【導讀】近年來
，機器人的應用領域和形態發展相當快
，從家庭、餐廳
、到購物中心、酒店，再到倉儲物流、工業裝備製造，幾乎無處不在。尤其值得關注的，是近年來機器人正逐漸從自動化向智能化、自主化蛻變，具備自我學習能力的智能機器人正在顛覆人類對機器人的傳統認知。

近年來，機器人的應用領域和形態發展相當快

，從家庭、餐廳、到購物中心
、酒店，再到倉儲物流、工業裝備製造，幾乎無處不在。尤其值得關注的

，是近年來機器人正逐漸從自動化向智能化
、自主化蛻變
，具備自我學習能力的智能機器人正在顛覆人類對機器人的傳統認知。

根據《智能機器人行業技術產業發展白皮書（2023版）》，2022年全球智能機器人市場規模超過500億美元
，2024年將超過660億美元。這其中，隨著中國工業數字化轉型不斷深入
，中國智能機器人市場規模預計在2024年將達到251億美元，CAGR達到20%。工業機器人
、服務機器人、特種機器人占全球比例將達到50%、35%和24%。

智能機器人全球市場規模（資料來源：IFR
、中國信通院、電子學會）

智慧服務機器人迎來黃金十年

早在2017年
，中國信息通信研究院

、IDC國際數據集團和英特爾就共同發布了《人工智能時代的機器人3.0新生態》白皮書。在書中，機器人的發展曆程被劃分為機器人1.0、機器人2.0、機器人3.0三個時代

，對機器人的描述也從“對外界環境沒有感知，隻能單純複現人類的示教動作

，在製造業領域替代工人進行機械性的重複體力勞動。”逐步進化為“除了具有感知能力實現智能協作，還具有理解和決策的能力，達到自主的服務。”和“在90%，甚至95%的情況可以自主完成任務。”

這是一種類似互聯網的多級火箭發展模式
，第一階段——關鍵場景，把握垂直應用，提高場景、任務
、能力的匹配，提高機器人在關鍵應用場景的能力
，擴大用戶基礎
；第二階段——rengongzengqiang，tongguojiaruchixuxuexihechangjingzishiyingdenengli，yanshenfuwunengli，qudaibufenrenli，zhubushixianduirendetidai
，rangjiqirendenenglimanzuyonghuyuqi
；第三階段——規模化，通過雲-邊-端融合的機器人係統和架構
，讓機器人達到數百萬千萬級水平
，從而降低價格成本
，實現大規模商用。

根據中國GB/T 39405 2020標準，目前機器人可分為工業機器人
、服務機器人、特種機器人三類。其中，服務機器人的應用場景複雜、與人交互密切、市場潛力巨大，對智能化升級最為迫切。數據顯示

，2023年中國服務機器人市場規模達到約600.16億元，近五年年均複合增長率達32.41%。而全球機器人市場規模預計將在未來10年內增長近10倍

，到2030年全球機器人市場規模將達1600億至2600億美元。

而在眾多細分領域中，掃地機器人又是當前應用範圍最廣、銷量最大的服務機器人。

中商產業研究院發布的《2024-2029年中國掃地機器人行業市場前景預測及未來發展趨勢研究報告》顯示
，2019年至2020年是掃地機器人高速發展的階段，零售量均超過600萬台，此後2年掃地機器人零售量有所下滑。2023年掃地機器人銷售回暖，零售量為458萬台，同比增長4%。2024年1-4月掃地機器人零售量102萬台，同比增長17%。中商產業研究院分析師預測，2024年中國掃地機器人零售量將達525萬台。

2019-2024年掃地機器人零售量趨勢圖（來源：中商產業研究院）

因此，近年來，國家也出台了一係列政策文件來支持掃地機器人行業的發展。例如
，《關於推動輕工業高質量發展的指導意見》《“機器人+”應用行動實施方案》《“十四五”機器人產業發展規劃》《關於促進綠色智能家電消費若幹措施的通知》等文件提出促進智能家電消費
，推動機器人發展，為掃地機器人行業的發展提供了有力支持。

兆易創新掃地機器人解決方案

zuoweizhinengshenghuozhongduan
，saodijiqirendehexinjingzhengliyituoyusuoxuanzedexinpianjiejuefangan，tongshijieheruanjiansuanfadexietongfahui，zuizhongchengxianchuchanpinzhengtidezhuoyuebiaoxian。zhaoyichuangxinshiyijiajianchi“多元化布局”戰略的公司，旗下電機驅動、電源管理、鋰電池充電
、信號鏈，以及微控製器（MCU）與閃存（Flash）等芯片產品
，已在掃地機器人行業的領軍品牌中實現了廣泛應用。

掃地機器人係統框圖

掃地機器人的核心係統主要分為以下六大類，每一部分都融入了兆易創新芯片的身影：

1. 移動係統：通過有刷電機驅動芯片實現行走輪靈活移動與精準避障轉向能力，當遭遇門檻、地毯等障礙物時
，自動調整並抬升底盤以順利跨越，從而在複雜的室內環境中執行全麵細致的清掃任務。

推薦選型：有刷電機驅動芯片GD30DR300x

GD30DR300x是一款集成電流檢測、故障保護等功能的有刷電機驅動器，支持兩路邏輯控製
，集成了4個大電流MOSFET組成的雙向控製電路，電機速度可通過PWM控製，頻率最高可達200KHz，支持寬電壓輸入範圍4.5-45V，最大峰值電流6A，且具備過流保護（OCP）
，過熱保護（TSD），欠壓鎖定（UVLO）和防MOSFET直通等安全保護功能。該產品規格幾乎適用於目前所有類型的掃地機係統需求

，尤其是機器人行走輪電機控製方案需求，比如前轉
、後轉、堵轉檢測等功能
，還用於避障電機、抬升電機、雷達旋轉等。

GD30DR300x評估板

2. 清潔係統：電機控製芯片控製邊刷與主刷的旋轉速度和力度，還有拖地抹布（掃拖一體）decashiqiangdu，quebaoqingjiexiaoguojichediyoujieneng，haikeyikongzhituodishuibengdechushuiliang，quebaotuodixiaoguojunyunqiebuliushuizi。dianjikongzhixinpianyusuanfajinmijiehe，shixianqiangxichendetongshi，jinkenengjiangdiyunxingzaoyin。

推薦選型：有刷電機驅動芯片GD30DR300x

主要應用在水泵
，電解水模塊。

推薦選型：無刷電機驅動芯片GD30DR8306/8413

該產品係列集成了三個可單獨控製的半橋驅動器，寬電壓輸入範圍4.5-30V，其中GD30DR8413集成了功率級
，峰值驅動電流高達3A。此外還集成了用於提供高壓側柵極驅動電流的穩壓自舉電路、集成電源欠壓鎖定
、過溫保護
、預防MOSFET直通等保護功能，可防止集成電路和係統因發生故障而損壞。主要應用於掃地機器人主刷
、邊刷、吸塵等無刷電機場景中。

3. 電源管理係統：包括有鋰電池充電、放電控製（MOS控製，電池直供）、AFE、電量計等，卓越的電源管理能夠顯著提升設備的續航能力。

推薦選型：鋰電池充電芯片GD30BC2501

掃地機器人是四節鋰電池串聯使用的典型應用場景，充電管理芯片會在掃地機器人主板上或在充電塢上，負責對鋰電池充電曲線進行管理，以實現高效，安全的充電。GD30BC2501可為4/6節鋰電池充電，寬輸入電壓高達32V
；支持預充
，恒壓和恒電等充電功能
，支持最高5A的開關充電。提供過流保護
，電池過溫欠溫保護，過壓欠壓保護
，熱關機等安全保護措施；充電效率高達95%。

推薦選型：DC-DC降壓芯片GD30DC1350/1500

該產品常被用於一級降壓電路，其最大輸入電壓28V/40V，輸出電流為3A。

推薦選型：LDO芯片GD30LD2000/2010/240x

該係列LDO Low Iq的特性可以滿足掃地機器人在待機狀態的低功耗需求。其中，GD30LD2000/2010主要用於二級降壓電路，最大輸出為300mA和500mA, GD30LD2000輕負載時靜態電流為0.8uA，±2%輸出電壓精度
，<0.1uA關斷電流；有熱關斷保護和限流保護；GD30LD240x是高壓低功耗的高性能LDO，輸入電壓可達36/45V，輸出電流範圍為250mA~350mA，常用於一級降壓電路。

推薦選型：信號鏈芯片GD30AP321/358/324
、GD30AP8631、GD30CP331

GD30AP321/358/324為通用運放、GD30AP8631為中高速運放和GD30CP331為通用比較器
，可實現外部檢測電機電流，並將檢測結果反饋給MCU芯片。

4. 感知係統：為了精準識別環境

、規避障礙並高效導航，掃地機器人集成了包括陀螺儀
、超聲波傳感器、DTOF（直接飛行時間）測距傳感器
、紅外線傳感器及LDS（激光測距傳感器）等多類感知元件。這些高精度傳感器的協同工作，依賴於高效的數據處理芯片，以實現環境信息的即時捕捉與精準解析。

推薦選型：超值型MCU係列芯片GD32E230/E235和GD32F3x0

GD32E230/E235基於Cortex®-M23內核，主頻達到72MHz，配備了16KB到128KB的嵌入式閃存及4KB到16KB的SRAM，靜電防護和抗幹擾能力強


，具備高可靠性，可應用於加速度傳感器、霍爾傳感器、超聲波傳感器等。

GD32F3x0基於Cortex®-M4內核，通用入門款超高性價比芯片
，性能優異，外設豐富
，主頻高達72/84/108MHz，配備16至128K Flash，4至16K SRAM，可用於LDS激光測距傳感器數據采集，處理和控製決策等；GD32E230/E235以及GD32F3x0係列芯片產品保持了完美的軟件代碼和硬件管腳兼容性，開發者可根據實際係統需求靈活地進行選擇切換。

5. 控製係統：MCU與SoC等(deng)主(zhu)控(kong)芯(xin)片(pian)不(bu)僅(jin)需(xu)承(cheng)載(zai)複(fu)雜(za)的(de)算(suan)法(fa)運(yun)算(suan)
，還(hai)需(xu)協(xie)調(tiao)各(ge)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)的(de)無(wu)縫(feng)對(dui)接(jie)。結(jie)合(he)數(shu)據(ju)存(cun)儲(chu)支(zhi)持(chi)，主(zhu)控(kong)芯(xin)片(pian)負(fu)責(ze)解(jie)析(xi)感(gan)知(zhi)數(shu)據(ju)
，製(zhi)定(ding)導(dao)航(hang)清(qing)掃(sao)策(ce)略(lve)，並(bing)實(shi)時(shi)調(tiao)整(zheng)機(ji)器(qi)狀(zhuang)態(tai)
，確(que)保(bao)清(qing)掃(sao)任(ren)務(wu)的(de)高(gao)效(xiao)執(zhi)行(xing)。

推薦選型：主流型MCU係列芯片GD32F30x和高性能MCU係列芯片GD32E50x

GD32F30x基於Cortex-M4內核，通用主流款芯片，主頻最高120MHz，搭配128至3072KB Flash，48-96KB SRAM，集成豐富的互聯接口，如UART，SPI
，QSPI
，I2C，I2S，SDIO, CAN
，USB OTG FS，EXMC和Ethernet，可對多個獨立模塊進行高效且靈活的控製，滿足複雜係統開發需求。

GD32E50x基於Cortex®-M33內核，主頻最高180MHz，搭配128KB到512KB Flash


，80KB到128KB SRAM，支持Dual bank讀寫同步操作，配備硬件三角函數加速器TMU，提高數學運算的處理效率，支持多路高精度PWM信號輸出
，集成高性能ADC和高速比較器，進一步增強外設連接性（USB OTG HS，CAN FD，SQPI等），具有高抗噪性（ESD 6Kv）。非常適用於數據密集、算法密集
、傳輸密集的高精度工控和消費類應用場景。

推薦選型：GD25/55係列SPI NOR Flash

GD25/55係列SPI NOR Flash容量覆蓋廣，時鍾頻率支持133Mhz及以上，IO接口支持1線/2線/4線/8線，以及支持DTR功能，NOR Flash多與掃地機的語音模塊、雷達模塊進行搭配。

推薦選型：GD5F係列SPI NAND Flash

GD5F係列SPI NAND Flash
，容量支持1Gb/2Gb/4Gb
，時鍾頻率133Mhz，內置ECC功能，一般搭配SoC方案用於掃地機的導航模塊。

推薦選型：GDQ係列DDR4和GDP DDR3L

GDQ係列DDR4，容量支持4Gb/8Gb
，速率2400/2666/3200Mbps

GDP係列DDR3L，容量支持2Gb/4Gb，速率1866/2133Mbps

用作於SoC方案的主存儲器。

6. 基站係統：一般具備自動集塵

，自動上下水，抹布清潔，烘幹以及抑菌功能
，進一步減少家務勞動，解放雙手。

推薦選型：有刷電機驅動芯片GD30DR300x

主要應用在水泵
、烘幹，熱風除菌等係統。

推薦選型：超值型MCU係列芯片GD32E230/E235和GD32F3x0

用作基站係統控製芯片。

綜zong上shang所suo述shu，兆zhao易yi創chuang新xin憑ping借jie全quan方fang位wei的de技ji術shu布bu局ju，出chu色se的de產chan品pin性xing能neng，豐feng富fu完wan備bei的de生sheng態tai係xi統tong，及ji時shi的de支zhi持chi服fu務wu響xiang應ying，在zai當dang前qian的de掃sao地di機ji器qi人ren應ying用yong領ling域yu已yi占zhan據ju了le重zhong要yao的de市shi場chang地di位wei。展zhan望wang未wei來lai，兆zhao易yi創chuang新xin也ye將jiang繼ji續xu推tui陳chen出chu新xin，進jin一yi步bu推tui動dong該gai領ling域yu智zhi能neng化hua發fa展zhan進jin程cheng。

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