该方案旨在解决先进机器人系统中的若干设计挑战,包括扭矩密度、热管理、空间限制以及人机协作应用中的功能安全。关键组件包括A81481电源管理电路、A17802和A17803电感传感器、CT310 TMR磁阻传感器以及A33023霍尔效应角度传感器。.
这些解决方案既适用于肩关节、髋关节和膝关节等高扭矩关节,也适用于紧凑型机器人手和手指机构。.
A81481:单芯片48V电源管理。
此次产品扩展的关键产品之一是A81481,这是一款专为48V机器人架构设计的电源管理集成电路(PMIC)。在人形机器人中采用48V电压可以减轻布线重量和电阻损耗,但也需要在狭小空间内将电源转换为较低电压。A81481直接从48V总线获取电源,无需外部预稳压器。
该器件集成了两个降压稳压器、五个低压差 (LDO) 输出以及与需要 ASIL-D 防护等级的应用兼容的安全诊断功能。其监控机制采用三重看门狗架构。.
所有这些元件都封装在一个 6 × 6 毫米的封装内。据 Allegro 公司称,这种集成方式可使系统占用空间和物料清单 (BOM) 成本降低约 50%,同时简化印刷电路板设计。该组件的应用范围广泛,其中包括为机器人系统中的分布式传感器阵列供电。.
A17802 和 A17803 电感式传感器适用于高扭矩关节。Allegro
为肩关节、髋关节和膝关节等关节执行器提供 A17802 和 A17803 电感式位置传感器。这些器件旨在为机械和电磁条件严苛的电机控制环境提供可靠的位置测量。两者均具备抗杂散磁场干扰能力,无需额外的屏蔽。此外,它们还集成了补偿和滤波功能,即使传感器与测量元件之间的机械间隙发生变化,也能保持正常工作。
A17803 还提供超紧凑型 QFN 封装版本,专为空间受限的应用而设计。这些特性旨在实现对机器人关节的精确控制,同时不增加驱动组件的机械复杂性。.
用于机械手和手指的CT310 TMR和A33023霍尔效应传感器 针对
机械手和手指等小型关节,Allegro重点推荐CT310 XtremeSense TMR和A33023霍尔效应角度传感器。这两款传感器均采用固态技术进行位置测量,旨在替代传统的绕线式旋转变压器和光学编码器。CT310采用隧道磁阻(TMR)技术,在2 × 2 mm DFN封装中提供亚度级的角度精度。
A33023 则具备低延迟、抗杂散磁场干扰以及多种数字输出选项等特性。这些特性专为需要强大诊断功能和安全支持的应用而设计。据 Allegro 公司称,这两款传感器均能更好地抵抗污染、机械冲击和旋转偏差等可能影响其他编码技术的因素。它们的小巧尺寸也便于集成到空间有限的机器人机构中。.
与Sarcomere Dynamics在机器人搬运系统方面的合作:
Allegro还重点介绍了其与Sarcomere Dynamics的合作,后者是一家专注于机器人搬运系统的公司。两家公司正在致力于将Allegro的运动控制器、传感器和电源电路集成到Scorpion机器人夹爪中。
Sarcomere Dynamics 的首席执行官兼联合创始人 Harpal JS Mandaher 指出,精确的运动控制、位置感知和高效的能量管理是先进机器人操作的基础。此次合作还包括将其扩展到 ARTUS Dex,这是一款拥有 24 个自由度 (DoF) 的新一代机械手。据 Sarcomere Dynamics 称,这项研发旨在为先进的物理人工智能应用提供接近人类的灵巧度。.
于拥有超过30个自由度的人形机器人的紧凑型组件:
Allegro MicroSystems技术与战略高级总监Andreas Friedrich重点阐述了固定式工业机器人和自主人形机器人在组件需求上的差异。在传统的工业装置中,空间和重量限制允许使用更大规格的电线、体积较大的外部驱动器和液冷系统。然而,对于拥有超过30个自由度的人形机器人而言,每个组件的尺寸和质量都变得至关重要。
48V电源管理、电机和门控制器、抗杂散磁场干扰的电感式传感器以及紧凑型TMR传感器的组合旨在实现更高扭矩密度和更平稳运动的设计。Allegro还提供这些解决方案作为功能模块,可直接集成到满足安全要求的机器人架构中。.
Allegro 通过其机器人组件目录提供A17802和A17803电感式传感器、 CT310 TMR 角度传感器、 A33023霍尔传感器以及A81481信息。该公司还提供样品信息和评估支持,以帮助将这些器件集成到新设计中。
样品和评估工具
技术细节和开发资源可在 Allegro Robotics Building Blocks 页面上找到。.
