家用智能掃地機(jī)器人的工作原理探究

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1、家用智能掃地機(jī)器人的工作原理探究 　　【摘 要】目前，家用智能掃地機(jī)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(duì)家用智能掃地機(jī)器人的工作原理進(jìn)行了分析，并結(jié)合其實(shí)際應(yīng)用情況，分析其應(yīng)該過(guò)程中存在的問(wèn)題，最后提出相應(yīng)的改進(jìn)對(duì)策。這對(duì)于未來(lái)家用智能掃地機(jī)器人性能的完善具有重要的意義。 　　【關(guān)鍵詞】家用智能掃地機(jī)器人;工作原理;問(wèn)題;改進(jìn)建議 　　1 家用智能掃地機(jī)器人介紹 　　隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型的設(shè)備不斷涌現(xiàn)處理，智能掃地機(jī)器人也得以出現(xiàn)。 最初，智能掃地機(jī)器人在歐美國(guó)家得

2、到大范圍的應(yīng)用。 近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能掃地機(jī)器人在我國(guó)的使用范圍也在不斷擴(kuò)大。 所謂智能掃地機(jī)器人，又可以稱為自動(dòng)打掃機(jī)、智能吸塵器、機(jī)器人吸塵器等，這也是當(dāng)前智能家居電器的重要組成部分。 它主要應(yīng)用人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)進(jìn)行地板清理工作。 智能掃地機(jī)器人多采用刷掃和真空的形式，先將地面的雜物通過(guò)機(jī)器的吸力，納入到垃圾收納盒之內(nèi)，從而進(jìn)行地面的清理工作。智能掃地機(jī)器人的機(jī)身是一種無(wú)線的機(jī)器，這種機(jī)器為圓盤形。 　　利用自身所帶的蓄電池，智能掃地機(jī)器人可以利用遙控器或者控制面板進(jìn)行操控。 用戶在使用之前，就可以預(yù)約打掃。智能掃地機(jī)器人的前段設(shè)有感應(yīng)器，能夠?qū)η胺降恼系K物進(jìn)行迅

3、速準(zhǔn)確的檢測(cè)。 智能掃地機(jī)器人的線路已經(jīng)被廠家設(shè)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(lái)說(shuō)，智能掃地機(jī)器人主要有如下幾種類型：①單吸口式的掃地機(jī)器人。 這種掃地機(jī)器人能夠有效地應(yīng)對(duì)地面的浮灰，但是對(duì)于那些靜電吸附的灰塵來(lái)說(shuō)，清掃效果 不佳。 ②中刷對(duì)夾式的掃地機(jī)器人。 這種機(jī)器人能夠有效地清除大顆粒物，對(duì)毛毯的清除效果也較好，但是對(duì)于地面微塵的處理效果不理想。 這種機(jī)器人的清掃多是通過(guò)膠刷和毛刷進(jìn)行清掃。 ③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(lái)。 當(dāng)然，性能越好，價(jià)格越高。 　　2 家用智能掃地機(jī)器人的工作原

4、理 　　家用智能掃地機(jī)器人之所以能夠如此方便的工作， 其工作原理如下：智能機(jī)器人采用紅外線傳感原理進(jìn)行方向控制，當(dāng)然部分低端的機(jī)器人也采用超聲波仿生技術(shù)。 相比來(lái)說(shuō)，紅外線傳感的技術(shù)成本較低， 但是這種技術(shù)的應(yīng)用對(duì)環(huán)境的要求較高。 也就是說(shuō)，這種技術(shù)在那些淺色物體上的反饋不夠靈活。 長(zhǎng)期使用過(guò)程中，機(jī)器人的紅外線也會(huì)對(duì)屋內(nèi)家具造成一定的影響，家具可能會(huì)掉漆等。 而超聲波仿生技術(shù)也不具有這些問(wèn)題，該種技術(shù)的靈敏度相對(duì)較高，能夠有效地偵查方位，但是該種技術(shù)的應(yīng)用成本較高， 也導(dǎo)致掃地機(jī)器人的價(jià)格較高，難以在市面大范圍流通。從總體上來(lái)說(shuō)， 智能掃地機(jī)器人是采用微電腦進(jìn)行系統(tǒng)控制的。 掃地

5、機(jī)器人的底部有三個(gè)清掃刷，主要通過(guò)區(qū)域的滾動(dòng)進(jìn)行屋內(nèi)清潔。 一般來(lái)說(shuō)，掃地機(jī)器人的機(jī)身相對(duì)小巧，因此它可以靈活通過(guò)各個(gè)地區(qū)，包括床下、沙發(fā)底下等難以清潔的地區(qū)。掃地機(jī)器人還具有智能避開障礙的功能。一旦發(fā)生碰撞，掃地機(jī)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(guò)程中，掃地機(jī)器人就可以按照上次的地圖記憶，防止再次碰撞。新形勢(shì)下，智能掃地機(jī)器人已經(jīng)走入普通家庭。 智能化的掃地機(jī)器人不僅能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音控制， 還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程紅外線操控，給用戶更為人性化的清掃體驗(yàn)。 　　3 家用智能掃地機(jī)器人工作過(guò)程中存在的問(wèn)題 　　雖然智能掃地機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯， 有效地解決了用戶的清

6、掃負(fù)擔(dān)。 但是，就目前來(lái)說(shuō)，智能掃地機(jī)器人的應(yīng)用過(guò)程中也存在一定的問(wèn)題。 　　(1)智能掃地機(jī)器人的清掃區(qū)域還不夠全面。 目前的智能掃地機(jī)器人都已經(jīng)設(shè)定具有特定區(qū)域的清掃功能。 這也就是前文所說(shuō)的紅外線傳感器技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用成本較低，但是技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中缺陷明顯。 機(jī)器人的使用過(guò)程中，其特定的發(fā)散口就會(huì)發(fā)出射線， 移動(dòng)過(guò)程中， 射線碰到一些深色的物體，就會(huì)反饋到系統(tǒng)內(nèi)部的微電腦。 之后，機(jī)器人的記憶面板上就會(huì)形成一定的記憶，并選擇轉(zhuǎn)彎，對(duì)其他區(qū)域清掃。 但是，就實(shí)際家庭生活來(lái)說(shuō)，很多物體的擺放可能會(huì)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(xué)合理

7、的反射回來(lái)。 這樣一來(lái)，機(jī)器人的清掃區(qū)域可能被劃歸開來(lái)，部分區(qū)域就難以被清掃。 　　(2)智能機(jī)器人對(duì)不規(guī)則和柱形物體會(huì)產(chǎn)生一定的破壞作用。 在實(shí)際清掃過(guò)程中，智能掃地機(jī)器人碰到障礙物就會(huì)自動(dòng)進(jìn)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(jī)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(yīng)用成本不高，總體應(yīng)用范圍不夠廣泛。 因此，目前家庭使用的大部分掃地機(jī)器人應(yīng)用的是紅外線技術(shù)， 這種技術(shù)只限于各種實(shí)心不規(guī)則的障礙物;對(duì)于那些非實(shí)心的物體，如各種不規(guī)則物體，系統(tǒng)的識(shí)別相對(duì)困難。 因此，掃地機(jī)器人的工作過(guò)程中很容易會(huì)碰到

8、桌角，造成一定的破壞。 　　(3)智能掃地機(jī)器人對(duì)各種大顆粒的物質(zhì)清掃力度不夠。智能掃地機(jī)器人的吸附能力相對(duì)較強(qiáng)， 能夠?qū)⒏鞣N普通的灰塵有效地清潔起來(lái)。 但是，機(jī)器人有一定的限制，吸塵口徑相對(duì)偏小， 而且掃地機(jī)器人的滾刷的毛也是螺旋狀的。 這樣一來(lái)，一些大顆粒的物質(zhì)就難以吸入，會(huì)影響清掃的清潔度。 　　4 家用智能掃地機(jī)器人存在問(wèn)題的應(yīng)對(duì)方案 　　針對(duì)上文中家用智能掃地機(jī)器人應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，相關(guān)人員應(yīng)該注意完善應(yīng)對(duì)方案： 　　(1)要完善單片機(jī)控制器。 例如，機(jī)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(jìn)行反復(fù)的擦除。 以 AT

9、89C51 為例，這種單片機(jī)的靈活度較高，應(yīng)用成本較低，因此可以嵌入到系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行使用。 這種單片機(jī)的使掃地機(jī)器人的運(yùn)行路徑，并合理設(shè)定各種記憶路線，逐步進(jìn)行各種清潔活動(dòng)，也能夠有效地規(guī)避重復(fù)勞動(dòng)。 　　(2)采用新型材料外殼。 由于家用掃地機(jī)器人應(yīng)用過(guò)程中可能會(huì)對(duì)家中物品造成一定的損壞， 因此可以優(yōu)化機(jī)器人的外殼。 機(jī)器人可以利用半包式的軟膠外體，能夠有效地減緩對(duì)物體造成的損壞。 另外，建議在機(jī)器人的機(jī)身使用可塑形及軟碰撞型的防撞板，防止對(duì)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(jī)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(duì)

10、此問(wèn)題，智能掃地機(jī)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(xì)流通管道直接導(dǎo)入吸塵盒，之后對(duì)機(jī)器人進(jìn)行定期維護(hù)。 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(jī)器人的性能，給用戶更好地使用體驗(yàn)。 　　5 結(jié) 論 　　家用智能掃地機(jī)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(jī)器人是基于紅外線和超聲波仿生技術(shù)之上的，能夠自動(dòng)進(jìn)行清掃工作。 但是，由于各種因素的限制， 家用掃地機(jī)器人的應(yīng)用過(guò)程中存在不少問(wèn)題。 本文針對(duì)這些問(wèn)題，也提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案。 隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能掃地機(jī)器人的性能更為完善，能夠?yàn)橛脩籼峁└嗟谋憷?也能夠向著更加智能化的方向發(fā)展。 　　參考文獻(xiàn) 　　[1]鄭玉華.典型機(jī)械(電)產(chǎn)品構(gòu)造[M].北京：科學(xué)出版社，2014. 　　[2]鄧英劍，楊冬生.公差配合與測(cè)量技術(shù)(第 2 版)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2018. 　　[3]賀紅林，趙淳生.機(jī)器人的超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其控制研究[J].壓電與聲光，2015(27). 　　家用智能掃地機(jī)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》