電子發(fā)燒友網綜合報道編碼器是測量旋轉角度、位移及速度的傳感器,作為伺服系統(tǒng)的核心部件,在人形機器人領域,其數據反饋對實現機器人運動的精密控制與定位至關重要。
編碼器種類豐富,按技術原理可分為磁編碼器、光編碼器及電感編碼器等。其中,磁編碼器與電感編碼器憑借體積小、重量輕、抗沖擊等優(yōu)勢,在人形機器人關節(jié)等場景應用廣泛;按測量類型可分為直線編碼器和旋轉編碼器,光柵尺是直線編碼器的典型代表,旋轉編碼器則常用于測量人形機器人關節(jié)的旋轉角度;按輸出信號可分為絕對式編碼器和增量式編碼器,絕對式編碼器能提供設備在絕對坐標系中的精確位置信息,增量式編碼器則通過計算脈沖數量追蹤位置變化。
人形機器人對編碼器要求較高,需具備高精度、高分辨率、快速響應、體積小、重量輕、抗干擾能力強等特點,以滿足機器人在復雜環(huán)境下的精確運動控制需求。例如,旋轉關節(jié)通常需配備兩個編碼器以保障準確度與穩(wěn)定性,線性關節(jié)和靈巧手則需配備一個編碼器。
統(tǒng)計數據顯示,2024年全球人形機器人市場規(guī)模約為20.3億美元,主要由工業(yè)場景測試與科研需求驅動。中國作為核心市場,2024年市場規(guī)模達69億元人民幣,占全球總規(guī)模的近34%。預計2025年全球人形機器人市場規(guī)模將突破8.9億美元(約63.39億元人民幣),其中中國市場貢獻占比超50%。
為助力國產人形機器人發(fā)展,國內編碼器廠商正積極發(fā)力——此前該市場主要由國際大廠主導,2022年多摩川、海德漢兩家企業(yè)在中國市場的合計占有率約為42%。目前,國內禹衡光學、匯川技術、禾川科技等企業(yè)的產品已成功打入人形機器人應用領域。
禹衡光學的主導產品光柵編碼器廣泛應用于機器人等領域,其最高絕對位數可達29bit,能將角位移測量結果以自然二進制碼形式串行輸出,具備多項報警報錯安全功能,且擁有高準確度、高重復定位精度與高防護等級等特點。
匯川技術通過外延收購設立長春匯通光電技術有限公司,已具備關鍵光電編碼器自主生產能力。其研發(fā)的分體式磁編碼器性能優(yōu)異,具有耐振動、抗沖擊、易安裝、輕量化、可自校準的優(yōu)勢,無安裝負擔;該編碼器采用雙向異步串行通信規(guī)格,分辨率可達單圈17位、多圈16位。
禾川科技在磁編碼器技術領域取得重要突破,其磁編碼器分辨率達17位,精度達30角秒,可覆蓋大多數工業(yè)自動化控制場景。其中,空感式編碼器的中空直徑可達15mm,重復精度達±0.005°,絕對精度達±0.02°。
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