在工業(yè)自動化與嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，人機(jī)交互的精準(zhǔn)性和安全性始終是技術(shù)落地的核心考量。當(dāng)全自動按摩機(jī)器人走進(jìn)專業(yè)商用場景，機(jī)械臂的細(xì)膩操控、傳感器與執(zhí)行器的實(shí)時協(xié)同，都離不開高可靠的通信解決方案。

客戶：工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）制造商凌華科技

應(yīng)用行業(yè)：工業(yè)自動化 / 嵌入式系統(tǒng)

解決方案：虹科 PCAN-M.2 接口卡

針對機(jī)器人控制系統(tǒng)中對實(shí)時性要求極高的 CAN通信，虹科PCAN-M.2 接口卡憑借其高速、高可靠性、易于集成的顯著優(yōu)勢，成為了機(jī)械臂安全控制的核心組件，也為持續(xù)穩(wěn)定的高品質(zhì)自動化按摩體驗(yàn)提供了關(guān)鍵支撐。

#1

項(xiàng)目背景

針對配備機(jī)械臂的按摩床的復(fù)雜控制需求，工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）制造商凌華科技 ，亟需一款高可靠性、易集成的 CAN 通信接口卡。該按摩床系統(tǒng)內(nèi)置三臺工業(yè)計(jì)算機(jī)，其中一臺專門負(fù)責(zé)機(jī)械臂與傳感器的精準(zhǔn)控制及驅(qū)動。

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核心需求

高速、高可靠性的CAN 通信

可便捷嵌入基于 Linux 的控制系統(tǒng)

無需額外集成開發(fā)

除技術(shù)性能外，產(chǎn)品尺寸、集成便捷性與元器件長期供貨保障，也是客戶考量的核心因素。

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核心痛點(diǎn)

故障安全控制：人機(jī)交互對通信提出嚴(yán)苛要求

凌華科技的全自動按摩機(jī)器人配備專業(yè)機(jī)械臂，將落地商用公共場所，直接與人體物理接觸的特性，讓其控制系統(tǒng)面臨多重高難度挑戰(zhàn)

1.實(shí)時協(xié)同與安全保障：多運(yùn)動軸與紅外傳感器之間的通信必須實(shí)時協(xié)同，才能保障設(shè)備運(yùn)行流暢、動作精準(zhǔn)。控制系統(tǒng)必須具備高魯棒性和故障安全能力，杜絕人機(jī)接觸風(fēng)險

2.市場認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛：整套系統(tǒng)需通過美國 UL、FCC 權(quán)威認(rèn)證，滿足以人為核心應(yīng)用場景的最高安全要求

3.集成與兼容需求：CAN 通信需高速、高可靠，接口卡需適配緊湊型無風(fēng)扇嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)，無需大量集成開發(fā)工作，且完美兼容 Linux 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟件無縫集成與長期維護(hù)

4.產(chǎn)品落地硬性指標(biāo)：兼顧小尺寸、易集成特性，同時保障元器件長期供貨，為商用場景的穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐。

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虹科解決方案

以虹科PCAN-M.2 接口為核心的通信方案

面對以上痛點(diǎn)， 虹科解決方案以PCAN-M.2 接口卡為硬件核心，搭配 Linux 系統(tǒng)專屬軟件架構(gòu)，結(jié)合三臺凌華無風(fēng)扇嵌入式計(jì)算機(jī)的分工協(xié)作，構(gòu)建了一套低延遲、高穩(wěn)定、易集成的通信控制系統(tǒng)，全方位匹配按摩機(jī)器人的核心需求。

搭載虹科PCAN通信方案的機(jī)器人控制系統(tǒng)

該按摩機(jī)器人的控制架構(gòu)，以三臺集成于按摩床內(nèi)的凌華科技無風(fēng)扇嵌入式計(jì)算機(jī)為核心。

一臺搭載虹科 PCAN-M.2 接口卡，負(fù)責(zé)機(jī)械臂控制，以及與紅外、位置傳感器的信號采集和通信；

一臺搭載 GPU，負(fù)責(zé)圖像處理與運(yùn)動分析；

一臺承擔(dān)整體控制與診斷功能

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核心優(yōu)勢

軟硬件協(xié)同，打造高可靠通信架構(gòu)

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硬件核心優(yōu)勢

DMA 技術(shù)加持：支持直接存儲器訪問技術(shù)，硬件與主存直接傳輸數(shù)據(jù)，不占用 CPU 資源，大幅降低通信延遲，CPU 可同步執(zhí)行其他任務(wù)，保障復(fù)雜實(shí)時場景下的穩(wěn)定數(shù)據(jù)吞吐量；

高速穩(wěn)定傳輸：支持 CAN FD 協(xié)議，高數(shù)據(jù)傳輸速率下仍能保持信號穩(wěn)定，搭配 PCIe 接口實(shí)現(xiàn)傳輸效率最大化

超緊湊尺寸：80×22×46 mm（寬 × 長 × 高）的精巧設(shè)計(jì)，可直接通過 M.2 插槽與工業(yè)計(jì)算機(jī)主板連接，無縫嵌入緊湊型無風(fēng)扇機(jī)身，無需額外改造空間

工業(yè)級可靠性：配備電氣隔離與主動總線端接功能，從硬件層面規(guī)避干擾，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，適配工業(yè)商用的長期運(yùn)行需求

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軟件集成：原生兼容，開放可擴(kuò)展

原生 Linux 支持：采用 Linux 系統(tǒng)主流的SocketCAN驅(qū)動，該驅(qū)動已內(nèi)置在 Linux 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核中，無需安裝專屬附加軟件即可完成集成，實(shí)現(xiàn)軟件無縫對接與長期可維護(hù)性

開源 API 適配：凌華科技同時采用了基于社區(qū)開源的 CANopen API，實(shí)現(xiàn)與所連電機(jī)控制器、傳感器的通信，可對機(jī)械臂的各個執(zhí)行器進(jìn)行尋址、讀取狀態(tài)信息并控制運(yùn)動曲線。

模塊化架構(gòu)：標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的應(yīng)用打造了模塊化軟件架構(gòu)，簡化控制組件復(fù)用，同時開放可擴(kuò)展的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可靈活適配未來產(chǎn)品功能升級需求

#5

案例小結(jié)

從硬件的高速穩(wěn)定傳輸、工業(yè)級可靠性，到軟件的原生兼容、開放擴(kuò)展， 虹科方案全方位解決了按摩機(jī)器人的通信與控制痛點(diǎn)，讓 PCAN-M.2 成為機(jī)械臂安全控制的核心組件，為持續(xù)穩(wěn)定的高品質(zhì)自動化按摩體驗(yàn)提供了關(guān)鍵支撐。

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客戶收益

緊湊型工業(yè)級設(shè)計(jì):高可靠性M.2硬件,配備電氣隔離與主動總線端接功能

原生Linux集成:Linux主線內(nèi)核與SocketCAN全支持,無需額外安裝驅(qū)動

開放可擴(kuò)展:SocketCAN與CANopen API相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)靈活可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)

產(chǎn)品的原生 Linux 支持、CAN FD兼容性與可激活總線端接功能，大幅降低了集成工作量。搭配凌華科技無風(fēng)扇嵌入式計(jì)算機(jī)的高可靠設(shè)計(jì)，最終打造了這套具備極致穩(wěn)定性、極低維護(hù)需求與長期供貨保障的通信控制系統(tǒng)。