追觅创新性地开发了仿生双机械腿高障碍跨越技术，解决了扫地机器人的一大痛点。

编辑日期：2024年09月03日

然而，尽管近年来扫地机器人在实用性上取得了显著进步，但在日常使用中，我们仍然会遇到一些问题，比如翻越障碍物的能力。

传统的扫地机器人通常能跨越的高度为2厘米，然而，据统计，大约有40%的家庭其阳台或卫生间里的滑门轨道或是台阶高度会超出2厘米。面对这样的障碍物，大多数扫地机器人都无法顺利越过，这不仅减少了清洁的覆盖面积，还可能使机器人陷入卡在门口半空中的尴尬情况，从而需要我们人工去帮助它完成清洁任务。

这显然不是我们所期望的使用体验。

因此，在解决了集尘、拖布清洗、防缠绕、边角清扫等一系列细节体验问题之后，越障将成为扫地机器人行业下一个需要重点攻克的难题。

近日，国内智能清洁品牌追觅科技推出了一项创新技术——仿生双机械腿高障碍跨越技术，并计划在即将发布的新款扫地机器人中应用这一技术。

追觅创新性地开发了仿生双机械腿高障碍跨越

仿生双机械足高越障技术主要针对家庭中的轨道和台阶等高障碍物进行研发，旨在提高扫地机器人的清扫能力，其高越障成功率达到100%。

那么这项技术背后究竟有什么奥秘呢？今天就来为大家解读一番。

首先，我们需要明确，扫地机器人要跨越家庭环境中的较高障碍物或台阶，需要具备哪些条件。

这里总结成三点：

需要说明的是，仅仅实现这三条要素中的一部分，也可能达到一定的越障效果，但显然不会是最完美的。目前市面上已有的越障解决方案大致就是如此。

例如，有些方案在遇到高障碍物时选择提升车身底盘，这样虽然可以防止被卡住，满足最基本的需求，但如果不能同时增加越障轮的半径和动力，遇到更高的障碍物时仍然无法通过。

再比如，有些方案采用了履带式轮子，但这实际上只是增强了轮子的抓地力，更适合翻越有一定坡度的障碍物。然而，在遇到家庭推拉门的滑轨或台阶等障碍时，其效果仍然有限。

追觅这次推出的仿生双机械足高越障技术，能够同时满足上述三个条件。

简单来说，追觅的仿生双机械足高越障技术的核心思想是，在每个越障轮上加装一套仿生双机械足。当机器判断障碍物高度可以跨越时，机械足会先将机器支撑起来，然后通过足底与越障轮联动的小轮子驱动机器向前滑动，从而将机器“送”过障碍物，实现越障功能。

追觅按照这个思路，开发了两套系统。

首先是有轮子运动系统，追觅采用了轮毂电机，这能够为越障轮提供更强的动力，同时还具备体积小、降噪等优点。

其次，采用双节摆臂设计的仿生双机械足构成了支撑系统，能够支撑起整个机器。这不仅提高了机身的高度，还在越过障碍物时相当于将轮子的半径增加了一倍，从而显著提升了越障能力。

可以看到，追觅的这一方案不仅增大了轮子的半径，还抬高了机身，并且增强了越障轮的动力。这样就满足了我们之前提到的三个关键要素，一举三得。

当然，任何技术方案都会带来衍生的难点和挑战，追觅这次的仿生双机械足高越障技术也不例外。然而，追觅通过一系列细节技术的创新和优化，成功地克服了这些挑战。

具体而言，这些难点和挑战可以分为硬件和软件两个方面。

硬件方面的难点主要集中在机身空间利用、减震设计、跨越障碍的流畅性以及降噪处理等问题上。

空间问题是最先需要解决的。目前，随着扫地机器人功能的日益复杂，机身内部空间已经非常紧凑，若要再加入小轮结构，就需要重新设计整个驱动系统。为此，追觅首次在行业内采用轮毂电机技术。这种电机不仅非常节省空间，还具有很好的静音效果。

然而，使用轮毂电机本身就是一个巨大的挑战，因为在运行过程中会遇到抖动问题，尤其是在低速时更为明显。这是整个行业尚未解决的技术难题。因此，尽管轮毂电机性能优越，但此前没有扫地机器人产品采用这一技术。这次，追觅创新性地开发了一整套控制系统，通过软件、弹簧和整体架构的调试，成功克服了这一难题，最终解决了轮毂电机在低速时的抖动问题。

从那时起，追觅成为行业内首家在扫地机器人上使用轮毂电机的公司。

所谓越障流畅性，是指在越障过程中由支撑系统带来的挑战。如果摆臂的支撑与回收方案不够完善，就会产生顿挫感，甚至可能导致机器损坏或地面受到冲击损伤。

为了解决这一问题，追觅从仿生学中汲取灵感，将机械足设计成双节摆臂系统，类似于人类由大腿和小腿组成的双关节结构。在使用过程中，该系统可以伸展成一条直线，而在回收时则能弯折回去。双节系统的难点在于两个关节之间的配合角度、可靠性和寿命，为此，追觅进行了多次版本迭代以确保成功。

双节摆臂系统不仅使扫地机器人越障过程更加流畅、无顿挫感，还减少了噪音，有助于延长机器寿命，并减轻越障后落地对机器的冲击。此外，万向轮的弹性结构在落地时也不会损坏地面。

还有一个难点在于，当扫地机器人跨越较高障碍物时，不可避免会产生震动，因此需要有良好的减震措施来保护机身。在这方面，追觅通过增强整机塑料件和所有壳体的强度，确保了整体的减震效果。

此外，电路板最易受震动影响，导致接插件松动和芯片虚焊等问题，追觅对此部分结构也进行了调整。

更需要减震的是传感器，因为在高强度震动下，传感器的位置、内置精度及其内部的小电机等部件可能会出现问题。追觅对所有接插件和结构强度都进行了仿真校核，从而提升了整机的强度。

此外，追觅还通过前置万向轮和整机其他部分的橡胶柔性降噪设计，进一步实现了减震和降噪的效果。

通过这一系列减震措施，追觅使得新一代扫地机器人的抗冲击能力相比上一代提升了100%，同时减少了50%的地面冲击力；噪音也降低了大约10%。

此外，还有一些小问题，例如仿生双机械足的耐用性和使用寿命。在研发过程中，追觅对各种极端情况进行了寿命测试。例如，将扫地机器人置于模拟45度高温的环境中，使其内部温度接近100度，并以远超日常清洁的频率进行测试：如果每天跨越障碍60次，每周清洁超过4次，在这种极端条件下，仿生双机械足依然能够保持优异的表现。

说完硬件，我们再来谈谈软件算法方面的挑战。这一部分的主要难点在于扫地机器人的感知能力和越障策略。

过去，当扫地机器人遇到高障碍物时，只能做出能否跨越的简单判断。然而，现在随着扫地机器人的越障能力显著提升，它需要具备更精确的感知能力，以测量障碍物的高度，并判断该障碍物是否在其跨越能力范围内。

为此，追觅重新设计了传感器的感知系统并优化了算法，新增了业内最先进的点ToF下视传感器，使产品既易用又高效。

在机器抬起之前，扫地机器人会利用线激光判断是否能够越过障碍物。当机器抬起后，它还会使用下视点ToF进行判断，精确计算高度落差和距离，从而确保机器人既能顺利通过也能顺利返回。

例如，如果台阶后面是一处很高的悬崖，那么当扫地机器人爬上台阶后，会通过底部的 TOF（Time of Flight）传感器检测到前方的悬崖，从而不会继续向前“莽撞”，而是选择退回。

此外，追觅所使用的传感器精度约为3毫米，当扫地机器人检测到台阶高度超过2厘米时，其仿生双机械腿将启动越过障碍。如果检测到的高度不足2厘米，但驱动轮无法单独越过障碍，则扫地机器人会再次检测高度，并触发仿生双机械腿的帮助。

有人可能会担心电量消耗的问题，但实际上，摆臂支撑只需要大约2秒，整个越障系统运行也仅需约1分钟。加之，仿生双机械足的摆臂动作非常轻松，因此并不会导致过高的能量消耗。

大家可能对仿生双机械足在清洁算法上还有一些担忧。例如，过去的扫地机器人没有机械足，遇到高障碍物时无法翻越，会选择沿边清扫。现在有了仿生双机械足，是否会在遇到障碍物时直接越过，而不再清扫边缘呢？

追觅在算法上也考虑到了这一点：当遇到高障碍物时，扫地机器人仍会先进行沿边清扫，然后再跨越障碍物，不会改变原有的清扫逻辑。例如，在区域A和区域B之间有一条较高的滑轨，扫地机器人会先仔细清扫完区域A，再跨越滑轨去清扫区域B，包括滑轨与两个区域相连的角落。

过去的扫地机器人如果没有高越障能力，会误判中间的滑轨为一堵墙，因此在清扫完A区域后，就不会再去清扫B区域了。

此外，针对用户家庭的复杂环境，实际使用产品时，我们将在软件层面单独创建一个图层，记录每个位置的台阶高度和下视高度，以确保机器能够顺利越过障碍。同时，追觅还设计了一套完善的台阶推荐逻辑，对于复杂的台阶情况，会通过弹窗提示用户设置合适的通过（或不通过）行为。

在未来上市后，追觅将在越障过程中，结合小轮轮速、机器姿态和越障机构状态，对定位系统进行精确维护，以防止因翻越动作过大而导致的定位异常、图像重叠或丢失等问题。

通过以上介绍，相信大家都能够感受到，追觅仿生双机械腿高越障技术的核心优势在于其“全面性”。这项技术不仅满足了扫地机器人跨越高障碍物所需的三大要素，还解决了由此引发的一系列衍生问题，如震动、空间占用、噪音和机身寿命等。此外，在软件算法层面上，该技术充分考虑了用户在实际使用过程中可能遇到的各种跨越障碍的情景。全面的功能和细致的优化使这项技术具备了高度的实用性和可靠性，为用户的智能清洁体验带来了显著提升。

追觅创新性地开发了仿生双机械腿高障碍跨越