Устройство робота-пылесоса. Что внутри робота-уборщика?
На примере робота-пылесоса Mi Robot Vacuum-Mop (SKV4093GL, STYTJ01ZHM) ознакомимся с конструкцией и основными элементами бытового робота-уборщика, как ещё называют данные устройства.
Не обзор и не тест, а полноценная разборка аппарата с большим количеством фотографий внутренних узлов и деталей!
Конструкция робота-пылесоса. Общие сведения.
Робот-пылесос – это комбинированный прибор. Основой его является трёхколёсная тележка-шасси с двумя ведущими колёсами и одним опорным. Тележка оснащена автономным источником питания и электронной вычислительной системой с набором датчиков. Назовём эту часть робота-пылесоса роботизированным самоходным шасси.
Программное обеспечение, которое позволяет роботизированной тележке определять своё местоположение и строит карту помещения базируется на методе SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).
Вторая часть робота-уборщика – это система сбора мусора и фильтрации. Она является частью конструкции робота-пылесоса и выполняет главную функцию устройства – уборку помещения.
Поскольку рассказ об устройстве робота-пылесоса получился объёмный, то для удобства он был разбит на несколько частей. Для начала разберёмся с самоходной роботизированной тележкой-шасси.
Роботизированная тележка-шасси робота-пылесоса.
Большинство роботов-уборщиков имеет круглую форму корпуса напоминающую большую шайбу. Это позволяет ему свободно разворачиваться на месте, а за счёт небольшой высоты заезжать под мебель. Минусом такой формы корпуса является то, что даже боковой щёткой робот-пылесос не сможет вымести весь мусор из углов.
Круглая форма корпуса не является единственной, что применяется в конструкции роботов-уборщиков. Но так или иначе, он будет иметь либо полукруглую форму, либо форму квадрата с закруглёнными углами.
Как уже говорилось, робот-пылесос представляет собой самоходную тележку-шасси в которой установлены:
-
Аккумуляторная батарея (АКБ);
-
Плата управления (материнская плата);
-
Набор датчиков и сенсоров для ориентации в пространстве;
-
Узлы системы сбора мусора и фильтрации.
Последние два пункта рассмотрены отдельно. Подробности доступны по указанным ссылкам.
-
Часть №2. Датчики робота-пылесоса;
-
Часть №3. Система сбора мусора робота-пылесоса.
Некоторые из перечисленных узлов робота-уборщика показаны на следующих фото.
Всенаправленное колесо.
Всенаправленное колесо не имеет электрического привода. Состоит из колеса на оси установленного в пластиковый держатель. Сам держатель крепится к корпусу с помощью металлического штыря с выемкой для фиксатора.
В некоторых моделях роботов-уборщиков вместо всенаправленного колеса установлен ведущий ролик с датчиком пройденного пути.
Мотор-колёса.
С помощью двух мотор-колёс робот-пылесос передвигается по помещению.
Вот так выглядит левое мотор-колесо от Mi Robot Vacuum-Mop.
Внешний вид правого мотор-колеса.
Каждое мотор-колесо выполнено в виде модуля, который состоит из электродвигателя и редуктора.
Также на каждом модуле установлен шестиконтактный разъём для подключения к материнской плате и датчик опрокидывания – кнопка без фиксации (микропереключатель).
Датчик опрокидывания работает следующим образом. В конструкции модуля есть пружина, которая выталкивает колесо наружу. При установке робота-пылесоса на горизонтальную поверхность, колёса входят внутрь под тяжестью корпуса. Между поверхностью пола и днищем устройства остаётся небольшой зазор.
При поднятии или переворачивании робота-пылесоса колёса отпружинивают. Упор перестаёт давить на лапку, которая прижимает толкатель микропереключателя и его контакты замыкаются.
Это даёт сигнал о том, что произошла нештатная ситуация. Поскольку датчик-кнопка есть на каждом мотор-колесе, то управляющая плата различает какое из колёс изменило своё вертикальное положение.
В некоторых моделях роботов-пылесосов мотор-колесо оснащается энкодером, с помощью которого определяется угол поворота колеса.
Аккумуляторная батарея.
В качестве автономного источника питания в роботах-уборщиках применяются перезаряжаемые литий-ионные батареи (Rechargeable Lithium-Ion battery Pack).
Как правило, они состоят из нескольких литиевых ячеек формата 18650 и дополнены платой защиты. Всё это упаковывается в пластиковый корпус и подключается к материнской плате многоконтактным проводом с разъёмом.
Чтобы добраться до литий-ионной батареи робота-пылесоса Mi Robot Vacuum-Mop потребуется открутить шурупы крепления нижней крышки и снять её. Батарея расположена в основании корпуса между турбощёткой и зарядными контактами.
С материнской платой батарея соединяется посредством разъёма. Отсоединив его аккумуляторную батарею можно отключить от управляющей платы и полностью обесточить робот-пылесос. Это может потребоваться при ремонте или обслуживании аппарата.
Модель батареи: P1904-4S1P-MM. Номинальное напряжение 14,4V. Ёмкость 2,4 Ah. Мощность 34,56 Wh. Расчётное время работы на одной зарядке 1,5 часа.
Также на днище корпуса робота-пылесоса имеется два зарядных контакта. С их помощью он подключается к зарядной док-станции для подзарядки. Зарядные контакты соединяются с материнской платой на которой смонтирован контроллер заряда батареи.
Плата управления (материнская плата).
Вся управляющая роботом-уборщиком электроника сосредоточена на материнской плате. Большая часть элементов на плате залита прозрачным герметиком.
Ядром вычислительной системы является четырёхъядерный процессор MR133 (AllWinner). Он разработан специально для применения в роботах-уборщиках и поддерживает SLAM/VSLAM.
Датчики, двигатель турбины, динамик, зарядные контакты и контакты подключения модуля влажной уборки соединяются с основной платой с помощью разъёмов, размещённых по периметру передней части платы.
Мотор-колёса, литиевая батарея и двигатель турбощётки подключаются с помощью разъёмов запаянных на плату с нижней стороны материнской платы.
Подробное описание материнской платы робота-пылесоса Mi Robot Vacuum-Mop.
Динамик-оповещатель.
Робот-пылесос оснащён функцией голосового оповещения. С помощью небольшого встроенного динамика умный аппарат осведомляет своего владельца и окружающих обо всех операциях, которые собирается производить.
Приятный голос сообщает о том, что устройство приступает к уборке, спешит на подзарядку, столкнулось с ошибками и даже информирует о поломках.
Динамик оповещатель установлен в задней части корпуса рядом с турбиной робота-пылесоса. Вот так он выглядит.
При желании функцию голосового ассистента можно отключить через мобильное приложение или же уменьшить громкость.
Главная » Мастерская » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать: