من منظور معماري، يمكن تقسيم الروبوت إلى ثلاثة أجزاء وستة أنظمة، وهي: الجزء الميكانيكي (لتنفيذ عمليات متنوعة)، والجزء الحسي (لإدراك المعلومات الداخلية والخارجية)، وجزء التحكم (للتحكم بالروبوت لتنفيذ عمليات متنوعة). أما الأنظمة الستة فهي: نظام التفاعل بين الإنسان والحاسوب، ونظام التحكم، ونظام القيادة، ونظام الآلية الميكانيكية، ونظام الاستشعار، ونظام التفاعل بين الروبوت والبيئة.
(1) نظام القيادة
لتشغيل الروبوت، يلزم تركيب جهاز نقل لكل مفصل، أي لكل درجة من حرية الحركة، وهو نظام القيادة. يمكن أن يكون نظام القيادة ناقل حركة هيدروليكيًا، أو هوائيًا، أو كهربائيًا، أو نظامًا متكاملًا يجمع بينهما؛ سواءً كان دفعًا مباشرًا أو غير مباشر من خلال آليات نقل حركة ميكانيكية مثل الأحزمة المتزامنة، والسلاسل، وسلاسل العجلات، والتروس التوافقية. نظرًا لقيود المحركات الهوائية والهيدروليكية، لم تعد تلعب دورًا رئيسيًا إلا في حالات خاصة. مع تطور محركات السيرفو الكهربائية وتكنولوجيا التحكم، أصبحت الروبوتات الصناعية تعتمد بشكل أساسي على محركات السيرفو.
(2) نظام الهيكل الميكانيكي
يتكون النظام الهيكلي الميكانيكي للروبوت الصناعي من ثلاثة أجزاء: قاعدة، وذراع، ومُفعِّل طرفي. يتمتع كل جزء بدرجات حرية متعددة، مُشكِّلاً نظامًا ميكانيكيًا متعدد درجات الحرية. إذا كانت القاعدة مُزوَّدة بآلية مشي، يُشكَّل روبوت متحرك؛ وإذا لم تكن القاعدة مُزوَّدة بآلية مشي ودوران حول الخصر، يُشكَّل ذراع روبوت واحد. يتكون الذراع عادةً من الجزء العلوي والسفلي والمعصم. يُعد المُفعِّل الطرفي جزءًا مهمًا يُثبَّت مباشرةً على المعصم. يمكن أن يكون مُمسكًا بإصبعين أو أكثر، أو مسدس رش طلاء، أو أدوات لحام، أو أدوات تشغيل أخرى.
(3) الجهاز الحسي
يتكون النظام الحسي من وحدات استشعار داخلية وخارجية للحصول على معلومات مفيدة حول البيئات الداخلية والخارجية. يُحسّن استخدام المستشعرات الذكية مستوى حركة الروبوتات وقدرتها على التكيف وذكائها. يتميز النظام الحسي البشري بمهارة فائقة في إدراك معلومات العالم الخارجي. ومع ذلك، بالنسبة لبعض المعلومات الخاصة، تتفوق المستشعرات على النظام الحسي البشري في فعاليتها.
(4) بيئة الروبوتنظام التفاعل
نظام تفاعل الروبوت مع البيئة هو نظام يُحقق الترابط والتنسيق المتبادل بين الروبوتات الصناعية والمعدات في البيئة الخارجية. تُدمج الروبوتات الصناعية والمعدات الخارجية في وحدة وظيفية واحدة، مثل وحدات المعالجة والتصنيع، ووحدات اللحام، ووحدات التجميع، وغيرها. وبالطبع، يمكن أيضًا دمج عدة روبوتات، أو عدة أدوات أو معدات آلية، أو عدة وحدات تخزين قطع غيار، وغيرها في وحدة وظيفية واحدة لأداء مهام معقدة.
(5) نظام التفاعل بين الإنسان والحاسوب
نظام التفاعل بين الإنسان والحاسوب هو جهاز يتيح للمشغل المشاركة في التحكم في الروبوت والتواصل مع الروبوت، على سبيل المثال، المحطة القياسية للكمبيوتر، ووحدة التحكم في الأوامر، ولوحة عرض المعلومات، وإنذار إشارة الخطر، وما إلى ذلك. يمكن تلخيص النظام في فئتين: جهاز إعطاء التعليمات وجهاز عرض المعلومات.
(6)نظام التحكم
تتمثل مهمة نظام التحكم في التحكم في مُشغِّل الروبوت لإكمال الحركة والوظيفة المحددة وفقًا لبرنامج تعليمات التشغيل والإشارة المُسترجعة من المستشعر. إذا لم يمتلك الروبوت الصناعي خصائص تغذية راجعة للمعلومات، فهو نظام تحكم حلقة مفتوحة؛ وإذا كان يمتلك خصائص تغذية راجعة للمعلومات، فهو نظام تحكم حلقة مغلقة. وفقًا لمبدأ التحكم، يمكن تقسيم نظام التحكم إلى نظام تحكم برمجي، ونظام تحكم تكيفي، ونظام تحكم بالذكاء الاصطناعي. وفقًا لشكل حركة التحكم، يمكن تقسيم نظام التحكم إلى تحكم نقطي وتحكم مساري.
وقت النشر: ١٥ ديسمبر ٢٠٢٢
