機器人技術(shù)的迅猛發(fā)展已經(jīng)在多個領(lǐng)域引起了革命性的變革，從制造業(yè)到醫(yī)療保健，再到日常生活。在機器人的運動控制中，伺服電機扮演著關(guān)鍵的角色，它們?yōu)闄C器人的關(guān)節(jié)提供了動力和精確的運動控制。

機器人關(guān)節(jié)伺服電機

機器人的關(guān)節(jié)伺服電機控制是一種先進的技術(shù)，依靠電機驅(qū)動器、控制算法來完成精確的電流和速度控制，來調(diào)整電機的運動，以確保所需的位置、速度和力矩。

隨著控制技術(shù)和半導體技術(shù)的發(fā)展進步，伺服控制廣泛運用于多種領(lǐng)域，常見如：機器人、機器狗、監(jiān)控、云臺、道閘機、縫紉機和玩具等，目前針對機器人伺服電機控制方案，提出了小型化、開發(fā)便捷化、高性價比等更高的設計要求。

FU63xx系列

機器人關(guān)節(jié)電機控制方案應用

直流無刷電機，因其使用壽命長、低噪聲、高響應等優(yōu)點，被作為高精度控制的首選電機。專注電機驅(qū)動控制芯片領(lǐng)域的峰岹科技，近期推出針對機器人關(guān)節(jié)電機的專用控制系列芯片F(xiàn)U63xx，將電機驅(qū)動、伺服控制和位置傳感器都集成在一顆芯片當中，幫助開發(fā)者更簡捷、高效的完成機器人關(guān)節(jié)電機控制方案。

過去提到伺服控制，總和高精度、高技術(shù)、高成本分不開，隨著應用要求提高，緊湊的設計和多功能集成已經(jīng)成為未來趨勢。峰岹FU63xx系列芯片內(nèi)置：運放、運放放大電阻、LDO、Pre-Driver功能，更加簡潔的電路設計，可減小控制板體積，適用于機器人各類關(guān)節(jié)電機及車輪電機，利于節(jié)約空間，便于集成化系統(tǒng)開發(fā)；其中FU6366芯片還集成了Can通信功能，滿足機器人控制通信需求。

除了集成度高，F(xiàn)U63xx系列芯片采用雙核設計，協(xié)同工作，實現(xiàn)各種高性能電機控制。其中8051內(nèi)核進行常規(guī)事務處理，ME專用內(nèi)核處理電機實時事務。芯片內(nèi)部集成有乘/除法器、CRC、PI、角度換算和低通濾波器等常用硬件算法模塊，可最大化加快程序運行速度。

角度傳感器：

FU63xx系列關(guān)鍵集成技術(shù)

FU63xx系列芯片內(nèi)置12位分辨率角度傳感器，可以檢測軸端磁鐵產(chǎn)生的磁場，并轉(zhuǎn)換為角度信號。為做到機器人關(guān)節(jié)精準控制和自適應調(diào)節(jié)，位置反饋系統(tǒng)作用十分重要，其可實時監(jiān)測電機的位置和速度。內(nèi)置以MR（磁阻傳感器）技術(shù)為基礎的角度傳感器，擁有高靈敏度，寬磁場范圍等特點，可以檢測大于80Gs的磁場，抗雜散磁場能力強。通過感測電機的同軸磁鐵獲得電機角度，用于電機位置控制和角度計算。

圖：傳統(tǒng)伺服電機控制系統(tǒng)構(gòu)成示意

圖：峰岹伺服控制高集成芯片示意圖

FU63xx系列將角度傳感器集成在主控芯片中，解決了傳統(tǒng)伺服電機系統(tǒng)分離式角度傳感器芯片的角度信息傳輸延遲問題，角度實時更新，反饋更加及時，系統(tǒng)響應更快，同時系統(tǒng)會根據(jù)每個應用進行精度的重新矯正，降低由于傳感器安裝偏差帶來的精度影響。

圖：FU63xx系列芯片和磁鐵的對應關(guān)系

精確控制

來自于核心伺服控制算法

伺服電機可實現(xiàn)機器人的關(guān)節(jié)精確地定位和定向，其在高精度的任務需求中特別重要。峰岹科技擁有著多年伺服算法研發(fā)和應用經(jīng)驗，F(xiàn)U63xx系列芯片提煉了伺服運動控制算法核心（包括震動抑制，角度修正，軌跡規(guī)劃等），經(jīng)過精簡壓縮算法，提高了代碼可讀性和易用性，可廣泛應用到多種位置控制和高響應伺服控制。如下為全范圍段的電機保持精度測試，誤差小于0.1°。

反饋跟蹤給定速度快，跟蹤誤差小于5個單位，折算為度數(shù)0.03°

更廣泛的

機器人伺服電機應用方案

FU63xx系列芯片除了應用在機器人、機器狗、監(jiān)控、云臺、道閘機、縫紉機、玩具上面之外，還可廣泛應用于電動窗簾、自動門、舞臺燈光、卷軸屏、汽車智能旋鈕等場合

FU63xx系列應用選型

FU63xx系列芯片選型

機器人運動關(guān)節(jié)伺服電機控制是機器人技術(shù)中至關(guān)重要的組成部分，它驅(qū)動了機器人的高精度、智能和協(xié)調(diào)運動。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，伺服電機控制將繼續(xù)推動機器人在各個領(lǐng)域的應用，為人類創(chuàng)造更多的便利和可能性。運用先進的芯片技術(shù)和控制算法，我們可以期待看到更多創(chuàng)新和進步，使機器人變得更加靈活、高效和智能。