Vỏ là thứ người dùng nhìn thấy và chạm vào, nhưng vai trò thật của nó là giữ cho mọi thứ bên trong sống sót trong môi trường thực tế.
Chống bụi và ẩm
Cấp bảo vệ. Ký hiệu hai chữ số — số đầu chỉ mức chống vật rắn và bụi, số sau chỉ mức chống nước. Cần xác định mức phù hợp trước khi thiết kế.
Mức nào cho việc nào. Robot văn phòng cần chống bụi cơ bản. Robot nhà xưởng cần chống bụi kín. Robot rửa được bằng vòi cần chống nước phun.
Gioăng. Ở mọi mối ghép và cửa. Rãnh gioăng phải thiết kế đúng — quá nông thì không nén đủ, quá sâu thì không kín.
Đầu nối kín. Đầu nối thường là điểm yếu. Với robot cần cấp bảo vệ cao thì phải dùng đầu nối chuyên dụng.
Van cân bằng áp suất. Vỏ kín hoàn toàn sẽ hút ẩm vào khi nguội. Van thông khí có màng ngăn nước giải quyết được.
Ở Việt Nam. Độ ẩm cao làm ngưng tụ bên trong vỏ khi robot đi từ nơi mát ra nơi nóng. Đây là nguyên nhân hỏng bo mạch âm thầm, và phủ chống ẩm lên bo mạch là biện pháp rẻ và hiệu quả.
Thoát nhiệt trong vỏ kín
Mâu thuẫn cơ bản. Kín để chống bụi thì cũng chặn đường thoát nhiệt. Phải giải quyết bằng thiết kế chứ không thể chọn cả hai một cách đơn giản.
Dẫn nhiệt qua vỏ. Gắn linh kiện nóng lên vỏ kim loại, cho vỏ làm tản nhiệt. Cách sạch nhất với vỏ kín.
Cánh tản nhiệt bên ngoài. Tăng diện tích trao đổi mà vẫn giữ kín.
Quạt tuần hoàn bên trong. Không trao đổi với ngoài nhưng làm đều nhiệt độ bên trong và đưa nhiệt tới thành vỏ.
Quạt hút thổi có lọc. Hiệu quả nhất về nhiệt, nhưng lọc phải thay định kỳ và cấp bảo vệ giảm.
Bố trí linh kiện. Đặt thứ nóng ở trên và gần thành vỏ; thứ nhạy nhiệt ở dưới và xa nguồn nhiệt.
Kiểm bằng đo. Chạy robot ở tải nặng nhất trong môi trường nóng nhất và đo nhiệt độ các điểm. Tính toán mô phỏng không thay được phép đo thực.
Chịu va đập và mài mòn
Robot sẽ bị va. Xe đẩy, cửa, chân bàn, người. Với robot di động thì đây là điều kiện bình thường chứ không phải ngoại lệ.
Vành cản. Vật liệu mềm quanh chu vi, hấp thụ va chạm và bảo vệ cả robot lẫn vật bị va. Nên là chi tiết thay được vì nó sẽ hỏng.
Góc và cạnh. Bo tròn. Góc nhọn vừa nguy hiểm cho người vừa dễ hỏng khi va.
Bảo vệ cảm biến. Cửa sổ cảm biến là điểm dễ hỏng nhất. Đặt lùi vào trong hoặc có gờ bảo vệ.
Vật liệu vỏ. Nhựa kỹ thuật hấp thụ va đập tốt hơn kim loại mỏng và không móp vĩnh viễn. Kim loại cứng hơn nhưng móp là hỏng thẩm mỹ vĩnh viễn.
Bề mặt chịu xước. Bề mặt bóng trông đẹp lúc mới và đầy vết xước sau ba tháng. Bề mặt nhám nhẹ giữ được vẻ ngoài lâu hơn nhiều.
Chi tiết dễ hỏng nên tách rời. Thay một tấm ốp rẻ hơn thay cả vỏ.
Tiếp cận để bảo trì
Yêu cầu xung đột với việc làm vỏ kín và gọn, và thường bị hy sinh.
Nguyên tắc. Thứ cần bảo trì thường xuyên phải tiếp cận nhanh. Thứ ít động tới có thể nằm sâu.
Danh sách cần tiếp cận nhanh. Pin, cầu chì, nút nguồn, cổng kết nối để chẩn đoán, bộ lọc quạt, cảm biến hay bẩn.
Cửa có bản lề thay vì tấm bắt vít. Ở nơi mở thường xuyên. Vít nhỏ sẽ bị mất.
Dụng cụ thông thường. Đừng bắt người bảo trì dùng dụng cụ đặc biệt cho việc hàng tuần.
Đủ chỗ cho tay. Thiết kế trên máy tính không cho biết có luồn tay vào được không. Kiểm bằng mô hình thật.
Cáp đủ dài. Rút bo mạch ra khỏi vỏ mà không phải tháo hết cáp trước.
Đánh dấu. Ghi nhãn cổng, chỉ chiều mở, ghi cảnh báo ở chỗ có điện áp cao.
Thử nghiệm. Nhờ người chưa từng làm thực hiện một quy trình bảo trì và quan sát. Chỗ họ vướng là chỗ cần sửa thiết kế.
Vỏ và trải nghiệm người dùng
Với robot dịch vụ, vỏ là giao diện đầu tiên.
Không có cạnh sắc và điểm kẹp. Người sẽ chạm vào, trẻ em sẽ thò tay. Khe hở phải hoặc quá nhỏ để lọt ngón tay hoặc đủ lớn để không kẹp.
Hình dáng cho biết hướng. Người nên nhìn ra robot đang hướng về đâu. Giúp họ đoán được nó sắp đi hướng nào.
Đèn báo trạng thái. Nhìn thấy từ mọi hướng. Cho biết robot đang chạy, đang chờ, hay có vấn đề.
Nút dừng dễ thấy và dễ bấm. Màu đỏ, ở vị trí trực giác, không cần đọc hướng dẫn.
Bề mặt lau được. Robot trong nhà hàng và bệnh viện sẽ được lau hàng ngày. Vật liệu và các khe phải chịu được chất tẩy.
Chiều cao và tỷ lệ. Robot quá cao gây cảm giác áp đảo; quá thấp thì dễ bị vấp. Có một vùng chiều cao mà người thấy thoải mái nhất.
Chỗ đặt màn hình. Ở tầm mắt của người đứng, nghiêng lên một chút. Màn hình nằm ngang trên đỉnh robot thấp thì khó nhìn và người phải cúi xuống.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao vỏ kín hoàn toàn lại gây vấn đề ở Việt Nam?
Độ ẩm cao làm ngưng tụ bên trong khi robot đi từ nơi mát ra nơi nóng. Cần van cân bằng áp suất có màng ngăn nước, và phủ chống ẩm lên bo mạch.
Giải quyết mâu thuẫn giữa kín bụi và thoát nhiệt thế nào?
Dẫn nhiệt qua vỏ kim loại và dùng vỏ làm tản nhiệt, thêm cánh tản nhiệt bên ngoài và quạt tuần hoàn bên trong để đưa nhiệt tới thành vỏ.
Vì sao vành cản nên là chi tiết thay được?
Vì robot di động sẽ bị va thường xuyên và vành cản chắc chắn sẽ hỏng. Thay một tấm ốp rẻ hơn nhiều so với thay cả vỏ.
Cách kiểm tra thiết kế có bảo trì được không?
Nhờ người chưa từng làm thực hiện một quy trình bảo trì và quan sát. Chỗ họ vướng là chỗ cần sửa thiết kế.
Đọc thêm trong Camera & LiDAR và Pin & quản lý năng lượng.
