智能清洁新势力：扫地机器人全解析
DOUCI冬蚕生活科技
2024-09-26
一、扫地机器人：家居清洁新宠
（一）市场需求的崛起
随着人们生活节奏的加快和对生活品质要求的提高，扫地机器人的市场需求不断增长。据研究数据表明，目前扫地机器人市场呈现出高速增长的态势，销量年复合增长率近 60%。2020 年中国扫地机器人销售额为 94.1 亿元，同比增速 22%。新冠疫情影响下，居家时间增多，人们对家庭卫生清洁的重视程度提高，扫地机器人受到追捧。同时，“懒人经济” 的驱动下，用户对于 “解放双手、减少干预” 的需求日益增加，扫地机器人正好满足了这一需求。
（二）功能特点概述
扫地机器人具有自动清扫、智能导航、避障等功能。它可以脱离人的操作，具备全屋规划、自动回充、防跌落、防碰撞等功能，在无人看护的情况下自行完成清洁任务。现在的高端扫地机器人甚至能识别地毯和硬质地板，自动调整吸力。扫地机器人的智能导航技术主要有激光导航和视觉导航。激光导航技术成熟，精度高，但成本也高，且地图缺乏语义信息。视觉导航成本较低，潜力大，但对光线要求高。此外，扫地机器人还能在不同场景下应用，如家庭、公共场所、工业领域和商业领域。在家庭中，它能清扫沙发下、床下等不易清扫的区域，对毛发、灰尘等垃圾清理效果好。在公共场所，能保持卫生清洁。在工业和商业领域，能提高清洁效率，节省人力成本。
二、工作原理探秘
（一）吸尘机制
扫地机器人能够吸进垃圾主要是依靠其内置的电动机。当电动机高速旋转时，会在扫地机器人内部形成真空状态。此时，通过吸入口，地面上的垃圾会被强大的吸力吸入到扫地机器人内部。一般来说，扫地机器人会搭载一个直流无刷（BLDC）或者交流无刷（BLDC）的风机。这些风机具有高效率、低噪音和低能耗等优点。当灰尘和垃圾被吸入到扫地机器人中时，它会进入一个集尘盒或过滤器中进行存储。这些集尘盒或过滤器通常采用高效过滤介质制成，可以有效地去除空气中大部分灰尘颗粒，并保持空气的清洁。例如，在一个标准的扫地机器人中，集尘箱可容纳的尘土数量通常在 0.5 到 1 升。
（二）导航系统分类
激光导航：
特点：激光导航的扫地机器人是通过 LDS 激光雷达扫描来判断自己的位置。通过高速旋转发射激光，再通过激光发射后触及障碍物反射回来的时间判断自己和障碍物之间的距离，从而判断相对位置，实现定位。
优势：定位精度高，即使是无光环境也能精准定位，应用年限长，技术成熟，价格便宜。
不足：一是激光雷达要频繁转动、易损概率更高，二是探测到落地窗、落地镜、花瓶等高反射率物体会存在误差。
视觉导航：
特点：视觉导航的扫地机器人是通过摄像头来实现定位的。搭载这种定位系统的扫地机器人顶部会有一个摄像头，通过复杂的算法让机器人能够通过感知由亮度不同的光点组成的光学图像来进行定位。
优势：硬件成本低，潜力高，结合图像识别等人工智能算法的迭代，可以提高建图速度和精度，能够实现自动避障，甚至能够构建动态地图，实现对动态障碍物的避让。
不足：对光线要求高，单纯依靠视觉技术实现定位在光线昏暗甚至无光环境下会失灵，软件算法的成本比较高和复杂，需要强大的软件算法技术，目前行业里也很少有把摄像头导航做的像激光雷达一样精准的品牌。
三、选购要点指南
（一）功能类型考量
目前市场上的扫地机器人主要有单扫地、扫地 + 拖地和扫拖一体机三种类型。单扫地功能的机器人只能进行吸尘清扫，对于有拖地需求的用户来说不够实用。扫地 + 拖地类型的机器人虽然增加了拖地功能，但不能自动清洗拖布，需要人工频繁清洗拖布，使用起来比较麻烦。而扫拖一体机则配备了基站，能够实现自动集尘、换水、拖布清洗等功能，大大解放了双手。例如科沃斯的全能基站，模拟仿滚筒洗衣机的洗衣原理，通过反复的润、拖、挤、甩拖布，加上内循环热风烘干，可以避免细菌和异味的滋生，并且 10 秒快速集尘，3L 超大尘袋，90 天免倒垃圾。因此，推荐消费者选择扫拖一体机。
（二）导航方式选择
扫地机器人的导航方式主要有陀螺仪导航、视觉导航和激光导航。陀螺仪导航成本相对较低，但导航精度较差，在面积较大的环境中误差较大。视觉导航通过摄像头感知光学图像进行定位，可以识别清洁区域是否干净，但在光线不足时难以正常工作。激光导航则可以在昏暗环境下工作，其中 LDS 激光导航通过发射激光束并测量反射时间来绘制环境地图，实现定位和导航；dToF 激光导航使用雷达技术测量激光束的返回时间，获取深度信息，得到立体的 3D 模型，是目前最好的导航方式，但价格相对较贵。总的来说，激光导航优于视觉导航和陀螺仪导航，推荐消费者选择激光导航，尤其是预算充足的情况下可以选择 dToF 激光导航。
（三）避障技术对比
视觉避障通过摄像头和图像处理算法感知环境并避开障碍物，准确性相对较高，但在光线不足及复杂情况下受影响明显。3D 结构光避障利用 ToF 技术，对环境感知和避障，基于深度信息识别障碍物和规划避障路径，对环境光要求低，避障精度更高，但价格相对较高。如果预算较高，可以选择 3D ToF 避障技术的扫地机器人；如果预算有限，视觉避障也能满足一定的需求。
（四）续航与噪音
续航方面，扫地机器人一般采用锂电池技术，充电速度快，使用寿命相对较长。一般续航达到 2 小时就可以完成 140 平左右房间的清扫。水箱一般 200ml 左右可满足大部分家庭清洁需求。在选择时，虽然一些扫地机器人可以自动回基站充电、加水，但需要时间较长。消费者可以根据家庭面积和清洁需求选择合适续航的产品，减少使用中频繁充电、加水的情况，提升工作效率。噪音方面，扫地机器人在工作时会有一定噪音，消费者可以尽量选择白天无人在家时启动，同时选择噪音较小的产品。
（五）清洁效果关注
扫地机器人由于结构问题，对边角的清洁能力相对较差。消费者在选购时，可以注意扫地机器人是否具有贴边设计，以及对边角的清洁效果如何。例如一些扫地机器人采用特殊的边刷设计或贴边清扫模式，能够更好地清洁边角区域。
（六）基站功能重要性
基站功能对于扫地机器人的使用便利性至关重要。自动上下水功能可以避免人工加水和倒污水的麻烦；自动集尘功能可以减少清理集尘盒的频率；自动清洗拖布功能可以保持拖布清洁，提高拖地效果。例如石头自清洁扫拖机器人 G10S Pro 的基站，不仅能自动集尘、洗拖布、补水、抑菌，还可选配自动烘干、自动上下水功能，实现集七大功能于一身。追觅 W10 Pro 在完成拖地后，自动在清洁坞中完成拖布的清洁，省事又省力。
（七）品牌与预算
预算不高的情况下，2000 元左右可以选择小米米家的扫地机器人。米家的千元机型配置上没有什么亮点，不过基本功能都具备，作为入门款来说，性价比还是不错的。3000 元左右价位里，科沃斯的扫地机器人是不错的选择。美的扫地机器人采用 AI 双视精准避障，可以实时识别和避让猫狗，3D 立体避障可以感知 55 种障碍物。云鲸的扫地机器人采用气旋导流式零缠绕滚刷，毛发缠绕率为 0%，还有 7800Pa 的大吸力。另外还有石头、追觅、海尔、以内等品牌，性价比也不错，消费者可以根据自己的预算和需求来选择。