拆开扫地机器人,从软硬件开始解读一台扫地机
随着社会的进步,今天已经成为不少家庭的必需品,并不是说人们变懒了,只能说留给你打扫卫生的时间变少了。
如今的已经和以往的有了巨大的改变,除了可以清洁床底,清理各种卫生死角,已经上升至可以与主人互动,甚至可以作为宠物的玩具,已经成为了大家都喜欢使用“智慧家电”。
其实,扫地机机器人兴起的时间并不是很长时间,从2015年开始爆发,要说到扫地机机器人的出现就比较早了,大概可以追溯到1997年,已经20来年了,经过20年的发展,近几年人们已慢慢开始接纳到这类产品,到2019年,中国市场销量接近450万台/年。
现今,属于城市年轻家庭非常欢迎的产品,更主要要的是,这玩意真的可以做好家务。美国扫地机机器人的家庭渗透率最高,2018年达到16%。中国的渗透率略低。
中国的普及率仍然低于5%。从美国的普及率来说,中国仍然有极大的增长空间。
买过的朋友就会知道,现在市场上的价格都是几千元起的,那么它的成本到底是多少?是否值得购买?
要了解的成本构成,咱们就需要先了解清楚的工作原理,的硬件构成。
打扫卫生的事情我想大家都干过,既然是,那我们就可以将它和人类做对比。
人类打扫卫生需要用到身体的哪些功能,那么也就需要用到哪些功能。
一、眼睛,耳朵,如何知道房间是什么样子?房间里柜子,鞋子,床,座椅,人都在什么地方?他能不能知道这些东西都是什么?
的眼睛就是激光雷达,激光雷达主要用来测量距离和识别物体。
我们都知道上面是有摄像头的,目前SLAM+视觉的导航方式,主要应用在技术上面,例如特斯拉,百度appollo,这些系统上面。这主要原因在于对于CPU的算法和功耗更大。
要知道,目前的摄像头的主要作用,并不是用来识别物体,而是用来同“主人”沟通中,可以获取到包括面部识别等信息,其实识别物体的功能主要还是处于激光导航传感器方面。
激光导航传感器,主要是构建反射物的轮廓,通过轮廓来对比这个物体大致的现实产品,从而进行路线规划。
的耳朵,其实就是麦克风。这个跟我们常用的Siri,还有小度,天猫精灵这些智能语音助手都是一个原理。一个麦克风+CPU芯片中的语音,就可以跟你对答如流了。
也有例外,有一些,在距离上面的测距使用的是超声波测距传感器。这个也属于扫地人的耳朵,这个主要用在避障方面。
跟人的眼睛一样,的激光传感器也是在最高的位置,这个真的是整个最贵的地方。可别不小心损坏了,这玩意换一个也有不少钱。
二、大脑+小脑,也就是的核心处理器3大核心处理器
市面上面常见的都是使用的ARM架构的处理器芯片。这玩意跟电脑CPU(X86架构)是一个作用。内置的算法以及的架构都在这里运行。
(1)主控制芯片主要用来做上层应用。包括操作系统及语音,视觉,UI界面交互都是由主控芯片管理,例如小米使用的AllinnerARMCortel-A7架构的四核处理器。
(2)微控制器主要用来进行路径规划。运行SLAM导航算法,建立房间虚拟三维空间地图。
(3)器。这主要是为控制芯片进行路径规划后,下发指令给执行的电机,包括舵轮(扫地机人前进,转向的轮子),扫地刷的电机,吸尘器的电机,让这些电机工作。
的大脑主要用来规划路径,避障,以及,例如人类设定打扫范围,以及语音指导进行打扫,都需要处理器进行处理后,将指令下发到执行机构,相信用过这些语音设备的小伙伴对这些应该有所了解。
小脑属于跟执行层最近的控制区域,例如我们上面说的,后面两个处理器器和微控制器都是对执行层(电机),进行控制和回馈外部信息的处理器。
现在有些都适用意法半导体的M3微控制芯片作为路径规划的控制芯片。
三、执行机构电机(无刷电机或者是无刷电机)
执行机构为三种行走的舵机,扫地的电机,吸尘器电机。扫起来的灰尘被吸入存储区就是的工作过程。
这三个部位的执行机构,行走电机和扫地的电机一般采用有刷电机,速度慢,出力大。吸尘器电机一般都采用无刷直流电机,转速高,体积小,无刷电机在高速转动中可以产生1500pa以上的吸力。
从原理上面来说,的核心在于激光导航+路径规划+扫地和吸尘的能力。
所以行业内的厂商,核心技术基本上都聚焦在激光导航和路径规划上面,还有会添加一些人性化的设计,例如语音互动等等。
最贵的硬件主要是控制板(PCB主板)(70-240元人民币),激光导航传感器(130元-200元)。
一个高端的核算一下大致的成本在600-900元人民币。
看到上面的报价你可能就会说,果然是无商不奸,1000元不到成本,居然市场标价3000元起,完全不合理。
其实,你还真别较真,毕竟上面说的是整个数据的零部件报价,具体报价,我们还是要按照单独产品的市场价来计算,所以实际生产有可能会高一些。
随着科技的发展,对于一个消费品来说,它硬件成本可能只有30%-50%,软件开发成本+人员成本+产品运营成本等乱七八糟加一加,可以占据到50%的比重。所以说你如果想要拥有一台好些的智能的话,人家卖3000元可能还只是品牌宣传,挣得钱可能并不是很多。相信开过店铺的人也知道,现今的运营成本支出有多巨大。
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