Робот-пылесос — пылесос, предназначенный для автоматической уборки помещений с минимальным участием человека или без него. Робот-пылесос способен к самостоятельному перемещению и ориентированию в пространстве, для чего оснащается аккумулятором, колёсными движителями, навигационными сенсорами и управляющим микроконтроллером. Относится к классу бытовых роботов и интеллектуальной бытовой технике для умного дома.
С начала 2000-х годов многие компании стали производить «роботизированные пылесосы», такие как , Roomba, Samsung Navibot, Okami и др.
Описание Современное устройство чаще всего представляет собой диск диаметром 28-35 см и высотой 9-13 см, однако встречаются и более низкие варианты (4 см и ниже), подходящие для уборки под различной мебелью. В передней части робота обычно находится «бампер» — большой контактный сенсор, с помощью которого робот определяет столкновение с препятствиями. Внутри «бампера» обычно находятся бесконтактные датчики определения препятствий (состоящие из источника инфракрасного излучения и измерителя величины отражённого сигнала), также могут быть и ультразвуковые датчики расстояния, позволяющие останавливаться перед препятствиями или объезжать их.
Для работы робот-пылесос использует внутренние аккумуляторы (Ni-MH, Li-ion и LiFePO4) и нуждается в регулярной подзарядке от специального модуля — «Базы» (также часто на роботе присутствует гнездо для ручной зарядки — но данная возможность обычно не используется). Большинство моделей умеют самостоятельно находить «Базу» и подключаться к ней по завершении уборки. Зарядка занимает порядка 2-5 часов (в зависимости от типа и ёмкости аккумуляторов).
Во время уборки робот самостоятельно движется по заданной поверхности, убирая с неё мусор. Встретив на пути препятствие, робот принимает решение о способе его преодоления на основе специальных алгоритмов.
Роботы-пылесосы, как правило, имеют небольшую высоту, достаточно низкую, чтобы пройти под кроватью или другой мебелью. Если робот-пылесос поймёт, что он застрял, он перестанет двигаться, и начнёт подавать звуковые сигналы, помогающие владельцу его обнаружить. Часто причиной застревания являются провода или вещи разбросанные по полу, которые наматываются на щётки и колёса робота и блокируют их, потому перед уборкой роботом нужно поднимать с пола все провода, предметы и тканые изделия.
В зависимости от модели, в комплектацию может также входить «Виртуальная стена» (или магнитная лента), которая позволяет оградить убираемую территорию, особенно актуально это для ограничения ступенек и дверных порогов, эта мера не позволит роботу съехать по ступенькам и упасть с них.
Для защиты от падения с лестниц, на днище робота возле колёс обычно установлены 4 или 6 бесконтактных датчиков (состоящие из источника инфракрасного излучения и измерителя величины отражённого сигнала) направленных вниз, и располагаемых рядом с колёсами робота. Из-за особенностей работы этих датчиков, роботы воспринимают чёрные поверхности (чаще всего — резиновые коврики) как непреодолимое препятствие (думая, что перед ними пропасть).
Если в доме нет лестницы, то можно заклеить датчики, предостерегающие от падения, белой бумагой, тогда робот-пылесос сможет убирать даже тёмные напольные покрытия.
Классификация Современные роботы-пылесосы по виду уборки условно можно разделить на следующие категории: использующие только силу всасывания — как правило, это самые недорогие и компактные модели. На днище находится узкая щель, через которую производится всасывание мусора в пылесборник. Учитывая достаточно слабую мощность всасывания (по сравнению с полноценными пылесосами, питающимися от электрической сети), основное их предназначение — сбор пыли, шерсти, и легковесного мусора с ровных поверхностей. использующие силу всасывания и турбощетку — у данных моделей на днище находится одна вращающаяся с большой скоростью щётка (в редких случаях — две независимых, образующих форму в виде буквы «V»), которая заметает мусор в пылесборник. Одновременно с этим, происходит всасывание воздуха через отверстие для турбощетки — это позволяет собрать облако пыли, создаваемое турбощёткой. Данные роботы способны собирать практически любой мусор с ровной поверхности, и производить чистку верхнего слоя ковровых покрытий. использующие силу всасывания, и двойную турбощетку — у данных моделей на днище две расположенных вплотную к друг другу щётки, вращающиеся с большой скоростью в противоположных направлениях. Одна щётка предназначена для заметания мусора в пылесборник, вторая (как правило, состоящая из резиновых лопастей) — для поднятия ворса ковровых покрытий. Для более эффективной чистки ковровых покрытий, блок со щётками обычно не закреплён, и может двигаться по вертикали под силой собственной тяжести — это позволяет при движении робота по ковровым покрытиям, щёткам опускаться ниже уровня колёс робота. Одновременно с этим, происходит всасывание воздуха либо через отверстие для турбощетки, либо через дополнительное отверстие. влажный полотёр — на днище робота (или на специальные вращающиеся площадки в нижней части робота) крепится специально предназначенная салфетка из микрофибры, которая постоянно увлажняется посредством капиллярной системы из резервуара с водой (в некоторых моделях, влага разбрызгивается непосредственно на пол). Перед использованием подобных роботов необходимо производить сухую уборку (так как в противном случае, будут оставаться «грязевые разводы»). Обычно выполняется не в виде отдельного устройства, а в виде сменных блоков для моделей из перечисленных выше категорий. В некоторых моделях зарядная база дополнительно содержит систему прополаскивания водой салфетки из микрофибры, что значительно уменьшает вероятность оставления роботом «грязевых разводов» по завершении уборки. сухой полотёр — учитывая, что такие роботы не содержат в себе системы всасывания, называть их роботами-пылесосами не совсем корректно (часто используется альтернативное название: «робо-швабра»). На днище робота крепится салфетка из микрофибры, которой робот «вытирает» пол. Если робот содержит особый алгоритм передвижения, то весь мусор робот «везёт» перед собой (как робот Braava), как бульдозер. В противном случае, мусор разносится от центра комнаты к углам (не считая той части, которая оседает на самой тряпочке). Обычно салфетку разрешается намочить перед запуском уборки — таким образом, можно получить функцию влажного полотёра на небольшой площади (расходуя влагу на увлажнение пола, салфетка очень быстро высыхает). Замечание: функция сухого полотёра присутствует в большинстве роботов-пылесосов, однако из-за наличия в них системы всасывания пыли, салфетка из микрофибры применяется для повышения качества сухой уборки на паркетных поверхностях, а также для возможности получения функции влажного полотёра на небольшой площади. моющий робот — отличительной особенностью является смачивание поверхности из бака с водой, и последующий сбор образовавшейся грязи в отдельный резервуар (как робот Scooba). На рынке представлено всего несколько моделей из данной категории, которые требуют довольно сложные и длительные процедуры по обслуживанию робота.
Замечание: также у большинства моделей присутствуют одна или две боковые вращающиеся щётки — они предназначены для выметания мусора из недоступных зон под корпус робота, из-под которого и происходит всасывание воздуха, что позволяет производить уборку вдоль стен и мебели.
Управление устройством В зависимости от модели, запуск уборки можно осуществить следующими способами: с помощью кнопок, расположенных на верхней панели робота. с помощью инфракрасного (или радио) пульта дистанционного управления, позволяющий осуществлять запуск (в некоторых моделях также доступно ручное управление или настройка) устройства дистанционно, что может быть полезно для людей с ограниченными физическими возможностями. с помощью кнопок на зарядной станции. с помощью мобильного приложения. В приложении обычно можно задавать режимы: уборка всей квартиры, уборка определённой площади, уборка по расписанию.
Вне зависимости от способа управления, в большинстве моделях присутствует функция запуска уборки «по расписанию». Пользователем заранее программируется время ежедневной уборки (в некоторых моделях можно задавать сложное расписание, например: уборка только в определённые дни недели, и в разное время). Робот сам в назначенное время включается и начинает уборку. После завершения уборки (или после практически полной разрядки аккумуляторов), робот самостоятельно находит станцию и подключается к ней для зарядки. Данная функция наиболее полезна когда часто никого не бывает дома, и если Вас раздражает звук работающего рядом пылесоса. В этом случае для владельца уборка роботом-пылесоса происходит незаметно.
Также в роботах обычно присутствует программа уборки «местная» — требующая ручного переноса робота в центр загрязнения, и ручного запуска, после чего производится короткая программа уборки на площади одного-двух квадратных метров (могут быть отличия в зависимости от модели).
Чистка По окончании одной или нескольких уборок, владелец должен освободить пылесборник робота-пылесоса (в некоторых моделях, пылесборник большого объёма находится в зарядной станции, и робот самостоятельно сбрасывает мусор в него). Периодичность очистки пылесборника зависит от его объёма, от чистоты и площади убираемой поверхности. Помимо очистки пылесборника, периодически требуется очистка щёток от намотавшихся на них волос и шерсти (по этой причине владельцам сильно линяющих домашних животных рекомендуется использовать пылесосы без турбощеток, или со специальными щётками для сбора шерсти).
Ориентация в пространстве
Большинство роботов-пылесосов используют случайный маршрут, выбирая поочерёдно один из алгоритмов: движение по прямой, движение по зигзагу, движение по спирали, движение вдоль стен, поворот на произвольный угол. Данный алгоритм не гарантирует, что по окончании уборки все комнаты будут убраны, и не гарантирует, что в рамках одной комнаты не останется неубранных участков. Однако при ежедневной длительной уборке, вероятность оставшихся неубранных участков стремится к нулю.
Более дорогие модели роботов строят в памяти карту помещения, и планируют оптимальный маршрут по этой карте — это позволяет существенно уменьшить длительность уборки.
Список датчиков, которые используются для навигации робота в пространстве: ультразвуковые дальномеры, как например у робота-пылесоса Статья на сайте Пылесос.com: «Пылесосы роботы» . В настоящее время практически не используются. контактные датчики препятствий — датчик на бампере позволяет регистрировать удары о стены, мебель. бесконтактные датчики препятствий — состоящие из источника инфракрасного излучения и измерителя величины отражённого сигнала. Позволяют роботу останавливаться в 1-5 см от препятствия, тем самым сохраняя себя и мебель от царапин. Из-за особенности конструкции, регистрирует препятствия только на определённой высоте (2-4 см от пола). Плохо реагирует на чёрные поверхности. «виртуальная стена», которая позволяет ограничить пространство уборки — источник узкого луча инфракрасного излучения, воспринимаемый роботом как препятствие. «координатор движения» — по сути, это «виртуальная стена», которая может включаться и выключаться самостоятельно (или по команде от робота). Служит для удержания робота в одной комнате до её полной уборки, после чего «координатор движения» выпускает робота из комнаты и не пускает обратно в уже убранную комнату. Используется для более эффективной работы роботов со случайным маршрутом. инфракрасные датчики в нижней части устройства, которые не позволяют устройству упасть с лестницы, как например у робота-пылесоса Roomba, Xiaomi Mi Robot Vacuum Cleaner. Из-за особенностей работы данных датчиков, роботы воспринимают чёрные поверхности (чаще всего — резиновые коврики) как непреодолимое препятствие (думая, что перед ними пропасть).