מכלול כבל מיקרו-קוואקסיאלי עם 50 פינים למערכות ראייה של רובוטים אנושיים

הרקע של הפרויקט

בפרויקט אחרון של רובוט אנושי רובוט הלקוח דרש מכלול כבל קטן למערכת הראייה המותקנת בראש הרובוט כדי לחבר מספר מודולי מצלמה.

מערכת הראייה מאחדת מספר מצלמות עם זוויות תצפית שונות לזיהוי פנים, זיהוי הסביבה ומעקב תנועתי. מכיוון שבראש הרובוט יש גם לארח מנגנוני סרוו, רמקולים, רכיבים מבניים והאלקטרוניקה הראשית של הבקר, המקום הזמין לרouting של מכלול הכבלים היה מוגבל ביותר.

כדי לענות על הדרישות הללו, הפרויקט אימץ מכלול כבל מותאם אישית של 50 פינים בעל גמישות עילית מכלול כבל מיקרו-קוואקסיאלי המבוסס על כבלים מיקרו קואקסיאליים עדינים במיוחד בגודל AWG42, חיבור I-PEX במרווח של 0.4 מ״מ, ועיצוב כבל מרובה ענפים, אשר מאפשר העברת אותות מהירה ואמינה בין מספר מודולי מצלמה למפקח המרכזי.

שלושה אתגרי עיצוב מרכזיים

אתגר 1: שטח התקנה מוגבל ביותר בתוך ראש הרובוט

בתוך ראש של רובוט אנושי נמצאים בדרך כלל מצלמות, מנועי סרוו, רכיבי שמע ותומכים מבניים, מה שמשאיר מעט מאוד מקום לנתיבי כבלים.

בפרויקט זה, צינור הכבלים העיקרי היה חייב לעבור דרך תעלות פנימיות צרות ולתפוח במקומות מסוימים כדי להתחבר למספר מודולי מצלמה. צינורות כבלים קונבנציונליים היו עבים מדי עבור השטח הזמין.

לכן, גמישות וממדים קומפקטיים הפכו לעדיפויות עיצוביות קריטיות.

AWG42 כבל מיקרו-קוקסיאלי מציע קוטר חיצוני קטן במיוחד וגמישות יוצאת דופן, המפחיתה באופן משמעותי את גודל הכבל הכולל תוך שמירה על ביצועי העברת אותות מעולים. באמצעות שימוש במוליכים משוריינים באופן פרטני במקום בשילדה כללית, הכבל מצליח להשיג רדיוס כיפוף קטן יותר, מה שמאפשר ניתוב גמיש דרך מבנים פנימיים מורכבים תוך הפחתת המתח המכאני על ממשק החיבורים.

אתגר 2: העברת אותות בצפיפות גבוהה עבור מספר מודולי מצלמה

מערכת הראייה כוללת מספר מודולי מצלמה, כאשר כל אחד מהם דורש ערוץ אותות מהיר עצמאי תוך הפחתת השימוש בממשק ה-PCB.

כדי להשיג חיבוריות בצפיפות גבוהה, נבחר ממשק של 50 פינים.

מחבר I-PEX עם ערך פITCH של 0.4 מ"מ מספק צפיפות מגע מספקת בתוך טווח PCB קומפקטי ביותר, ומאפשר לאחד מספר ערוצי אותות מהירים לתוך מחבר בודד.

הרכבה הסופית של הכבל כוללת:

• מחבר ראשי של 50 פינים

• כבלים ענפיים מרובים למצלמות

• חיבורי קצה נפרדים לכל מצלמה

• תכנון ענפי כבל מותאם למקומי ההתקנה של המצלמות

אתגר 3: שימור אמינות האות ובקרת הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) בעריכת מבנה צפופה

כשדقة המצלמות ומהירות העברת הנתונים ממשיכות לגדול, שימור אמינות האות הפך לדרישה קריטית.

בתוך רובוט אנושי, ערכות הכבלים בדרך כלל מועברות בקרבה למסבים, מודולים חשמליים ומעגלי תקשורת, אשר כולם יוצרים הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI).

טכנולוגיית כבלי מיקרו-קוואקסיאלי מעניקה יתרונות משמעותיים בסביבות כאלה.

כל מוליך מיקרו-קוואקסיאלי בגודל AWG42 מצויד בשכבת שילוט פרטית משלה, מה שמפחית באופן יעיל את ההשפעה החיצונית של הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) ומבטיח העברת אותות מהירה ויציבה.

הרכבת כבלים סקירה של הפתרון

ערכת הכבלים הסופית משתמשת בכבל מיקרו-קוואקסיאלי דק במיוחד בגודל AWG42, במתחבר I-PEX באורך פITCH של 0.4 מ"מ, ובארכיטקטורת כבל רב-ענפית מותאמת אישית.

תכונות מפתח כוללות:

• ממשק חיבור בצפיפות גבוהה עם 50 פינים

• מבנה מיקרו-קוואקסיאלי גמיש במיוחד בקוטר AWG42

• עיצוב פלטפורמה מרובה מצלמות

• קווי אות משוריינים בנפרד

• אורכי כבל מותאמים אישית בהתאם למבנה הרובוט

• עיצוב חיבור קומפקטי

• פתרון ניתוב מותאם למקומות צרים

מהשרטוט לפרוטוטיפ

ב־Hotten Cable, תהליך התמיכה ההנדסית שלנו כולל:

• סקירת השרטוט ואימות החיבורים

• הערכת אפשרות נתיבי הכבלים

• ניתוח תכנון לייצור (DFM)

• הערכת שלמות האות ומבנה הכבל

• תמיכה ביצירת הצעת מחיר מהירה

• יצירת תרשימים הנדסיים במהירות

• ייצור ואישור אב טיפוס

• תמיכה בייצור נפוץ בקטנה

מסקנות

מערכות ראייה לרובוטים אנושיים מציבות דרישות מחמירות יותר מתמיד על תכנון מONTAJE של כבלים. חוסר מקום להתקנה, חיבורים מרובים למצלמות ומעברי נתונים במהירות גבוהה דורשים לעתים קרובות פתרונות כבלים מותאמים במיוחד, ולא מוצרים סטנדרטיים המוכרים במלאי.

ב-Hotten Cable אנו מתמחים בפיתוח Montaje מותאם אישית של כבלים מיקרו-קוואקסיאליים המיועדים לרובוטיקה מתקדמת, ראייה מכנית, ציוד רפואי, אוטומציה תעשייתית ויישומים אחרים של חיבורים קומפקטיים ומהירים.