智能扫地机器人的保护解决方案

　　自从美国 iRobot 在 2002 年推出全球第一款扫地机器人之后，扫地机器人开始风靡全球。由于家庭清洁是智能扫地机器人独自完成的，对于智能扫地机器人的生产厂家来说，除了产品的智能化，产品的可靠质量对于消费者而言更加重要。本文重点讨论智能扫地机器人的保护解决方案。

　　近些年随着计算机技术、人工智能技术、传感技术以及移动机器人技术的发展，很多智能系统开始运用到小家电中，其中有代表性的就是智能扫地机器人。自从美国 iRobot 在 2002 年推出全球第一款扫地机器人之后，扫地机器人开始风靡全球，全球包括中国的消费者都可以在打扫家庭卫生时享受到智能扫地机器人带给我们的愉悦轻松感。由于家庭清洁是智能扫地机器人独自完成的，在打扫卫生时可能并没有人来看管这些智能扫地机器人，碰到故障时机器人要能及时保护，同时在故障排除后能恢复正常工作。所以对于智能扫地机器人的生产厂家来说，产品的智能化固然重要，但是质量可靠的产品对于消费者而言更加重要。本文重点讨论智能扫地机器人的保护解决方案。

　　一、TE connectivity 公司 PolySwitch 系列产品介绍

　　TE connectivity 是全球最大的无源器件专业提供商，同时也是全球最大的电路保护器件专业供应商，它是高分子材料正温度系数电阻的发明者，其过流过压保护器件广泛应用于消费电子、IT、通信、工业、汽车等多个领域。

　　在过流保护方面，泰科电子提供 PolySwith 自恢复元件，在过压保护方面，泰科电子提供 GDT 气体放电管和 PESD/SESD 静电保护元件，此外，泰科电子还提供综合保护元件 2Pro 和 PolyZEN，MHP，RTP 等众多产品。

　　TE connectivity 有众多的 PolySwitch 型号可供用户选择，比如 Radial-leaded、Surface-mount和 LVR 系列可复位电路保护元件，它们是专门用于防止商用和家用电器中使用的马达和变压器因过载、过热、堵转、零线故障和其它潜在因素导致的损坏的器件，以及电池上专用的Strap 封装可复位电路保护元件等。

　　TE connectivity 公司 Radial-leaded、Surface-mount 和 LVR系列产品包括了多种额定值为 16VDC，24VDC，30VDC，72VDC 乃至 110VAC 和 240VAC线电压等级产品，这些产品阻抗低、动作时间快、体积小并具备可复位功能，有助于电路设计者推出安全和可靠性良好的产品，并且减少了保修期内的修理费用。

　　与一次性使用的保险丝不同，PolySwitch 元件无需在发生故障后进行更换。在过电流状况排除以及供电断开后，电路将恢复至正常的运行条件。与双金属型断路器产品相比，PolySwitch具有更高的灵活性、更长的使用期限以及更低的电磁干扰(EMI)。

　　二、智能扫地机器人介绍

　　智能扫地机器人利用了超声波测距的原理，通过向前进方向发射超声波脉冲，并接受相应的返回声波脉冲，对障碍物进行判断，通过 MCU 或者 DSP 为核心的控制器实现对超声发射和接受的控制，并在处理返回脉冲信号的基础上加以判断，从而选出一个优化的路径，通过驱动器驱动两个步进马达，带动驱动轮而实现行走功能。同时，由其自身携带的吸尘部件，对经过的地面进行吸尘清扫。

　　通常智能扫地机器人由移动机构、感知系统、控制系统、清扫系统以及电源系统五部分构成的复杂系统，移动机构是智能扫地机器人的主体，它决定了机器人的运动空间，家庭用的扫地机器人一般采用轮式机构。感知系统一般采用超声波传感器、接触和接近传感器、红外线传感器等来感知外部错综复杂的环境信息。控制系统是通过以上各种传感器的使用，得到机器人控制所需要的各种信号，这些信号被送到控制器，由控制器进行存储、运算、处理，然后发出相应命令通过执行机构使智能扫地机器人的机械本体完成规定动作。清扫系统一般有主地刷、边刷和吸尘器，主地刷和边刷用于强力清扫地板上的吸附物，吸尘器吸取地板上较小的物体。电源系统是指智能扫地机器人的供电方式，由于扫地机器人是以自主方式工作的，因而所用的电源为采用随机身携带的蓄电池，这样不但可实现无人控制，而且工作时较灵活，一次充电可以连续工作几个小时。

　　图1 智能扫地机器人的原理框图