维度网讯,LinkerBot是一家2023年成立的中国机器人灵巧手公司,该公司未涉足整个人形机器人制造,而是将机器人的手部单独开发为产品。LinkerBot的灵巧手采用五指、多关节设计,能够完成弹钢琴、穿针引线、拧螺丝、组装电子产品等精细动作;在中国市场,这类产品最低售价约600美元,公司正在扩大产能。
人形机器人近年来在春晚舞蹈、前空翻、后空翻、跑马拉松等展示中频繁亮相,体现了运动控制与整机集成能力的进步。然而,机器人要真正进入工厂、仓库和服务现场,最终需要执行具体任务:拿取零件、插接接头、拧螺丝、分拣物品、按按钮、整理工具。腿负责将机器人带到作业点位,实际执行操作的则是手部。
LinkerBot受到关注不仅因为其价格,更因为它表明灵巧手正从小批量样机阶段迈向低成本、大批量的部件化阶段。灵巧手若要集成到更多机器人中,传感器、电机驱动芯片、连接方案、电源芯片和温度监测功能将决定其工作的稳定性。
一只机器人手要完成抓取,不能仅依赖视觉。它需要感知手指是否接触物体、力度是否合适、物体是否滑动以及电机负载的变化。压力、触觉、振动、位置、姿态、电流和温度信号会一同进入控制系统,辅助判断是加力、减力还是停止。
亚德诺半导体(Analog Devices, Inc.)在机器人灵巧手相关材料中提及了压力传感、振动传感、微型麦克风、3D间接飞行时间(iToF)模块和惯性测量单元(IMU)等器件。这些器件分别对应接触、滑动、声音、距离和姿态变化,使灵巧手不仅依赖视觉判断物体状态,还能将更多接触信息反馈给控制系统。
迈来芯(Melexis)与OYMotion合作推进的Tactaxis 3D触觉传感器,负责手指接触物体后的力度和形变反馈。Melexis资料显示,Tactaxis面向工业机器人和人形机器人,采用紧凑的3D触觉传感设计,目标是开发出适合机器人手集成和量产的指尖模块。
随着传感器和执行节点数量增加,连接问题成为量产难题。灵巧手内部有多路传感器、小型电机和执行节点,线束的简化、节点的连接方式、电源和数据传输至手指末端的能力,都会影响装配效率和长期可靠性。
亚德诺半导体(ADI)的E2B两线连接方案,针对此类布线问题而设计。AD3306支持10BASE-T1S,并可在同一对线缆上传输数据和供电;AD3301面向传感器和执行器接口,可连接串行外设接口(SPI)、集成电路总线(I2C)、通用异步收发传输器(UART)、脉冲宽度调制(PWM)、通用输入输出(GPIO)等常见接口。该类器件的价值在于减少末端节点的布线,无需增加接口板,从而简化数据和供电传递至手指和手掌内传感器、执行器的过程。
除布线外,电机驱动同样关键。灵巧手内部小型电机数量多且空间紧凑,抓取、旋转、按压等动作能否稳定重复,取决于驱动、电流采样和位置反馈的性能。
亚德诺半导体(ADI)的TMC6460面向小型伺服电机控制,将磁场定向控制(FOC)控制器、功率级、电流检测和反馈引擎集成于单颗芯片中。灵巧手内部空间有限且电机数量多,驱动器越紧凑,电流采样和控制响应越稳定,整只手的动作一致性就越容易保证。
电机和驱动节点增多后,供电要求随之提高,因此48V供电正逐步进入更多机器人设计。埃戈罗(Allegro)的48V机器人执行器材料围绕48V供电、电机驱动、电流检测和位置反馈展开,并将电流传感器、位置传感器和电机驱动器置于机器人执行器系统内一同讨论。
在灵巧手内部,48V需要持续为电机驱动、传感器和控制器供电。空间狭小导致散热困难,电源效率和噪声控制直接关系整只手的稳定性。亚德诺半导体(ADI)的LTC7891这类氮化镓(GaN)同步降压控制器,对应小空间内的高效降压和电磁干扰(EMI)控制问题,其意义在于有限空间内降低损耗、发热和外围器件体积。
除电源外,温度同样需要监测。灵巧手内部集成有电机、电源、驱动器和传感器,空间小而发热集中。温度变化会同时影响动作稳定性和传感器精度。迈来芯(Melexis)的温度检测和热感知器件可作为此类反馈的补充。
灵巧手走向量产,涉及的器件类别愈发明确:压力传感、触觉传感、位置检测、电流检测、温度检测、微控制器(MCU)、电机驱动、电源芯片、连接器和保护器件,都将成为机器人手部的重要组成部分。
未来观察机器人产业,不仅需关注整机发布,也应关注底层器件能否做到价格低廉、性能可靠且具备量产能力。对半导体厂商而言,机器人并非一个空洞的赛道,而是传感器、电机驱动芯片、电源管理和连接方案进入新应用场景的实际机遇。
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