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.
Содержание
Составляющие робота-пылесоса
Что такое робот-пылесос? В первую очередь это пылесос, оснащенный вычислительными мощностями, навигацией и моторами для управления вращающимися элементами конструкции. Позиционируется как полностью автономное устройство для проведения уборки.
Хотя внешне устройства похожи друг на друга, единого строения робота-пылесоса нет, потому как различные фирмы производители используют собственную модель построения умной техники. Есть условные и похожие параметры, по которым можно распознать автоматизированного уборщика. Концептуально устройство напоминает своеобразный круг из легкого достаточно прочного пластика. Также основная часть оснащена бампером. Последний сохраняет целостность корпуса при столкновении с препятствиями.
Охарактеризовать роботизированную технику можно взаимодействием с окружающим миром, алгоритмом реагирования в зависимости от ситуаций, присутствием иных функций. Различаются и габариты: радиус модели может устанавливаться от 125 до 175 мм. Высота от пола до наивысшей точки корпуса умного пылесборника до 128 мм. Но чем ниже, тем лучше.
Составляющими и механизмами робота-пылесоса для дома являются:
- Видеокамера – необходима устройству для ориентировки в пространстве. С ее помощью делается набросок карты передвижения, и используется в качестве дополнительного сенсора для смены траектории при объезде препятствий.
- Пылесборник – бак для мусора с вместительностью от 400 мл до 1 литра, можно снимать нажатием на фиксатор.
- Фильтр очистки – очищает воздушные потоки от пыли. Владелец робота-пылесоса может проводить обслуживание фильтров самостоятельно из-за специально продуманной конструкции устройства.
- Механизм всасывания, совмещенный с системой передвигаемых щеток, достаточно мощный для качественной уборки в доме, и при этом очень тихий.
- Датчики – органы чувств умного гаджета, которые нужны для рекогносцировки, выявления преодоленного пути, выявления преград, по типу ножек стола или ступенек на нижние этажи, и участков с большим количеством мусора.
- Колеса – устройство передвигается с помощью трех колес (как правило). Два боковых помогают перемещаться, переднее колесо играет роль дополнительного и помогает остальным, когда это нужно. Каждое боковое колесо не зависит от второго.
- Аккумулятор – литий ионный с емкостью от 2 до 4 тысяч мАч для непрерывной работы 2-3 часа. Полный заряд происходит за 3-9 часов.
- Щетки – подметают мусор под уборщика, для всасывания его внутрь.
- Пазы для полотера есть в устройствах с функцией влажной уборки.
- Моторы – их около шести штук, и каждый выполняет свою функцию: управление колесами по отдельности, вытягивание мусора воздушным потоком, вращение щеткой (на каждую задействованную щетку используется один мотор), вращение турбощетки.
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.
Боковые щетки
В передней части устройства установлены одна или две вспомогательные щетки, представляющие собой небольшие «метелки», их лопасти выполнены из жесткой лески.
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.
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.
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.
Типы роботов-пылесосов
По назначению умных и автономных роботов-пылесосов можно разделить на три типа.
Для сухой уборки
Работает техника таким образом: с помощью захвата вращающимися боковыми щётками, мусор отправляется к основной центральной турбине. Последняя с помощью вспомогательной турбощетки доставляет мощным потоком воздуха пыль и мусор в пылесборник. При заполнении последнего, робот фиксирует это, оповещает владельца о необходимости освобождения контейнера от мусора и возвращается на базу.
Для влажной уборки
Есть два отличающихся друг от друга конструктивных решения моющего робота-пылесоса:
- Использование салфетки из микрофибры. В пазы устройства крепится основа так называемой швабры со сменной салфеткой. Также есть специальная секция для воды или моющего средства. С помощью воды или иной жидкости смачивается микрофибра и проводится влажная уборка пола.
- Использование моющего состава с тщательным растиранием его на месте. Умный робот покрывает пол чистящим средством и растирает место загрязнения. Потом всю влагу собирает с помощью всасывающего воздуха в контейнер, а остатки уборщик утилизирует скребком из силикона.
Комбинированные модели
Автоматизированные устройства сухой + влажной уборки могут убрать хлебные крошки с ковра и протереть ламинат влажной салфеткой из микрофибры. Отличным решением такой помощник станет в доме для комбинированного пола (плитка, линолеум, паркет), где кое-где лежат паласы.
Принцип работы робота пылесоса
Сенсоры умного уборщика сканируют пространство вокруг себя, посылая сигналы до 65 раз за одну секунду. Зарегистрированную сенсорами информацию обрабатывает процессор и в соответствии с показателями дает указание уборщику, как вести себя прямо сейчас и в последующие секунды, если поступающая информация не изменится.
Алгоритм поведения робота-уборщика в классическом варианте проявляется так:
- Устройство от базы приезжает в центр комнаты.
- По спирали он движется от центра.
- Если на пути следование есть препятствие, он старается обойти его вдоль.
- Точно так же он поступит и со следующим препятствием, постарается двигаться вдоль него.
- Движения будут происходить до того момента, пока в процессор не поступит сигнал о низком заряде аккумулятора. Тогда гаджет оставит на время свои дела и направится к док-станции для подзарядки.
Процесс уборки
Есть несколько основных этапов, по которым помощник делает свою работу.
Эти системы скрыты от взора человека:
- Сбор данных. Включившись, робот сканирует лазерами комнату, узнает ее размеры, определяет изначальное месторасположение мебели и других препятствий. На основе полученных данных составляется карта перемещения и формируется маршрут. Это может быть прямая линия (от стенки до стенки) или при глубоком изучении спиралевидные движения от центра комнаты.
- Запуск системы щеток для сгребания мусора, всасывание его к мусороприемнику и движение по назначенному маршруту. Процесс уборки можно наглядно увидеть, умостившись на диване и понаблюдав за трудягой минут 5-10. Устройство с уверенностью движется по сформированному маршруту, щетки по бокам захватывают весь мусор к центру прибора, турбина вытягивает воздушным потоком частички грязи, пыли, шерсть и волосы в мусоросборник.
При достижении стены или ступенек устройство тут же меняет курс, чтобы ненароком не потерять плоскую поверхность из-под колес.
Нужен ли роботизированный уборщик
Минимальная цена за бюджетное устройство – 3000 рублей. Но устройство за такую цену в этот же день выйдет из строя. Неплохая модель обойдется всем желающим около 20000 рублей. Если цена умного уборщика не играет существенной роли, то следует взвесить все положительные и отрицательные стороны уборщика.
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.
