伴隨時(shí)代的發(fā)展，掃地機(jī)器人已經(jīng)成為不少家庭的必需品。

掃地機(jī)器人 | 圖片來自網(wǎng)絡(luò)

掃地機(jī)器人可以清潔床底，清理各種衛(wèi)生死角，可以與主人互動(dòng)，甚至可以作為寵物的玩具，總之掃地機(jī)器人已經(jīng)成為了大家都喜歡使用“智慧家電”。

掃地機(jī)器人家庭普及率：

2015-2019年掃地機(jī)器人銷量 | 數(shù)據(jù)來自奧維羅盤

掃地機(jī)機(jī)器人興起的時(shí)間并不長，從2015年開始爆發(fā)，到2019年，中國市場掃地機(jī)器人銷量接近450萬臺/年。

掃地機(jī)器人屬于城市年輕家庭非常歡迎的產(chǎn)品，更主要要的是，這玩意真的可以做好家務(wù)。美國掃地機(jī)機(jī)器人的家庭滲透率最高，2018年達(dá)到16%。中國掃地機(jī)器人的滲透率略低。

2018年掃地機(jī)器人滲透率 | 數(shù)據(jù)來自GFK

中國掃地機(jī)器人的普及率仍然低于5%。從美國的掃地機(jī)器人普及率來說，中國仍然有極大的增長空間。

那么售價(jià)動(dòng)輒高達(dá)幾千元的掃地機(jī)器人，成本到底是多少？

要了解掃地機(jī)器人的成本構(gòu)成，咱們就需要先了解清楚：掃地機(jī)器人的工作原理，掃地機(jī)器人的硬件構(gòu)成。

掃地機(jī)器人的工作原理

掃地機(jī)器人主要工作原理

既然是掃地機(jī)器人，我們將這個(gè)機(jī)器人同人類做對比。

1、掃地機(jī)器人眼睛，耳朵，如何知道房間是什么樣子？房間里柜子，鞋子，床，座椅，人都在什么地方？他能不能知道這些東西都是什么？

掃地機(jī)器人的眼睛：就是激光雷達(dá)，激光雷達(dá)主要用來測量距離和識別物體。

激光雷達(dá)的兩大功能 | 圖為無人駕駛汽車的激光導(dǎo)航

我們經(jīng)常能夠看到，掃地機(jī)器人上面有攝像頭。目前SLAM+視覺的導(dǎo)航方式，主要應(yīng)用在無人駕駛技術(shù)上面，例如特斯拉，百度appollo，這些無人駕駛系統(tǒng)上面。這主要原因在于對于CPU的算法和功耗更大。

目前掃地機(jī)器人的攝像頭的主要作用，并不是用來識別物體，而是用來同“主人”溝通中，可以獲取到包括面部識別等信息。識別物體主要還是激光導(dǎo)航傳感器。

激光導(dǎo)航傳感器，主要是構(gòu)建反射物的輪廓，通過輪廓來對比這個(gè)物體大致的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品。

掃地機(jī)器人的耳朵，其實(shí)就是麥克風(fēng)。這個(gè)跟我們常用的SIRI，還有小度，天貓精靈都是一個(gè)原理。一個(gè)麥克風(fēng)+CPU芯片中的語音智能算法，掃地機(jī)器人就可以跟你對答如流了。

有一些掃地機(jī)器人，在距離上面的測距使用的是超聲波測距傳感器。這個(gè)也屬于掃地人的耳朵，這個(gè)主要用在避障方面。

激光和超聲波傳感器的位置

在側(cè)邊的超聲波傳感器

跟人的眼睛一樣，掃地機(jī)器人的激光傳感器也是在最高的位置。這個(gè)真的是整個(gè)掃地機(jī)器人最貴的地方?？蓜e不小心損壞了，這玩意換一個(gè)也有不少錢。（咱們后面有詳細(xì)說具體價(jià)格）

2、大腦+小腦，也就是掃地機(jī)器人的核心處理器：3大核心處理器

核心處理器

市面上面常見的掃地機(jī)器人都是使用的ARM架構(gòu)的處理器芯片。這玩意跟電腦CPU（X86架構(gòu)）是一個(gè)作用。內(nèi)置的算法以及人機(jī)交互的架構(gòu)都在這里運(yùn)行。

1、主控制芯片主要用來做上層應(yīng)用。包括操作系統(tǒng)及語音，視覺，UI界面交互都是由主控芯片管理，例如小米掃地機(jī)器人使用的Allwinner ARM Cortel-A7架構(gòu)的四核處理器。

2、微控制器主要用來進(jìn)行路徑規(guī)劃。運(yùn)行SLAM導(dǎo)航算法，建立房間虛擬三維空間地圖。

3、數(shù)字信號處理器。這主要是為控制芯片進(jìn)行路徑規(guī)劃后，下發(fā)指令給執(zhí)行的電機(jī)，包括舵輪（掃地機(jī)人前進(jìn)，轉(zhuǎn)向的輪子），掃地刷的電機(jī)，吸塵器的電機(jī)，讓這些電機(jī)工作。

掃地機(jī)器人電路板上面的結(jié)構(gòu)件及核心部件 | 小米掃地機(jī)器人

掃地機(jī)器人的大腦主要用來規(guī)劃路徑，避障，以及人機(jī)交互，例如：人類設(shè)定打掃范圍，以及語音指導(dǎo)掃地機(jī)器人進(jìn)行打掃，都需要處理器進(jìn)行處理后，將指令下發(fā)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

小腦屬于跟執(zhí)行層最近的控制區(qū)域，例如我們上面說的，后面兩個(gè)處理器：數(shù)字信號處理器和微控制器都是對執(zhí)行層（電機(jī)），進(jìn)行控制和回饋外部信息的處理器。

小米及TCL等掃地機(jī)器人都適用意法半導(dǎo)體的M3微控制芯片作為路徑規(guī)劃的控制芯片。

路徑規(guī)劃的芯片

3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電機(jī)（無刷電機(jī)或者是無刷電機(jī)）

掃地機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)為三種：行走的舵機(jī)，掃地的電機(jī)，吸塵器電機(jī)。掃起來的灰塵被吸入存儲區(qū)就是掃地機(jī)器人的工作過程。

掃地機(jī)器人掃和吸的位置

這三個(gè)部位的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，行走電機(jī)和掃地的電機(jī)一般采用有刷電機(jī)，速度慢，出力大。吸塵器電機(jī)一般都采用無刷直流電機(jī)，轉(zhuǎn)速高，體積小，無刷電機(jī)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)中可以產(chǎn)生1500pa以上的吸力。

有刷或者無刷電機(jī)

有不少朋友疑惑，掃地機(jī)器人的有刷電機(jī)和無刷電機(jī)的區(qū)別？

插入一個(gè)知識點(diǎn)：

從成本上面考慮，無刷電機(jī)可以做到20000轉(zhuǎn)/分鐘——12萬轉(zhuǎn)/分鐘（這個(gè)就是戴森那個(gè)網(wǎng)紅吹吹風(fēng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速），無刷做到高轉(zhuǎn)速成本比有刷的要低很多。

有刷電機(jī)，高轉(zhuǎn)速一般應(yīng)用在超高精度的精密儀器上面，因?yàn)橛兴㈦姍C(jī)想要做到超高速的時(shí)候，換向器的磨損就比較嚴(yán)重。能夠做到有刷超高速電機(jī)的技術(shù)，整個(gè)行業(yè)內(nèi)都不多。

我們市面上面常見的有刷小馬達(dá)，那個(gè)轉(zhuǎn)速都比較低，一般都在一萬轉(zhuǎn)一下，價(jià)格非常便宜。一個(gè)就幾塊錢，甚至低于1塊錢。

掃地機(jī)器人想要達(dá)到大吸力，使用無刷直流電機(jī)屬于非常合適的選擇。

并且伴隨著2010年后，空心杯電機(jī)的繞線機(jī)技術(shù)專利保護(hù)達(dá)到有效期失效以后，國內(nèi)深圳，東莞一代做無刷直流小電機(jī)的廠商多達(dá)上千家。所以無刷電機(jī)的價(jià)格也下來了。

如果有興趣的可以去找一個(gè)MAXON，馮哈伯電機(jī)了解一下，這都是給火星探測車，造無刷電機(jī)的品牌。（這個(gè)涉及的內(nèi)容就跟掃地機(jī)器人不太相關(guān)了，不細(xì)說了）

所以說，買掃地機(jī)器人的時(shí)候，不用過于糾結(jié)有刷電機(jī)和無刷電機(jī)。

掃地和吸塵的結(jié)構(gòu)

從原理上面來說，掃地機(jī)器人的核心在于：激光導(dǎo)航+路徑規(guī)劃+掃地和吸塵的能力。

所以行業(yè)內(nèi)的掃地機(jī)器人廠商，核心技術(shù)基本上都聚焦在激光導(dǎo)航和路徑規(guī)劃上面，還有會(huì)添加一些人性化的設(shè)計(jì)，例如語音互動(dòng)等等。

整個(gè)掃地機(jī)器人的硬件構(gòu)成就可以用一張圖濃縮一下。

主要構(gòu)成

掃地機(jī)器人硬件構(gòu)成 | 圖來自小米社區(qū)

聊完所有的構(gòu)成后，不少人心中都有各個(gè)部件的重要性的排列順序了吧！

那么咱們來看看一個(gè)掃地機(jī)器人（高端類型掃地機(jī)器人），成本到底是多少？

我們先來看看市場上面掃地機(jī)器人的售價(jià)：

掃地機(jī)器人售價(jià)

我們來看看帕米爾數(shù)據(jù)（2019年），給出的一些匿名的各產(chǎn)品的大致的成本。（涉及到行業(yè)各品牌，隱藏名稱比較合適）

掃地機(jī)器人成本分布

掃地機(jī)器人最貴的硬件主要是：控制板（PCB主板）（70-240元人民幣），激光導(dǎo)航傳感器（130元-200元）。

一個(gè)高端的掃地機(jī)器人核算一下大致的成本在600-900元人民幣。

當(dāng)然你也別較真，畢竟整個(gè)數(shù)據(jù)的零部件報(bào)價(jià)，是按照單獨(dú)產(chǎn)品的市場價(jià)來計(jì)算，實(shí)際生產(chǎn)有可能會(huì)高一些。

對于一個(gè)消費(fèi)品，硬件成本可能只有30%-50%，軟件成本+營銷成本，占據(jù)另外50%的比重。這也就是為什么一臺好一些的掃地機(jī)器人，售價(jià)可能高達(dá)3000元的原因。

掃地機(jī)器人發(fā)展前景：

掃地機(jī)器人目前已經(jīng)成為家庭廣受歡迎的產(chǎn)品。在未來大量的城市家庭智能化程度更高，掃地機(jī)器人勢必會(huì)成為必備品。