家用智能掃地機器人的工作原理探究

家用智能掃地機器人的工作原理探究 【摘 要】目前，家用智能掃地機器人在普通家庭得到了較為廣泛的使用，受到了廣大用戶的歡迎。本文對家用智能掃地機器人的工作原理進行了分析，并結(jié)合其實際應用情況，分析其應該過程中存在的問題，最后提出相應的改進對策。這對于未來家用智能掃地機器人性能的完善具有重要的意義?！娟P(guān)鍵詞】家用智能掃地機器人;工作原理;問題;改進建議1 家用智能掃地機器人介紹隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型的設備不斷涌現(xiàn)處理，智能掃地機器人也得以出現(xiàn)。 最初，智能掃地機器人在歐美國家得到大范圍的應用。 近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，智能掃地機器人在我國的使用范圍也在不斷擴大。 所謂智能掃地機器人，又可以稱為自動打掃機、智能吸塵器、機器人吸塵器等，這也是當前智能家居電器的重要組成部分。 它主要應用人工智能，自動在房間內(nèi)進行地板清理工作。 智能掃地機器人多采用刷掃和真空的形式，先將地面的雜物通過機器的吸力，納入到垃圾收納盒之內(nèi)，從而進行地面的清理工作。智能掃地機器人的機身是一種無線的機器，這種機器為圓盤形。利用自身所帶的蓄電池，智能掃地機器人可以利用遙控器或者控制面板進行操控。 用戶在使用之前，就可以預約打掃。智能掃地機器人的前段設有感應器，能夠?qū)η胺降恼系K物進行迅速準確的檢測。 智能掃地機器人的線路已經(jīng)被廠家設定好，遇到障礙物可以自行拐彎，并有規(guī)劃地開展室內(nèi)清掃工作。就目前來說，智能掃地機器人主要有如下幾種類型：單吸口式的掃地機器人。 這種掃地機器人能夠有效地應對地面的浮灰，但是對于那些靜電吸附的灰塵來說，清掃效果 不佳。 中刷對夾式的掃地機器人。 這種機器人能夠有效地清除大顆粒物，對毛毯的清除效果也較好，但是對于地面微塵的處理效果不理想。 這種機器人的清掃多是通過膠刷和毛刷進行清掃。 升降 V 刷清掃系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠更好地貼合地面，從而將靜電吸附的灰塵很好地收集起來。 當然，性能越好，價格越高。2 家用智能掃地機器人的工作原理家用智能掃地機器人之所以能夠如此方便的工作， 其工作原理如下：智能機器人采用紅外線傳感原理進行方向控制，當然部分低端的機器人也采用超聲波仿生技術(shù)。 相比來說，紅外線傳感的技術(shù)成本較低， 但是這種技術(shù)的應用對環(huán)境的要求較高。 也就是說，這種技術(shù)在那些淺色物體上的反饋不夠靈活。 長期使用過程中，機器人的紅外線也會對屋內(nèi)家具造成一定的影響，家具可能會掉漆等。 而超聲波仿生技術(shù)也不具有這些問題，該種技術(shù)的靈敏度相對較高，能夠有效地偵查方位，但是該種技術(shù)的應用成本較高， 也導致掃地機器人的價格較高，難以在市面大范圍流通。從總體上來說， 智能掃地機器人是采用微電腦進行系統(tǒng)控制的。 掃地機器人的底部有三個清掃刷，主要通過區(qū)域的滾動進行屋內(nèi)清潔。 一般來說，掃地機器人的機身相對小巧，因此它可以靈活通過各個地區(qū)，包括床下、沙發(fā)底下等難以清潔的地區(qū)。掃地機器人還具有智能避開障礙的功能。一旦發(fā)生碰撞，掃地機器人就可以產(chǎn)生記憶，從而形成室內(nèi)地圖區(qū)域。 下次清掃過程中，掃地機器人就可以按照上次的地圖記憶，防止再次碰撞。新形勢下，智能掃地機器人已經(jīng)走入普通家庭。 智能化的掃地機器人不僅能夠?qū)崿F(xiàn)語音控制， 還能夠?qū)崿F(xiàn)遠程紅外線操控，給用戶更為人性化的清掃體驗。3 家用智能掃地機器人工作過程中存在的問題雖然智能掃地機器人的應用優(yōu)勢明顯， 有效地解決了用戶的清掃負擔。 但是，就目前來說，智能掃地機器人的應用過程中也存在一定的問題。(1)智能掃地機器人的清掃區(qū)域還不夠全面。 目前的智能掃地機器人都已經(jīng)設定具有特定區(qū)域的清掃功能。 這也就是前文所說的紅外線傳感器技術(shù)，這種技術(shù)的應用成本較低，但是技術(shù)應用過程中缺陷明顯。 機器人的使用過程中，其特定的發(fā)散口就會發(fā)出射線， 移動過程中， 射線碰到一些深色的物體，就會反饋到系統(tǒng)內(nèi)部的微電腦。 之后，機器人的記憶面板上就會形成一定的記憶，并選擇轉(zhuǎn)彎，對其他區(qū)域清掃。 但是，就實際家庭生活來說，很多物體的擺放可能會顯得較為雜亂，而家具的顏色也是深淺不一，加之室內(nèi)物體形狀不一，紅外射線難以科學合理的反射回來。 這樣一來，機器人的清掃區(qū)域可能被劃歸開來，部分區(qū)域就難以被清掃。(2)智能機器人對不規(guī)則和柱形物體會產(chǎn)生一定的破壞作用。 在實際清掃過程中，智能掃地機器人碰到障礙物就會自動進行回避。 回避工作可以分為完全規(guī)避和緩沖規(guī)避兩部分。智能掃地機器人如果利用超聲波仿生技術(shù)， 就可以有效地規(guī)避各種障礙。 但是，前文論述中提到，超聲波仿生技術(shù)的應用成本不高，總體應用范圍不夠廣泛。 因此，目前家庭使用的大部分掃地機器人應用的是紅外線技術(shù)， 這種技術(shù)只限于各種實心不規(guī)則的障礙物;對于那些非實心的物體，如各種不規(guī)則物體，系統(tǒng)的識別相對困難。 因此，掃地機器人的工作過程中很容易會碰到桌角，造成一定的破壞。(3)智能掃地機器人對各種大顆粒的物質(zhì)清掃力度不夠。智能掃地機器人的吸附能力相對較強， 能夠?qū)⒏鞣N普通的灰塵有效地清潔起來。 但是，機器人有一定的限制，吸塵口徑相對偏小， 而且掃地機器人的滾刷的毛也是螺旋狀的。 這樣一來，一些大顆粒的物質(zhì)就難以吸入，會影響清掃的清潔度。4 家用智能掃地機器人存在問題的應對方案針對上文中家用智能掃地機器人應用過程中存在的問題，相關(guān)人員應該注意完善應對方案：(1)要完善單片機控制器。 例如，機器人可以采用低電壓的處理器，這種處理器的系能較高，能夠進行反復的擦除。 以 AT89C51 為例，這種單片機的靈活度較高，應用成本較低，因此可以嵌入到系統(tǒng)內(nèi)進行使用。 這種單片機的使掃地機器人的運行路徑，并合理設定各種記憶路線，逐步進行各種清潔活動，也能夠有效地規(guī)避重復勞動。(2)采用新型材料外殼。 由于家用掃地機器人應用過程中可能會對家中物品造成一定的損壞， 因此可以優(yōu)化機器人的外殼。 機器人可以利用半包式的軟膠外體，能夠有效地減緩對物體造成的損壞。 另外，建議在機器人的機身使用可塑形及軟碰撞型的防撞板，防止對不規(guī)則物體表面造成損壞。(3)要采用大口徑的清掃齒輪。 家用掃地機器人的口徑較小，齒輪密度較大，因此大顆粒物體很難清除。 針對此問題，智能掃地機器人可以配置大口徑的吸塵口。 由于這種大口徑占地較大，因此可以利用短細流通管道直接導入吸塵盒，之后對機器人進行定期維護。 總之，相關(guān)技術(shù)人員要加快技術(shù)研發(fā)，從而提升掃地機器人的性能，給用戶更好地使用體驗。5 結(jié) 論家用智能掃地機器人的使用能夠幫助用戶解決各種清掃難題，受到廣大用戶的歡迎。 家用掃地機器人是基于紅外線和超聲波仿生技術(shù)之上的，能夠自動進行清掃工作。 但是，由于各種因素的限制， 家用掃地機器人的應用過程中存在不少問題。 本文針對這些問題，也提出了相應的應對方案。 隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的不斷進步，智能掃地機器人的性能更為完善，能夠為用戶提供更多的便利， 也能夠向著更加智能化的方向發(fā)展。參考文獻1鄭玉華.典型機械(電)產(chǎn)品構(gòu)造M.北京：科學出版社，2014.2鄧英劍，楊冬生.公差配合與測量技術(shù)(第 2 版)M.北京：國防工業(yè)出版社，2018.3賀紅林，趙淳生.機器人的超聲電機驅(qū)動及其控制研究J.壓電與聲光，2015(27).家用智能掃地機器人的工作原理探究相關(guān)論文期刊你還可以了解：數(shù)字社區(qū)&智能家居