跟著世界變得愈(yu)來(lai)愈(yu)自動化(hua)，利用通例立(li)式吸塵器(qi)干凈(jing)衡宇感到苦不堪言(yan)。自2002年首臺掃地機器(qi)人上市以來(lai)，干凈(jing)機器(qi)人的功用跟可用選(xuan)項大幅增長。事(shi)實上，許多(duo)優良機器(qi)人真(zhen)空(kong)吸塵器(qi)現階段已進入第六代。

鞭策這一變(bian)更的(de)因(yin)素(su)-無論是(shi)比(bi)方(fang)含意仍是(shi)字面含意-是(shi)使你的(de)古(gu)代掃地機器(qi)人(ren)流利運轉的(de)一個器(qi)件-機電(dian)驅動(dong)。猶如明天的(de)家用機器(qi)人(ren)助手(shou)一樣，電(dian)驅動(dong)的(de)尺寸連續(xu)縮小(xiao)，同時機能(neng)也正在進步。

正在本文中，我將回想真空機器人的次要(yao)特色跟以后趨(qu)向，和機電驅動若何資(zi)助知足這些(xie)要(yao)求。

展望(wang)未來，估(gu)計真空(kong)機器人將(jiang)變(bian)得沒有那么拙(zhuo)笨且運轉更快(kuai)。計劃尺寸也(ye)將(jiang)繼承(cheng)縮小，使他們(men)可能干凈諸如(ru)廚柜或低空(kong)隙家(jia)具之類的(de)狹(xia)小部(bu)位。

掃地機器人計劃應戰

電(dian)(dian)(dian)池壽(shou)命跟可(ke)靠(kao)性是真空機器(qi)人面對的兩(liang)大計劃(hua)應(ying)戰。大多數掃(sao)地機器(qi)人皆是電(dian)(dian)(dian)池供電(dian)(dian)(dian)的，并(bing)從電(dian)(dian)(dian)源座充電(dian)(dian)(dian)。掃(sao)地機器(qi)人的典范框圖(tu)如圖(tu)1所(suo)示。

機(ji)電(dian)(dian)是掃地(di)機(ji)器人的緊張(zhang)組成部分。若何驅(qu)動(dong)(dong)機(ji)電(dian)(dian)和利用(yong)何種機(ji)電(dian)(dian)驅(qu)動(dong)(dong)決意電(dian)(dian)池壽(shou)命跟可靠(kao)性。

讓咱們(men)回想(xiang)一下(xia)節制掃地機(ji)(ji)器人耗(hao)損的大部分功(gong)率的次要體(ti)系(xi)模塊、所波及的主(zhu)機(ji)(ji)電(dian)(dian)，和肯定哪種(zhong)機(ji)(ji)電(dian)(dian)驅動將節制并降低功(gong)耗(hao)的體(ti)系(xi)要求：

掃地機(ji)(ji)器人的(de)主吸力是(shi)經由過程一個運轉正在3到4A的(de)機(ji)(ji)電(dian)(dian)去實(shi)現的(de)，平(ping)常存在高(gao)達8A的(de)峰值電(dian)(dian)流。服從跟周全護衛是(shi)要害(hai)要求。該機(ji)(ji)電(dian)(dian)平(ping)常由無刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)(ji)驅動停止驅動，以降低樂音并提(ti)高(gao)效率。

兩個(ge)雙向(xiang)輪(lun)利用有(you)刷機(ji)電(dian)驅動(dong)。初(chu)期型號只能向(xiang)一(yi)個(ge)標的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)挪動(dong)，但雙向(xiang)輪(lun)正在(zai)解鎖機(ji)器人或使其(qi)從(cong)難題(ti)的(de)(de)(de)地位改(gai)變(bian)方(fang)向(xiang)時十分有(you)用。這些是(shi)低速機(ji)電(dian)，帶典1A的(de)(de)(de)典范均方(fang)根額定電(dian)流(liu)。與潤滑(hua)的(de)(de)(de)瓷磚或硬木地板(ban)比擬，須要更(geng)好的(de)(de)(de)扭矩正在(zai)諸如地毯等更(geng)粗拙的(de)(de)(de)地板(ban)類型挪動(dong)。另一(yi)個(ge)要害要求(qiu)是(shi)監控輸出電(dian)流(liu)，且(qie)若是(shi)電(dian)流(liu)連續較長時間，則向(xiang)微控制(zhi)器發送(song)反應，那能夠評釋真(zhen)空(kong)機(ji)器人卡住(zhu)了(le)。

主刷利用(yong)位于掃地機(ji)器人中(zhong)間的有刷機(ji)電，用(yong)于攪動(dong)跟(gen)拉動(dong)地板上的污(wu)垢。這是(shi)一款中(zhong)速機(ji)電，額外RMS電流(liu)約為3A。

在于掃(sao)地機(ji)器人跟(gen)品牌的類型，能夠有一(yi)個(ge)(ge)或(huo)兩個(ge)(ge)單向(xiang)側(ce)刷以中速運轉。這些側(ce)刷經由過程向(xiang)內朝向(xiang)機(ji)器人的中間扭轉而(er)將(jiang)污垢驅動(dong)到主刷上。RMS電流額定值1A。

我說起的大多數機(ji)電(dian)皆是有刷機(ji)電(dian)，RMS電(dian)流額定值從(cong)1A到3A沒(mei)有等，

正(zheng)在前幾代(dai)掃地機(ji)器(qi)人中(zhong)，跨分流(liu)電(dian)阻的(de)內部電(dian)流(liu)感到處置(zhi)懲罰輸出電(dian)流(liu)的(de)監測跟感到。這(zhe)些分流(liu)電(dian)阻器(qi)體積年夜(ye)，價(jia)格昂貴，占用(yong)了電(dian)路板上的(de)大批空間。利用(yong)外接粗笨(ben)的(de)高(gao)值分流(liu)電(dian)阻也(ye)會(hui)增長(chang)功(gong)耗，從(cong)而削(xue)減(jian)機(ji)器(qi)人的(de)電(dian)池利用(yong)工夫。

圖3所示為初期一代掃地機器人的框(kuang)圖，此中DRV8870須(xu)要內部分流電阻去感應電流，而內部放大器則須(xu)要向MCU發送(song)反應。那須(xu)要額(e)定的電路(lu)板空間，增長(chang)本錢，并(bing)增長(chang)了布線(xian)復雜性跟保護。

將(jiang)DRV8870替代為(wei)DRV8874或DRV8876無(wu)需感到(dao)電阻跟(gen)放大器，由(you)于電流感到(dao)反應正在外部(bu)產生(sheng)，如圖(tu)2所示。

圖(tu)2：驅動雙向(xiang)機電，將DRV8870替代為DRV8874或DRV8876的示例

圖3所示為DRV8870跟(gen)DRV8876之間(jian)分流電阻尺(chi)寸的減小(xiao)。

若(ruo)是機電須要為(wei)雙向(xiang)型，則驅(qu)動須要兩個輸入，以利用兩個MCU管腳驅(qu)動機電。

掃地機(ji)器人借存在單向側刷。利用單向驅(qu)動時，DRV8874或(huo)DRV8876只須要一個(ge)輸入(ru)管腳(jiao)，從(cong)而削減MCU引腳(jiao)，如圖4所示。

DRV8874跟DRV8876存在多(duo)種劣(lie)勢(shi)，可延長電池壽命跟可靠性(xing)。集成電流(liu)感到無需(xu)外(wai)接分流(liu)電阻器，節儉(jian)了資料(liao)本錢(qian)跟空(kong)間(jian)，同時顯(xian)著(zhu)削減了計劃工作量。

電(dian)流(liu)(liu)感(gan)到(dao)的(de)增(zeng)長(chang)也(ye)無需用于反應的(de)外接增(zeng)益放大器。這些器件的(de)低就寢電(dian)流(liu)(liu)跟無重(zhong)大的(de)分流(liu)(liu)電(dian)阻有助于降(jiang)低功耗并延(yan)伸(shen)真(zhen)空機器人(ren)的(de)電(dian)池壽命(ming)，而(er)外部電(dian)流(liu)(liu)感(gan)到(dao)可實(shi)現自動失(shi)速監控，以(yi)肯定機電(dian)是(shi)不(bu)(bu)是(shi)卡正在某個地位，或(huo)許是(shi)不(bu)(bu)是(shi)有車輪老化或(huo)磨損(sun)。要(yao)相識(shi)有關外部電(dian)流(liu)(liu)感(gan)到(dao)跟IPROPI的(de)更多(duo)信息，請參閱技(ji)巧(qiao)文檔(dang)[1]。

DRV887x系(xi)列有刷機電采取(qu)Pin-2管(guan)腳(jiao)RDS(on)可擴展型，可籠罩高達(da)10A的寬規(gui)模(mo)峰值電流。DRV8876采取(qu)3mm×3mm四(si)方扁平(ping)無管(guan)腳(jiao)封裝(zhuang)。

跟著掃地機器人的(de)(de)實(shi)用(yong)性增(zeng)長，它們的(de)(de)功耗跟再(zai)充電(dian)所需的(de)(de)工夫也增(zeng)長。經由(you)過程增(zeng)添(tian)集成功用(yong)，DRV8876跟DRV8874可正在(zai)節(jie)儉空(kong)間跟本錢的(de)(de)同時(shi)降低整(zheng)體(ti)功耗，從而有助于辦理公用(yong)事業(ye)面對的(de)(de)應(ying)戰。

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