Как работает робот пылесос: устройство и принципы уборки

Автоматизация рутинной работы – двигатель прогресса. Метлы и швабры давно были заменены на моющие пылесосы, и самое главное, развитие этой отрасли не остановилось на этом. Да, модернизация пылесосов идет постоянно. Чего стоят автономные модели Dyson с одной лишь ручкой. Но прогресс пришел к тому, что пытается полностью исключить человека из схемы по уборке пола, создав робота-пылесоса. Что это за чудо машина, каковы ее функции и как при этом она работает – описано в этой статье.

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:

1. 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.
2. Пылесборник – бак для мусора с вместительностью от 400 мл до 1 литра, можно снимать нажатием на фиксатор.
3. Фильтр очистки – очищает воздушные потоки от пыли. Владелец робота-пылесоса может проводить обслуживание фильтров самостоятельно из-за специально продуманной конструкции устройства.
4. Механизм всасывания, совмещенный с системой передвигаемых щеток, достаточно мощный для качественной уборки в доме, и при этом очень тихий.
5. 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.
6. 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.
7. Аккумулятор – литий ионный с емкостью от 2 до 4 тысяч мАч для непрерывной работы 2-3 часа. Полный заряд происходит за 3-9 часов.
8. Щетки – подметают мусор под уборщика, для всасывания его внутрь.
9. Пазы для полотера есть в устройствах с функцией влажной уборки.
10. 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.

Навигационная система

Навигация роботу нужна, чтобы понимать, где он находится в пространстве. Проблем с навигацией быть не должно. От качества навигационной системы зависит поведение робота во время уборки и качество ее выполнения. В роботах-пылесосах используется три типа систем навигации. Каждая имеет свои особенности, а все вместе показывают, как работает робот-пылесос.

Датчики пылесоса

Инфракрасные сенсоры установлены во фронтовой части гаджета на колесах и позволяют фиксировать препятствия и реагировать на них. Дополнительно, в корпусе используется датчик удара, который взаимодействует с системой навигации. Если уборщик оказался рядом с препятствием, он останавливается, алгоритм просчитывает новую траекторию движения и устройство таким способом обходит мешающие движению элементы.

Для более качественной уборки могут внедрятся ИК-датчики. Они позволяют вымерять расстояние под мебелью, чтобы случайно не застрять там во время уборки.

Внешние датчики

Они размещаются по комнате и взаимодействуя с ними, устройство лучше ориентируется. Есть две схемы работы внешних датчиков навигации:

1. Маяки (разрешающие). ИК-сигнал транслируется непрерывно, а его потеря свидетельствует о том, что нужно менять траекторию движения.
   
2. Виртуальная стена (запрещающая). Все внешние ИК-датчики создают так называемую ограничительную стену из луча, которая видна только роботу. Если умный уборщик детектирует стену, он автоматически меняет маршрут передвижения, не заходя в те участки дома, которые ограждены специальным прибором.
   

Лазерная навигация

Самый технологичный тип навигации. Гаджет использует установленные лазеры, чтобы сканировать комнату, выясняя расстояние от себя до ближайшего объекта. Так же лазеры помогают с определением расположения. После анализа данные записываются в память устройства, а специальные алгоритмы и программы конвертируют полученные данные для наброса карты убираемой комнаты.

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.

1. 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.
2. 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:

1. Устройство от базы приезжает в центр комнаты.
2. По спирали он движется от центра.
3. Если на пути следование есть препятствие, он старается обойти его вдоль.
4. Точно так же он поступит и со следующим препятствием, постарается двигаться вдоль него.
5. 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:

1. Сбор данных. Включившись, робот сканирует лазерами комнату, узнает ее размеры, определяет изначальное месторасположение мебели и других препятствий.
   
2. 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.
   
3. 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.

Возвращение на базу для подзарядки

Завершающий этап – возвращение на базу при окончании уборки или для дополнительной подзарядки, с последующим выездом на место уборки.

Док-станция оснащена катушками индуктивности, которые заряжают аккумулятор пылесоса без проводов. Чтобы роботизированное устройство быстро отыскало базу, док-станция оснащается специальным ИК-маяком. На этот маяк и движется гаджет.

Если прибор имеет программное обеспечение поновее, то с помощью лазерных сенсоров робот-пылесос попросту запоминает размещение док-станции и помечает ее на своей виртуальной карте помещения.

Дополнительная комплектация

Некоторые умные помощники могут доукомплектовываться:

1. Центральной турбощеткой, которая позволит вращаться двум независимым щеткам друг дружке навстречу, обеспечив более качественный захват мусора.
2. Дополнительной щёткой еще сбоку для расширения области захвата мусора за один маршрут.
3. Фильтро-элементами, например, очистка воздуха от бактерий, грибков, споров, плесени, пыльцы растений и прочего.
4. Датчиками грязи для определения особо грязных местах на полу, где требуется более тщательная очистка.

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.

Плюсы и минусы умного помощника

Положительные качества:

1. Проведение уборки помещения без участия человека. Основной и самый жирный плюс. Поддержка чистоты в доме может проводиться при отсутствии человека. Также это хороший вариант помощи людям с ограниченными возможностями.
2. Планированием уборки можете заняться вы. Запланируйте дни и часы, когда умный гаджет будет убирать ваш дом. Назначьте время правильно, чтобы миниатюрный робот-уборщик не мешал наслаждаться домашним уютом.
3. Шумоизоляция в приборе довольно хорошая, поэтому низкий уровень шума не будет отвлекающим фактором в то время, когда вы остаетесь в доме, а он проводит уборку.

Отрицательные качества:

1. Нужно регулярно обслуживать гаджет – чистка фильтров, пылеуловителя, корпуса и остальных мелких деталей обязательна. При влажной уборке внутри устройства образуется среда для размножения бактерий.
2. Невозможность убрать вязкие или крупные загрязнения – еда с соусом, следы от сладких коктейлей, экскременты животных робот-пылесос не способен очистить. Кроме этого, есть большая вероятность размазать эту грязь по комнате.
3. Углы комнат будут оставаться грязными из-за конструкции корпуса устройства. Гаджет функционально не способен в надлежащем порядке убраться в углу.
4. Цена за качественное устройство довольно высокая.

Это основные плюсы и минусы робота-пылесоса. Если для себя было принято решение приобрести данное устройство, ознакомитесь со списком популярных моделей.

Популярные модели

В рейтинг популярных устройств попадают 10 моделей. Пять из них относятся к премиум изделиям, другие пять к бюджетным. Изделия имеют различный дизайн и выполнены преимущественно в черных тонах. Но белые тоже можно найти.

Премиум

Номинантами на роль лучшего робота-пылесоса в 2019 году можно назвать:

1. Xiaomi Roborock S6. Характеристики: аккумулятор 5200 мАч, автономность уборки – 2,5 часа, примерная площадь уборки на одном заряде до 250 м. кв. Управляется гаджет по сопряженному модулю Wi-Fi через приложение. Можно давать команды, формировать маршрут, выставлять график, распределять уборку по комнатам. Тип – комбинированный. Присутствует голосовой помощник для распознания ваших команд. Цена 35 тыс. рублей. Управиться с ним сможет даже ребенок.
   
2. iRobot Roomba i7/i7+. Тип – только сухая уборка. Характеристики: аккумулятор 1850 мАч, время автономной работы 1,5 часа, уборка свыше 100 м. кв. Собственная система навигации iAdapt0 с использованием vSLAM помогает безошибочно ориентироваться на местности и строить карту по собственным результатам датчиков. Щетки без особых проблем вычищают волосы или шерсть животных из ковровых покрытий. Управление голосом через Google ассистент присутствует. Работа с программным обеспечением тоже в наличии. Стоимость 60 тыс. рублей.
   
3. Okami U100 Laser. Комбинированный робот-пылесос с лидаром для обеспечения точной навигации. Характеристики: аккумулятор 3200 мАч, контейнер для жидкости 360 мл, емкость для пыли и грязи 600 мл. Можно управлять с помощью приложения. Полная поддержка русского языка. Занимается построением карты помещения самостоятельно, держит ее в памяти, может переключаться между сохраненными шаблонами карт. Стоимость 37 тыс. рублей, но доплатив три тысячи можно доукомплектовать опционально УФ-лампой.
   
4. iClebo O5. Корейского робота-пылесоса не оснастили мытьем полов с моющим средством, но протирать пол мокрой салфеткой во время езды он может. Характеристики: аккумулятор 5200 мАч, объем бака для пыли 600 мл, трудится на одном заряде до 2 часов, мощности хватает на уборку до 220 м. кв. за один цикл. Рекомендуется давать команды через смартфон и с помощью умных ассистентов. Цена 40 тыс. рублей.
   
5. 360 S6. Аналог китайского агрегата от Xiaomi, который находится под номером 1 в списке. С подобными возможностями и характеристиками и из-за привлекательной цены умный гаджет быстро стал востребованным в китайском сообществе. Характеристики: аккумулятор 3200 мАч, пылесборник 450 мл, сухая и влажная чистка поверхности присутствует, работает автономно до 2 часов, чувствует, с какой поверхностью взаимодействует и увеличивает мощность втягивания при пылеуборке с дорожек и ковров. Управлять можно со смартфона. Стоимость от 21 тыс. рублей в минимальной комплектации.

Бюджетные

Вменяемые роботы-пылесосы, добросовестно выполняющие прямые обязанности, стоят от 15 тысяч и выше. Из такого бюджетного варианта самыми популярными являются:

1. Roborock E352-00. В этом устройстве от Сяоми нет лидара, и это позволило существенно сбросить цену за гаджет. Характеристики: аккумулятор 5200 мАч, бак для пыли 640 мл, цикл уборки до 150 м. кв. за 2,5 часа. Можно назначать команды и контролировать через приложение. Аппарат занимается сухой и влажной уборкой и оценивается порядка 19 тыс. рублей.
   
2. Genio Deluxe 500. Комбинированный уборщик с сервисным обслуживанием в городах миллиониках РФ. Характеристики: батарея 2600 мАч, работает автономно в режиме влажной уборки до 4 часов, а при полноценной готов очистить площадь в 150 м. кв. Стоимость 19 тыс. рублей.
   
3. iBoto Aqua V715B. Комбинированный с такими показателями: аккумулятор 2600 мАч, работает без подзарядки от 2 до 3 часов и вымывает 150 м. кв. пола. Вместимость бака для пыли 550 мл. Из-за своей небольшой высоты в 65 мм, данный уборщик без проблем пробирается под кровать и снимает слои многомесячной пыли. Стоимость агрегата 16,5 тыс. рублей.
   
4. iLife A9s. Комбинированный уборщик с функцией создания трехмерной карты комнаты для передвижения. Характеристики: емкость батареи 2600 мАч, активность без подзарядки до 2,5 часов, может за период автономности убрать от 80 до 220 м. кв. Приложение для контроля через смартфон присутствует. Стоимость в пределах 20 тыс. рублей.
   
5. Clever&Clean Zpro-SERIES Z10 III Lpower AQUA set. Это первопроходец среди техники самостоятельной уборки. Впервые пылесос приступил к выполнению обязанностей в 2013 году. Затем каждая новая серия оснащалась лучшим железом и дополнялась хорошим функционалом. В комплект устройства входит модель для мойки полов двумя салфетками из микрофибры. Характеристики: аккумулятор 2200 мАч, емкость бака для сбора грязи 500 мл, автономная работа до 2 часов, 8 различных стандартов работы. Цена до 20 тыс. рублей.
   

Последняя рекомендация по выбору: выбирайте тот робот-пылесос, который качественно выполняет основную задачу, хорошо справляется с дополнительными и вписывается в интерьер вашего технологичного дома.