Cette proposition vise à relever plusieurs défis de conception dans les systèmes robotiques avancés, notamment la densité de couple, la gestion thermique, les contraintes d'espace et la sécurité fonctionnelle dans les applications collaboratives homme-robot. Les composants clés comprennent le circuit de gestion de l'alimentation A81481, les capteurs inductifs A17802 et A17803, le capteur magnétorésistif TMR CT310 et le capteur angulaire à effet Hall A33023.

Ces solutions sont destinées aussi bien aux articulations à couple élevé, telles que les épaules, les hanches et les genoux, qu'aux mécanismes robotiques compacts de mains et de doigts.

A81481 : Gestion de l’alimentation 48 V sur un seul circuit intégré.
L’un des produits phares de cette extension est l’A81481, un circuit intégré de gestion de l’alimentation (PMIC) conçu pour les architectures robotiques 48 V. L’utilisation de cette tension dans les robots humanoïdes permet de réduire le poids du câblage et les pertes par effet Joule, tout en imposant la nécessité d’une conversion de tension vers les basses tensions dans des espaces restreints. L’A81481 est alimenté directement par un bus 48 V, ce qui élimine le besoin de prérégulateurs externes.

Ce dispositif intègre deux régulateurs abaisseurs, cinq sorties LDO (Low-Dropout) et des fonctions de diagnostic de sécurité compatibles avec les applications exigeant un niveau de sécurité ASIL-D. Ses mécanismes de surveillance comprennent une architecture à triple chien de garde.

Tous ces éléments sont intégrés dans un boîtier de 6 × 6 mm. Selon Allegro, cette intégration permet de réduire d'environ 50 % l'encombrement total du système et le coût de la nomenclature, tout en simplifiant la conception du circuit imprimé. Ce composant est notamment destiné à l'alimentation de réseaux de capteurs distribués dans les systèmes robotiques.

Capteurs inductifs A17802 et A17803 pour articulations à couple élevé.
Pour les actionneurs articulaires tels que les épaules, les hanches et les genoux, Allegro propose les capteurs de position inductifs A17802 et A17803. Ces dispositifs sont conçus pour fournir des mesures de position fiables dans les environnements de commande de moteurs soumis à des conditions mécaniques et électromagnétiques exigeantes. Ils sont tous deux insensibles aux champs magnétiques parasites, ce qui élimine le besoin d'un blindage supplémentaire. Ils intègrent également une compensation et un filtrage afin de garantir un fonctionnement optimal malgré les variations de jeu mécanique entre le capteur et l'élément de mesure.

Le circuit intégré A17803 est également disponible en boîtier QFN ultra-compact, conçu pour les applications où l'espace est limité. Ces caractéristiques visent à faciliter le contrôle précis des articulations robotiques sans accroître la complexité mécanique des mécanismes d'entraînement.

Capteurs à effet Hall CT310 TMR et A33023 pour mains et doigts robotiques :
Pour les articulations de petite taille, comme celles des mains et doigts robotiques, Allegro met en avant les capteurs angulaires à effet Hall CT310 XtremeSense TMR et A33023. Ces deux capteurs assurent la mesure de position grâce à une technologie à semi-conducteurs et constituent une alternative aux résolveurs bobinés et codeurs optiques traditionnels. Le CT310 utilise la technologie magnétorésistive à effet tunnel (TMR) et offre une précision angulaire inférieure au degré dans un boîtier DFN de 2 × 2 mm.

Le capteur A33023, quant à lui, intègre une faible latence, une immunité aux champs magnétiques parasites et diverses options de sortie numérique. Ces caractéristiques sont conçues pour les applications exigeant des diagnostics robustes et la prise en charge des fonctions de sécurité. Selon Allegro, les deux capteurs offrent une meilleure résistance aux facteurs tels que la contamination, les chocs mécaniques et les écarts de rotation susceptibles d'affecter d'autres technologies d'encodage. Leur petite taille facilite leur intégration dans les mécanismes robotiques où l'espace est limité.

Collaboration avec Sarcomere Dynamics sur les systèmes de manutention robotisés :
Allegro a également mis en avant sa collaboration avec Sarcomere Dynamics, une entreprise spécialisée dans les systèmes de manutention robotisés. Les deux sociétés travaillent à l’intégration des contrôleurs de mouvement, des capteurs et des circuits d’alimentation d’Allegro dans la pince robotisée Scorpion.

Harpal JS Mandaher, PDG et cofondateur de Sarcomere Dynamics, souligne que le contrôle précis des mouvements, la détection de position et une gestion efficace de l'énergie sont essentiels à la manipulation robotique avancée. Cette collaboration inclut également son extension à ARTUS Dex, une main robotique de nouvelle génération dotée de 24 degrés de liberté. Selon Sarcomere Dynamics, ce développement vise à offrir une dextérité quasi humaine pour les applications d'intelligence artificielle physique avancées.

Composants compacts pour robots humanoïdes à plus de 30 degrés de liberté :
Andreas Friedrich, directeur principal de la technologie et de la stratégie chez Allegro MicroSystems, souligne les différences entre les exigences des robots industriels stationnaires et celles des humanoïdes autonomes. Dans les installations industrielles classiques, l’espace et le poids permettent l’utilisation de câbles de plus gros calibre, de variateurs externes volumineux et de systèmes de refroidissement liquide. En revanche, pour les robots humanoïdes à plus de 30 degrés de liberté, les dimensions et la masse de chaque composant deviennent des facteurs critiques.

L'association d'une gestion de l'alimentation 48 V, de contrôleurs de moteurs et de portes, de capteurs inductifs insensibles aux champs parasites et de capteurs TMR compacts est conçue pour faciliter la conception de systèmes à couple plus élevé et aux mouvements plus fluides. Allegro propose également ces solutions sous forme de modules fonctionnels prêts à être intégrés dans des architectures robotiques conformes aux exigences de sécurité.

Allegro propose, via son catalogue de composants robotiques, des informations des capteurs inductifs A17802 et A17803 , du capteur d'angle TMR CT310 , du capteur à effet Hall A33023 et du circuit intégré de gestion de l'alimentation A81481 . L'entreprise fournit également des informations sur les échantillons et un accompagnement à l'évaluation afin de faciliter l'intégration de ces dispositifs dans de nouvelles conceptions.
sur les échantillons et les outils d'évaluation

Les détails techniques et les ressources de développement sont disponibles sur la page Allegro Robotics Building Blocks.