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2025-04-29 17:01:57

人形机器人燃爆2025慕展!国内外半导体厂商同台“秀肌肉”

【导语】4月15日,慕尼黑上海电子展盛大开幕,吸引了众多国内外厂商参展。本次展会展示了MCU、电源管理芯片、传感器等各类电子产品,以及AI技术、工业/人形机器人、汽车电子等亮点。本文将聚焦于展会上用于机器人领域的产品和应用,探讨技术创新与市场趋势,展现机器人产业的快速发展与强劲势头。

电子发烧友网报道(文/莫婷婷)4月15日,慕尼黑上海电子展盛大开幕,现场人潮涌动,众多国内外厂商参展。MCU电源管理芯片、功率器件、电感/电容等被动器件、传感器等各类产品纷纷亮相,AI技术、工业/人形机器人汽车电子等更是今年展会的几大亮点。本篇文章将重点介绍此次展会上部分用于机器人领域的产品和应用。

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GaN助力电机控制系统小型化、传感器融合趋势明显

在现代工业自动化领域,特别是对于机器人和伺服驱动器的应用,对高效、紧凑且可靠的电力电子解决方案的需(xū)求(qiú)日(rì)益增长,GaN在电机驱动中的应用逐渐成为各家厂商研究的方向。

在展会上,德州仪器TI)推出了TIDA-010936、TIDA-010255参考设计。TIDA-010936参考设计适用于集成电机驱动器的 48V/16A 小型三相 GaN 逆变器,TIDA-010255参考设计适用于机器人和伺服驱动器的 230VAC、2kW 三相 GaN 逆变器。

TIDA-010936参考设计基于TI 100V GaN,通过集成驱动器,TI GaN 器件可以实现比 MOSFET 小(xiǎo) 50% 的尺寸,并且集成驱动器会减小寄生参数对氮化镓的影响。

TIDA-010936参考设计采用三个具有集成式 GaN FET、驱动器和自举二极管的 100V、35A GaN 半桥 LMG2100R044 的高功率密度 12V 至 60V 三相功率级。在 40kHz PWM 下可实现高效率,峰值达到 99.3%。

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TIDA-010255参考设计在16kHz PWM下的峰值功率效率达到了99.4%,助于减小散热器的尺寸;产品集成了600V 30mΩ GaN FET,这些FET不仅具有集成驱动器和保护功能,还能够显著提高系统的可靠性和降低系统成本。

在传感器领域,毫米波雷达传感器与摄像头的结合能够为机器人导航、视觉识别等方面的能力,也提高了导航精度、物体操作能力和动态环境适应性。TI展示了雷达和摄像头传感器融合的解决方案,基于IWR6843 TI毫米波雷达传感器和基于Arm处理器AM62Ax模块,能够在60~64GHz频段中运行。

官方介绍,该方案是基于TI的AI优化型雷达SoC基于集成了神经网络加速器进行视觉雷达融合的处理,能够进行多物体跟踪和探测三维环境中的物体,能够提高数据收集完整性和准确性,特别是人形机器人在不平坦的地形中导航、抓取不同形状和大小的物体的场景。

IWR6843具备低功耗、高集成度的特点,采用 TI 的低功耗 45nm RFCMOS 工艺制造,集成 PLL、发送器、接收器、基带和 ADC等。

AM62Ax Sitara™ 处理器多达四核 64 位 Arm® Cortex®-A53 微处理器子系统(频率高达 1.4GHz),基于单核 C7x 的深度学习加速器,单核 Arm®Cortex®-R5F(频率高达 800MHz),还具有图像信号(hào)处(chù)理(lǐ)器(qì) (ISP) 和多个视觉辅助加速器的视觉处理加速器 (VPAC)。

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MPS开启灵巧手小型化、精确感知新时代

MPS针对机器人领域推出了传感器、电机驱动、多相电源DCDC、BMS等产品。在展会期间,MPS展示了三相BLDC电机驱动MP6543H、驱动器-MMP1RH-R9A2、TMR技术角度位置传感器MA600、差分磁角传感器MA900等产品。

在灵巧手领域,以多核高算力芯片整合多电机控制,以实现更高集成度与更小型化的方案已经成为趋势之一。驱动器-MMP1RH-R9A2具备高集成度的特点,集成F0C算法、角度传感器、驱动器,且尺寸仅为9mm。

现场工作人员介绍,机器人内部的空间有限,只有手掌里才有空间去放很多个电机,再装好电机后,如果再额外放一个比较大的驱动板,可能对整体设计都会有一定的难度。但如果采用集成式设计,用户在电机驱动这一块就不需要再额外做任何工作,可以简化用户的开发周期。

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图:MPS机器人灵巧手Demo版

灵巧手精确的位置感应对于实现高度灵活和精准的操作至关重要。无论是工业自动化中的精密装配,还是服务机器人的人机交互,都需要依赖于准确的位置感知能力。MPS的MA600在经过校准后,其独立非线性(INL)可降低至小于0.1°。这(zhè)种极高的精度使得MA600非常适合需要精细控制的应用场景,如机器人关节的位置反馈、精密机械设备中的角度测量等。

MA900是MPS新一代产品,是一款高性能的非接触式磁性绝对角度位置传感器,专为需要高精度位置检测的应用而设计。它通过从传感器IC上多个位置的磁场差异中提(tí)取(qǔ)角(jiǎo)度(dù)数(shù)据(jù),这(zhè)种(zhǒng)差(chà)分(fēn)法(fǎ)不(bù)仅(jǐn)提(tí)高(gāo)了(le)测(cè)量(liàng)的(de)准(zhǔn)确(què)性(xìng),还(hái)消(xiāo)除(chú)了(le)寄(jì)生(shēng)磁(cí)场(chǎng)的(de)影(yǐng)响(xiǎng),能(néng)够(gòu)用(yòng)于(yú) 0rpm 至(zhì)高(gāo)于(yú)100,000rpm 的(de)速(sù)度(dù)下(xià)的(de)角(jiǎo)度(dù)测(cè)量(liàng),非(fēi)常(cháng)适(shì)合(hé)用(yòng)于(yú)轴端简单目标磁体的应用场景。

从触觉到电机控制,迈来芯全栈式机器人传感解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)

迈(mài)来(lái)芯(xīn)针(zhēn)对(duì)机(jī)器(qì)人(rén)领(lǐng)域推(tuī)出(chū)了(le)触(chù)觉(jué)与(yǔ)关节(jié)传(chuán)感(gǎn)、电(diàn)源(yuán)监(jiān)控(kòng)与(yǔ)优(yōu)化(huà)、电(diàn)机(jī)控(kòng)制(zhì)、温(wēn)度(dù)与(yǔ)感(gǎn)知(zhī)等(děng)多(duō)个(gè)领(lǐng)域的(de)产(chǎn)品(pǐn)解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)。在(zài)展(zhǎn)会(huì)现(xiàn)场(chǎng),迈(mài)来(lái)芯(xīn)展(zhǎn)示(shì)了(le)3D触(chù)觉(jué)传(chuán)感(gǎn)器(qì)MLX90900、磁(cí)位(wèi)置(zhì)传(chuán)感(gǎn)器(qì)芯(xīn)片(piàn)MLX90384,以(yǐ)及(jí)即(jí)将(jiāng)发(fā)布(bù)的(de)新(xīn)一(yī)代(dài)电(diàn)感(gǎn)式(shì)高(gāo)速(sù)绝(jué)对(duì)位(wèi)置(zhì)传(chuán)感(gǎn)器(qì)接(jiē)口(kǒu)芯(xīn)片(piàn)--MLX90520等(děng)产(chǎn)品(pǐn)。

MLX90384是(shì)一(yī)款(kuǎn)用(yòng)于(yú)机(jī)器(qì)人(rén)关节(jié)的(de)高(gāo)精(jīng)度(dù)磁(cí)位(wèi)置(zhì)传(chuán)感(gǎn)器(qì)。采用(yòng)创(chuàng)新(xīn)的(de)Arcminaxis™技(jì)术(shù),通(tōng)过(guò)集成(chéng)磁(cí)铁(tiě)和(hé)配(pèi)套(tào)软(ruǎn)件(jiàn)实(shí)现(xiàn)精(jīng)准(zhǔn)校(xiào)准(zhǔn)与(yǔ)操(cāo)作(zuò)。MLX90384能(néng)够(gòu)提(tí)供(gōng)高(gāo)达(dá)18位(wèi)的(de)分(fēn)辨(biàn)率(lǜ),能(néng)够(gòu)实(shí)现(xiàn)极(jí)其(qí)精(jīng)细(xì)的(de)位(wèi)置(zhì)检(jiǎn)测(cè)。该(gāi)传(chuán)感(gǎn)器(qì)不(bù)依(yī)赖(lài)于(yú)螺(luó)距(jù),单(dān)一(yī)芯(xīn)片(piàn)可(kě)以(yǐ)适(shì)用(yòng)于(yú)多(duō)种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)的(de)磁(cí)体(tǐ),极(jí)大(dà)地(de)提(tí)高(gāo)了(le)其(qí)灵(líng)活(huó)性(xìng)和(hé)适(shì)用(yòng)范(fàn)围(wéi)。

现(xiàn)场工作人员介绍,迈来芯即将发布的新一代电感式高速绝对位置传感器接口芯片--MLX90520。不同于磁位置传感器,MLX90520具备完全抗外部磁场干扰能力,可提供<0.1°的高精度数字化角度输出,分辨率高达22位。其PCB尺寸支持20mm至200mm的弹性设计范围,便于实现高度集成化应用,同时具备大气隙工作能力,有效简化客户系统的机械结构设计复杂度。

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图:迈来芯MLX90384、MLX90520

迈来芯现场展示了单芯片磁性触觉传感器MLX90900,能够实现三维力传感,法向力5N(扩展15N),切向力2N(扩展4N),增强了触觉和力反馈,在机器人领域有着巨大的潜力,可用于协作机器人与工业夹爪,仿生机器人收不以及假肢手等应用场景。

国产高性能MCU、微型伺服电缸满足多领域需求

在机器人领域,国内企业正在加速布局并展现出强大的创新能力和市场竞争力。在2025年慕尼黑上海电子展上,国民技术、威兆半导体、因时机器人、仙工智能、傲意科技等多家国内领先企业均展示了他们最新(xīn)的(de)解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)和(hé)技(jì)术(shù)突(tū)破(pò)。

国(guó)民(mín)技(jì)术(shù)面(miàn)向(xiàng)机(jī)器(qì)人(rén)领(lǐng)域推(tuī)出(chū)了(le)基(jī)于(yú)国(guó)民(mín)技(jì)术(shù)的(de)N32H系(xì)列(liè)高(gāo)性(xìng)能(néng)MCU可(kě)应(yīng)用(yòng)驱动模组网关、激光雷达、关节驱动模组、灵巧手、IMU模块、BMS等细分领域。

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其中驱动模组网关的N32H78xEC基于Arm® Cortex®-M4、Arm® Cortex®-M7内核,可提供200MHz-600MHz运行主频,内部运行端侧轻量级机器学习(ML)算法,能够为复杂场景下的电机自适应控制提供算力。N32H78xEC通过片内高速总线集成了EtherCAT从站控制器接口。

应用于关节驱动模组的N32H76xEC基于高性能的600MHz Arm® Cortex®-M7内核,适合处理复杂的控制算法。该型号还集成了EtherCAT和CAN-FD接口,进一步增强了系统的兼容性和灵活性。这些接口的集成使得N32H76xEC非常适合用于工(gōng)业(yè)自(zì)动(dòng)化(huà)和(hé)机(jī)器(qì)人(rén)领(lǐng)域,特(tè)别(bié)是(shì)在(zài)需(xū)要(yào)高(gāo)精(jīng)度(dù)和(hé)实(shí)时(shí)数(shù)据(jù)传(chuán)输(shū)的(de)关节(jié)驱(qū)动(dòng)模(mó)组(zǔ)中(zhōng)。

除(chú)此(cǐ)之(zhī)外(wài),国(guó)民(mín)技(jì)术(shù)还(hái)推(tuī)出(chū)了(le)N32H47x系(xì)列(liè)、N32G45x系(xì)列(liè)MCU,以(yǐ)及(jí)应(yīng)用(yòng)于(yú)灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)的(de)N32H76xEC、N32H473等(děng)系(xì)列(liè)MCU,N32H76xEC可(kě)同(tóng)时(shí)控(kòng)制(zhì)6电(diàn)机(jī),N32H473可(kě)同(tóng)时(shí)控(kòng)3电(diàn)机(jī),满(mǎn)足(zú)不(bù)同(tóng)客(kè)户(hù)的(de)需(xū)求(qiú)。

因(yīn)时(shí)机(jī)器(qì)人(rén)专(zhuān)注(zhù)于(yú)微(wēi)型(xíng)精(jīng)密(mì)运(yùn)动(dòng)部(bù)件(jiàn)研(yán)发(fā)制(zhì)造(zào)和(hé)伺(cì)服(fú)控(kòng)制(zhì)技(jì)术(shù),其(qí)推(tuī)出(chū)的(de)微(wēi)型(xíng)伺(cì)服(fú)电(diàn)缸(gāng)和(hé)机(jī)器(qì)人(rén)未(wèi)端(duān)执(zhí)行(xíng)器(qì), 在(zài)微(wēi)小(xiǎo)型(xíng)、高(gāo)精(jīng)度(dù)和(hé)力(lì)控(kòng)技(jì)术(shù)等(děng)方(fāng)面(miàn)具(jù)备(bèi)一(yī)定(dìng)的(de)技(jì)术(shù)优(yōu)势(shì)。在(zài)展(zhǎn)会(huì)现(xiàn)场(chǎng),因(yīn)时(shí)机(jī)器(qì)人(rén)展(zhǎn)示(shì)了(le)采用(yòng)了(le)公(gōng)司(sī)的(de)微(wēi)型(xíng)伺(cì)服(fú)电(diàn)缸(gāng)的(de)灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)。

其(qí)微(wēi)型(xíng)伺(cì)服(fú)电(diàn)缸(gāng)集成(chéng)了(le)伺(cì)服(fú)驱(qū)动(dòng)器(qì)、力(lì)传(chuán)感(gǎn)器(qì)、空(kōng)心(xīn)杯(bēi)电(diàn)机(jī)、减(jiǎn)速(sù)器(qì)、丝(sī)杠(gāng)等(děng)元器件,支持位置控制、速度控制、速度控制和力控制三种控制模式,可用于人形机器人的灵巧手、臂、腿、颈部以及腰部等摆动角度不大的单自由度关节。

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图:因时机器人微型伺服电缸

因时机器人展示的仿人五指灵巧手采用创新型直线驱动设计,内部集成了6个力控微型伺服电缸。单手具有6个主动自由度和12个运动关节,结合力位混合控制算法,具有亚毫米级定位精度和数千克的负载能力。目前,因时科技推出了RH56DFX系列灵巧手、RH56BFX系列灵巧手。

RH56DFX系列灵巧手单手可拎起5公斤重水桶,指尖抓握力达到1.5KG,适用于机器人末端执行器或假肢等领域。RH56BFX系列灵巧手又称钢琴手,速度非常快,通过视觉模块与人手猜拳可达到以假乱真的效果,适用于表演与手势交互等场景。

小结

慕尼黑上海电子展不仅展示了全球机器人产业的快速发展,还凸显了国内外厂商在技术创新和市场竞争中的强劲势头。无论是追求高效节能的工业自动化设备,还是需要精细控制的人形机器人,都有多样的新技术和新方案。可以期待的是,随着上下游企业的研发投入,未来机器人市场正朝着更加智能化、多样化和集成化的方向迈进。

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