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智能掃地機器人的保護解決方案

自從美國 iRobot 在 2002 年推出全球第一款掃地機器人之后，掃地機器人開始風(fēng)靡全球。由于家庭清潔是智能掃地機器人獨自完成的，對于智能掃地機器人的生產(chǎn)廠家來說，除了產(chǎn)品的智能化，產(chǎn)品的可靠質(zhì)量對于消費者而言更加重要。本文重點討論智能掃地機器人的保護解決方案。　　近些年隨著計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)以及移動機器人技術(shù)的發(fā)展，很多智能系統(tǒng)開始運用到小家電中，其中有代表性的就是智能掃地機器人。自從美國 iRobot 在 2002 年推出全球第一款掃地機器人之后，掃地機器人開始風(fēng)靡全球，全球包括中國的消費者都可以在打掃家庭衛(wèi)生時享受到智能掃地機器人帶給我們的愉悅輕松感。由于家庭清潔是智能掃地機器人獨自完成的，在打掃衛(wèi)生時可能并沒有人來看管這些智能掃地機器人，碰到故障時機器人要能及時保護，同時在故障排除后能恢復(fù)正常工作。所以對于智能掃地機器人的生產(chǎn)廠家來說，產(chǎn)品的智能化固然重要，但是質(zhì)量可靠的產(chǎn)品對于消費者而言更加重要。本文重點討論智能掃地機器人的保護解決方案。　　一、TE connecTIvity 公司 PolySwitch 系列產(chǎn)品介紹　　TE connecTIvity 是全球最大的無源器件專業(yè)提供商，同時也是全球最大的電路保護器件專業(yè)供應(yīng)商，它是高分子材料正溫度系數(shù)電阻的發(fā)明者，其過流過壓保護器件廣泛應(yīng)用于消費電子、IT、通信、工業(yè)、汽車等多個領(lǐng)域。　　在過流保護方面，泰科電子提供 PolySwith 自恢復(fù)元件，在過壓保護方面，泰科電子提供 GDT 氣體放電管和 PESD/SESD 靜電保護元件，此外，泰科電子還提供綜合保護元件 2Pro 和 PolyZEN，MHP，RTP 等眾多產(chǎn)品。　　TE connecTIvity 有眾多的 PolySwitch 型號可供用戶選擇，比如 Radial-leaded、Surface-mount和 LVR 系列可復(fù)位電路保護元件，它們是專門用于防止商用和家用電器中使用的馬達和變壓器因過載、過熱、堵轉(zhuǎn)、零線故障和其它潛在因素導(dǎo)致的損壞的器件，以及電池上專用的Strap 封裝可復(fù)位電路保護元件等。　　TE connecTIvity 公司 Radial-leaded、Surface-mount 和 LVR系列產(chǎn)品包括了多種額定值為 16VDC，24VDC，30VDC，72VDC 乃至 110VAC 和 240VAC線電壓等級產(chǎn)品，這些產(chǎn)品阻抗低、動作時間快、體積小并具備可復(fù)位功能，有助于電路設(shè)計者推出安全和可靠性良好的產(chǎn)品，并且減少了保修期內(nèi)的修理費用。　　與一次性使用的保險絲不同，PolySwitch 元件無需在發(fā)生故障后進行更換。在過電流狀況排除以及供電斷開后，電路將恢復(fù)至正常的運行條件。與雙金屬型斷路器產(chǎn)品相比，PolySwitch具有更高的靈活性、更長的使用期限以及更低的電磁干擾(EMI)。　　二、智能掃地機器人介紹　　智能掃地機器人利用了超聲波測距的原理，通過向前進方向發(fā)射超聲波脈沖，并接受相應(yīng)的返回聲波脈沖，對障礙物進行判斷，通過 MCU 或者 DSP 為核心的控制器實現(xiàn)對超聲發(fā)射和接受的控制，并在處理返回脈沖信號的基礎(chǔ)上加以判斷，從而選出一個優(yōu)化的路徑，通過驅(qū)動器驅(qū)動兩個步進馬達，帶動驅(qū)動輪而實現(xiàn)行走功能。同時，由其自身攜帶的吸塵部件，對經(jīng)過的地面進行吸塵清掃。　　通常智能掃地機器人由移動機構(gòu)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、清掃系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)五部分構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，移動機構(gòu)是智能掃地機器人的主體，它決定了機器人的運動空間，家庭用的掃地機器人一般采用輪式機構(gòu)。感知系統(tǒng)一般采用超聲波傳感器、接觸和接近傳感器、紅外線傳感器等來感知外部錯綜復(fù)雜的環(huán)境信息?？刂葡到y(tǒng)是通過以上各種傳感器的使用，得到機器人控制所需要的各種信號，這些信號被送到控制器，由控制器進行存儲、運算、處理，然后發(fā)出相應(yīng)命令通過執(zhí)行機構(gòu)使智能掃地機器人的機械本體完成規(guī)定動作。清掃系統(tǒng)一般有主地刷、邊刷和吸塵器，主地刷和邊刷用于強力清掃地板上的吸附物，吸塵器吸取地板上較小的物體。電源系統(tǒng)是指智能掃地機器人的供電方式，由于掃地機器人是以自主方式工作的，因而所用的電源為采用隨機身攜帶的蓄電池，這樣不但可實現(xiàn)無人控制，而且工作時較靈活，一次充電可以連續(xù)工作幾個小時。　　　　圖1 智能掃地機器人的原理框圖

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