面向人形机器人与移动机器人的电机与运动控制

MOBILE-ROBOTICS-MOTION-CONTROL-HOLOSCAN-SENSOR 全新

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机器人控制解决方案为人形机器人、协作机器人及自主移动平台提供精确、确定性的运动控制，专为同步运动链与多轴关节控制而打造，可在复杂的机器人系统中实现高效、可扩展且安全的运动控制。

本方案基于恩智浦实时处理产品组合，包括i.MX RT跨界MCU与可扩展的MCX微控制器，融合了先进的电机控制、集成网络连接与工业通信支持。通过时间敏感网络(TSN)与EtherCAT®实现确定性连接，为人形机器人肢体与机械臂提供分布式关节与中央控制之间的低延迟协调。

框图

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人形机器人关节模块电机驱动器

Motor Driver for Humanoid Joint Module Block Diagram

协作机器人或人形臂

Cobot or Humanoid Arm Block Diagram

简易灵巧手

Simple Dexterous Hand Block Diagram

高级灵巧手

Advanced Dexterous Hand Block Diagram

电感式编码器

Inductive Encoder Block Diagram
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支持的器件

处理器和微控制器

MCX E系列微控制器

  • MCX-E31: MCX E31：强大的5V MCU，适用于安全、可靠的工业自动化

MCX A系列微控制器

  • MCX-A13X-A14X-A15X: MCX A14x/15x MCU搭载Arm® Cortex® M33内核，提供可扩展的设备选项、低功耗和智能外设

i.MX RT跨界MCU

  • i.MX-RT1180: i.MX RT1180跨界MCU，带TSN交换机和EdgeLock®

S32K汽车通用MCU

  • S32K3: S32K3汽车通用微控制器

i.MX 9处理器

  • i.MX94: i.MX 94应用处理器——通过实时控制创建安全可靠的工业和汽车连接

特性

高性能电机控制

  • 支持无刷直流电机(BLDC)与永磁同步电机(PMSM)，适用于人形机器人关节与机械臂
  • 磁场定向控制(FOC)，实现精确的扭矩、速度与位置控制
  • 可从单轴关节扩展到多轴运动链

确定性实时连接

  • 时间敏感网络(TSN)，实现确定性、低延迟通信
  • EtherCAT®支持，用于同步多轴运动控制
  • 集成CAN-FD和以太网，适用于分布式电机控制架构

可扩展分布式架构

  • 基于i.MX RT1180的人形机器人肢体与关节运动链
  • 支持集中式与分布式控制拓扑
  • 可在多个关节和末端执行器之间实现同步运动

高级模拟与传感接口

  • 高精度电流感测，支持Σ-Δ模数转换器(SDADC)和SINC滤波
  • 多个模数转换器(ADC)通道，用于电压、温度与位置反馈
  • 支持编码器，包括基于双向串行同步接口(BiSS-C)、T‑format和串行外设接口(SPI)的编码器

安全性和可靠性

  • 专为在人机交互环境中实现精确、可重复的运动而设计
  • 支持功能安全型系统设计
  • 稳健的电机驱动器故障检测与保护机制

集成安全

  • EdgeLock®安全架构，支持设备身份识别、安全启动与可信执行
  • 基于硬件的密钥存储与加密加速
  • 支持安全固件更新与生命周期管理
  • 实现分布式电机控制节点之间的安全通信
  • 专为具有网络安全要求的工业和机器人系统而设计

软件与生态系统支持

  • 由MCUXpresso软件开发套件(SDK)和恩智浦电机控制软件库提供支持
  • 兼容实时操作系统与工业协议栈
  • Holoscan Sensor Bridge (HSB)就绪的软件架构，可与英伟达HSB系统集成
  • 通过参考软件、中间件与开发工具加速启动过程

购买选项

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FRDM Development Board for MCX E31 MCUs.

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    FRDM Development Board for i.MX RT1186.

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      FRDM Development Board for MCX A144/5/6 A154/5/6 MCUs.

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        i.MX RT1180 Evaluation Kit.

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