芯耀
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隨著科技的飛速發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已成為推動(dòng)全球工業(yè)和經(jīng)濟(jì)變革的重要力量。機(jī)器人不僅在制造業(yè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，還在服務(wù)、醫(yī)療、物流等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力?；仡櫃C(jī)器人的發(fā)展歷程，從工業(yè)機(jī)器人到服務(wù)型機(jī)器人，再到當(dāng)前大熱的人形機(jī)器人，其高效運(yùn)行和智能化離不開(kāi)連接與傳感技術(shù)的支持。連接器和傳感器如同機(jī)器人的“血管/神經(jīng)與感官系統(tǒng)”，為機(jī)器人提供動(dòng)力傳輸、信號(hào)傳遞和環(huán)境感知的能力，成為推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的隱形雙翼。
工業(yè)機(jī)器人：嚴(yán)苛環(huán)境下的可靠連接與精準(zhǔn)傳感
自20世紀(jì)60年代第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，工業(yè)機(jī)器人已逐步成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心。以多關(guān)節(jié)機(jī)械臂為代表的工業(yè)機(jī)器人因其高精度和強(qiáng)負(fù)載的能力，能夠精準(zhǔn)執(zhí)行各類(lèi)生產(chǎn)任務(wù)。目前，工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、電子生產(chǎn)、食品加工等領(lǐng)域，推動(dòng)制造業(yè)的自動(dòng)化和智能化升級(jí)。
不同類(lèi)型的工業(yè)機(jī)器人需滿(mǎn)足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的可靠運(yùn)行和高效生產(chǎn)，因此對(duì)連接器的要求各有側(cè)重。例如，六軸機(jī)器人需要大量電機(jī)連接器，確保其高速運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性；手臂端連接器需要防水防塵；控制柜端要求便于自動(dòng)化裝配；示教器端則需要高精度和高插拔次數(shù)。協(xié)作機(jī)器人對(duì)連接器提出了小型化、抗振性強(qiáng)的要求，并需集成多種信號(hào)。四軸機(jī)器人主要用于3C加工，連接器需穩(wěn)定且成本低。并聯(lián)機(jī)器人（如蜘蛛手）的連接器需抗振、防水防塵，以保障其在惡劣環(huán)境下的可靠性。移動(dòng)機(jī)器人（如AGV）充電插頭中的連接器需低溫升、低阻抗，并支持高插拔次數(shù)，控制板處的連接器則需小型化及抗振動(dòng)，以防止運(yùn)行過(guò)程中信號(hào)中斷。
工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)化環(huán)境，如工廠車(chē)間。這些工作場(chǎng)景相對(duì)固定且可預(yù)測(cè)，因此機(jī)器人的環(huán)境感知需求主要集中在精準(zhǔn)定位與運(yùn)動(dòng)控制方面。力傳感器是工業(yè)機(jī)器人中最為常見(jiàn)的感知技術(shù)，包括六維力傳感器、扭矩傳感器以及單軸力傳感器等。以六維力傳感器為例，它能夠在機(jī)器人關(guān)鍵關(guān)節(jié)處實(shí)現(xiàn)X/Y/Z三軸的扭矩和力的感知，當(dāng)控制中心實(shí)時(shí)獲取到精準(zhǔn)的力和扭矩?cái)?shù)據(jù)后，機(jī)器人就可以進(jìn)行復(fù)雜的精準(zhǔn)動(dòng)作控制；在人機(jī)交互時(shí)，機(jī)器人能夠及時(shí)反饋受力狀態(tài)，做出快速準(zhǔn)確的動(dòng)作響應(yīng)，避免碰撞和損傷，提升安全性；同時(shí)，當(dāng)不受力時(shí)，六維力傳感器可以進(jìn)入休眠狀態(tài)，降低功耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
“傳感器在機(jī)器人的安全性方面起到了非常重要的作用，尤其是在實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作與安全操作方面?！盩E Connectivity (TE) 傳感器事業(yè)部亞太區(qū)業(yè)務(wù)拓展負(fù)責(zé)人鄭婷婷表示，“TE的安全扭矩傳感器在這方面表現(xiàn)出色。它符合歐洲機(jī)器人高安全標(biāo)準(zhǔn)ISO13849類(lèi)別3的要求，并采用了冗余設(shè)計(jì)。性能上，它采用TE特有的微熔技術(shù)，響應(yīng)速度快，壽命長(zhǎng)，耐過(guò)載能力強(qiáng)；獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又使它對(duì)交叉負(fù)載的敏感度低，確保了傳感器的高精度和高可靠性?！?/p>
服務(wù)型機(jī)器人：動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中的高速傳輸與多模態(tài)感知
隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)的不斷突破，服務(wù)型機(jī)器人逐步深入家庭、醫(yī)療、商場(chǎng)等眾多場(chǎng)景，成為人們生活和工作中的重要助手。以清潔機(jī)器人、迎賓接待機(jī)器人為代表的新型服務(wù)型機(jī)器人，憑借自然語(yǔ)言交互與多模態(tài)感知等技術(shù)，能夠精準(zhǔn)提供環(huán)境清潔、信息咨詢(xún)等服務(wù)。
服務(wù)型機(jī)器人對(duì)連接器的共性要求主要包括高可靠性、小型化和高速率等。高可靠性是基礎(chǔ)要求，涵蓋抗振、防水防塵等，適用于各種服務(wù)場(chǎng)景。在不同場(chǎng)景下，服務(wù)型機(jī)器人對(duì)連接器的體積和信號(hào)密度要求有所不同：如家庭和醫(yī)療機(jī)器人由于活動(dòng)空間受限，對(duì)連接器的小型化需求更為突出；安防巡邏機(jī)器人，由于需要實(shí)時(shí)傳輸大量高清視頻數(shù)據(jù)，對(duì)連接器的高速率傳輸能力要求較高，以確保數(shù)據(jù)的快速、穩(wěn)定傳輸，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速響應(yīng)的需求。未來(lái)，隨著服務(wù)型機(jī)器人處理視覺(jué)、語(yǔ)音、觸覺(jué)等多種信號(hào)，數(shù)據(jù)處理量將增加，對(duì)連接器的速率要求也將隨之提高。
TE數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部渠道銷(xiāo)售經(jīng)理邊凱分享道，“TE的產(chǎn)品在傳輸速率上一直保有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，我們也在探索如何在確保這一優(yōu)勢(shì)的前提下，提升連接器的結(jié)構(gòu)可靠性。”他提到，比如TE的浮動(dòng)式板對(duì)板連接器通過(guò)采用浮動(dòng)式設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)讓連接器具備了較大的容差范圍，插接時(shí)可以靈活適應(yīng)小幅度的偏移或歪斜，即使在振動(dòng)或運(yùn)動(dòng)環(huán)境中，連接器也可以微動(dòng)，以確保信號(hào)質(zhì)量不受影響，這對(duì)服務(wù)型機(jī)器人在復(fù)雜工作場(chǎng)景中的表現(xiàn)至關(guān)重要。
服務(wù)型機(jī)器人主要在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中工作，如家庭和商場(chǎng)，需要應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物、復(fù)雜地形，以及與人類(lèi)的交互。因此，其對(duì)傳感器的需求更強(qiáng)調(diào)多模態(tài)感知與實(shí)時(shí)環(huán)境建模。視覺(jué)傳感器在服務(wù)型機(jī)器人中應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)代視覺(jué)傳感器通過(guò)深度攝像機(jī)、激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)等多重技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的感知識(shí)別能力，為機(jī)器人提供了實(shí)時(shí)環(huán)境感知功能。結(jié)合SLAM（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建）技術(shù)，激光雷達(dá)能夠助力機(jī)器人自主規(guī)劃路徑并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障，尤其適用于需要快速響應(yīng)障礙物的場(chǎng)景（如室內(nèi)抓取、戶(hù)外移動(dòng)）；通過(guò)分析激光雷達(dá)3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)，機(jī)器人還能識(shí)別人體姿態(tài)和動(dòng)作，增強(qiáng)人機(jī)協(xié)作能力。
人形機(jī)器人：復(fù)雜交互中的極致性能與融合
隨著AI技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，人形機(jī)器人日漸商業(yè)化，如特斯拉的Optimus項(xiàng)目，進(jìn)一步推動(dòng)了人形機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展。人形機(jī)器人更適合高度擬人化的場(chǎng)景，具有雙足、手臂，甚至能展現(xiàn)面部表情等外觀特征。目前，其應(yīng)用主要集中在發(fā)燒友和教育領(lǐng)域，但未來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步，有望拓展到更泛化的應(yīng)用場(chǎng)景，更貼近人類(lèi)日常生活，如家庭陪伴和高端服務(wù)。
在人形機(jī)器人中，連接器需要支持多模態(tài)交互，收集視覺(jué)、感知等不同維度的數(shù)據(jù)，尤其對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求極高。此外，連接器還需具備小型化和抗振性。人形機(jī)器人要求連接器在電源和信號(hào)傳輸方面實(shí)現(xiàn)極致小型化。比如，傳統(tǒng)連接器的外徑可能為5毫米，而人形機(jī)器人則要求將外徑降至3毫米，以適應(yīng)其緊湊的內(nèi)部空間和復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景；由于人形機(jī)器人多采用雙足行走和金屬結(jié)構(gòu)，缺乏柔性緩沖，運(yùn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)較大，因此連接器需要具備更高的抗振性，以確保在高頻振動(dòng)環(huán)境下依然能夠穩(wěn)定工作。
TE工業(yè)自動(dòng)化與電氣事業(yè)部機(jī)器人與倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化行業(yè)經(jīng)理涂國(guó)嬌介紹到，“TE在連接器的高速率、小型化和可靠性方面具有深厚的技術(shù)儲(chǔ)備。TE 的Mini I/O線對(duì)線以太網(wǎng)傳輸連接器就是一個(gè)非常典型的示例。工業(yè)級(jí) Mini I/O 連接器體積只有傳統(tǒng) RJ45 插頭大小的四分之一， 可以大幅節(jié)省PCB空間，實(shí)現(xiàn)更高效的空間利用；此外，它支持以太網(wǎng)供電 (PoE)、PoE+及PoE++；并兼容10Mbps到10Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。”
人形機(jī)器人適用于多任務(wù)和泛化場(chǎng)景，與人互動(dòng)更為頻繁，周邊環(huán)境相比工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)型機(jī)器人更為復(fù)雜。這要求人形機(jī)器人具備“感知-決策-執(zhí)行”的全鏈條智能化能力，即“具身智能”，以顯著提升其感知能力和動(dòng)作精巧度。其對(duì)傳感器的種類(lèi)、數(shù)量和性能要求極高，涵蓋位置、速度、力、視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多個(gè)方面。例如，六維力傳感器可安裝在人形機(jī)器人的手腕、手指、腳踝和腰部等部位，精準(zhǔn)感知各個(gè)維度的受力與扭矩，確保復(fù)雜動(dòng)作的精準(zhǔn)執(zhí)行和安全性。在視覺(jué)傳感器方面，深度攝像機(jī)、激光雷達(dá)，及結(jié)構(gòu)光等多傳感器技術(shù)融合形成互補(bǔ)感知體系，優(yōu)化環(huán)境模擬、快速?zèng)Q策和響應(yīng)能力。
展望未來(lái)
隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，與AI、IoT等技術(shù)的持續(xù)融合，連接器和傳感器還將呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。在連接器方面，未來(lái)除小型化、高速化和高可靠性外，將朝模塊化、輕量化，以及更大的電流負(fù)載能力和更加環(huán)保設(shè)計(jì)的方向發(fā)展。在傳感器領(lǐng)域，未來(lái)將聚焦于集成化、輕量化和多模態(tài)傳感融合。這些趨勢(shì)不僅將推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，也為機(jī)器人在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展中，連接器和傳感器作為“隱形雙翼”，將持續(xù)推動(dòng)技術(shù)革新與應(yīng)用拓展。TE憑借深厚的市場(chǎng)洞察和持續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新，將滿(mǎn)足機(jī)器人在各類(lèi)場(chǎng)景中的應(yīng)用需求，助力機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。
