50-napainen mikrokoaksiaalikaapelikokoonpano ihmismaisille roboteille tarkoitettuihin näköjärjestelmiin

Hanke tausta

Viimeaikaisessa ihmismaisessa robotti kehityshankkeessa asiakas vaati kompaktia kaapelikokoelmaa robottipään näköjärjestelmään useiden kameramoduulien yhdistämiseksi.

Näköjärjestelmä integroi useita eri katselukulmia tarjoavia kameroita kasvon tunnistamiseen, ympäristön tunnistamiseen ja liikkeen seurantaan. Koska robotin päässä on myös sijoitettava servomekanismit, kaiuttimet, rakenteelliset komponentit ja pääohjauselektroniikka, kaapelijärjestelmän asennustilaa oli erittäin vähän.

Näiden vaatimusten täyttämiseksi hankkeessa käytettiin mukautettua 50-pinnaista erinomaisen joustavaa mikrokoaksiaalinen kaapelikokoelma aWG42-mikrokoaksiaalikaapeleihin perustuvaa ratkaisua, 0,4 mm:n välimatkan I-PEX-liittimiä ja monihaaraista kaapelirakennetta, joka mahdollistaa luotettavan korkean nopeuden signaalinsiirron useiden kameramoduulien ja pääohjausyksikön välillä.

Kolme keskeistä suunnitteluhaaastetta

Haaste 1: Erittäin rajoitettu asennustila robottipään sisällä

Ihmismäisen robottipään sisäosissa on yleensä integroitu kamerat, servomoottorit, äänikomponentit ja rakenteelliset tuennat, jolloin kaapelointiin jää hyvin vähän tilaa.

Tässä projektissa pääkaapelijärjestelmän oli kuljettava ohuiden sisäkanavien läpi ja haaraututtava määritellyissä paikoissa liittääkseen useita kameramoduuleja. Perinteiset kaapelijärjestelmät olivat liian tilavaa käytettävissä olevaan tilaan.

Siksi joustavuus ja kompaktit mitat tulivat keskeisiksi suunnitteluprioriteeteiksi.

AWG42 mikrokoaksiaalikaapelia tarjoaa erinomaisen joustavuuden ja erinomaisen signaalinsiirto­suorituskyvyn säilyttäen samalla erinomaisen signaalinsiirto­suorituskyvyn. Yksittäisesti suojattujen johtimien käyttö yleisen suojan sijaan mahdollistaa pienemmän taivutussäteen, mikä mahdollistaa joustavan asennuksen monimutkaisten sisäisten rakenteiden läpi ja vähentää mekaanista rasitusta liitinten liitoskohdissa.

Haaste 2: Korkean tiukkuuden signaalinsiirto useille kameramoduuleille

Näköjärjestelmä sisältää useita kameramoduuleja, joista jokainen vaatii itsenäisen korkean nopeuden signaalikanavan samalla kun piirilevyn liitäntäpintojen käyttöä minimoidaan.

Korkean tiukkuuden liitäntöjen saavuttamiseksi valittiin 50-pinninen liitin.

0,4 mm:n välinen I-PEX-liitin tarjoaa riittävän kosketustiukkuuden erinomaisen kompaktissa piirilevyn alueessa, mikä mahdollistaa useiden korkean nopeuden signaalikanavien yhdistämisen yhdeksi liittimeksi.

Lopullinen kaapelikokoonpano sisältää:

• Yhden 50-pinnisen pääliittimen

• Useita kamerahaaroja kuljettavia kaapelipuita

• Erilliset pääteyhteydet jokaiselle kameralle

• Kameroiden asennuspaikkojen perusteella optimoitu haara-asettelu

Haaste 3: Signaalilaatun ja sähkömagneettisen häiriön (EMI) hallinta tiukassa asettelussa

Kun kameroiden resoluutio ja tiedonsiirtonopeus kasvavat jatkuvasti, signaalilaatun säilyttäminen on muodostunut kriittiseksi vaatimukseksi.

Ihmismäisessä robotissa kaapelijärjestelmät kulkevat yleensä moottorien, tehomoduulien ja viestintäpiirien läheisyydessä, jotka kaikki aiheuttavat sähkömagneettista häiriötä (EMI).

Mikrokoaksiaalikaapelitekniikalla on merkittäviä etuja tällaisissa ympäristöissä.

Jokainen AWG42-mikrokoaksiaalijohtimen johtimen oma yksilöllinen suojakerros vähentää tehokkaasti ulkoisia sähkömagneettisia häiriöitä ja varmistaa vakauden korkeanopeudella tapahtuvassa signaalinsiirrossa.

Kaapelin kokoonpano Ratkaisun yleiskuvaus

Lopullinen kaapelijärjestelmä käyttää AWG42-erittäin hienoa mikrokoaksiaalikaapelia, 0,4 mm:n napavälin I-PEX-liittimiä ja mukautettua monihaaraista kaapelirakennetta.

Näitä tärkeimpiä ominaisuuksia ovat:

• 50-napainen korkean tiukkuuden liitinliitäntä

• AWG42-erittäin joustava mikrokoaksiaalirakenne

• Monikamerahaaran tulostussuunnittelu

• Yksilöllisesti suojatut signaalijohdot

• Robotin rakenteen mukaan mukautetut kaapelipituudet

• Tiukka liitinrakenne

• Optimoitu asennusratkaisu kapeisiin tiloihin

Piirroksesta prototyyppiin

Hotten Cablen teknisen tuen prosessiin kuuluu:

• Piirrosten tarkistus ja liittimien varmistus

• Kaapelointisuunnittelun toteuttavuuden arviointi

• Valmistettavuuden suunnittelu (DFM) -analyysi

• Signaalintegriteetin ja kaapelirakenteen arviointi

• Nopea tarjouspalvelu

• Nopea teknisten piirrustusten laatiminen

• Prototyyppien valmistus ja validointi

• Pienemmän tuotantomäärän tuotantotukea

Johtopäätös

Ihmismaisissa robottijärjestelmissä näköjärjestelmät asettavat yhä tiukempia vaatimuksia kaapelointiratkaisujen suunnitteluun. Rajoitettu asennustila, useat kamerayhteydet ja korkean nopeuden tiedonsiirto vaativat usein erityisesti mukautettuja kaapeliratkaisuja eivätkä standardit valmiiksi valmistetut tuotteet riitä.

Hotten Cable -yrityksessä keskitämme toimintamme erityisesti mikrokoaksiaalikaapelien mukautettujen kokoonpanojen kehittämiseen edistyneisiin robotti- ja koneenäkösovelluksiin, lääkinnällisiin laitteisiin, teolliseen automaatioon sekä muihin kompakteihin korkean nopeuden liitäntäsovelluksiin.