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機器人吸塵器

機器人吸塵器,又稱自動打掃機、自動吸塵機、智能吸塵、掃地機器人等,用以打掃家裡環境,但不能在養貓狗的家庭使用。其原理為一自動化技術機身,搭配有集塵設施的真空吸塵裝置,由機身內置的微處理器控制路徑行走,加上毛刷或是抹布、除塵紙打掃,達到更好的居家自動打掃效果。

正在充電中的自動打掃機,上方半圓形的為充電器

歷史 编辑

 
iRobot的Roomba,自動打掃機由此型號開始為市場接受

第一款量產的自動打掃機是由瑞典的伊萊克斯於1997年引入的Electrolux Trilobite英语Electrolux Trilobite,當時曾在英國掃地機器人一曲BBC電視台的科學節目,明日世界(Tomorrow's World)中介紹。[1]

英國的戴森公司(Dyson)於2001年推出名為DC06的自動打掃機,但因為價格過於高昂,並沒有推出市面。[2]

其後,美國的iRobot於2002推出Roomba,原本預計生產10,000至15,000部,發售後大受市場歡迎,單是聖誕期間已出售50,000部。[3]自此,多家公司推出不同型號的自動打掃機。

概述 编辑

自動打掃機的機身多以圓形為主,也有方型圓角及三角型圓角的,多盡量設計得細小及矮,以便能進入細小空間及傢俬底部。使用充電電池推動,以遙控器、或是機身上的面板操控。一般能設定時間預約打掃,大部份型號能在電源將用盡時自行返回充電器充電。

運作時以特定的路線模式行走,走動間同時開動內置的吸塵機及掃,將地方的灰塵吸除。行走時能自動偵測及避開障礙物,例如碰到牆壁時會自行轉向,有防止墜落功能,以避免掉落梯間等地方。部分較早期機型可能缺少部分功能,現今已慢慢普及。

多數機器人吸塵器無法迴避寵物嘔吐物及排泄物,會在打掃時將這些穢物沾到所有的地板上,有養貓狗的家庭並不適合使用。

構造及原理 编辑

自動打掃機為一移動裝置,在移動的同時以各種方式清潔地面。

行走 编辑

 
以長時間暴光攝影顯示出iRobot、Roomba清潔時的行走路徑
 
Neato Robotics的XV-1,使用SLAM同步定位與地圖構建,頂部凸起的扁小圓塔便是激光距離掃描器所在。

行走推動的方式絕大部份為二輪推動,也有使用履帶的設計。

行走路線的制定方式有很多種,最譜遍的是類似首先為IRobot、Roomba所採用的既定預置模式,微處理器根據預置程式以簡單的法則走行,例如螺旋形行走、沿牆邊行走、隨機行走並在碰到障外物後略為改變角度等,這設計是基於身兼麻省理工學院研究員及iRobot的首席技術長(CTO),Rodney Brooks提出的哲學:機器人應該像昆蟲一樣,以簡單的處理基制應對問題。

有些設計會有自身的導航功能,例Evolution Robotics(於2012年被iRobot收購)的北極星導航器(NorthStar Navigation),原理就有如室內的衛星導航系統[4]使自動打掃機能知道現正身處於家中的哪一位置。

也有採用同步定位與地圖構建(SLAM/Simultaneous localization and mapping),通過感測器在行走過程中即時得出四週的地圖,然後推算出自身位置,並規劃清潔路線。所使用的感測器有影象傳感器,也有激光測距掃描。 2010年2月,Neato Robotics推出的XV-1使用同步定位與地圖構建系統,以激光距離感感器(LDS)作360°掃描得出二維地圖,然後規劃出高效率的清潔跑線,當中原理與Google自動駕駛系統中使用的成象系統相同。2016年,小米也推出相近設計產品。

Dyson的Dyson 360 Eye,以全方位視野影象界定自身位置,同時判斷那些位置未清潔過。[5] 偵測障礙物的感測方訓式有接觸式傳感、紅外線感測、超聲波感測等,接觸式傳感的缺點在於有機會碰花傢俱表面及會發出額外的噪聲,當感測到碰到有障礙物時,微處理器向會轉向改變行走向方,避開障礙物。而為防止在梯間等高處掉下,前方底部多有感測器探測地面情況,從而能避免掉下。

然而,自動打掃機仍然有機會因複雜環境碰上而"被困",這時,自動打掃機就會以閃燈、聲響,甚至模擬語音作"求救"。

清潔 编辑

 
Evolution Robotics 的Mint 自動打掃機使用Swiffer的濕清潔布以濕抹(濕拖)形式清潔

清潔地面的方法有真空吸塵機、毛刷、抹布。大部設計都包括有真空吸塵機及毛刷,一般會在前方左右或其中一方有側邊刷,邊刷旋轉時會將灰掃至真空吸塵機進氣口前方,然後由真空吸塵機把灰塵吸入收集。部份設計會在真空吸塵機進氣口前方加設中旋轉央刷,增加清潔效果。

電源 编辑

 
備有充電停泊處,可供自動回充的充電器。

早期的設計並沒有自動回停泊處充電的功能,當電量不足時,使用者須手動把其放回充電器充電。隨後出現自動回充設計,充電器上設有充電停泊處及作信標用的紅外線發射器,當需要充電時,自動打掃機會依靠紅外信標作引導,自行回到充電停泊處控並碰接上充電電極,為機身內的電池充電。電池多以鎳氫電池為主,部分用鋰離子電池

特殊設計 编辑

機器人科技現今越趨成熟,故每種品牌都有不同的研發方向,擁有特殊的設計,如: 雙吸塵蓋、附手持吸塵器、集塵盒可水洗及拖地功能、可放芳香劑,或是光觸媒殺菌等功能。 虛擬牆是訊號發射器,當自動打掃機接接到其訊號後就會避開,是給使用者限制自動打掃機的活動範圍用。

參見 编辑

參考資料 编辑

  1. ^ Robot cleaner hits the shops. [2015-12-05]. (原始内容于2020-10-08). 
  2. ^ Dyson's Vision: A Robot Vacuum that can see. [2015-12-05]. (原始内容于2020-10-08). 
  3. ^ How the Roomba was realized. [2015-12-05]. (原始内容于2014-01-15). 
  4. ^ . [2015-12-06]. (原始内容存档于2015-12-08). 
  5. ^ . Dyson. [2015-03-26]. (原始内容存档于2015-03-26). 

機器人吸塵器, 又稱自動打掃機, 自動吸塵機, 智能吸塵, 掃地機器人等, 用以打掃家裡環境, 但不能在養貓狗的家庭使用, 其原理為一自動化技術機身, 搭配有集塵設施的真空吸塵裝置, 由機身內置的微處理器控制路徑行走, 加上毛刷或是抹布, 除塵紙打掃, 達到更好的居家自動打掃效果, 正在充電中的自動打掃機, 上方半圓形的為充電器, 目录, 歷史, 概述, 構造及原理, 行走, 清潔, 電源, 特殊設計, 參見, 參考資料歷史, 编辑, nbsp, irobot的roomba, 自動打掃機由此型號開始為市場接受第一款. 機器人吸塵器 又稱自動打掃機 自動吸塵機 智能吸塵 掃地機器人等 用以打掃家裡環境 但不能在養貓狗的家庭使用 其原理為一自動化技術機身 搭配有集塵設施的真空吸塵裝置 由機身內置的微處理器控制路徑行走 加上毛刷或是抹布 除塵紙打掃 達到更好的居家自動打掃效果 正在充電中的自動打掃機 上方半圓形的為充電器 目录 1 歷史 2 概述 3 構造及原理 3 1 行走 3 2 清潔 3 3 電源 4 特殊設計 5 參見 6 參考資料歷史 编辑 nbsp iRobot的Roomba 自動打掃機由此型號開始為市場接受第一款量產的自動打掃機是由瑞典的伊萊克斯於1997年引入的Electrolux Trilobite 英语 Electrolux Trilobite 當時曾在英國掃地機器人一曲BBC電視台的科學節目 明日世界 Tomorrow s World 中介紹 1 英國的戴森公司 Dyson 於2001年推出名為DC06的自動打掃機 但因為價格過於高昂 並沒有推出市面 2 其後 美國的iRobot於2002推出Roomba 原本預計生產10 000至15 000部 發售後大受市場歡迎 單是聖誕期間已出售50 000部 3 自此 多家公司推出不同型號的自動打掃機 概述 编辑自動打掃機的機身多以圓形為主 也有方型圓角及三角型圓角的 多盡量設計得細小及矮 以便能進入細小空間及傢俬底部 使用充電電池推動 以遙控器 或是機身上的面板操控 一般能設定時間預約打掃 大部份型號能在電源將用盡時自行返回充電器充電 運作時以特定的路線模式行走 走動間同時開動內置的吸塵機及掃 將地方的灰塵吸除 行走時能自動偵測及避開障礙物 例如碰到牆壁時會自行轉向 有防止墜落功能 以避免掉落梯間等地方 部分較早期機型可能缺少部分功能 現今已慢慢普及 多數機器人吸塵器無法迴避寵物嘔吐物及排泄物 會在打掃時將這些穢物沾到所有的地板上 有養貓狗的家庭並不適合使用 構造及原理 编辑自動打掃機為一移動裝置 在移動的同時以各種方式清潔地面 行走 编辑 nbsp 以長時間暴光攝影顯示出iRobot Roomba清潔時的行走路徑 nbsp Neato Robotics的XV 1 使用SLAM同步定位與地圖構建 頂部凸起的扁小圓塔便是激光距離掃描器所在 行走推動的方式絕大部份為二輪推動 也有使用履帶的設計 行走路線的制定方式有很多種 最譜遍的是類似首先為IRobot Roomba所採用的既定預置模式 微處理器根據預置程式以簡單的法則走行 例如螺旋形行走 沿牆邊行走 隨機行走並在碰到障外物後略為改變角度等 這設計是基於身兼麻省理工學院研究員及iRobot的首席技術長 CTO Rodney Brooks提出的哲學 機器人應該像昆蟲一樣 以簡單的處理基制應對問題 有些設計會有自身的導航功能 例Evolution Robotics 於2012年被iRobot收購 的北極星導航器 NorthStar Navigation 原理就有如室內的衛星導航系統 4 使自動打掃機能知道現正身處於家中的哪一位置 也有採用同步定位與地圖構建 SLAM Simultaneous localization and mapping 通過感測器在行走過程中即時得出四週的地圖 然後推算出自身位置 並規劃清潔路線 所使用的感測器有影象傳感器 也有激光測距掃描 2010年2月 Neato Robotics推出的XV 1使用同步定位與地圖構建系統 以激光距離感感器 LDS 作360 掃描得出二維地圖 然後規劃出高效率的清潔跑線 當中原理與Google自動駕駛系統中使用的成象系統相同 2016年 小米也推出相近設計產品 Dyson的Dyson 360 Eye 以全方位視野影象界定自身位置 同時判斷那些位置未清潔過 5 偵測障礙物的感測方訓式有接觸式傳感 紅外線感測 超聲波感測等 接觸式傳感的缺點在於有機會碰花傢俱表面及會發出額外的噪聲 當感測到碰到有障礙物時 微處理器向會轉向改變行走向方 避開障礙物 而為防止在梯間等高處掉下 前方底部多有感測器探測地面情況 從而能避免掉下 然而 自動打掃機仍然有機會因複雜環境碰上而 被困 這時 自動打掃機就會以閃燈 聲響 甚至模擬語音作 求救 清潔 编辑 nbsp Evolution Robotics 的Mint 自動打掃機使用Swiffer的濕清潔布以濕抹 濕拖 形式清潔清潔地面的方法有真空吸塵機 毛刷 抹布 大部設計都包括有真空吸塵機及毛刷 一般會在前方左右或其中一方有側邊刷 邊刷旋轉時會將灰掃至真空吸塵機進氣口前方 然後由真空吸塵機把灰塵吸入收集 部份設計會在真空吸塵機進氣口前方加設中旋轉央刷 增加清潔效果 電源 编辑 nbsp 備有充電停泊處 可供自動回充的充電器 早期的設計並沒有自動回停泊處充電的功能 當電量不足時 使用者須手動把其放回充電器充電 隨後出現自動回充設計 充電器上設有充電停泊處及作信標用的紅外線發射器 當需要充電時 自動打掃機會依靠紅外信標作引導 自行回到充電停泊處控並碰接上充電電極 為機身內的電池充電 電池多以鎳氫電池為主 部分用鋰離子電池 特殊設計 编辑機器人科技現今越趨成熟 故每種品牌都有不同的研發方向 擁有特殊的設計 如 雙吸塵蓋 附手持吸塵器 集塵盒可水洗及拖地功能 可放芳香劑 或是光觸媒殺菌等功能 虛擬牆是訊號發射器 當自動打掃機接接到其訊號後就會避開 是給使用者限制自動打掃機的活動範圍用 參見 编辑吸塵機 Electrolux Trilobite iRobot Roomba iRobot參考資料 编辑 Robot cleaner hits the shops 2015 12 05 原始内容存档于2020 10 08 Dyson s Vision A Robot Vacuum that can see 2015 12 05 原始内容存档于2020 10 08 How the Roomba was realized 2015 12 05 原始内容存档于2014 01 15 存档副本 2015 12 06 原始内容存档于2015 12 08 Dyson 360 Eye robot Dyson 2015 03 26 原始内容存档于2015 03 26 取自 https zh wikipedia org w index php title 機器人吸塵器 amp oldid 78814016, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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