智能扫地机器人的工作原理和构成

随着“懒人经济”快速发展，现在很多年轻人家中配置了智能扫地机器人产品，它通常具有清扫、吸尘、擦地、智能提醒等功能，通过滚刷高速旋转形成真空，利用高速气流将垃圾吸入，然后收集在布袋中，经过滤网净化后的空气冷却电动机，并最终排出扫地机器人。操作便捷，小巧方便，成为家居重要消费电子产品。

智能扫地机器人一般包括金属材料、塑料、包材、零部件以及相关辅件等，元器件部分主要包括芯片、传感器、电机、电子元器件、锂电池、激光雷达、控制器、减速器、执行器、地刷等。智能扫地机器人是由哪些产品组成，它通常需要哪些分立器件产品？本期，合科泰给大家捋一捋。

智能扫地机器人的工作原理和构成

智能扫地机器人的核心是自主导航，技术壁垒是非常高的。扫地机器人的工作环境是由已知的静态障碍物和动态障碍物，如人、宠物等组成，自主导航技术涉及定位、路径规划算法和传感器技术，技术的复杂性较高，非常关键，对产品性能影响巨大。扫地机器人通常有几大模块组成，比如机器人前端的控制模块区，这个部分主要有电脑板块、传感器、电池、接线板和开关等部件，垃圾存放区，这部分主要有吸尘器、灰尘盒、毛刷、拖板和拖布等部件，产品的运动部件装配区，这部分主要有电机、风机、传动装置和配重部件等。这种产品就是一个自动化的可移动装置，外佳有集尘盒的真空吸尘装置，控制发出指令为机身设定对应的控制路径，让其在室内反复行走。

扫地机器人系统一般包括电池管理系统、电源管理、电机驱动系统和传感器及信号调理、人机交互界面等。

电池管理部分可采用多节锂电池串联，这部分包括电池保护和充电管理，可能用到电源管理芯片和电阻电容产品。锂电池为了保证电池安全和寿命，对充电过程分为四个阶段，涓流充电（低压预充）、恒流充电、恒压充电和充电终止，配置电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等功能。很多产品采用4.5V至24V的宽输入输入电压范围，支持1-4节的电池，可编程输入电流限制、充电电压、充电电流和最小系统电压调节。合科泰产品1117/A-3.3线性电源IC具有稳定的电压调节能力，宽温级范围，产品稳定可靠，非常适用于智能机器人产品。

在电池保护和电量计部分，这个可能用到专用锂电池保护IC。根据用户不同需求，可能包含过压/欠压保护，放电过流/短路保护，过温/欠温保护，放电过流/短路保护，电量计算，电压电流温度的全面的保护等功能。

在智能扫地机器人中的电源管理部分会有降压稳压过程，稳压提供给外置模块、传感器以及相关逻辑电路。5V电压经过二级降压到3.3V或者1.8V等，合科泰的LDO稳压器产品可帮助电路实现稳定降压。在同步整流和非同步整流电路部分，桥堆以及稳压二极管等产品可以发作用。合科泰的LDO具有低噪声和静态电流低、低功耗以及稳定等特点。

在扫地机的电机驱动部分，通常亦直流有刷电机和无刷电机，电机通常需要TVS管保护，对这类产品要求是耐压能力大而稳定，开关损耗小，电机部分可以用合科泰的MOS管进行开关，实现对电机的控制。实现扫地机器人的主轮的正转、反转、刹车、空挡滑行等。合科泰的HKTG40C40可满足要求。

在传感器和信号调理部分，智能扫地机器人通常需要实现避障传感、沿墙传感、悬崖检测、虚拟墙检测、碰撞传感、里程检测，、动回充检测等功能，这对于电路要求，开关速度更高频，更快高效。

很多扫地机还需要LED驱动和显示部分，这也需要很多二极管和三极管产品实现显示驱动，合科泰MMBT5551、SS34L等产品可以满足。

目前，智能扫地机器人基本满足高频、自动化、全面清扫等浅度清洁需求，未来有望进一步拓宽应用场景，如成为具备家庭伴侣，实现影音娱乐或具备家庭安全管家等功能。近年来，AIoT等技术的应用使得扫地机器人更加智能和强大，清洁更加精准、深度和高效，对于供应产品而言，元器件产品需要更加小型化、智能、低功耗，满足客户需求。