赋能高精度驱动与实时控制，ADI如何重塑人形机器人运动核心

原创亚德诺半导体 2025-05-27 11:30

如何通过半导体技术提升光伏与储能系统的效率？ 超越单处理器嵌入式系统的演进

在具身智能领域，人形机器人无疑是最值得期待的产品类别，有着更高的市场热度和更大的发展潜力。然而，要释放人形机器人的市场潜力，研发企业仍需攻克一系列挑战，涉及定位、感知、连接、控制、电源管理等多个维度。本文将聚焦于其核心的高精度驱动与实时控制技术，展示ADI如何提供从指尖到关节的全栈解决方案，赋能机器人实现更卓越的运动性能。

灵巧手全集成伺服电机驱控方案

机器人的灵巧手是其与物理世界进行复杂交互的关键，其多自由度、高集成度的特性对电机驱动控制方案提出了极高要求：既要体积小巧，又要能精确控制多个微型电机，同时简化布线和系统复杂度。对此，ADI Trinamic灵巧手集成驱动控制方案提供了革命性的解决方案。

这是一款全集成的36V智能FOC伺服驱动控制芯片，支持PMSM/BLDC及有刷伺服电机。其内部集成了完整的无损电流检测、位置/速度/力矩闭环控制以及高达200kHz的PWM频率，非常适合控制低电感空心杯电机。通过SPI菊花链方式，仅需少量引线即可级联控制多达数十个芯片。这不仅

极大降低了系统布线的复杂度、节省了宝贵的PCB空间

，还将运动控制任务从主控MCU中卸载，使主控资源能最大限度地用于大模型运算等高级AI任务，提升机器人整体算力。

内置硬件FOC引擎，开发者无需编写复杂的FOC算法代码，即可实现电机的高效率、平稳静音及快速动态响应控制。其集成的8点加减速轨迹曲线运动控制EightPoint Motion Controller能减少运动抖动，实现平滑的加减速控制。

关节伺服电机高集成驱控方案

伺服关节是机器人的力量之源和运动之枢，其性能直接决定了机器人的负载能力、运动精度和动态响应。ADI Trinamic为不同功率等级和集成需求的伺服关节提供多样化的解决方案。

高集成单片伺服驱控芯片TMC9660

该芯片集成了MCU、伺服三环控制（位置、速度、电流）、70V/2A智能栅极驱动器（GDRV）、运放、LDOs及Buck转换器。开发者仅需外置功率MOSFET即可构成完整的伺服驱动单元。同样内置硬件FOC，无需繁琐的软件算法开发。MCC支持高达100kHz的伺服环路控制及8点Ramp轨迹发生器，确保高效、精准的运动控制。

高性能步进电机驱动器TMC5240

TMC5240是一款智能高性能步进电机控制器和同样集成”八点”加减速规划的运动控制芯片，具有串行通信接口(SPI,UART)和广泛的诊断能力。结合了一个灵活的, 优化的抑制抖动斜坡发生器用于自动定位，采用行业最先进的步进电机驱动技术，该驱动基于256微步细分内置分度器和完全集成的 36V、2.1A（IRMS）、峰值3.0A、H桥（每个H桥的最大输出电流为IMAX=5.0AMAX，超过5A会保护）以及非耗散集成电流传感器 (ICS)。精密的stealthChop2™斩波器确保绝对无噪音运行，同时具有最高效率和最佳电机转矩，静音模式到高速度模式的切换，无抖动。

多协议绝对值编码器解码芯片TMC8100

TMC8100支持SSI、BiSS C、EnDat、Tamagawa等多种主流绝对值编码器协议，以及增量编码器接口。能够通过SPI或高速UART与主控制器通信，为伺服关节提供精确、可靠的位置反馈，是实现高精度机器人运动控制的关键一环。它常与TMC6460或TMC9660等驱动芯片配合使用，处理复杂的编码器信号。