電子發燒友網報道（文/梁浩斌）在人形機器人控制系統中，每個關節都需要通過傳感器去確定關節的位置和狀態，從而通過算法去對多個關節進行相應的控制，多個關節聯動實現復雜的動作執行。

那么如何確定關節的位置和狀態？這個時候就需要用到編碼器了。在機器人系統中，編碼器是實現精確運動的核心傳感器，典型的人形機器人上，14個旋轉關節共需要28個編碼器，14個線性關節共需要14個編碼器，雙手共需要12個編碼器，整機總共需要用到54個編碼器。

編碼器的核心功能是，將機械運動（旋轉或直線位移）轉換為電信號（脈沖或數字編碼），從而讓機器人控制器實時獲取運動部件的位置、速度、加速度或方向信息。

具體來說，編碼器可以檢測電機、關節的實時位置，比如機械臂關節的旋轉角度、移動機器人輪子的轉動圈數等；或是在線性關節中，計算關節的運動速度；編碼器能夠反饋實際運動狀態，與控制器的指令進行對比，實現“指令-執行-反饋”的閉環控制，比如修正機器人的位置偏差、防止過沖。

編碼器有多種類型，如果根據輸出信號是否以來初始位置來區分，編碼器可以分為增量式編碼器和絕對式編碼器兩種。

其中增量式編碼器是通過運動部件旋轉時，通過遮擋光或是磁場來產生周期性的脈沖信號，通過脈沖計數計算位移，這種編碼器結構簡單，成本低，在鼠標滾輪上非常常見。不過缺點也非常明顯，就是斷電后系統無法知道當前的位置信息，隨著時間可能會累積誤差。

絕對式編碼器是指每個位置，比如角度、距離都有對應的編號，所以編碼器可以根據這些編號來確定位置，不依賴初始的位置，斷電后也能夠知道當前的位置。但缺點是結構相對增量式編碼器更復雜，成本高3-10倍，一般是用于精度要求較高的場合。

如果按照檢測原理，編碼器又可以分為光電編碼器、電磁編碼器、霍爾編碼器。光電編碼器將編碼盤上細密的透光柵放置在激光器和傳感器之間，通過遮擋光線來產生脈沖，精度可以非常高，但對環境潔凈度敏感，因為灰塵可能會遮擋光路。

電磁編碼器則是基于磁場變化產生信號，通過永磁體和霍爾元件、磁阻傳感器等產生信號，可以適用于復雜環境，不受粉塵干擾，但精度相對光電編碼器較低。

霍爾編碼器是利用霍爾效應，即磁場變化改變半導體電壓，通過電壓的變化來檢測位置，這種編碼器精度相比電磁編碼器更低，可以用于一些低精度的消費級機器人場景。