掃地機器人越障可靠性測試報告

一、測試概述

掃地機器人作為智能家居清潔設(shè)備的核心品類，其越障能力與避障響應(yīng)效率直接決定清潔覆蓋范圍與使用體驗。在實際家居環(huán)境中，掃地機器人需頻繁應(yīng)對門檻、地毯邊緣、電線、拖鞋、家具腳等多種類型、不同高度的障礙物，若越障能力不足，易出現(xiàn)卡困、清潔遺漏等問題；若避障響應(yīng)延遲或誤判，則可能導(dǎo)致設(shè)備碰撞損壞或無法正常作業(yè)。

本次測試針對S-Robot-X9型號掃地機器人的越障可靠性展開全面系統(tǒng)評估，通過模擬家居環(huán)境中常見的障礙物類型與高度，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化測試場景，精準(zhǔn)界定設(shè)備對不同高度障礙物的通過能力，量化分析其避障響應(yīng)效率及連續(xù)作業(yè)下的可靠性表現(xiàn)。同時，結(jié)合測試數(shù)據(jù)識別產(chǎn)品越障與避障系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、算法升級及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐，確保產(chǎn)品能夠適配多樣化家居清潔場景。

二、測試目的

1.  精準(zhǔn)界定掃地機器人對不同高度、不同類型障礙物的最大通過能力，明確各類型障礙物的通過閾值高度。

2.  量化評估掃地機器人在遭遇障礙物時的避障響應(yīng)效率，包括響應(yīng)延遲時間、識別準(zhǔn)確率、規(guī)避路徑合理性等關(guān)鍵指標(biāo)。

3.  驗證掃地機器人在連續(xù)越障與避障作業(yè)循環(huán)中的可靠性，檢測長期作業(yè)下是否出現(xiàn)性能衰減、部件損耗或功能失效等問題。

4.  分析不同地面材質(zhì)（木地板、瓷磚、地毯）對掃地機器人越障能力與避障響應(yīng)效率的影響，評估產(chǎn)品的場景適配性。

5.  識別產(chǎn)品越障機構(gòu)、避障傳感器及控制算法的薄弱環(huán)節(jié)，提出針對性的優(yōu)化建議，提升產(chǎn)品在實際家居環(huán)境中的使用可靠性。

6.  驗證產(chǎn)品越障與避障性能是否符合國家、行業(yè)及企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，為產(chǎn)品認證與市場推廣提供依據(jù)。

三、測試依據(jù)

1.  國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 35134-2017《智能家用電器的安全 第1部分：通用要求》、GB/T 30244-2013《家用和類似用途電動洗地機》（參考越障相關(guān)測試要求）

2.  行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：T/CNSS 008-2020《掃地機器人性能測試方法》、SJ/T 11731-2020《智能掃地機器人通用技術(shù)要求》

四、測試設(shè)備與環(huán)境

（一）核心測試設(shè)備

本次測試所使用的核心設(shè)備均經(jīng)過專業(yè)計量校準(zhǔn)，狀態(tài)良好，能夠精準(zhǔn)滿足測試需求，具體包括：越障測試平臺，可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)障礙物高度（0-50mm），適配不同類型障礙物模擬；高速工業(yè)相機，幀率≥200fps，用于捕捉掃地機器人越障與避障瞬間動作，測算響應(yīng)時間；激光測距儀，精度±0.1mm，用于測量障礙物實際高度與機器人越障過程中的高度變化；地面材質(zhì)模擬模塊，包含實木地板、拋光瓷磚、短毛地毯（厚度5mm）、長毛地毯（厚度15mm）四種常見家居地面材質(zhì)；障礙物模擬件，包括木質(zhì)門檻、橡膠防滑條、電線束（直徑5mm/8mm）、塑料家具腳（直徑30mm）、拖鞋模型等家居常見障礙物；電池續(xù)航測試儀，用于監(jiān)測測試過程中機器人電池電量變化及能耗情況；數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，可實時采集機器人的行駛速度、轉(zhuǎn)向角度、傳感器數(shù)據(jù)、越障成功率等指標(biāo)并進行統(tǒng)計分析。

（二）測試環(huán)境參數(shù)

本次測試在標(biāo)準(zhǔn)化實驗室環(huán)境中進行，環(huán)境參數(shù)嚴(yán)格控制，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性與重復(fù)性。具體環(huán)境參數(shù)為：溫度23±2℃，相對濕度50±5%RH，大氣壓力86kPa~106kPa；測試區(qū)域面積≥20㎡，地面平整無雜物，周邊無強電磁干擾、無明顯氣流干擾；測試區(qū)域內(nèi)設(shè)置清晰的邊界標(biāo)識，避免機器人駛出測試范圍；不同地面材質(zhì)模塊拼接平整，接縫處高度差≤0.5mm，確保地面過渡對測試結(jié)果的影響最小化。

五、測試樣品

（一）樣品來源與規(guī)格

本次測試樣品均來自品牌S-Robot-X9型號掃地機器人的正規(guī)生產(chǎn)線，隨機抽取3個生產(chǎn)批次，每批次5臺，共計15臺樣品。樣品核心規(guī)格參數(shù)如下：機身尺寸（長×寬×高）：350mm×350mm×95mm；清掃寬度：200mm；額定電壓：14.8V，電池容量：5200mAh；越障標(biāo)稱值：20mm；避障系統(tǒng)：激光雷達+視覺識別雙傳感器融合；驅(qū)動方式：雙輪差分驅(qū)動+萬向從動輪；爬坡能力：15°；地面適應(yīng)類型：木地板、瓷磚、地毯等多種材質(zhì)。

（二）樣品分組與預(yù)處理

1.  樣品分組：將15臺樣品分為3個測試組，每組5臺，分別對應(yīng)不同測試場景，第一組為單一障礙物越障測試組，第二組為復(fù)合障礙物避障測試組，第三組為連續(xù)作業(yè)可靠性測試組。

2.  樣品預(yù)處理：所有樣品在測試前均經(jīng)過嚴(yán)格的預(yù)處理流程，確保初始狀態(tài)一致。首先進行外觀檢查，剔除外殼破損、輪子卡頓、傳感器遮擋、清掃部件松動的不合格樣品；其次進行基礎(chǔ)性能校準(zhǔn)，在無障礙物的平整瓷磚地面上測試機器人的行駛速度（標(biāo)準(zhǔn)速度0.3m/s）、轉(zhuǎn)向精度、清掃功能等基礎(chǔ)性能，確保所有樣品初始性能一致且符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求；最后對所有樣品進行滿電處理，靜置1小時后再啟動測試，確保電池狀態(tài)穩(wěn)定。

六、測試方法與步驟

（一）基礎(chǔ)性能基線測試

在無障礙物的標(biāo)準(zhǔn)化測試環(huán)境中，對所有樣品進行基礎(chǔ)性能測試，作為后續(xù)越障與避障測試的對比基線。1.  行駛性能測試：測試機器人在四種不同地面材質(zhì)上的勻速行駛速度、轉(zhuǎn)向響應(yīng)時間，記錄基礎(chǔ)行駛參數(shù)；2.  傳感器精度測試：使用激光測距儀驗證避障傳感器對不同距離（0.5m、1m、2m）物體的識別精度，記錄傳感器誤差；3.  續(xù)航基礎(chǔ)測試：在無障礙物環(huán)境下連續(xù)清掃，記錄電池從滿電到低電量報警的持續(xù)工作時間，作為后續(xù)連續(xù)作業(yè)測試的參考基準(zhǔn)。

（二）單一障礙物越障能力測試

選取家居環(huán)境中最常見的5種單一障礙物類型，分別為木質(zhì)門檻（直角邊緣）、橡膠防滑條（弧形邊緣）、電線束（直徑5mm）、塑料家具腳（圓柱形）、短毛地毯邊緣（高度差），每種障礙物設(shè)置5個高度梯度，分別為5mm、10mm、15mm、20mm、25mm，覆蓋機器人標(biāo)稱越障高度及超標(biāo)稱高度范圍。

1.  測試準(zhǔn)備：將障礙物模擬件固定在越障測試平臺上，使用激光測距儀精準(zhǔn)測量并記錄障礙物實際高度；將測試樣品放置在距離障礙物2m處，確保機器人行駛方向正對障礙物；啟動高速工業(yè)相機與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，設(shè)置采樣頻率為100Hz。

2.  測試過程：啟動掃地機器人，設(shè)置為自動清掃模式，使其勻速向障礙物行駛；觀察機器人越障過程，記錄是否成功通過障礙物（成功判定標(biāo)準(zhǔn)：機器人未出現(xiàn)卡困、未繞行、未碰撞停滯，完整通過障礙物區(qū)域）；每臺樣品在每種障礙物類型、每個高度梯度下重復(fù)測試10次，記錄成功通過次數(shù)，計算越障成功率；使用高速工業(yè)相機捕捉機器人接觸障礙物到完成越障的全過程，測算越障所需時間；同時記錄機器人在越障過程中的行駛速度變化、電池能耗增量等數(shù)據(jù)。

3.  特殊場景測試：針對電線束類柔性障礙物，額外測試機器人在碾壓通過后的清掃效果，檢查是否存在電線纏繞滾輪的情況；針對地毯邊緣障礙物，分別在木地板→地毯、瓷磚→地毯兩種地面過渡場景下進行測試，評估地面材質(zhì)組合對越障能力的影響。

（三）避障響應(yīng)效率測試

選取3種典型避障場景，分別為靜態(tài)障礙物避障（固定家具腳）、動態(tài)障礙物避障（模擬寵物移動，障礙物移動速度0.1m/s）、突發(fā)障礙物避障（測試過程中突然放置拖鞋模型），測試機器人在不同場景下的避障響應(yīng)效率。

1.  測試準(zhǔn)備：在測試區(qū)域內(nèi)設(shè)置障礙物，靜態(tài)障礙物固定在距離機器人起始位置3m處，動態(tài)障礙物設(shè)置在機器人行駛路徑的側(cè)方，突發(fā)障礙物由測試人員在機器人行駛至1.5m處時快速放置于行駛路徑正前方；調(diào)整高速工業(yè)相機角度，確保能夠完整捕捉機器人從識別障礙物到完成避障的全過程。

2.  測試過程：啟動機器人，設(shè)置為自動清掃模式，使其沿預(yù)設(shè)路徑行駛；當(dāng)機器人進入障礙物識別范圍后，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄傳感器識別到障礙物的時間（T1）、機器人開始調(diào)整行駛方向的時間（T2）、完成避障動作（成功繞行或停止）的時間（T3）；計算避障響應(yīng)延遲時間（T2-T1）與避障完成時間（T3-T1）；同時記錄避障過程中的轉(zhuǎn)向角度、行駛速度變化、避障路徑偏差等數(shù)據(jù)；每臺樣品在每種避障場景下重復(fù)測試15次，計算避障識別準(zhǔn)確率（成功識別障礙物的次數(shù)/總測試次數(shù)）與避障成功率（成功完成避障未碰撞的次數(shù)/總測試次數(shù)）。

（四）復(fù)合場景越障與避障測試

模擬真實復(fù)雜家居環(huán)境，構(gòu)建復(fù)合測試場景：在測試區(qū)域內(nèi)同時設(shè)置3種不同類型的障礙物（門檻+電線束+家具腳），障礙物間距為1m，分布在機器人的行駛路徑上；地面采用木地板與瓷磚拼接材質(zhì)，設(shè)置2處地面過渡；啟動2個動態(tài)障礙物（模擬寵物移動）在測試區(qū)域內(nèi)隨機移動。每臺樣品在該復(fù)合場景下連續(xù)作業(yè)3小時，記錄以下數(shù)據(jù)：總越障次數(shù)、越障成功次數(shù)、避障識別次數(shù)、避障成功次數(shù)、卡困次數(shù)（卡困判定標(biāo)準(zhǔn)：機器人停滯超過30秒無法自主脫困）、碰撞次數(shù)、清潔覆蓋范圍占比；同時使用電池續(xù)航測試儀監(jiān)測3小時內(nèi)的電量消耗情況。

（五）連續(xù)作業(yè)可靠性測試

選取越障測試中通過率較高的2種障礙物類型（15mm木質(zhì)門檻、10mm橡膠防滑條）與1種避障場景（靜態(tài)家具腳），構(gòu)建循環(huán)測試路線，路線長度為5m，包含3個越障點與2個避障點。每臺樣品在該循環(huán)路線上連續(xù)作業(yè)，直至電池電量耗盡，記錄以下數(shù)據(jù)：總循環(huán)次數(shù)、累計越障次數(shù)、越障成功率變化趨勢（每完成10個循環(huán)統(tǒng)計一次）、累計避障次數(shù)、避障成功率變化趨勢、部件損耗情況（測試結(jié)束后檢查滾輪磨損、傳感器清潔度、毛刷損耗等）、是否出現(xiàn)功能失效（如避障傳感器失靈、越障機構(gòu)卡滯、無法充電等）。

（六）不同地面材質(zhì)適配性測試

在四種不同地面材質(zhì)（木地板、瓷磚、短毛地毯、長毛地毯）上，分別對機器人進行15mm木質(zhì)門檻越障測試與靜態(tài)家具腳避障測試，每種地面材質(zhì)重復(fù)測試10次，記錄越障成功率、避障響應(yīng)延遲時間、行駛速度穩(wěn)定性等數(shù)據(jù)，分析地面材質(zhì)對越障與避障性能的影響。

七、測試結(jié)果與分析

（一）基礎(chǔ)性能基線測試結(jié)果

在無障礙物的標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境中，所有測試樣品的基礎(chǔ)性能表現(xiàn)一致且穩(wěn)定。行駛速度方面，在瓷磚與木地板上的勻速行駛速度均為0.3±0.02m/s，短毛地毯上為0.25±0.02m/s，長毛地毯上為0.2±0.03m/s，符合產(chǎn)品標(biāo)稱行駛速度要求；轉(zhuǎn)向響應(yīng)時間為0.2±0.05秒，轉(zhuǎn)向精度誤差≤5°；避障傳感器對0.5m、1m、2m距離物體的識別誤差分別為±2mm、±3mm、±5mm，識別精度符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；續(xù)航時間方面，所有樣品在無障礙物連續(xù)清掃狀態(tài)下的續(xù)航時間均為180±10分鐘，電池能耗穩(wěn)定。

（二）單一障礙物越障能力測試結(jié)果

1.  不同高度障礙物通過能力分析：測試結(jié)果顯示，掃地機器人的越障能力與障礙物高度呈顯著負相關(guān)，且受障礙物類型影響較大。在5mm與10mm高度下，所有類型障礙物的越障成功率均達到100%，機器人能夠輕松通過；在15mm高度下，木質(zhì)門檻、橡膠防滑條、短毛地毯邊緣的越障成功率分別為96%、98%、100%，電線束（5mm直徑）的越障成功率為92%，塑料家具腳的越障成功率為88%，仍保持較高的通過水平；在20mm高度（產(chǎn)品標(biāo)稱越障高度）下，橡膠防滑條的越障成功率最高，為90%，短毛地毯邊緣為86%，木質(zhì)門檻為82%，電線束為75%，塑料家具腳僅為68%，部分樣品出現(xiàn)輕微卡困現(xiàn)象，需調(diào)整姿態(tài)后才能通過；在25mm高度（超標(biāo)稱高度）下，所有類型障礙物的越障成功率均大幅下降，最高的橡膠防滑條僅為45%，木質(zhì)門檻為38%，塑料家具腳僅為20%，多數(shù)樣品出現(xiàn)卡困或直接繞行情況，無法完成越障。綜合來看，該型號掃地機器人對弧形邊緣障礙物（如橡膠防滑條）的通過能力優(yōu)于直角邊緣障礙物（如木質(zhì)門檻），對柔性障礙物（如電線束）的通過能力略差于剛性障礙物，主要原因是柔性障礙物易纏繞滾輪，影響機器人動力輸出。

2.  越障時間與能耗分析：隨著障礙物高度的增加，機器人的越障時間逐漸延長，能耗也隨之增加。在5mm高度下，平均越障時間為2.5秒，能耗增量為0.5Wh；在20mm高度下，平均越障時間延長至8.2秒，能耗增量達到2.3Wh，較5mm高度時能耗增加360%。這是因為機器人在跨越較高障礙物時，需要提升機身高度、增大動力輸出，導(dǎo)致能耗顯著上升。此外，電線束類障礙物的越障時間普遍比其他類型障礙物長1-2秒，主要是因為機器人需要緩慢碾壓以避免電線纏繞，行駛速度降低導(dǎo)致時間延長。

（三）避障響應(yīng)效率測試結(jié)果

1.  不同避障場景響應(yīng)效率對比：在靜態(tài)障礙物避障場景下，機器人的避障識別準(zhǔn)確率達到99%，避障響應(yīng)延遲時間平均為0.3秒，避障完成時間平均為1.2秒，避障成功率為98%，表現(xiàn)最為穩(wěn)定；在動態(tài)障礙物避障場景下，識別準(zhǔn)確率為92%，響應(yīng)延遲時間平均為0.45秒，避障完成時間平均為1.8秒，避障成功率為85%，因障礙物移動導(dǎo)致部分識別滯后，出現(xiàn)3次輕微碰撞情況；在突發(fā)障礙物避障場景下，識別準(zhǔn)確率為88%，響應(yīng)延遲時間平均為0.5秒，避障完成時間平均為2.1秒，避障成功率為78%，因障礙物突然出現(xiàn)，部分樣品的傳感器未能及時捕捉信號，出現(xiàn)5次碰撞停滯情況。分析認為，動態(tài)與突發(fā)場景下避障性能下降，主要是因為避障算法對運動物體的軌跡預(yù)判精度不足，傳感器數(shù)據(jù)處理延遲導(dǎo)致響應(yīng)不及時。

2.  避障路徑合理性分析：在成功避障的案例中，80%的場景下機器人采用“提前轉(zhuǎn)向繞行”的合理路徑，繞行距離控制在0.3m以內(nèi)，未明顯影響清潔效率；20%的場景下出現(xiàn)“近距離急轉(zhuǎn)向”或“過度繞行”情況，其中急轉(zhuǎn)向占12%，主要發(fā)生在突發(fā)障礙物場景，過度繞行占8%，主要發(fā)生在動態(tài)障礙物場景。急轉(zhuǎn)向可能導(dǎo)致機器人機身晃動，影響內(nèi)部部件穩(wěn)定性；過度繞行則會增加清潔時間，降低清潔覆蓋效率。

（四）復(fù)合場景越障與避障測試結(jié)果

在復(fù)合復(fù)雜場景下，所有樣品連續(xù)作業(yè)3小時的測試結(jié)果顯示，平均總越障次數(shù)為126次，越障成功率為82%，較單一障礙物場景下降10-15個百分點；平均避障識別次數(shù)為88次，避障成功率為76%，較單一避障場景下降12-22個百分點；平均卡困次數(shù)為2次，碰撞次數(shù)為3次，均為輕微碰撞，無部件損壞情況；清潔覆蓋范圍占比平均為85%，較無障礙物場景下降10個百分點；3小時內(nèi)平均電量消耗為35%，能耗較單一場景增加18%。分析認為，復(fù)合場景下性能下降的主要原因是多種障礙物的信號疊加導(dǎo)致傳感器識別干擾，同時頻繁的越障與避障動作增加了動力系統(tǒng)的負荷，導(dǎo)致能耗上升?？ɡКF(xiàn)象主要集中在電線束與家具腳的交叉區(qū)域，因兩處障礙物間距較近，機器人調(diào)整空間不足導(dǎo)致。

（五）連續(xù)作業(yè)可靠性測試結(jié)果

所有樣品在循環(huán)測試路線上連續(xù)作業(yè)至電量耗盡，平均總循環(huán)次數(shù)為42次，累計越障次數(shù)為126次，累計避障次數(shù)為84次。越障成功率呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，初始10個循環(huán)的越障成功率為95%，最后10個循環(huán)的越障成功率下降至78%；避障成功率同樣有所下降，初始10個循環(huán)為96%，最后10個循環(huán)為82%。測試結(jié)束后對樣品進行拆解檢查，發(fā)現(xiàn)所有樣品的滾輪表面均出現(xiàn)輕微磨損，磨損量在0.2-0.3mm之間；3臺樣品的避障傳感器鏡頭出現(xiàn)輕微灰塵附著，導(dǎo)致識別精度略有下降；無樣品出現(xiàn)越障機構(gòu)卡滯、功能失效等嚴(yán)重問題。電池續(xù)航方面，連續(xù)作業(yè)平均時長為165分鐘，較基礎(chǔ)續(xù)航測試縮短15分鐘，主要是因為頻繁越障與避障增加了能耗。

（六）不同地面材質(zhì)適配性測試結(jié)果

地面材質(zhì)對機器人越障與避障性能有一定影響。在越障能力方面，瓷磚與木地板上的越障成功率最高，15mm木質(zhì)門檻的越障成功率均為90%；短毛地毯上的越障成功率為85%，因地毯表面摩擦力較大，機器人動力輸出略有不足；長毛地毯上的越障成功率僅為65%，不僅摩擦力大，且地毯絨毛易纏繞滾輪，同時機身高度被地毯抬高，越障時的高度余量減少，導(dǎo)致通過率大幅下降。在避障響應(yīng)效率方面，瓷磚與木地板上的避障響應(yīng)延遲時間平均為0.3秒，短毛地毯上為0.35秒，長毛地毯上為0.4秒，主要是因為地毯表面的凹凸不平導(dǎo)致機器人行駛振動，對傳感器數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生輕微干擾，增加了數(shù)據(jù)處理時間。

八、測試結(jié)論

1.  越障能力達標(biāo)但存在高度與類型差異：S-Robot-X9型號掃地機器人在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，對≤15mm高度的多數(shù)常見障礙物越障成功率≥88%，對20mm標(biāo)稱高度障礙物的越障成功率為68%-90%，整體符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求；但對25mm超標(biāo)稱高度障礙物的通過能力大幅下降，且對直角邊緣障礙物、柔性障礙物的通過能力弱于弧形邊緣、剛性障礙物。

2.  避障響應(yīng)效率靜態(tài)場景優(yōu)異，動態(tài)突發(fā)場景待提升：機器人在靜態(tài)障礙物避障場景下表現(xiàn)優(yōu)異，識別準(zhǔn)確率≥99%，響應(yīng)延遲≤0.3秒；但在動態(tài)障礙物與突發(fā)障礙物場景下，識別準(zhǔn)確率與成功率均有明顯下降，響應(yīng)延遲延長至0.45秒以上，避障算法對運動物體的預(yù)判與快速響應(yīng)能力不足。

3.  連續(xù)作業(yè)可靠性良好，存在輕微性能衰減：在連續(xù)作業(yè)至電量耗盡的測試中，機器人未出現(xiàn)嚴(yán)重功能失效，僅出現(xiàn)越障與避障成功率輕微下降，滾輪輕微磨損，傳感器輕微積塵等問題，整體可靠性良好，能夠滿足日常連續(xù)清潔需求。

4.  場景適配性較好，長毛地毯場景表現(xiàn)不足：機器人對木地板、瓷磚、短毛地毯等常見地面材質(zhì)的適配性較好，但在長毛地毯場景下，越障能力與避障響應(yīng)效率均大幅下降，場景適配性存在短板。

5.  復(fù)合復(fù)雜場景性能衰減明顯：在多種障礙物疊加的復(fù)雜家居場景下，機器人的越障成功率與避障成功率較單一場景下降10-22個百分點，存在卡困風(fēng)險，對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力有待提升。