Một vốn hiểu biết cơ bản về robot và những lĩnh vực liên quan như cơ khí, điện tử, công nghệ cảm biến,
công nghệ phần mềm,... là một điều kiện cần để có thể bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo một con robot
hoàn chỉnh.
Như đã giới thiệu trong nhiều kỳ trên tạp chí TĐHNN, robot đã, đang và sẽ là một ngành công nghệ có ảnh
hưởng lớn đến nhiều mặt trong đời sống của con người. Chúng thay thế con người làm những công việc
có tính nguy hiểm, nhàm chán, lặp đi lặp lại, cần độ chính xác cao như hàn, sơn hay làm việc trong môi
trường có phóng xạ hạt nhân,...
Vậy nhưng, để làm được một con robot hoàn chỉnh là công việc không hề đơn giản. Robot là một hệ thống
rất phức tạp, gồm nhiều bộ phận khác nhau kết hợp lại và phải hoạt động đồng bộ, ăn khớp hoàn toàn. Do
vậy, trước khi bắt tay vào thiết kế chế tạo một con robot hoàn chỉnh, thì điều đầu tiên phải làm là trang bị
cho bản thân một vốn kiến thức cơ bản về lĩnh vực robot và lĩnh vực khác liên quan như cơ khí, điện tử,
công nghệ cảm biến, công nghệ phần mềm,...
Trong giới hạn của bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về kết cấu của một con robot tự hành, cảm biến
trong robot, các hệ thống sử lý tín hiệu của cảm biến và một số ngôn ngữ lập trình cho robot.
Về cơ bản một con robot tự hành gồm có:
- Kết cấu cơ khí, như bánh, cánh tay,... có khả năng tương tác với môi trường vật thể.
- Cảm biến được trang bị bên trong hoặc ngoài robot giúp nó có thể kiểm soát trạng thái bên trong và cảm
nhận được môi trường bên ngoài, gửi thông tin phản hồi về hệ thống xử lý.
- Hệ thống xử lý thông tin đầu vào của cảm biến và đưa ra lệnh đáp lại tương ứng cho robot. Hệ thống này
còn được gọi là não bộ của robot.
Kết cấu cơ khí
Động cơ: Động cơ sử dụng cho robot tự hành thường là loại động cơ điện thông dụng như: động cơ một
chiều, động cơ xoay chiều, động cơ bước, động cơ servo.
Cơ cấu truyền động: Có các loại cơ cấu truyền động như cơ cấu truyền động bằng bánh răng - dây xích, cơ
cấu truyền động bằng ròng rọc - dây curoa, và cơ cấu truyền động hộp số. Các cơ cấu này có nguyên lý làm
việc tương đối giống nhau. Tuy nhiên cơ cấu bánh răng-dây xích là cơ cấu hiệu quả và chính xác cho
chuyền động quay. Cơ cấu truyền động hộp số được sử dụng phổ biến trong xe hơi, đồng hồ cơ,...
Để động cơ và cơ cấu truyền động có thể hoạt động được thì cần đến nguồn điện. Nguồn điện cho robot
có hai loại: Pin và ắc quy. Pin thường có tuổi thọ ngắn hơn ắc quy. Hiện nay có rất nhiều loại pin và ắc quy
với đủ loại kích cỡ thuận tiện sử dụng với mọi loại robot.
Cảm biến

web: http://www.ftp.rtlinux.com;
www.RTLinux.org;www. RTLinux.com
eCos (embedded Configurable operating system): eCos là một hệ điều hành nguồn mở thời gian thực cho
những ứng dụng nhúng. Hệ này có một số những tính năng hữu dụng hơn so với Linux. Để biết thông tin
chi tiết bạn đọc có thể truy cập: http://sources.redhat.com/ecos/
RTEMS (GPL Licence): Là hệ điều hành nguồn mở thời gian thực và có môi trường cho các ngôn ngữ C, C++
và Ada95. Để biết thêm chi tiết thông tin và tải miễn phí bạn đọc có thể truy cập:
www.rtems.com/RTEMS/rtems.htm
Công cụ lập trình
ROBOOP: Đây là một gói phần mềm mô phỏng robot hướng đối tượng ngôn ngữ C++. Mọi thông tin về kỹ
thuật và cách download tại trang web:
http://www.cours.polymtl.ca/roboop/
TANGO/TACO: Cả hai gói phần mềm này rất hữu dụng trong điều khiển hệ thống robot có nhiều thiết bị.
Chúng là phần mềm hướng đối tượng. TACO được thiết kế nhỏ gọn và thích hợp với nhiều loại hệ điều
hành (như Linux, Solaris, HP-UX, Windows/NT, Windows/95, và OS9). Để biết thêm thông tin bạn đọc có
thể truy cập trang web:
http://www.esrf.fr/computing/cs/taco/taco.html
Phần mềm điều khiển:
Cấu trúc điều khiển nhiệm vụ: Cấu trúc điều khiển nhiệm vụ (TCA) đơn giản hoá việc xây dựng hệ thống
điều khiển cấp nhiệm vụ cho robot di chuyển. “Cấp nhiệm vụ” tức là sự tích hợp và phối hợp hoạt động
giữa sự cảm nhận, chương trình và điều khiển thời gian thực để hoàn thành nhiệm vụ đề ra. TCA cung cấp
một khung điều khiển chung cho nhiều loại robot. Nó cung cấp một phương pháp truyền thông máy độc
lập cao cấp giữa những hệ thống máy phân tán. Ngoài ra nó còn cung cấp những chức năng điều khiển
thông dụng cho nhiều loại robot như phân tích, giám sát, quản lý nguồn. Để biết thêm thông tin bạn đọc
có thể truy cập:
www-2.cs.cmu.edu/afs/cs/project/TCA/release/tca.orig.html
EMC (Enhanced Machine Controller): Phần mềm EMC dựa trên hệ điều khiển thời gian thực NIST, và sử
dụng thư viện NIST RCS để lập trình. Thư viện RCS đơn giản hoá mã cổng điều khiển tới mọi hệ điều khiển
Microsoft và UNIX, cung cấp giao diện trình ứng dụng trung tính (AIP) vận hành các nguồn hệ như bộ nhớ
chung, cờ tín hiệu/xêmapho và bộ định thời. Thông tin chi tiết tại trang web: