【导语】随着具身智能在工厂与日常生活中的广泛应用,机器人精准姿态控制与灵活动作执行对关节角度传感器的要求愈发严苛。MPS最新推出的磁角度传感器MAQ600A,凭借高精度、高带宽、小尺寸、灵活安装、接口丰富等优势,成为机器人及灵巧手关节角度检测的理想之选,为具身智能发展注入新动力。
随着人工智能技术发展,从踢不倒的机器狗,到春晚跳舞机器人,具身智能正频繁出现在公众视野。人形机器人、机器狗和灵巧手,作为具身智能的载体,未来将广泛走入工厂与日常生活,而它们精准的姿态控制、灵活的动作执行,离不开对自身运动状态的精准感知。
这一感知能力的关键,藏在关节处的角度传感器这颗“小芯片”里——它堪称机器人的“智慧之眼”,直接决定着人形机器人能否稳住姿态、灵巧手能否精准抓取等核心动作。当前市场上的角度传感器芯片众多,而MPS最新发布的磁角度传感器MAQ600A,凭借高精度、高带宽、小尺寸与高灵活性的特性,与机器人及灵巧手的解决方案高度适配。那么,它究竟是如何在关节角度检测方案中脱颖而出的?
高精度:毫厘之间,掌控精准动作
作为一款高精度的磁角度传感器,MAQ600A内部集成了精密隧道磁阻 (TMR) 元件,RMS噪声低于0.015°,帮助灵巧手实现高分辨率和重复定位精度,MAQ600A在全工作温度范围内误差 (INL)低于0.6°,使用片上32点查找表进行用户校准后,误差小于0.1°,可配置为12位至15位分辨率的绝对角度输出,保证灵巧手在全温度范围的绝对精度。
高带宽:快速响应,捕捉瞬间变化
MAQ600A还具备高带宽的优势,在 150Hz 带宽条件下具有 14.8 位分辨率,在 13kHz 带宽下具有 12.5 位分辨率,此外,MAQ600A采用了延迟补偿技术,延迟时间在±0.5us内,可有效支持快速环路控制。
MA(Q)600A 带宽和精度的提升
小尺寸封装:小巧身躯,构筑极致精巧
MAQ600A采用小尺寸 QFN-16 (3mmx3mm) 封装,在灵巧手关节模组的狭小空间内,既能降低轴向尺寸,使得灵巧手的结构更加紧凑(còu),外(wài)形(xíng)更(gèng)加(jiā)精(jīng)巧(qiǎo),又(yòu)能(néng)节(jié)约(yuē)PCB布(bù)板(bǎn)面(miàn)积(jī),为(wèi)其(qí)他(tā)组(zǔ)件(jiàn)节(jié)省(shěng)宝(bǎo)贵(guì)的(de)PCB空(kōng)间(jiān),同(tóng)时(shí)也(yě)降(jiàng)低(dī)了(le)整(zhěng)体(tǐ)重(zhòng)量(liàng),提(tí)高(gāo)灵(líng)活(huó)性(xìng)和(hé)能(néng)源(yuán)效(xiào)率(lǜ)。
安(ān)装(zhuāng)灵(líng)活(huó):随(suí)心(xīn)所(suǒ)欲(yù),适配多种结构
MAQ600A可检测 20mT 至 >100mT 的宽磁场范围,可供选择的空间位置范围大,同时支持轴端(在轴)和侧轴(离轴)安装配置,安装方式灵活,结构设计不受限。此外,MPS提供便捷的在线仿真工具,为磁场设计提供精细指导。
MAQ600A在轴和离轴安装
快速上手:多种套件,助力量产无忧
MAQ600A配套了丰富的应用资源,除在线磁场(chǎng)仿(fǎng)真(zhēn)工(gōng)具(jù)外(wài),评(píng)估(gū)套(tào)件(jiàn)用(yòng)于(yú)快(kuài)速(sù)使(shǐ)用(yòng)或(huò)评(píng)估(gū)产(chǎn)品(pǐn),MPS还(hái)提(tí)供(gōng)离(lí)轴(zhóu)校(xiào)准(zhǔn)的(de)工(gōng)装(zhuāng)平(píng)台(tái),可(kě)以(yǐ)兼(jiān)容(róng)多(duō)种(zhǒng)电(diàn)机(jī)类(lèi)型(xíng),支(zhī)持(chí)光(guāng)编(biān)校(xiào)准(zhǔn)和(hé)匀(yún)速(sù)自(zì)校(xiào)准(zhǔn),搭(dā)配(pèi)评(píng)估套件可以一键校准,助力客户稳定量产。
接口丰富:畅连无阻,兼容不同系统
MAQ600A有多种接口可供选择,包括用于数字角度读取和芯片配置的串行外设接口 (SPI),用于数字角度读取的同步串行接口 (SSI),脉冲数可配置为 1–4096的增量ABZ 正交编码器接口,增量 UVW 编码(mǎ)器(qì)输(shū)出(chū),脉(mài)宽(kuān)调(diào)制(zhì) (PWM) 绝(jué)对(duì)输(shū)出(chū),支(zhī)持(chí)多(duō)圈(quān)或(huò)速(sù)度(dù)输(shū)出(chū)选(xuǎn)项(xiàng)。
应用介绍
MAQ600A典型应用框图
MAQ600A在灵巧手和机器人中的应用
灵巧手的执行器由电机、减速器和驱动板组成,电机输出轴为高速端,转速高出力小,减速器输出轴为低速端,速度低出力大。通常高速端的角度传感器用于电机控制,要在高带宽下保持精度,低速端的角度传感器用于关节位置记录,要求体积小、精度高。MAQ600A高精度高带宽的特性完美符合灵巧手的设计需求,小体积封装和灵活的安装方式能让设计者摆脱结构限制,使用MAQ600A设计出更有竞争力的产品。
MAQ600A灵活的安装方式
主关节模组和灵巧手关节类似,也包括电机(高速端)和减速器(低速端),角度传感器安装在驱动板上,不同的是低速端可以来自减速器本身,也可以来自于单独的齿轮组。通常,关节模组高速端精度要求很高,需要中空结构,磁码盘的方案最为常见,但磁码盘方案成本过高,市场迫切期望有低成本的替代方案出现。MAQ600A提供了不同的思路,在高速端,搭配多极磁环,MAQ600A可(kě)以(yǐ)实(shí)现(xiàn)高(gāo)精(jīng)度(dù)的(de)角(jiǎo)度(dù)检(jiǎn)测(cè);在(zài)低(dī)速(sù)端(duān),MAQ600A更(gèng)能(néng)轻(qīng)松(sōng)满(mǎn)足(zú)精(jīng)度(dù)和(hé)尺(chǐ)寸(cùn)要(yào)求(qiú)。
MAQ600A主关节应用框图