扫地机器人如何实现自动清扫？

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扫地机器人是一款能自动在室内地面进行移动，并利用内置的传感器和程序规划清扫路径，从而完成地面清洁任务（如灰尘、毛发、碎屑等）的智能家用电器。

（图片来源网络，侵删）

它通常具备以下核心功能和特点：

核心工作原理

自主移动与导航:
- 随机碰撞式（早期机型）： 通过碰撞传感器感知障碍物，然后随机改变方向清扫，这种方式覆盖率较低,容易遗漏区域。
- 路径规划式（主流机型）： 这是现代扫地机器人的关键，它们通过搭载各种传感器来构建地图，并规划出高效的清扫路径。
  - SLAM技术（同步定位与地图构建）： 这是核心算法，机器人一边移动，一边通过激光雷达（LDS）或视觉摄像头（VSLAM）扫描周围环境，实时绘制出房间地图,并确定自己在地图上的位置。
  - 常用传感器：
    - 激光雷达 (LDS): 发射激光束测量距离，精度高，建图快,是高端机型的标配。
    - 视觉摄像头: 拍摄环境图像,通过AI算法识别特征点来定位和建图。
    - cliff传感器（悬崖传感器）： 防止从楼梯或台阶上跌落。
    - 碰撞传感器： 感知墙壁和家具,进行缓冲和转向。
    - 沿边传感器： 沿着墙壁、家具边缘进行重点清扫。
清洁系统:
- 主刷: 位于机器人中部，负责将地上的大颗粒垃圾（如头发、灰尘、碎屑）卷起来,送入尘盒。
- 边刷: 位于机器人两侧，负责将墙角、家具边缘的垃圾扫向主刷的清扫范围。
- 吸力: 内置的电机产生强大的吸力,将卷起的垃圾吸入尘盒。
- 拖地功能（二合一或三合一机型）：
  - 旋转加压拖地： 模拟人手加压拖地,通过高频振动或旋转对地面进行深度清洁。
  - 电控水箱： 内置水箱，通过控制出水量来调节拖地湿度,防止地板过湿。
集尘系统:
（图片来源网络，侵删）
- 尘盒： 用于临时收集垃圾,需要定期手动清理。
- 自动集尘座（高端功能）： 机器人清扫完毕后，会自动返回基站，基站内的强力吸力会将尘盒里的垃圾吸入一次性集尘袋中，用户通常只需1-2个月更换一次集尘袋即可,彻底解放双手。

主要优点

解放双手，省时省力： 这是最核心的价值，设定好程序后，机器人可以自动完成清扫,无需人工干预。
高效清洁： 相比人工，机器人可以更频繁地进行日常清扫,保持地面时刻洁净。
智能便捷：
- 手机App控制： 可以通过手机App远程启动、设置禁区、查看清扫地图、设置定时清扫等。
- 语音控制： 兼容主流智能音箱（如小爱同学、天猫精灵、Siri、Google Assistant等）,一句话就能指挥它工作。
- 自动充电： 当电量低时，机器人会自动返回充电座进行充电，充完电后,部分机型还能自动回到断点继续清扫。
适用性强： 适合各种硬质地面，如瓷砖、木地板、大理石等，对于有宠物、有小孩的家庭,能有效处理毛发和食物残渣。

局限性

无法完全替代人工：
- 无法处理大件垃圾： 遇到袜子、数据线、大纸团等可能会缠绕主刷或造成堵塞。
- 无法深度清洁： 对于顽固污渍、地毯深层灰尘的清洁能力有限。
- 需要预处理环境： 建议在清扫前将地上的小物件（如数据线、拖鞋、玩具）收起,以免影响清扫效果或损坏机器人。
维护成本： 虽然省了打扫的时间，但需要定期清理尘盒、清洗滤网、清理主刷和边刷上的缠绕物，自动集尘座虽然方便，但需要定期购买集尘袋,属于持续性耗材。
对复杂环境挑战： 在光线昏暗或家具布局复杂多变的房间里,建图和导航可能会遇到困难。