رباتی را تصور کنید که در یک انبار شلوغ مشغول گشت‌زدن است، با مهارت موانع سر راه خود را دور می‌زند و بسته‌ها را با دقت زیادی مرتب می‌کند؛ این عملکرد چشم‌گیر هنر حسگرهایی‌ست که در این ربات به کار رفته‌اند. این روزها حسگرها نقش مهمی را در دنیای رباتیک ایفا می‌کنند و می‌توان گفت که آنها ستون فقرات اتوماسیون مدرن هستند؛ اگر می‌خواهید در مورد انواع حسگرها در رباتیک اطلاعات بیشتری داشته باشید، در این مقاله همراه ما باشید تا به معرفی و بررسی آنها بپردازیم.
معرفی دسته‌بندی انواع سنسورهای رباتیک
در دنیای رباتیک، حسگرها نقش محوری دارند و به‌عنوان یک رابط بین ربات‌ها و محیط اطراف ربات عمل می‌کنند؛ دقیقا شبیه همان‌چیزی که در بدن ما اتفاق می‌افتد و ما می‌توانیم نسبت به اتفاقات مختلف، واکنش‌های متفاوتی را از خود نشان دهیم.
به‌طور کلی سنسورهای موجود در ربات به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم می‌شوند.
1- سنسورهای داخلی
سنسورهای داخلی اطلاعاتی را درباره خود ربات ارائه می‌دهند؛ از جمله اینکه ربات با چه سرعتی حرکت می‌کند، چطور شتاب می‌گیرد و دقیقا کجا قرار دارد. این سنسورها برای کنترل ربات و اجرای دقیق حرکات اهمیت ویژه‌ای دارد.
2- سنسورهای خارجی
سنسورهای خارجی داده‌های دنیای بیرون ربات را جمع‌آوری می‌کند؛ این اطلاعات به ربات کمک می‌کند تا بتواند تعامل موثرتری را با دنیای اطراف خود داشته باشد.
A robot sensor is a device that measures some attribute of its environment and converts it into a signal that can be read or interpreted by a robotic system. This environmental attribute could be anything from distance, to light intensity, to temperature, or even to chemical composition.
سنسور ربات وسیله‌ای است که برخی از ویژگی‌های محیط خود را اندازهگیری می‌کند و آن را به سیگنالی تبدیل می‌کند که می‌تواند توسط یک سیستم رباتیک خوانده یا تفسیر شود. این ویژگی محیطی می‌تواند هر چیزی از فاصله، شدت نور، دما یا حتی ترکیب شیمیایی باشد.
منبع:
انواع حسگرها در رباتیک
در دنیای رباتیک حسگرهای متنوعی وجود دارند و هر کدام نقش مهمی را ایفا می‌کنند. در ادامه همراه ما باشید تا انواع حسگرها در رباتیک را به شما معرفی کنیم.
1- سنسورهای نور
سنسور نور در رباتیک برای تشخیص نور و اندازهگیری شدت نور استفاده می‌شود. در ربات‌هایی که از سنسور نور استفاده می‌کنند، یک دوربین کنترل‌شده توسط کامپیوتر وجود دارد که به ربات این فرصت را می‌دهد تا کارهای خود را با کمک آن مشاهده و تطبیق دهد؛ حسگرهای نوری مورداستفاده در ربات‌ها شامل موارد زیر هستند:
- مقاومت نوری
- سلول‌های فتوولتائیک
- ترانزیستورهای نوری
- CCDها
- لوله های نوری
- و…
در بین تمام حسگرهایی که نام برده شد، معمولا سلول‌های فتوولتائیک و مقاومت نوری بیشترین استفاده را در دنیای رباتیک دارند؛ در جدول زیر نگاهی کلی به این دو حسگر خواهیم داشت.
| مقاوت نوری | · این نوع مقاومت با تابش نور به آن تغییر می‌کند.
· نور بیشتر یعنی مقاومت کمتر و نور کمتر یعنی مقاومت بیشتر. · ادغام مقاومت نوری در رباتیک به نور ساده وابسته است. |
| سلول‌های فتوولتائیک | · این سلول‌ها با کمک ترانزیستورها و خازن‌ها به حسگر تبدیل شده و علاوه‌بر آن با تبدیل نور خورشید به برق، می‌توان آنها را به‌عنوان یک منبع انرژی در نظر گرفت. |
2- سنسورهای بینایی
سنسور بینایی، یک تصویر کامپیوتری را در اختیار ربات قرار می‌دهد؛ این تصویر می‌تواند دوبعدی یا سه‌بعدی باشد. با کمک سنسور بینای، بازوی رباتیک می‌تواند به‌شکلی دقیق در عملیات مونتاژ عمل کرده و زوایای دید مختلف را برای بازرسی مونتاژ فراهم کند.
|
چنانچه برای به‌کارگیری انواع حسگرها در رباتیک به اطلاعات بیشتری نیاز دارید، می‌توانید از طریق شماره زیر با کارشناسان ما در تی‌اس‌گروپ در تماس باشید؛ ما در تی‌اس‌گروپ از مرحله مشاوره تا نصب، راه‌اندازی و نگهداری همراه شما خواهیم بود. |
3- سنسورهای صدا
وقتی از انواع حسگرها در رباتیک صحبت می‌کنیم، نباید حسگرهای صدا را فراموش کنیم. حسگرهای صدا در رباتیک مانند یک میکروفون عمل می‌کنند. این حسگرها به مدارهایی متصل هستند که دامنه صداها را ارزیابی کرده و نتیجه نهایی را به ربات می‌رسانند.
اجرای سنسورهای صدا نسبت به سنسورهای نور کمی دشوارتر است، زیرا آنها اختلاف ولتاژ بسیار کمی را ایجاد می‌کنند.
Sensors empower robots to perform their tasks with an elevated level of precision, adaptability, and safety. They transform robots from simple programmable entities to intelligent systems capable of responding to the ever-changing dynamics of a manufacturing environment.
حسگرها به ربات‌ها قدرت می‌دهند تا وظایف خود را با سطح بالایی از دقت، سازگاری و ایمنی انجام دهند. آنها ربات‌ها را از موجوداتی قابل‌برنامه‌ریزی ساده به سیستم‌های هوشمندی تبدیل می‌کنند که قادر به پاسخگویی به پویایی‌های همیشه در حال تغییر یک محیط تولید هستند.
منبع:
4- سنسورهای مجاورت
ربات‌های که سنسور مجاورت دارند، می‌توانند اشیا مختلف را بدون نیاز به لمس فیزیکی تشخیص دهند. در این نوع ربات، فرستنده تشعشات اللکترومغناطیسی را به حسگر کنار خود ارسال کرده و گیرنده سیگنال بازخورد را دریافت و آنالیز می‌کند. سنسورهای مجاورت انواع مختلفی دارند اما فقط تعداد کمی از آنها در ربات‌ها استفاده می‌شوند. در ادامه شما را با تعدادی از سنسورهای مجاورت که در دنیای رباتیک کاربرد دارند، آشنا خواهیم کرد.
- مادون قرمز
ربات‌ها معمولا از یک گیرنده مادون قرمز برای تشخیص موانع استفاده می‌کنند؛ مادون قرمز از یک LER IR و یک گیرنده IR تشکیل شده است؛ هنگامی که یک مانع شناسایی می‌شود، LED IR یک پرتو IR از نور ساطع کرده، در ادامه این پرتو از مانع منعکس شده و توسط گیرنده IR دریافت می‌شود.
فرستنده‌های مادون قرمز معمولا برای کنترل از راه دور ربات به کار گرفته می‌شوند.
- اولتراسوند
سنسورهای اولتراسوند امواج صوتی با فرکانس بالا برای تشخیص اجسام و فاصله بین اجسام استفاده می‌کنند. این سنسورها امواج صوتی را از خود ساطع کرده و در ادامه زمان بازگشت اکو را اندازهگیری می‌کنند؛ در نهایت با استفاده از اختلاف زمانی، فاصله ربات تا جسم محاسبه می‌شود؛ سنسورهای اولتراسوند برای تشخیص اشیا در رباتیک کاربرد زیادی دارند.
5- سنسورهای لمسی
سنسورهای لمسی به ربات کمک می‌کنند تا بتواند اشیاء معمولی را لمس و احساس کند؛ این حسگرها بیشتر برای تعامل ربات با محیط استفاده شده و در تشخیص موانع مختلف توسط ربات نقش دارند.
در سنسورهای لمسی برای اندازهگیری نیروهای تماسی از فناوری‌های مختلفی مثل حسگر خازنی و پیزوالکتریک استفاده می‌شود. ربات‌هایی که از سنسورهای لمسی استفاده می‌کنند، بیشتر برای کارهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند، استفاده می‌شوند.
6- سنسورهای نیرو
سنسورهای نیرو در رباتیک برای محاسبه نیروهای درگیر در عملکردهای مختلف ربات مثل مدیریت مواد، بارگیری و تخلیه استفاده می‌شوند؛ این سنسورها روی روند مونتاژ برای عیب‌یابی تاثیر مثبتی دارند.
7- سنسورهای دما
سنسورهای دما در رباتیک می‌توانند تغییرات دما در محیطی که ربات مشغول کار در آن است را اندازهگیری کنند؛ این سنسورها از فناوری‌هایی مانند ترموکوپل‌ها، ترمیستورها و RTDها برای تبدیل تغییرات دما به سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌کنند.
استفاده از سنسورهای دما برای عملیات‌هایی که نیاز به نظارت حرارتی دارند، بسیار ضروری‌ست و با کمک این سنسورها می‌توان مطمئن شد که ربات‌ها در محدوده ایمنی مشغول کار هستند.
8- سنسورهای تعیین موقعیت
همان‌طور که از اسم این سنسور پیداست، معمولا از آن برای تخمین موقعیت ربات استفاده می‌شود؛ در ادامه شما را با دو تا از معروف‌ترین این سنسورها آشنا خواهیم کرد.
- GPS
این سنسور پرکاربردترین سنسور موقعیت‌یابی‌ست و تقریبا همه ما آشنایی مختصری با آن داریم؛ ماهواره‌هایی که به دور سیاره زمین می‌چرخند، سیگنال‌هایی را ارسال می کنند که توسط گیرنده ربات دریافت و پردازش می‌شود. با کمک داده‌های پردازش‌شده، می توان موقعیت و سرعت تقریبی ربات را تشخیص داد.
البته سنسور GPS معایبی هم دارد؛ اول اینکه این سنسور فقط برای ربات‌هایی که در فضای باز کار می‌کنند، کاربردی‌ست و دوم اینکه قیمت بالایی دارند و نمی‌توان تمام ربات‌ها را به آن مجهز کرد.
- قطب‌نما مغناطیسی دیجیتال
قطب‌نمای مغناطیسی دیجیتال از میدان مغناطیسی زمین برای جهت‌گیری استفاده کرده و ربات شما را هدایت می‌کند؛ خوبی قطب‌نمای این است که نسبت به GPS قیمت مناسب‌تری دارد اما اگر در کار خود به بازخورد موقعیتی و ناوبری نیاز دارید، باید از قطب‌نما همراه با ماژول GPS استفاده کنید.
9- سنسورهای شتاب
سنسورهای شتاب می‌توانند شیب و شتاب ربات را اندازهگیری کنند؛ این سنسورها شتاب خطی در امتداد یک یا چند محور را تشخیص داده و اطلاعاتی درباره حرکت و جهت‌گیری ربات ارائه می‌دهند.
سنسورهای شتاب برای حفظ تعادل، تشخیص برخورد و کنترل حرکات پویا در ربات بسیار اهمیت دارند و برای کارهایی مثل ردیابی حرکت یا نظارت بر ارتعاش استفاده می‌شوند. این حسگرها می‌توانند با اندازهگیری شتاب، به ربات کمک کرده تا اعمال خود را تنظیم کنند و در شرایط مختلف بتوانند تعادل داشته باشند.
10- سنسورهای شیب
سنسور شیب در رباتیک برای اندازهگیری زاویه‌های مختلف با صفحه افقی استفاده می‌شود و ربات از این سنسور برای جهت‌گیری استفاده می‌کند. این سنسورها بسیار کوچک، کم‌مصرف و ارزان هستند و همچنین کارکردن با آنها بسیار راحت است؛ مزیت دیگر سنسورهای شیب این است که اگر به‌درستی استفاده شوند، فرسوده نخواهند شد.
11- سنسورهای ولتاژ
سنسورهای ولتاژ دستگاه‌های بی‌سیمی هستند که به وسایل الکترونیکی متصل می‌شوند. این سنسورها به‌طور مداوم داده‌های ولتاژی را نظارت کرده و ولتاژهای بسیار بالا یا پایین که می‌توانند نشان‌دهنده یک مشکل احتمالی باشند را شناسایی می‌کنند. با شناسایی ولتاژهای نامناسب، می‌توان از بروز بسیاری از مشکلات فنی جلوگیری کرد.
12- سنسورهای جریان
این سنسورها می‌توانند جریان الکتریکی که از یک سیم می گذرد را شناسایی کرده و سیگنالی مطابق با آن جریان تولید کنند. سیگنال‌های تولیدشده توسط سنسور جریان می‌توانند ولتاژ آنالوگ یا یک خروجی دیجیتال باشند. در نهایت سیگنال‌های تولیدشده می‌توانند در راه‌های زیر کاربرد داشته باشند.
- این سیگنال‌ها می‌توانند برای کنترل دستگاه استفاده شوند.
- این سیگنال‌ها می‌توانند برای تجزیه و تحلیل بیشتر در یک سیستم جمع‌آوری داده ذخیره شوند.
- این سیگنال‌ها می‌توانند برای نشان‌دادن جریان اندازه‌گیری‌شده در آمپرمتر استفاده شوند.
استفاده از انواع حسگرها در رباتیک چه مزایایی دارد؟
حالا که انواع حسگرها در رباتیک را به شما معرفی کردیم، بد نیست نگاهی به مزایای استفاده از این سنسورها هم داشته باشیم.
1- عملیات با دقت بیشتری انجام می‌شود!
با به‌کارگیری سنسورهای رباتیک، عملیات‌های مختلف با دقت بیشتری انجام می‌شوند؛ چراکه ربات‌ها قادر هستند تا خودشان را با تغییرات سازگار کرده و براساس داده‌های واقعی تصمیم بگیرند.
2- کنترل کیفیت نتیجه بهتری دارد!
ربات‌ها با کمک سنسورهای بینایی و دوربین هایی که دارند، می‌توانند محصولات موجود در خط مونتاژ را بررسی کرده و عیوب و ناهماهنگی‌های مختلف را تشخیص دهند. با کمک حسگرها می توان مطمئن شد که فقط محصولات باکیفیت و استاندارد از خط تولید عبور خواهند کرد.
3- عملیات با ایمنی بیشتری انجام می‌شود!
انواع حسگرها در رباتیک می‌توانند به‌روشی مستقیم یا غیرمستقیم ایمنی خط تولید را بالاتر ببرند؛ به‌عنوان‌مثال اگر کارگری به‌طور ناخواسته وارد منطقه عملیاتی ربات شود، حسگرهای مادون قرمز ربات، حضور نیروی انسانی را تشخیص داده و ربات را متوقف خواهند کرد.
همچنین ربات‌های مجهز به حسگر می‌توانند در محیط‌هایی که برای انسان خطرناک است مثل دمای بالا یا مواد شیمیایی سمی، کار کنند؛ با این کار نه‌تنها ایمنی کارکنان تضمین می‌شود، بلکه چرخه‌های تولید بهره‌وری بیشتری دارند، چراکه ربات‌ها می‌توانند بی‌وقفه و بدون نیاز به استراحت کار کنند.
استفاده از انواع حسگرها در رباتیک با چه چالش‌هایی همراه است؟
استفاده از انواع سنسورهای رباتیک در کنار تمام مزایایی که دارد، می‌تواند با چالش‌های خاصی هم همراه باشد؛ چالش‌هایی مثل:
- داده‌های حسگرهایی که پیشرفته هستند، نیاز به تحلیل دقیق‌تری دارند؛ برای انجام این تحلیل‌ها به الگوریتم‌های پیچیده نیاز پیدا می‌شود؛ به‌عنوان‌مثال سیستم‌های بینایی معمولا به سیستم‌های محاسباتی اختصاصی نیاز دارند تا حجم عظیمی از داده‌های نوری را تفسیر کنند؛ اگر این تفسیرها به‌درستی انجام نشوند، ممکن است خطاهای عملیاتی گسترده‌ای اتفاق بیفتد.
- بعضی از حسگرها به عوامل محیطی حساس هستند؛ به‌عنوان مثال سنسور مجاورت ممکن است در دماهای بالا نتوانند به خوبی کار کنند یا سنسورهای بینایی ممکن است برای کار در محیط‌های کم‌نور مشکل داشته باشند.
- تعمیر و نگهداری منظم هم یکی‌دیگر از چالش‌های استفاده از سنسورهای مختلف است. این سنسورها برای داشتن بهترین عملکرد، نیاز به کالیبراسیون و بررسی منظم دارند.
جمع‌بندی
در مجموع، سنسورها رگ حیاتی رباتیک مدرن هستند و می‌توانند تمام داده‌های موردنیاز ربات را فراهم کنند. از حسگرهای نور و صدا گرفته تا حسگرهای لمسی و دما، تمام این حسگرها نقش منحصربه‌فرد و مهمی دارند و می‌توانند تعامل ربات با محیط اطرافش را تسهیل کنند.
ادغام انواع حسگرها در رباتیک، رنگ‌وبوی تازه‌ای به این حوزه بخشیده و دقت، ایمنی و کارایی ربات‌ها چندبرابر شده است. اگر شما هم می‌خواهید از انواع سنسورهای رباتیک استفاده کنید، می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره رایگان، از طریق شماره زیر با کارشناسان ما در تی‌اس‌گروپ در تماس باشید.
از شما ممنونیم که تا اینجا همراه ما بوده‌اید؛ چنانچه سوال بی‌پاسخی درباره انواع حسگرها در رباتیک در ذهن شما باقی مانده است، لطفا در قسمت کامنت با ما در میان بگذارید تا در اسرع‌وقت پاسخگوی شما عزیزان باشیم.
سوالات متداول
1- چرا وجود سنسور در ربات انقدر اهمیت دارد؟
از سنسورها می‌توان برای نظارت و کنترل جنبه‌های مختلف یک فرآیند استفاده کرد؛ با کمک سنسورها می‌توان بهره‌وری خطوط تولید را بالا برد، از خطرات احتمالی جلوگیری کرد و هزینه‌ها را کاهش داد.
2- هنگام انتخاب انواع سنسور ربات به چه نکاتی باید توجه کرد؟
نکاتی که هنگام انتخاب انواع سنسور رباتیک باید به آن توجه کرد، عبارتند از: دقت، برد، شرایط محیطی، مصرف انرژی، مقرون‌به‌صرفه‌بودن، سازگاری با سیستم کنترل ربات، مصرف انرژی و سهولت در یکپارچه‌سازی و نگهداری.
3- شرایط محیطی چطور می‌تواند روی عملکرد انواع حسگرها در رباتیک تاثیر بگذارد؟
شرایط محیطی مثل مه، گردوغبار، رطوبت، دمای بالا می‌توانند به‌طرز چشم‌گیری روی عملکرد سنسور تاثیر بگذارند. به‌عنوان‌مثال دمای بالا می‌تواند روی دقت سنسور دما و فشار تاثیر بگذارد یا گردوغبار و مه می‌تواند دقت سنسورهای نوری را پایین بیاورد.
بدون دیدگاه