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人形机器人模块包括感知模块、交互模块、运控模块:
(1)感知模块:类似于人的各类感官神经,提供视觉、位觉、 触觉、力觉等信息。
感知模块分布于人形机器人的各类关节,包括各类传感器、IMU、雷达。
(2)交互模块:参与决策规划,包括芯片及算法。
(3)运控模块:用于身体运动控制,包括伺服电机、减速器、丝杠等。
人形机器人感知模块包括视觉传感器、位觉传感器、运控传感器和触觉传感器:
(1)视觉传感器:用于测量物体距离及深度。
(2)位觉传感器:定位、测量机器人的运动及姿态信息。
(3)运控传感器:测量力的形态,以便更好执行动作,包括力矩传感器、压力传感器。
(4)触觉传感器:通过物理接触获得物体表面相关特性。
力矩传感器是感知并度量力的关键部件,按测量维度分为一至六维力传感器,其中六维力矩传感器最为全面精准。
为提高双手灵巧度、行走的平衡性,人形机器人倾向于在手腕、脚踝分别安装六维力矩。
六维力矩传感器可以分为应变式、压阻式、电容式和光电式,其中应变式性能稳定、结构简单、成本可控,应用更广泛。
柯力传感:中高端应变式传感器及解决方案供应商,产品包括应变式传感器、六维力学传感器。
昊志机电:面向数控机床和机器人领域,产品包括主轴、转台、减速器、控制器、伺服电机,开发出六维度力钜传感器。
触觉传感器包括两种类型:一是基于Mems技术集成的触觉传感器,包括压阻式、电容式、光电式、电磁式;二是视触觉传感器。
MEMS是指利用半导体制造工艺将微型传感器、执行器、信号处理和控制电路、通信和电源集成于一体的微型机电系统。
MEMS基本由海外厂商主导,包括博世、泰科电子、英飞凌、ST、MURATA、 NXP、ADI、Sensata、Honeywell等。
国内厂商包括:汉威科技、苏试试验、弘信电子、申昊科技、敏芯股份。
汉威科技:以传感器为核心的物联网解决方案供应商,公司柔性触觉传感器已在医疗领域应用,在机器人领域与小米、九号科技合作。
视觉传感器本质是视觉+深度学习的数据大模型,该技术方案使用高精度相机拍摄,再基于深度学习大模型,映射出物体的信息和运动趋势。
除传感器外,其余硬件包括:光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡。
国内厂商包括:奥普特、从云科技、奥比中光、固高科技、思特威。
奥普特:产品包括光源、光源控制器、镜头、相机、视觉控制系统等机器视觉核心部件。
奥比中光:3D视觉传感器龙头,产品帮助服务机器人高效完成人脸识别、距离感知、避障、导航等功能。
固高科技:专注运动控制技术及智能制造,公司机器视觉部件是集视觉图像采集、视觉处理和网络通讯为一体的嵌入式视觉系统。