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音圈执行器是什么？3分钟带你了解它的原理与应用

半导体、3C等领域的部分场景对执行器的力控精度和响应速度要求较为极致，传统的丝杠方案或普通直线电机方案往往难以满足。这时候，音圈执行器成为了一种更为理想的选择。

音圈执行器是什么？内部结构及控制原理是什么？有哪些具体的应用？本文将带您深入了解。

 

01 音圈执行器是什么？

音圈执行器（Linear Coil Actuator）是一种特殊形式的线性驱动装置，直接将电能转化成直线运动机械能，无需任何中间转换机构，主要用于高速、高精度、高响应的位移执行操作。
它的基本原理近似于扬声器（喇叭）中的永久磁铁应用，线圈被包含在磁铁壳中，只要向线圈供电，电磁力就得以产生。“音圈执行器”正是由此得名。

02 工作原理

音圈执行器的工作原理基于安培力（即洛伦兹力）效应：当通电导体置于磁场中时，会受到磁场作用力 F 。该力的大小取决于磁感应强度 B （磁场强度）、电流 I 、导体的有效长度 L ，以及磁场与电流的方向。
如果共有 N 根长度为 L 的导线放置在磁场中，则导线所受的总力可表示为：

03 内部结构

大寰机器人音圈执行器基本结构：高性能磁铁+移动线圈+光栅尺+伺服电机&编码器+真空管+电气接口+电缆

永磁体：位置固定，提供恒定的磁场，使音圈产生受控运动
音圈：通电后在磁场中运动，产生电磁力，实现位移控制

04 线性 VS 线性旋转（复合运动）

05 大寰机器人音圈执行器

大寰机器人的音圈执行器产品包含“VLA系列音圈线性执行器”和“VLAR系列音圈线性旋转执行器”。

 

 

 

VLA系列和VLAR系列采用高度集成化设计，机身轻薄，厚度最小仅10mm；可实现±5g的力控精度，部分可达±2g；重复定位精度达到±2μm；采用超高精度编码器，分辨率达微米级，更高可选0.1μm分辨率光栅编码器，磁性编码器分辨率为1μm。

工作模式：
速度模式丨力矩模式丨位置模式
应用场合：

检测丨分选丨测试丨组装丨旋转
贴合丨装配丨植入丨移载丨扣合

 

06 优势技术：“软着陆”

智能“软着陆”，指在速度模式下，精密控制执行器的直线轴，以最小的力度，柔和地接触目标物体表面，同时持续地监控位置误差，一旦接触到物体表面时，位置误差增大到预先设置的值时，电机执行轴就会保持在物体表面那个位置。

“软着陆”目的是在执行部件与加工零件接触的过程中，实现力度可控，防止出现器件损坏或者由于压力产生的其他问题。

“软着陆”流程：

1.在位置模式P下，高速接近零件；
2.快接近零件时，执行器逐渐减速；
3.从位置模式P切换到速度模式V，设置小的速度值V和电流值I；同时持续监控位置误差ΔP和I；
4.达到预先设定的位置误差ΔP或电流I时，完成软着陆。

07 大寰机器人方案VS传统方案

以芯片封装为例，传统芯片拾取机构接触芯片时，速度过快、接触力过大，过度按压芯片造成芯片的损坏，从而大大影响了芯片贴装的良率及效率。

08 应用案例

易损元件柔性取放 
大寰机器人的音圈执行器，可提供精准的“直线+旋转”运动，配合“软着陆”功能，能够以±5g
的力去触碰精密组件，保护组件不受损坏，如芯片封装、摄像头模组组装。
3C电子产品检测
应用于3C电子行业的手机、平板电脑、智能手表屏幕等触控面板检测、键盘测试、开关检测等。

新能源电池厚度测量
通过程序设定好推力、速度，柔性地推压电池包，当达到设定的力度后，测量位置并输出电池包厚度。大寰机器人的音圈执行器的高稳定、高频长寿命特性，能够使检测长期、高效、精准、稳定执行。
微型电子零件组装
微型电子零部件，对生产组装要求极高，如摄像头模组组装。大寰机器人的音圈线性旋转执行器±5g的精确力控和软着陆有效防止零件损坏；±0.02°的旋转重复定位精度，确保定位组装的准确，提高整体组装生产的良率。

 

09 选型流程

如果你想了解更多关于大寰机器人“音圈执行器”的信息，或者有更多关于工业自动化的想法，欢迎在评论区留言讨论！

 

关于大寰机器人

大寰机器人（DH-ROBOTICS）成立于2016年，是一家专注于为工业智能制造场景提供核心零部件的高科技企业。
大寰机器人深耕精密运控领域，填补了国内精密执行器领域的空白，拥有伺服电动夹爪、音圈执行器、伺服电缸、DH-5灵巧手、iFM 智能柔性运动系统等多系列的200+产品，为3C、新能源、半导体等行业提供柔性化、智能化、低碳化的电动执行器产品与解决方案，助力客户提升生产效率，推动智能制造与可持续发展。

 

对话产品经理：如何用“磁悬浮”重新定义智慧工厂？

智能制造升级，输送系统如何变革？

18世纪出现至今，皮带、链条输送线已是工厂里不折不扣的“元老”。但随着制造升级与变革、智慧工厂逐渐兴起，这些传统设备渐渐无法跟上当下的生产步伐。

何解？
突破皮带、链条等传统传动结构，大寰机器人重磅打造了iFM智能柔性运动系统，创新性地采用磁悬浮技术实现无接触输送，更加柔性化、智能化、模块化，完美贴合现代化生产需求。
今天，我们邀请到大寰机器人的产品经理，解码iFM智能柔性运动系统，聊聊这款“磁悬浮黑科技”是如何颠覆传统，重新定义智慧工厂，挖掘出工业自动化的更多创新可能性。

01 从0到100

–研发故事–

 

Q：为什么决定研发iFM智能柔性运动系统？
A：2019年我们就开始关注这个方向。我们发现，客户对模块化、高效率、易维护的输送方案需求越来越强烈，传统输送线已经无法满足市场需求。综合考量之下，2021年，我们结合自身在精密力控和电动执行器领域的技术积累，决定打造一款更先进的，能够满足不同行业需求的输送方案，这就是开发iFM智能柔性运动系统的初衷。

 

Q：在iFM系列开发中如何运用大寰机器人现有技术积累？

A：iFM智能柔性运动系统的开发离不开大寰机器人在智能电动执行器领域深厚的技术积淀和产品开发经验。
智能电动执行器的系统性强，技术架构层级化，从底层的电机、编码器，到中层的驱动控制，再到上层的用户应用，每一层都有我们的技术沉淀。无论是磁悬浮输送系统，还是电动执行器，又或是机器人相关产品，层级架构都有一定的共通性。基于此，我们能够快速实现从概念到产品的转化，缩短开发周期的同时，确保产品的稳定性和高性能。

 

Q：团队在研发过程中遇到过哪些挑战？
A：挑战肯定不少。模块化设计、柔性组态结构，是iFM智能柔性运动系统的最为关键的特性，却也是开发挑战所在。
从工作原理上来看，iFM智能柔性运动系统由定子模块组成运动轨道，动子模块在运动轨道上运动。定子模块可根据工站与场景需求进行不同的组合与拼接。定子模块连接电源与控制器，动子运动规划由控制器完成，可针对特定动子进行运动控制。

常规产品是单动子与单定子匹配，而智能柔性运动系统是多动子与多定子互相串联，要想多个电机之间实时切换，且同时保障不同动子移动到同一个位置的精度，从技术上来看难度较大，运动、切换时的实时性、平稳性都需要做大量测试以及开发。

解决这一问题的关键则在于软件和算法。大寰机器人有针对性地给驱动器、磁性编码器等开发了算法、软件，有效补偿了多动子与多定子切换运动时产生的精度误差。

 

Q：开发过程中是否与客户端保持沟通？
A：在任何时候，做产品都需要保持与市场连接。早期，大寰机器人就进行了一段时间的市场调研走访，包括收集广大客户需求，以及对3C电子、锂电、光伏、医疗、食品包装等多个行业进行了调研。调研发现，不同行业对输送系统的要求差异很大。例如：
3C电子：以轻负载（0-10kg）为主，对设备体积、精度要求高；

锂电行业：负载较大（可达50kg+），要求高速（2m/s）、高精度；

医疗/化妆品/食品包装行业：对洁净度、IP防护等级有严格要求。

基于这些需求，大寰机器人先针对特定行业场景开发基础产品，同时也已经具备了“柔性”地满足不同行业需求的能力。关键则在于保持大寰机器人内部的“柔性化、模块化”组建能力。

 

02 工业自动化的“乐高大师”

–轻松应对复杂与变化–

 

Q：iFM智能柔性运动系统有哪些运动特点？
A：iFM智能柔性运动系统为智能制造带来了更广阔的应用可能
· 模块化设计，柔性组态

iFM智能柔性运动系统采用独立的模块化设计，支持直线段、弧线段及多种轨道布局。结合多种组态形态，如平面式、垂直式及倒装式布局，可按需组合，快速拼接，轻松扩展与改造，满足多行业复杂生产需求。产线迭代组合仅需重新组合，成本更低。

· 高推力密度，大负载

具备国际领先的运动速度，最大速度可达4m/s，最大加速度可达4G。微米级重复定位精度（±5μm）。搭载自主研发的绝对编码器，无需二次定位。超强双面驱动系统提供高单位推力密度，动子磁组柔性拼接，平稳承载50kg以上负载，确保高效、精准的工业应用。

· 零磨损，低维护

仅导轨接触，无机械摩擦，有效降低维护成本，同时满足高洁净度生产环境需求。振动抑制技术确保高速移动或急停状态下的精准定位，提高生产稳定性。

· 智能调试，简化运维

大寰机器人自主研发的可视化上位机调试软件，采用图形化配置与模拟仿真技术，大幅降低操作难度，提升生产应急响应能力，为企业带来更高效、更智能的使用体验。

Q：支持定制吗？
A：当然，目前接到的订单几乎都是定制的。依靠完善的技术体系，在环形线iFM-L1系列、接驳线iFM-T1系列这两大系列的基础之上，根据客户实际的应用场景需求进行定制组合。
以3C行业为例，3C产业链十分完善，对工站、模块的定义及需求都相对明确且规范，这对大寰机器人而言并非难事。基于多年来深耕3C行业的经验，我们能够快速响应客户需求完成产品定制。例如，客户对工站尺寸、负载能力、精度等有明确要求，我们可以快速调整模块配置。例如，在某耳机检测项目中，客户希望优化洁净度和运动精度，我们通过调整编码器类型和电机配置，满足定制化需求。

此外，大寰机器人还支持无接触供电方案，实现零摩擦运行，摆脱传统拖链的磨损问题，确保系统在任意位置均不断电，进一步拓展应用边界，适用于移动工站、智能物流等创新场景。

Q：在可持续发展方面有何考量？
A：我们从产品设计之初就参考了国际环保标准，在功耗优化、电机效率、低能耗芯片等方面做了大量研究。相比传统输送方式，iFM智能柔性运动系统的单位能耗更低，推力密度更高，能够在保证高性能的同时降低能耗。
Q：iFM系列还有哪些应用潜力？
A：未来，我们计划拓展至智慧工厂、汽车制造、半导体、物流等更大规模的应用。特别是天车式吊装输送，可以用于汽车总装、喷涂等工艺，甚至可实现多楼层输送，大幅提升空间利用率。

03 拥抱AI，探索价值新高度

 

Q：未来是否会更深度地引入AI技术？
A：当然。我们正在探索AI技术在运动规划、路径优化、智能诊断等方面的应用。例如，通过AI优化载体调度，减少节拍时间，提高整体产线效率。同时，结合本地部署的AI算法，让输送系统具备自适应能力，自动调整最佳运行模式。这是我们未来想要融合AI技术创造的一个价值点。

如果你想了解更多关于大寰机器人“iFM智能柔性运动系统”的信息，或者有更多关于工业自动化的想法，欢迎联系我们！关注我们，了解更多黑科技背后的故事。

 

 

DH-ROBOTICS

关于大寰机器人

大寰机器人（DH-ROBOTICS）成立于2016年，是一家专注于为工业智能制造场景提供核心零部件的高科技企业。
大寰机器人深耕精密运控领域，填补了国内精密执行器领域的空白，拥有伺服电动夹爪、音圈执行器、伺服电缸、DH-5灵巧手、iFM 智能柔性运动系统等多系列的200+产品，为3C、新能源、半导体等行业提供柔性化、智能化、低碳化的电动执行器产品与解决方案，助力客户提升生产效率，推动智能制造与可持续发展。

逐浪前行，共赴山海！大寰8周年庆典暨新年晚宴隆重举办

遇浪则踏 临峰则攀
2025已启航
一起迎接属于大寰的山海之约
与风浪为伍，寻找独特风景

1月10日，大寰机器人隆重举办了主题为「逐浪前行 共赴山海」的“8周年庆典暨新年晚宴”。

回首“7周年庆典暨新年晚宴”主题——集结 突破，可以自豪地说：“大寰做到了！” 过去一年，大寰全体齐心协力，加速跃进，实现了“业绩+技术+产品+交付”全方位突破。

此次庆典，更是对2025年乃至更深远的未来的展望。山高路远，海阔天空，纵使未知与挑战从不缺席，但行则将至，至则必至。

预祝大寰机器人以及全产业链的各位伙伴同仁，新的一年，蒸蒸日上，再创辉煌。

 

「签到入场、领取新年伴手礼」

 

「CEO致辞 举杯同庆」活动伊始，公司CEO孙杰博士作致辞。

孙杰表示：“预测未来，最好的办法就是亲手创造未来。在更加复杂和多变的时代，我们要坚守长期主义，以对抗不确定性。从中国市场走向世界舞台，拥抱人工智能，做难而正确的事情。2025年乃至更长远的未来岁月，我们要做的事情，就是打造一个活力且专业的团队。最后，预祝大家新春快乐！”

举杯同庆                                                                                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

「年度颁奖 抽奖环节」

紧接着，进行了本次庆典的第二项活动，颁奖环节。此次设置了优秀团队、优秀员工等奖项。这既是对过去一年团队成员辛勤付出的认可，更是对未来工作的激励与期许。

·优秀团队

 

·优秀员工

 

「幸运大抽奖」

 

END

 

[关于大寰机器人]

大寰机器人（DH-ROBOTICS）成立于2016年，是一家专注于为智能制造场景提供核心零部件的国家级高新技术企业，总部位于中国深圳，在华东、华中、华北等区域均设有分公司，并设有海外运营中心，服务体系覆盖全球多个地区。

大寰机器人拥有伺服电动夹爪、音圈执行器、伺服电缸、DH-5灵巧手、iFM 智能柔性运动系统等多系列产品，200多款细分产品型号；服务终端客户超800家，足迹遍布全球30多个国家，凭借稳定的制造供应体系与完善的销售服务体系，大寰机器人实现了从产品端到终端的反馈闭环，得到市场的广泛认可，已成为国内工业智能制造核心零部件领军企业。

 

港大团队摘得灵巧操作比赛桂冠！使用大寰PGC协作电爪

近日，香港大学Omni-Mani团队联合暨南大学珠海校区在由珠海市人民政府主办、珠海市香洲区人民政府承办的“珠海国际灵巧操作挑战赛暨具身智能产业大会”上获得了“机器人杂乱线缆整理插拔任务”赛道一等奖。
Omni-Mani团队采用了大寰机器人自主研发的PGC-50-35协作型平行电爪，搭载于协作机器人末端，灵活、稳定地完成“机器人杂乱线缆整理插拔任务”。

Omni-Mani团队由香港大学计算机系副教授、逐际动力首席科学家潘佳指导，博士后研究员周鹏博士、齐佳明博士，以及在读博士生李仲萱等成员组成。据悉，潘佳副教授主要从事机器学习与机器人相关的研究。

可形变物体的精细操作

Omni-Mani团队介绍道，“机器人杂乱线缆整理插拔任务”有四大步骤：皮带安装、线缆安装、皮带拆除、线缆拆除，关键难点在于皮带和线缆等可形变物体的精细操作技术。

 

对机器人而言，可形变物体的操纵应用尚处于初期阶段，远未达到刚性物体操纵技术的成熟度。而解决这一难题的关键则在于可形变物体无限高维的构型空间，以及复杂的动力学模型。针对可形变物体的表征，Omni-Mani团队主要采用了多视角的“SAM+VLM prompts”组合来估测皮带和线缆在任务中的状态，再结合团队设计的状态机模型进行重新规划，转换至正确动作基元。

针对复杂的动力学模型，Omni-Mani团队在赛前主要使用遥操作对协作机器人成功执行任务的轨迹进行收集与分析。尽管实际比赛时会有细微的变动，但并不影响任务执行。

麻雀虽小五脏俱全

任务完成的背后，PGC-50-35协作型电爪发挥着重要作用。

PGC系列协作型电爪是大寰机器人推出的主要面向协作机器人应用的电动夹爪，支持市面上所有主流协作机器人品牌，系统内提供大寰插件，易于控制与编程。

Omni-Mani团队表示，采用大寰机器人的PGC-50-35产品，主要是出于匹配任务场景需求的考虑。

比赛任务场景中的操作板面积极小，仅有25cm*25cm。协作机器人要想在狭小空间内完成数次操作，必须搭载能够同时满足狭小空间要求，且稳定性和可靠性均较高的电动夹爪。

PGC-50-35则是一款全面符合Omni-Mani团队需求的产品。加上Omni-Mani团队编写的Python SDK的api库，更加便于比赛中的使用。

PGC-50-35采用集成化设计，“小巧玲珑”且可靠稳定。其体积仅为（124mm×63mm×63mm），自重仅有0.5kg；总行程为37mm，单侧加持力为15~50N，位置重复精度达到了±0.03mm。PGC-50-35通过了大量的客户现场实际应用考验，稳定性和可靠性得到高度认可。

图：大寰机器人 PGC-50-35

此外，2021年，PGC系列协作型平行电爪获得了红点奖与iF奖两项工业设计奖项。

写在最后

无论是皮带轮安装，亦或是线缆插拔、绕装，目前仍然主要依靠传统人工来完成。随着技术不断发展，未来势必会出现越来越灵活且可靠的自动化解决方案，帮助产线以更低的综合成本实现更高的生产效率。在这条路上，大寰机器人也将持续研发推出精度更高、更加稳定且可靠的电动夹爪等面向工业智能制造场景的核心零部件产品，为行业向上发展贡献一份力量。

 

关于大寰机器人（DH-Robotics）

大寰机器人（DH-Robotics）成立于2016年，是一家专注于为智能制造场景提供核心零部件的国家级高新技术企业，总部位于中国深圳，在华东、华中、华北等区域均设有分公司，并设有海外运营中心，服务体系覆盖全球多个地区。

大寰机器人拥有伺服电动夹爪、音圈执行器、伺服电缸3大系列产品，200多款细分产品型号，并在2024年接连重磅发布了DH-5灵巧手和iFM 智能柔性运动系统等新系列产品。

服务终端客户超800家，足迹遍布全球30多个国家，凭借稳定的制造供应体系与完善的销售服务体系，大寰机器人实现了从产品端到终端的反馈闭环，得到市场的广泛认可，已成为国内工业智能制造核心零部件领军企业。

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