Hoạt động hiệu quả và khả năng dịch vụ đa dạng của robot dịch vụ thương mại bắt nguồn từ thiết kế cấu trúc tích hợp chính xác của chúng. Là một hệ thống phức tạp tích hợp kỹ thuật cơ khí, công nghệ điện tử và thuật toán thông minh, cấu trúc của nó có thể được chia thành bốn mô-đun cốt lõi: lớp thực thi, lớp nhận thức, lớp điều khiển và lớp tương tác. Các lớp này phối hợp hoạt động để đạt được các chức năng toàn diện bao gồm thích ứng với môi trường, thực hiện nhiệm vụ và tương tác thông minh.
Lớp thực thi là "cơ bắp" của các chuyển động vật lý của robot, chủ yếu bao gồm khung di động và các bộ truyền động chức năng. Khung gầm di động thường sử dụng thiết kế có bánh xe hoặc bánh xích, được trang bị động cơ servo, bộ giảm tốc và hệ thống treo để đảm bảo di chuyển ổn định trên mặt đất bằng phẳng hoặc địa hình hơi phức tạp. Một số mẫu xe cao cấp-còn tích hợp bánh xe đa hướng để cải thiện khả năng lái linh hoạt. Các bộ truyền động chức năng khác nhau tùy thuộc vào tình huống ứng dụng: rô-bốt giao hàng được trang bị các khoang chứa hàng có thể nâng lên và các pallet chống rung-để đảm bảo an toàn cho việc vận chuyển hàng hóa; robot làm sạch được trang bị chổi quay và mô-đun chân không áp suất âm để đạt được hiệu quả làm sạch sàn hiệu quả; Rô-bốt tiếp nhận có thể tích hợp các cánh tay rô-bốt để vận chuyển các vật dụng nhẹ, đồng thời mức độ tự do chung và độ chính xác kiểm soát mô-men xoắn của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy vận hành.
Lớp nhận thức hoạt động như các "cảm biến" của robot để hiểu môi trường của nó, bao gồm các mảng cảm biến khác nhau. LiDAR (Phát hiện ánh sáng và phạm vi) xây dựng bản đồ đám mây điểm có độ chính xác-cao bằng cách phát ra các xung laze, đóng vai trò là cốt lõi cho việc định vị ở cấp độ-cm và tránh chướng ngại vật. Cảm biến hình ảnh (chẳng hạn như máy ảnh RGB{4}}D và máy ảnh toàn cảnh) chịu trách nhiệm nhận dạng đường viền chướng ngại vật và đọc thông tin biển báo (chẳng hạn như mã QR và hướng dẫn bằng văn bản). Đơn vị đo quán tính (IMU) và cảm biến siêu âm hỗ trợ bù trừ độ lệch vị trí trong môi trường động, đóng vai trò bổ sung, đặc biệt là trong các tình huống thiếu-ánh sáng yếu hoặc kết cấu-. Thuật toán tổng hợp dữ liệu đa cảm biến cho phép rô-bốt xây dựng mô hình môi trường 3D trong thời gian thực và dự đoán các rủi ro tiềm ẩn.
Lớp điều khiển là "trung tâm thần kinh" của robot, tập trung vào bộ điều khiển nhúng hoặc nền tảng điện toán-công nghiệp và được trang bị-hệ điều hành thời gian thực (RTOS) và các thuật toán điều khiển chuyển động. Sau khi nhận dữ liệu môi trường từ lớp nhận thức, nó sẽ tạo ra quỹ đạo chuyển động tối ưu bằng thuật toán lập kế hoạch đường đi (như A* và DWA) và gửi lệnh đến lớp thực thi để điều chỉnh tốc độ động cơ và góc servo. Đồng thời, lớp điều khiển điều phối mức tiêu thụ điện năng của các mô-đun khác nhau, cân bằng hiệu suất và yêu cầu về tuổi thọ pin. Một số kiểu máy cũng hỗ trợ nâng cấp OTA (Over{5}}The{6}}Air) từ xa để tối ưu hóa logic điều khiển.
Lớp tương tác đóng vai trò là "cầu nối" để robot giao tiếp với thế giới bên ngoài, bao gồm mô-đun thu nhận và phát lại giọng nói, màn hình cảm ứng và đèn báo. Mảng micrô kết hợp với các thuật toán giảm tiếng ồn cho phép-đánh thức giọng nói ở trường xa-và bản địa hóa nguồn âm thanh, trong khi loa phát ra phản hồi bằng giọng nói tự nhiên. Màn hình cảm ứng hỗ trợ giao diện đồ họa, phục vụ thói quen tương tác của người dùng ở các độ tuổi khác nhau. Đèn báo truyền tải thông tin trạng thái (chẳng hạn như mức pin và cảnh báo lỗi) thông qua màu sắc và tần số nhấp nháy, tạo thành giao tiếp đa chiều và trực quan.
Thiết kế cấu trúc của robot dịch vụ thương mại luôn xoay quanh "khả năng thích ứng với kịch bản" và "độ tin cậy". Từ khả năng chịu tải của khung máy đến cấu hình cảm biến dự phòng, từ hiệu suất thời gian thực của thuật toán điều khiển đến tính dễ sử dụng của mô-đun tương tác, mọi chi tiết đều phải xem xét cả tính khả thi về mặt kỹ thuật và nhu cầu vận hành thực tế. Với những tiến bộ về vật liệu nhẹ, thiết kế mô-đun và công nghệ điện toán biên, cấu trúc của chúng đang phát triển theo hướng nhỏ gọn và thông minh hơn, cung cấp hỗ trợ phần cứng mạnh mẽ hơn cho các dịch vụ ổn định trong các tình huống phức tạp.
