商业写字楼、酒店大堂、超市卖场等商用清扫机器人凭借自动化清洁能力,极大提升了清洁效率。然而,地面散落的电线、长发、包装袋绳等杂物,常常缠绕在机器人的滚刷、边刷和驱动轮上,导致设备故障停机,严重影响清洁任务的连续性。防缠绕设计成为保障商用清扫机器人稳定运行的关键,下面将深入探讨其核心技术与创新方案。

一、机器人面临的缠绕困境
与家庭环境相比,商用场所人流量大、杂物类型多样且分布复杂。商业写字楼中,办公区域随处可见数据线、耳机线;酒店大堂常有宾客遗落的发丝、鞋带;超市卖场则可能出现包装带、塑料绳等。这些细长柔性物体一旦接触到清扫机器人高速旋转的滚刷、边刷,极易缠绕并越缠越紧。缠绕问题不仅会增加电机负载,导致能耗上升,还可能损坏传动部件,缩短机器人使用寿命。据统计,因缠绕故障导致的停机维修,使商用清扫机器人的有效工作时间减少了,大幅降低了清洁效率,增加了维护成本。
二、防缠绕设计的核心技术
(一)结构优化设计
无滚刷或短滚刷设计:部分商用清扫机器人摒弃传统长滚刷结构,采用无滚刷设计或配备短滚刷。无滚刷机型通过强大的吸力直接将地面杂物吸入尘盒,避免滚刷与杂物接触缠绕;短滚刷则缩短了接触长度,减少缠绕几率。例如,某品牌商用清扫机器人采用短滚刷配合V型设计,使杂物在滚刷旋转时更易被甩离,降低缠绕风险。
可升降边刷与倾斜角度调整:边刷作为易缠绕部件,通过可升降设计和倾斜角度优化实现防缠绕。当机器人检测到靠近障碍物或遇到缠绕风险时,边刷自动升起,避免与障碍物接触;同时,边刷倾斜角度可根据地面状况动态调整,使杂物更顺畅地被扫向吸尘口,而非缠绕在边刷上。
镂空式驱动轮与防缠绕轮毂:驱动轮采用镂空式结构,减少与地面杂物的接触面积,防止线缆等缠绕在轮轴上。特殊设计的防缠绕轮毂表面光滑,且带有导流槽,即使有杂物接触,也能顺着导流槽滑出,避免缠绕。
(二)智能检测与自动处理技术
传感器监测系统:在清扫机器人的滚刷、边刷、驱动轮等关键部位安装多种传感器,如扭矩传感器、红外传感器、压力传感器等。扭矩传感器实时监测电机负载,当检测到负载异常增加,即判断可能发生缠绕,触发报警;红外传感器和压力传感器则用于感知部件周围是否有异物靠近,提前预警潜在的缠绕风险。
自动反转与切割装置:一旦传感器检测到缠绕发生,机器人启动自动反转程序,使滚刷、边刷反向旋转,尝试将缠绕物松开。部分机型还配备自动切割装置,当反转无法解除缠绕时,内置的微型刀片会将缠绕物割断,配合吸尘系统将碎片吸入尘盒,实现自主解困。
AI图像识别技术:利用AI图像识别技术,通过摄像头实时扫描地面杂物。系统可识别出电线、毛发等易缠绕物体,并规划绕行路线,避免主动接触。同时,图像识别技术还能辅助机器人判断缠绕程度,为后续的自动处理提供数据支持。
(三)材料与表面处理创新
低摩擦系数材料应用:在滚刷、边刷表面采用低摩擦系数材料,如特氟龙涂层,使杂物难以附着在刷体表面,即使接触也容易滑落。这种材料还具有耐磨、耐腐蚀特性,延长部件使用寿命,减少因材料磨损导致的缠绕风险。
疏水性与抗静电设计:毛发、纤维等轻质杂物容易因静电吸附在清扫部件表面,进而引发缠绕。通过疏水性材料和抗静电处理,降低杂物与部件表面的吸附力,使其更易被气流带走,避免积聚缠绕。
商用清扫机器人的防缠绕设计是一项融合机械结构创新、智能检测技术与材料科学的综合性工程。随着技术不断进步,更高效、智能的防缠绕解决方案将持续涌现,助力商用清扫机器人在复杂环境中稳定运行,为商业场所提供良好的清洁服务。