринимает по средствам приемника на бампере. Когда он принимает сигнал от виртуальной стены, он знает, что пора развернуться и направиться в другую сторону.

Многообразие датчиков робота-пылесоса, позволяют ему перемещаться в доме сравнительно автономно. Теперь давайте выясним, как он выполняет свою истинную цель: пылесосит?

Уборка роботом-пылесосом Roomba

По данным iRobot, более половины владельцев Roomba, называют их маленькими друзьями-пылесосами. Компания Electrolux, производитель высококачественных роботов-пылесосов Tribolite, сообщает, что получает письма и фотографии из семей, которые владеют роботами. Тем не менее, большинство людей покупают робот-пылесос не потому, что ищут себе нового питомца, которого не нужно кормить. Они покупают его потому, что полы пачкаются.

Робот-пылесос Roomba Red имеет систему очистки из трех частей. Если вы удалите щетки в сборе, можно увидеть два датчика грязи:

Боковая щетка несколько выступает за пределы робота-пылесоса, чтобы достичь районов, к которым робот-пылесос не может получить доступ. Эта щетка также вращается вдоль стен, поднимает грязь и пыль, направляя их к области пылесоса. Щетка с противоположной стороны пылесоса Roomba направляет к пылесосу грязь, которая находится под корпусом робота.

Экстрактор на нижней стороне Roomba состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях щеток, которые поднимают грязь и другой мусор, направляя его непосредственно в мусорный бак.

Пылесос втягивает грязь и пыль, которую поднимает робот, пока движется по полу.

Вам, как правило, необходимо чистить мусорный бак, по крайней мере, один раз для каждой комнаты, которую пылесосит Roomba и, возможно, два или три раза, в зависимости от того, насколько грязные полы. Начальные модели пылесосов Roomba не знают, когда бак полон, он просто продолжает убирать. Вам также потребуется заменить фильтр, когда тот будет забит слишком сильно. У пылесоса нет мешка для сбора пыли, он просто собирает всё в мусорный бак.

Что касается мощности всасывания, web-сайт производителя утверждает, что пылесосы Roomba предлагают мощность всасывания, идентичную вертикальным пылесосам, хотя характеристики не предлагают ничего подобного. Тестирование роботов-пылесосов Roomba Red показало, что они отлично чистят полы из дерева и линолеум, собирая значительное количество грязи и шерсти домашних животных на низком и среднем ворсе ковров. Согласно производителю, роботы Roomba не предназначены для уборки ковров с высоким ворсом.

Теперь, когда вы самостоятельно пылесосите свою квартиру, вы принимаете разные решения в процессе. Например, если вы видите, что участок особенно грязный, вы проводите за его уборкой больше времени. Когда вы переходите с линолеума на кухне к ковру в зале, вы переключаете щетку и мощность пылесоса, чтобы достичь максимальной производительности на основе типа пола и функций пылесоса. Роботы-пылесосы Roomba призваны хотя бы частично воспроизвести способность человека к уборке.

Для того, чтобы выяснить, какие участки пола нуждаются в дополнительной уборке, Roomba Red использует два датчика грязи, расположенные непосредственно над центральной щеткой. Эти датчики используют акустическое действие. Когда мешалка поднимает большое количество грязи, её частицы вызывают вибрацию сильнее от попадания на металлические пластины датчиков. Датчики распознают увеличение количества грязи и сообщают Roomba, что в этой области стоит пройтись снова. Для того, чтобы обнаружить смену напольного покрытия, Roomba имеет подвижную колодку (в которой находится щетка), высоту которой регулирует автоматически, когда фиксирует подъем на 1-1,5 сантиметров от поверхности пола.

Есть также особенность, доступная роботам-пылесосам и не доступная человеку с вертикальным пылесосом, они могут убирать под мебелью. Благодаря тому, что Roomba Red в высоту насчитывает только 9 сантиметров, он легко может закатиться под большинство столиков, тумбочек, кроватей и даже под некоторые кушетки. Возможность уборки под мебелью, возможно, одна из козырных карт роботов-пылесосов.

iRobot Roomba Red является удобным устройством, но это лишь один из примеров робота пылесоса. В следующем разделе мы собираемся попробовать другие роботы-пылесосы, доступные на рынке.

Модели и виды роботов-пылесосов

Современный рынок предлагает огромный выбор моделей роботов пылесосов, каждый из которых охватывает определенные задачи — в первую очередь, тем не менее, они пылесосы. Большинство моделей также оснащается своего рода системой уклонения от препятствий, и работают с пульта дистанционного управления. Кроме того, существуют определенные различия между продуктами, на которые приходится большой ассортимент в цене. В этом разделе мы обсудим несколько роботов пылесосов и их отличительные характеристики.

В ассортименте дорогостоящих моделей роботов-уборщиков, вы сможете наблюдать тенденцию к расширению обязанностей в уборке, поскольку они будут делать больше, чем просто пылесосить полы. Продукты, которые раньше продавались исключительно в форме роботов-пылесосов, сегодня начинают предлагать дополнительные функции, среди которых подключение к сети Интернет, домашние системы видеонаблюдения или системы очистки воздуха. Будущее, вероятно, ждут домашние роботы, которые загружают музыку, отвечают на телефон, разогревают духовки, пока пылесосят ваш дом или квартиру.

За получением дополнительной информации по роботам-пылесосам, посетите соответствующий раздел нашего сайта: « Роботы-пылесосы «

Как работает робот-пылесос для сухой и влажной уборки

Умная техника достаточно прочно вошла в повседневную жизнь наших соотечественников. Ярким примером тому можно считать наличие практически в каждом доме стирального автомата, Smart-телевизора, компьютера. Автоматизация коснулась и такого процесса, как поддержание чистоты помещения, за которую отвечают весьма смышленые и самостоятельные роботы-уборщики. О том, что такое современный робот пылесос и пойдет речь в данной публикации.

Конструкция робота пылесоса

Современный рынок предлагает потребителю невероятный ассортимент моделей умных уборщиков, которые отличатся габаритами, способом ориентирования, алгоритмом действий и наличием дополнительных возможностей. Внешне, большинство моделей данной категории выглядят в виде диска из ударопрочного и легкого полимера с установленным на нем бампером, предотвращающим повреждение устройства при столкновении с препятствием.

В зависимости от модели диаметр устройства может быть от 250 до 350 мм. Высота от пола до верхней точки корпуса не более 130 мм.

Устройство бытового робота пылесоса включает в себя следующие элементы и механизмы:

• Видеокамеру, которая дает прибору возможность ориентирования. Благодаря камере робот составляет карту перемещения и корректирует план уборки.
• Пылесборник — съемный, пластиковый, многоразовый контейнер с емкостью от 0,4 до 1 л, который вынимается из корпуса нажатием специальной кнопки.
• Фильтры очистки, предназначенные для очистки от пыли выходящих из устройства воздушных потоков. Конструкция фильтроэлементов дает возможность владельцу проводить их обслуживание самостоятельно.
• Мощный механизм всасывания, который в совокупности с продуманной системой перемещения щеток, обеспечивает качественную уборку при крайне низком уровне шума.
• Датчики необходимы для сканирования пространства, отслеживания пройденного расстояния, определения препятствий, «обрывов» и участков с максимальным загрязнением.
• Колеса для передвижения. Практически все модели роботов-пылесосов оснащены тремя колесами: два боковых отвечают за перемещение устройства; колесо в передней части является вспомогательным. Управление осуществляется переменной передачей крутящего момента на каждое их боковых колес.
• Li-Ion аккумулятор. Емкость батареи от 2 до 4 А/ч, чего достаточно для работы без подзарядки в течении 2-3 часов. Время полной зарядки от 3 до 9 часов.
• Щетки для уборки обеспечивают захват мусора и перемещение его к механизму всасывания.
• Пазы для полотера, предусмотрены в моделях для влажной уборки.

За передвижение и управление устройством отвечают электромоторы, которых, в зависимости от модели может быть 5 или 6.

• По одному мотору на каждое ведущее колесо.
• Один отвечает за работу механизма всасывания.
• Один управляет вращением боковой щетки (в моделях с двумя боковыми щетками задействовано два силовых агрегата).
• Последний отвечает за вращение турбощетки.

Навигационная система робота-пылесоса

Система навигации позволяет прибору ориентироваться в пространстве. От точности работы системы навигации зависит качество уборки и алгоритм поведения робота-пылесоса. В данных устройствах может применяться одна из трех возможных навигационных систем. Рассмотрим их более детально.

Датчики пылесоса

В передней части робота установлены ИК (инфракрасные) датчики для определения препятствий. На корпусе предусмотрен датчик удара, который заставляет менять алгоритм движения при столкновении с препятствием. Некоторые модели оснащаются ИК датчиком, по установленным в самой верхней точке корпуса. Его роль — определение пространства под мебелью, знать которое роботу необходимо, чтобы не застрять при уборке.

Внешние датчики

Навигация по внешним датчикам осуществляется двумя способами:

1. Виртуальная стена. Каждый датчик (посредством ИК лучей) создает невидимую стену, зафиксировав которую бот меняет направление движения. Таким образом, владелец зонирует пространство, ограничивая перемещения прибора в рамках определенного помещения.
2. Маяки. Как работает навигация робота пылесоса по маякам? Очень просто: датчик подает непрерывный ИК-сигнал, потеря которого приводит к изменению траектории движения устройства.

Лазерная навигация

Данный принцип ориентирования в пространстве считается самым совершенным. Бот оснащается лазерами, которые сканируют помещение, определяя расположение и расстояние до каждого объекта. Все данные заносятся в память устройства, обрабатываются, составляется карта помещения.

Типы роботов-пылесосов

На сегодняшний день рынок бытовой техники предлагает потребителю три конструктивных решения роботов-пылесосов, различающихся своим назначением.

Для сухой уборки

Принцип действия роботизированного бытового пылесоса основан на вращении боковых щеток, которые отправляют мусор к основной турбине, расположенной по центру прибора. При помощи вращения турбо-щетки и механизма всасывания загрязнения попадают в пылесборник, который может быть выполнен в виде мешка или пластикового контейнера.

Для влажной уборки

На рынке представлены два вида устройств, принцип работы которых заключается в следующем:

1. В дополнительные пазы крепится основание импровизированной швабры с салфеткой из микрофибры. В корпусе бота предусмотрен дополнительный контейнер, куда заливается вода или моющее средство. Прибор смачивает водой салфетку и проводит влажную уборку помещений.
2. Робот-уборщик покрывает загрязнение моющим составом, после чего интенсивно растирает обработанное место. Далее, вся влага, при помощи механизма всасывания, собирается в контейнер, а остатки влаги убираются силиконовым скребком.

Комбинированные модели

Устройства смешанного типа могут удалять мусор с ковров и проводить влажную уборку при помощи салфетки из микрофибры на покрытиях из ламината, линолеума, кафеля. Допускается использовать приборы комбинированного типа для уборки паркетного пола с лаковым покрытием.

Принцип работы и алгоритм уборки робота-пылесоса

Датчики системы навигации непрерывно сканируют пространство, регистрируя новые данные до 65 раз в секунду. Вся полученная информация посылается на процессор, который формирует алгоритм поведения бота.

В классическом варианте, алгоритм уборки робота пылесоса выглядит следующим образом:

• Прибор движется по спирали от центра.
• Достигая стены, двигается по периметру помещения.
• Сталкиваясь с препятствием робот движется вдоль него.
• Сталкиваясь со следующим препятствием прибор меняет направление движения и начинает двигаться вдоль следующего препятствия.

Так будет происходить до разряда АКБ (аккумуляторной батареи), после чего он находит базу и движется к ней на подзарядку.

Процесс уборки

Многих интересует, как работает современный робот пылесос? Работа такого «помощника» происходит в несколько этапов, большинство из которых скрыты от человека.

1. Сбор данных. После запуска устройства, бот сканирует помещение, определяя его размеры, фиксируя первоначальное расположение мебели.
2. Составление карты помещения и прокладка маршрута, который представляет собой прямые линии от стены до стены.
3. Пуск системы всасывания, щеток и движение по запланированному маршруту.

Сам процесс уборки не представляет особого интереса для пользователя. Прибор методично перемещается по составленному маршруту. Одновременно с этим боковые щетки сметают весь мусор к центру прибора к центральной турбине, которая отбрасывает загрязнения в сторону мусороприемника, куда разрежением всасываются пыль, мелкий мусор, волосы и шерсть животных и пр.

Этапом окончания процесса уборки является возврат прибора на базу для подзарядки. Владельцу «питомца» останется только вовремя очищать мусоросборник, фильтрующие элементы.

Возвращение на базу для подзарядки

Все современные роботы-уборщики являются беспроводными устройствами. Питание элементов прибора осуществляется от АКБ, которая разряжается во время уборки помещения. По достижению критических показателей емкости, бот начинает искать базу, для подзарядки. База оснащена инфракрасным маяком, на сигнал которого и движется прибор.

На заметку! Более современные приборы с лазерной навигацией попросту заносят на виртуальную карту помещения расположение базы.

Дополнительные конструктивные элементы

В зависимости от модели и назначения, бытовые модели роботов-уборщиков могут оснащаться:

1. Дополнительной центральной турбощеткой. Щетки вращаются навстречу друг другу, обеспечивая более качественное удаление все загрязнения.
2. Второй боковой щеткой, которая расширяет зону очистки за один проход.
3. Различными фильтроэлементами. Наиболее популярны среди наших соотечественников устройства с дополнительным НЕРА фильтром на выходе. Такая система тонкой очистки воздуха удаляет до 99,96% всех загрязнений, включая бактерии, споры грибков и плесени, пыльцу растений и пр.

Некоторые модели роботов-пылесосов оснащаются дополнительными датчиками грязи, которые определяют участки, нуждающиеся в особо тщательной чистке.

Нужен ли дома робот-пылесос

Стоимость самой недорогой модели робота-пылесоса, на отечественном рынке, начинается от 3800 руб. Для того чтобы понять, есть ли смысл менять свой обычный пылесос на роботизированного помощника следует взвесить все достоинства и недостатки последнего.

• Уборка без участия человека. Это главное преимущество автоматического уборщика, которое позволяет поддерживать чистоту в помещении людям с ограниченными возможностями.
• Возможность запрограммировать график уборки. Аппарат будет поддерживать чистоту в квартире даже в отсутствие владельца.

Кроме этого, стоит отметить низкий уровень шума и возможность уборки под мебелью.

• При работе на влажной поверхности прибор требует регулярного обслуживания, так как пыль и влага способствуют размножению болезнетворных организмов.
• Крупные и вязкие загрязнения (кондитерские изделия, липкие следы напитков, экскременты животных и пр.) не будут очищены, а только размазаны по поверхности.
• Форма корпуса не позволяет прибору качественно убирать в углах помещения.
• Высокая стоимость.

Зная конструктивные особенности, принцип работы, все «за и против» потребитель может легко сделать вывод, насколько нужен ему роботизированный помощник в уборке квартиры.