50-контактен микро-коаксиален кабелен съединител за визуалните системи на хуманоидни роботи

Проектен контекст

В последен проект за разработка на хуманоид робот клиентът изискваше компактен кабелен съединител за системата за визия, монтирана на главата на робота, за свързване на множество модули за камера.

Системата за визуализация интегрира няколко камери с различни ъгли на обзор за разпознаване на лица, разпознаване на околната среда и проследяване на движение. Тъй като главата на робота трябва да побира и сервомеханизми, говорители, конструктивни компоненти и основната управляваща електроника, наличното пространство за прокарване на кабелната сглобка беше изключително ограничено.

За изпълнение на тези изисквания проектът прие персонализиран 50-контактен ултрафлексиблен сглобка от микроаксиален кабел въз основа на ултрафини микроаксиални кабели AWG42, конектор I-PEX с разстояние между контакти 0,4 mm и кабелна конструкция с множество клонове, което осигурява надеждно предаване на сигнали с висока скорост между множеството модули за камера и главния контролер.

Три ключови проектирани предизвикателства

Предизвикателство 1: Изключително ограничено пространство за инсталиране в главата на робота

Вътрешността на главата на човекоподобен робот обикновено интегрира камери, сервомотори, аудиокомпоненти и конструктивни подпори, което оставя много ограничено пространство за прокарване на кабели.

В този проект основната кабелна сглобка трябваше да мине през тесни вътрешни канали и да се разклони в определени места, за да свърже няколко модула на камери. Обикновените кабелни сглобки бяха твърде громоздки за наличното пространство.

Следователно гъвкавостта и компактните размери станаха критични проектирани приоритети.

AWG42 микрокоаксиален кабел предлага изключително малък външен диаметър и забележителна гъвкавост, значително намалявайки общия размер на кабела, без да се компрометира отличната му производителност при предаване на сигнали. Чрез използване на индивидуално екранирани проводници вместо обща екранираща обвивка кабелът постига по-малък радиус на огъване, което позволява гъвкаво трасиране през сложни вътрешни конструкции и минимизира механичното напрежение върху интерфейса на конектора.

Предизвикателство 2: Високоплътно предаване на сигнали за множество модула за камери

Зрението система включва множество модула за камери, като всеки изисква независим високоскоростен канал за сигнали и при това минимизира използването на интерфейси за печатна платка (PCB).

За постигане на високоплътна свързаност беше избран интерфейс с 50 контакта.

Конекторът I-PEX с разстояние между контактите 0,4 мм осигурява достатъчна плътност на контактите в изключително компактен PCB формат, което позволява консолидиране на множество високоскоростни сигнали в един-единствен конектор.

Окончателната кабелна сглобка включва:

• Един основен конектор с 50 контакта

• Кабели за разклонение за множество камери

• Индивидуални терминални конектори за всяка камера

• Оптимизирана разклонителна схема, базирана на местата за монтиране на камерите

Предизвикателство 3: Цялостност на сигнала и контрол на електромагнитните смущения (ЕМИ) при компактно оформление

С увеличаването на резолюцията на камерите и скоростта на предаване на данни поддържането на цялостността на сигнала става критично изискване.

В човекоподобен робот кабелните съединения обикновено се прокарват близо до двигатели, модули за захранване и комуникационни вериги, които всички генерират електромагнитни смущения (ЕМИ).

Технологията на микроаксиални кабели предлага значителни предимства в такива среди.

Всеки микроаксиален проводник с калибър AWG42 е оснастен с индивидуален екраниращ слой, който ефективно минимизира външните ЕМИ и осигурява стабилна предавателна способност при високи скорости.

Монтаж на кабел Преглед на решения

Окончателното кабелно съединение използва ултрафини микроаксиални кабели с калибър AWG42, конектор I-PEX с разстояние между контакти 0.4 mm и персонализирана многоразклонителна кабелна архитектура.

Ключови характеристики включват:

• Интерфейс с висока плътност на контактите – 50-контактен конектор

• Изключително гъвкава микро-коаксиална конструкция с кабел AWG42

• Проект с разклонения за множество камери

• Отделно екранирани сигнали

• Персонализирани дължини на кабелите според конструкцията на робота

• Компактен дизайн на конектора

• Оптимизирано решение за прокарване на кабели в стеснени пространства

От чертеж до прототип

В Hotten Cable нашият процес на инженерна поддръжка включва:

• Преглед на чертежите и проверка на конекторите

• Оценка на възможността за трасиране на кабели

• Анализ на проекта за производствена осъществимост (DFM)

• Оценка на сигнала и конструкцията на кабелите

• Бърза поддръжка за изготвяне на комерсиални оферти

• Бързо създаване на инженерни чертежи

• Производство и валидация на прототипи

• Поддръжка за производство в малки серии

Заключение

Визуалните системи за хуманоидни роботи поставят все по-високи изисквания към проекта на кабелните съединения. Ограниченията в монтажното пространство, многобройните връзки към камерите и предаването на данни с висока скорост често изискват силно персонализирани кабелни решения, а не стандартни готови продукти.

В Hotten Cable се специализираме в разработването на персонализирани микрокоаксиални кабелни съединения, предназначени за напреднали роботи, машинно зрение, медицински устройства, промишлена автоматизация и други компактни приложения с високоскоростни интерконекции.