Принцип работы роботов-пылесосов

Робот-пылесос – устройство, предназначенное для автоматической уборки напольных покрытий. Это незаменимый помощник для повседневного поддержания чистоты в доме. Благодаря уникальной конструкции, такие аппараты могут наводить порядок даже в труднодоступных местах.

Виды роботов-пылесосов

Существует три основных типа аппаратов:

• Устройства для сухой уборки. При выборе такого робота-пылесоса, необходимо обращать внимание на его характеристики и комплектацию. Существуют модели с разным уровнем мощности, с боковыми щетками или без них. Если в доме есть ковры, лучше выбрать аппарат с турбощеткой. Эта насадка хорошо очищает ворсистые поверхности. Она помогает собирать волосы и шерсть домашних животных. Оптимально, если в комплекте с пылесосом будет идти сменный модуль прямого всасывания.
• Роботы для сухой и влажной уборки. Такие девайсы не только собирают пыль, но и протирают полы. У моделей среднего и премиального ценовых сегментов обычно присутствует резервуар для воды. Емкость может устанавливаться вместо контейнера для мусора или прикрепляться отдельно. Более дешевые аппараты снабжаются салфеткой из микрофибры, которую нужно периодически смачивать вручную.
• Роботы-полотеры. Эти роботы предназначены преимущественно для влажной уборки. Функция всасывания мусора у них вторична. Чистящий модуль такого аппарата может совершать колебания, имитируя ручную протирку пола.

Конструкция робота-пылесоса

Большинство роботов-пылесосов имеет корпус, по форме напоминающий таблетку. Из каких же частей состоит среднестатистический аппарат?

• Аккумуляторная батарея. Ее емкость обычно составляет от 2 до 5 мА·ч, что обеспечивает автономную работу устройства в течение 2–3 часов.
• Боковые щетки (одна или две). Позволяют производить захват мусора и перемещать его к всасывающему отверстию.
• Контейнер для сбора пыли. Многоразовый резервуар выполняется из пластика и имеет объем от 0,15 до 1 литра.
• Очистительные фильтры. Они предназначены для задержания частиц мусора, попадающих внутрь корпуса вместе с потоками воздуха.
• Двигатель, обеспечивающий заявленную силу всасывания. От его мощности зависят качество уборки и шумность аппарата.
• Сканирующие датчики. Служат для определения пройденного расстояния, обнаружения препятствий и перепадов высот, а также для выявления участков с максимальным загрязнением.

• Колеса. Обеспечивают передвижение аппарата. Система включает в себя два боковых колеса и один вспомогательный (опорный) ролик в передней части корпуса.
• Материнская плата. Необходима для автоматизации устройства и управления им.
• Дисплей. Есть не во всех моделях. Он служит для отображения информации о процессе уборки и состоянии аппарата.

Процесс перемещения в пространстве обеспечивают электрические двигатели. Их количество может достигать 5-6 единиц. Моторы необходимы не только для вращения колес и обеспечения всасывания мусора, но и для движения щеток.

Система навигации

Для ориентации в пространстве каждый робот-пылесос оснащается системой навигации. От ее типа напрямую зависят качество уборки и ее продолжительность. Система может быть построена на основе:

• датчиков (инфракрасных, ультразвуковых или оптических);
• гироскопа;
• камеры;
• лидара (лазерного дальномера).

Датчики

Инфракрасные сенсоры устанавливают в передней части гаджета. Они позволяют роботу преодолевать пороги, переезжать лежащие на полу провода, определять перепады высот.

Оптические сенсоры позволяют аппарату своевременно реагировать на препятствия. предотвращая столкновение. Благодаря им робот объезжает предметы мебели и не врезается в стены.

Ультразвуковые датчики помогают девайсу распознавать дверные проемы, заезжать под кровати и шкафы, а затем выбираться наружу.

Гироскоп

Это устройство, сконструированное по типу волчка, Оно быстро реагирует на изменение степени наклона корпуса относительно пола.

Аппарат, снабженный гироскопом, самостоятельно измеряет угловую скорость и ускорение. Он запоминает точку, из которой начал движение, определяет пространство для уборки, а также выстраивает траекторию возврата. Гироскоп не позволяет роботу отклоняться от маршрута. Это помогает рационализировать процесс уборки и сократить его продолжительность.

Камера

Камера устанавливается в верхней части корпуса. С ее помощью пылесос создает карту помещения, считывая и обрабатывая получаемые изображения стен и потолка.

Минус такого типа навигации – невозможность уборки при недостаточном освещении.

Лидар (лазерный дальномер)

Лазерная система навигации считается самой современной. Аппарат оснащается лидаром, который выполняет сканирование комнаты. Внешне это устройство напоминает башенку, которая устанавливается на верхней плоскости корпуса. Внутри нее находится высокоточный лазерный излучатель. Благодаря ему робот получает информацию о расположении объектов и расстоянии до них.

Когда анализ завершается, все данные записываются во внутреннюю память прибора. Специальные алгоритмы быстро выполняют конвертацию информации и создают детализированную карту комнаты. Она может сохраняться или строиться заново при каждом включении аппарата.

Внешние ограничители

Это физические приборы, которые позволяют разграничить помещение на зоны. Они улучшают ориентацию робота-пылесоса в пространстве и позволяют самостоятельно задавать участки, на которые прибору заезжать не требуется.

Внешние ограничители делятся на:

• Разрешающие маяки (координаторы движения). Они создают радиолучи, ограничивающие зону уборки. После запуска пылесосу нужно найти эти сигналы и проанализировать их.
• Виртуальные стены. Такой прибор создает инфракрасные луч, выполняющий ограничительную функцию. Он служит барьером, преодолеть который робот не может.
• Магнитные ленты. Наклеиваются на напольное покрытие. Робот улавливает сигнал от ленты на расстоянии до 3,5 м. Это позволяет ему заранее распланировать маршрут.

Как работает робот-пылесос

Робот-пылесос начинает свою работу с процесса сканирования окружающего пространства. Количество сигналов сенсоров достигает 65 в секунду. Полученные данные направляются в процессор, формирующий актуальные команды.

Робот функционирует по следующим принципам:

• В зависимости от модели одна или две боковые щетки в процессе движения начинают сметать пыль, грязь, волосы и шерсть животных.
• Центральная щетка выполняет одну из главных функций. Она помогает выметать сор из неровностей и щелей, а также из ворса ковровых покрытий.
• Когда пыль попадает в контейнер, воздушные потоки прессуют ее, что позволяет экономить полезный объем.
• Воздух проходит через фильтры, расположенные в мусороприемнике, и возвращается наружу.

Робот-пылесос работает до тех пор, пока не разрядится батарея. После этого ему требуется вернуться на док-станцию для подзарядки. Одни модели делают это самостоятельно, другим необходимо вмешательство человека.

Процесс уборки

После включения происходит запуск навигационной системы и получение информации от датчиков. Затем аппарат начинает двигаться в зависимости от выбранного режима работы. Большинство моделей, помимо функции автоматической уборки, могут перемещаться по периметру комнаты, а также устранять локальные загрязнения.

Сухая уборка

В процессе очистки боковые щетки направляют мусор к центральной щетке. Последняя находится рядом с всасывающим отверстием. Сор забрасывается в него, а затем прессуется в пластиковом контейнере.

Центральная насадка есть не у каждого робота-пылесоса. Некоторые модели имеют лишь модуль прямого всасывания. Наиболее совершенные аппараты снабжены и тем, и другим.

Чистота выдуваемого воздуха зависит от качества фильтра, который установлен производителем. Есть аппараты с моющимися вкладышами. Если фильтр одноразовый, важно вовремя заменить его на новый.

Функция влажной уборки

У робота-пылесоса с заявленной влажной уборкой может быть один из трех механизмов протирки. Существуют:

• Модели, оснащенные форсункой для распыления жидкости и тряпкой. Вода подается на пол под давлением, а затем тут же вытирается салфеткой. После уборки покрытие остается полностью сухим.
• Аппараты со съемными блоками для воды. К роботу требуется прикрепить тряпку для впитывания влаги. Подача воды осуществляется автоматически и блокируется при остановке устройства.
• Модели с вставкой из микрофибры, которую нужно самостоятельно смачивать водой и периодически мыть в процессе уборки. Это самые дешевые пылесосы. В конструкции таких аппаратов блок для воды не предусмотрен.

Возвращение на базу

Роботы-пылесосы функционируют благодаря аккумуляторной батарее. В процессе уборки ей может потребоваться подзарядка. Дорогие модели умеют самостоятельно находить базу и подключаться к ней для восполнения энергии. Док-станция имеет инфракрасный маяк, на сигнал которого робот-пылесос и реагирует.

Роботы в среднего ценового диапазона подходят к базе в нужный момент, но подсоединять их приходится вручную. Совсем простые модели не имеют станции для зарядки. Энергия восполняется путем прямого подключения к сети.

Управление

Роботу-пылесосу можно отдавать команды несколькими способами. Существуют следующие инструменты управления:

• пульт ДУ;
• кнопки, находящиеся на корпусе аппарата;
• клавиши, расположенные на базе для зарядки;
• мобильное приложение;
• голосовые помощники.

Пульт ДУ

Универсальный вариант – использование дистанционного пульта. Технология предполагает использование инфракрасного луча, действующего на расстоянии до 20 метров. Такой процесс управления отличается простотой: его легко освоит даже новичок. Принцип аналогичен работе игрушек на дистанционном управлении.

На корпусе некоторых моделей присутствует сенсорная панель. Посредством нескольких нажатий можно выбрать необходимый режим, установить график уборки и задействовать дополнительные опции девайса.

Новейшие роботы-пылесосы оснащаются системой подключения к сети Wi-Fi. Ими можно управлять через смартфон. Данная функция начинает работать после скачивания и установки специального приложения.

Идя в ногу с техническим прогрессом, производители внедряют голосовое управление. Команды могут быть изначально прописаны в системе. В некоторых случаях их нужно задавать самостоятельно. Для такого типа управления используют виртуальные помощники: Google Assistant, Amazon Alexa, а также популярную сегодня Алису от «Яндекс».

Итог

Современный робот-пылесос позволяет эффективно решить проблему уборки помещения. Одно из главных преимуществ таких аппаратов заключается в их автономности. Однако даже дорогие устройства не могут полностью заменить генеральную ручную уборку. На сегодняшний день подобные девайсы – отличный вспомогательный вариант для ежедневного поддержания чистоты в доме.