電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）編碼器是 將信號或數(shù)據(jù)進行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種；按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。

增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過程無關(guān)。

編碼器在人形機器人中發(fā)揮著重要作用，廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)和靈巧手等部位。每個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)需要2個編碼器，總計28個；每個線性關(guān)節(jié)和靈巧手則各需1個編碼器，分別對應(yīng)14個和12個。預(yù)計單個人形機器人需要使用約54個編碼器。

編碼器作為人形機器人的核心傳感器，用于實時反饋關(guān)節(jié)或執(zhí)行器的位置、速度和方向信息，是實現(xiàn)精準(zhǔn)運動控制、動態(tài)平衡與復(fù)雜動作的基礎(chǔ)。人形機器人通常使用磁編碼器、電感式編碼器或雙編碼器方案，具體選擇取決于關(guān)節(jié)特性、精度需求及環(huán)境適應(yīng)性要求。

磁編碼器的優(yōu)勢是體積小、重量輕、工作溫度范圍寬、抗沖擊、抗震、穩(wěn)定性強，適合人形機器人復(fù)雜運動環(huán)境。如特斯拉BOT的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組采用磁編碼器，確保關(guān)節(jié)運動精度和穩(wěn)定性。例如，AS5048磁編碼器因其高精度（系統(tǒng)精度最高可達0.05°）、14位高分辨率輸出、360°非接觸式角度測量、抗外部磁場干擾等特性，成為人形機器人市場的理想選擇。

電感式編碼器的優(yōu)勢是耐強磁、絕對精度高、結(jié)構(gòu)靈活、環(huán)境適應(yīng)性強、抗強振、無磁滯效應(yīng)等。如無需在抱閘和編碼器之間加隔磁板或拉開距離；為面式傳感器，碼盤安裝同心度和垂直度要求低，安裝精度相同情況下絕對精度遠(yuǎn)高于磁編碼器，且不易跳碼等。

雙編碼器方案的原理是，人形機器人關(guān)節(jié)串聯(lián)電機和減速器，電機旋轉(zhuǎn)與減速器旋轉(zhuǎn)可能存在差異。雙編碼器可同時提供電機輸入端和減速后輸出端的位置信息，彌補傳動裝置不準(zhǔn)確性。例如海德漢KCI 120 Dplus雙編碼器一體雙能，采用一個讀數(shù)頭和兩個獨立的感應(yīng)式掃描碼盤，提供電機反饋和位置測量功能，確保多個執(zhí)行器感知和信號聯(lián)通同步的可靠性。

國內(nèi)外主要的編碼器企業(yè)有多摩川、海德漢、雷尼紹等，以及弓望電子、奧普光電、匯川技術(shù)、昊志機電、雷賽智能等。如奧普光電，由中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所牽頭設(shè)立，專注于光電測控儀器設(shè)備等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。具備自主生產(chǎn)關(guān)鍵光電編碼器的能力，在光電技術(shù)領(lǐng)域有深厚積累，能為人形機器人提供高質(zhì)量的編碼器產(chǎn)品。

匯川技術(shù)專注于工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，通過收購成立長春匯通光電技術(shù)有限公司，具備自主生產(chǎn)關(guān)鍵光電編碼器的能力。產(chǎn)品線豐富，涵蓋旋轉(zhuǎn)和直線類型編碼器，以及增量式和絕對式光電編碼器、磁編碼器，能滿足人形機器人多樣化的需求。

雷賽智能專注于工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，積極拓展機器人領(lǐng)域。成功研發(fā)出中空編碼器等核心產(chǎn)品，適用于人形機器人，在編碼器技術(shù)上有一定突破，能為人形機器人提供高性能的編碼器解決方案。