联合中国科学院深圳先进院，国民技术发布新一代关节电机驱控方案

2026年，人形机器人产业加速驶入规模化量产通道。集邦咨询预测，今年全球人形机器人出货量将突破5万台，同比增长超700%。据行业统计，上半年中国厂商拿下全球约97%的份额。产业热潮之下，真正的挑战浮出水面：关节，是量产绕不开的必答题。

一台人形机器人全身几十个关节，每一个都要在紧凑空间内，同时完成电机控制、双编码器处理、多协议通信与安全保护。关节模组占整机硬件成本的一半以上——它是机器人的“肌肉”，也是国产方案必须啃下的硬骨头。

9月23日，国民技术正式宣布：联合中国科学院深圳先进院电驱系统专家团队，发布新一代人形机器人关节电机驱控一体化方案。方案以国民技术高性能双核MCU N32H785为核心，集成驱动主控、无框力矩电机、双绝对值编码器、通信模块与减速器，从芯片到算法、从驱动到感知，为机器人整机的小型化、模块化设计提供参考，完成了一次面向量产的系统性攻关。

关节电机驱控一体化样机结构

为什么是N32H785？

先看单核方案的行业老问题：电机控制算法与通信协议挤在同一个核里跑，控制周期要微秒级，通信又不能丢数据——两个任务互相争抢资源，实时性与稳定性难以兼得。

深圳先进院电驱系统专家团队在联合调试中反复验证了一个结论：关节控制的瓶颈，往往不在算法，而在算力架构。

N32H785给出的答案，是异构双核分工：

● Cortex-M7内核，最高600MHz主频，支持双精度浮点运算与DSP指令，专职承担FOC电机控制、力矩/速度/位置三环控制、双编码器数据处理与安全保护；

● Cortex-M4F内核，最高300MHz主频，专职处理CAN FD、EtherCAT与串口通信。

N32H785 双核任务分工架构

一个管“肌肉”，一个管“神经”，各司其职互不干扰。双核通过片上SRAM交换控制指令与运行状态，并以SEMA4硬件信号量完成跨核同步——通信负载再大，也拖不慢电机控制周期。

丰富的片上资源，为高性能控制而生

除双核算力外，N32H785还集成了面向高性能控制的完整外设矩阵：

● 2个16位超高精度定时器（SHRTIM1/2，控制精度最高100 ps）与4个16位高级定时器（控制精度最高3.3 ns），可生成三相逆变桥所需的互补PWM信号；

● 3个12位5 Msps高速ADC、4个高速模拟比较器与6个12位DAC，覆盖相电流采样、母线电压监测与快速故障检测；

● 8 路 CAN FD、2个以太网MAC，EC型号支持EtherCAT；

● 2MB/4MB片上Flash与1504KB SRAM，可容纳控制算法、通信协议栈与运行数据；

● 器件工作温度范围-40℃至+105℃，并集成SRAM ECC、独立/窗口看门狗、温度传感器等可靠性资源。

N32H78x 系列关键资源概览

依托高集成度片上资源，方案显著减少外围控制器件、缩短信号处理链路，为关节控制板的小型化与高集成度设计提供直接支撑。

硬核实测：数据说话

方案好不好，实测说了算。在标准台架全工况带载测试中，关节模组关键性能如下：

● 额定转矩20N·m，峰值转矩60N·m——覆盖整机运动的主力输出需求；

● 20kHz电流环，配合力矩/速度/位置三环控制体系，力矩指令毫秒级响应；

● 0~100rpm转速阶跃，平均响应时间106ms，最大超调仅4.43%，转速波动≤±5%；

● 位置跟踪最大误差0.01rad（约0.573°），平均误差0.54°——±360°大范围运动，1秒内到位。

 

实测数据抓图｜0～100 rpm 转速阶跃响应

实测数据抓图｜±360° 位置跟踪响应

精度意味着什么：机器人抓取一个鸡蛋不捏碎、递一杯水不洒出，靠的就是这半度的位置控制能力。

一体化设计，为整机而生

方案采用一体化结构，将控制、驱动、感知、通信与减速机构集成于关节内部，在缩短信号链路的同时，为机器人整机的小型化、模块化设计提供参考。

双绝对值编码器同时采集电机侧与减速机构内部的位置反馈，让关节"知道自己拧到了哪儿"，位置感知更立体。

通信层面，串口、CAN FD、EtherCAT三种协议全面支持，无论整机厂选用哪种总线，均可直接对接——量产适配的灵活性，就藏在这些细节里。

产学研协同，从参考设计到可交付方案

本次联合发布的完成方式，与方案本身同样重要：

深圳先进院电驱系统专家团队负责电驱控制算法与位置融合策略的深度打磨；国民技术研发团队负责芯片级实现与量产落地验证。 产学研拧成一股绳，才把“参考设计”做成了“可交付的方案”。

2026年是人形机器人规模化量产元年，关节作为核心动力单元，占整机硬件成本50%以上。围绕不同功率等级、编码器类型与整机总线需求，开发者可在此参考平台上完成参数适配与应用验证，加快关节控制方案落地。

以高性能国产MCU，为机器人关节注入“芯”动力。 国民技术将持续投入人形机器人核心控制芯片与方案的研发，与产业链伙伴一起，把关键环节握在自己手里。

如有机器人关节方案需求，欢迎联系国民技术获取完整技术资料与样片支持。

责编：Jimmy.zhang