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.

как работает робот пылесос

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.

Устройство робота пылесоса Roomba

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.

Плата робота пылесосоа iRobot

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.

Сенсоры и датчики iRobot Roomba Red

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:

Устройство роботов-пылесосов iRobot

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

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.

рейтинг роботов пылесосов

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«