كيف تعمل المكنسة الكهربائية الروبوتية؟

يجد البعض أن تنظيف شقتهم أو منزلهم مرة واحدة أسبوعيًا كافٍ، بينما يفضل آخرون التنظيف بشكل متكرر. يُعدّ المكنسة الكهربائية الروبوتية مناسبة لكلا الحالتين، إذ توفر تجربة تنظيف سريعة وفعّالة. كيف يعمل هذا الجهاز؟ يعتمد مبدأ عمل المكنسة الكهربائية الروبوتية على عدة مكونات رئيسية: وحدة التنظيف، ونظام الملاحة، وآلية الحركة. هذه المكونات الأساسية موجودة في أي مكنسة كهربائية روبوتية، وتحدد جودتها مستوى أداء التنظيف في أي غرفة. فيما يلي، سنلقي نظرة تفصيلية على كيفية عمل المكنسة الكهربائية الروبوتية، سواءً للتنظيف الرطب أو الجاف.

توجيه الروبوت

يُعد نظام الملاحة أحد المكونات الرئيسية للجهاز، فهو يُتيح للروبوت التنقل بسهولة في أرجاء الغرفة. ويُحدد أداء هذا النظام ما إذا كان المكنسة الكهربائية ستعلق أو تضل طريقها، بالإضافة إلى كفاءة عملها. ويختلف نظام الملاحة هذا باختلاف الشركة المصنعة والطراز، إلا أن هناك بعض أنظمة الملاحة الأساسية المطلوبة بكثرة، ومنها:

• ليزر؛
• أجهزة استشعار داخلية (بما في ذلك الجيروسكوب)؛
• أجهزة استشعار خارجية؛
• آلة تصوير.

لكل نظام ملاحة مزاياه وعيوبه، لكنها جميعًا تعمل وفق مبدأ واحد أساسي. كيف يعمل نظام الملاحة في المكنسة الكهربائية الروبوتية؟

يُعتبر نظام الملاحة بالليزر الأكثر تطوراً، وتعمل النماذج المعروفة على هذا المبدأ. شاومي مي روبوروك سويب ون، نيتو بوتفاك كونكتد،إيكوفاكس ديبوت أوزمو 930 وغيرها الكثير. يعمل الليزر على النحو التالي: تم تجهيز المكنسة الكهربائية بجهاز تحديد المدى بالليزر (ليدار)، والذي يحدد وجود أجسام معينة في الغرفة والمسافة إليها. تُخزن هذه البيانات في ذاكرة الجهاز وتُحفظ كخريطة للغرفة. بمجرد إنشاء الخريطة، يبدأ الجهاز بتنظيف كل غرفة، متحركًا على طول خطوط مستقيمة محددة. وتتم عملية العودة إلى القاعدة بنفس المبدأ.

ننصحكم بالاطلاع على أفضل المكانس الكهربائية الروبوتية المزودة بخاصية رسم خرائط الغرف من خلال اتباع هذا الرابط: https://robovac.washerhouse.com/ar/rejtingi/robovac-5-luchshih-robotov-pylesosov-s-stroeniem-karty-pomeshheniya.html.

إذا كان النظام يعتمد على أجهزة استشعار، فإن مبدأ التشغيل يكون كالتالي: بفضل أجهزة الاستشعار الموجودة أسفل الهيكل وفي المصد، يكتشف الروبوت المكنسة الكهربائية أي تغييرات في الغرفة ويقرر تلقائيًا كيفية مواصلة التنظيف. هذه الأجهزة، التي تُسمى "المنارات"، تُنسق حركات الجهاز.

على سبيل المثال، إذا رصد الجهاز كرسيًا في مساره، فإنه سيبطئ سرعته، وعند ملامسته للكرسي، سيبدأ بتنظيف المنطقة المحيطة به. كما يستطيع الجهاز تحديد أكثر المناطق اتساخًا على السجاد أو الأرضيات، مما يسمح للمكنسة الروبوتية بتنظيف هذه المناطق بدقة أكبر. يعتمد كل هذا على عدد المستشعرات الموجودة في الجهاز ونوعها وسرعة معالجة المعالج للإشارة. يحدد كل مصنّع الحركات والإجراءات التي سيؤديها الجهاز في كل حالة.

يجدر مناقشة ماهية الجيروسكوب في المكنسة الكهربائية الروبوتية وكيف يساعد في التنقل في الفضاء بشكل منفصل.

الجيروسكوب هو آلية خاصة تستجيب لتغيرات اتجاه الجسم (في هذه الحالة، مكنسة كهربائية روبوتية) بالنسبة إلى إطار مرجعي قصوري. ببساطة، يقيس الجيروسكوب تسارع المكنسة الكهربائية وسرعتها الزاوية، مما يوفر معلومات حول إحداثياتها المكانية. وبشكل أبسط، يتذكر الروبوت من أين أتى، وإلى أين يتجه، وإلى أين يجب أن يعود (في حالتنا، إلى قاعدته بعد الانتهاء من التنظيف).

تُعدّ أجهزة الاستشعار الخارجية بمثابة نظام ملاحة مماثل لأجهزة الاستشعار التقليدية، ولكنها تستخدم أجهزة خارجية لتقسيم الغرفة إلى مناطق محددة. وهذا يسمح بتنظيف أكثر شمولاً وسرعة. تُسمى هذه الأجهزة أيضاً بـ الجدران الافتراضيةلأنها تحد من حركة المكنسة الكهربائية.

كيف يعمل المستشعر الخارجي؟ إنه عبارة عن صندوق بلاستيكي صغير يُصدر إشارة تحت حمراء غير مرئية. عند استخدام جهاز إرسال إشارة، يتم إرسال شعاعين إضافيين من الأشعة تحت الحمراء، مما يسمح للمكنسة الروبوتية بتحديد موقع جهاز الإرسال. يعمل جهاز الإرسال الرئيسي عن طريق نقل الجهاز إلى غرفة أخرى، حيث يقوم بإيقاف إشارة الأشعة تحت الحمراء. أما المستشعر الخارجي، فيعمل وفق مبدأ أبسط من جهاز الإرسال. فإذا اكتشف الروبوت المستشعر الخارجي، فإنه ببساطة يُغير اتجاهه.

إحدى خيارات الملاحة هي شريط مغناطيسي للمكنسة الكهربائية الروبوتية، يُنشئ ما يُسمى "حاجزًا"، وهو جدار افتراضي لا يستطيع الروبوت تجاوزه. توضح الصورة أدناه بوضوح كيفية عمل الشريط المغناطيسي:

كيف تعمل خاصية الملاحة بالكاميرا؟ في معظم الحالات، تُثبّت الكاميرا أعلى هيكل المكنسة الروبوتية. تقوم المكنسة الروبوتية بجمع البيانات من الجدران والسقف. يُستخدم مبدأ التشغيل هذا في المكانس الروبوتية الشائعة. آي كليبو أوميغا، جهاز iClebo O5 الجديد،آي لايف A8، الرائد روبوت التنظيف iRobot Roomba i7 وغيرهم.

يمكنك معرفة المزيد عن مستشعرات المكنسة الكهربائية الروبوتية في هذا الفيديو:

عملية التنظيف

والآن، دعونا نلقي نظرة على مبدأ تنظيف المكنسة الكهربائية الروبوتية. وظيفتها الأساسية هي إزالة الأوساخ والحطام الذي يعترض طريقها. مبدأ تشغيل كل طراز متشابه، ولا يوجد تنوع كبير كما هو الحال في أنظمة الملاحة. تعمل عملية التنظيف الجاف بالمكنسة الكهربائية على النحو التالي: تقوم فرشاة أو فرشاتان جانبيتان بكنس الغبار والفراء والشعر والأوساخ من الزوايا وتحت الأثاث وبالقرب من ألواح الحائط، ثم تتحركان باتجاه الفرشاة المركزية.

تلعب الفرشاة الرئيسية (أو المركزية) دورًا محوريًا في تشغيل الجهاز. فبفضل بنيتها الخشنة، لا تقتصر وظيفتها على جمع الغبار والأوساخ فحسب، بل تشمل أيضًا الشعر والفراء. يظن الكثيرون خطأً أن المحرك، الذي يسحب الأوساخ، هو المسؤول عن التقاط الجزيئات المختلفة، إلا أن هذا اعتقاد خاطئ. تقوم الفرشاة بكنس الأوساخ إلى حاوية الغبار، تمامًا كالمكنسة، وبعد دخولها الحاوية، يضغطها تيار الهواء داخلها. ثم يمر الهواء الخارج من المحرك عبر مرشحات داخل الحاوية، ويخرج منها. وتحدد جودة المرشح مدى نقاء الهواء الخارج.

مع ذلك، توجد بعض الفروقات الدقيقة في تصميم الجهاز وتكوينه، وذلك بحسب الشركة المصنعة. وتشمل هذه الفروقات ما يلي:

1. الفرش الرئيسية، عددها وأنواعها. عادةً ما تكون واحدة، ولكن في بعض الأحيان تكون اثنتين، كما في المكانس الكهربائية الروبوتية من آي روبوتمبدأ التشغيل كالتالي: عند دوران الفرش باتجاه بعضها، تجمع الفرشاة ذات الشعيرات شعر الحيوانات الأليفة والأوساخ المختلفة، بينما تجمع الفرشاة المطاطية الحطام الأكبر حجمًا (كالرمل أو الفتات). بعض الموديلات مزودة بفرشاة واحدة فقط، إما مطاطية أو ذات شعيرات.
2. الفرش الجانبية وعددها. لتنظيف أسرع، تحتوي بعض الموديلات على فرشاة جانبية إضافية مثبتة على يسار الجهاز. من الشائع الاعتقاد بأن فرشاتين أقل فعالية من فرشاة واحدة، لأنهما تميلان إلى تشتيت الأوساخ باتجاه بعضهما البعض. لكننا نعتقد أن فرشاتين جانبيتين تؤديان أداءً أفضل.
3. أنواع الفلاتر: يمكن أن تحتوي المكانس الكهربائية الروبوتية على فلاتر قماشية بسيطة وفلاتر هيبا متعددة الطبقات. ويُفضل النوع الأخير من قبل الأشخاص الذين يعانون من حساسية الغبار.
4. قدرة الحاوية والمحرك. تتراوح أحجام الحاويات من 0.25 إلى 1 لتر، وتتراوح قدرة المحرك من 15 إلى 65 واط.

تجدر الإشارة إلى أن أداء المكنسة الكهربائية الروبوتية يتحسن بفضل فرشاتها الرئيسية وقوة شفطها. لذا، عند الشراء، ينبغي التركيز بشكل أساسي على هذين العاملين. وفي الوقت نفسه، إذا كنت بحاجة إلى مكنسة كهربائية روبوتية لتنظيف شعر الحيوانات الأليفة لتنظيف السجاد والموكيت، يُفضل استخدام مكنسة كهربائية مزودة بفرشاة مركزية. أما لتنظيف الأرضيات الملساء، فيُفضل استخدام مكنسة كهربائية بدون فرشاة توربو.

يُظهر الفيديو التوضيحي بوضوح مخطط تشغيل المكنسة الكهربائية الروبوتية:

فيما يتعلق بالتنظيف الرطب، فإن مبدأ عمل روبوت التنظيف هو أن يقوم أولاً بجمع كل الغبار والشوائب من الأرضية (1)، ثم يُرش سائل التنظيف من خزان مياه خاص (2)، ويتم فرك الأرضية بفرشاة (3). أما المرحلة الأخيرة من عمل مكنسة روبوت التنظيف فهي إزالة الماء المتسخ من الأرضية باستخدام مكشطة، ثم شفطه إلى الخزان (4). مكنسة كهربائية روبوتية لغسيل الملابس ليس عملياً ولا ينصح به المصنعون لتنظيف السجاد والأرضيات الخشبية والباركيه.

لمزيد من المعلومات حول كيفية عمل روبوت التنظيف، شاهد الفيديو:

يوجد أيضاً نوع مشترك مكنسة كهربائية روبوتية للتنظيف الجاف والرطبيعمل الجهاز عن طريق تنظيف الأسطح الملساء بقطعة قماش من الألياف الدقيقة (مثبتة في الجزء السفلي من الوحدة)، بينما يتم تنظيف السجاد إما بالفرش الرئيسية أو الفرشاة التوربينية.

في هذه الحالة، يتم التنظيف الجاف أولاً (يغطي الروبوت كامل السطح الذي يمكن الوصول إليه). بعد ذلك، يتم تركيب وحدة التنظيف الرطب مع قطعة قماش، وترطيبها (أو ملء الخزان بالماء)، ثم تشغيل الروبوت. أثناء التنظيف الرطب، يجب الحد من وصول الروبوت إلى السجاد والأرضيات الخشبية لتجنب إتلافها. وللقيام بذلك، يمكن تثبيت جدار افتراضي أو أجهزة إرسال إشارات أو شريط مغناطيسي في المواقع المطلوبة. تتيح الطرازات الأحدث تحديد منطقة التنظيف على خريطة مباشرة من خلال التطبيق.

العودة إلى القاعدة

تعمل المكانس الروبوتية بالبطارية. في الطرازات الأرخص، إذا انخفض مستوى شحن البطارية، تتوقف المكنسة عن العمل تلقائيًا ويجب شحنها يدويًا. لتجنب ذلك، تبدأ معظم الطرازات بالبحث عن قاعدة الشحن عندما يصل مستوى شحن البطارية إلى حد معين. تتم عملية البحث كالتالي: يستشعر مستشعر موجود على المصد الأمامي شعاعًا تحت أحمر ينبعث من القاعدة. بمجرد اكتشافه، تبدأ المكنسة الروبوتية بالتحرك نحو القاعدة والالتحام بها.

تجدر الإشارة إلى أن الروبوتات التي تستخدم الليزر أو الكاميرات للتنقل تخزن موقع قاعدتها الرئيسية في ذاكرتها. وبالتالي، بمجرد اكتمال عملية التنظيف، يتم العثور على القاعدة الرئيسية باستخدام الخريطة المخزنة في ذاكرتها.

لهذا السبب لا يجب عليك نقل الروبوت المطفأ يدويًا من قاعدته إلى الغرفة المطلوبة، حيث من المحتمل ألا تعود المكنسة الكهربائية إلى قاعدتها بعد التنظيف (لأنها لا تتذكر كيف تركتها).

لقد شرحنا كيفية عمل المكنسة الكهربائية الروبوتية، مع أوضاع التنظيف الرطب والجاف والمختلط. وكما ترون، فإن وظائف الجهاز متطورة للغاية؛ إذ يمكنه إزالة الأوساخ تلقائيًا وبكفاءة وسرعة نسبية!