追觅扫地机器人，引领行业首次迈入“6厘米”时代

1996年，瑞典家电巨头伊莱克斯(Electrolux)制造了一台名为“三叶虫”(Trilobite)的量产型扫地机器人原型机。因为其新奇性，还曾登上过英国BBC电视台的科学栏目《明日世界》。

光听这个栏目名称就知道，当时一台可自动清洁的扫地机器人对世人来说，能有多科幻。

但在今天再看这台“三叶虫”简直就是一个“人工智障”，由于没有算法规划，主打一个随地乱撞和随缘打扫，为了不让它撞墙甚至还要在家中贴上磁条。

而如今市面上流行的扫地机器人，不仅搭载先进的激光雷达导航+AI避障系统，全屋智能路线规划清扫只是基操，高端产品配置的全能基站更是让扫地机器人成为集自清洁、自集尘、自动除菌、烘干等功能于一体的全能选手，简直是懒人福音的代名词。

从“人工智障”到懒人福音，碰撞传感器、陀螺仪、视觉导航（vSLAM）、激光雷达导航（LDS SLAM）等技术创新功不可没。由于创新属性太强，有人干脆将扫地机器人的行业门槛及护城河构建归结为：只有靠技术领先才行。

而在扫地机器人市场，技术领先通常来自于两个方面，要么是渐进式创新，要么有突破式创新。

前者是反复打磨一项功能，力求达到更好，比如从碰撞传感器到激光导航，就是为了创造更好的避障体验；后者则是打破旧思维做新功能，典型如越障。

如今避障已经是扫地机器人的基操，越障有可能是行业下一个高地。之所以是高地，源于研发越障技术最初的需求点，是扫地机器人从诞生之初就存在的终极目标——全屋清洁。

死角清洁难题，逐一突破

扫地机器人虽然前前后后有近30年的发展历史，但真正成为家庭清洁必需品其实没多久。

历史原因是，早期的扫地机器人产品打着“懒人福音”旗号，实际上能力有限，主要是指避障能力。

2002年iRobot推出的Roomba扫地机器人，靠光感应的红外线探测实现避障，优点是反应快成本低，缺点是灵敏度不太行，尤其是面对透明及深色物体时会抓瞎。

2010年Neato在XV-11扫地机器人上通过360°的激光雷达，可以扫描即时定位与构建环境地图，配合SLAM算法解决定位、导航等需求，实现从上到下无死角的扫描和感知。

激光雷达虽然就精度高，但在可靠性、噪音、清扫能力和维护成本等方面仍存在一些缺点。2014年，戴森于高端扫地机器人360Eye首发了视觉避障技术，它利用顶部搭载的摄像头全方位观测并分析周围环境，利用算法得出房间的地图和做出导航，缺点是摄像头受光线影响很大。

随后行业又出现了3D结构光（线激光）技术，该方案通过两根交叉的线激光共同工作，结合扫地机器人的移动，构建立体地图，实现高度和距离的精确测量，从而获取更丰富的三维避障信息。

这种技术不仅能有效避免扫地机器人钻入沙发底下或碰撞障碍物，还能识别地毯、绕过低矮障碍物以及防止从高处跌落。

但扫地机器人在卷技术这条路上从未停歇。2024年追觅的X40系列已经有了AI双目结构光避障，就是两个具备AI能力的摄像头+结构光，以此实现了动态避障，可识别140种以上障碍物。

行业内有一个比较生动的形容，扫地机器人在红外+超声波阶段是一个“触觉+听觉的盲人”，到了激光雷达、视觉相机阶段变成了“触觉+听觉+视觉的近视患者”，直到增加了专门的避障传感器（通常为RGB-D相机，如双目深度相机、3D结构光深度相机等），才终于是“触觉+听觉+视觉的正常人”。

扫地机器人之所以一直狂卷避障功能，主要因为它是一个底层核心技术，避障技术的优劣决定了扫地机器人的清洁效率和灵活度。

但这两个指标也不能完全指望避障，比如墙边、桌腿、床边等卫生死角，扫地机器人即便旋转跳跃再闭着眼，也很难彻底清理干净。

于是，一个名为仿生机械臂的技术被创造出来。

简单来说，仿生机械臂就是机器人扫描到卫生死角时，将拖布外扩，模仿人手的清洁习惯，“伸手”将边角的污渍擦净。这项技术首发于追觅2023年5月发布的X20系列，随后行业其他头部公司也开始跟进。

但对于清洁覆盖率而言，避障和仿生机械臂技术解决的问题被圈定在机器人能够正常运行范围内，而家庭场景中影响机器人清洁覆盖的还另有其人。

2cm+的阻碍，全屋清洁最后一公里

说一个冷知识，基于全屋清洁的终极目标，追觅实际上两年前就开始了相关的技术储备，当时与仿生机械臂联动研发的还有一项仿生机械足技术。追觅的想法是将扫地机的“手”和“脚”都做出来，让扫地机功能更强大，只是机械臂技术先于机械足成熟并于2023年率先推向市场。

某种意义上，这也是市场选择的结果。家庭场景中除了路线障碍，60%的常见障碍高度一般不会超过2厘米，所以扫地机器人先着力解决更广泛的日常痛点。

但全屋清洁始终是扫地机器人的终极目标，解决消费者日常痛点后，就要着手满足细分需求了。其实也不算细分，统计显示大约有40%家庭阳台或卫生间的滑轨及台阶高度超过2cm。这就导致扫地机器人无法翻越障碍造成清扫面积减少，或者被门槛困住机身悬空。

以前的常规做法是在障碍前放置爬坡垫。这样扫地机器人要进房间打扫，就能从爬坡垫上越过门槛，或者还有一个终极物理手段——手动搬过去。

很显然，如果不想劳烦用户亲自用手将机器人拿起，那么机器人就要自己具备越障能力。追觅在刚刚发布的X50系列上，就首发了仿生机械足高越障技术，据称能以最高6cm的越障能力，达成全屋清洁覆盖率100%。

扫地机器人本就不大的机身空间，既要保证清洁能力，又要实现越障，其实是有难度的，颇有螺狮壳里做道场的意味。

追觅怎么做的呢？为了节省空间，它首先重新设计了整个驱动系统，其次用上了轮毂电机技术。

轮毂电机一个好技术，但前提是抖动问题必须解决。追觅为此开发了整套控制系统，通过软件、弹簧和整体架构的调试来克服难点，成为首个成功解决该问题并将其应用于扫地机的公司。

空间挑战被攻克后，越障轮就成了新的难点。简单来说，越障轮需要将机器人的底盘抬升到超过台阶的高度且越过，看似是一个小动作，但想要做好也不简单。

第一，越障轮要采用哪种形式。

追觅内部发起了50+创新讨论会，尝试了四大方向，总计100多种越障方案。包括履带式轮子、增加伸缩结构、轮子分瓣式、新增支撑杆等，最后通过双节摆臂增大轮子越障半径，解决难点。

第二，越障轮解决之后，支撑系统如何做也是问题。如果摆臂支撑-回收方案不完善，不仅会有顿挫感，还可能导致机器受损、地面被机器冲击受损。

在这一点上，追觅受到轮足机器人和仿生学的启发，做成了双节摆臂。双关节非常重要，它就像人的大腿和小腿，人体关节在使用时可以组成一条直线，而回收时又能弯曲回去。既能保证支撑的稳定性，又要兼顾收回的灵活性。

双节的风险点在于两个关节之间的配合角度、可靠性和使用寿命，对此追觅做了很多版本方案来保证成功。

双节摆臂使用体验更好，越障、回收时动作更流畅，且噪音更小。并且能够更好地延长机器寿命，减少越障后砸地对机器的冲击力，以及对于地面的影响力也会更小，万向轮弹性结构在砸地的时候不会对地面造成损伤。

还有一个挑战则是越障后坠落的整机减震问题，因为不仅要考虑整机塑料件和所有壳体的强度，还要兼顾内部电路板和传感器的稳定。

既要保证电路板不会出现接插件松动、芯片虚焊等问题，也要确保在高强度震动的情况下，传感器的位置、内置精度以及内部的小电机等部件万无一失。

据追觅称，避震问题解决之后机器的抗冲击能力比上一代提高了100%，确保了产品使用寿命的稳定性。

而解决上面这些挑战是为了保障机器人成功越障，但有一个容易被忽略的问题是，机器人如何知道自己能不能成功越障？

这就需要机器人能对高越障行为中产生的高度距离做出精准判断。

按照追觅的说法，上一代扫地机只能给出0和1两种状态（也就是能和不能），而现在需要机器具备感知能力，确定障碍高度的具体数据，判断是否在越障能力范围内。

为此追觅重构了传感器的感知系统并优化了算法，新增业内最先进的点tof下视传感器，使其既易于使用又高效。在机器抬起来之前用线激光判断，抬升后用下视点tof判断，可以精准计算出高度落差、距离的数值，从而确保机器人能够安全地下降并再次上升，让机器“过得去”也“回得来”。

技术决定市场

扫地机器人是典型技术决定市场的行业，纵观扫地机行业全球发展历程，行业规模的增长基本与技术发展阶段相吻合，增速的阶段性提升主要由技术革新带来。

这种情况下企业对技术的投入和细节的死磕，就决定了它能拥有多少市场。但前提是，必须是基于消费者真实诉求出发的技术创新，比如在追觅的语境里，一个真正优秀的清洁方案不应该被任何高度、任何场景阻拦。

这种满足用户细致诉求、死磕技术和追求极致的精神，正是过去十年制造业国货品牌能够崛起的关键成因。

且对于追觅所在的清洁行业来说，还远没有到天花板。

欧睿数据的调研显示，2022年国内每百户家庭吸尘器保有量为40.2台，远低于同期日本、美国、意大利等国家的90台，其中扫地机器人仅为4.6台。同年，扫地机器人零售额为124亿元，同比增长4.3%。但一年后，数字涨到了137亿元和10%。

而伴随全屋清洁这一终极目标被实现，意味着消费者的售前决策被大幅缩短，产品和市场的供需对接也将得到空前的拉升。从这个角度看，追觅这样为扫地机器人做出“手”和“脚”的公司，不断用技术引领行业发展的公司，会带着清洁行业向着智能化、便捷化的方向一路向前。