昆泰芯KTM5900磁编码器,为机器人打造“神经反射”的感知中枢

360影视 日韩动漫 2025-05-16 10:36 2

摘要:磁编码器是一种通过检测磁场变化来测量角度或位移的传感器设备,主要依赖霍尔效应或磁阻效应进行非接触式信号采集。相比传统光学编码器,磁编码器具有更强的环境适应能力,可在尘土、油污、高湿或振动环境中稳定运行,且结构更紧凑、抗干扰性强。尤其是在工业机器人、人形机器人、

磁编码器是一种通过检测磁场变化来测量角度或位移的传感器设备,主要依赖霍尔效应或磁阻效应进行非接触式信号采集。相比传统光学编码器,磁编码器具有更强的环境适应能力,可在尘土、油污、高湿或振动环境中稳定运行,且结构更紧凑、抗干扰性强。尤其是在工业机器人、人形机器人、电机控制等复杂应用场景中,磁编码器凭借其高精度、低延迟和高集成度的优势,逐步成为关键的运动控制传感元件。随着隧道磁阻(TMR)技术的发展,磁编码器的分辨率与线性度已接近甚至超越部分高端光学编码器,为实现机器人闭环控制系统提供了坚实的感知基础。 在日前举行的第十五届松山湖中国IC创新高峰论坛上,泉州昆泰芯微电子科技有限公司创始人兼CEO武建峰博士介绍了昆泰芯在磁编码器领域的技术积淀与产品落地,他同时表明了一个观点:在“具身智能”成为机器人产业新命题的当下,真正实现类神经反馈式的闭环控制,必须从感知链路入手。

昆泰芯微电子科技有限公司创始人兼CEO武建峰

KTM5900:构建类神经“反射中枢”的核心芯片据介绍,KTM5900是一款基于TMR(隧道磁阻)效应的高精度磁编码器芯片,具备±0.025°角度精度、180,000RPM支持转速、0.5μs系统响应延迟,并内建2MHz双通道SAR ADC与256点误差修正查找表。这意味着它不仅是一颗精准的角度感知芯片,更是机器人“神经系统”中最接近神经反射能力的感知组件。其自动校准、自学习能力支持一键式装配与误差拟合,可在启动过程中自动识别磁铁偏移、结构误差、温漂等问题,并通过软硬协同快速收敛角度误差,避免了复杂的人工调试过程,大幅降低了装配难度与制造成本。此外,KTM5900支持在轴、离轴、侧轴等多种磁体配置,可适配多种机械结构,为不同形态的机器人提供高兼容性方案。正如武建峰所强调:“我们希望把每一颗传感芯片,做成‘一键自适应’的装配单元,让机器人像乐高一样快速拼装。”模块化生态布局:构建完整“感知中心”KTM5900是昆泰芯构建的“模块化传感中心”中的关键一环。配套产品如KTH5701三轴霍尔传感器、KTP6220电流传感器、TMR低功耗开关芯片等,支持从姿态建模到能耗监控的多维场景,形成整机级“运动-感知-能耗”协同系统。

其自动校准、自学习能力支持一键式装配与误差拟合,可在启动过程中自动识别磁铁偏移、结构误差、温漂等问题,并通过软硬协同快速收敛角度误差,避免了复杂的人工调试过程,大幅降低了装配难度与制造成本。此外,KTM5900支持在轴、离轴、侧轴等多种磁体配置,可适配多种机械结构,为不同形态的机器人提供高兼容性方案。 KTM5900的自校准、自学习算法可在装配初期通过旋转自动修正结构偏差,显著降低人工校准时间与成本。武建峰表示:“我们希望把每一颗传感芯片,做成‘一键自适应’的装配单元,让机器人像乐高一样快速拼装。”芯片内部集成滤波、幅度匹配、相位正交等多级信号调理模块,配合16位分辨率SAR ADC,能在不同频段下保持一致的线性精度输出,保障复杂运动场景中的稳定性。

应用案例介绍编码器技术路在编码器技术路径上,磁性、光学与电感三大方案各有优劣。磁性编码器因不受尘埃、油污、水汽影响,成为复杂机械场景中的优选;光学编码器凭借超高分辨率,在静态精密测量中仍有优势;电感编码器则在高EMI环境下表现稳定,适合新能源汽车等应用。昆泰芯并不执着于路线之争,而是选择根据场景需求提供“适配最优解”。 据介绍,KTM系列产品已部署于云深处科技的四足机器人“绝影”,实现65,000点高频连续反馈,支持快速跳跃、坡地导航、瞬时变向等复杂动作。在消费级按摩理疗机器人中,3D霍尔芯片实现按压力道精准调节,满足精细人机交互需求。从实验室落地需要跨越的四大门槛武建峰指出,机器人要真正走出实验室并进入实际使用场景,需要跨越四大门槛:响应速度、功能安全、成本控制与批量装配性。他表示:“机器人的关节衰老了,大脑还没感知到,这不行。”KTM5900正是在这四点上进行针对性设计,成为系统中的高效神经节点。 在昆泰芯黑豹2.0机器狗实测中,KTM5900将闭环响应控制时间压缩至2.4μs,相比传统磁编码器的30~50μs,实现20倍速度提升。其80MHz主频架构、36MHz SPI高速数据通道与双通道采样引擎提供了高频响应能力,在高频GaN驱动环境下依然运行稳定,适配未来高性能机器人需求。 KTM5900可与KTP6系列电流传感器与KTM58系列位置检测芯片配套,构建出完整的闭环控制系统。适用于采用高频GaN或SiC功率驱动的高精度、高速度、低能耗应用,推动机器人全栈式性能提升。 KTM5900不仅是一款芯片,更是支撑机器人“感知-决策-控制”闭环体系的关键部件。正如武建峰所言:“真正的智能,不在大脑,而在能否精准感受到这个世界。”它不仅填补了高端编码器国产化空白,更让机器人真正具备类人“神经反射”能力,为国产机器人产业的崛起构筑坚实底座。

来源:与非网

相关推荐