纳芯微磁传感器技术推动人形机器人性能提升

纳芯微磁传感器技术为人形机器人运动控制提供了关键解决方案，其高精度磁角度编码器可精准检测关节位置和运动轨迹，赋予机器人更灵敏的感知能力和更流畅的运动表现。相关技术突破将推动人形机器人在通用关节和执行器等核心部件上的性能提升，为智能机器人产业发展注入新动能。

纳芯微人形机器人领域的全面产品布局

随着人形机器人技术的快速发展和市场化进程加速，其应用场景正从工业领域向消费级市场拓展。纳芯微凭借广泛的产品线布局，在这一新兴市场中占据了重要地位，其产品涵盖MCU、传感器（电流、电压、温度、位置）、栅极驱动、缓冲器、电池管理，以及通信、功放、监控和基准等芯片解决方案，能够为机器人系统提供完整的信号链支持。

纳芯微技术市场经理陈旭骅在2025CAIMRS AI 人形机器人研讨会上介绍，从当前主流人形机器人的结构来看，单台设备平均需配备71个磁编码器和90个电流传感器，具体需求拆解如下：

机械臂（自由臂）：以七自由度机械臂为例，其7个关节每个关节的减速机前后均需1个编码器，单臂需14个磁角度传感器来实现电机运行及末端位置检测，双臂合计28个。同时需配套14个驱动器和28个电流传感器。

腿部和腰部关节：按四自由度保守计算，各需16个磁编码器；若包含腰部旋转和弯腰动作，则要额外增加4个磁编码器，总计20个。部分高端设计采用六自由度方案，进一步推升了传感器需求。

膝关节：针对爆发力要求高的跑跳动作，定制化膝关节动力电机通常配备4个磁编码器（每膝2个）。

灵巧手：目前国内外方案差异较大，海外有些灵巧手能实现十六、二十二自由度。国内市场比较常见的是6个空心杯为主的结构。拇指关节是一个二自由度结构，需要3个角度编码器（1个/空心杯电机 末端检测）；四指关节基本上以4个空心杯电机为主，每指2关节配备2个末端位置检测编码器，总计12个。手腕类似腰部旋转结构，需额外的编码器支持。

电池管理方面：主流200A电池组需配置2个高精度电流传感器。视觉执行机构方案多样，通常需2-4个磁编码器实现精准定位。

纳芯微高精度与高可靠性传感方案

在角度传感领域，编码器技术经历了从电位器到光电、磁角度及电感式编码器的演进。目前，纳芯微聚焦于磁角度编码器和电感式编码器的研发与量产，其中磁角度编码器已广泛应用于工业及消费领域，而电感式编码器则在汽车EPS（电动助力转向系统）、扭矩传感等场景中展现优势。

纳芯微磁角度编码器采用非接触式设计，具备高可靠性、抗震、抗污染等特性，尤其适合动态环境。传统光电编码器对环境洁净度要求高，而人形机器人的跌落、碰撞等动作易导致其失效。相比之下，磁角度编码器不仅适应性强，还可实现17bit分辨率（精度达0.002°），且仅需单芯片 磁铁的简洁方案即可完成高精度检测，大幅降低系统复杂度。

纳芯微的磁编码器主要有三种不同的技术路线，可以覆盖全场景需求。首先是低成本的霍尔式磁编码器方案，适用于空心杯电机等对性价比敏感的场景。第二是AMR磁阻式编码器，具有高灵敏度，分辨率可达21bit，主要用于工控市场和机器人中的伺服电机，以及配合机器人行星减速机的多颗协同控制方案。第三是新兴的电感式编码器方案，适合中空走线或大电流场景（避免磁场干扰），目前已进入小批量阶段，未来将拓展至人形机器人关节等应用。

总之，纳芯微通过多技术路径布局，为不同精度、成本及环境要求的场景提供定制化解决方案，持续推动编码器技术在机器人领域的创新应用。

纳芯微磁编码器安装方式详解

磁编码器的安装方式主要分为在轴安装和离轴安装两大类。在轴安装是指电机轴、磁铁轴心和芯片轴心三轴同心的安装方式，它具有结构简单、精度稳定的特点。而离轴安装则是当前行业研究的热点，特别适用于需要中空结构的减速器应用场景，为人形机器人等新兴领域提供了更为灵活的解决方案。针对这两种安装方式，纳芯微开发了不同的产品系列，以满足多样化需求。

目前纳芯微有三款在轴安装磁编码器产品：MT6835（±0.02°）、MT6826S（±0.1°）和MT6701（±1.0°）。这三款产品的年出货量已达到500-600万片，广泛应用于步进电机和伺服电机领域。其中MT6701主要应用于空心杯电机等对成本敏感的场景；MT6826S和MT6835基于磁阻技术，凭借更高精度被用于伺服电机和行星减速机的多颗协同控制方案。

关于安装技术细节，在轴安装又可分为径向充磁和轴向充磁两种方案。径向充磁方案磁场发散较远，对安装距离要求较低；轴向充磁方案磁力线更为集中，适合1mm以内的精密安装场景，是纳芯微主推的方案。

离轴安装是一种创新方案，针对机器人行业对中空结构的需求，纳芯微提供三种离轴解决方案。一是集成磁头方案（MT6620），优势是集成度高，挑战是对磁铁的磁间距和安装位置要求较高；二是低成本方案（MT6709QC），其特点是通过外接磁传感器解码，通过自校准可将精度提升至±0.1°（匀速自校准）或±0.2°（简洁校准）。

第三种是电感式编码器方案（MT6901），其创新性在于，采用电感技术解决了中空走线干扰问题，能够有效规避EMC等信号干扰。这种双码道游标方案是当前市场主流的绝对值编码器，可广泛应用在机器人关节侧。

为了满足绝对位置的监测需求，纳芯微还推出了两种创新方案——单码道增量控制和M序列方案。单码道增量控制采用单磁环设计，通过中间的回零信号实现位置识别。该方案采用增量控制方式，虽然存在上电时存在噪声问题，但在工业场景中仍有广泛应用。

M序列方案则更为先进，融合光编理论创新而成。其工作原理是通过伪随机序列精确定位外圈对极位置，结合增量控制实现360°绝对角度测量。具体流程为：上电时读取内码道信号确定初始位置，然后通过增量方式进行机械控制，由芯片内部解析获得绝对角度信息。

上述两种方案各有特点：传统方案结构简单但存在噪声；M序列方案精度更高但增加了复杂度。两者均能有效满足绝对位置监测需求，可为不同应用场景提供灵活选择。

为满足不同精度需求，纳芯微开发了多种复合安装方案。其中，基础复合方案采用中间轴向充磁的在轴安装，外圈采用4颗传感器解码，特点是平衡成本与性能。高精度复合方案增加了中间磁铁屏蔽罩，能够有效隔离外部磁场干扰，提升测量精度。

纳芯微还在两个方案基础上开发了两种全中空离轴方案。其外部磁环随外转子旋转，内部磁环连接减速器电机端，采用8颗线性霍尔输出信号至解码芯片。通过增加磁屏蔽设计，其外圈精度可达0.2-0.3°，内圈精度可达0.8-1°。该方案的可靠性已在行业实际应用中得到了验证，完美解决了中空结构下的高精度测量需求。

纳芯微即将推出的MT6901电感式编码器将成为人形机器人关节的核心解决方案。该产品采用创新的三层电感技术，在定子两侧各配置一个转子，通过电磁感应实现双面信号采集，从根本上消除传统方案单侧感应的局限性。

虽然三块PCB的精密平衡存在技术挑战，但这一设计实现了内环套外环的感应方案，能够显著提升测量精度，完美解决中空走线的EMC干扰问题，特别适合需要高可靠性的机器人关节应用，从而推动整个机器人行业的技术升级。

纳芯微将持续拓展智能化边界

纳芯微通过持续技术创新，建立了完整的磁编码器解决方案体系，从传统在轴安装到创新离轴方案，从单一测量到复合安装，为工业自动化、人形机器人等领域提供了多样化的选择。特别是正在开发的MT6901电感式编码器，有望解决行业长期存在的中空走线的干扰难题，推动磁编码器技术进入新的发展阶段。

纳芯微的传感器产品已成功导入多家客户的人形机器人项目，在空心杯电机和通用关节领域实现了批量出货。与此同时，在四足机器人市场也取得了突破，多个项目进入量产阶段。作为国产传感器供应商，纳芯微将持续为机器人行业提供高可靠性解决方案，助力国产人形机器人把握市场机遇，实现技术突破。

纳芯微电子（简称纳芯微，科创板股票代码688052）是高性能高可靠性模拟及混合信号芯片公司。自2013年成立以来，公司聚焦传感器、信号链、电源管理三大方向，为汽车、工业、信息通讯及消费电子等领域提供丰富的半导体产品及解决方案。

纳芯微以『“感知”“驱动”未来，共建绿色、智能、互联互通的“芯”世界』为使命，致力于为数字世界和现实世界的连接提供芯片级解决方案。

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