【導讀】2008年皮克斯動畫工作室推出《機器人總動員》科幻電影后。相信有不少觀眾都會想象未來會不會也有自己專屬的清潔機器人呢？那么，近期《半導體器件應用》雜志便對一款來自科沃斯地寶（ECOVACS DEEBOT）的地面清潔機器人DG710進行拆機圖解，為大家帶來如今科技感十足的掃地機器人是怎樣的？

2008年皮克斯動畫工作室推出《機器人總動員》科幻電影。

故事發生在800多年后，那時人類社會、科技高度發達，但地球環境也被重度污染，早已不再適合生命生存，就在人類離開地球的時候，留下了一臺名為WALL－E的機器人，它經過一系列的程序設定，年復一年、日復一日的在為地球做著清理垃圾的工作。后來，WALL－E在滿目瘡痍的地球發現新綠植的那一瞬間，相信不少觀眾都會為這臺小機器人堅持不懈的行為有所觸動，或許會想象未來會不會也有自己專屬的清潔機器人呢？

時至今日，曾經遐想已經變成現實。人們逐漸從親自動手清潔轉變為交由科技產品代勞，最明顯的表現就是越來越多家庭選擇使用掃地機器人作為日常清潔的手段，它在很大程度上幫助我們與瑣碎繁雜的家務勞動揮手告別，尤其是對于優雅精致的“都市懶人”來說，不僅時刻保證了居住地面的整潔，還能節約了大量打掃衛生的時間。

根據Euromonitor前瞻產業研究院發布數據，2019年我國掃地機器人零售量和零售額分別達到544萬臺和80億元，并預計2024年我國掃地機器人零售量和零售額分別將達724萬臺和129億元，復合增速（2019－2024）分別達5．9％和10．0％。而根據全拓數據顯示，掃地機器人滲透率在日本、歐洲地區占比為10％，北美地區占比為13％，國內地區占比只有4％。

由此可見，雖然相較于歐美日國家等地區，目前我國掃地機器人行業滲透率仍相對較低，普及率也并不高，不是屬于傳統的剛需產品，但是它作為智能生活的前沿代表，已經開始獲得當代中青年消費群體的青睞，并且與之相關的技術或產業鏈也日漸成熟完善，大大降低了消費用戶購買成本，人們只需花上個幾百人民幣就可擁抱一臺現代科技產品。

那么，近期《半導體器件應用》雜志便對一款來自科沃斯地寶（ECOVACS DEEBOT）的地面清潔機器人DG710進行拆機圖解，為大家帶來如今科技感十足的掃地機器人是怎樣的？以及什么類型的產品才能全面完成室內衛生清潔且又極具性價比優勢？

掃地機器人工作方式

掃地機器人的清潔方式可分為掃、吸、拖三步。“掃”主要依靠邊刷和滾刷來實現，能將灰塵垃圾掃到機器的吸口處便于吸入塵盒；“吸”是依靠電機的高速轉動形成吸力，將灰塵垃圾吸入塵盒；“拖”是指對面進行濕拖清潔，同時還可以加入除菌液或消毒液搭配使用。

科沃斯地寶掃地機器人DG710 產品外觀

紙箱包裝，簡約圖案，印有品牌LOGO

拆開紙箱，可得：

主機＊1

充電座＊1

邊刷＊1對

清理小工具＊1

滲水抹布＊1

清潔液＊1

量杯＊1

產品說明書＊1

DG710正面特寫，表面只有一個自動清掃與啟動按鍵，品牌LOGO下方有貼心的扳手位置，可以方便掀開裝飾蓋取出塵盒，其整體極簡的設計外觀與銀潤白的色調較為適合搭配各類家居風格。

DG710底部特寫，底部主要是采用對稱式設計，標貼顯示該款產品的相關參數、廠家信息及各種認證標準。左側下方有一個總電源開關推鍵，正前方中間為萬向輪，主導前進方向，兩邊是充電對接觸片，左右各自一個可拆取三頁邊刷以及固定驅動輪。

還可以觀察到邊刷歸攏的垃圾是可以直接由毛刷掃入中間的灰塵盒。

DG710底部驅動輪使用了橡膠耐磨履帶胎面，交錯紋設計，彈簧避震結構，提升了輪胎在粗糙地面上的使用壽命，可一定程度的高低自動按壓，能夠翻越1．6cm（帶水箱）高地毯、小臺階等。

DG710左右驅動輪與邊刷之間位置各有一個下視懸崖感應器，遇到臺階會自動回退，切換路線，有效的防止了機器墜落問題。

DG710側邊特寫，頂圖中間黑色區域為紅外濾光片，其作用為減少環境光對紅外傳感器的干擾，以便更好的探測前方路障情況；底圖可見橫向黑色橢圓形區域的是紅外輔助回充傳感器濾光片，其作用為更好的找尋與對接充電底座，另外，其周邊呈Y字形設計的為排風口，除了幫助內部器件散熱外，還可以避免出風時吹動垃圾并減少出風噪音。

在拆解之前，首先大概了解一下該款掃地機器人DG710的基礎性信息；尺寸337x337x77，凈重量2．8KG，結構尺寸重量適中，不會太占有擺放空間，機身高度約7．75cm，可以較為靈活進入家具底部進行清掃，并具有滲水濕拖功能，水箱容量為0－80毫升，可借助手機APP，實時掌控機器狀態。機身都有配置多項且齊全的紅外傳感器，能夠智能判斷家庭環境，進行假障礙（窗簾、床單等）識別，從而決定是否啟動減速輕碰程序。

科沃斯地寶掃地機器人DG710 拆解

第一步：用螺絲刀卸下底部表面6顆螺絲，并收緊邊刷用力將其取下，隨后再用螺絲刀卸下頂部塑料件的8顆螺絲與周邊的4顆螺絲，取出塑料固件。

第二步：拆卸頂部蓋板，打開蓋子取出塵盒，塵盒容量為0．35L，隨后用螺絲刀沿著機身邊緣縫隙撬開頂蓋，接著通過觀察卡扣位置，用力一拉即可，就可以取出側邊的防撞條以及摳出電池組。

第三步：拔出頂蓋與后板和主板連接的數據接口，便可徹底分離塑料外殼。

一般而言，掃地機器人的整體結構主要分為傳感器、控制器、執行部件三大方面，工作流程是由傳感器獲取信息，接著通過控制器結合算法發送指令到執行部件，機器便可開始工作。

整機內部主體一覽，清晰可見整個掃地機器人的核心處理與存儲芯片主板以及其他執行器件

頂蓋前方的防撞條內側設置了較長、較厚的緩沖海綿，中間位置為紅外傳感器

主機后方的紅外輔助回充傳感器

電池組外部套上了熱束膜，接口方式和PC設備電源供電的插拔接口類似，電池類型為鎳氫電池，產品型號為DM88－BYD，標準電壓為12V，額定容量為3000mAh，電芯型號為H－SC3000P，制造廠商為比亞迪股份有限公司。

主控面板部分

主控板的零部件皆有涂上一層厚厚的UV膠，以及7個固態電容器件。

UV膠是一種必須通過紫外線光照射才能固化的一類膠粘劑，它可以作為粘接劑使用，也可作為油漆、涂料、油墨等的膠料使用。在電子器件應用領域上，它的耐低溫、高溫高濕性能極優。

由于該款產品帶有濕拖功能，很容易受到水汽的影響，縮短元器件使用壽命，因此，必要的防水措施是缺一不可的。

（圖片經過拼接）主控面板左右兩端的電機裝置S．M．C MOTOR 屬于無刷電機，主要負責邊刷驅動。

主渦輪風機座709J060、提供吸力、ZIF接口、電機品牌為尼德科（Nidec），吸力約為1000pa／aw。

主控面板環節；采用了樂鑫信息科技的ESP－WROOM－02貼片式WIFI模組。

該模組是基于ESP8266EX 芯片設計開發的物聯網無線模組。它集成了 TCP／IP 網絡協議棧，32 位低功耗 MCU，10 比特精度 ADC，并帶有 HSPI、UART、PWM、I2C 和 I2S 等接口。ESP－WROOM－S2 模組 2 MB SPI Flash，接在 HSPI 上。作為 SDIO 中的 SPI 從機模式工作時，傳輸速率可達 8 Mbps。

此外，模組尺寸小巧，僅為 18 mm x 20 mm，易于集成到空間受限的產品設計當中。

劃開UV膠后，清晰可見主控芯片是采用兆易創新（GigaDevice）GD32F103VGT6系列，芯片架構沿用ARM Cortex－M3內核，主頻（MHz）最高可運行至108，內部集成Flash（KB）為1024，RAM為96K，同時集成16個獨立的12位ADC通道，工作電壓為2．6V到3．6V，可以大大延長電池使用壽命，非常適合智能產品應用。

GD32F103XX系列特點：基于ARM的32位通用微控制器，RISC核心具有最佳的處理能力，降低功耗和外圍設備。Cortex－M3是下一代處理器核心，與嵌套矢量中斷控制器、SysTick定時器和高級調試支持緊密耦合。

工作在108兆赫頻率與閃存訪問零等待狀態，以獲得最大的效率。它提供高達3MB的片上閃存和高達96KB的SRAM內存與兩個APB總線連接的廣泛增強I／O和外圍設備。

設備提供最多三個12位ADC，最多兩個12位DAC，最多10個通用16位定時器，兩個基本定時器加上兩個PWM高級定時器，以及標準的高級通信接口：最多三個SPIS，兩個I2SC，三個UASRTs，兩個UART，兩個I2SS，一個USBD，一個CAN和一個SDIO。

該裝置工作在2．6到3．6V的電源，并可在－40至85℃的溫度范圍內使用，而且幾種節能模式為喚醒延遲和功耗之間的最大優化提供了靈活性。

應用領域：

工業控制、電機驅動

電力監控、報警系統

消費類電子、車載GPS

視頻對講機、PC外圍設備等等

圖中右方：萬國AOS（Alpha ＆ Omega Semiconductor）的30V P－Channel AO4459功率器件。該器件將先進的溝槽MOSFET技術與低電阻封裝技術相結合，提供極低的RDS（ON）裝置，是負載開關的理想設備，能夠適合電池保護的應用。

產品特點：

FET 類型：MOSFET P 通道，金屬氧化物

FET 功能：邏輯電平門

漏源極電壓 （Vdss）：30V

電流 － 連續漏極 （Id）（25°C 時）：6．5A（Ta）

不同 Id、Vgs 時的 Rds On（最大值）：46 毫歐 ＠ 6．5A，10V

不同 Id 時的 Vgs（th）（最大值）：2．5V ＠ 250μA

不同 Vgs 時的柵極電荷 （Qg）：16nC ＠ 10V

不同 Vds 時的輸入電容 （Ciss）：830pF ＠ 15V

功率 － 最大值：3．1W

安裝類型：表面貼裝

封裝／外殼：8－SOIC（0．154＂，3．90mm 寬）

萬國AOS 30V P－Channel AO4459 基礎說明

圖中左方：M7整流二極管，其具有明顯的單向導電性，主要用于各種低頻半波整流電路，如需達到全波整流需連成整流橋使用。

由于標識模糊，無法得知具體型號，但依然可知該兩款器件為德州儀器的充電管理IC。

值得注意，專用的充電管理IC能夠給系統提供精準的充電控制，完備的保護機制，提高電池的使用壽命，降低與優化整體系統成本有著非常重要的意義。

江蘇長電科技（JCET）的D882M晶體管（NPN），該三極管的額定功率為1．25W，集電極電流Ic為3A，集射極擊穿電壓Vce為30V。

新唐科技（Nuvoton Technology ）的3聲道數字 ChipCorder 音頻芯片ISD2260系列。

產品主要特性：數字解壓縮、全面的存儲管理方式、OTP存儲器、集成的多達3個聲道，可多聲道同時播放音頻信號、D類揚聲器驅動可輸出功率1W。

ISD2260功能框圖

愛普生（EPSON）的RX－8010SJ 低功耗實時時鐘模塊；內置頻率校準的32．768K晶體單元，計時／日歷功能，定時中斷等功能，內置128bit RAM，I2C總線的接口類型，C－MOS或N－ch開漏輸出的32．768k頻率輸出功能，1．6V至5．5V接口電壓范圍，1．1V至5．5V時鐘數據保持電壓，160nA／3V Typ的電流功耗。

CD貼片電感，感量為100uh

LIXING CR1220 3V紐扣電池，標準容量38mAh。

全部拆解完畢

半導體器件應用網總結

半導體器件應用網通過拆解了解到，由于在電路主控模組是采用了兆易創新的GD32F103VGT6系列微控制器、樂鑫信息科技ESP－WROOM－02貼片式WIFI模組、萬國AOS30V P－Channel AO4459功率器件、德州儀器的充電管理芯片以及其他重要元器件，所以能做到極佳的信息運算能力，可選擇的多種省電模式，確保高性能的同時實現了最佳的能耗比，符合高可靠性標準，并具有多方面的兼容性來輕松應對如今飛速發展的智能應用挑戰。不僅如此，還能實現不單純依靠3000mAh容量電池，也能優秀的控制能耗，并且以低功耗高性能的優勢達到持久續航，保障了長時間穩定工作。

而在驅動方面由于風機座與驅動輪都采用了無刷電機模塊，因此可以做到速度更快、損耗減小，噪音更小，輸出功率更大，其吸力可達到1000Pa，可以較為強勁的輕松清理各種灰塵垃圾。另外，優秀的芯片組搭配上多項紅外傳感器，可以更好的精確定位、敏銳控制角度和控制行進方向，保持了有規律清掃的節奏。

其實一款優秀的掃地機器人除了本身的硬件結構之外，最核心的部分還要提及算法部分。例如在相對家居環境比較復雜的情況下，優秀的算法可以幫助機器安全清掃并且返回充電區域，而該款掃地機器人就配合了當下流行的Slam智能算法，記憶了清掃距離和位置信息，進行智能補漏，不會落下任何一個角落，可以說相當具有智能和科幻感。

此外，在機器人智能移動當中，SLAM算法發揮了無可比擬的作用，尤其是點到點的自主移動，如果再加入路徑規劃和運動控制后，SLAM算法技術就能讓機器變得更加智能，而該款機器就特別融合了Smart Move路徑規劃技術，真正實現了機器行動自如，有條不紊的全屋覆蓋掃拖，讓我們的現實生活變得省事方便。

責任編輯：xj