
最近のヒューマノイド ロボット 開発プロジェクトにおいて、顧客はロボットの頭部に搭載されるビジョンシステム向けに、複数のカメラモジュールを接続するためのコンパクトなケーブルアセンブリを要望しました。
このビジョンシステムは、顔認識、環境認識、および動作追跡のため、異なる視野角を持つ複数のカメラを統合しています。また、ロボットの頭部にはサーボ機構、スピーカー、構造部品、およびメイン制御電子回路も収容する必要があるため、ケーブルアセンブリの配線に使える空間は極めて限られています。
これらの要件を満たすため、本プロジェクトでは、AWG42の超極細マイクロコアキシャルケーブルを基材としたカスタム製50ピン超柔軟ケーブルが採用されました。 マイクロ同軸ケーブルアセンブリ このケーブルには、ピッチ0.4 mmのI-PEXコネクタとマルチブランチ構造が採用されており、複数のカメラモジュールとメインコントローラ間で信頼性の高い高速信号伝送を実現します。
課題1:ロボットの頭部内に極めて限られた設置スペース
ヒューマノイドロボットの頭部内部には、通常、カメラ、サーボアクチュエータ、音響部品、構造用サポートが統合されており、ケーブル配線のためのスペースは非常に限られています。
本プロジェクトでは、主ケーブルアセンブリが狭い内部チャンネルを通過し、複数のカメラモジュールに接続するために指定された場所で分岐する必要がありました。従来のケーブルアセンブリでは、確保可能なスペースに対して過大でした。
このため、柔軟性とコンパクトな外形寸法が、極めて重要な設計要件となりました。
AWG42 マイクロコアキシャルケーブル 超小径外径と優れた柔軟性を実現し、信号伝送性能を維持したまま、ケーブル全体のサイズを大幅に縮小します。全体シールドではなく、各導体を個別にシールドすることで、曲げ半径を小さくし、複雑な内部構造への柔軟な配線を可能にするとともに、コネクタインターフェースへの機械的ストレスを最小限に抑えます。
課題2:複数のカメラモジュール向け高密度信号伝送
ビジョンシステムには複数のカメラモジュールが組み込まれており、それぞれが独立した高速信号チャネルを必要としますが、PCBインターフェースの使用面積は最小限に抑える必要があります。
高密度接続を実現するため、50ピンのインターフェースが採用されました。
0.4 mmピッチのI-PEXコネクタは、極めてコンパクトなPCB実装面積内で十分な接触密度を確保し、複数の高速信号チャネルを単一のコネクタに集約することを可能にします。
最終的なケーブルアセンブリには以下のものが含まれます:
・50ピンのメインコネクタ1個
• 複数のカメラ用分岐ケーブル
• 各カメラごとに個別の端子コネクタ
• カメラの設置位置に基づいた最適化された分岐レイアウト
課題3:コンパクトなレイアウトにおける信号完全性およびEMI制御
カメラの解像度およびデータ伝送速度がさらに向上するにつれ、信号完全性を維持することが極めて重要な要件となっています。
ヒューマノイドロボット内部では、ケーブルアセンブリは通常、モーターや電源モジュール、通信回路の近くに配線され、これらすべてが電磁妨害(EMI)を発生させます。
マイクロコアキシャルケーブル技術は、このような環境において顕著な利点を提供します。
各AWG42マイクロコアキシャル導体には個別のシールド層が備わっており、外部からのEMIを効果的に低減し、安定した高速信号伝送を実現します。
最終的なケーブルアセンブリには、AWG42超細マイクロコアキシャルケーブル、0.4 mmピッチのI-PEXコネクタ、およびカスタマイズされたマルチ分岐ケーブル構造が採用されています。
重要な特徴は以下の通りです
• 50ピン高密度コネクタインタフェース
• AWG42超柔軟マイクロ同軸構造
• 複数カメラ分岐出力設計
• 個別シールドされた信号線
• ロボット構造に応じたカスタムケーブル長
• コンパクトなコネクタ設計
• 狭小空間向け最適化配線ソリューション
ホッテン・ケーブルでは、エンジニアリングサポートプロセスとして以下を提供しています:
• 図面のレビューおよびコネクタ検証
• ケーブル配線の実現可能性評価
• 製造性設計(DFM)分析
• 信号整合性およびケーブル構造の評価
• 迅速な見積もり対応
• 工程図面の迅速作成
• プロトタイプ製造および検証
• 少量生産対応
ヒューマノイドロボットのビジョンシステムは、ケーブルアセンブリ設計に対してますます厳しい要求を課しています。設置スペースの制約、複数のカメラ接続、および高速データ伝送といった条件から、標準的な市販品ではなく、高度にカスタマイズされたケーブルソリューションがしばしば必要とされます。
ホッテン・ケーブルでは、先進ロボティクス、マシンビジョン、医療機器、産業用オートメーションなど、小型かつ高速インターコネクトを要するアプリケーション向けに、カスタム設計のマイクロコアキシャルケーブルアセンブリの開発を専門としています。
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