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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廠家來說，除了產品的智能化，產品的可靠質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、人工智能技術、傳感技術以及移動機器人技術的發展，很多智能系統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，掃地機器人開始風靡全球，全球包括中國的消費者都可以在打掃家庭衛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正常工作。所以對于智能掃地機器人的生產廠家來說，產品的智能化固然重要，但是質量可靠的產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 系列產品介紹　　TE connecTIvity 是全球最大的無源器件專業提供商，同時也是全球最大的電路保護器件專業供應商，它是高分子材料正溫度系數電阻的發明者，其過流過壓保護器件廣泛應用于消費電子、IT、通信、工業、汽車等多個領域。　　在過流保護方面，泰科電子提供 PolySwith 自恢復元件，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、零線故障和其它潛在因素導致的損壞的器件，以及電池上專用的Strap 封裝可復位電路保護元件等。　　TE connecTIvity 公司 Radial-leaded、Surface-mount 和 LVR系列產品包括了多種額定值為 16VDC，24VDC，30VDC，72VDC 乃至 110VAC 和 240VAC線電壓等級產品，這些產品阻抗低、動作時間快、體積小并具備可復位功能，有助于電路設計者推出安全和可靠性良好的產品，并且減少了保修期內的修理費用。　　與一次性使用的保險絲不同，PolySwitch 元件無需在發生故障后進行更換。在過電流狀況排除以及供電斷開后，電路將恢復至正常的運行條件。與雙金屬型斷路器產品相比，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，通過向前進方向發射超聲波脈沖，并接受相應的返回聲波脈沖，對障礙物進行判斷，通過 MCU 或者 DSP 為核心的控制器實現對超聲發射和接受的控制，并在處理返回脈沖信號的基礎上加以判斷，從而選出一個優化的路徑，通過驅動器驅動兩個步進馬達，帶動驅動輪而實現行走功能。同時，由其自身攜帶的吸塵部件，對經過的地面進行吸塵清掃。　　通常智能掃地機器人由移動機構、感知系統、控制系統、清掃系統以及電源系統五部分構成的復雜系統，移動機構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。感知系統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雜的環境信息。控制系統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，然后發出相應命令通過執行機構使智能掃地機器人的機械本體完成規定動作。清掃系統一般有主地刷、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，這樣不但可實現無人控制，而且工作時較靈活，一次充電可以連續工作幾個小時。　　　　圖1 智能掃地機器人的原理框圖

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