淺析掃地機(jī)器人性能檢測(cè)必要性

廉丹

摘 要 伴隨著生活水平的提高，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求隨之提高，機(jī)器人進(jìn)入家庭幫忙打理家務(wù)成為新的需求，其中家庭掃地機(jī)器人需求量最大，掃地機(jī)器人產(chǎn)品外觀雷同、品質(zhì)混雜、除塵能力參差不齊。因此，根據(jù)掃地機(jī)器人產(chǎn)品安全性的特點(diǎn)，進(jìn)行性能測(cè)試有利于提高其產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)國(guó)內(nèi)掃地機(jī)器人行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 掃地機(jī)器人 安全性 性能檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨著生活水平的提高，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求隨之提升，機(jī)器人進(jìn)入家庭打理家務(wù)成為新的需求。以家庭服務(wù)為主要功能的智能全自主家庭服務(wù)機(jī)器人逐漸由實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)人們的生活中，其中掃地機(jī)器人需求量最大。面對(duì)繁重的家務(wù)，購(gòu)買一款掃地機(jī)器人成為解放雙手的一種選擇。為了能夠有效為人類進(jìn)行清潔服務(wù)，家庭掃地機(jī)器人必須要滿足清掃徹底、自主避障、自動(dòng)充電及高覆蓋率的路徑規(guī)劃等功能。然而掃地機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)處于剛起步階段，國(guó)外也在陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)實(shí)施的QB/T 4833-2015《家用和類似用途清潔機(jī)器人》規(guī)定了掃地機(jī)器人常規(guī)性能的檢測(cè)項(xiàng)目，對(duì)掃地機(jī)器人的使用特點(diǎn)和安全性能沒有要求。掃地機(jī)器人產(chǎn)品整體上還處于摸索期，真正實(shí)現(xiàn)批量化應(yīng)用的產(chǎn)品有限，從現(xiàn)階段看掃地機(jī)器人產(chǎn)品發(fā)展較快，市場(chǎng)成熟度較高，已批量化進(jìn)入家庭應(yīng)用。

2性能測(cè)試項(xiàng)目必要性

掃地機(jī)器人屬于新興行業(yè)，是國(guó)內(nèi)外服務(wù)機(jī)器人廠商重點(diǎn)爭(zhēng)奪的市場(chǎng)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外已有數(shù)十家企業(yè)推出了掃地機(jī)器人產(chǎn)品，除專業(yè)的機(jī)器人企業(yè)外，海爾集團(tuán)、北京小米科技有限責(zé)任公司、美的集團(tuán)等電器廠商也紛紛推出掃地機(jī)器人產(chǎn)品，掃地機(jī)器人產(chǎn)品是市場(chǎng)熱點(diǎn)。掃地機(jī)器人直接與人接觸，影響人身安全、環(huán)境等，是典型的消費(fèi)類產(chǎn)品，也是新興的消費(fèi)類產(chǎn)品，因此其性能檢測(cè)具有獨(dú)特的必要性。主要性能檢測(cè)包括以下幾項(xiàng)：

耐熱和耐燃：當(dāng)電器發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)，在器具內(nèi)部容易使火焰蔓延的絕緣材料或其他固體可燃材料的零件會(huì)由于灼熱電線或灼熱元件而起燃。

結(jié)構(gòu)：達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的安全水平有很多種，但根據(jù)已有的知識(shí)和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一些規(guī)律性的技術(shù)要求對(duì)產(chǎn)品加以限制。

標(biāo)志與說明：掃地機(jī)器人上很重要但卻容易被忽略的項(xiàng)目，它反映了掃地機(jī)器人的基本信息以及使用信息，能給使用者以最直接的參考與指導(dǎo)，能夠有效地減少使用者的誤操作。

電磁兼容：我國(guó)目前智能手機(jī)、智能家電發(fā)展迅速，房間內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高且復(fù)雜，掃地機(jī)器人在工作狀態(tài)中可能由于受到各種無線信號(hào)干擾而處于非正常的狀態(tài)。而且一些掃地機(jī)器人依靠聲波、電磁波、激光等方式輔助路徑規(guī)劃，從而還需要考慮對(duì)于人體暴露在磁場(chǎng)環(huán)境中的影響。

覆蓋率：覆蓋率是指機(jī)器人按照覆蓋算法完成覆蓋任務(wù)后，實(shí)際覆蓋區(qū)域柵格面積和任務(wù)區(qū)域總柵格面積的比值。智能掃地機(jī)器人的覆蓋率越高，表示其掃地任務(wù)徹底全面程度越高。覆蓋率是掃地機(jī)器人智能化水平的體現(xiàn)，直接影響清掃效率和清潔效果，直接影響用戶的使用體驗(yàn)，因此掃地機(jī)器人的覆蓋率是風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的必不可少一項(xiàng)指標(biāo)。

除塵能力：除塵能力是掃地機(jī)器人的核心技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)QB/T 4833-2015《家用和類似用途清潔機(jī)器人》標(biāo)準(zhǔn)的要求，家用和類似用途清潔機(jī)器人硬地板除塵效率不應(yīng)小于70%，邊、角除塵效率不應(yīng)小于55%。目前部分品牌的掃地機(jī)器人無論在小范圍集中清理，或針對(duì)墻邊角落的吸凈能力都表現(xiàn)不佳并多次受到消費(fèi)者投訴。究其原因，掃地機(jī)器人除塵效率主要受本身吸力大小和邊刷設(shè)計(jì)的影響；掃地機(jī)器人本身吸力的大小不僅關(guān)系到吸塵馬達(dá)的動(dòng)力，同時(shí)也涉及到吸塵口大小的問題，吸塵馬達(dá)的動(dòng)力與吸塵口大小的平衡是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也就間接決定了吸塵效率；邊刷刷毛的軟硬程度與稀疏程度同樣決定了能否將垃圾掃入中部區(qū)域供吸塵口吸入；因此，掃地機(jī)器人的除塵效率直接反映了企業(yè)的技術(shù)研發(fā)水平。

越障能力：在家用和辦公用途環(huán)境下，地面并不能完全水平，會(huì)有卡條、門檻等障礙物，掃地機(jī)器人若不具備越障能力，碰到卡條、門檻會(huì)原地打轉(zhuǎn)等情況，因此在監(jiān)測(cè)中應(yīng)關(guān)注掃地機(jī)器人越障能力。

避障能力：避障能力代表掃地機(jī)器人智能化水平的關(guān)鍵性能指標(biāo)，也是掃地機(jī)器人必不可少的功能。為實(shí)現(xiàn)提高機(jī)器人的避障能力，傳感器的選擇以及碰撞檢測(cè)算法的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。造成機(jī)器人避障能力差的主要原因是一方面是生產(chǎn)廠商為了降低成本而采用價(jià)格比較低的傳感器，并且生產(chǎn)過程中對(duì)供應(yīng)商把控不嚴(yán)，工藝控制存在問題等；另一方面是企業(yè)研發(fā)水平不高，碰撞檢測(cè)方法設(shè)計(jì)不夠完善等。

3掃地機(jī)器人性能風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

通過掃地機(jī)器人的性能測(cè)試工作，對(duì)其安全相關(guān)項(xiàng)目和關(guān)鍵性能指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)，全面了解產(chǎn)業(yè)存在的具體問題，摸清國(guó)產(chǎn)掃地機(jī)器人產(chǎn)品與國(guó)際知名品牌機(jī)器人產(chǎn)品之間的差距；以從源頭規(guī)范、保障和監(jiān)督掃地機(jī)器人的質(zhì)量，可實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人技術(shù)水平不斷提升，推動(dòng)掃地機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有序健康發(fā)展。

掃地機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制帶來的風(fēng)險(xiǎn)有如下幾個(gè)方面：

3.1遠(yuǎn)程控制的優(yōu)先級(jí)高于本地保護(hù)的優(yōu)先級(jí)

若遠(yuǎn)程控制的優(yōu)先級(jí)高于本地保護(hù)的優(yōu)先級(jí)，可能造成本地已經(jīng)檢測(cè)到異常信號(hào)并保護(hù)的狀態(tài)下，遠(yuǎn)程遙控器具啟動(dòng)，器具工作，造成風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

3.2遠(yuǎn)程升級(jí)錯(cuò)誤

若遠(yuǎn)程升級(jí)時(shí)，推送的升級(jí)包不包含保護(hù)代碼，或者保護(hù)限值過高，會(huì)造成當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，器具未保護(hù)或者未有效保護(hù)。

3.3器具接收錯(cuò)誤信號(hào)

遠(yuǎn)程控制端發(fā)送錯(cuò)誤信息或者是由于從遠(yuǎn)程控制端到接收端之間的通訊環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致信息在傳送過程中發(fā)生變化，器具接收到錯(cuò)誤的信號(hào)。如果不對(duì)接收到的信息進(jìn)行甄別、校驗(yàn)，則器具可能會(huì)執(zhí)行錯(cuò)誤指令，導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生。

3.4多人遠(yuǎn)程控制，控制信號(hào)之間沖突

多個(gè)遠(yuǎn)程控制端同時(shí)發(fā)送信號(hào)時(shí)，可能會(huì)造成接收信號(hào)混亂，器具執(zhí)行指令錯(cuò)誤。

3.5在器具不具備工作條件時(shí)遠(yuǎn)程控制

掃地機(jī)器人在運(yùn)行過程中遇到清潔表面邊緣時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)換清潔方向，此時(shí)如果遠(yuǎn)程遙控掃地機(jī)器人繼續(xù)前行或者倒退，有跌落的風(fēng)險(xiǎn)。而且距墻角、家具比較近的時(shí)候，遠(yuǎn)程遙控掃地機(jī)器人有刮花、撞傷家具的情況發(fā)生，從而帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

[1] QB/T 4833-2015，家用和類似用途清潔機(jī)器人[S].