家庭清洗地面机器人(通常称为扫地机器人或扫拖一体机器人)的工作原理主要基于智能感知、路径规划和清洁系统的协同工作。以下是其核心原理的详细:
1. 环境感知与定位
传感器系统:机器人通过激光雷达(LiDAR)、摄像头、红外传感器等感知环境。激光雷达通过旋转发射激光束扫描周围物体,生成高精度地图(精度可达2cm);视觉导航则依赖摄像头捕捉图像特征点进行定位,但受光线影响较大。
避障技术:红外传感器和超声波传感器检测障碍物距离,结合AI算法识别常见障碍物(如电线、宠物粪便),避障成功率可达95%。
2. 路径规划与导航
SLAM技术(同步定位与建图):机器人通过激光或视觉SLAM构建环境地图,并实时定位自身位置。例如,激光雷达机型3分钟内可完成120㎡建图,规划高效的“弓字形”路径。
动态调整:遇到突发障碍物(如掉落玩具)时,AI算法可在0.5秒内调整路线,比早期机型快3倍。
3. 清洁系统
清扫模块:
边刷:高速旋转将墙角灰尘扫向主刷区域。
滚刷:贴合地面旋转,配合吸尘装置(吸力可达22000Pa)清除碎屑和毛发。
防缠绕设计:如科沃斯的ZeroTangle技术可减少毛发缠绕。
拖地模块:
电控水箱:精准控制出水量,减少瓷砖水渍残留70%。
高温拖洗:部分机型支持70°C热水洗拖布,提升去污效果。
4. 自主续航与维护
自动回充:电量不足时返回充电座,充满后继续未完成任务。
自清洁:如石头A30 Pro通过高温蒸汽自动清洁滚刷和尘盒,避免手动清理。
5. 技术演进
早期随机碰撞式覆盖率仅60%,现全局规划机型可达99%。
激光导航和AI算法的结合使机器人能识别多层楼地图,适应复式住宅。
总结来看,现代地面清洁机器人通过多传感器融合、SLAM建图和高效清洁系统的协作,实现了全自动、高覆盖率的清洁体验。