Роботы-пылесосы — как они работают и реально ли полезны

Робот-пылесос

Уже с названия этого устройства можно понять, что практически все процессы в нем автоматизированы. Робот-пылесос производит уборку дома без помощи человека. По сути, все, что нужно для начала работы — включить этот интеллектуальный прибор и запустить программу уборки. Следует отметить и то, что такие умные устройства могут производить уборку даже в помещении, обставленном мебелью. Тип напольного покрытия не играет существенной роли.

Сегодня в продаже можно встретить модели, которые не только могут пылесосить,  но и мыть пол, при этом аккуратно «объезжая» места, где есть ковровое покрытие и т. п. Кстати, процесс эксплуатации робота-пылесоса практически бесшумен.

Робот пылесос для сухой уборки

Подобные приборы первыми появились на рынке автоматических устройств. Их работа во многом осуществляется по принципу обычного пылесоса. Щетки точно так же захватывают с поверхности пыль и грязь. Далее, под действием воздушного потока, весь мусор попадает в контейнер и оседает в нем. Пылесборник периодически очищается от накопившихся загрязнений.

В качестве пылесборника используются пластиковые контейнеры или мешки. Первый вариант более долговечный, оборудован сменными фильтрами, которые просто выбрасываются после использования.

Для влажной уборки

Робот-пылесос производит влажную уборку в несколько этапов. Предварительно моющая жидкость смешивается с водой и помещается в пластиковую емкость. Вначале осуществляется распыление моющей смеси на загрязненную поверхность. Далее, эти места растираются специальными щетками. В завершении выполняется всасывание размокшей грязи в пластмассовый контейнер с фильтрами.

Окончательная чистота наводится путем уборки остаточной влаги силиконовым или резиновым скребком. В результате, поверхность становится абсолютно сухой и чистой.

Комбинированные модели

Устройства смешанного типа могут выполнять как сухую, так и влажную уборку. В основном такие модели используются для очистки линолеума, ламината, паркетных и кафельных полов. Чистятся и ковровые покрытия с длиной ворса не более 3-4 мм. Для влажной уборки используются салфетки из микрофибры. Во время движения они собирают мелкую пыль и оттирают грязевые пятна.

Недостатком таких конструкций является меньший объем контейнера для пыли, незначительная площадь салфеток. Поэтому такие роботы-пылесосы целесообразно использовать в небольших помещениях – от 10 до 30 м². В ходе уборки требуется чаще промывать салфетку и очищать пылесборник.

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.

Щетки

Наблюдая, как по полу движется робот-пылесос, хочеться узнать, как работает маленький гаджет и каков принцип работы у главных чистящих элементов ㄧ щеток. В зависимости от разновидности и типа модели, устройство может иметь от 1 до 3 щеток.

Чаще всего робот-пылесос оснащен такими разновидностями щеток:

• с ворсовым покрытием ㄧ нужна для борьбы с пылью, шерстью животных и небольшими загрязнениями;
• с резиновым покрытием ㄧ справляется с крупным мусором, песком и грязью с улицы. 

Эти элементы подвержены высокой степени износа и периодически требуют замены. 
Все щетки можно разделить по типам на боковые и основные. 

Щетка ー неотъемлемая часть конструкции любого робота-пылесоса. Она входит в основу чистящего модуля, который разработан для универсальной уборки разных поверхностей. 

Колеса

Видео, как работает робот-пылесос, видел каждый, кто хоть немного знаком с бытовым прибором. Конечно, все обращают внимание на то, как бесшумно и уверенно гаджет двигается по квартире. 

Маневренность пылесосу обеспечивают небольшие колеса. Прибор оснащен сразу тремя или четырьмя колесами. Два боковых задают движение, а переднее и/или заднее являются вспомогательными и более точно направляют пылесос. 

Важный момент заключается в том, что колесам не нужно вращаться вокруг горизонтальной оси. Смена направления происходит за счет передачи крутящего момента боковому колесу. А это отражается на ловкости перемещения «‎умного»‎ робота.

Моторы

Инновационная техника вроде Samsung VR10M7030WW/EV работает от аккумулятора. Батареи хватает обычно на несколько часов работы. Для того, чтобы робот-пылесос долго функционировал, моторы девайса должны быть небольшой мощности (примерно до 100 Вт). 

Как правило, прибор оснащен парой моторов для работы щеток, управления и движения колес.

В тему: 4 основных критерия выбора пылесоса для дома

Кондиционер и резервуары

Все бытовые роботы для уборки могут похвастать функцией кондиционирования воздуха. Очистка происходит благодаря задержке пыли посредством фильтров. Они тоже со временем изнашиваются и требуют замены. 

Условно все фильтры можно разделить на 3 типа:

1. Сетчатые ー превосходный вариант для задержки крупных частиц мусора. Не устраняют полностью пыль в воздухе.
2. HEPA-фильтры ー самые высокоэффективные из всех разновидностей. Удерживают до 95% процентов даже самых мелких частиц. Такие многослойные фильтры используют для пылесосов, а также в системах вентиляции и кондиционирования.
3. Антибактериальные ー специальная пропитка фильтров не просто очищает помещение, а устраняет все вредоносные бактерии. Используется в сегменте дорогостоящих приборов. 

Разновидностей данного очищающего элемента достаточно много. Поэтому сменить фильтр на подходящий по характеристикам обычно не составляет труда.

Важно: 4 причины, почему пылесос не всасывает пыль — что делать, как решить проблему?

А как работает принцип сбора мусора у робота-пылесоса? Где хранится вся собранная грязь (и вода у девайсов с функцией мойки полов)? Ответ прост: аппарат оснащен встроенным отсеком для мусора. У моющих моделей, кроме него, есть еще резервуар для воды и очищающих средств. 

Емкость для сбора пыли и грязи подбирается с учетом площади помещения:

• до 50 м2 ー объем около 0,3 литра;
• до 70-80 м2 ー около 0,5 литра;
• 80 и больше м2 ー от 0,5 до 1 литра.

От размера резервуара зависят габариты прибора и продолжительность его работы. Так, робот-пылесос, разработанный для уборки небольших квартир, может не успеть убрать помещение в 100 м2 до полного наполнения мусорного резервуара. Поэтому важно реально оценивать площадь, на которой придется трудиться роботизированному помощнику. 

Движение в пространстве

То, как такой домашний помощник проводит уборку, понятно. Но по какому же принципу он «ездит» по дому, и как различает препятствия на своем пути? Робот-пылесос ориентируется в пространстве по одной из следующих технологий:

• лазерный дальномер;
• ультразвуковой дальномер;
• по принципу «виртуальной стены»;
• контактным датчиком;
• инфракрасным сенсором.

Ультразвуковой дальномер измеряет расстояние между предметом, который стоит на пути пылесоса и самим оборудованием, передавая данные роботу. Таким образом, умный помощник для дома не врезается в мебель или стену.

Что касается лазерного дальномера, то здесь просто сканируется пространство и формируется некая «карта» для работы самого пылесоса. Кроме того, что так оборудование не будет врезаться в предметы, более эффективно и быстрее проводится уборка.

Модели с контактным датчиком работают по совершенно другому принципу. По краям пылесоса находятся специальные датчики. При соприкосновении с предметом они подают сигнал роботу, и он просто объезжает препятствие.

Виртуальная стена позволяет ставить ограничения на работу оборудования. Этот ограничитель работает при помощи инфракрасного датчика. К примеру, если вы хотите, чтобы уборка проводилась только в одной определенной комнате, модели с такой функцией будут очень кстати.

Модели с инфракрасным сенсором будут актуальны в помещениях с лестницами. Именно эта функция не позволяет роботу упасть с высоты во время уборки. Также некоторые модели имеют специальный алгоритм чистки, который может корректировать пользователь. Дополнительные датчики могут тщательно сканировать пространство на предмет особенно загрязненных участков. Такие места пылесос будет чистить дольше и более интенсивно.

Читайте также:  Робот-пылесос MIELE

Современные модели имеют дополнительную систему распознавания сложных участков. Например, если робот во время уборки запутается в проводах, то функционирование всей системы прекратится до тех пор, пока устройство не съедет с опасного участка. Также такие модели имеют специальный датчик для распознавания типа поверхности. Таким образом, уборка будет проходить максимально аккуратно и качественно.

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

В передней части робота установлены ИК (инфракрасные) датчики для определения препятствий. На корпусе предусмотрен датчик удара, который заставляет менять алгоритм движения при столкновении с препятствием. Некоторые модели оснащаются ИК датчиком, по установленным в самой верхней точке корпуса. Его роль — определение пространства под мебелью, знать которое роботу необходимо, чтобы не застрять при уборке.

Внешние датчики

Навигация по внешним датчикам осуществляется двумя способами:

1. Виртуальная стена. Каждый датчик (посредством ИК лучей) создает невидимую стену, зафиксировав которую бот меняет направление движения. Таким образом, владелец зонирует пространство, ограничивая перемещения прибора в рамках определенного помещения.
2. Маяки. Как работает навигация робота пылесоса по маякам? Очень просто: датчик подает непрерывный ИК-сигнал, потеря которого приводит к изменению траектории движения устройства.

Лазерная навигация

Данный принцип ориентирования в пространстве считается самым совершенным. Бот оснащается лазерами, которые сканируют помещение, определяя расположение и расстояние до каждого объекта. Все данные заносятся в память устройства, обрабатываются, составляется карта помещения.

Видеокамеры

Зачастую камера устанавливается на самой высокой точке робота и сканирует все данные со стен, пола и т.д. Уборка у такого робота проводится сначала в одной комнате, а затем пылесос перемещается в другую. Передвижения осуществляются по прямым линиям. Помимо всего прочего, этот вид навигации может быть не только основным, но и дополнительным к другим вариантам.

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.

Видео: как работает робот-пылесос

Уже давно существует такая поговорка: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать!». А в нашем случае сто раз просмотреть или прочитать! Именно с целью Вашего удобства, мы в нашей статье опубликуем самые правдивые и популярные видео обзоры про то, как работает робот пылесос.

1. Сначала продемонстрируем Вам видео, которое расскажет об общих принципах работы автоматического уборщика. Возможность его ориентации в пространстве.

2. Для более локального примера, мы продемонстрируем Вам видео про работу робота-пылесоса iClebo Arte:

3. Не стоит обходит вниманием видео про моющие роботы-пылесосы. Именно о таком роботе в этом видео и пойдет речь. Его величество робот-пылесос Xiaomi Roborock Sweep One: