賦能高精度驅動與實時控制，ADI如何重塑人形機器人運動核心

在具身智能領域，人形機器人無疑是最值得期待的產品類別，有著更高的市場熱度和更大的發展潛力。然而，要釋放人形機器人的市場潛力，研發企業仍需攻克一系列挑戰， 涉及定位、感知、連接、控制、電源管理等 多個維度。 本文將聚焦于其核心的高精度驅動與實時控制技術，展示ADI如何提供從指尖到關節的全棧解決方案，賦能機器人實現更卓越的運動性能。

靈巧手全集成伺服電機驅控方案

機器人的靈巧手是其與物理世界進行復雜交互的關鍵，其多自由度、高集成度的特性對電機驅動控制方案提出了極高要求：既要體積小巧，又要能精確控制多個微型電機，同時簡化布線和系統復雜度。對此，ADI Trinamic靈巧手集成驅動控制方案 提供了革命性的解決方案。

這是一款全集成的36V智能FOC伺服驅動控制芯片，支持PMSM/BLDC及有刷伺服電機。其內部集成了完整的無損電流檢測、位置/速度/力矩閉環控制以及高達200kHz的PWM頻率，非常適合控制低電感空心杯電機。通過SPI菊花鏈方式，僅需少量引線即可級聯控制多達數十個芯片。這不僅 極大降低了系統布線的復雜度、節省了寶貴的PCB空間 ，還將運動控制任務從主控MCU中卸載，使主控資源能最大限度地用于大模型運算等高級AI任務，提升機器人整體算力。

內置硬件FOC引擎，開發者無需編寫復雜的FOC算法代碼，即可實現電機的高效率、平穩靜音及快速動態響應控制。 其集成的8點加減速軌跡曲線運動控制EightPoint Motion Controller能減少運動抖動，實現平滑的加減速控制。

關節伺服電機高集成驅控方案

伺服關節是機器人的力量之源和運動之樞，其性能直接決定了機器人的負載能力、運動精度和動態響應。ADI Trinamic為不同功率等級和集成需求的伺服關節提供多樣化的解決方案。

• 高集成單片伺服驅控芯片 TMC9660

該芯片集成了MCU、伺服三環控制（位置、速度、電流）、70V/2A智能柵極驅動器（GDRV）、運放、LDOs及Buck轉換器。開發者僅需外置功率MOSFET即可構成完整的伺服驅動單元。同樣內置硬件FOC，無需繁瑣的軟件算法開發。MCC支持高達100kHz的伺服環路控制及8點Ramp軌跡發生器，確保高效、精準的運動控制。

• 高性能步進電機驅動器 TMC5240

TMC5240 是一款智能高性能步進電機控制器和同樣集成”八點”加減速規劃的運動控制芯片， 具有串行通信接口(SPI,UART)和廣泛的診斷能力。結合了一個靈活的, 優化的抑制抖動斜坡發生器用于自動定位，采用行業最先進的步進電機驅動技術，該驅動基于256微步細分內置分度器和完全集成的 36V、2.1A（IRMS）、峰值3.0A、H橋（每個H橋的最大輸出電流為IMAX=5.0AMAX，超過5A會保護）以及非耗散集成電流傳感器 (ICS)。精密的stealthChop2?斬波器確保絕對無噪音運行，同時具有最高效率和最佳電機轉矩，靜音模式到高速度模式的切換，無抖動。

• 多協議絕對值編碼器解碼芯片 TMC8100

TMC8100支持SSI、BiSS C、EnDat、Tamagawa等多種主流絕對值編碼器協議，以及增量編碼器接口。能夠 通過SPI或高速UART與主控制器通信，為伺服關節提供精確、可靠的位置反饋，是實現高精度機器人運動控制的關鍵一環。它常與TMC6460或TMC9660等驅動芯片配合使用，處理復雜的編碼器信號。

智能伺服電機剎車/電磁閥驅動方案

除了核心的旋轉關節，機器人系統中還包含大量的電磁閥和電磁剎車。對這些部件的高效、智能驅動同樣重要。

• 智能串行通訊螺線管/電磁閥/直流電機驅動器 MAX22216/MAX22217

這兩款產品（MAX22216為1.7Arms，MAX22217為0.55Arms）提供多通道獨立的半橋驅動，支持電壓驅動（VDR）和電流驅動（CDR）控制模式。 電流驅動模式能克服線圈電阻變化和輸入電壓波動帶來的影響，實現更精確的力控制，同時節省功耗、減少電磁閥磨損。

同時，具備ON/OFF狀態檢測、溫度估測、開路負載檢測等診斷功能 ，能夠通過監測電流變化自動檢測電磁閥柱塞的動作完成（END_HIT_AUTO），從而在最佳時間點從沖擊電流（Hit Current）切換到保持電流（Hold Current），進一步優化能效并提升系統響應速度。

柱塞檢測