2020年底送父母:扫地机器人技术分析(读懂产品介绍)及多款性价比选
创作立场声明:业余人士,通过学习了解知识,将成果分享,观点仅为个人学习理解所得,请批评指正。产品没有最好,只有最适合。一分钱一分货,一毛钱两分货,一元钱三分货,比选就是为了消除溢价,选出合适的。
一、前言
父母年近七十,帮我和媳妇儿带孩子,还要做家务(特别爱干净,每周必吸尘和拖地),为了减轻负担,2020年底,我选购了家中的第二台扫地机器人。购买之前,面对专业的宣传介绍和琳琅满目的品牌型号,稍显手足无措,不知如何选购,特别是对宣传中一些技术名词不甚了解。为此查阅相关资料,进行细化理解,根据需求进行性能横向对比,最终选出了心仪产品。这里将消化技术及性能价格比选的相关内容同大家分享。
按照个人观点、遇到问题、选购需求标准、主流产品性价比选及推荐产品顺序介绍,部分内容偏理论(望耐心),最终会形成结论和表格供参考。
二、个人观点
在选购比选之前先表达下个人观点,算是理解性能、比选参数、选择购买的基础。
1.产品性能不同,但没有最好,只有合适。
2.贵不一定合适,应该根据自身情况(经济基础、清扫习惯、需求标准)选择,满足自身需求。
3.性能会导致价格溢价,需要以合适的价格购买具备主流技术水平的扫地机器人(一分钱一分货,一毛钱两分货,一元钱三分货)。
三、遇到的主要问题
2016年的科沃斯地宝朵朵S已在家服役3年有余,它为房间干净整洁做出贡献,但在使用中暴露出些许不足。
(一)清扫面积覆盖不全
采用红外传感器规划路径,建图时间长,对房间中零散摆放物体和深浅不一颜色不能有效识别,错误判断,导致清扫面积不全(说人话,就是用红外线把房间瞅一遍,瞅完、瞅清楚的时间比较长,还错误的认为凌乱摆放、透明、颜色深浅不一的物体就是墙,扫地过程中遇墙就返回,清扫面积不全)。
(二)避障能力弱
采用红外传感器,对不规则物体或者非实心物体判断不够准确,容易发生碰撞,造成破坏。
(三)电池能力不足
受制于成本及空间体积,普遍使用镍氢电池,电池容量低,充电时间长,续航时间不足,使用寿命短。
(四)清扫力度不够
电机功率小,小口径的吸尘口配合螺旋状滚刷,导致吸力不足,对细微灰尘处理效果不错,但对大颗粒的物质清扫力度不够(比如:黄豆)。
四、选购标准和需求
有了老一代扫地机器人的体验后,对这次选购需求有了清晰认识:高效清洁能力和智能清扫能力二者缺一不可。
(一)清扫性能
1.清扫结构
当前扫地机器人清扫结构主要分为“吸口式”和“刷毛式”:
“吸口式”一般采用“边刷+吸尘口”的组合,类似真空吸尘器结构,吸口组件紧贴地面,灰尘还没扬起就直接被吸进了“肚子”,该方式机型主要针对毛发较多的家庭,吸口不会缠绕毛发,
避免了二次清理的烦恼。
“刷毛式” 一般采用“边刷+滚刷+吸尘口”的组合,清扫时,滚刷能够深入地面缝隙进行清扫,而后将尘土吸入集尘盒中,对灰尘颗粒较多的家庭比较适用,这里需要注意滚刷防缠绕能力是否强。
同时扫地机器人通过边刷设置、吸尘口材质、升降V刷系统等提升清扫能力。
(1)分为单边刷和双边刷,边刷作用是将纸屑、灰尘等垃圾,扫至吸尘口下, 依靠大吸力将其吸进集尘盒,边角刷数量多有利于驱赶周围灰尘有效吸入集尘盒。
(2)吸尘口由软胶制成,保证清洁时能与地面紧密贴合形成真空区,让吸力瞬间提升,能轻松吸进灰尘;
(3)升降 V刷清扫系统,这种系统能够更好地贴合地面,从而将静电吸附的灰尘很好地收集起来。
机身高度:高度越低,扫地机器人越灵活,能够清理区域越广泛,包含床下、沙发下等难以清洁的地区(部分机型激光导航机型高度相对较高)。
吸力:吸力大小,代表了产品的一种清洁能力。扫地机器人的吸力大概分成3-4档,在日常清扫时使用标准或者静音档,在地毯或者需要清扫大颗粒垃圾时使用强力档。当前产品宣传主要以最大吸力为主,比选时,只能以最大吸力作为产品吸力的一个参考值,360X95介绍的比较清楚。
2.集尘盒
集尘盒是唯一需要手动清洁的部分,好的设计将给使用者带来便利。
(1)集尘盒透明设计可以在不打开的情况
下,知道内部垃圾容量情况,方便清理;
(2)集尘盒设有初级滤网时,吸尘的过程中毛发会粘附在初级滤网上。在清理时,只需要将初级滤网清理即可,方便使用和节省滤芯;
(3)大容量集尘盒,可以减小清洁集尘盒的频率,并且在吸入细小轻薄垃圾时,效率值提高(该观点来自田波、王伟伟、何曙的文章《扫地机器人测评试验研究》)
3.清扫模式
当下应具备如下四种模式:
(1)自动清扫模式,也叫随机清洁模式,会根据不同的环境进行随机自动清扫工作;
(2)定点清扫模式,也叫重灾区模式,特殊的地点如灰尘较多的地区会自动切换模式,进行重点清扫,
可以让清洁度取得更好的效果;
(3)沿边清扫模式,机器人会自动随着墙壁的边缘进行清扫;
(4)预约清扫模式,即机器人从设定的位置和设定的时间进行清扫。
同时具备以上四种清扫模式的扫地机器人便是不错的产品。
我的选购标准:1.因家中不养宠物,清扫结构选择更加普及的“边刷+滚刷+吸尘口”结构,并且需要具备升降 V刷清扫系统;2.产品集尘盒为透明设计,并且容量大于400ml,最好具备初级滤网以便清理(实在没有也可);3.能够具备基本的自动清扫、定点清扫、沿边清扫、预约清扫模式;4.吸力大小我尽量选择最大吸力超过1500pa/aw。
(二)拖地性能
当前国产品牌比较注意发展扫拖一体功能,各个厂商在此也有独家技术。但拖地有以下缺陷:
一是拖地效果受前一阶段影响,抹布不干净将影响后续拖地效果;
二是受制于技术,抹布湿度无法像人工拖地那样把控;
三是对于顽固污渍,扫地机器人无法用力反复摩擦清除。
尽管各个厂商采用了不少技术,但这对我讲是锦上添花的需求,不作为选购重点考察的指标。
我的选购标准:尽管不是我主要考虑的功能,因此不做过多要求,能够实现电控水箱,完成一次性完成150平米拖地就可(几乎不使用)。
(三)自动化和智能化
扫地机器人脱离了自动化和智能化,它没有存在的意义。一款主流的扫地机器人需要能够进行路径规划、智能避障、语音交互。
1.路径规划
路径规划能力是扫地机器人在(首次)房间内快速精准建立地图(包含房间轮廓以及室内物品摆放),按照地图物品摆放规划扫地路径(按图清扫)的能力。扫地机器人会通过无线电波(红外探测、超声波探测、激光扫描、视频采集等方法手段)建图(就是我们看一眼就知道房屋的样貌和摆设),老产品还会辅助碰撞建图(类似盲人摸象,要摸一圈才大概知道样貌)。
目前较为主流的成熟路径规划技术有视觉导航(VSLAM)和激光导航(LidarSLAM),它们的优缺点如下:
视觉导航(VSLAM)与激光导航(LidarSLAM)的优势对比
从性能上讲激光导航方案优于视觉导航方案,当前市场上中高端扫地机器人中激光导航方案占比非常高,因为建图速度快、精度高且光线要求低能够带来良好的用户体验。也有不少厂商在自家旗舰机应用视觉导航方案,因为成本低,潜力高,结合图像识别等人工智能算法的迭代,可以提高建图速度和精度,能够实现自动避障,甚至能够构建动态地图,实现对动态障碍物的避让。
激光导航方案代表当下,给用户一个好的体验;视觉导航代表未来,通过后期算法(软件)迭代升级实现更多功能。
2.智能避障
在清扫过程中遇到障碍物绕过,继续清扫,一方面它通过图上(已建)障碍物的定位进行避让,一方面通过行进间的观测判断障碍物进行避让。智能避障能力的好坏意味着人工干预的次数,直接影响使用体验。
当前产品主要采用红外传感器探测技术、超声波仿生探测技术、视觉识别技术以及半包裹防撞缓冲板技术实现避障。
3D结构光避障、超声波避障、视觉避障是首选,理论上可实现完全避障,但成本较高。红外传感器结合半包裹机械防撞板,以探测为主,碰撞为辅,是一种低成本的避障解决方案。实际中,沿边清扫和避障清扫是互相矛盾的策略。一方面,清洁覆盖率要求尽可能贴近房屋和障碍物边缘、角落清扫;另一方面,用户体验要求尽可能远离障碍物,减少碰撞次数。各厂家设计的不同清扫策略,有的为降低清扫覆盖率,实现完全避障(科沃斯T8、石头T7pro、米家1T等);有的尽管理论可以完全避障,但为提高清洁面积,会有限碰撞(360X95)。
米家1T的3D视觉避障,我理解为3D结构光技术与科沃斯T8power类似
石头T7pro的AI视觉避障,科沃斯T8AIVI采用类似技术
3.其它自动化智能化功能
防跌落、分层清扫、虚拟墙、自动回充、断点续扫、APP远程控制也是我十分需求的功能:
1.家中装修时,客厅与卧室设计了3级台阶,这就让我对防跌落、分层清扫、虚拟墙及断点续扫这些功能有了强烈的需求;
2.地机器人的电量有限,只有具备自动回充才能提供持续不断的动力,从而连续工作;
3. APP远程控制,是实现诸多功能的基础,也是当今主流产品必备功能。
我的选购标准:1.路径规划能力方面,我倾向于激光导航这种成熟的解决方案,如果是视觉导航方案一定需要增加辅助设备、设施,比如辅助光和图像识别算法升级;2.避障方案选择超声波、视觉、3D结构光再加半包裹的防撞板的解决方案,能够实现避障,并且碰撞较少(可以有限碰撞,但要做缓震设计,防止损坏家具);3.具备防跌落、分层清扫、虚拟墙、自动回充、断点续扫、APP远程控制等功能。
(四)易用性
1.电池性能
电池性能直接关系到扫地机器人连续工作时间以及电池的使用时间(是否需要2年一换),它表现为材质和容量,当前好的产品采用锂电,容量大概在5000mAh以上,在标准档模式下连续清扫时间不低于150min。
2.清扫面积
电池容量、续航时间、电机功率及清扫效率共同决定了扫地机器人的清洁面积,当前主流产品最低也要能够单次完成150平米房屋清扫。
3.噪音
根据GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》:居住区白天和夜间的噪声最低值分别为55dB(A)和45dB(A),长期生活在高噪声的环境下会对人的身心健康造成影响。因此扫地机器人的分贝值控制在55dB(A)内(含)是非常不错的。
4.充电时间
充电时间涉及产品再次投入使用时间,关系到能否一天之内清扫完房屋,所以也是一项重要的指标。
5.越障能力
房屋并不是一马平川,偶尔有一些坡坡坎坎,这对扫地机器人造成一定困扰。当前主流产品配备大滚轮,具备一定的越障能力,在未安装拖地配件下均可实现2cm高度越障,基本满足使用需求。
我的选购标准:1.主机电池尽量为锂电池,容量在5000mAh以上;2.标准档清扫时间不低于150min;3.200平米房屋清扫;4.充电时间要小于等于4小时(上午打扫没电后,充电4小时,下午继续打扫);工作最低噪音标准要小于等于55dB(A);5.能够越障2cm。
(五)费效比
主要分为产品价格和耗材价格。其中国产品牌耗材价格差距不大,不过多开率。
我的选购标准:一分钱一分货,一毛钱两分货,一元钱三分货,在性能基本满足使用需求的情况下,我选择一分钱一分货的产品,价格要求尽量低。
五、主流产品性能对比
当前产品琳琅满目,在购买之前,我需要了解性能参数的作用以及是否满足需求。我竭尽全力收集了14款扫地机器人(科沃斯T8AIVI、科沃斯T8Power、科沃斯N8pro、360X95、石头T6、石头T7、石头T7pro、米家1T、米家扫拖激光导航、米家1S、追觅D9、追觅F9、科沃斯T5MAX、iRobot Roomba i7)的各项资料(没有填写的不代表不具备此功能,可能是主页未宣传),整理后编辑了下列表格,供选购参考,这里和大家分享下。特别提下根据资料推断,米家1T由追觅代工、米家扫拖机激光导航版由云米代工、米家1S由石头代工。
(一)清扫性能
1.清扫结构
1.14款扫地机器人清扫结构总体构架为“边刷+滚刷+吸尘口”的组合,其中iRobot Roomba i7使用双效组合胶刷(防缠绕功能更强,有利于宠物家庭使用),科沃斯产品使用双边刷(尽管理论效率值高,但实际使用中单边刷也不差),其余产品均为单边刷。
2.最新一代产品科沃斯T8、N8,360 X95,石头T7等均采用升降 V刷清扫系统,能够更好的清洁灰尘。
3.机身高度方面越低越灵活,采用视觉VSLAM导航技术的产品机身高度较低<9cm,采用激光SLAM导航技术的产品机身高度较高≥9cm
4.吸力,新产品吸力普遍大于老款产品,360X95、科沃斯N8pro、石头T7、石头T7pro、米家1T、追觅D9、追觅F9最大吸力均在2500pa/aw以上,属于第一梯队,当然平时工作的标准档也只有600pa/aw左右。iRobot Roomba i7并没有介绍吸力大小。
2.集尘盒
普遍采用透明集尘盒,且容量均在0.4L以上,拥有HEPA滤网,科沃斯三重滤网更胜一筹,可以直接清洗初级滤网,延长滤芯使用,但也为垃圾倾倒增加了步骤,制造了麻烦。
3.清扫模式
以上14款扫地机器人均具备自动清扫、定点清扫、沿边清扫以及预约清扫模式。
(二)拖地性能
14款扫地机器人中米家1S、iRobot Roomba i7不具备拖地功能;剩余产品中科沃斯T8、N8系列产品功能最强,在蓝鲸3.0系统下,能够3档微控控制水流,利用负压进行高频摩擦;360 X95、石头T7及米家1T、追觅F9、追觅D9都具备电控水箱及3档调节功能。这里还提一下科沃斯及追觅产品还有一个功能,就是抑菌抹布,使用它能够抑制地板上细菌繁殖。
(三)自动化和智能化
这算是各家产品关乎用户体验的核心技术了。
1.路径规划
米家1T、追觅F9以及iRobot Roomba i7采用视觉导航(VSLAM)技术,尽管眼下VSLAM有些许缺陷(厂商通过技术手段和后期软件更新尽力弥补,例如安装光流传感器进行辅助),但未来升级图像识别算法后,它们可能具备物体识别、垃圾分类、安防监控等功能,具备更好的使用体验,它们代表未来。
其余产品使用激光导航(LidarSLAM)方案,可以说目前这是最成熟也是使用体验最好的解决方案,它们代表当下。科沃斯的几款新机型均采用了dToF技术,dToF是一种激光测距的方法,采用此种技术本质也属于激光导航方案。
2.智能避障
这些产品中:科沃斯T8AIVI、石头T7pro在激光导航的基础上安装了视频摄像头,结合后台算法能够进行物品识别(包含动态)并主动避让;科沃斯N8pro、科沃斯T8Power安装的3D结构光摄像头也同样可以识别物品进而避让;360X95采用超声波探测,发现物品进行避让;其余产品采用红外探测加缓冲防撞板的方案解决避障,以红外探测为主,碰撞探测为辅发现物体进而避障。前三类技术产品理论可以做到无碰撞避障(策略不同,为了提高清扫面积,有的产品也会进行碰撞发现物体),前两类产品不仅可以发现物体,还能够识别物体,第一类产品还能够进行物品分类及视频通信功能。
尽管使用了超声波探测,但避障策略让它还是有限碰撞,以增加清扫面积
3.其它自动化智能化功能
科沃斯T8、N8、石头T7、360X95及追觅D9均具备防跌落、分层清扫、虚拟墙、自动回充、断点续扫、APP远程控制功能,其余产品可能也具备但未宣传。360X95还自带一个遥控器,方便不会使用手机的老人使用。
(五)费效比
可以看到,采用AI视觉识别的产品价格较高,超过3000+,而年度新品,采用了新技术的产品价格在2000左右,上一代旗舰产品的价格在1500上下。
五、做出的选择
不同的条件适用不同的产品。
1.不差钱,家中凌乱,清扫前也不收拾,对智能避障功能要求较高,监控家中宠物,选择科沃斯T8AIVI、石头T7pro(视觉识别,可零碰撞避障);
2.长期不想清理垃圾,选择科沃斯T8AIVI和iRobot Roomba i7集尘版;
3.花钱有计划,家中凌乱,清扫前也不收拾,还想零碰撞避让零散物品,选择科沃斯N8pro、T8power、米家1T;
4.花钱有计划,家中不凌乱,使用前还要把为数不多的散落物品收拾下再清扫,沙发等物体还进行了抬高设置。选择360X95、追觅D9(最终我选择了360X95);
5.对拖地要求较高,那么科沃斯T8及N8产品会是不错的选择;
6.痒宠物的朋友,又不喜欢清理滚刷,iRobot Roomba i7不错;
7.家中家具没抬高设置,需要超薄扫地机米家1T、追觅F9不错。
以上是我的选购比选心路历程,希望对你有所帮助,可以选出心仪的产品送给父母。文中仅代表个人不很成熟的观点,望勿喷。
朔月D
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值友8285390194
扫地机器人无脑买米家激光扫描一代就行了,这玩意皮实耐用,且扫的干净,毕竟刚开始是对标irobot的,也别买拖扫一体机。
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不愿透露姓名的凯大爷
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Ronnie_Chen
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值友9880075743
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比格棒
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池塘里的鱼
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酒肉了人生
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买买买再买剁手z
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等等党赢取最后的胜利
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