迈来芯传感器引领机器人行业变革

目前，机器人正在多个领域经历着显著而迅速的扩张。过去，工业自动化一直是机器人产业的支柱，制造业和分销业在早期的应用中处于领先地位，这些行业在该领域的持续发展中仍发挥着至关重要的作用。

然而，随着机器人技术进一步深入到我们的家庭、医院和公共场所，人们对这些机器的期望也在发生巨大变化。如今，仅有精确可重复性已远远不够——今天的机器人必须具备更强的智能与感知能力，能够与人类及其环境进行更自然的互动。

这种从传统工业应用向更广泛应用场景的转变，是机器人行业当前发展的缩影。工程师们正不断致力于开发更具直接性以及安全性的机器人，适用在家庭和商业服务场景。这也意味着机器人设计复杂度的飞跃。

广泛的机器人类型

不断演化的机器人领域涵盖了各种类型的机器人，每种类型都是针对特定应用而设计——有些类型已成熟，另外一些正在快速崛起。

1工业机器人：广泛应用于制造流程，如焊接、喷漆、复杂装配和物料搬运。例如装配线上的多关节机械臂或用于分拣的龙门机器人。

2服务型机器人：应用于从家庭到专业环境的各种场景，执行如清洁、仓储、远程医疗和农业自动化等服务。

3类人机器人：仿照人类外形和功能设计，适用于需要与人类工具交互或客户服务的场景。

4可穿戴机器人：如动力外骨骼，用于增强人体功能——在工业环境中协助搬运，或为行动不便者提供移动支持。

这些机器人平台还展现了广泛的交互模式，从设计用于安全地与人类并肩工作的协作机器人(cobots)到与其他机器协同工作的协作系统。它们的移动性可以是固定的或动态的，这取决于任务要求，如在物流或农业中需要室内外复杂导航的情形。

机遇与挑战并存的领域

尽管机器人行业取得了迅速发展，但要打造真正智能、适应性强的机器人系统，工程师仍需应对众多关键挑战。

① 满足市场需求的可扩展性

随着机器人平台从研发转向广泛部署，可扩展性成为一个关键问题。许多传感器或驱动技术在受控测试环境中表现出色，但在实际应用中常因环境变化而表现不佳。多领域扩张对可扩展设计提出更高要求，包括装配便捷性、集成性与长期可靠性。对于负责将高性能设计推向市场的工程师来说，在组件质量、系统稳健性和经济可行性之间取得平衡仍然是该领域最持久和紧迫的挑战之一。

② 无缝系统集成

阻碍机器人规模化发展的另一个瓶颈在于集成复杂性。机器人系统需协调触觉、位置、热量、电流等多种传感协同工作。然而，专有接口、过大的IC封装和文档缺失都可能构成重大障碍。除了硬件，软件的可配置性与技术支持也起着至关重要的作用——若缺乏代码、设计工具或经过验证的应用示例，工作进度就会被拖慢。将这些不同的数据流融合到一个统一的感官模型中，不仅需要复杂的控制算法，也需具备良好集成性的硬件平台。

③ 在现实环境中保障传感器的可靠性与性能

如今的机器人必须经常承受动态、非结构化环境的严酷考验，比如灰尘、湿气、极端温度和机械冲击等等。因此，传感器技术不仅必须在理想条件下实现高性能，还必须在各种实际应用中保持一致的可靠性和耐用性，确保它们能够为长期安全有效的运行提供必要的反馈。要创建能够实现真正类人交互的机器人，需要将先进的感知和驱动解决方案进行复杂融合，从而提供安全、高效和自然运行所需的精细操作和固有可靠性。

Tactaxis 赋予机器人真实“触觉”

在人机交互中，真正的触觉感知长期以来一直是缺失的一环，但迈来芯的 Tactaxis 技术提供了一种可在工业上扩展的真正三维“触觉”解决方案。

每个Tactaxis“触觉像素”由一个封装在柔性弹性体层中的微型磁铁组成，并置于 Triaxis 3D 磁传感IC之上。当对传感器表面施加压力或剪切力时，由此产生的变形会改变磁场，IC 将其转换为精确的力矢量。这种独特的架构实现了 30 mN 的分辨率，同时能可靠地测量高达 5 N 的法向力和高达 2 N 的剪切力，瞬态过载能力为 15 N。每个 Tactaxis 触觉像素仅占 6 × 6 × 4.4 mm 的空间，出厂时已校准，便于系统集成。

Tactaxis 触觉像素设计用于连接成阵列，可贴合机器人夹具、多指手，甚至类人机器人的表面，从而实现连续的触觉皮肤，实时提供分布式力图。

在实际应用中，配备 Tactaxis 的机器人可以根据接收到的触觉反馈执行自适应抓取，动态调整抓取力度、接触位置和运动轨迹。这使得机器人能够安全处理玻璃器皿、电子产品或食品等易碎物品，同时还能检测人体接触以确保安全协作。医疗机器人应用也同样受益——康复外骨骼可以更好地监测患者与机器之间的交互力，辅助机器人则可以区分工具和人体肢体，避免意外伤害。

Arcminaxis 精准的运动传感，性能卓越

运动反馈是关节系统的基石，然而传统的光学编码器存在易损性、校准难度大及成本高昂等弊端。迈来芯的 Arcminaxis 凭借创新的游标式磁铁设计，并结合迈来芯值得信赖且经过验证的 Triaxis 霍尔效应技术所打造的 Arcminaxis IC，成功克服了上述挑战。

同心主磁道和游标磁道产生差分磁场，集成电路(IC)将其解码为 360° 全范围内的 18 位角位置，重复精度优于 0.01°。Arcminaxis 补偿有助于进一步最大限度地减少由机械错位(例如偏心)和残余磁干扰引起的谐波失真，内置查找表(LUT)亦可补偿磁体缺陷引起的非线性。

Arcminaxis 不仅能够提供高性能的角度反馈，而且简化了机械集成。该产品允许磁铁与传感器之间存在 ±0.5 mm 的公差，并允许在 1.5 mm 的气隙下运行，以适应更宽松的装配公差。同时，其小巧的 TSSOP-16 封装使得 IC 能够轻松安装在关节壳体内。片上 SPI 接口的工作频率高达 6 MHz，支持精确采集角度位置、速度和旋转数据，并支持错误检测和现场校准。

对于致力于机器人设计、组装及可扩展性的工程师而言，Arcminaxis 所固有的灵活性显著降低了机械复杂性。与传统的高性能光学传感器相比，这种简化使得生产流程更为精简，长期可靠性得以提升，并提供更具成本效益的解决方案，同时不影响系统性能。

以广泛的机器人产品矩阵推动创新

迈来芯的机器人产品组合不仅限于 Tactaxis 和 Arcminaxis 在触觉和运动传感领域的专业突破，更提供多样化的解决方案，助力工程师开发现代化、以人为本的机器。从 Triaxis 和电感式位置传感器，到高精度电流和温度传感器，迈来芯提供一系列旨在推动机器人行业发展并拓展新市场的解决方案。

关键支持性软硬件技术的融合，预示着机器人能力与机遇的新纪元。迈来芯已做好充分准备，以支持处于此次转型前沿的企业。我们提供以工程师为导向的传感解决方案，这些方案兼具卓越性能与可制造性，并辅以软件开发套件、评估板及应用笔记，旨在加速原型设计并简化最终集成过程。