人形机器人的灵巧双手

采用英飞凌电机控制、触觉传感、区域控制、连接和安全支持的可扩展灵巧手解决方案

概述

随着灵巧双手的自由度增加，工程师必须在有限的手部和手指空间内集成更多的运动控制、传感和反馈功能。英飞凌提供可扩展的紧凑型电机控制、区域控制、触觉传感和传感器融合技术，帮助工程师设计高度集成、响应迅速且可用于高级操作、安全交互和实时控制的机器人手。

产品优势

  • 精准的手指控制
  • 稳定抓握
  • 精细的物体处理
  • 紧凑型关节一体化
  • 降低系统复杂性
  • 更快的本地响应
  • 可扩展的手部设计
  • 实时触摸反馈
  • 更安全的人机交互

框图

关于

实现类人手部运动的精确电机控制

灵巧手需要精准的电机控制和协调的手指运动，才能抓取、旋转、平移和重新摆放物体。随着自由度增加，空间成为最主要的设计约束之一。高集成度电机驱动技术有助于缩小印制电路板（PCB）面积，同时支持紧凑型机器人手部架构。

综合运用这些技术，工程师能够为多自由度灵巧手在性能、印制电路板（PCB）面积、热设计和可扩展性之间取得平衡。

相关的 Infineon 技术包括：

  • MOTIX™ 无刷直流电机（BLDC）控制器——集成微控制器和驱动功能，减少外部元件数量及印制电路板（PCB）面积
  • 用于紧凑型电机控制和多电机控制的 PSOC™ Control C3 微控制器
  • 用于电机、转子和关节位置反馈的 XENSIV™ TLI49012 和 TLI5012B 角度传感器
  • 采用超紧凑 PQFN 2×2 封装的 OptiMOS™ 功率 MOSFET，具有低导通电阻 RDS(on) 和优异的开关性能，可在较小的占板面积内实现出色效率
  • 集成式中压 CoolGaN™ Drive 方案将功率器件与栅极驱动器、电流传感器和保护器件相结合，实现面向下一代的集成设计并节省空间

复杂灵巧手的可扩展区域控制

一只灵巧手中可能集成多个执行器、传感器和通信通路。区域控制有助于通过手部级控制器协调电机节点、触觉感知和本地反馈，从而管理系统复杂性。

这种可扩展的方法有助于工程师连接手掌级控制、手指级电机节点和传感子系统，同时保持系统的模块化和响应能力，便于扩展并满足实时控制需求。

相关的 Infineon 技术包括：

  • 用于基于 EtherCAT® 的手部级协调的 XMC4800 微控制器
  • 面向先进域控制器架构的 AURIX™ 微控制器
  • 用于本地电机节点实时控制的 PSOC™ Control C3 微控制器
  • 用于完善系统的有线连接、保护和电源产品

用于精准操作的多传感反馈

灵巧的双手需要精确的力反馈，才能在连续操作过程中施加合适的压力。丰富的触觉感知能力有助于机器人手检测力的变化、实现稳定抓握，并在物体移动、滑动或需要精细操作时及时调整。

多感知架构可在紧凑型传感方案中融合接近检测、接触检测、力估算、磁性位置检测和滑移检测，帮助灵巧手快速响应力的变化，实现更自然的交互。

相关的 Infineon 技术包括：

  • PSOC™ 4000T 采用 CAPSENSE™ 技术，实现触觉、接近和接触检测
  • XENSIV™ 三维霍尔传感器（如 TLE493D），适用于在可变形指尖结构中使用小型磁体的磁性触觉方案
  • 用于丰富传感输入的 XENSIV™ 压力传感器和 REAL3™ 飞行时间（ToF）传感器
  • 用于传感器融合和 AI 功能集成的 PSOC™ Edge 微控制器

用于加快机器人手开发的集成工具

Infineon 的开发生态系统帮助工程师以更少的投入，从概念阶段推进到原型阶段。ModusToolbox™ 支持 PSOC™ 应用的快速开发，涵盖嵌入式传感、控制、无线通信和云连接系统。

对于灵巧手，这些工具有助于加快传感、固件和控制开发，同时支持电机控制、触觉感知和系统控制领域的可扩展架构。

相关的 Infineon 资源包括：

  • 用于嵌入式电机控制软件开发的 ModusToolbox™ Motor Suite
  • 用于传感开发的 CAPSENSE™ 配置与调优资源
  • 用于加快原型开发的评估硬件和参考资源
电机控制开发工具
电容式传感开发工具

实现类人手部运动的精确电机控制

灵巧手需要精准的电机控制和协调的手指运动，才能抓取、旋转、平移和重新摆放物体。随着自由度增加，空间成为最主要的设计约束之一。高集成度电机驱动技术有助于缩小印制电路板（PCB）面积，同时支持紧凑型机器人手部架构。

综合运用这些技术，工程师能够为多自由度灵巧手在性能、印制电路板（PCB）面积、热设计和可扩展性之间取得平衡。

相关的 Infineon 技术包括：

  • MOTIX™ 无刷直流电机（BLDC）控制器——集成微控制器和驱动功能，减少外部元件数量及印制电路板（PCB）面积
  • 用于紧凑型电机控制和多电机控制的 PSOC™ Control C3 微控制器
  • 用于电机、转子和关节位置反馈的 XENSIV™ TLI49012 和 TLI5012B 角度传感器
  • 采用超紧凑 PQFN 2×2 封装的 OptiMOS™ 功率 MOSFET，具有低导通电阻 RDS(on) 和优异的开关性能，可在较小的占板面积内实现出色效率
  • 集成式中压 CoolGaN™ Drive 方案将功率器件与栅极驱动器、电流传感器和保护器件相结合，实现面向下一代的集成设计并节省空间

复杂灵巧手的可扩展区域控制

一只灵巧手中可能集成多个执行器、传感器和通信通路。区域控制有助于通过手部级控制器协调电机节点、触觉感知和本地反馈，从而管理系统复杂性。

这种可扩展的方法有助于工程师连接手掌级控制、手指级电机节点和传感子系统，同时保持系统的模块化和响应能力，便于扩展并满足实时控制需求。

相关的 Infineon 技术包括：

  • 用于基于 EtherCAT® 的手部级协调的 XMC4800 微控制器
  • 面向先进域控制器架构的 AURIX™ 微控制器
  • 用于本地电机节点实时控制的 PSOC™ Control C3 微控制器
  • 用于完善系统的有线连接、保护和电源产品

用于精准操作的多传感反馈

灵巧的双手需要精确的力反馈，才能在连续操作过程中施加合适的压力。丰富的触觉感知能力有助于机器人手检测力的变化、实现稳定抓握，并在物体移动、滑动或需要精细操作时及时调整。

多感知架构可在紧凑型传感方案中融合接近检测、接触检测、力估算、磁性位置检测和滑移检测，帮助灵巧手快速响应力的变化，实现更自然的交互。

相关的 Infineon 技术包括：

  • PSOC™ 4000T 采用 CAPSENSE™ 技术，实现触觉、接近和接触检测
  • XENSIV™ 三维霍尔传感器（如 TLE493D），适用于在可变形指尖结构中使用小型磁体的磁性触觉方案
  • 用于丰富传感输入的 XENSIV™ 压力传感器和 REAL3™ 飞行时间（ToF）传感器
  • 用于传感器融合和 AI 功能集成的 PSOC™ Edge 微控制器

用于加快机器人手开发的集成工具

Infineon 的开发生态系统帮助工程师以更少的投入，从概念阶段推进到原型阶段。ModusToolbox™ 支持 PSOC™ 应用的快速开发，涵盖嵌入式传感、控制、无线通信和云连接系统。

对于灵巧手，这些工具有助于加快传感、固件和控制开发，同时支持电机控制、触觉感知和系统控制领域的可扩展架构。

相关的 Infineon 资源包括：

  • 用于嵌入式电机控制软件开发的 ModusToolbox™ Motor Suite
  • 用于传感开发的 CAPSENSE™ 配置与调优资源
  • 用于加快原型开发的评估硬件和参考资源
电机控制开发工具
电容式传感开发工具
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