當(dāng)掃地機(jī)器人裝上能夾取 400 克重物、在 30 厘米空間內(nèi)精細(xì)作業(yè)的 “機(jī)械手”，一場(chǎng)智能家居領(lǐng)域的 “具身智能” 革命已然開啟。2025 年 AWE 與 CES 展上，追覓 4 關(guān)節(jié)仿生機(jī)械手、石頭科技 G30 Space 探索版 5 軸折疊機(jī)械手等創(chuàng)新產(chǎn)品驚艷亮相，而支撐這些復(fù)雜功能穩(wěn)定落地的關(guān)鍵，正是 FOSAN 富捷科技集團(tuán)旗下富信半導(dǎo)體提供的全鏈路半導(dǎo)體解決方案。

一、電源管理：構(gòu)筑 “機(jī)械手” 穩(wěn)定運(yùn)行的電力中樞

掃地機(jī)器人的 “機(jī)械手” 要完成抓取、翻轉(zhuǎn)、放置等精細(xì)動(dòng)作，需各部件協(xié)同供電，富信半導(dǎo)體的 IC 集成電路則是這場(chǎng) “電力調(diào)配” 的核心中樞。其推出的 FS1117-adj、FS1117-3.3 等多規(guī)格 LDO 芯片，能精準(zhǔn)將電池輸出電壓轉(zhuǎn)換為機(jī)械手主控芯片、力矩傳感器、關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊所需的穩(wěn)定電壓，且輸出紋波低至 50mV 以下，避免電壓波動(dòng)導(dǎo)致的動(dòng)作卡頓或精度偏差。

無(wú)論是機(jī)械手空載調(diào)試，還是夾取拖鞋、遙控器等不同重量物體，該系列 IC 都能保持供電穩(wěn)定性，為 “機(jī)械手” 復(fù)雜動(dòng)作的連貫性與可靠性奠定電力基礎(chǔ)，確保每一次抓取都精準(zhǔn)可控。

二、電機(jī)驅(qū)動(dòng)：賦予 “機(jī)械手” 強(qiáng)勁且高效的動(dòng)力

“機(jī)械手” 的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)與掃地機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，均依賴電機(jī)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)控制，而富信半導(dǎo)體的 N-MOS 管 FS3400M 則是這一環(huán)節(jié)的 “動(dòng)力核心”。這款 MOS 管具備 30V 漏源電壓、5.8A 連續(xù)漏極電流的性能優(yōu)勢(shì)，柵極開啟電壓僅需 2.5V，能快速響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，適配機(jī)械手關(guān)節(jié)電機(jī) “高頻啟停、動(dòng)態(tài)調(diào)速” 的需求。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng) “機(jī)械手” 夾取 400 克重物時(shí)，F(xiàn)S3400M 可將開關(guān)損耗控制在 50mW 以內(nèi)，相比傳統(tǒng)器件能耗降低 30% 以上 —— 這意味著掃地機(jī)器人在同等電量下，能多完成 2-3 個(gè)房間的清潔與整理任務(wù)，顯著提升續(xù)航能力；同時(shí)，其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性可避免長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致的器件過(guò)熱，保障 “機(jī)械手” 連續(xù)作業(yè)的可靠性。

三、防護(hù)與信號(hào)處理：守護(hù) “機(jī)械手” 的精準(zhǔn)與安全

“機(jī)械手” 要精準(zhǔn)識(shí)別目標(biāo)、規(guī)劃動(dòng)作，離不開激光雷達(dá)、ToF 傳感器等元件的支撐，而富信半導(dǎo)體的靜電防護(hù)與高精度器件，正是這些 “感知器官” 的安全屏障與精度保障。

（一）靜電防護(hù)：筑牢電路安全壁壘

掃地機(jī)器人在家庭環(huán)境中易遭遇靜電沖擊，富信半導(dǎo)體的 TVS 管 SMF26CA 可構(gòu)建起 “防護(hù)防線”。該器件反向工作電壓達(dá) 26V，擊穿電壓精準(zhǔn)，當(dāng)遭遇 ±8kV 接觸放電、±15kV 空氣放電時(shí)，能在 1ns 內(nèi)快速導(dǎo)通，將靜電能量釋放至地，避免激光雷達(dá)的感光芯片、ToF 傳感器的發(fā)射模組因靜電損壞或數(shù)據(jù)失真。

一旦失去靜電防護(hù)，傳感器可能誤判物體距離，導(dǎo)致 “機(jī)械手” 抓取偏移，甚至碰撞家具；而 SMF26CA 的存在，讓 “機(jī)械手” 在干燥季節(jié)或化纖地毯環(huán)境中，仍能保持感知精度。

（二）信號(hào)處理：確保 “機(jī)械手” 動(dòng)作的毫米級(jí)精度

“機(jī)械手” 要準(zhǔn)確抓取紙團(tuán)、襪子等小型物體，需激光雷達(dá)與 ToF 傳感器提供高精度數(shù)據(jù)，富信半導(dǎo)體的 FRH 高精度電阻與 BZT52C27 穩(wěn)壓管則是這一環(huán)節(jié)的 “精度校準(zhǔn)師”。

FRH 系列高精度電阻：精度達(dá) ±0.1%，溫度系數(shù)僅 ±10ppm/℃，用于激光雷達(dá)的信號(hào)調(diào)理電路，可將距離測(cè)量誤差控制在 2mm 以內(nèi)，確保 “機(jī)械手” 精準(zhǔn)識(shí)別物體位置，避免因距離誤判導(dǎo)致的抓取落空；

BZT52C27 穩(wěn)壓管：能為 ToF 傳感器提供 27V±2% 的穩(wěn)定電壓，不受電池電壓波動(dòng)影響，保障傳感器輸出的深度數(shù)據(jù)一致性，讓 “機(jī)械手” 在 30 厘米作業(yè)范圍內(nèi)，精準(zhǔn)判斷物體高度與形態(tài)，優(yōu)化抓取角度。

四、技術(shù)適配：緊跟 “機(jī)械手” 進(jìn)化的創(chuàng)新步伐

隨著掃地機(jī)器人 “機(jī)械手” 向 “更高自由度、更大負(fù)載、更小型化” 升級(jí)，富信半導(dǎo)體也同步推進(jìn)器件技術(shù)迭代：針對(duì) “機(jī)械手” 內(nèi)部空間緊湊的特點(diǎn)，將 FS3400M MOS 管封裝尺寸縮減至 SOT-23-3L（2.9mm×1.6mm），比傳統(tǒng) TO-252 封裝節(jié)省 40% 空間；通過(guò)溝槽工藝優(yōu)化，將 FRH 電阻的待機(jī)功耗降低至 10μW，進(jìn)一步提升整機(jī)續(xù)航；同時(shí)，開發(fā)出支持 10A 電流的新一代 MOS 管，適配未來(lái)能夾取 1kg 重物的 “機(jī)械手” 需求。

這些技術(shù)適配不僅滿足當(dāng)前 “機(jī)械手” 的性能要求，更前瞻性支撐行業(yè)創(chuàng)新 —— 從單純的地面清潔，向 “清潔 + 整理” 的家庭服務(wù)機(jī)器人進(jìn)化，讓 “會(huì)動(dòng)手” 的掃地機(jī)器人能完成擺放餐具、收納衣物等更復(fù)雜任務(wù)。

作為 FOSAN 富捷科技集團(tuán)的核心板塊，富信半導(dǎo)體始終以 “器件創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)化” 為理念，將車規(guī)級(jí)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（如 IATF16949 認(rèn)證）融入消費(fèi)電子領(lǐng)域器件研發(fā)。從電源管理到電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從靜電防護(hù)到信號(hào)處理，其全鏈路解決方案不僅支撐掃地機(jī)器人邁入 “具身智能” 新時(shí)代，更彰顯了中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)在智能家居核心器件領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力，為產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)的本土化支撐。未來(lái)，隨著 “機(jī)械手” 技術(shù)進(jìn)一步突破，富信半導(dǎo)體將持續(xù)迭代產(chǎn)品，讓更多 “會(huì)動(dòng)手、更聰明” 的智能家居產(chǎn)品走進(jìn)千家萬(wàn)戶。

審核編輯 黃宇