电子发烧友网综合报道,编码器是测量旋转角度、位移及速度的传感器,作为伺服系统的核心部件,在人形机器人领域,其数据反馈对实现机器人运动的精密控制与定位至关重要。
编码器种类丰富,按技术原理可分为磁编码器、光编码器及电感编码器等。其中,磁编码器与电感编码器凭借体积小、重量轻、抗冲击等优势,在人形机器人关节等场景应用广泛;按测量类型可分为直线编码器和旋转编码器,光栅尺是直线编码器的典型代表,旋转编码器则常用于测量人形机器人关节的旋转角度;按输出信号可分为绝对式编码器和增量式编码器,绝对式编码器能提供设备在绝对坐标系中的精确位置信息,增量式编码器则通过计算脉冲数量追踪位置变化。
人形机器人对编码器要求较高,需具备高精度、高分辨率、快速响应、体积小、重量轻、抗干扰能力强等特点,以满足机器人在复杂环境下的精确运动控制需求。例如,旋转关节通常需配备两个编码器以保障准确度与稳定性,线性关节和灵巧手则需配备一个编码器。
统计数据显示,2024 年全球人形机器人市场规模约为 20.3 亿美元,主要由工业场景测试与科研需求驱动。中国作为核心市场,2024 年市场规模达 69 亿元人民币,占全球总规模的近 34%。预计 2025 年全球人形机器人市场规模将突破 8.9 亿美元(约 63.39 亿元人民币),其中中国市场贡献占比超 50%。
为助力国产人形机器人发展,国内编码器厂商正积极发力 —— 此前该市场主要由国际大厂主导,2022 年多摩川、海德汉两家企业在中国市场的合计占有率约为 42%。目前,国内禹衡光学、汇川技术、禾川科技等企业的产品已成功打入人形机器人应用领域。
禹衡光学的主导产品光栅编码器广泛应用于机器人等领域,其最高绝对位数可达 29bit,能将角位移测量结果以自然二进制码形式串行输出,具备多项报警报错安全功能,且拥有高准确度、高重复定位精度与高防护等级等特点。
汇川技术通过外延收购设立长春汇通光电技术有限公司,已具备关键光电编码器自主生产能力。其研发的分体式磁编码器性能优异,具有耐振动、抗冲击、易安装、轻量化、可自校准的优势,无安装负担;该编码器采用双向异步串行通信规格,分辨率可达单圈 17 位、多圈 16 位。
禾川科技在磁编码器技术领域取得重要突破,其磁编码器分辨率达 17 位,精度达 30 角秒,可覆盖大多数工业自动化控制场景。其中,空感式编码器的中空直径可达 15mm,重复精度达 ±0.005°,绝对精度达 ±0.02°。
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