2025年央視春晚,一群“仿生機器人”以流暢的舞步和精準的協(xié)同表演驚艷全國。這些機器人不僅能完成高難度動作,還能與演員實時互動,其背后離不開一項關鍵技術——高精度角度傳感器。與此同時,特斯拉Optimus、優(yōu)必選Walker X等人形機器人加速商業(yè)化落地,AI大模型與具身智能的結合更將行業(yè)推向新高度。在這場熱潮中,磁阻式旋轉變壓器(Resolver,簡稱旋變)作為關節(jié)控制的核心器件,正從汽車產業(yè)的“幕后功臣”轉型為人形機器人賽道的“關鍵先生”。
旋變傳感器是一種基于電磁感應原理的角度測量裝置,它利用轉子與定子之間的相對旋轉,通過電磁耦合產生變化的信號,進而解析出旋轉角度。相比于其他角度傳感器,旋變具有高精度、絕對位置檢測、高動態(tài)響應、無接觸式傳感及長壽命等優(yōu)勢。長期以來,該領域由日本多摩川、美國TE Connectivity等企業(yè)主導,但國產力量的崛起正在逐步改變這一競爭格局。
以華為哈勃投資的華旋傳感為例,這家深耕車用旋變市場的前沿企業(yè),憑借新能源汽車主驅電機轉子位置檢測的技術積淀,率先將旋變技術遷移至人形機器人領域。其產品在保持車規(guī)級可靠性的基礎上,針對機器人特殊工況進行系統(tǒng)化改良,形成跨行業(yè)技術轉化的典型范例。
在人形機器人復雜運動控制系統(tǒng)中,旋變傳感器承擔著“運動神經”的關鍵職能。人形機器人要實現(xiàn)如人類般的靈活運動,關鍵在于各關節(jié)的精準控制與協(xié)調。旋變傳感器能夠實時、準確地提供關節(jié)角度信息,為伺服控制系統(tǒng)提供關鍵的位置反饋,從而實現(xiàn)機器人關節(jié)的精確控制。此外,人形機器人在執(zhí)行跳躍、翻滾等高難度動作時,要求傳感器具有快速響應和高可靠性。旋變傳感器憑借其高動態(tài)響應能力和無接觸式設計,能夠有效應對這類挑戰(zhàn),確保機器人在復雜環(huán)境中的穩(wěn)定運行。
旋變傳感器在人形機器人的應用不僅限于關節(jié)位置與速度反饋。在動態(tài)平衡控制方面,旋變傳感器能夠實時反饋機器人的姿態(tài)信息,幫助控制系統(tǒng)快速調整姿態(tài),保持平衡。在協(xié)作機器人的安全控制方面,旋變傳感器通過實時監(jiān)測關節(jié)位置變化,結合力反饋系統(tǒng),能夠快速識別異常負載或碰撞,觸發(fā)安全停機機制,確保人機交互場景下的安全性。
華旋傳感的技術遷移路徑具有典型示范意義。它不僅繼承了傳統(tǒng)旋變的高精度和可靠性優(yōu)勢,還針對人形機器人的特殊需求,進行了技術創(chuàng)新和優(yōu)化。例如,通過優(yōu)化旋變的內部結構,提高了傳感器的動態(tài)響應速度和抗干擾能力;同時,采用先進的信號處理算法,進一步提升了角度測量的準確性和穩(wěn)定性。這些創(chuàng)新實踐使得華旋傳感的旋變傳感器在人形機器人領域展現(xiàn)其出色的性能和廣泛的應用前景。
在這場由人形機器人引領的精密傳感革命中,旋變的價值已超越單一器件范疇,成為智能化運動控制的基石。其技術演進不僅體現(xiàn)了傳統(tǒng)工業(yè)傳感器向高附加值領域的升級路徑,更揭示了跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的可能性——從新能源汽車到人形機器人,從工業(yè)機械臂到太空探索裝備,旋變正在重新定義精密角度檢測的邊界。
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