服务机器人应用技术讨论

近年来,清洁机器人和教育机器人销售业绩良好,娱乐机器人市场正在快速发展,医疗机器人市场处于大规模出现的状态。

为让关注服务机器人的工程师获取更多相关资讯，本讨论整理服务机器人的培训资料和产品推荐，希望能帮到相关领域客户的应用设计。

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TI机器人核心技术全攻略：http://www.emakerzone.com/live?id=190

TI机器人传感器技术培训资料：https://www.ti.com/seclit/ml/slyp521/slyp521.pdf

TI扫地机器人培训资料：https://www.ti.com/seclit/ml/slyp527/slyp527.pdf

TI服务机器人的解决方案：http://www.ti.com/solution/service_robots

服务机器人包括：电源，充电，电机驱动，运放等多个方面，如下机器人：

同时针对不同的应用场合，服务机器人也存在多种形态，其中以教育机器人，早教机器人，清洁机器人在市场上的发展最为迅速。

针对不同的机器人的形态，TI提供了许多相关的解决方案，并推出了相关的适用的器件促进服务机器人的市场发展。

1.  关于服务机器人的电源推荐：
在服务机器人中常用的电源系统中，一节（1S）或多节（2S/3S/…）电池作为电源给系统供电的电路较为常见。

由于机器人的功能越来越强大，耗电量也越来越大，为了能够支持机器人的长时间的工作，选择一个损耗较小的电源，一个可以快速充电的电池，成为服务机器人的重点。

常用1节或2节充电电池（18560）供电。在功耗较大的服务机器人中，使用多个充电电池串并联供电：

TLV62569：单节锂电池常用buck芯片，2.5-5.5V输入，2A输出，在轻载的时候也能达到很高的转换效率(95%)。

TPS562201：1S-4S锂电池常用降压转换器，可承受17V输入电压，在电机出现反电动势时可稳定输出，2A供电能力。

TPS54302：4.5V-28V输入，可承受最高28V的输入电压，有3A的供电能力。

在服务机器人中升压芯片也有很多应用场合，特别是在单节或多节的锂电池供电系统内，系统需要5V或12V的电源轨，升压芯片至关重要。

TI推出的TPS61236，专门针对单节锂电池的供电系统可提供5V的电源供电，最大供电效率可达96%，并且静态电流极低。

TPS61088针对1S和2S锂电池供电系统，可稳定输出5V和12V电源轨。

TPS55330针对1S-3S供电系统，可提供2.9-22V的输出电压，并可提供最大6.6A的供电电流。

2.  关于服务机器人的充电芯片的推荐：

随着电池容量的扩大，充电速度也受到各个机器人厂家的重视，同时也成为用户满意度的重要指标。在充电协议，充电接口形式，电源适配器繁多的市场上，大趋势要求服务机器人的充电接口可以兼容各类适配器，并且以较快的速度充电。

针对单节锂电池充电系统，TI推出的BQ25606有着较好的性能：

其有完备的充电适配器检测能力，自动识别D+/D-，并可以检测适配器的最大输出电流，以最快的速度给电池充电，可至3A的充电能力。在单节锂电池拖动电机的系统中，启动过程有较大的充电电流，BQ25606有足够的7A的电流管理能力，满足系统放电需求。

针对2S/3S锂电池的充电系统，TI的BQ24133可以提供1.5-3A的快速充电能力，同时为系统提供电源路径管理。

在服务机器人中，针对1S-6S的锂电池系统，BQ2461X系统可以提供最大10A的充电电流。

3.  关于服务机器人的运放和马达驱动的推荐：

现代服务机器人的电机驱动有着小型化，易用化的趋势。根据电机驱动的种类不同，TI推出了给类不同的产品：

DRV8701，5.9-45V的电压输入范围的有刷直流电机的驱动。驱动外部的FET来获得可拓展的电机驱动能力，同时拥有电机电流保护的能力。

DRV8412/DRV8432可以承受52V的输入电压，可以驱动两个直流电机，每路能实现3A(8412)或6A(8432)的驱动能力，也可以两个并联驱动一个6A(8412)或12A(8432)的电机。配合C2000的使用可作为一个步进电机的驱动，可以实现任意的电机细分精度。内部集成了低压降的MOSFET，可以实现小型化的设计。

DRV883X可作为0-11V的步进电机驱动，或者作为两路单独的直流电机驱动。

DRV832X是三相BLDC电机驱动，6-60V的供电电压，1A电机输出电流，2A电机输入电流并可直推MOS不需外围电路。

针对电机驱动，TI推出了体积小，简单易用的电机参考设计方案。

TI推出的TLV906X有着相当优秀的性能和较好的价格。作为一个输入输出轨至轨的运放，10MHz的增益带宽积可以用来适应各类应用场合。

对于电流检测，TI推出的INA180作为一款电流检测芯片，集成了内部的电流检测电阻，能够实现交流信号的电流检测。

Hi

    好东西，多分享。

感谢分享

很给力的资料，感谢分享。

4.关于服务机器人的按键设计：

在现有的服务机器人中，按键设计需求时尚酷炫。

采用 LDC1314 电感数字转换器的 16 按钮感应按键参考设计可以满足大多数服务机器人的按键需求：

http://www.ti.com.cn/tool/cn/tida-00509?keyMatch=LDC1314&tisearch=Search-CN-Everything

其中机器人的电感传感器产品，从单点触控到多点触控，TI推出的LDC系列的产品均有对应的解决方案，打开webench，即可进行轻松的触控方案设计：

https://webench.ti.com/webench5/ldc/

TI推出的LDC1612/ LDC1614/ LDC1312/ LDC1314，可以满足多类触控场景的要求。

好东西，学习了，感谢分享，支持一下。

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5. 关于机器人传感器的推荐

湿度传感器：0-100%湿度检测范围，2%湿度检测精度，超低功耗：HDC1080

光颜色传感器，业界最贴近肉眼感知的光颜色传感器：OPT3001

IIC通信温度传感：TMP102

简单易用的温度传感器，仅需一脚即可实现温度侦测功能：LMT01

高精度的霍尔传感器，可侦测到2mT的磁通精度变化：DRV5033

单点TOF传感器，可达15米范围的距离侦测器件：OPT3101

60*80景深传感器，可达到手势识别功能：OPT8320

320*240像素 ToF，可实现人脸识别，人像识别，全景三维重建：OPT8241

ToF专用处理器：OPT9221

参考设计：

lIDAR+TOF环境感知设计， 可实现高精度的环境情况侦测：TIDA00663

80米范围的毫米波雷达设计：TIEP0094

高准确度的机器人3D视觉参考设计：TIDA01173

针对人员位置进行分析的TI开发组件：TIDA01436

6. 关于机器人人机交互的推荐器件及设计

高性能低功耗小封装，支持TDM格式数据，支持各种麦克风，非常适合机器人语音处理：ADC3101

高性能，带振荡器，额外通道做语音检测唤醒系统，带麦克风放大，可接受2Vrms的输入，带Mux和Mix，接受差分信号：PCM1862

I2S输入音频功放，可实现2*18W或45W输出，自带效果平衡器：TAS575x

经典易用ADC：PCM1808

带D类功放Codec：AIC3100

10W D类功放：TPA3136

超小体积功放，适用于数字输入小型喇叭功放：TAS2557

48通道RGB LED驱动器，可达16为像素深度，可同时驱动16路三色RGBLED灯：TLC5955

可编程LED驱动，MCU一次编程即可不占用MCU：LP5569

玻璃触摸按键控制MCU：MSP430FR2633

玻璃触控参考设计：TIDA00343

4通道12位金属触摸按键：LDC1314

Hi ,非常实用。从电源到充电，从驱动到传感器，涵盖了几大部分的应用。已经收藏了。

7. 关于机器人传感器的推荐器件及设计

湿度传感器：0-100%湿度检测范围，2%湿度检测精度，超低功耗：HDC1080

光颜色传感器，业界最贴近肉眼感知的光颜色传感器OPT3001

IIC通信温度传感TMP102

简单易用的温度传感器，仅需一脚即可实现温度侦测功能LMT01

高精度的霍尔传感器，可侦测到2mT的磁通精度变化DRV5033

lIDAR+TOF环境感知设计， 可实现高精度的环境情况侦测：TIDA00663

超声波远距离测距组件：TIDA00462

80米范围的毫米波雷达设计：TIEP0094