伴隨時代的發展，掃地機器人已經成為不少家庭的必需品。

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

掃地機器人家庭普及率：

2015-2019年掃地機器人銷量 | 數據來自奧維羅盤

掃地機機器人興起的時間并不長，從2015年開始爆發，到2019年，中國市場掃地機器人銷量接近450萬臺/年。

掃地機器人屬于城市年輕家庭非常歡迎的產品，更主要要的是，這玩意真的可以做好家務。美國掃地機機器人的家庭滲透率最高，2018年達到16%。中國掃地機器人的滲透率略低。

2018年掃地機器人滲透率 | 數據來自GFK

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

那么售價動輒高達幾千元的掃地機器人，成本到底是多少？

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

掃地機器人的工作原理

掃地機器人主要工作原理

既然是掃地機器人，我們將這個機器人同人類做對比。

1、掃地機器人眼睛，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？

掃地機器人的眼睛：就是激光雷達，激光雷達主要用來測量距離和識別物體。

激光雷達的兩大功能 | 圖為無人駕駛汽車的激光導航

我們經常能夠看到，掃地機器人上面有攝像頭。目前SLAM+視覺的導航方式，主要應用在無人駕駛技術上面，例如特斯拉，百度appollo，這些無人駕駛系統上面。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航傳感器。

激光導航傳感器，主要是構建反射物的輪廓，通過輪廓來對比這個物體大致的現實產品。

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

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

激光和超聲波傳感器的位置

在側邊的超聲波傳感器

跟人的眼睛一樣，掃地機器人的激光傳感器也是在最高的位置。這個真的是整個掃地機器人最貴的地方。可別不小心損壞了，這玩意換一個也有不少錢。（咱們后面有詳細說具體價格）

2、大腦+小腦，也就是掃地機器人的核心處理器：3大核心處理器

核心處理器

市面上面常見的掃地機器人都是使用的ARM架構的處理器芯片。這玩意跟電腦CPU（X86架構）是一個作用。內置的算法以及人機交互的架構都在這里運行。

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

2、微控制器主要用來進行路徑規劃。運行SLAM導航算法，建立房間虛擬三維空間地圖。

3、數字信號處理器。這主要是為控制芯片進行路徑規劃后，下發指令給執行的電機，包括舵輪（掃地機人前進，轉向的輪子），掃地刷的電機，吸塵器的電機，讓這些電機工作。

掃地機器人電路板上面的結構件及核心部件 | 小米掃地機器人

掃地機器人的大腦主要用來規劃路徑，避障，以及人機交互，例如：人類設定打掃范圍，以及語音指導掃地機器人進行打掃，都需要處理器進行處理后，將指令下發到執行機構。

小腦屬于跟執行層最近的控制區域，例如我們上面說的，后面兩個處理器：數字信號處理器和微控制器都是對執行層（電機），進行控制和回饋外部信息的處理器。

小米及TCL等掃地機器人都適用意法半導體的M3微控制芯片作為路徑規劃的控制芯片。

路徑規劃的芯片

3、執行機構：電機（無刷電機或者是無刷電機）

掃地機器人執行機構為三種：行走的舵機，掃地的電機，吸塵器電機。掃起來的灰塵被吸入存儲區就是掃地機器人的工作過程。

掃地機器人掃和吸的位置

這三個部位的執行機構，行走電機和掃地的電機一般采用有刷電機，速度慢，出力大。吸塵器電機一般都采用無刷直流電機，轉速高，體積小，無刷電機在高速轉動中可以產生1500pa以上的吸力。

有刷或者無刷電機

有不少朋友疑惑，掃地機器人的有刷電機和無刷電機的區別？

插入一個知識點：

從成本上面考慮，無刷電機可以做到20000轉/分鐘——12萬轉/分鐘（這個就是戴森那個網紅吹吹風機的最高轉速），無刷做到高轉速成本比有刷的要低很多。

有刷電機，高轉速一般應用在超高精度的精密儀器上面，因為有刷電機想要做到超高速的時候，換向器的磨損就比較嚴重。能夠做到有刷超高速電機的技術，整個行業內都不多。

我們市面上面常見的有刷小馬達，那個轉速都比較低，一般都在一萬轉一下，價格非常便宜。一個就幾塊錢，甚至低于1塊錢。

掃地機器人想要達到大吸力，使用無刷直流電機屬于非常合適的選擇。

并且伴隨著2010年后，空心杯電機的繞線機技術專利保護達到有效期失效以后，國內深圳，東莞一代做無刷直流小電機的廠商多達上千家。所以無刷電機的價格也下來了。

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

所以說，買掃地機器人的時候，不用過于糾結有刷電機和無刷電機。

掃地和吸塵的結構

從原理上面來說，掃地機器人的核心在于：激光導航+路徑規劃+掃地和吸塵的能力。

所以行業內的掃地機器人廠商，核心技術基本上都聚焦在激光導航和路徑規劃上面，還有會添加一些人性化的設計，例如語音互動等等。

整個掃地機器人的硬件構成就可以用一張圖濃縮一下。

主要構成

掃地機器人硬件構成 | 圖來自小米社區

聊完所有的構成后，不少人心中都有各個部件的重要性的排列順序了吧！

那么咱們來看看一個掃地機器人（高端類型掃地機器人），成本到底是多少？

我們先來看看市場上面掃地機器人的售價：

掃地機器人售價

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

掃地機器人成本分布

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

一個高端的掃地機器人核算一下大致的成本在600-900元人民幣。

當然你也別較真，畢竟整個數據的零部件報價，是按照單獨產品的市場價來計算，實際生產有可能會高一些。

對于一個消費品，硬件成本可能只有30%-50%，軟件成本+營銷成本，占據另外50%的比重。這也就是為什么一臺好一些的掃地機器人，售價可能高達3000元的原因。

掃地機器人發展前景：

掃地機器人目前已經成為家庭廣受歡迎的產品。在未來大量的城市家庭智能化程度更高，掃地機器人勢必會成為必備品。
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