48 V-strømintegrasjon og presisjonssensorer for humanoide roboter

Allegro MicroSystems lanserer nye 48 V-strømarkitekturer og presisjonsbevegelsessensorer utviklet for PAI-applikasjoner (Physical Artificial Intelligence). De integrerte løsningene er designet for å håndtere begrensninger knyttet til størrelse, vekt og sikkerhet innen humanoid robotikk og samarbeidsmiljøer for mennesker og roboter.

Fremme av 48 V-strømforsyningsintegrasjon i trange arkitekturer
Humanoide roboter benytter i økende grad 48 V-bussarkitekturer for å minimere ledningsmassen og redusere resistive tap i hele den mekaniske strukturen. Å trappe ned høyere spenninger trygt på begrensede områder utgjør imidlertid betydelige termiske og plassmessige utfordringer. Den integrerte kretsen for strømstyring (PMIC) A81481 løser denne tekniske flaskehalsen ved å administrere strøm- og sikkerhetsfunksjoner direkte fra 48 V-bussen, noe som eliminerer behovet for eksterne for-regulatorer.

PMIC-en leveres i et format på 6 × 6 mm og integrerer to buck-regulatorer, fem LDO-utganger (low-dropout) og et ASIL-D-kompatibelt tre-krets watchdog-diagnosesystem. Denne direkte strømstyringsarkitekturen forsyner distribuerte sensorgrupper, forenkler ruting på kretskortet og reduserer systemets totale fotavtrykk og materialkostnader (BOM) med omtrent 50 prosent.

Håndtering av leddnøyaktighet ved høyt dreiemoment og magnetisk interferens
Aktuatorer med høyt dreiemoment plassert i robotoskuldre, hofter og knær krever svært nøyaktig posisjonering under konstant mekanisk belastning. De induktive posisjonssensorene A17802 og A17803 opprettholder målepåliteligheten ved å tolerere variasjoner i luftgapet gjennom on-chip-kompensasjon og avanserte filtreringsalgoritmer. Deres iboende immunitet mot magnetiske strøfelt eliminerer behovet for tung, plasskrevende magnetisk skjerming, noe som ytterligere optimaliserer leddvekten. For å passe inn i svært begrensede aktuatordesign, er A17803 plassert i en ultrakompakt QFN-pakke.

Mikroledd-smidighet for robotiske endeeffektorer
For å støtte mikroleddmanipulasjon i robothender og -fingre, benytter porteføljen solid-state-teknologier som et kompakt alternativ til tradisjonelle trådviklede resolvere og optiske enkodere. CT310 TMR-vinkelsensoren (Tunneling Magnetoresistance) leverer en vinkelnøyaktighet på under én grad i en 2 × 2 mm DFN-pakke, og gir høy motstand mot forurensning, mekaniske støt og kastfeil. Ved siden av den tilbyr Hall-effekt-sensoren A33023 lav forsinkelse i prosesseringen og konfigurerbarhet for digitale utganger for å støtte streng funksjonell sikkerhetsdiagnostikk.

Sarcomere Dynamics Inc. integrerer disse bevegelseskontrollerne og strøm-IC-ene i sin robotgriper Scorpion.

"Presis bevegelseskontroll, nøyaktig måling og effektiv strømstyring er avgjørende for avansert robotmanipulasjon," uttalte Harpal JS Mandaher, administrerende direktør i Sarcomere Dynamics Inc. "Vi planlegger å fortsette dette samarbeidet med vår neste generasjons ARTUS Dex, en robothånd med 24 frihetsgrader designet for å levere nesten menneskelignende smidighet i avanserte fysiske AI-applikasjoner."

"I stasjonære industriroboter er vekt og størrelse en mindre begrensning, ettersom tykke kabler, store eksterne stasjoner og væskekjølesystemer kan brukes," bemerket Andreas Friedrich, Senior Director of Technology and Strategy hos Allegro MicroSystems. "I autonome humanoide roboter med mer enn 30 frihetsgrader teller hvert gram og hver millimeter. Ved å kombinere 48 V-strømstyring, robuste drivere og kompakte induktive og TMR-sensorer, leverer vi integrerte teknologiske byggeklosser designet for å maksimere dreiemomentet og kontrollere stramme mekaniske toleranser."

Tilleggskontekst
Denne delen beskriver tekniske spesifikasjoner og konkurransemessig benchmarking som ikke er inkludert i den opprinnelige pressemeldingen.

I den autonome robotsektoren blir overgangen til 48 V strømfordeling standardisert blant utviklere som tar sikte på å optimalisere effekt-til-vekt-forholdet. Allegro A81481 PMIC konkurrerer med høyt integrerte 48 V buck-kontrollere og strømstyringsløsninger fra Texas Instruments og Analog Devices. Mens konkurrenter ofte fokuserer på høyeffektive GaN-integrerte løsninger for motordrifter, retter Allegros direkte integrasjon av ASIL-D-sikkerhetsdiagnostikk sammen med doble buck- og LDO-utganger seg spesifikt mot de strenge kravene til funksjonell sikkerhet i samarbeidsroboter som opererer nær mennesker.

For vinkelposisjonsmåling konkurrerer XtremeSense TMR-teknologien direkte med TMR-sensorer fra Melexis og Infineon Technologies. Immunitet mot magnetiske strøfelt har blitt et primært referansepunkt for enkodere i robotledd. Allegros integrering av on-chip-kompensasjon for luftgapsvariasjoner gir en målbar fordel i å redusere kalibreringstiden under robotmontering sammenlignet med tradisjonelle optiske enkodere, som krever rene driftsmiljøer og svært presis mekanisk justering.

Redigert av Aishwarya Mambet, Induportals-redaktør, med hjelp av AI.

www.allegromicro.com