сборка мікро-коаксіального кабелю з 50 контактами для систем зору людиноподібних роботів

Проектний фон

У недавньому проекті створення гуманоїда робот замовнику потрібна була компактна збірка кабелів для системи зору, встановленої в голові робота, щоб підключити кілька модулів камер.

Система зору інтегрує кілька камер з різними кутами огляду для розпізнавання облич, розпізнавання оточення та відстеження руху. Оскільки в голові робота також мають розміщуватися сервомеханізми, гучномовці, конструктивні елементи та основна керуюча електроніка, доступний простір для прокладання кабельної збірки був надзвичайно обмеженим.

Щоб задовольнити ці вимоги, у проекті використали спеціальну збірку кабелів із 50 контактами, що має надзвичайну гнучкість мікро-коаксіальний кабельний з’єднувач на основі надтонких мікро-коаксіальних кабелів AWG42, роз’єму I-PEX з кроком контакту 0.4 мм та багатогілкового дизайну кабелю, що забезпечує надійну передачу високошвидкісних сигналів між кількома модулями камер і головним контролером.

Три ключові завдання проектування

Завдання 1: Надзвичайно обмежений простір для встановлення всередині голови робота

Всередині голови гуманоїдного робота зазвичай розміщуються камери, сервоприводи, аудіокомпоненти та конструктивні елементи, що залишає дуже мало місця для прокладання кабелів.

У цьому проекті основна кабельна збірка повинна була проходити через вузькі внутрішні канали й розгалужуватися в певних точках для підключення кількох модулів камер. Звичайні кабельні збірки були надто габаритними для наявного простору.

Тому гнучкість і компактні розміри стали критичними пріоритетами проектування.

AWG42 мікро-коаксіальний кабель пропонує надзвичайно малий зовнішній діаметр і виняткову гнучкість, значно зменшуючи загальний розмір кабелю при збереженні відмінних характеристик передачі сигналу. Використання окремо екранованих провідників замість загального екрану дозволяє кабелю мати менший радіус вигину, що забезпечує гнучке прокладання через складні внутрішні структури й мінімізує механічне навантаження на інтерфейс з’єднувача.

Виклик 2: Високощільна передача сигналів для кількох модулів камер

Система зору включає кілька модулів камер, кожен із яких потребує окремого каналу високошвидкісної передачі сигналів із мінімальним використанням інтерфейсу на друкованій платі.

Для забезпечення високощільного підключення було обрано інтерфейс із 50 контактами.

З’єднувач I-PEX з кроком контактів 0,4 мм забезпечує достатню щільність контактів у надкомпактному розташуванні на друкованій платі, що дозволяє об’єднати кілька високошвидкісних каналів передачі сигналів у єдиний з’єднувач.

Остаточна збірка кабелю включає:

• Один головний з’єднувач із 50 контактами

• Кабелі з кількома розгалуженнями для камер

• Індивідуальні термінальні з’єднувачі для кожної камери

• Оптимізована схема розгалужень, заснована на положенні встановлення камер

Виклик 3: Цілісність сигналу та контроль електромагнітних перешкод (ЕМП) у компактній конструкції

Оскільки роздільна здатність камер і швидкість передачі даних постійно зростають, забезпечення цілісності сигналу стає критично важливою вимогою.

Усередині гуманоїдного робота кабельні збірки, як правило, прокладаються поблизу двигунів, модулів живлення та комунікаційних кіл, які всі генерують електромагнітні перешкоди (ЕМП).

Технологія мікро-коаксіальних кабелів забезпечує значні переваги в таких середовищах.

Кожен мікро-коаксіальний провідник калібру AWG42 має власний окремий екранувальний шар, що ефективно мінімізує зовнішні ЕМП і забезпечує стабільну передачу сигналів з високою швидкістю.

Збірка кабелю Огляд рішення

Остаточна кабельна збірка використовує ультратонкі мікро-коаксіальні кабелі калібру AWG42, з’єднувач I-PEX з кроком 0,4 мм і спеціальну багаторозгалужену кабельну архітектуру.

Головні особливості включають:

• Інтерфейс високощільного роз’єму з 50 контактами

• Конструкція ультрагнучкого мікро-коаксіального кабелю AWG42

• Конструкція з розгалуженим виходом для кількох камер

• Індивідуально екрановані сигнальні лінії

• Індивідуальні довжини кабелів, підібрані з урахуванням конструкції робота

• Компактна конструкція роз’єму

• Оптимізоване рішення трасування для обмежених просторів

Від креслення до прототипу

У компанії Hotten Cable процес інженерної підтримки включає:

• Перевірку креслення та верифікацію роз’ємів

• Оцінка можливості прокладання кабелів

• Аналіз конструкції з огляду на технологічність виготовлення (DFM)

• Оцінка цілісності сигналу та конструкції кабелю

• Швидка підтримка у формуванні комерційної пропозиції

• Швидке створення інженерних креслень

• Виготовлення й перевірка прототипів

• Підтримка виробництва малими партіями

Висновок

Системи машинного зору гуманоїдних роботів поступово висувають все більш жорсткі вимоги до проектування кабельних з’єднань. Обмежений простір для встановлення, кілька підключень камер і передача даних на високій швидкості часто вимагають високоступенево індивідуальних кабельних рішень замість стандартних товарів, доступних у продажу.

У компанії Hotten Cable ми спеціалізуємося на розробці індивідуальних мікро-коаксіальних кабельних з’єднань, призначених для передових роботизованих систем, машинного зору, медичного обладнання, промислової автоматизації та інших компактних застосувань з високошвидкісними з’єднаннями.