本帖最后由 laoliu 于 2013-6-26 13:39 编辑
在上期的帖子中，我们和网友一起谈到了机器人，主要为我们的极客们介绍了机器人的分类，发展历史等等，这对了解机器人的背景会更有帮助， 机器人——世界因你而不同（1） 。在今天的帖子中，就要更深入地为我们的网友们介绍机器人的构成，并从以具体的案例芯片帮助大家更好的认识机器人的构成。
机器人的构成 机器人一般由执行机构、驱动装置、感知系统和控制系统等组成。由于一个完整的机器人涉及多个学个，我们将更多地从电子学的方面认识机器人的四大系统，分别为执行机构，驱动系统，感知系统和控制系统。 执行机构 执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。
驱动系统 机器人的驱动需要各种能够将来自电，液，气等各种能量转化成关节的直线运动或旋转运动的装置——驱动器。将举例一些常用的芯片和驱动装置帮助我们的网友更好地认识。 无刷电机驱动芯片 （Atmel® Corporation) 宣布推出面向无刷DC电机应用的高集成度驱动芯片 ATA6833 和 ATA6834，这些应用包括都是连续运行的燃油泵、涡轮增压器或废气再循环等，因而需要最高的可靠性。新推出的无刷DC电机驱动芯片具有低噪声，可用于豪华车辆的舒适性电子装置，如电动车窗或电动座椅，同时包括机器人自动化驱动环节。这两款器件都采用爱特梅尔的0.8 um高压BCD-on-SOI技术，可使用体积很小及成本较低的7 mm x 7 mm QFN封装。 ATA6833/34是业界首个将驱动器、看门狗监视器、电压调节器及LIN接口功能集成在一块单芯片中的无刷DC电机驱动芯片，这为小型设计带来极大的便利，并有助于将整体系统成本降低三分之一。而且，这种高集成度减少了焊点数量，从而提高板卡质量。
串行接口电机驱动 安森美半导体(Onsemi)扩展双极步进电机控制系列，推出两款新的串行外设接口(SPI)版本电机驱动器——AMIS-30511和AMIS-30512，能够提供达800毫安(mA) 的峰值电流，配以外部微控制器(MCU)的使用， 可增加灵活性。这两款新器件消除了使用众多外部元件的需要，降低系统成本，减少物料清单(BOM)。 这两款新的混合信号IC都包含两个嵌入式H桥，能够以高达400 mA的持续峰值电流以及高达800 mA最大电流短时间驱动两相步进电机。每款器件都令主微控制器检测堵转转子和运转结束状况，而无需额外的开关、霍尔传感器或光学编码器。除了停转检测，这些功能还让设计人员对微控制器编程，以计算转子位置，及动态调节电流或转速，以防止步进损耗。这能力消除最终停转时的噪声和振动，提升动作控制精确度和可靠性，而无需额外元件。
感知系统 感知系统的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。作为感知系统的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。另一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。 摄像头传感器 意法半导体（ST）推出市场上首款集成扩展景深（EDoF）功能的1/4英寸光学格式3百万像素Raw Bayer传感器。意法半导体最新的影像传感器可实现最小6.5 x 6.5mm的相机模块，而且图像锐利度和使用体验非常出色，同时还兼有尺寸和成本优势，是一款智能型自动对焦相机解决方案。 VD6853和VD6803是集成EDoF功能的315万像素的高性能CMOS影像传感器。片上 EDoF与意法半导体最先进的1.75 um像素技术完美整合，使相机在小于15 厘米的对焦距离内可获得优异的画质，把相机对焦距离从近距离的光学字符识别和条形码扫描扩展到无限远。 意法半导体全新CMOS传感器还内置图像增强过滤器，包括4路暗角消除功能，可以平衡不均匀的亮度，在成像过程中修正画面缺陷，确保最佳画质，还让相机调节更简单。除手机应用之外，受成本、功耗和尺寸等限制而无法采用传统自动对焦解决方案的影像应用，如笔记本电脑摄像头、玩具或机器视觉系统，也可选用这两款传感器。
霍尔传感器 英飞凌新型TLE4997和TLE4998线性霍尔传感器具备最高的精度，完全符合汽车行业要求。此外，TLE4997传感器具备独特的温度补偿功能，而TLE4998传感器则具备独一无二的全生命周期应力补偿功能。 这两款传感器都适用于非常广泛的应用。在汽车领域的应用包括：踏板与节气门定位、悬架控制、扭矩传感与变速杆位置检测等。在工业领域，这两款传感器是机器人和自动化应用、医疗器械以及高电流传感应用如UPS电源等的理想选择。
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发表于 2013-6-26 13:35:53
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