多圈旋转编码器位置记忆的四种技术

- 机械式方案
该方案通常采用“齿轮组+单圈绝对值编码器”的结构，通过精密齿轮的传动比来换算圈数，其主要缺陷在于齿轮机构存在机械磨损与背隙，长期运行后会影响传动精度；多级齿轮结构复杂，体积和重量较大，与人形机器人关节追求轻量化、紧凑化的设计目标相悖。



- 带备用电源的电子方案
此方案通过为单圈传感器和存储器（如FRAM）配备备用电池，以在主电源中断时维持位置数据的记录。该方案的主要问题在于引入了电池管理，包括电池的生命周期、定期维护与更换，这增加了系统的复杂性和长期拥有成本，并降低了整体可靠性。



- 基于韦根（Wiegand）效应的方案
韦根传感器利用导线的自发电效应，可在旋转时产生能量脉冲以驱动计数和数据存储。尽管此方案无需电池，但在某些工况下，尤其是在圈数累积较多或转速变化剧烈时，存在发生圈数计数错误的风险（即“丢圈”现象），这对于要求高可靠性的机器人应用是不可接受的。

- 磁畴壁效应的方案
ADMT4000的技术实现基础是磁畴壁在磁性纳米导线中的可控传播。在磁性材料中，磁畴是原子磁矩取向一致的区域，而磁畴壁是相邻磁畴之间的过渡层。该传感器利用外部永磁体（固定于机器人关节的旋转部分）产生的磁场，来驱动内部磁性导线中的磁畴壁发生位移。因此，关节的旋转运动被直接、无损地转换为磁畴壁在一维线性路径上的位移。