🦾

协作机器人关节模组

协作机器人一体化关节模组，集成伺服电机、减速器、编码器、驱动器和力矩传感器。

🤖 机器人 🔧 20~60 颗芯片 🇨🇳 国产化率 50%

功能模块

关键芯片

芯片厂商

20~60

芯片总量

SYSTEM ARCHITECTURE · 系统架构

传感层

📐 绝对值编码器

💪 力矩传感器

🌡️ 温度传感器

▼ SPI / Encoder / ADC

控制层

🧠 C2000 DSP

💾 参数Flash

🔌 EtherCAT从站

▼ PWM / Hall

驱动层

⚡ 三相栅极驱动

⚡ MOSFET功率级

📊 电流采样

电机层

🌀 无框力矩电机

⚙️ 谐波减速器

🔧 抱闸(可选)

设计难度评估

硬件设计

高密度集成+高精度电流环

软件开发

FOC+力控+碰撞检测+EtherCAT

机械设计

谐波减速器集成+热管理

标定校准

编码器/力矩/电机参数标定

安全认证

ISO 10218+ISO/TS 15066

供应链

减速器/编码器仍依赖进口

🇨🇳 国产化替代分析

无框电机国产(步科/禾川)已成熟。谐波减速器国产绿的/来福替代哈默纳科。编码器可选多摩川/禾赛。驱动MCU以TI C2000为主,国产可选芯旺KF32。EtherCAT控制器可选亚信AX58200(国产)。力矩传感器国产宇立等逐步成熟。

涉及芯片厂商： 德州仪器(TI)、RLS(雷尼绍)、ADI、Beckhoff、英飞凌(Infineon)

🔧 功能模块与关键芯片

⚡ 伺服驱动

FOC伺服电机闭环控制。

芯片型号	制造商	功能简介	替代方案
TMS320F280049 ¥10-20	德州仪器(TI)	C2000实时MCU 100MHz,电机控制专用 CLA硬件加速 HRPWM高精度 InstaSPIN-FOC 快速ADC	STM32G474(ST) MM32SPIN(灵动) GD32E507(兆易)
DRV8350R ¥3-6	德州仪器(TI)	三相无刷电机栅极驱动IC,60V SPI诊断可调OCP 三相集成智能栅极	IR2136(Infineon) FD6288(峰达) DRV8353(TI)

📐 位置编码器

高精度绝对值编码器。

芯片型号	制造商	功能简介	替代方案
RLS AksIM-2 ¥100-300	RLS(雷尼绍)	20bit磁绝对值编码器,协作机器人专用 20bit超高精度绝对值 BiSS-C 免维护	iC-MU(iC-Haus 13bit) MA732(MPS 14bit) AS5047P(AMS 14bit)

💪 力矩传感

关节力矩/力检测。

芯片型号	制造商	功能简介	替代方案
AD7190 ¥10-20	ADI	24bit Sigma-Delta ADC,应变片专用 24bit高精度可编程增益差分输入斩波稳零	ADS1262(TI 32bit) NAU7802(Nuvoton) HX711(海芯 24bit)

🔌 安全通信

EtherCAT实时通信。

芯片型号	制造商	功能简介	替代方案
ET1200 ¥15-25	Beckhoff	EtherCAT从站控制器ESC EtherCAT从站分布式时钟 FMMU映射实时1μs	AX58200(亚信) EC-1(德国赫优讯) LAN9252(Microchip)

🛡️ 功能安全

碰撞检测和安全停止。

芯片型号	制造商	功能简介	替代方案
TLE4998S ¥3-6	英飞凌(Infineon)	线性霍尔传感器IC,ASIL-B ASIL-B安全 SENT协议高精度宽温度	HAL2425(Micronas) MLX90365(Melexis) A1335(Allegro)