Câu hỏi stringlengths 31 104 | Câu trả lời stringlengths 156 307 |
|---|---|
Robotics (Kỹ thuật Robot) là gì? | Robotics là ngành khoa học kỹ thuật liên ngành kết hợp giữa cơ khí, điện tử, khoa học máy tính và trí tuệ nhân tạo, chuyên nghiên cứu về thiết kế, chế tạo, vận hành và ứng dụng các hệ thống robot tự động nhằm hỗ trợ hoặc thay thế con người trong các công việc khác nhau. |
Từ "Robot" có nguồn gốc từ đâu và xuất hiện lần đầu khi nào? | Từ "Robot" xuất phát từ từ "robota" trong tiếng Séc (có nghĩa là lao động khổ sai hoặc cưỡng bức), được nhà văn Karel Čapek giới thiệu lần đầu trong vở kịch khoa học viễn tưởng "R.U.R." (Rossum's Universal Robots) công diễn vào năm 1920. |
Ba định luật của Robot (Three Laws of Robotics) do ai đề xướng và nội dung là gì? | Ba định luật được nhà văn Isaac Asimov đề xướng năm 1942: 1. Robot không được làm tổn hại con người hoặc không can thiệp để con người bị tổn hại; 2. Robot phải tuân theo mệnh lệnh của con người trừ khi xung đột với luật thứ nhất; 3. Robot phải tự bảo vệ mình trừ khi xung đột với luật thứ nhất hoặc thứ hai. |
Định luật thứ 0 của Robot (Zeroth Law) do Isaac Asimov bổ sung có nội dung gì? | Định luật thứ 0 quy định: "Robot không được làm tổn hại nhân loại hoặc để nhân loại bị tổn hại do không hành động." Định luật này được ưu tiên cao hơn cả ba định luật cơ bản trước đó. |
Robot công nghiệp đầu tiên trên thế giới tên là gì và ra đời vào năm nào? | Robot công nghiệp đầu tiên là Unimate, do George Devol phát minh và Joseph Engelberger phát triển, ra đời vào những năm 1950 và được đưa vào dây chuyền sản xuất đúc khuôn của General Motors vào năm 1961. |
Bậc tự do (Degrees of Freedom - DOF) trong robot là gì? | Bậc tự do là số lượng thông số độc lập (thường là góc quay hoặc khoảng cách tịnh tiến của các khớp) cần thiết để xác định hoàn toàn vị trí và hướng của tất cả các khâu trong hệ thống robot trong không gian. |
Không gian làm việc (Workspace / Work envelope) của robot là gì? | Không gian làm việc là toàn bộ tập hợp các điểm trong không gian ba chiều mà khâu tác động cuối (end-effector) của robot có thể tiếp cận được dựa trên cấu trúc hình học và giới hạn chuyển động của các khớp. |
Độ chính xác (Accuracy) và độ lặp lại (Repeatability) của robot khác nhau như thế nào? | Độ chính xác là mức độ sai lệch giữa vị trí robot thực tế đạt được so với vị trí được chỉ định theo lệnh điều khiển; trong khi độ lặp lại là khả năng của robot quay trở lại chính xác cùng một vị trí đã đạt được sau nhiều lần thực hiện chu trình di chuyển. |
Robot tự hành (Autonomous Robot) là gì? | Robot tự hành là robot có khả năng cảm nhận môi trường xung quanh, tự đưa ra quyết định và thực hiện các nhiệm vụ được giao mà không cần sự can thiệp hoặc điều khiển trực tiếp liên tục từ con người. |
Khái niệm Cobot (Collaborative Robot) là gì và có điểm gì khác robot công nghiệp truyền thống? | Cobot là robot cộng tác được thiết kế với các cảm biến lực, giới hạn tốc độ và góc bo tròn mềm mại để làm việc an toàn cạnh con người trong cùng một không gian làm việc mà không cần hàng rào bảo vệ cách ly như robot công nghiệp truyền thống. |
Robot hình người (Humanoid Robot) là gì? | Robot hình người là loại robot được thiết kế có cấu trúc cơ thể mô phỏng hình dạng con người (gồm đầu, thân mình, hai tay và hai chân), nhằm mục đích tương tác với môi trường và công cụ vốn được chế tạo dành riêng cho con người. |
Hiệu ứng "Thung lũng kỳ lạ" (Uncanny Valley) trong robotics là gì? | Đây là hiện tượng tâm lý giả thuyết do Masahiro Mori đưa ra: khi robot càng giống người thì thiện cảm của con người tăng lên, nhưng đến một ngưỡng cực kỳ giống nhưng chưa hoàn hảo thì cảm xúc chuyển thành rùng mình, ghê sợ, trước khi quay lại thiện cảm khi đạt mức giống hệt con người. |
Khái niệm "End-effector" (Khâu tác động cuối) trong cánh tay robot là gì? | End-effector là thiết bị hoặc công cụ được gắn ở phần cuối cùng của chuỗi động học cánh tay robot để trực tiếp tương tác với môi trường hoặc phôi mẫu, ví dụ như tay kẹp (gripper), mỏ hàn, đầu phun sơn hoặc giác hút chân không. |
Tải trọng (Payload) của cánh tay robot là gì? | Tải trọng là khối lượng tối đa của vật thể (bao gồm cả khối lượng của chính công cụ/khâu tác động cuối) mà robot có thể mang vác và vận hành an toàn ở tốc độ danh định mà vẫn đảm bảo độ chính xác quy định. |
Tầm với (Reach / Operating Radius) của cánh tay robot được định nghĩa như thế nào? | Tầm với là khoảng cách tối đa tính từ gốc (base) của robot hoặc trục quay trung tâm đến điểm xa nhất mà khâu tác động cuối có thể vươn tới trong không gian làm việc định mức. |
Robot di động (Mobile Robot) khác gì so với Robot cố định (Stationary Robot)? | Robot cố định có chân đế gắn chặt vào sàn, bàn hoặc trần nhà (như cánh tay máy phân loại) và hoạt động trong vùng cố định, trong khi robot di động có hệ thống truyền động (bánh xe, chân, cánh quạt) cho phép tự do di chuyển qua lại trong không gian rộng lớn. |
Khái niệm AGV (Automated Guided Vehicle) là gì? | AGV là phương tiện dẫn đường tự động dùng để vận chuyển hàng hóa, di chuyển theo các lộ trình được định tuyến sẵn thông qua đường kẻ từ tính, mã vạch phản quang trên sàn hoặc tia laser định hướng. |
Khái niệm AMR (Autonomous Mobile Robot) là gì và khác biệt cốt lõi so với AGV? | AMR là robot di động tự hành thông minh có thể sử dụng cảm biến LiDAR, camera và bản đồ SLAM để tự lập bản đồ, tự tìm lộ trình động và tự né tránh chướng ngại vật mà không phụ thuộc vào đường ray hoặc băng từ dẫn hướng cố định như AGV. |
Robot mềm (Soft Robotics) là gì? | Soft Robotics là nhánh robot chế tạo từ các vật liệu đàn hồi, mềm dẻo (như silicon, gel, polymer) lấy cảm hứng từ sinh học (bạch tuộc, sâu), có khả năng biến dạng linh hoạt để cầm nắm vật phẩm dễ vỡ hoặc thích nghi với địa hình gồ ghề mà không gây chấn thương. |
Swarm Robotics (Robot bầy đàn) là gì? | Swarm Robotics là cách tiếp cận điều khiển phối hợp nhiều robot đơn giản hoạt động tập thể lấy cảm hứng từ bầy kiến, đàn ong, nơi các hành vi tổng thể phức tạp xuất hiện từ các quy tắc tương tác cục bộ mà không cần máy chủ chỉ huy trung tâm. |
Teleoperation (Điều khiển từ xa) trong robotics là gì? | Teleoperation là việc điều khiển robot hoạt động ở khoảng cách xa thông qua mạng liên lạc, nơi con người trực tiếp ra lệnh điều hướng và nhận phản hồi hình ảnh/xúc giác từ robot (ví dụ thám hiểm đáy biển hoặc xử lý chất phóng xạ). |
Hệ thống Haptic (Phản hồi xúc giác) trong robotics hoạt động ra sao? | Hệ thống Haptic tái tạo cảm giác tiếp xúc, độ cứng và lực cản về tay người điều khiển thông qua các bộ truyền động rung và tạo lực, giúp người thao tác cảm nhận được lực tiếp xúc thực tế của robot với vật thể ở xa. |
Robot sinh học (Biomimetic Robotics) là gì? | Biomimetic Robotics là phân ngành robot bắt chước nguyên lý cơ sinh học, cấu trúc cơ thể và hành vi của sinh vật tự nhiên (như dáng đi 4 chân của báo đốm, vây bơi của cá, cánh bay của chim) để nâng cao hiệu suất vận động. |
Chuỗi động học hở (Open kinematic chain) và chuỗi động học kín (Closed kinematic chain) là gì? | Chuỗi hở là chuỗi các khâu nối tiếp nhau có một đầu gắn cố định vào đế và đầu kia tự do (như cánh tay máy 6 bậc), còn chuỗi kín là hệ thống tạo thành vòng khép kín trong đó mỗi khâu liên kết với ít nhất hai khâu khác (như robot song song Stewart platform). |
Robot song song (Parallel Robot) có ưu điểm gì vượt trội so với Robot nối tiếp (Serial Robot)? | Robot song song có các cơ cấu chấp hành cùng nâng một bệ làm việc nên có độ cứng vững rất cao, tốc độ di chuyển và gia tốc cực lớn, độ chính xác vị trí vượt trội và khả năng chịu tải tốt hơn so với robot nối tiếp cùng trọng lượng. |
Robot SCARA là gì và tên gọi viết tắt từ cụm từ nào? | SCARA viết tắt của "Selective Compliance Assembly Robot Arm" (Cánh tay robot lắp ráp có độ mềm dẻo chọn lọc), đặc trưng bởi các khớp quay song song theo phương thẳng đứng giúp nó cứng vững theo trục Z nhưng rất linh hoạt trên mặt phẳng ngang X-Y. |
Robot Delta là gì và ứng dụng điển hình của nó là gì? | Robot Delta là robot song song gồm ba cánh tay dạng hình bình hành gắn vào một bệ cố định, có tốc độ di chuyển cực nhanh (lên đến vài chu kỳ mỗi giây), chuyên dùng trong dây chuyền bốc xếp phân loại sản phẩm (pick-and-place) và đóng gói bánh kẹo, dược phẩm. |
Robot khớp xoay (Articulated Robot) là gì? | Robot khớp xoay là loại robot phổ biến nhất gồm các khâu được liên kết với nhau bằng các khớp quay (thường từ 4 đến 7 trục), mô phỏng chuyển động của cánh tay người với độ linh hoạt cao trong không gian phức tạp. |
Robot toạ độ Descartes (Cartesian / Gantry Robot) là gì? | Cartesian robot là loại robot có ba khớp tịnh tiến vuông góc nhau theo hệ toạ độ Descartes (X, Y, Z), chuyển động theo đường thẳng, thường gặp trong các máy in 3D, máy cắt CNC và hệ thống cẩu trục nâng hàng tự động. |
Telerobotics trong y tế đã đạt được bước tiến lớn nào qua hệ thống Da Vinci? | Hệ thống Da Vinci cho phép bác sĩ phẫu thuật ngồi tại bàn điều khiển console 3D để điều khiển các cánh tay robot có khớp xoay linh hoạt hơn cổ tay người (EndoWrist), lọc bỏ rung lắc của tay bác sĩ và thực hiện các vết mổ xâm lấn tối thiểu với độ chính xác cao. |
Cơ cấu chấp hành (Actuator) trong robot là gì? | Cơ cấu chấp hành là bộ phận chuyển đổi năng lượng (điện, khí nén hoặc thủy lực) thành chuyển động cơ học (quay hoặc tịnh tiến) để điều khiển các khớp và khâu của robot chuyển động theo ý muốn. |
Động cơ servo (Servo motor) hoạt động theo nguyên lý nào? | Động cơ servo kết hợp động cơ điện với cảm biến phản hồi vị trí (encoder/resolver) và mạch điều khiển vòng kín; mạch sẽ liên tục so sánh vị trí thực tế với tín hiệu đặt để điều chỉnh dòng điện đưa trục về đúng vị trí mong muốn với sai số nhỏ nhất. |
Động cơ bước (Stepper motor) khác gì so với động cơ servo? | Động cơ bước quay theo từng bước góc cố định dựa trên số xung điện cấp vào mà thường không cần cảm biến hồi tiếp (vòng hở), rẻ hơn nhưng dễ mất bước ở tải cao; trong khi servo điều khiển vòng kín, chạy êm hơn, tốc độ và mô-men xoắn cao hơn ở tốc độ lớn. |
Động cơ không chổi than (BLDC Motor) là gì và tại sao được chuộng trong robot? | Động cơ BLDC dùng chuyển mạch điện tử thay cho chổi than cơ học, mang lại hiệu suất cao (>85%), tuổi thọ bền bỉ, tản nhiệt tốt, tỷ số công suất/trọng lượng lớn và độ tin cậy cao, rất phù hợp cho robot di động, drone và khớp robot linh hoạt. |
Hiện tượng mất bước (Step loss) ở động cơ bước là gì và cách phòng tránh? | Mất bước xảy ra khi tải trọng cơ học vượt quá mô-men giữ hoặc tần số cấp xung quá cao khiến rotor không bắt kịp từ trường stator. Có thể phòng tránh bằng cách chọn động cơ dư tải, giảm gia tốc khởi động hoặc gắn thêm encoder để điều khiển vòng kín (Closed-loop stepper). |
Hộp giảm tốc Harmonic (Harmonic Drive) là gì và vì sao được dùng phổ biến trong cánh tay robot? | Hộp giảm tốc sóng Harmonic hoạt động dựa trên nguyên lý biến dạng đàn hồi của ống mỏng răng ngoài (flexspline). Nó có tỷ số truyền cực cao trong kích thước nhỏ gọn, độ rơ (backlash) gần như bằng 0 và độ đồng tâm cao, giúp các khớp robot đạt độ chính xác vi mô. |
Hộp giảm tốc Cycloid (Cycloidal Drive) có ưu điểm gì so với hộp giảm tốc hành tinh? | Hộp giảm tốc Cycloid dùng bánh răng biên dạng cycloid tiếp xúc lăn, chịu được tải trọng va đập và quá tải tức thời lên tới 500% mô-men danh định, độ cứng vững xoắn cao và ít hao mòn theo thời gian so với bánh răng hành tinh. |
Hiện tượng khe hở khớp răng (Backlash) là gì và ảnh hưởng thế nào đến robot? | Backlash là khe hở chết giữa các răng ăn khớp khi đảo chiều chuyển động, làm cho trục vào quay một góc nhỏ mà trục ra chưa chuyển động; điều này gây rung lắc, giảm độ chính xác định vị và làm mất ổn định hệ thống điều khiển vòng kín. |
Cơ cấu chấp hành khí nén (Pneumatic actuator) có ưu nhược điểm gì? | Ưu điểm: Tốc độ đóng mở nhanh, kết cấu đơn giản, chi phí rẻ, trọng lượng nhẹ và an toàn trong môi trường chống cháy nổ. Nhược điểm: Khó điều khiển vị trí chính xác do tính nén được của không khí, cần hệ thống máy nén cồng kềnh và gây tiếng ồn xả khí. |
Cơ cấu chấp hành thủy lực (Hydraulic actuator) thích hợp cho loại robot nào? | Thích hợp cho các robot siêu tải trọng và robot địa hình hạng nặng (như robot xây dựng, xúc đào tự hành, phiên bản đầu của Boston Dynamics Atlas) nhờ khả năng tạo ra lực và mô-men xoắn khổng lồ trong thể tích xi-lanh tương đối nhỏ gọn. |
Cơ cấu chấp hành đàn hồi nối tiếp (Series Elastic Actuator - SEA) là gì? | SEA là cơ cấu chấp hành đặt một phần tử đàn hồi (lò xo) nối tiếp giữa động cơ/hộp số và tải trọng; giúp hấp thụ va đập, đo lường lực tiếp xúc thông qua độ biến dạng lò xo và giúp robot tương tác an toàn với con người. |
Cơ cấu chấp hành Quasi-Direct Drive (QDD) là gì và ứng dụng trên robot nào? | QDD là cơ cấu kết hợp động cơ BLDC có đường kính lớn và mô-men xoắn cao với hộp số giảm tốc tỷ số thấp (thường < 10:1); cho phép truyền động trong suốt (high transparency), khả năng đảo ngược truyền động (backdrivability) cực tốt, dùng phổ biến trên robot 4 chân (Spot, Unitree) và robot hình người. |
So sánh tay kẹp khí nén (Pneumatic gripper) và tay kẹp điện tử (Electric gripper)? | Tay kẹp khí nén đóng mở nhanh với lực cố định theo áp suất khí, chi phí rẻ nhưng khó kiểm soát lực kẹp tinh vi; tay kẹp điện tử cho phép lập trình chính xác vị trí hành trình kẹp và điều chỉnh lực kẹp mịn màng, phù hợp gắp đồ dễ vỡ. |
Tay kẹp hút chân không (Vacuum gripper) hoạt động theo nguyên lý nào? | Sử dụng bơm chân không cơ học hoặc giác hút Venturi dùng khí nén thổi qua họng hẹp để tạo áp suất âm bên trong cốc hút cao su, tạo lực giữ ép vật thể dẹt vào cốc nhờ chênh lệch áp suất khí quyển. |
Thách thức lớn nhất khi chế tạo bàn tay robot phỏng sinh học nhiều ngón là gì? | Thách thức nằm ở việc tích hợp quá nhiều động cơ nhỏ gọn trong không gian hẹp lòng bàn tay (hoặc kéo dây chằng phức tạp), hệ thống cảm biến xúc giác đa trục ở đầu ngón tay và thuật toán điều khiển phối hợp lực bám phức tạp để tránh làm rơi trượt vật. |
Bộ truyền vít me bi (Ball screw) có vai trò gì trong truyền động robot? | Vít me bi biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến có độ chính xác rất cao, ma sát lăn cực thấp nhờ các viên bi tuần hoàn trong rãnh ren, hiệu suất truyền động đạt trên 90%. |
Dây đai răng (Timing belt) được ứng dụng như thế nào trong cánh tay robot? | Dây đai răng truyền chuyển động giữa các trục song song mà không bị trượt góc; thường được dùng để dời vị trí động cơ nặng về gần gốc cánh tay máy, giảm quán tính cho các khâu phía xa và tăng độ linh hoạt chuyển động. |
Cổ tay robot (Wrist mechanism) thường có mấy bậc tự do và gồm những trục nào? | Thường có 3 bậc tự do xoay vuông góc nhau theo thứ tự: Roll (lắc quanh trục cánh tay), Pitch (gập lên xuống) và Yaw (xoay phương ngang), cho phép đặt khâu tác động cuối vào bất kỳ hướng (orientation) nào trong không gian 3D. |
Ba góc Euler Roll, Pitch, Yaw mô tả hướng của robot như thế nào? | Roll là góc xoay nghiêng quanh trục dọc trước-sau (trục X), Pitch là góc ngửa/gục đầu quanh trục ngang trái-phải (trục Y), và Yaw là góc quay hướng đầu sang trái/phải quanh trục đứng (trục Z). |
Cơ chế cân bằng trọng lực (Gravity compensation) trên cánh tay robot có tác dụng gì? | Sử dụng đối trọng cơ học hoặc lò xo cân bằng khí nén để bù lại mô-men tĩnh do trọng lượng bản thân các khâu gây ra, giúp giảm tải công suất cho động cơ khớp và tiết kiệm năng lượng đáng kể khi robot đứng yên hoặc di chuyển chậm. |
Hệ thống truyền động vi sai (Differential drive) trên robot bánh xe hoạt động ra sao? | Bao gồm 2 bánh xe chủ động đặt song song hai bên cùng trục và một hoặc hai bánh lăn dẫn hướng (caster); robot đi thẳng khi 2 bánh quay cùng tốc độ, rẽ khi quay lệch tốc độ, và xoay tròn tại chỗ khi 2 bánh quay ngược chiều nhau. |
Bánh xe Omni (Omni wheel) là gì? | Là loại bánh xe lớn có các con lăn nhỏ gắn quanh chu vi xoay tự do theo hướng vuông góc 90 độ với trục quay của bánh lớn, cho phép bánh xe vừa truyền lực tiến lùi vừa tự do trượt ngang không ma sát. |
Bánh xe Mecanum là gì và cơ chế di chuyển đa hướng của nó ra sao? | Bánh Mecanum có các con lăn nhỏ gắn nghiêng góc 45 độ so với trục bánh chính; khi kết hợp 4 bánh Mecanum quay độc lập theo các chiều quay khác nhau, các vectơ lực tổng hợp cho phép robot di chuyển theo mọi hướng (tiến, lùi, ngang, chéo) mà không cần xoay thân. |
Lợi thế lớn nhất của hệ thống bánh xích (Tracks) đối với robot cứu hộ, quân sự? | Diện tích tiếp xúc với mặt đất rất lớn giúp phân bố áp lực đều, tránh bị lún cát lầy và có độ bám vượt trội để leo dốc gồ ghề, vượt hào rãnh và di chuyển trên gạch đá đổ nát hiểm trở. |
Cơ cấu lái Ackermann (Ackermann steering) là gì? | Là cơ cấu lái dùng đòn bẩy hình học cho hai bánh trước xoay ở hai góc khác nhau khi vào cua sao cho tâm quay của tất cả các bánh đều hội tụ tại cùng một điểm trên trục bánh sau, giúp bánh không bị trượt lết bên hông (giống cơ chế lái xe ô tô). |
Khớp lăng trụ (Prismatic joint - P) và khớp bản lề (Revolute joint - R) khác nhau thế nào? | Khớp Revolute (khớp R) chỉ cho phép chuyển động quay tương đối quanh một trục cố định (1 DOF góc xoay); khớp Prismatic (khớp P) chỉ cho phép chuyển động trượt tịnh tiến tương đối dọc theo một trục dẫn hướng (1 DOF khoảng cách dịch chuyển). |
Cặp động học (Kinematic pair) trong cơ cấu robot là gì? | Là mối liên kết cơ học tiếp xúc giữa hai khâu (link) lân cận cho phép khống chế một số chuyển động tương đối và chỉ chừa lại các chuyển động tự do xác định (như khớp bản lề, khớp trượt, khớp cầu, khớp trụ). |
Công tắc hành trình (Limit switch) và cữ chặn cơ khí (Hard stop) bảo vệ robot như thế nào? | Công tắc hành trình phát hiện khâu chạm ngưỡng giới hạn an toàn để ngắt điện động cơ thông qua phần mềm/rơ-le; cữ chặn cơ khí là vật cản kim loại vật lý ngăn chặn không cho khâu văng vượt quá hành trình cơ học nếu hệ thống điện tử gặp sự cố. |
Phanh hãm điện từ (Electromagnetic brake) trên động cơ robot kích hoạt khi nào? | Phanh là loại thường đóng (normally engaged); khi mất điện hoặc kích hoạt dừng khẩn cấp (E-Stop), lò xo ép phanh khóa chặt trục động cơ ngay lập tức để ngăn cánh tay robot bị sụp đổ do trọng lực. |
Cơ bắp nhân tạo khí nén (McKibben Pneumatic Artificial Muscle) hoạt động ra sao? | Bao gồm một ống cao su đàn hồi được bọc bởi lưới sợi dệt đan chéo không giãn; khi bơm khí nén vào, ống phình to theo phương ngang làm lưới co lại theo chiều dọc, tạo ra lực kéo co rút giống như cơ bắp sinh học tự nhiên. |
Cảm biến (Sensor) trong robot đóng vai trò gì? | Cảm biến đóng vai trò như các giác quan của robot, giúp thu nhận dữ liệu trạng thái nội tại của chính nó (vị trí khớp, dòng điện, nhiệt độ) và môi trường bên ngoài (khoảng cách, hình ảnh, lực chạm) để bộ điều khiển đưa ra quyết định chính xác. |
Phân biệt cảm biến nội tiếp (Proprioceptive) và cảm biến ngoại tiếp (Exteroceptive)? | Cảm biến nội tiếp đo trạng thái bên trong cơ thể robot như góc quay khớp (encoder), gia tốc bản thân (IMU), dòng điện động cơ; còn cảm biến ngoại tiếp thu thập thông tin về thế giới bên ngoài robot như camera, LiDAR, cảm biến siêu âm, cảm biến xúc giác. |
Cảm biến mã hóa vòng quay Encoder quang học (Optical encoder) hoạt động như thế nào? | Sử dụng một đĩa tròn có khắc các vạch chia trong suốt xen kẽ vạch chắn sáng quay cùng trục động cơ; chùm tia sáng phát từ LED xuyên qua đĩa tới bộ thu quang điện, chuyển đổi các xung ánh sáng ngắt quãng thành chuỗi xung điện để đếm số vòng và tốc độ. |
Phân biệt Encoder tuyệt đối (Absolute encoder) và Encoder tương đối (Incremental encoder)? | Incremental encoder chỉ đếm số lượng xung dịch chuyển và sẽ mất vị trí khi mất điện nguồn (phải homing lại); trong khi Absolute encoder có mã vạch nhị phân độc nhất cho từng vị trí góc, ngay khi vừa bật nguồn đã biết chính xác vị trí trục mà không cần quay về điểm chuẩn. |
Encoder từ tính (Magnetic encoder) có ưu điểm gì so với encoder quang học? | Encoder từ tính dùng nam châm đa cực vĩnh cửu và cảm biến Hall/AMR, có khả năng chống bụi bẩn, dầu mỡ, hơi ẩm và độ rung lắc mạnh vượt trội so với đĩa thủy tinh nhạy cảm của encoder quang, rất thích hợp trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. |
Cảm biến IMU (Inertial Measurement Unit) gồm những thành phần cơ bản nào? | Một IMU tiêu chuẩn thường tích hợp 3 thành phần chính trên cả 3 trục toạ độ không gian: Con quay hồi chuyển (Gyroscope đo vận tốc góc), Gia tốc kế (Accelerometer đo gia tốc tuyến tính và trọng lực), và thường có thêm Từ kế (Magnetometer đo từ trường Trái Đất). |
Con quay hồi chuyển (Gyroscope) trong IMU đo đại lượng gì? | Nó đo vận tốc góc (angular velocity, đơn vị rad/s hoặc deg/s) quanh các trục toạ độ, qua đó thuật toán có thể tích phân theo thời gian để ước lượng sự thay đổi góc nghiêng và hướng quay của robot. |
Gia tốc kế (Accelerometer) trong IMU đo đại lượng gì và ứng dụng thế nào? | Đo gia tốc chuyển động cộng với gia tốc trọng trường Trái Đất (1g); khi robot tĩnh hoặc di chuyển đều, vectơ trọng trường hướng xuống giúp tính toán góc nghiêng tĩnh tuyệt đối (Roll và Pitch) so với phương ngang mặt đất. |
Từ kế (Magnetometer / Digital compass) hỗ trợ gì cho robot? | Đo cường độ và hướng của từ trường Trái Đất, hoạt động như la bàn số giúp xác định góc Yaw (hướng Bắc thực/từ) tuyệt đối, qua đó sửa sai hiện tượng trôi góc xoay ngang của con quay hồi chuyển. |
Hiện tượng trôi góc (Drift) trong IMU là gì và nguyên nhân do đâu? | Do gyro luôn có sai số tĩnh nhỏ (bias) và nhiễu ngẫu nhiên, khi tích phân vận tốc góc theo thời gian để tính góc quay, sai số sẽ tích luỹ liên tục khiến góc ước lượng lệch dần khỏi giá trị thực tế sau vài phút hoạt động. |
Bộ lọc bù (Complementary filter) kết hợp dữ liệu IMU như thế nào? | Nó kết hợp dữ liệu bằng cách cho tín hiệu tích phân từ con quay hồi chuyển đi qua bộ lọc thông cao (tin cậy trong ngắn hạn, không trễ) và tín hiệu góc từ gia tốc kế đi qua bộ lọc thông thấp (tin cậy trong dài hạn, lọc rung chấn) rồi cộng lại với nhau theo tỷ lệ trọng số. |
Cảm biến khoảng cách siêu âm (Ultrasonic sensor) đo cự ly theo nguyên lý nào? | Phát ra chùm sóng âm thanh tần số cao (khoảng 40kHz), sóng chạm vào vật cản phản xạ ngược lại bộ thu; khoảng cách được tính bằng công thức d = (tốc độ âm thanh × thời gian bay khứ hồi) / 2. |
Hạn chế của cảm biến siêu âm trong môi trường công nghiệp là gì? | Góc mở chùm sóng rộng dễ gây nhận diện sai vật cản bên cạnh, tốc độ cập nhật chậm do vận tốc âm thanh có hạn, dễ bị tán xạ ở bề mặt nghiêng mềm (vải xốp) và kết quả đo bị sai lệch khi nhiệt độ không khí thay đổi làm đổi vận tốc âm. |
Cảm biến khoảng cách hồng ngoại (IR distance sensor) hoạt động ra sao? | Sử dụng diode phát tia hồng ngoại chiếu vào vật thể và thấu kính thu hội tụ ánh sáng phản xạ lên dải cảm biến vị trí PSD (Position Sensitive Detector); góc phản xạ thay đổi theo khoảng cách cho phép tính ra cự ly dựa trên nguyên lý tam giác đạc (Triangulation). |
Cảm biến LiDAR (Light Detection and Ranging) hoạt động theo nguyên lý nào? | Chiếu chùm tia laser xung vô hại vào vật thể xung quanh và đo thời gian bay khứ hồi (Time-of-Flight) của photon ánh sáng phản xạ trở lại cảm biến, từ đó tính khoảng cách với độ chính xác đến từng milimet dựa vào vận tốc ánh sáng. |
Phân biệt LiDAR 2D và LiDAR 3D trong robotics? | LiDAR 2D chỉ quay chùm tia laser trên một mặt phẳng duy nhất (1 mặt cắt phẳng 360 độ) thường dùng tạo bản đồ sàn 2D cho AMR; còn LiDAR 3D phát nhiều chùm tia laser xếp tầng theo góc ngẩng khác nhau để tạo ra đám mây điểm (Point Cloud) 3D đầy đủ của môi trường xung quanh. |
LiDAR thể rắn (Solid-State LiDAR) có ưu thế gì so với LiDAR cơ học quay? | Không có bộ phận cơ khí chuyển động quay bên trong (sử dụng gương vi cơ điện tử MEMS hoặc mảng pha quang học OPA), nên kích thước siêu nhỏ, chi phí sản xuất thấp, độ bền cơ học cao và chống chịu sốc va đập rất tốt. |
Camera ToF (Time-of-Flight) là gì và đo chiều sâu ra sao? | Camera ToF phát một chùm ánh sáng hồng ngoại biến điệu bao phủ toàn bộ khung cảnh và đo độ trễ pha hoặc thời gian phản xạ của ánh sáng tại từng điểm ảnh (pixel) trên cảm biến CMOS, lập tức xuất ra bản đồ độ sâu hoàn chỉnh ở tốc độ khung hình cao. |
Camera lập thể (Stereo camera) tính toán bản đồ độ sâu như thế nào? | Sử dụng 2 thấu kính máy ảnh đặt cách nhau một khoảng xác định (baseline), chụp đồng thời 2 bức ảnh của cùng một khung cảnh; thuật toán tìm kiếm các điểm tương đồng giữa hai ảnh và dùng hiện tượng thị sai (disparity) để tính khoảng cách 3D (giống như đôi mắt con người). |
Camera RGB-D cung cấp những dữ liệu gì cho robot? | Cung cấp đồng thời dữ liệu màu sắc thông thường (kênh Đỏ - Lục - Lam: RGB) kết hợp với một kênh chiều sâu tương ứng tại từng pixel (kênh Depth: D), cho phép tái tạo toạ độ thực 3D (X, Y, Z) của mọi vật thể trong tầm nhìn. |
Cảm biến lực/mô-men xoắn 6 trục (6-axis F/T sensor) được gắn ở đâu và đo những gì? | Thường được gắn tại cổ tay giữa khâu cuối của cánh tay máy và dụng cụ kẹp; đo đồng thời 3 thành phần lực tuyến tính (Fx, Fy, Fz) và 3 thành phần mô-men xoắn (Mx, My, Mz) tác động lên khâu cuối. |
Nguyên lý đo lực của cảm biến điện trở biến dạng (Strain gauge)? | Khi thanh kim loại biến dạng dưới tác dụng của tải lực ngoại vi, dải kim loại lá mỏng dán trên đó bị kéo dài hoặc nén lại, làm thay đổi điện trở suất của nó; mạch cầu Wheatstone sẽ chuyển đổi độ thay đổi điện trở này thành tín hiệu điện áp tỷ lệ thuận với lực tác dụng. |
Cảm biến xúc giác (Tactile sensor / Skin sensor) trong robot là gì? | Là mảng cảm biến nhạy cảm với áp lực, nhiệt độ hoặc biến dạng quang học (như GelSight) gắn trên ngón tay kẹp hoặc bề mặt cơ thể robot, giúp cảm nhận hình dạng bề mặt, vân ma sát và độ trượt của vật phẩm đang cầm nắm. |
Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ (Inductive proximity sensor) phát hiện vật thể nào? | Tạo ra trường điện từ xoay chiều ở đầu dò và phát hiện dòng điện xoáy (Foucault) sinh ra khi có vật thể kim loại dẫn điện tiến vào gần; không phát hiện được nhựa, gỗ hay nước. |
Cảm biến tiệm cận điện dung (Capacitive proximity sensor) có đặc tính gì nổi bật? | Có khả năng phát hiện cả kim loại lẫn vật thể phi kim có hằng số điện môi lớn hơn không khí (như nhựa, gỗ, kính, dung dịch nước, bột hạt), thường dùng phát hiện mức nguyên liệu hoặc phát hiện vật thể trong suốt. |
Cảm biến dòng điện (Current sensor) trong mạch điều khiển động cơ dùng để làm gì? | Đo dòng điện pha cấp vào động cơ để bảo vệ chống quá tải, ngắn mạch, và quan trọng nhất là tính toán mô-men xoắn động cơ sinh ra (vì mô-men xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện qua công thức T = Kt * I). |
Cảm biến nhiệt độ trong động cơ robot có vai trò gì trong hệ thống an toàn? | Giám sát liên tục nhiệt độ cuộn dây stator và mạch biến tần công suất; khi nhiệt độ vượt ngưỡng an toàn do quá tải liên tục, hệ thống sẽ tự động hạ tải trọng, giảm tốc độ hoặc ngắt hoạt động để chống cháy cuộn dây. |
Hệ thống RTK-GPS (Real-Time Kinematic GPS) mang lại độ chính xác bao nhiêu cho robot ngoài trời? | Bằng cách sử dụng một trạm gốc cố định (base station) liên tục hiệu chỉnh sai số sóng mang vệ tinh cho trạm động trên robot (rover), RTK-GPS đạt độ chính xác định vị tới cấp độ centimet (1 - 2 cm), vượt xa GPS thông thường (sai số 2 - 5 m). |
Cảm biến luồng quang học (Optical Flow sensor) ứng dụng trong robot bay (Drone) như thế nào? | Sử dụng một camera nhỏ hướng thẳng xuống đất kết hợp với thuật toán tính toán tốc độ dịch chuyển của các điểm ảnh nền đất liên tiếp, giúp drone giữ vị trí đứng yên lơ lửng ổn định ngay cả trong nhà khi không có tín hiệu GPS. |
Gộp cảm biến (Sensor Fusion) là gì và tại sao lại cần thiết trong robotics? | Là quá trình kết hợp dữ liệu từ nhiều cảm biến khác nhau (như IMU + LiDAR + Camera + Odometry) thông qua các thuật toán lọc (EKF, UKF); giúp bù đắp nhược điểm riêng rẽ của từng cảm biến, triệt tiêu nhiễu và tạo ra một ước lượng trạng thái tin cậy, chính xác và bền vững hơn. |
Động học thuận (Forward Kinematics - FK) của robot là gì? | Động học thuận là bài toán tính toán vị trí và hướng (pose) của khâu tác động cuối trong không gian làm việc Đề-các (Cartesian space) dựa trên các giá trị góc quay hoặc độ dịch chuyển đã biết của các khớp (joint space). |
Động học nghịch (Inverse Kinematics - IK) của robot là gì? | Động học nghịch là bài toán ngược lại: tính toán các góc quay hoặc vị trí dịch chuyển của các khớp cần thiết để đưa khâu tác động cuối đến một vị trí và hướng mục tiêu xác định trong không gian Đề-các. |
Tại sao giải bài toán động học nghịch (IK) thường khó khăn hơn động học thuận (FK)? | Vì phương trình IK phi tuyến tính cao, có thể không có nghiệm (nằm ngoài vùng với), có nghiệm duy nhất hoặc có nhiều nghiệm khả dĩ khác nhau (nhiều thế tay khác nhau cùng với tới một điểm), đòi hỏi phương pháp giải giải tích phức tạp hoặc giải số lặp. |
Quy tắc tham số Denavit-Hartenberg (D-H parameters) gồm 4 thông số nào? | Gồm 4 thông số hình học liên kết hai hệ trục toạ độ kề nhau: Chiều dài khâu (link length a), Góc xoắn khâu (link twist α), Độ dịch chuyển khâu (link offset d), và Góc quay khớp (joint angle θ). |
Bốn thông số D-H biểu diễn điều gì giữa hai hệ toạ độ khớp kề nhau? | Chúng biểu diễn một chuỗi biến đổi hình học chuẩn hóa gồm quay quanh trục Z một góc θ, tịnh tiến dọc trục Z khoảng d, tịnh tiến dọc trục X khoảng a, và quay quanh trục X một góc α để chuyển từ hệ tọa độ khớp i-1 sang hệ tọa độ khớp i. |
Ma trận biến đổi thuần nhất (Homogeneous Transformation Matrix) có kích thước bao nhiêu và ý nghĩa? | Kích thước 4x4; trong đó khối con 3x3 góc trên bên trái biểu diễn phép quay hướng (Rotation matrix), cột 3x1 góc trên bên phải biểu diễn vectơ tịnh tiến vị trí (Translation), hàng cuối cùng là [0, 0, 0, 1] để duy trì toạ độ thuần nhất. |
Quaternion (Tứ nguyên) là gì và ưu thế gì so với góc Euler? | Là hệ số 4 chiều (gồm 1 phần thực và 3 phần ảo) biểu diễn phép quay 3D; Quaternion tránh được hiện tượng khóa góc phần cứng/phần mềm (Gimbal Lock) của Euler, tính toán nội suy xoay mượt mà (SLERP) và ít tốn tài nguyên xử lý hơn. |
Ma trận Jacobian trong robotics biểu diễn mối quan hệ gì? | Ma trận Jacobian biểu diễn mối quan hệ ánh xạ tuyến tính vi phân giữa vận tốc các khớp (joint velocities) với vận tốc dài và vận tốc góc của khâu tác động cuối trong không gian Đề-các (v = J * q_dot). |
Điểm kỳ dị động học (Kinematic Singularity) là gì và hậu quả khi gặp phải? | Là cấu hình hình học mà định thức của ma trận Jacobian bằng 0 (det(J) = 0), làm robot bị mất một hoặc nhiều bậc tự do chuyển động tức thời; nếu cố di chuyển qua điểm kỳ dị theo quỹ đạo Đề-các, tốc độ khớp lý thuyết sẽ tăng vọt tới vô cùng gây quá dòng hoặc dừng khẩn cấp. |
Các dạng điểm kỳ dị thường gặp trên cánh tay robot 6 trục gồm những loại nào? | Gồm 3 dạng điển hình: Kỳ dị biên (Boundary singularity - cánh tay duỗi thẳng hết cỡ hoặc gập tối đa), Kỳ dị cổ tay (Wrist singularity - hai trục xoay số 4 và số 6 thẳng hàng nhau), và Kỳ dị vai (Shoulder/Arm singularity - tâm cổ tay nằm trên trục xoay của khớp gốc số 1). |
Subsets and Splits
No community queries yet
The top public SQL queries from the community will appear here once available.