無需我們動手操作，確實是打工人救命的清潔神器。那這個機器人是怎麼工作的呢？讓我們像工程師一樣思考，看看掃地機器人是怎麼設計出來的吧。

收集垃圾碎片需要的核心元件是一個真空泵，就像一個普通的吸塵器一樣，機器人移動靠著兩個輪子和一個小腳輪，由於真空泵的開口長度太小，所以還需要一對廁刷和一個滾刷來配合進行掃地清潔。依靠這幾個刷子就能輕鬆將遇到的垃圾碎片引導到西城口有效的清潔大範圍的區域。另外房間角落的清理也全靠這兩側刷，再配合一個用於拖地的拖把附近，這個掃地機器人終於可以大顯身手了。

它可以透過控制儲水式的壓力，始終保持溼潤的抹布清除地板上的頑固汙漬，同時機械掃地裝置負責收集垃圾碎片，實在是完美的二合一懶人套件。但這個機器掃地沒問題，但卡在了椅子這裡動不了了。接下來我們就需要他能夠檢測到椅子，然後自動改變軌跡。這個光學限位開關就是讓這臺機器變智慧的關鍵。將它安裝在掃地機器人的錢半球上後，當機器人的前部保險槓撞到一個物體時，這個限位開關就會被觸發，然後產生一個電子訊號，這時掃地機器人的大腦智慧控制器就會來處理這個訊號。

智慧控制器在接收到障礙物訊號後，馬上透過控制各個輪子的轉速，實現機器人的轉向操作，以繞過椅子或其他障礙物。雖然解決了障礙物問題，但靠著掃地機器人的。隨機瞎逛肯定不行，既不能有效地覆蓋整個房間，還會消耗時間和電量。這就需要給他規劃一條最有效的掃地路徑，這個路徑設定了許多直角轉彎和避免重疊的縱向距離，以完美覆蓋全屋空間。

為了讓機器人正確沿著路徑前進，就需要再新增一個陀螺儀感測器和車輪編碼器。當機器人撞上這面牆時，陀螺儀感測器將幫助他們準確的進行直角轉彎兒。為了正確沿著路徑行走，車輪編碼器負責透過計算車輪的旋轉來控制機器人的正確前進。依靠這些感測器現在能夠清理這個房間了，但椅子仍然是個問題。由於機器人無法區分椅子和牆壁，並且在程式中設定的是在撞到障礙物後進行直角轉彎，所以掃地機器人的清掃區域就會漏下這個區域。為了解決這個問題，就需要再增加一個鐳射雷達感測器，這種氣會持續發射鐳射脈衝再返回，脈衝的幫助下，機器人在轉向時就會測量出它與障礙物周圍的距離，同時為整個房間創建出一個包括障礙物在內的二維地圖。

透過智慧演算法，掃地機器人就可以很容易地規劃出有效的清潔路徑了。掃地機器人現在終於可以區分牆壁和椅子了，我們還可以使用APP設定出他需要清掃的和無需清掃的區域，另外什麼時間開始清掃這樣的功能都可以設定。

那如果掃地機器人遇到凸起的地板平臺該怎麼辦呢？可以看到它爬個兩釐米高的平臺是沒問題的，如果再高一點它就無能為力了。所以兩釐米就是這個掃地機器人能透過的最大高度。但接下來掃地機器人又遇到了新問題，前方高能出現了樓梯，負責探路的鐳射雷達根本檢測不到這個下降的樓梯，導致自信的機器人很有呢一腳踏空摔成了零件，這種情況必須解決，所以工程師又在機器人的邊緣加裝了三個光圈感測器，每個感測器由一個紅外光發射器和一個光電檢測器組成。

紅外光發射器發出一束紅外光，這是光從地面反射回來，被光學探測器接收到，智慧控制器會實時測量反射光的距離。當機器人有掉下去的危險時，智慧控制器就會立即發出停車指令，然後控制電機改變方向，在危險的邊緣拯救了我們的掃地機器人。但挑戰還沒有停止，掃地機器人在遇到這些雜亂的電線時又被卡住了。

由於鐳射雷達感測器只是一個二維的探測器，它無法發現這種低矮的小型障礙物，像衣服、玩具、寵物、粑粑等這樣接近地面的東西是無法避開的。這就需要在機器人的前部安裝一個攝像頭和一個內建的三維深度感測器，負責在三維空間中檢測前方區域並避開這個障礙物。

這種感測器可以精確檢測前方障礙物，但無法探測整個房間，所以只能利用感測器融合技術將鐳射雷達和攝像機系統獲得的資料結合起來，以獲得更精確的清潔路徑。當機器人需要充電時，它會沿著路徑自己返回充電站，而不必勞煩尊貴的人類去參給他插充電器。

這麼個小東西簡直是職場人任性偷懶安心躺平的天花板，要麼不用，用了就一定會愛上它，這裡是開通工作室，希望這個短片能給您帶來幫助，記得幫我們點贊，我們下期見。