A Chó robotđược thiết kế để vượt qua những hạn chế của robot di động có bánh xe thông thường khi các nhiệm vụ công nghiệp liên quan đến cầu thang, sườn dốc, mặt đất không bằng phẳng, lối đi hẹp, mảnh vụn, đường hầm hoặc các địa hình khó khăn khác. Giá trị của nó đến từ sự kết hợp giữa khả năng di chuyển gấp bốn lần, điều hướng tự động, nhận thức môi trường, cảm biến nhiệm vụ cụ thể, thiết bị mô-đun và hoạt động liên tục. Tuy nhiên, đối với người dùng công nghiệp, chỉ tính di động thôi là chưa đủ. Một nền tảng thực tế cũng cần hỗ trợ chuyển động ổn định, thu thập dữ liệu, tích hợp thiết bị, quản lý pin, bảo trì và vận hành trong các điều kiện môi trường xác định. Điều này khiến kiến trúc nền tảng và lập kế hoạch ứng dụng trở thành trọng tâm để triển khai thành công trong các hoạt động kiểm tra, giám sát cơ sở hạ tầng, sản xuất thông minh, hỗ trợ khẩn cấp và các tình huống vận hành chuyên nghiệp khác.
Nhấp vào một phần để chuyển thẳng đến phần thảo luận kỹ thuật tương ứng.
Robot bốn chân công nghiệp là một nền tảng robot di động được xây dựng dựa trên chuyển động của chân thay vì bánh xe hoặc đường ray. Cấu trúc bốn chân của nó cho phép nó xử lý những thay đổi về độ cao và mặt đất không bằng phẳng trong khi mang theo các cảm biến, thiết bị liên lạc, phần cứng máy tính và các thiết bị dành riêng cho ứng dụng khác.
Đặc điểm nổi bật không chỉ đơn giản là sự xuất hiện của bốn chân. Giá trị của nền tảng bốn chân đến từ sự phối hợp giữa vận động, nhận thức, kiểm soát, sức mạnh, cấu trúc và thiết bị thực hiện nhiệm vụ. Robot cần hiểu môi trường xung quanh, điều chỉnh chuyển động, duy trì thăng bằng và thực hiện quy trình vận hành xác định.
Thiết kế hướng hệ thống này tách biệt các nền tảng công nghiệp bốn chân khỏi các máy điều khiển từ xa đơn giản. Nền tảng chuyên nghiệp có thể hỗ trợ lập kế hoạch tuyến đường tự động, tránh chướng ngại vật, thu thập dữ liệu, giám sát thiết bị và các quy trình tuần tra lặp lại. Các chức năng này cho phép robot tham gia vào quy trình vận hành rộng hơn thay vì chỉ hoạt động như một camera di động.
Robot có bánh xe truyền thống hoạt động tốt nhất trên các bề mặt tương đối dễ đoán. Hiệu quả của chúng có thể giảm khi cầu thang, rãnh, vật liệu rời, ngưỡng nâng cao hoặc địa hình không bằng phẳng làm gián đoạn tuyến đường. Hệ thống bánh xích có thể xử lý một số bề mặt khó khăn nhưng chúng cũng có những hạn chế trong không gian chật hẹp và khi môi trường có sự thay đổi thường xuyên về độ cao.
Chuyển động của chân tiếp cận vấn đề theo cách khác. Mỗi chân có thể được điều khiển riêng lẻ, cho phép robot đặt chân tùy theo địa hình. Điều này cung cấp nhiều lựa chọn hơn để duy trì sự cân bằng khi di chuyển qua các môi trường bất thường.
Đối với các ứng dụng công nghiệp, lợi ích thiết thực là khả năng tiếp cận. Một robot có thể di chuyển qua nhiều loại địa hình hơn có khả năng tiếp cận các điểm kiểm tra, khu vực thiết bị, đường hầm, nhà xưởng và các địa điểm khác mà nền tảng di động thông thường có thể cần cơ sở hạ tầng bổ sung.
Địa hình khó khăn là một trong những lĩnh vực ứng dụng rõ ràng nhất của robot bốn chân. Các khu công nghiệp có thể chứa các bậc thang, đường dốc, rãnh, lối đi hẹp, đống đổ nát, khu vực lầy lội, sàn không bằng phẳng và thay đổi chiều cao bề mặt. Nền tảng được thiết kế chỉ dành cho sàn phẳng có thể yêu cầu cơ sở hạ tầng bổ sung hoặc có thể không tiếp cận được một số khu vực nhất định.
Robot bốn chân có thể đặt và nhấc chân riêng lẻ, cho phép nó điều chỉnh tư thế cơ thể khi địa hình thay đổi. Điều này có thể hỗ trợ chuyển động trên các sườn dốc, bậc thang, khoảng trống và các bề mặt không bằng phẳng trong khi vẫn duy trì mối quan hệ ổn định hơn giữa nền và mặt đất.
Cầu thang là một ví dụ đơn giản về địa hình có thể thách thức nền tảng có bánh xe. Mỗi bánh xe cần duy trì sự tiếp xúc phù hợp với bề mặt, đồng thời robot phải khắc phục những thay đổi theo chiều dọc lặp đi lặp lại. Bệ có chân có thể nâng từng chân lên và điều chỉnh tư thế của nó để di chuyển giữa các bước.
Khả năng chính xác vẫn phụ thuộc vào thiết kế robot, hình dạng bước, hệ thống điều khiển và điều kiện môi trường. Điểm kỹ thuật quan trọng là cấu trúc chân cung cấp các tùy chọn chuyển động bổ sung mà bánh xe không có.
Môi trường công nghiệp thường bao gồm bê tông dốc, sỏi, đất rời, đất bùn, kênh thoát nước hoặc bề mặt chuyển tiếp. Xe bốn chân có thể điều chỉnh vị trí chân và tư thế cơ thể khi địa hình thay đổi.
Hoạt động ổn định phụ thuộc vào sự kết hợp giữa thiết kế cơ học, nhận thức, kiểm soát dáng đi, lực kéo và thuật toán cân bằng. Đôi chân cung cấp khả năng di chuyển vật lý, trong khi hệ thống điều khiển xác định khả năng đó được sử dụng như thế nào.
Các đường hầm công nghiệp, nhà xưởng, hành lang đường ống và khu vực bảo trì có thể chứa các chướng ngại vật làm hạn chế tuyến đường hiện có. Một nền tảng bốn chân nhỏ gọn có thể di chuyển qua một số không gian này mà không cần bề mặt lái phẳng liên tục.
| Điều kiện địa hình | Thách thức đối với nền tảng di động thông thường | Lợi thế thiết kế bốn chân |
|---|---|---|
| bước | Những thay đổi theo chiều dọc có thể làm gián đoạn sự tiếp xúc của bánh xe và chuyển động về phía trước | Các chân riêng lẻ có thể được nâng lên và định vị ở các độ cao khác nhau |
| sườn dốc | Giảm lực kéo và khả năng điều chỉnh cơ thể hạn chế có thể ảnh hưởng đến chuyển động | Vị trí chân và tư thế cơ thể có thể được điều chỉnh trong quá trình di chuyển |
| Đống đổ nát | Bề mặt tiếp xúc không đều có thể khiến bánh xe chuyển động không ổn định | Vị trí đặt chân của từng cá nhân cung cấp nhiều lựa chọn hơn để đàm phán các chướng ngại vật |
| Đất bùn | Lực kéo của bánh xe hoặc đường ray có thể khác nhau trên các bề mặt mềm | Vị trí đặt chân có thể thích ứng với việc thay đổi điều kiện tiếp xúc |
| Khoảng trống và rãnh | Hệ thống có bánh xe có thể yêu cầu bắc cầu hoặc đi đường vòng | Chuyển động của chân có thể di chuyển xung quanh hoặc qua các đặc điểm địa hình đã chọn |
Có thể di chuyển trên địa hình khó khăn là chưa đủ. Nền tảng cần duy trì sự cân bằng trong khi mang theo cảm biến và thiết bị. Những thay đổi đột ngột về độ cao của mặt đất có thể ảnh hưởng đến trọng tâm và phân bổ tải trọng của robot.
Do đó, hệ thống điều khiển cần phối hợp dáng đi, tư thế, phản hồi cảm biến và tốc độ di chuyển. Chức năng chống rung và chống lật có thể giúp duy trì hoạt động ổn định trong phạm vi hoạt động xác định.
Điều này đặc biệt có liên quan khi robot mang theo máy ảnh hoặc thiết bị đo lường. Chuyển động quá mức có thể làm giảm chất lượng dữ liệu được thu thập ngay cả khi robot vẫn đứng thẳng.
Robot công nghiệp trở nên hữu ích hơn khi nền tảng có thể thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại mà không cần điều khiển bằng tay liên tục. Các chức năng tự động có thể giảm khối lượng công việc của người vận hành đồng thời khiến việc di chuyển và thu thập dữ liệu có cấu trúc chặt chẽ hơn.
Các nền tảng bốn chân hiện đại có thể kết hợp nhận thức môi trường, định vị, lập kế hoạch tuyến đường, tránh chướng ngại vật, thực hiện nhiệm vụ và ghi dữ liệu. Mức độ tự chủ phụ thuộc vào kiến trúc robot, cảm biến, phần mềm, điều kiện liên lạc và môi trường vận hành.
Trước khi robot di động có thể điều hướng tự động, nó cần thông tin về môi trường xung quanh. Cảm biến có thể xác định chướng ngại vật, thay đổi địa hình, tuyến đường mở và các tính năng liên quan khác.
Dữ liệu nhận thức sau đó được hệ thống định vị sử dụng để xác định cách robot sẽ di chuyển. Trong môi trường thay đổi, quá trình này có thể cần phải chạy liên tục thay vì chỉ dựa trên một bản đồ cố định.
Lập kế hoạch đường đi xác định cách robot có thể di chuyển giữa các điểm được xác định. Việc tránh chướng ngại vật giúp nó điều chỉnh khi có vật thể chặn tuyến đường đã định hoặc khi điều kiện môi trường thay đổi.
Đối với kiểm tra công nghiệp, điều này có thể hỗ trợ các tuyến đường lặp lại xung quanh thiết bị, xuyên qua các cơ sở hoặc giữa các điểm kiểm tra được chỉ định. Người vận hành có thể tập trung hơn vào kết quả kiểm tra thay vì điều khiển thủ công mọi chuyển động.
Quy trình kiểm tra tự động có thể kết hợp chuyển động với cảm biến. Robot có thể di chuyển đến các vị trí được xác định, thu thập hình ảnh hoặc thông số cảm biến, ghi lại kết quả và sau đó tiếp tục đến vị trí tiếp theo.
Điều này tạo ra một quy trình làm việc kỹ thuật số trong đó chuyển động của robot và thông tin thu thập được kết nối với nhau. Thay vì chỉ tạo ra một luồng video, hệ thống có thể xây dựng một bản ghi có cấu trúc về kết quả kiểm tra.
Cảm biến thu thập thông tin về địa hình, chướng ngại vật, thiết bị và điều kiện xung quanh.
Hệ thống định vị xác định tuyến đường phù hợp theo yêu cầu về không gian và nhiệm vụ có sẵn.
Chân và hệ thống điều khiển phối hợp chuyển động đồng thời thích ứng với những thay đổi của môi trường.
Hình ảnh kiểm tra, số đo cảm biến và thông tin vận hành có thể được lưu trữ để phân tích thêm.
Hoạt động tự chủ không có nghĩa là mọi môi trường công nghiệp đều không được giám sát hoàn toàn. Một số môi trường yêu cầu sự giám sát xác định, sự can thiệp từ xa hoặc xác nhận của người vận hành trước các nhiệm vụ cụ thể.
Một cách tiếp cận thực tế hơn là xác định phần nào của quy trình làm việc có thể được tự động hóa một cách đáng tin cậy và phần nào việc ra quyết định của con người vẫn hữu ích. Điều hướng, thu thập dữ liệu lặp đi lặp lại và thực hiện tuyến đường thường lệ là những ứng cử viên nặng ký cho tự động hóa, trong khi những phát hiện bất thường có thể yêu cầu đánh giá bổ sung của con người.
Nhận thức cung cấp cho robot di động thông tin cần thiết để hiểu môi trường của nó và thực hiện các nhiệm vụ dành riêng cho ứng dụng. Một cảm biến hiếm khi cung cấp mọi loại thông tin cần thiết cho hoạt động công nghiệp.
Máy ảnh trực quan có thể cung cấp hình ảnh chi tiết. Cảm biến nhiệt có thể tiết lộ sự khác biệt về nhiệt độ. Cảm biến khoảng cách có thể giúp robot hiểu được hình học xung quanh. Các cảm biến khác có thể hỗ trợ định vị, đo lường môi trường hoặc kiểm tra thiết bị cụ thể.
Camera độ phân giải cao có thể chụp ảnh và quay video để quan sát thiết bị, kiểm tra cơ sở hạ tầng, giám sát cơ sở và lập tài liệu. Dữ liệu trực quan thường là điểm khởi đầu cho việc kiểm tra vì người vận hành có thể trực tiếp xem xét hình dáng bên ngoài của các bộ phận và bề mặt.
Hình ảnh nhiệt có thể xác định các biến đổi nhiệt độ có thể không rõ ràng trong hình ảnh ánh sáng khả kiến. Điều này có thể hữu ích đối với các thiết bị điện, máy móc, hệ thống điện và các tài sản khác, nơi các dạng nhiệt bất thường có thể chỉ ra tình trạng cần đánh giá thêm.
Thông tin về khoảng cách và độ sâu có thể giúp robot hiểu được chướng ngại vật, hành lang, bậc thang và các đặc điểm khác của môi trường. Điều này hỗ trợ điều hướng và cũng có thể đóng góp vào việc lập bản đồ và tài liệu không gian.
| Danh mục cảm biến | Thông tin sơ cấp | Vai trò công nghiệp tiềm năng |
|---|---|---|
| Camera ánh sáng nhìn thấy được | Hình ảnh và video | Kiểm tra trực quan, tài liệu, quan sát thiết bị |
| Camera nhiệt | mô hình nhiệt độ | Kiểm tra tình trạng nhiệt và nhận dạng nhiệt bất thường |
| Cảm biến độ sâu hoặc phạm vi | Khoảng cách và mối quan hệ không gian | Điều hướng, tránh chướng ngại vật và lập bản đồ môi trường |
| Cảm biến môi trường | Các phép đo môi trường được xác định | Giám sát trang web và thu thập dữ liệu dành riêng cho ứng dụng |
Phản ứng tổng hợp cảm biến kết hợp thông tin từ các nguồn cảm biến khác nhau để tạo ra sự thể hiện hoàn chỉnh hơn về môi trường. Máy ảnh có thể nhận dạng hình dáng của một vật thể, trong khi cảm biến độ sâu cung cấp khoảng cách và vị trí của vật thể đó.
Thông tin nhiệt sau đó có thể thêm một lớp khác bằng cách cho biết vật thể có kiểu nhiệt độ bất thường hay không. Việc kết hợp các nguồn này có thể giúp việc kiểm tra và điều hướng có nhiều thông tin hơn là chỉ dựa vào một cảm biến.
Nhiều cảm biến hơn không nhất thiết có nghĩa là một hệ thống tốt hơn. Mỗi thành phần bổ sung đều tăng thêm trọng lượng, yêu cầu về điện năng, hạn chế lắp đặt, nhu cầu xử lý dữ liệu và các cân nhắc về bảo trì.
Cách tiếp cận đúng là chỉ chọn những thông tin cần thiết cho nhiệm vụ đã xác định. Nền tảng kiểm tra trực quan có thể không yêu cầu một bộ sưu tập lớn cảm biến môi trường, trong khi dự án giám sát công nghiệp có thể cần một số loại dữ liệu để tạo ra kết quả hữu ích.
Kiểm tra là một trong những ứng dụng công nghiệp thiết thực nhất dành cho robot bốn chân vì nền tảng này có thể di chuyển qua các vị trí có thể gây bất tiện cho con người hoặc gây khó khăn cho máy móc có bánh xe.
Robot có thể đi theo các tuyến đường đã xác định, dừng lại ở các điểm kiểm tra, thu thập hình ảnh hoặc dữ liệu cảm biến và gửi thông tin về hệ thống phân tích. Điều này tạo ra một quy trình kiểm tra lặp lại có thể được lên lịch theo yêu cầu vận hành của cơ sở.
Trong môi trường sản xuất, thiết bị thường được phân phối khắp các cơ sở lớn. Một số khu vực có thể được nâng lên, thu hẹp hoặc bị ngăn cách do thay đổi độ cao của sàn.
Nền tảng bốn chân có thể điều hướng các phần đã chọn của cơ sở và thu thập thông tin trực quan từ máy móc, đường ống, tủ điện, khu vực kết cấu và các tài sản được xác định khác.
Cảm biến nhiệt và cảm biến hình ảnh có thể được kết hợp để kiểm tra thiết bị khi có sự khác biệt về nhiệt độ. Robot có thể thu thập hình ảnh tại các vị trí được xác định trước và so sánh kết quả hiện tại với hồ sơ lịch sử.
Đường hầm, hành lang đường ống và các khu vực hẹp khác có thể gây khó khăn cho việc tiếp cận. Một robot di động nhỏ gọn có thể đi vào những không gian như vậy trong khi mang theo máy ảnh, đèn chiếu sáng hoặc các cảm biến khác phù hợp với nhiệm vụ kiểm tra.
Tài sản cơ sở hạ tầng thường yêu cầu kiểm tra lặp đi lặp lại các khu vực tương tự. Lộ trình robot có thể lặp lại có thể giúp chuẩn hóa việc thu thập hình ảnh và cung cấp trình tự vận hành nhất quán.
Một bộ sưu tập lớn các hình ảnh không tự động hữu ích. Hệ thống phải liên kết dữ liệu với các vị trí, thiết bị, tuyến đường hoặc điểm kiểm tra cụ thể để người vận hành có thể hiểu từng quan sát đến từ đâu.
Khi hệ thống kiểm tra robot được kết hợp với phần mềm thích hợp, thông tin thu được có thể hỗ trợ phân tích xu hướng, lập kế hoạch bảo trì và kiểm tra tiếp theo. Quy trình công việc chính xác phụ thuộc vào cơ sở và thông tin cần thiết.
Tính mô đun cho phép một nền tảng robot hỗ trợ các nhiệm vụ khác nhau bằng cách thay đổi hoặc bổ sung thiết bị. Điều này đặc biệt hữu ích trong môi trường công nghiệp, nơi có thể yêu cầu một số loại hình kiểm tra và giám sát.
Các thiết bị có thể bao gồm camera ánh sáng nhìn thấy, hệ thống chụp ảnh nhiệt, máy dò khí, thiết bị chiếu sáng, thiết bị liên lạc, cảm biến môi trường và các mô-đun dành riêng cho nhiệm vụ khác. Cấu hình chính xác phụ thuộc vào khả năng chịu tải, hệ thống điện, giao diện lắp đặt và điều kiện vận hành của robot.
Máy ảnh và hệ thống chụp ảnh nhiệt có thể biến robot thành nền tảng kiểm tra di động. Camera trực quan có thể ghi lại các điều kiện vật lý, trong khi cảm biến nhiệt có thể cung cấp thêm thông tin về sự phân bổ nhiệt.
Cảm biến khí và môi trường có thể cho phép robot thu thập số đo từ những khu vực có thể không thuận tiện cho việc truy cập thủ công. Điều này có thể hỗ trợ giám sát quy trình công việc trong các cơ sở công nghiệp, đường hầm, nhà xưởng và các môi trường được xác định khác.
Các mô-đun chiếu sáng có thể cải thiện chất lượng hình ảnh ở những vùng tối và hỗ trợ hoạt động ở những vị trí có ánh sáng hạn chế. Thiết bị liên lạc có thể cho phép người vận hành trao đổi thông tin với nhân viên trong khu vực vận hành.
Hệ thống mô-đun chỉ thực tế khi thiết bị có thể được lắp đặt mà không tạo ra các vấn đề tương thích không cần thiết. Điểm lắp đặt, kết nối điện, giao diện dữ liệu, kích thước vật lý và giới hạn trọng lượng phải được xác định rõ ràng.
Giao diện được tiêu chuẩn hóa có thể đơn giản hóa những thay đổi giữa các cấu hình thiết bị. Đồng thời, các dự án chuyên biệt có thể yêu cầu giá đỡ, vỏ hoặc bố trí nguồn điện tùy chỉnh khi giao diện tiêu chuẩn không đáp ứng yêu cầu ứng dụng.
Mỗi mô-đun được thêm vào sẽ thay đổi cấu hình vận hành hoàn chỉnh. Cảm biến nặng hơn sẽ làm tăng tải trọng của chân và hệ thống đẩy. Các thiết bị điện tử bổ sung có thể làm tăng mức tiêu thụ điện. Vỏ lớn hơn có thể ảnh hưởng đến trọng tâm hoặc hạn chế chuyển động của robot.
Do đó, thiết kế mô-đun hoạt động tốt nhất khi robot được phát triển với sự quan tâm đầy đủ đến các mối quan hệ cơ và điện giữa bệ đế và thiết bị của nó.
Môi trường công nghiệp thay đổi đáng kể. Tầng nhà xưởng đặt ra những thách thức khác nhau so với khu vực xây dựng ngoài trời, trong khi đường hầm đặt ra những hạn chế khác nhau so với một khu công nghiệp mở.
Trước khi lựa chọn hoặc phát triển nền tảng robot, cần xác định rõ ràng các điều kiện môi trường. Những điều kiện này ảnh hưởng đến cấu trúc, cảm biến, thuật toán chuyển động, độ kín, hoạt động của pin và các yêu cầu bảo trì.
Môi trường ngoài trời có thể khiến thiết bị robot tiếp xúc với mưa, nước bắn tung tóe và độ ẩm cao. Mức độ bảo vệ thích hợp phụ thuộc vào thiết kế nền tảng và môi trường hoạt động dự định.
Độ ẩm cũng có thể ảnh hưởng đến cảm biến và đầu nối. Đối với hoạt động ngoài trời lặp đi lặp lại, các bộ phận này cần được xem xét trong quá trình thiết kế cơ và điện thay vì được coi là chi tiết phụ.
Các khu công nghiệp có thể chứa bụi, cát, mảnh vụn hoặc các hạt vật chất khác. Những vật liệu như vậy có thể xâm nhập vào các cơ chế chuyển động hoặc ảnh hưởng đến khả năng hiển thị của cảm biến.
Do đó, các quy trình bảo vệ, làm sạch, quyền truy cập bảo trì và lựa chọn thành phần phải phản ánh các điều kiện thực tế của địa điểm.
Hiệu suất của pin, thiết bị điện tử, cảm biến và vật liệu cơ khí có thể phản ứng khác nhau trước sự thay đổi nhiệt độ. Nền tảng dành cho điều kiện nhiệt độ rộng phải được đánh giá dựa trên phạm vi thực tế dự kiến trong quá trình vận hành.
Chuyển động của chân tạo ra chuyển động cơ học lặp đi lặp lại, trong khi địa hình gồ ghề có thể gây thêm chấn động. Do đó, các cảm biến nhạy cảm và thiết bị điện tử cần được lắp đặt và bảo vệ phù hợp.
| Yếu tố môi trường | Hiệu ứng tiềm năng | Xem xét thiết kế |
|---|---|---|
| Độ ẩm | Có thể ảnh hưởng đến các đầu nối, thiết bị điện tử và cảm biến | Quy trình bao bọc, niêm phong và bảo trì thích hợp |
| Bụi | Có thể vào khu vực cơ khí hoặc điện tử | Bảo vệ, làm sạch truy cập và lựa chọn thành phần phù hợp |
| Nhiệt độ | Có thể ảnh hưởng đến hành vi của pin và điện tử | Phạm vi hoạt động được xác định và đánh giá môi trường có liên quan |
| Rung | Có thể ảnh hưởng đến dữ liệu cảm biến và các thành phần cơ khí | Lắp đặt, thiết kế kết cấu và đánh giá độ rung phù hợp |
| Sự va chạm | Có thể gây căng thẳng cho chân, vỏ, giá đỡ và thiết bị điện tử | Bảo vệ và xác nhận cấu trúc trong các điều kiện xác định |
Không có cấu hình chung nào lý tưởng cho mọi cơ sở công nghiệp. Môi trường vận hành phải được ghi lại trước khi chọn robot.
Thông tin hữu ích có thể bao gồm hoạt động trong nhà hoặc ngoài trời, loại bề mặt, phạm vi nhiệt độ, sự hiện diện của bụi hoặc hơi ẩm, chiều rộng hành lang, kích thước cầu thang, chướng ngại vật dự kiến, tải trọng cần thiết và điều kiện liên lạc.
Một ứng dụng quan trọng của robot công nghiệp là giảm nhu cầu con người đi vào những địa điểm khó tiếp cận, không thoải mái hoặc không phù hợp để kiểm tra thủ công thông thường.
Robot di động có thể mang camera và cảm biến vào các khu vực xác định trong khi người vận hành vẫn ở vị trí điều khiển thuận tiện hơn. Điều này có thể hỗ trợ việc kiểm tra và thu thập dữ liệu mà không yêu cầu nhân viên phải thực hiện theo từng lộ trình kiểm tra.
Một số nhiệm vụ công nghiệp liên quan đến việc di chuyển lặp đi lặp lại trong môi trường nóng, bụi, ẩm ướt, ồn ào, chật hẹp hoặc khó khăn. Việc sử dụng nền tảng di động để thu thập dữ liệu thường xuyên có thể giảm tần suất nhân viên phải vào các khu vực đó.
Robot không loại bỏ mọi yêu cầu về sự can thiệp của con người. Việc bảo trì, phát hiện bất thường, sửa chữa và thực hiện các nhiệm vụ ngoài khả năng của robot vẫn có thể yêu cầu nhân viên được đào tạo. Mục đích là để chuyển các hoạt động kiểm tra và giám sát thích hợp sang một mô hình hoạt động được kiểm soát chặt chẽ hơn.
Các mô-đun camera và truyền thông có thể cung cấp cho người vận hành thông tin từ hiện trường mà không yêu cầu họ đứng cạnh thiết bị đang được kiểm tra.
Đối với các nhóm bảo trì, điều này có thể hữu ích trong quá trình kiểm tra sơ bộ. Robot có thể thu thập thông tin trực quan trước tiên, cho phép kỹ thuật viên xác định loại công việc tiếp theo nào có thể cần thiết trước khi vào khu vực.
Robot không tự động an toàn chỉ vì nó ở xa. Hệ thống hoàn chỉnh cần điều hướng thích hợp, tránh chướng ngại vật, liên lạc, quy trình khẩn cấp, thực hành bảo trì và giới hạn vận hành.
Do đó, robot nên được coi như một công cụ kỹ thuật với các khả năng được xác định hơn là một sự thay thế phổ biến cho công việc của con người.
Việc tích hợp thiết bị xác định liệu rô-bốt có thể thực hiện nhiệm vụ dự kiến mà không ảnh hưởng đến tính di động, độ cân bằng, nguồn điện hoặc chất lượng dữ liệu hay không. Cảm biến hoạt động tốt trên băng ghế có thể yêu cầu cấu trúc lắp đặt khác sau khi được lắp đặt trên bệ bốn chân di chuyển.
Các điểm lắp đặt phải hỗ trợ thiết bị một cách an toàn trong khi vẫn duy trì đủ khả năng tiếp cận để lắp đặt và bảo trì. Vị trí của thiết bị cũng rất quan trọng vì nó có thể ảnh hưởng đến trọng tâm và chuyển động của robot.
Đối với máy ảnh và cảm biến yêu cầu tầm nhìn ổn định, hệ thống lắp đặt cũng cần xem xét đến chuyển động và độ rung. Thiết bị cần có trường nhìn phù hợp mà không gây cản trở chân robot hoặc các bộ phận khác.
Mỗi mô-đun được thêm vào sẽ tạo ra một yêu cầu về điện. Máy ảnh, hệ thống nhiệt, mô-đun máy tính, hệ thống chiếu sáng, thiết bị liên lạc và cảm biến môi trường có thể có các yêu cầu về điện áp và dòng điện khác nhau.
Cấu trúc nguồn cần phải đáp ứng được các tải này trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích với pin và thiết bị điện tử điều khiển của robot.
Các hệ thống robot hiện đại có thể tạo ra một lượng lớn dữ liệu hình ảnh, cảm biến và điều hướng. Hệ thống phải xác định cách thu thập, truyền tải, lưu trữ và xử lý thông tin.
Đối với các ứng dụng kiểm tra, lý tưởng nhất là dữ liệu phải được kết nối với thông tin về vị trí và thời gian để phân tích sau này có thể xác định chính xác nơi thu thập quan sát cụ thể.
| Khu vực hội nhập | Câu hỏi chính | Tác động tiềm tàng |
|---|---|---|
| Cân nặng | Robot có thể mang theo gói thiết bị hoàn chỉnh không? | Ảnh hưởng đến khả năng di chuyển, cân bằng và tải trọng cơ học |
| Chức vụ | Thiết bị nên được gắn ở đâu? | Có thể ảnh hưởng đến trọng tâm, trường nhìn và chuyển động |
| Quyền lực | Đầu vào điện nào là cần thiết? | Thay đổi yêu cầu quản lý pin và năng lượng |
| dữ liệu | Thông tin sẽ được truyền đi hoặc lưu trữ như thế nào? | Xác định kiến trúc truyền thông và xử lý |
| BẢO TRÌ | Mô-đun có thể được truy cập và thay thế? | Ảnh hưởng đến khả năng phục vụ và hoạt động liên tục |
Lập kế hoạch sớm có thể ngăn ngừa các sự cố như cảm biến bị chặn, đầu nối không thể tiếp cận, dung lượng pin không đủ hoặc lắp đặt thiết bị không ổn định.
Thông tin kỹ thuật hữu ích bao gồm kích thước thiết bị, trọng lượng, mức tiêu thụ điện năng, thông số kỹ thuật của đầu nối, giao diện truyền thông, yêu cầu lắp đặt, nhiệt độ vận hành và mức độ tiếp xúc với môi trường dự kiến.
Khi đã biết các thông số này, nền tảng robot có thể được đánh giá là một hệ thống hoàn chỉnh chứ không phải là một robot cơ bản với thiết bị được bổ sung sau đó.
Việc chọn robot bốn chân nên bắt đầu từ ứng dụng thay vì ngoại hình hoặc một con số hiệu suất duy nhất. Một nền tảng kỹ thuật tiên tiến vẫn có thể không phù hợp nếu nó không thể di chuyển trên địa hình cần thiết, mang theo các thiết bị cần thiết, hoạt động trong các điều kiện mong đợi hoặc cung cấp dữ liệu cần thiết.
Ghi lại các bề mặt, độ dốc, cầu thang, hành lang, chướng ngại vật, nhiệt độ, độ ẩm, bụi và các đặc điểm môi trường khác. Những yếu tố này xác định loại di động và bảo vệ mà nền tảng yêu cầu.
Xác định xem robot sẽ thực hiện kiểm tra, giám sát, thu thập dữ liệu, vận chuyển, quan sát thiết bị hay chức năng xác định khác. Nhiệm vụ xác định thiết bị cần được lắp đặt.
Nhìn nhiều hơn khả năng đi lại. Xem xét việc leo cầu thang, xử lý độ dốc, vượt qua chướng ngại vật, độ ổn định, tốc độ di chuyển, khả năng rẽ và hiệu suất trên các điều kiện bề mặt thực tế dự kiến tại địa điểm.
Cần đánh giá gói thiết bị hoàn chỉnh, bao gồm máy ảnh, cảm biến, thiết bị liên lạc, cấu trúc lắp đặt, pin và các phụ kiện khác.
Xác định xem hệ thống có thể hỗ trợ lập kế hoạch tuyến đường, tránh chướng ngại vật, định vị, thu thập dữ liệu tự động, lập kế hoạch nhiệm vụ và giám sát từ xa ở mức độ mà dự án yêu cầu hay không.
Quy trình triển khai có cấu trúc giúp biến khái niệm robot nói chung thành một hệ điều hành với các yêu cầu kỹ thuật rõ ràng. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng công nghiệp vì robot phải làm việc với môi trường, thiết bị, quy trình và hệ thống dữ liệu hiện có.
Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm không thể tái tạo mọi đặc tính của một cơ sở thực tế. Robot phải được đánh giá trong các điều kiện vận hành tiêu biểu bất cứ khi nào thực tế.
Kiểm tra trang web có thể tiết lộ những chi tiết khó xác định trong quá trình phát triển chung. Hành lang có thể hẹp hơn dự kiến. Cầu thang có thể có chiều cao bất thường. Một bề mặt cụ thể có thể cung cấp ít lực kéo hơn. Điều kiện ánh sáng có thể làm giảm hiệu suất của máy ảnh.
Những phát hiện này sau đó có thể được sử dụng để điều chỉnh quy hoạch tuyến đường, vị trí đặt thiết bị, cấu hình cảm biến hoặc quy trình vận hành.
Tự động hóa kiểm tra chỉ tạo ra giá trị khi thông tin thu thập được có thể được sử dụng. Một hệ thống hữu ích phải xác định cách lưu trữ hình ảnh và thông số cảm biến, cách chúng liên kết với các vị trí, cách xác định các bất thường và cách người vận hành xem xét kết quả.
Để kiểm tra định kỳ, hồ sơ lịch sử cũng có thể cung cấp cơ sở để so sánh. Robot có thể thu thập dữ liệu bằng các tuyến đường và quan điểm tương tự, giúp xác định các thay đổi dễ dàng hơn theo thời gian.
Robot di động chứa các bộ phận cơ khí và điện tử có khả năng chuyển động lặp đi lặp lại. Chân, khớp, động cơ, cảm biến, đầu nối, pin và vỏ bảo vệ đều cần được bảo trì thích hợp.
Do đó, việc kiểm tra định kỳ nên được đưa vào kế hoạch vận hành ngay từ đầu. Dễ dàng tiếp cận các bộ phận chính và quy trình thay thế rõ ràng có thể giúp hoạt động lâu dài trở nên thiết thực hơn.
Sự phát triển của robot công nghiệp bốn chân đang hướng tới khả năng tự chủ cao hơn, nhận thức về môi trường tốt hơn, tích hợp thiết bị mạnh mẽ hơn và nhiều phần mềm dành riêng cho ứng dụng hơn. Định hướng trọng tâm không chỉ đơn giản là làm cho robot đi lại tốt hơn mà còn cho phép chúng thực hiện quy trình vận hành hoàn chỉnh với ít sự can thiệp thủ công hơn.
Người ta ngày càng kỳ vọng robot sẽ kết hợp nhận thức và chuyển động thay vì coi chúng là những chức năng riêng biệt. Nền tảng có thể sử dụng thông tin môi trường để quyết định nơi di chuyển, cách tránh chướng ngại vật và nơi thực hiện nhiệm vụ.
Điều này tạo ra mối quan hệ chặt chẽ hơn giữa robot vật lý và phần mềm điều khiển nó. Kết quả có thể là chuyển động thích ứng hơn trong những môi trường không thể thể hiện hoàn toàn bằng một tuyến đường cố định.
Khi camera và cảm biến thu thập nhiều thông tin hơn, việc phân tích tự động ngày càng trở nên hữu ích. Nhận dạng dựa trên AI có thể giúp xác định các điều kiện thị giác được xác định trước, sắp xếp các hình ảnh kiểm tra và đánh dấu các khu vực cần được xem xét bổ sung.
Ví dụ: một hệ thống có thể được thiết kế để nhận biết các điểm bất thường của thiết bị đã chọn, các thay đổi bề mặt hoặc các điều kiện khác do ứng dụng xác định. Sau đó, người vận hành có thể tập trung vào việc xác minh và ra quyết định thay vì xem xét mọi hình ảnh với sự chú ý như nhau.
Nền tảng công nghiệp trong tương lai có khả năng hỗ trợ các tổ hợp thiết bị rộng hơn. Một đế robot duy nhất có thể chứa các cảm biến kiểm tra, mô-đun môi trường, thiết bị liên lạc hoặc thiết bị dành riêng cho nhiệm vụ khác nhau.
Điều này đòi hỏi các giao diện cơ và điện được tiêu chuẩn hóa hơn trong khi vẫn cho phép tùy chỉnh khi các dự án chuyên biệt yêu cầu.
Giai đoạn tiếp theo của robot công nghiệp có khả năng kết nối hoạt động vật lý với hệ thống quản lý kỹ thuật số. Thông tin do robot tạo ra có thể được kết hợp với hồ sơ thiết bị, lịch bảo trì, bản đồ, lịch sử kiểm tra và dữ liệu số khác.
Điều này cho phép robot trở thành một phần của quy trình làm việc công nghiệp lớn hơn thay vì hoạt động như một cỗ máy biệt lập.
Giá trị lâu dài của robot bốn chân nằm ở sự kết hợp giữa khả năng di chuyển vật lý và trí tuệ kỹ thuật số. Một robot có thể đi qua địa hình khó khăn sẽ cung cấp khả năng tiếp cận vật lý. Cảm biến cung cấp thông tin. Kiểm soát tự động cung cấp khả năng lặp lại. Phân tích dựa trên AI có thể giúp diễn giải dữ liệu được thu thập. Phần mềm công nghiệp kết nối những kết quả đó với quy trình làm việc rộng hơn.
Mỗi khả năng này đều hữu ích một cách độc lập nhưng sự kết hợp của chúng sẽ tạo ra một nền tảng có nhiều khả năng hơn. Chúng càng được tích hợp chặt chẽ thì càng có thể hỗ trợ nhiều ứng dụng hơn mà không cần thiết kế lại toàn bộ hệ thống cho mọi tác vụ mới.
Đây là nền tảng robot di động bốn chân được thiết kế cho các nhiệm vụ chuyên nghiệp như kiểm tra, giám sát, thu thập dữ liệu và vận hành trong môi trường mà robot có bánh xe thông thường có thể gặp khó khăn trong việc điều hướng.
Bốn chân được điều khiển riêng biệt cung cấp nhiều lựa chọn hơn cho vị trí đặt chân và tư thế cơ thể. Điều này có thể giúp nền tảng điều chỉnh cầu thang, độ dốc, khoảng trống, bề mặt lỏng lẻo và các thay đổi khác về địa hình trong khả năng vận hành được xác định của nó.
Đúng. Tùy thuộc vào kiến trúc hệ thống, các chức năng tự trị có thể bao gồm nhận thức môi trường, định vị, lập kế hoạch tuyến đường, tránh chướng ngại vật, thực hiện nhiệm vụ và thu thập dữ liệu. Mức độ tự chủ phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng và môi trường.
Các thiết bị có thể sử dụng bao gồm camera ánh sáng nhìn thấy, hệ thống chụp ảnh nhiệt, cảm biến độ sâu hoặc phạm vi, thiết bị giám sát môi trường, hệ thống chiếu sáng, mô-đun liên lạc và các thiết bị dành riêng cho nhiệm vụ khác. Cấu hình chính xác phụ thuộc vào nền tảng và ứng dụng.
Đúng. Nó có thể hỗ trợ kiểm tra định kỳ các cơ sở công nghiệp, thiết bị, cơ sở hạ tầng, đường hầm, nhà xưởng và các khu vực khác bằng cách đi theo các tuyến đường xác định và thu thập dữ liệu hình ảnh, nhiệt hoặc cảm biến khác.
Đúng. Hình ảnh nhiệt có thể được sử dụng cùng với các máy ảnh thông thường khi sự chênh lệch nhiệt độ có liên quan đến nhiệm vụ kiểm tra. Cảm biến, vị trí lắp đặt, yêu cầu về nguồn điện và giao diện dữ liệu phải được đánh giá như một phần của hệ thống hoàn chỉnh.
Nhiều nền tảng chuyên nghiệp có thể hỗ trợ thiết bị mô-đun, miễn là các thành phần bổ sung vẫn nằm trong giới hạn cơ, điện, trọng lượng và giao diện đã xác định. Dấu ngoặc tùy chỉnh hoặc các thành phần tích hợp khác có thể được yêu cầu cho các cấu hình chuyên dụng.
Các yếu tố quan trọng bao gồm yêu cầu về địa hình, cầu thang và độ dốc, môi trường vận hành, trọng lượng tải trọng, yêu cầu về cảm biến, nhu cầu điện năng, chức năng tự động, quy trình làm việc dữ liệu, quyền truy cập bảo trì và điều kiện liên lạc.
Đúng. Thiết kế mô-đun có thể cho phép lắp đặt các cảm biến và thiết bị khác nhau để kiểm tra, giám sát, đo lường môi trường hoặc các nhiệm vụ công nghiệp được xác định khác. Cấu hình sẵn có phụ thuộc vào kiến trúc robot và yêu cầu về thiết bị.
Hình ảnh được thu thập và thông số cảm biến có thể được liên kết với các vị trí và điểm kiểm tra, sau đó được xem xét về các điều kiện được xác định trước. Hồ sơ lịch sử cũng có thể hỗ trợ so sánh giữa các chu kỳ kiểm tra và giúp tổ chức công việc tiếp theo.
Không nhất thiết phải như vậy. Tự động hóa có thể làm giảm việc điều khiển thủ công liên tục, nhưng vẫn cần người vận hành để giám sát, xử lý ngoại lệ, bảo trì, phát hiện bất thường và thực hiện các nhiệm vụ ngoài khả năng vận hành được xác định của robot.
Các ứng dụng tiềm năng bao gồm các nhà máy, nhà xưởng, đường hầm, cơ sở công nghiệp, cơ sở hạ tầng, khu vực ngoài trời không bằng phẳng và các địa điểm khác cần kiểm tra di động hoặc thu thập dữ liệu. Sự phù hợp thực tế phụ thuộc vào điều kiện môi trường và thông số kỹ thuật của nền tảng.
Chia sẻ điều kiện địa hình, nhiệm vụ kiểm tra, yêu cầu thiết bị, trọng lượng tải trọng, môi trường vận hành hoặc các chức năng tự động cần thiết cho ứng dụng của bạn.
liên hệ với chúng tôi để thảo luận về yêu cầu dự án của bạn