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近日，中科阿爾法科技有限公司發(fā)布了一款基于氮化鎵（GaN）驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)模組（型號(hào)：ZK-RI0--PRO--B）。

該模組采用氮化鎵高電子遷移率功率芯片，在高能量轉(zhuǎn)換效率與低溫升較比上一代機(jī)器人關(guān)節(jié)采用硅基MOS管具有明顯優(yōu)勢(shì)。更高的開(kāi)關(guān)頻率2MHz可實(shí)現(xiàn)99.2%能量轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)支持10ns級(jí)快速開(kāi)關(guān)特性（較傳統(tǒng)Si基MOS管方案提升40%），溫升ΔT≤25K@滿(mǎn)載）。尤其在能效與散熱方面表現(xiàn)突出，使得人形機(jī)器人在長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中能夠保持較低的能耗和穩(wěn)定的溫度，從而提高了機(jī)器人的續(xù)航能力和穩(wěn)定性。關(guān)節(jié)過(guò)熱？續(xù)航不足？揭示電機(jī)技術(shù)新挑戰(zhàn) 。4月19日全球首場(chǎng)人形機(jī)器人半程馬拉松北京亦莊舉辦，通過(guò)本次比賽，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要重點(diǎn)解決的技術(shù)短板更加清晰明確。例如出現(xiàn)關(guān)節(jié)過(guò)熱導(dǎo)致性能衰減或摔倒、動(dòng)平衡能力不足、需多次換電等問(wèn)題，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向

內(nèi)置中科無(wú)線半導(dǎo)體AI ASIC具身機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)芯片家族關(guān)節(jié)系列“GaN陣列驅(qū)動(dòng)器芯片”，具有250Hz高頻神經(jīng)反射與5ms全鏈路時(shí)延，這對(duì)于人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的動(dòng)作控制至關(guān)重要。高頻神經(jīng)反射能夠確保機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中迅速做出反應(yīng)，而低時(shí)延則保證了動(dòng)作的流暢性和連貫性。該技術(shù)通過(guò)物理3D建模與多模態(tài)傳感器數(shù)據(jù)融合輸出的陣列控制信號(hào)在5ms的時(shí)間同時(shí)控制機(jī)器人數(shù)十個(gè)關(guān)節(jié)，不但保持了機(jī)器人在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性，還大幅縮短了機(jī)器人的研發(fā)訓(xùn)練時(shí)間。該關(guān)節(jié)模組技術(shù)無(wú)疑將加速了“機(jī)器人物理運(yùn)動(dòng)控制模型”向標(biāo)準(zhǔn)化，通用化方向發(fā)展。

采用了中科無(wú)線半導(dǎo)體AI ASIC芯片定制化設(shè)計(jì)，集成AM數(shù)字驅(qū)動(dòng)、GaN陣列、ADC 17bit磁編碼多源傳感器，創(chuàng)新的CPWM算法采用相位偏移調(diào)制及混沌脈寬技術(shù)，將等效開(kāi)關(guān)頻率提升至4倍基頻，自適應(yīng)死區(qū)補(bǔ)償消除GaN諧波畸變和自研的曼徹斯特編碼即時(shí)通信接口，多路并行通信，較比傳統(tǒng)CAN通信串接方法，通過(guò)列隊(duì)消息發(fā)送，容易引起MCU計(jì)算資源不足，加上關(guān)節(jié)過(guò)熱引進(jìn)MCU重啟和停止工作，導(dǎo)致機(jī)器人在行走過(guò)程，某個(gè)關(guān)節(jié)失去電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致姿態(tài)不穩(wěn)定和摔倒。

該關(guān)節(jié)模組采用了低成本的行星減速機(jī)方案，在成本得到大幅降低同時(shí)其性能得到大幅提升。中科阿爾法持續(xù)深耕機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)組件的研發(fā)，為全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提供低成本、低延時(shí)、低功耗、高性能的解決方案，推動(dòng)具身智能產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展。ZK-RI 80-40-PRO-101-B現(xiàn)已開(kāi)放訂購(gòu)，適用于工業(yè)機(jī)器人、具身機(jī)器人及特種寬溫機(jī)器人設(shè)備等智能傳動(dòng)領(lǐng)域。