甲壳虫智能：从太空中获取灵感，做难而正确的事情

2022年9月21日，我国迎来载人航天工程立项30周年，环顾30年来的航空发展史，中国载人航天已经将14名23人次航天员送入太空，而发展战略中的前两步已经初步完成。在已经实现的战略中，最引人瞩目的除了航天器的发射，航天员的出舱活动，还有空间交会的对接。

数据显示，自2011年来我国首次实现空间交会对接以来，迄今为止我国已经实施了10次对接，成功率100%，是世界上第三个独立掌握太空交会对接技术的国家。而2021年5月30日的天舟二号货运飞船交会对接天和核心舱，全程只用了8小时，备受瞩目。

空间交会对接包含精准定位+对接两个步骤。航天器的雷达发射激光到空间站的回射器和光点上，以获取空间站的距离及其反射光源数据，通过系统算法最终得出二者的相对坐标系，校准航天器的位置以到达航天器与空间站的中位线，最后通过对接口的结构配合完成对接。

从航天技术到工业运用

空间交会对接的精准定位技术目前广泛用于空间站、空间实验室、空间通信和遥感平台等大型空间设施在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援上。

而家用清洁机器人就常见此技术身影。目前市场上常用的扫地机器人返舱原理主要有红外信号定位、蓝牙定位以及超声波定位等。其中使用最广泛的为红外信号，目前市面大部分的扫地机器人都是用此原理。

此原理和航天器返舱精准定位原理类似，基站的红外信号灯发出信号，主机接收到信号，在运动过程中实时计算与基站的相对位置，并以基站为目标点，导航到基站前。再通过基站中间的红外信号灯和雷达探测出基站的中线位置，以及主机跟基站的精确距离，然后把主机精准运动到预设的基站门前位置，进行返舱。

但除了基础的红外信号定位原理外，与航天对接步骤类似，对接的过程中需要结构的辅助才可以完成100%对接。拿国际空间站的IDA对接口为例，该接口为国际标准对接口，由软对接和硬对接结构组成，软对接包含一个软对接环，里面有一个引导花瓣，有3个撞琐的撞扣，硬对接有12组硬对接钩子和3组硬对接插销，当飞船与空间站处预设距离后需要二者的对接结构相互辅助，在这个过程中如果单个结构对接准确度不够就会导致对接失败，难以实现太空中的空间穿越。

而扫地机器人的主机通过激光测距进行路径校准导航至基站的中位线后，基站对接结构也影响着对接的准确度。

市面上大部分可自动洗拖布、烘干拖布的扫拖机器人主机在返舱路程到达中位线后，只需要按照后台算法规定的线路返舱即可为机器人充电、洗拖布，烘干拖布等工序，基站结构更为常规，市面上已经有成熟的案例可参考实现。

但当主机机身上有清水污水盒，需要返回基站进行补水清污，同时还要实现充电、自动洗拖布、烘干拖布功能怎么办？如何在实现主机返舱后保证一切工序正常运作？这意味着主机底盘和基站底盘需要有相应的对接结构，在现有底盘结构无法支撑的情况下，重铸结构就需要提上日程。

新结构，困难的挑战

家庭智能机器人公司深圳甲壳虫智能旗下产品XWOW晓舞全自动洗地机器人拥有独特的6P全自动循环洗地核心技术，通过重铸机器人底盘，自主研发了机身清水、污水盒和高速旋转的履带式拖布，让机器人实现扫吸喷拖刮收6个功能，相比传统的扫地机器人多了刮污水，回收污水的环节，让机器人的清洁效果更胜一筹。

而机器人底盘重铸功能增多，意味着基站的功能需要根据机器人做相应的调整，相比传统的基站，晓舞的基站多了给机器人补充清水、抽污水的功能。因为涉及到加水排水，这对整个管路的密封提出极高要求，丝毫的错位都会引起密封不良，继而导致加排水失效或者性能下降。

因此挑战来自于，如何在一个动作中，同时把充电、加水、排水，总共5个对接口都准确地对接好。这意味着基站的内部必须有相应的连接结构，且返舱过程主机和基站结构的对接需要达到高度准确才可以实现自动补水清污功能，反之则会导致机器人无法正常运转。

为此，深圳甲壳虫智能品牌XWOW晓舞研发团队在满足基站洗烘拖布，充电功能的基础上在基站内部设计了3个凸起的对接口，增加了4个限位辅助轮，并且在基站的斜坡设计了2个凹槽，3口4轮2凹槽构成了晓舞产品独特的基站对接结构。

当晓舞通过红外信号系统导航至基站附近，基站中间的红外信号灯和雷达会探测出基站的中线位置，以及主机跟基站的准确距离，然后把主机准确运动到预设的基站门前位置，进行倒车返舱。通过凹槽时机器人的尾部会抬起，4个限位辅助轮就会辅助机器人进行快速对接，类似空间站对接口的引导花瓣做辅助对接作用，最终机器人尾部的3个对接口同时对接，让基站的补水清污得以顺畅运转。

相比传统的基站设计，这是一次艰难的创新过程。

据悉，为实现此功能，深圳甲壳虫智能XWOW晓舞研发团队曾进行过多次结构设计，光基站手板就打过7次，而市面的扫地机器人在正式启动产线前大部分只有4次手板。据悉，深圳甲壳虫智能虽然是个成立不足2年的初创团队，但在技术研发上已经掌握多项技术专利，创始成员皆有成熟的行业技术经验，曾被投资机构称为“家庭服务机器人梦之队”。

如果说航天交会对接是“天地”对话，那机器人和基站的对接可以定义为“人机”对话和辅助共生的关系。技术创新带来的是机器人的回家之路更顺畅，而作为家用清洁机器人，XWOW晓舞全自动洗地机器人凭借6P全自动循环洗地技术以及独特的基站构造，让地板清洁效果更进一步。干净的地板，省心的清洁体验解放用户双手的同时，也给用户带来了更多感官上的愉悦体验。