- Tính lực tiếp xúc:
6.4.1. Kiến trúc chức năng
Hệ thống điều khiển robot cần có các khả năng sau:
- Điều khiển chuyển động của các cơ cấu cơ khí (manipulation ability);
- Thu nhận thông tin về trạng thái của hệ thống và về môi trường công tác (sensory ability); - Phân tích thông tin và phản ứng trước điều kiện thực tế trong phạm vi xác định (intelligent behavior ability);
- Lưu trữ, xử lý và cung cấp thông tin về hệ thống (data processing ability); Muốn vậy, bộ điều khiển cần có các khối (modul) cơ bản:
- Modul cảm biến thu nhận, biến đổi, hiệu chỉnh, tổng hợp thông tin về trạng thái của hệ thống và về môi trường.
- Modul tổng hợp, thiết lập mô hình tổng hợp về hệ thống và môi trường trên cơ sở thông tin do modul cảm biến cung cấp.
- Modul ra quyết định, đưa ra phương thức hành động. Từ chiến lược hành động, lập kế hoạch, điều khiển hoạt động của cơ cấu để thực hiện nhiệm vụ theo tình huống cụ thể.
Các modul trên tự động liên kết với nhau theo nhiệm vụ được quy định trong chương trình, có tính đến khả năng thích ứng của hệ thống trong quá tình huống cụ thể. Tuy vậy, vẫn cần có giao diện với người vận hành khi cần con người có thể kiểm tra, giám sát, can thiệp vào hệ thống.
Tính đến cường độ trao đổi thông tin giữa các modul với nhau và giữa hệ thống với người vận hành, cần có bộ nhớ chung để lưu trữ các thông tin ban đầu và thông tin cập nhật của hệ thống và môi trường.
Cấu trúc chức năng trên được phân cấp theo thứ bậc. Cấu trúc bậc thấp liên quan đến các dịch chuyển vật lý. Cấu trúc bậc cao gắn với chức năng phân tích logic. Các bậc liên hệ với nhau thông qua dòng dữ liệu. Sơ đồ trên hình 6.14 cho phép nhìn nhận tổng quan về cấu trúc chức năng và cấu trúc thứ bậc của hệ điều khiển robot.
Tuỳ theo yêu cầu đối với hoạt động của robot, các chức năng được phân cấp với mức độ khác nhau. Nói chung có thể phân thành 4 cấp chính:
- Cấp nhiệm vụ (task level), giải quyết các vấn đề chung về nhiệm vụ. So sánh yêu cầu đặt ra với khả năng chấp nhận của hệ thống, tình trạng hiện tại của hệ thống với môi trường…
- Cấp chiến lược (action level), giải quyết phương thức hành động chung, ví dụ hệ tọa độ, vị trí của phần công tác, các điểm phải đi qua, hàm nội suy sẽ sử dụng…
XXXXXXXXXXXXXXX(hình 6.14)
- Cấp kế hoạch (primitive level), thiết lập quỹ đạo, tính toán động học và động học ngược, phân tích tình trạng hệ chấp hành,…
- Cấp thừa hành (servo level), liên quan đến các hoạt động cụ thể, như giải mã lệnh, nội suy, xử lý lỗi, giao diện với cơ cấu chấp hành.
Sơ đồ trong hình 6.15 cho phép hình dung chi tiết về sự phân cấp điều khiển. Trên thực tế, không phải hệ điều khiển robot nào cũng có đầy đủ các cấp điều khiển nói trên. Hầu hết các RBCN không có cấp nhiệm vụ. Ngược lại, một số loại robot, như robot dùng trong vũ trụ, trong quân sự, trong quân sự, trong y học,… có nhiều cấp điều khiển hơn.
XXXXXXXXXXXXX(hình 6.15)