清洁机器人Roomba工作机理

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洗尘机器人已经问世很多年了，而市场上也已经有多款洗尘机器人出售，价格从1000多人民币，到12000多人民币。当然功能上也有很多不同。最新的清洁机器人已经相当智能化，不但能根据您的需要来定时清洁，还能够在清洁过程中自行充电，然后待“电足”时自动投入清洁工作中，如果家里的地板够空旷的话，那等于拥有了一个24小时全天候的清洁工人，可以在任何时候保证您家里的地板亮洁如新。更高级的甚至能在垃圾仓满了之后，自动将垃圾倒到一个垃圾袋里去，哇靠，真是智能。以后要买家具，我要优先考虑哪些能让我们家清洁机器人能够通过的家具，这样可以省下更多时间给大家介绍更多的机器人了。哈哈！好了，不多说了，本期要介绍的是大名鼎鼎的 iRobot公司出品的 Roomba Red清洁机器人。其实也没有太多的技术内幕，其充量也就拆了一个Roomba，大家看看内部结构而已，满足大家的“偷_窥”欲望，并小比拼一下目前市场有的洗尘机器人的价格以及功能。

Roomba概览：
Roomba Red型号直径33cm，高9cm，电源采用了3AH的镍氢电池，一次充电时间大概需要8小时，充满点以后可以运行大约2小时左右，看来休息的时间比我们人还长，我们至少睡8小时，工作8小时，这家伙睡16小时，只能工作4小时。不过最新型号据说能在3小时内充满电。这样好像还马马虎虎，至少一天能多扫2次。Roomba由2个电机驱动，采用差速的方式转弯，但是整个Roomba一共有5个电机，2个用来驱动，1个用来产生真空，1个驱动下方的两把小刷子，用来清洁墙角的，最后一个是清扫器电机，作用好像是将灰尘扫向真空吸口。


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移动：
能自主移动是清洁机器人和普通洗尘器直接最大区别，而清洁机器人的巨大价格差异从便宜的1000到昂贵的12000，主要差异不是清洁效果，而是其移动精度。Roomba 使用了iRobot的AWARE（tm）智能系统，AWARE系统能够让Roomba从多个传感器系统中获取环境信息，并依次决定如何移动。具iRobot提供的资料，AWARE系统每秒能够发出67次移动指令。

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Roomba开始的清洁工作是计算房间的尺寸。虽然目前没有资料显示Roomba是如何做到这一点的，但是从Roomba的传感器系统来看，可能的一种方式是Roomba通过红外距离传感器来测量房间的尺寸。但是这只是一种猜测，因为如果房间的尺寸比较大的话，Roomba的红外系统应该没有可能发出足够强的红外光束，所以这部分技术目前还只是推测，欢迎大家提供其它的可能性。

清洁时候的移动原理就简单多了，首先是避开家里什么桌脚，椅脚，Roomba使用接触传感器来检测，接触传感器本质上是个开关传感器，Roomba在碰到物体的时候，接触传感器就会被触发，告诉Roomba的控制器，前面有障碍物，然后控制器就会根据一些预先设定的指令，让Roomba后退一定的距离，旋转一定角度，直到找到一条没有障碍物的路径，然后继续清洁工作，同样的动作将会在遇到下一个障碍物时再次进行。

Roomba的另一个红外传感器，安装在Roomba的缓冲器的右边，用来测量Roomba和墙之间的距离，这样Roomba可以沿着墙进行清扫工作，而不会碰到墙，同样Roomba也可以根据这个传感器的距离信号来保持Roomba和家具的距离。这个传感器同时决定了Roomba自己的清扫路线，当然了，根据iRobot预先设定的算法，据说这个算法能保证Roomba清扫整个房间。目前国内很多人也在研究清洁机器人，如何做到完全覆盖的清洁，应该也是一个很大的挑战，尤其在使用了一个红外距离传感器的前提下。

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根据国外使用者的试验，Roomba是螺旋式的开始清洁，并向房间的边界移动。当它遇到障碍物的时候，它相信这就是房间的边界，然后就开始沿着边界开始清洁工作，直到达到一个时间点。这个时间点由开始时Roomba计算房间尺寸的阶段决定。这个清洁办法的想法就是，当Roomba经过一定时间的清洁后，房间的所有面积应该已经被覆盖了。但是这只是理想情况，实际上能不能做到这一点，还有待于考证。根据国外用户的反馈，Roomba Red在多数情况下的确能够清扫整个房间。

Roomba在运行2小时候，就需要重新充电。有个自动充电器需要先安装在Roomba能够移动到的位置，然后它会发出红外信号，Roomba将在它检测自己电池快耗尽的时候，开始寻找这些红外信号。一旦找到了，Roomba将跟着这个信号进行自我位置的调整，并最后自动移动到充电座里进行充电。具体如何做到的，还没有进一步的资料。在Roomba Red中，这个充电器是选件，您必须掏出额外的500元左右购买这个充电器。

另外一个好玩的东东叫做“虚拟墙”，用这个你可以限定Roomba的清洁范围，让Roomba清洁它该清洁的地域。比如，当用Roomba清洁带浴室的卧室时，将这个虚拟墙安置在浴室墙上，这样就算您忘了关浴室的门，Roomba也不会闯入浴室，既保证了您的隐私不会被暴露，也保证了Roomba不会

清扫：
清洁机器人，主要工作就是清洁。Roomba的清洁原理和普通洗尘机器人没太多区别，位于洗尘口前方的清扫器就像扫帚一样，将灰尘扫向真空吸口，同时其右前方的旋转边刷会将墙角的小灰尘刷到清扫器可以清扫的区域。

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值得一题的是，Roomba还能自动检测当前区域是否需要检测，这是通过在清扫器内部，有两个传感器用来监测地面的清洁程度。

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吸尘器小比拼：
除了iRobot的Roomba以外，市场上存在了不下于5个公司的产品。这里进行一个小比拼：

Lentek RV01 IntelliVac

这个可能是目前最便宜的洗尘机器人，市场零售价仅为600元人民币。它内置了4种清洁模式（随机，螺旋清扫，周边清扫，“Z”型清扫）。Lentek宣传使用这些清扫模式能够保证清扫到房间里的每一个角落。目前可清洁的地面为木质地板和低毛地毯。




图：Lenteck RV01清洁机器人

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iRobot Discovery 4210

相对了Roomba Red型号，Discovery有着更多的功能，这个型号的零售价大约为3000元人民币，（Roomba Red大约为2000元）。对比Roomba Red，Discovery中标配了自动充电器，同时有着更少的充电时间，大约为3小时（Roomba Red为8小时），同时有着更大的垃圾仓，还能够让用户指定清扫的时间，这样，理论上，只要时间足够，它是能彻底清扫您的地板的。



图：iRobot Discovery 4210 清洁机器人

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iRobot Roomba Scheduler

售价3500元的 Scheduler是目前Roomba系列中最高端的型号了。这个型号能够让你通过遥控器设定清洁的时间段，比如每周1早上清扫20分钟，周2下午3点清扫40分钟。




图：iRobot Roomba Scheduler 清洁机器人

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Kacher RC3000

RC3000将花费您超过13000元人民币，然后您也会获得很多非常Cool的功能，除了能够自动返回坞站进行充电以外，还能够自动将垃圾倒置在坞站中。而且充电时间超级快，只要15分钟，每次充电都可以让RC3000运行1小时。充满点以后，RC3000能够自动回到上次清洁位置，继续未完成的任务。以后有时间将会研究一下RC3000是如何做到这一点的。RC3000还有静音功能，难道我们睡觉时候它也能干活不成？



图：Kucher RC3000 清洁机器人

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Electrolux Trilobite （三叶虫） EL520A

最贵的就是这个伊莱克斯的三叶虫清洁机器人了，其售价达到16000元。它使用了超声波系统进行导航，能够轻松的避开绝大多数类型的障碍物，同时帮助它测量房间的尺寸。相比其他吸尘器，这款最大的不同的是在清扫过程中会建立房间的清扫地图，并且依此自行设计出在房间中行走的最佳路线。并保证最大程度的覆盖清扫（12000元花在这个功能上）。它能够识别门，不过需要用户放置两个磁条在门上，和Roomba的虚拟墙的概念类似，这些磁条会阻止机器人走出房间。同样的，在电池耗尽的时候，它会自动移动到充电坞站进行充电，并在充满点后回到充电前的位置。



图：Electrolux Trilobite EL520A 清洁机器人


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Sumsang VC-RS60

本站文章“三星发布了两款清洁机器人”曾介绍过这款吸尘器。到目前为止，还没有更多资料。相对其它机器人，三星允许用户远程设定机器人，这样可以让你在回家前，打个电话给机器人，他们将能够在你到家前，把地清扫一遍。



图：Sumsang VC-RS60 清洁机器人

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