【導讀】如今，機器人在我們的日常生活和社會(huì )中已無(wú)處不在。新型機器人亦是層出不窮，比如可以替代人類(lèi)從事迎賓、安保、保潔等工作的服務(wù)機器人以及行為舉止如家人或寵物般的陪伴機器人等等。而使這些新型機器人動(dòng)作自然流暢的便是配置在其主體的電機與傳感器的組合。本報道將深入探討推動(dòng)機器人進(jìn)步的高精度“TMR傳感器”的秘密。
在制造和物流一線(xiàn)、醫療設施與福利設施以及家庭等各種各樣的地方，替代人類(lèi)進(jìn)行工作的機器人正在大顯身手。其種類(lèi)繁多，除了工廠(chǎng)自動(dòng)化設備和自動(dòng)導引搬運車(chē)（Auto Guided Vehicle: AGV）外，還有迎賓機器人、護理機器人、以及在家中提供康復和娛樂(lè )的交流機器人。
機器人分為“工業(yè)機器人”和“服務(wù)機器人”。在工廠(chǎng)等制造一線(xiàn)工作的工業(yè)機器人在不與人接觸的環(huán)境下替代人類(lèi)從事規定的操作，而服務(wù)機器人則從事迎賓、護理等服務(wù)，主要在店鋪、辦公室等人類(lèi)附近的公共場(chǎng)所里活動(dòng)。確保安全性是讓服務(wù)機器人與人類(lèi)共存的首要條件。
服務(wù)機器人正在世界范圍內逐漸普及，今后，隨著(zhù)傳感器和系統的升級，還將有望出現新型機器人并與我們的生活越來(lái)越密切。
如家人和寵物般一起生活的陪伴機器人等各種各樣的服務(wù)機器人已經(jīng)出現了。
在服務(wù)機器人中，在家庭中扮演寵物或家人角色的“陪伴機器人”通過(guò)基于A(yíng)I的聊天功能和流暢的動(dòng)作，甚至讓人們忘記了它們其實(shí)都是機器所做出的行為。隨著(zhù)當今社會(huì )人與人之間的交流逐漸減少，它還作為緩解孤獨感一種方式而受到關(guān)注。
這種機器人流暢而自然的動(dòng)作離不開(kāi)電機性能以及控制電機的“控制器”與“角度傳感器”等元件。手臂、軀體、車(chē)輪等機器人主體的可動(dòng)部都裝有小型伺服電機，控制器將精準地控制每個(gè)電機的動(dòng)作。同時(shí)，角度傳感器則準確地檢測電機旋轉的角度和速度。
為了讓陪伴機器人之類(lèi)的小型機器人做出自然準確的動(dòng)作，則需要利用高精度角度檢測和高速響應性能使電機實(shí)現最佳扭矩響應。因此，高精度角度傳感器與小型嵌入式控制器將承擔起重要的作用。TAS/TAD系列正在以服務(wù)機器人為首的廣泛用途中大顯身手。
此外，對于在室內自主移動(dòng)的機器人來(lái)說(shuō)，正確檢測外部環(huán)境也尤為重要，包括房間大小、周?chē)锲?、人與物品的移動(dòng)等。因此，新型陪伴機器人配備了大量傳感器元件，包括攝像頭、麥克風(fēng)、溫度傳感器、照度傳感器等。傳感器的小型化和高精度化、以及提高可靠性的技術(shù)都是實(shí)現機器人高性能化的必要條件。
新型服務(wù)機器人配備了數十個(gè)傳感器，用于空間識別和動(dòng)作檢測等。
具有高精度和高可靠性的磁傳感器“TMR傳感器”被用作機器人電機的角度傳感器。與傳統的傳感器相比，它可以在更大的溫度范圍內更準確地檢測旋轉體的角度和位置。除了機器人電機外，它還被廣泛用于電動(dòng)汽車(chē)電機的角度檢測、電動(dòng)動(dòng)力轉向器（EPS）的轉向角檢測、智能手機攝像頭的自動(dòng)對焦功能等需要高精度磁力檢測的地方。
檢測電機旋轉角度的TMR傳感器
TMR傳感器通過(guò)安裝在電機轉軸上的磁鐵旋轉來(lái)正確地檢測磁力變化。
TDK的TMR傳感器是有效利用TMR（穿隧磁阻效應）元件的磁傳感器，其最初是作為用于汽車(chē)等的角度傳感器而開(kāi)發(fā)的。它融合了TDK磁性技術(shù)和薄膜技術(shù)精華，具有高精度、高可靠性及優(yōu)良的溫度特性。
TMR傳感器可在寬泛的溫度范圍內穩定地工作。因此，其也越來(lái)越多地被用作為需要精度和可靠性的車(chē)載元件。此外，它還兼具低耗電性能，除了汽車(chē)外，還被廣泛用于機器人、智能手機等消費類(lèi)產(chǎn)品。
TDK的高靈敏度TMR傳感器能用來(lái)控制所有通過(guò)電機工作的設備，并以高精度和高可靠性為未來(lái)的產(chǎn)業(yè)和生活提供支持。
TMR角度傳感器 TAD2141
憑借先進(jìn)的薄膜工藝技術(shù)制造的TMR元件是一種薄膜元件，具有用2層強磁性體層夾住1～2nm的薄絕緣體層的結構。TDK的TMR傳感器TAD2141采用小型封裝來(lái)提供抗噪性能強、高輸出、高角度精度及高穩定性的角度傳感器。而且，配備了2個(gè)傳感器元件的TAD4140具有2個(gè)分離且獨立的輸出系統，確保了自動(dòng)駕駛汽車(chē)所需的高冗余。
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