【导语】电子发烧友网讯，编码器作为信号转换的关键设备，在人形机器人领域发挥着举足轻重的作用。本文将深入探讨编码器的分类、工作原理及其在人形机器人中的应用，并介绍磁编码器、电感式编码器及双编码器方案的优势。同时，我们还将概述国内外主要的编码器企业及其在人形机器人编码器市场上的贡献与成就。
电子发烧友网报道（文/李弯弯）编码器是 将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测(cè)量(liàng)的(de)起(qǐ)始(shǐ)和(hé)终(zhōng)止(zhǐ)位(wèi)置(zhì)有(yǒu)关，而(ér)与(yǔ)测(cè)量(liàng)的(de)中(zhōng)间(jiān)过(guò)程(chéng)无(wú)关。
编(biān)码(mǎ)器(qì)在(zài)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)中(zhōng)发(fā)挥(huī)着(zhe)重(zhòng)要(yào)作(zuò)用(yòng)，广(guǎng)泛(fàn)应(yīng)用(yòng)于(yú)关节(jié)和(hé)灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)等(děng)部(bù)位(wèi)。每(měi)个(gè)旋(xuán)转(zhuǎn)关节(jié)需(xū)要(yào)2个(gè)编(biān)码(mǎ)器(qì)，总(zǒng)计(jì)28个(gè)；每(měi)个(gè)线(xiàn)性(xìng)关节(jié)和(hé)灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)则(zé)各(gè)需(xū)1个(gè)编(biān)码(mǎ)器(qì)，分(fēn)别(bié)对(duì)应(yīng)14个(gè)和(hé)12个(gè)。预(yù)计(jì)单(dān)个(gè)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)需(xū)要(yào)使(shǐ)用(yòng)约(yuē)54个(gè)编(biān)码(mǎ)器(qì)。
编(biān)码(mǎ)器(qì)作(zuò)为(wèi)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)核(hé)心(xīn)传(chuán)感(gǎn)器(qì)，用(yòng)于(yú)实(shí)时(shí)反(fǎn)馈(kuì)关节(jié)或(huò)执(zhí)行(xíng)器(qì)的(de)位(wèi)置(zhì)、速(sù)度(dù)和(hé)方(fāng)向(xiàng)信(xìn)息(xi)，是(shì)实(shí)现(xiàn)精(jīng)准(zhǔn)运(yùn)动(dòng)控(kòng)制(zhì)、动(dòng)态(tài)平衡与复杂动作的基础。人形机器人通常使用磁编码器、电感式编码器或双编码器方案，具体选择取决于关节特性、精度需求及环境适应性要求。
磁编码器的优势是体积小、重量轻、工作温度范围宽、抗冲击、抗震、稳定性强，适合人形机器人复杂运动环境。如特斯拉BOT的旋转执行模组采用磁编码器，确保关节运动精度和稳定性。例如，AS5048磁编码器因其高精度（系统精度最高可达0.05°）、14位高分辨率输出、360°非接触式角度测量、抗外部磁场干扰等特性，成为人形机器人市场的理想选择。
电感式编码器的优势是耐强磁、绝对精度高、结构灵活、环境适应性强、抗强振、无磁滞效应等。如无需在抱闸和编码器之间加隔磁板或拉开距离；为面式传感器，码盘安装同心度和垂直度要求低，安装精度相同情况下绝对精度远高于磁编码器，且不易跳码等。
双编码器方案的原理是，人形机器人关节串联电机和减速器，电机旋转与减速器旋转可能存在差异。双编码器可同时提供电机输入端和减速后输出端的位置信息，弥补传动装置不准确性。例如海德汉KCI 120 Dplus双编码器一体双能，采用一个读数头和两个独立的感应式扫描码盘，提供电机反馈和位置测量功能，确保多个执行器感知和信号联通同步的可靠性。
国内外主要的编码器企业有多摩川、海德汉、雷尼绍等，以及弓望电子、奥普光电、汇川技术、昊志机电、雷赛智能等。如奥普光电，由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所牵头设立，专注于光电测控仪器设备等产品的研发、生产与销售。具备自主生产关键光电编码器的能力，在光电技术领域有深厚积累(lèi)，能(néng)为(wèi)人(rén)形机器人提供高质量的编码器产品。
汇川技术专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，通过收购成立长春汇通光电技术有限公司，具备自主生产关键光电编码器的能力。产品线丰富，涵盖旋转和直线类型编码器(qì)，以(yǐ)及(jí)增(zēng)量(liàng)式(shì)和(hé)绝(jué)对(duì)式(shì)光(guāng)电(diàn)编(biān)码(mǎ)器(qì)、磁(cí)编(biān)码(mǎ)器(qì)，能(néng)满(mǎn)足(zú)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)多(duō)样(yàng)化(huà)的(de)需(xū)求(qiú)。
雷(léi)赛(sài)智(zhì)能(néng)专(zhuān)注(zhù)于(yú)工(gōng)业(yè)自(zì)动(dòng)化(huà)控(kòng)制(zhì)产(chǎn)品(pǐn)的(de)研(yán)发(fā)、生(shēng)产(chǎn)和(hé)销(xiāo)售(shòu)，积(jī)极(jí)拓展机器人领域。成功研发出中空编码器等核心产品，适用于人形机器人，在编码器技术上有一定突破，能为人形机器人提供高性能的编码器解决方案。
