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认清这些扫地机器人性能后,享受智能家居时代的悠闲

认清这些扫地机器人性能后,享受智能家居时代的悠闲 卓茂仪器
2021-08-27
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导读:在进行扫地机器人的购买与选购?认准这些性能指标。


物联网时代下的家居场景,

给予居民消费者最直观的智能互联感受。


如何选购一款实用的扫地机器人?

标准答案是参考工业部发布的【QB/T 4833-2015《家用和类似用途清洁机器人》】。

作为我国现行考核扫地机器人产品性能指标的行业标准,该标准包括扫地机器人的全部产品性能指标:包括清洁能力(覆盖率、边角除尘能力、硬地板除尘能力)、越障能力、路径规划、遥控功能、运行声音、续航能力、定时功能等。

其中,清洁能力、路径规划、越障能力这三项性能指标,是体现一个扫地机器人清洁率的核心指标。


01 路径规划


导航方案是扫地机器人得以完成自动清扫的重要前提之一。目前扫地机器人多为规划式扫地机,通过定位技术,扫地机器人得以完成室内自主定位构图、规划清扫路线等前期准备工作,

为日后实际清扫工作合理规划清扫路线,提升清扫效率。


规划式清扫VS随机式清扫


扫地机器人产品多数搭载VSLAM图像位移定位技术和LDS激光导航定位技术,LDS激光导航定位技术的发展程度更成熟,定位更精准。国内的主流定位技术是LDS激光导航定位技术,超过60%的扫地机器人生产商都会选择搭载该技术。


市场产品搭载主流导航技术占比


02越障能力


作为扫地机器人一直为人诟病的问题,避障能力以及越障能力一直是厂商试图提高以及解决的技术问题。

目前主要的避障技术有:单/双目避障、机械避障、结构光避障、TOF避障等,因为涉及到障碍物的检测,其能力的大小和前文提及的路径规划的定位技术关联较为密切。

在众多避障技术中,单/双目避障主要通过摄像头拍摄影像后以避开障碍,机械避障则通过“横冲直撞”的暴力随机碰撞避障;结构光避障技术类似于人脸识别,可获取物体3D信息,具有精度高、环境适应性强等优点;TOF避障技术主要依据特制红光,通过计算光线发射和反射时间差或相位差,计算与被拍摄景物的距离,以便进行清洁工作。


03 清洁能力


在清洁功能上,扫地机器人,顾名思义,其主要清洁功能是实现针对地面垃圾的清扫。但是随着科技的进步,产品在应用上开始朝扫拖一体的方向发展。产品的功能设计开始从单一的扫地向扫地、拖地模式可选,以及扫拖一体发展。

扫地机器人的清洁效果与它的清洁组件密切相关。扫地机器人的清洁组件由边刷、吸口、滚刷组成。一般常提及到的“二段式清扫”是指扫地机器人的清洁结构由边刷和真空吸尘口组成。较为高端的产品会在边刷和吸尘口之间增设一个滚刷,形成“边刷+滚刷+吸尘口”的清扫结构,属于“三段式清扫”。


边刷数量影响清洁表现


04 吸力与电机


因为机器人运作时依靠“吸”来完成清洁工作,因此吸力大小也在很大程度上影响了清洁效果。

一般来说,吸口设计越窄小,风压就越大,吸力也就越强。

吸力与电机的性能关系巨大。电机的类型、功率、转速决定了扫地机器人的吸力大小。吸力的大小会直接影响清洁能力,直观体现在对于物体的清除能力上,吸力越大,对于大重量(相对于粉末、灰尘)物体的清除能力越强。考虑到吸力与噪音大小成正比,1500Pa左右的吸力可以满足一般家庭清洁所需,主流型号噪音在60dB左右。

除去边刷以及滚刷以外,扫地机器人内部的电机对于清洁效果影响是方方面面的。性能优异的吸尘电机通常具有转速高、吸力大、寿命长、噪音小的特点,因此我们在选购的过程中也可以将电机纳入考虑因素。

电机在扫地机器人中的应用会涉及到行走、吸尘、以及毛刷,精巧的的避障动作以及边刷清扫工作都需要电机带动实现。在电机的种类选择上选用无刷电机更为适合,这种电机具有效率高、功率大、体积小、控制精度高等特点,扫地机器人选用无刷电机,工作时长一般可以达到20000小时,可供使用7-10年。


无刷电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体产品。无刷电机的特点使得它可以被应用在紧密电子设备器具、工业自动化设备、汽车以及现代家电中。

无刷电机被广泛应用于各类机器设备,涉及的行业众多,因此产品电机的性能测试要求一般较高。目前市场主流电机性能测试需求大同小异,主要是电感测试、绝缘测试、匝间测试、DCR直流电阻测试、空载性能测试等。

下面以卓茂无刷电机性能综合测试系统举例介绍这几项基本的电机性能测试。


 05 电机性能测试


电感测试

电感是闭合回路的一种属性。电感是衡量线圈产生电磁感的物理量,在电路中,当电流经过产生的磁场除以电流的大小,我们称这个量为电感,主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。进行电感测试时常会通过加电流模拟电感在实际电路流过的情况,通过电感值的变化,观察电感的偏流特性。


卓茂仪器电感测试技术参数表


绝缘测试

绝缘问题是引起电气设备发生故障的主要因素,绝缘性能的好坏还在一定程度影响设备的寿命。绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标,高压电气设备投运前应当在事先对其进行绝缘试验,以保障电力系统的安全稳定运行。电气绝缘不仅是包着电线的塑料聚合物材料,它是由电缆绝缘层、套管绝缘、线管内空间、马达和通用设备组成的完整系统。机械压力、污染和温度变化都能使得这些组件随时间恶化,使电流发生漏泄。工业上通常采用加压的方式检测是否有电流渗漏。


卓茂仪器绝缘电阻测试技术参数表


匝间测试

“匝”是指某个圈内铜线之间的关系,常见的匝间短路也就是指定子端部绕组的同相线圈之间由于电磁倍频振动,导致线圈绝缘磨损损伤而发生匝间短路的故障。如果匝间问题较大,短路线匝内产生环流会导致线圈发热,并损坏邻近导线的绝缘,扩大故障范围。


卓茂仪器支持≥10uH匝间绝缘测试


直流电阻测试

直流电阻指的是每相绕组的直流电阻值,测量直流电阻是直流无刷电机出厂检验、交接试验、预防性试验工作中的必测项目。检测目的是为了确保电气设备绕组或线圈的质量及回路的完整性,避免因为制造或运行中因振动而产生的机械应力等原因而造成导线断裂、接头开焊、接触不良、匝间短路等缺陷,能够有效提高产品质量和防止电力事故的发生。


卓茂仪器直流电阻测试技术参数表


空载特性测试

电机空载特性试验是指电动机不带负载,在定子绕组上加额定电压,测其空载电流和空载损耗的试验。空载电流以实测的空载电流I0占额定电流Ie的百分数来表示,记为IO。当试验测得到的数值与设计计算值、出厂值、同类型变压器或大修前的数值有显著差异时,应查明原因。


卓茂仪器直流无刷电机性能综合测试界面


卓茂仪器无刷电机综合性能测试系统是专为无刷电机设计、研发的自动化测试系统。系统集交流耐压、绝缘电阻、匝间耐压、直流电阻、空载特性、低压启动、堵转、 转向等测试于一体,性能全面,适用于市面上98%的电机的性能测试。



卓茂仪器,从关注产品研发开始,助力生产测试严谨高效。

 

 



卓茂仪器 · 华南总部(中国)


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