Các loại cảm biến robot thông dụng trong hệ thống tự động hóa

Robot sử dụng cảm biến để xác định vị trí vật thể một cách chính xác, từ đó có thể lập kế hoạch di chuyển hoặc thao tác phù hợp. Cùng tìm hiểu các loại cảm biến robot thông dụng trong hệ thống tự động hóa nhằm giúp bạn đưa ra lựa chọn phù hợp cho hệ thống robot qua bài viết dưới đây.

1. Cảm biến robot là gì?

Cảm biến là những thiết bị tích hợp các yếu tố cơ học, điện hoặc hóa học nhằm nhận biết sự thay đổi từ môi trường. Nguyên lý hoạt động chủ yếu của chúng dựa trên hiện tượng chuyển đổi năng lượng, tức là biến đổi một dạng năng lượng này sang một dạng năng lượng khác.

Cảm biến robot được sử dụng nhằm đo lường trạng thái vận hành của robot và các yếu tố từ môi trường xung quanh. Thông qua việc truyền các tín hiệu điện tử, cảm biến giúp robot tiếp nhận thông tin cần thiết để thực hiện những nhiệm vụ đã được lập trình trước đó. Vì vậy, để duy trì khả năng vận hành ổn định và đảm bảo tính tự chủ, chúng cần được trang bị các loại cảm biến robot phù hợp và tương thích với từng chức năng.

2. Tại sao cảm biến robot lại cần thiết

Cảm biến robot đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo quá trình vận hành trơn tru của robot. Khi sử dụng cảm biến, robot có thể phản ứng theo các lệnh đồng thời sở hữu khả năng cảm nhận và quan sát. Điều đó giúp thực hiện nhiều nhiệm vụ một cách linh hoạt và dễ dàng. Việc hiểu rõ môi trường xung quanh cho phép robot xác định được các yếu tố như nhiệt độ, khoảng cách tới vật thể, âm thanh hay phản ứng hóa học và từ đó đưa ra hành động phù hợp.

3. Các loại cảm biến robot thông dụng hiện nay

Để đạt được những giải pháp với hiệu suất cao và tốc độ phản hồi nhanh thì việc tích hợp đa dạng các loại cảm biến robot là điều cần thiết. Hãy cùng Thiết Bị Robot tìm hiểu về các loại cảm biến robot phổ biến hiện nay và ứng dụng của chúng trong hệ thống tự động hóa.

1. Cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng được sử dụng để nhận biết cường độ sáng và tạo ra sự chênh lệch điện áp. Trong robot, hai loại cảm biến ánh sáng phổ biến nhất là điện trở quang và pin quang điện. Ngoài ra, vẫn còn một số loại khác như CCD, ống quang điện hay quang transistor nhưng chúng ít khi được ứng dụng trong robot.

Điện trở quang hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở khi cường độ ánh sáng thay đổi, khi ánh sáng càng mạnh thì điện trở càng giảm, và ngược lại điện trở sẽ tăng khi ánh sáng càng yếu. Đây là loại cảm biến giúp tiết kiệm chi phí và có thể dễ dàng tích hợp trong các hệ thống robot.

Trong khi đó, pin quang điện có khả năng chuyển đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng, chúng có thể hoạt động như một cảm biến khi được kết hợp với các linh kiện như bóng bán dẫn và tụ điện. Vì vậy pin quang điện thường được ứng dụng trong việc chế tạo các loại robot sử dụng năng lượng mặt trời.

2. Cảm biến âm thanh

Cảm biến âm thanh được sử dụng để nhận biết sóng âm và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện. Loại cảm biến này thường được ứng dụng trong những robot đơn giản có khả năng điều hướng nhờ âm thanh.

Ví dụ, robot có thể rẽ phải khi nghe một tiếng vỗ tay và rẽ trái khi nghe hai tiếng vỗ tay. Tuy nhiên, việc triển khai cảm biến âm thanh phức tạp hơn so với cảm biến ánh sáng do sự chênh lệch điện áp do âm thanh tạo ra thường rất nhỏ và cần được khuếch đại để có thể đo lường và xử lý một cách hiệu quả.

3. Cảm biến tiếp xúc

Cảm biến tiếp xúc hay còn được gọi là cảm biến chạm. Đây là loại cảm biến robot có chức năng chính là phát hiện sự thay đổi về vận tốc, vị trí, gia tốc, mô-men xoắn hoặc lực tại các khớp của tay máy và bộ phận đầu cuối trong robot. Để cảm biến này hoạt động hiệu quả, robot cần có sự tiếp xúc vật lý trực tiếp sau đó nhận tín hiệu và đưa ra phản ứng phù hợp. 

Trong thực tế, ứng dụng phổ biến của cảm biến tiếp xúc là ở các robot tránh chướng ngại vật. Khi phát hiện một vật cản, cảm biến sẽ truyền tín hiệu về bộ điều khiển và đưa ra yêu cầu cần thiết như lùi lại, rẽ hướng hoặc đơn giản là dừng di chuyển.

4. Cảm biến tiệm cận

Trong lĩnh vực robot, cảm biến tiệm cận được sử dụng để phát hiện các vật thể ở gần và đo khoảng cách giữa robot với những vật thể đó mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Điều này khả thi nhờ việc cảm biến khai thác từ trường hoặc các nguyên lý vật lý khác để nhận biết vật thể. Các loại cảm biến tiệm cận thường gặp bao gồm điện trở quang, bộ thu phát hồng ngoại và cảm biến siêu âm.

5. Cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm là thiết bị được sử dụng để đo khoảng cách đến vật thể bằng cách phát ra sóng siêu âm và chuyển đổi sóng phản xạ thành tín hiệu điện. Nguyên lý hoạt động của cảm biến dựa trên việc phát sóng âm về phía vật thể, sau đó tính toán khoảng cách dựa trên thời gian phản hồi của sóng dội lại.

Nhờ cơ chế này mà cảm biến siêu âm thường được ứng dụng như một loại cảm biến tiệm cận, điển hình trong các hệ thống robot phát hiện chướng ngại vật và hệ thống an toàn chống va chạm.

6. Cảm biến khoảng cách

Cảm biến khoảng cách được sử dụng để xác định khoảng cách giữa một vật thể với vật thể khác mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên việc phát ra một tín hiệu rồi đo sự khác biệt khi tín hiệu phản hồi trở lại.

Tùy thuộc vào công nghệ được áp dụng mà tín hiệu này có thể là tia hồng ngoại, ánh sáng LED hoặc sóng siêu âm. Chính vì vậy, cảm biến khoảng cách thường được kết hợp với cảm biến siêu âm.

Có thể bạn quan tâm: Danh mục linh kiện thay thế cho cánh tay robot công nghiệp

4. Kết luận

Cảm biến đóng vai trò không thể thiếu trong lĩnh vực robot, giúp robot không chỉ vận hành ổn định mà còn trở nên thông minh hơn nhờ khả năng cảm nhận và phản ứng linh hoạt với môi trường.

Tùy thuộc vào mục đích ứng dụng, mỗi loại cảm biến đều mang lại những ưu điểm riêng và góp phần nâng cao hiệu quả hệ thống tự động hóa. Việc lựa chọn và tích hợp đúng các loại cảm biến robot sẽ quyết định trực tiếp đến khả năng làm việc cũng như độ bền bỉ của robot.

Đọc thêm: Tìm hiểu về các chi tiết linh kiện cánh tay robot công nghiệp

Thiết bị robot là kênh phân phối trực tuyến các bộ phận, thiết bị robot mới hoặc đã qua sử dụng, dầu mỡ robot và các linh kiện cơ khí. Tại đây, chúng tôi tự hào cung cấp khối lượng lớn vật tư từ các thương hiệu và nhà cung cấp lớn, bao gồm: FANUC, ABB, Kuka, Yaskawa, Mitsubishi, Staubli, Hyundai, CKD, v.v.

Liên hệ ngay với Thiết Bị Robot để được hỗ trợ tư vấn:

Hotline: 091 9225 197

Địa chỉ: 97/2 Kha Vạn Cân, phường Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, TP. HCM

=============

Facebook: Linh Kiện Robot