随着世界变得越来越自动化，使用传统的立式真空吸尘器打扫房屋的感觉令人痛苦。自2002年推出第一台真空机器人以来，清洁机器人的功能和可用选件就大大增加了。实际上，许多高质量的机器人真空吸尘器现已进入第六代。推动这种变化的因素（无论是隐喻性的还是字面意义上的）都是使您的现代真空机器人平稳运行的设备-电动机驱动器。像今天的家用机器人助手一样，电驱动器的尺寸不断缩小，而性能却不断提高。在本文中，我将回顾真空机器人的主要功能和当前趋势，以及电机驱动器如何帮助满足这些要求。展望未来，预计真空机器人将不再笨拙（换句话说，不易丢失）并且运行速度更快。设计尺寸还将继续缩小，从而使它们能够清洁狭窄区域，例如厨柜或低净距家具。真空机器人的设计挑战电池寿命和可靠性是真空机器人面临的两个主要设计挑战。大多数真空机器人由电池供电，并通过电源底座进行充电。真空机器人的典型框图如图1所示。图1：真空机器人的部分电机是真空机器人的重要组成部分。如何驱动电动机以及使用哪种电动机驱动器决定了电池寿命和可靠性。让我们查看控制真空机器人消耗的大部分功率的主要系统模块，所涉及的主要电动机以及系统要求，以确定哪个电动机驱动器将控制并降低能耗：·真空机器人的主吸力处于运行状态由一个3至4A的电动机完成，通常具有高达8A的峰值电流。效率和全面保护是关键要求。电动机通常由无刷电动机驱动，以减少噪音并提高效率。 ·两个双向轮由有刷电机驱动。早期的模型只能沿一个方向移动，但是在解锁机器人或使其从困难的位置改变方向时，双向轮子非常有用。这些是低速电动机，其典型均方根（RMS）额定电流为1A。与光滑的瓷砖或硬木地板相比，在地毯等较粗糙的地板上移动时需要更大的扭矩。另一个关键要求是监视输出电流，如果电流持续较长时间，则将反馈发送到微控制器（MCU），这可能表明真空机器人已卡住。 ·主刷使用位于真空机器人中心的刷电机搅动并拉动地板上的污垢。这是一台额定RMS电流约为3A的中速电动机。 ·根据真空机器人的类型和品牌，可能会有一个或两个单向侧刷以中等速度运行。这些侧刷通过向着机器人的中心向内旋转将污垢驱动到主刷上。 RMS电流额定值小于1A。我提到的大多数电动机都是有刷电动机，RMS额定电流范围为1A至3A。在前几代的真空机器人中，通过分流电阻器进行的外部电流感测处理了对输出电流的监视和感测。这些分流电阻器体积庞大，价格昂贵，并且占用电路板上的大量空间。使用外部笨重的高值并联电阻还会增加功耗，从而缩短机器人的电池寿命。图3显示了早期真空机器人的框图，其中DRV8870需要一个外部分流电阻来感测电流，而外部放大器则需要将反馈发送到MCU。这需要额外的电路板空间，增加成本，并增加布线复杂性和维护成本。用DRV8874或DRV8876代替DRV8870不需要感测电阻器和放大器，因为电流感测反馈在内部发生，如图2所示。图2：驱动双向电机的示例，用DRV8874或DRV8876代替DRV8870图3显示了降低DRV8870和DRV8876之间的分流电阻的大小。图3：DRV8870和DRV8876的外部分流电阻器尺寸如果电动机需要是双向的（例如在轮式电动机或主电刷电动机中），则该驱动器需要两个输入（N1和N2）来使用两个MCU引脚来驱动电动机。真空机器人还具有单向侧刷。使用单向驱动时，DRV8874或DRV8876只需要一个输入引脚（EN引脚），从而减少了MCU引脚，如图4所示。图4：使用DRV8874或DRV8876驱动单向电机DRV8874和DRV8876具有许多优点，可以扩展电池寿命和可靠性。集成电流检测不需要外部分流电阻，从而节省了材料成本和空间，并大大减少了设计工作量。电流感测的增加还消除了对于feedb的外部增益放大器的需求