【TI 工程师整理】服务机器人应用技术讨论

1万 · 2017-11-21 15:32

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。

欢迎大家在本帖下跟帖留言，交流讨论。

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_robot

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。