Trạm đón robot nạp điện và nước tự động ra sao?

• Robot lau
• Hai tiếp điểm sạc chạm nhau
• Bình nước sạch của trạm
• Bình nước bẩn của trạm
• Ống nạp nước vào robot
• Tín hiệu dẫn hướng
• Báo lên bộ điều khiển trung tâm

Bạn sẽ học được gì

• Theo dõi các bước một robot đi qua khi cập trạm và vì sao phải xác nhận từng bước.
• So sánh sạc tiếp điểm với sạc không dây cho một robot nhỏ, và nêu cách kiểm tra tiếp xúc.
• Mô tả đường đi của nước, cách tránh nước chảy ngược và cách nhiều robot dùng chung một trạm.

Cần biết trước

Chỉ cần biết robot lau gồm những khối nào, ví dụ qua bài Hệ thống robot lau sàn mini gồm những khối nào? và bài Robot lau ẩm làm sạch sàn mà vẫn khô ra sao?. Thiết kế dưới đây là mô hình minh họa, chưa phải kết quả thử trên robot thật.

Robot vào trạm theo những bước nào?

Robot đi theo thứ tự cố định: tới điểm chuẩn bị, tiến vào, xác nhận tiếp xúc, xác nhận đang sạc, rồi báo đã cập trạm. Tài liệu cập trạm của Nav2 mô tả đúng trình tự này. Nếu robot chưa nằm trong dung sai của điểm chuẩn bị (staging pose) trước trạm, nó đi tới điểm đó trước.

Sau đó robot vào một vòng điều khiển bằng thị giác, cố tới vị trí cập trạm trong khi hệ thị giác liên tục tinh chỉnh vị trí đó. Nó rời vòng này khi phát hiện tiếp xúc hoặc khi việc sạc đã bắt đầu. Với dock có sạc, quy trình chờ tới khi sạc bắt đầu rồi mới báo thành công.

Robot lau nhỏ ít khi mang camera mạnh. Trong thiết kế minh họa, tín hiệu dẫn hướng của trạm, ví dụ hồng ngoại hoặc cảm biến đo xa, thay cho thị giác. Phễu cơ khí quanh tiếp điểm nhận phần sai lệch còn lại, nên điểm chuẩn bị chỉ cần đủ gần, không cần chính xác tuyệt đối.

• Tới điểm chuẩn bị
• Tiến vào trạm
• Xác nhận tiếp xúc
• Xác nhận đang sạc
• Báo đã cập trạm
• Lùi ra và thử lại

Vì sao sạc tiếp điểm hợp robot nhỏ, và kiểm tra tiếp xúc ra sao?

Sạc tiếp điểm cho phép phễu cơ khí dẫn robot vào đúng chỗ, còn sạc không dây cần cuộn dây đặt thẳng hàng. Theo một nghiên cứu về sạc không dây, sạc không dây không cần dây, phích cắm và ổ cắm hữu hình. Cùng nghiên cứu cho biết công suất và hiệu suất truyền tối ưu đòi hỏi các cuộn dây đặt đồng trục, và các cuộn thường bị lệch góc và lệch ngang.

Một robot lau trượt vào trạm khó dừng đúng một vị trí. Vì vậy thiết kế minh họa chọn tiếp điểm có lò xo nhẹ kèm phễu dẫn, chấp nhận lệch nhỏ. Đây là lập luận thiết kế, chưa phải kết quả thử.

Kiểm tra tiếp xúc gồm hai việc riêng. Theo tài liệu Nav2, phần dành cho từng loại dock gồm cách phát hiện robot đã tiếp xúc với dock và khi nào việc sạc đã bắt đầu thành công. Robot nhỏ làm tương tự: chạm tiếp điểm chưa đủ, cần trạng thái sạc hợp lệ từ bộ sạc và phản hồi phù hợp từ pin. Có điện áp ở tiếp điểm chưa chứng minh dòng đang vào pin; pin đã đầy cũng có thể chỉ nhận dòng rất nhỏ. Nếu hết thời gian chờ mà chưa xác nhận được, robot ngắt cấp nạp theo thiết kế, lùi ra và thử căn lại trong giới hạn số lần. Hết giới hạn thì dừng và báo trung tâm. Giao diện dock sạc của Nav2 cũng có thao tác tắt sạc khi rời trạm, nếu việc đó do robot điều khiển.

Bộ điều khiển sạc nằm ở robot hay ở trạm là lựa chọn thiết kế. Đặt ở robot thì trạm cấp nguồn qua tiếp điểm, nhưng chỉ dùng chung khi điện áp, cực tính, cơ khí và giao thức của từng robot tương thích. Đặt ở trạm thì robot nhẹ hơn nhưng trạm phải biết loại pin. Dù chọn cách nào, đặt tiếp điểm cao hơn mọi đường nước và giữ ngăn điện tách khỏi ngăn nước.

• Hai thành phễu thu hẹp
• Robot đã vào giữa phễu
• Tiếp điểm chạm nhau
• Vị trí vào bị lệch
• Cuộn dây của trạm
• Cuộn dây của robot bị lệch
• Độ lệch giữa hai cuộn

Nước đi từ bình sạch vào robot thế nào mà không chảy ngược?

Nước đi một chiều: bình sạch, bơm hoặc van của trạm, rồi cổng nạp của robot, và dừng khi mức báo đầy. Một trạm tự rửa thương mại tự nạp lại bình nước của robot khi cần. Người dùng phải bảo đảm bình nước sạch của trạm đầy và bình nước bẩn trống, và đèn báo của trạm chuyển sang đỏ đứng yên khi bình cần được xử lý.

Thiết kế minh họa dùng hai ngưỡng mức ở cổng nạp: đầy và cạn. Bơm dừng ở ngưỡng đầy hoặc khi hết thời gian chờ, và một ống tràn dẫn nước thừa về bình nước bẩn. Bình dung dịch thơm tùy chọn có cảm biến mức riêng. Việc rửa và sấy khăn lau được trình bày ở bài về lau ẩm.

Chảy ngược là nguy cơ khi nước bẩn quay lại đường nước sạch. Theo tài liệu của Penn State Extension, chảy ngược là chất bẩn từ nước bẩn chảy ngược vào dòng nước sạch, làm nước đó không còn an toàn để dùng. Tài liệu mô tả khe hở không khí (air gap) là khoảng trống vật lý giữa đầu ra nước sạch và nguồn nước không an toàn, và nêu ví dụ vòi phải nằm cao hơn mép tràn của bồn. Trạm áp dụng cùng ý đó: đầu ra của trạm cao hơn miệng cổng nạp, không bao giờ ngập trong nước của robot.

• Bình nước sạch của trạm
• Bơm hoặc van
• Đầu ra nằm cao hơn
• Khe hở không khí
• Bình nước của robot và hai vạch mức
• Ống tràn
• Bình nước bẩn
• Đèn báo mức bình sạch

Nhiều robot dùng chung một trạm thì ai báo cho ai?

Mỗi trạm đón một robot một lúc, còn bộ điều khiển trung tâm giữ hàng chờ và báo cho từng robot khi tới lượt. Trạm gửi cho trung tâm bốn thông tin: robot đã vào, đang sạc, mức nước sạch và mức nước bẩn. Trung tâm chọn robot vào trước theo mức pin và mức nước còn lại. Mỗi robot chưa tới lượt chờ ở một vị trí riêng ngoài lối vào; điểm chuẩn bị dành cho robot đã được phép tiếp cận. Khi không xác nhận được quyền vào hoặc trạm đang trống, robot không tự tiến vào.

Cấu hình máy chủ cập trạm của Nav2 có thể chứa cơ sở dữ liệu của nhiều dock. Trong mô hình minh họa, thêm trạm làm hàng chờ ngắn lại, nhưng mỗi trạm thêm là một bộ nước và nguồn nữa. Trạm im lặng quá thời gian chờ thì trung tâm coi trạng thái trạm là chưa biết. Chỉ chuyển robot sang trạm khác sau khi kiểm tuyến đường, pin và quyền vào; im lặng không có nghĩa trạm đang trống.

• Bộ điều khiển trung tâm
• Robot đang sạc trong trạm
• Trạm dùng chung
• Robot chờ lượt đầu
• Robot chờ lượt sau
• Trạm báo trạng thái lên trung tâm
• Trung tâm gọi robot tới lượt

Ví dụ trong đời sống

Một văn phòng nhỏ có hai trạm và ba robot; đây là kịch bản thiết kế, chưa phải kết quả thử. Robot khu họp xuống pin thấp và về điểm chuẩn bị. Trạm gần nhất đang đón một robot khác, nên nó chờ tới lượt.

Khi vào, tiếp điểm lệch nhẹ và điện áp không lên. Robot lùi ra, căn lại bằng tín hiệu dẫn hướng và thử lần hai thì thành công. Sau khi việc sạc bắt đầu, trạm bơm nước vào bình. Giữa chừng bình sạch của trạm cạn, đèn báo chuyển đỏ và trạm báo trung tâm.

Robot vẫn sạc điện nhưng được đánh dấu chưa đủ nước. Trung tâm gửi cảnh báo cho người đổ nước và giao khu họp cho robot khác. Khi người đổ đầy, trạm báo lại và robot trở về trạng thái sẵn sàng.

Hiểu lầm thường gặp

Robot chạm tiếp điểm là đã sạc. Chạm chỉ chứng minh hai kim loại gặp nhau. Quy trình cập trạm của Nav2 tách việc phát hiện tiếp xúc khỏi việc sạc đã bắt đầu, và chỉ báo thành công sau việc thứ hai.

Sạc không dây luôn tiện hơn. Sạc không dây bỏ được dây và ổ cắm, nhưng cần cuộn dây thẳng hàng. Với robot trượt vào trạm, tiếp điểm kèm phễu dễ chịu sai lệch hơn.

Trạm chỉ cần cấp điện. Trạm còn giữ nước, nhận nước thừa và báo mức cho trung tâm. Khi bình sạch cạn, cả đội thiếu nước dù pin còn đầy.

Câu hỏi thường gặp

Robot lau sàn tự về trạm sạc bằng cách nào?

Nó đi tới điểm chuẩn bị trước trạm rồi dùng tín hiệu dẫn hướng và phễu cơ khí để vào hẳn. Robot chỉ báo đã cập trạm sau khi xác nhận tiếp xúc và việc sạc đã bắt đầu.

Trạm nạp nước tự động có cần người không?

Có, ở khâu đổ nước sạch và đổ nước bẩn. Một trạm thương mại cũng yêu cầu bình nước sạch đầy và bình nước bẩn trống trước khi robot làm việc.

Sạc không dây có dùng được cho robot lau sàn không?

Có thể, nhưng cần đặt cuộn dây thẳng hàng và robot phải dừng đúng chỗ. Thiết kế minh họa chọn sạc tiếp điểm vì phễu cơ khí chấp nhận lệch nhỏ.

Tóm tắt

• Robot cập trạm theo thứ tự: điểm chuẩn bị, tiến vào, xác nhận tiếp xúc, xác nhận đang sạc, rồi báo đã vào trạm.
• Sạc tiếp điểm kèm phễu hợp robot nhỏ vì chịu sai lệch tốt hơn sạc không dây; nước đi một chiều qua khe hở không khí.
• Mỗi trạm đón một robot một lúc, và trạm báo cho trung tâm trạng thái vào, sạc và mức nước.