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类人机器人连接器和互连解决方案

在将高速感知与分布式控制相结合以驱动类人机器人的高功耗驱动机构时,工程师面临着一个挑战:如何在结构紧凑且动态变化的架构中同时传输电力和高速数据。坚固耐用且高带宽的连接器能够提供这些要求严苛的应用所需的可靠数据吞吐量与电源管理能力。Molex 提供丰富的高速连接器产品组合,兼顾节省空间的封装与机械耐久性,可助力类人机器人系统实现可靠且可扩展的性能表现。

类人机器人的关键连接挑战


类人机器人将视觉系统、分布式控制与大功率驱动机构集成于紧凑且动态的框架中,这会给信号完整性和长期机械可靠性带来多重挑战。高带宽的摄像头和传感器数据流需要贯穿整个机器人的高速互连通道,以实现无缝实时处理。数据线通常与电机驱动和开关电子元件并行布线,导致互连环境噪声较大,从而影响信号保真度。此外,连接器和电缆在不断运动的关节中穿行会导致逐渐磨损和机械应力,从而降低运行寿命,尤其是在机器人外形持续缩小的趋势下。

借助兼顾电气性能与机械耐久性的互连解决方案,有助于克服这些复杂挑战。采用受控阻抗结构的低损耗、屏蔽式数据连接器,可在高速通道上保持信号质量,而低电阻的电源连接器可最大限度减少电压降与功率损耗。灵活、节省空间的连接器支持紧凑的 PCB 布局,并实现穿过关节结构的耐用且高密度布线。抗震连接器能在持续运动中保持稳固的对配与一致的运行表现。

Molex 提供用于低损耗电力传输的高电流电源连接器,以及用于在视觉与传感系统中实现可靠数据传输的高带宽互连系统。耐用的高密度扁平柔性电缆/柔性印刷电路 (FFC/FPC) 和板对板连接器,可简化穿过关节及狭小空间的布线,支持节省空间且可扩展的设计。Molex 坚固耐用的互连解决方案采用坚固的锁定机构,可确保在震动剧烈的类人机器人环境中保持连接稳定性。

类人机器人视觉与感知系统


视觉和 LiDAR 系统会产生高带宽数据负载,需要快速、低延迟的传输,即使相邻的电机及开关电子器件会产生明显的 EMI。紧凑、低损耗的互连系统采用屏蔽式、受控阻抗配置,能在近距离内可靠地布设高速数据与电源线。Molex 高速差分连接器,如 HSAutoLink C 连接器,能够在空间受限的机器人设计中,于关键数据路径(包括 LiDAR 至主 PCBA 链路)上保持信号质量。

摄像头

  配置 间距 对配高度 电路数 电流 工作温度
Quad-Row 连接器 板对板  0.175mm 0.50、0.60、0.80mm 12 至 80 高达 4.0A -40°C 至 +85°C
SlimStack 连接器 0.35 至 1.25mm 0.60 至 16.00mm 6 至 240 高达 18.0A -40°C 至 +105°C
  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
DuraClik 连接器 线对板 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 24 高达 3.3A 高达 125V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
PicoBlade 连接器 1.25mm  32 至 26 AWG 2 至 15 高达 2.5A 高达 125V
Pico-Clasp 连接器 1.00mm 32 至 28 AWG 2 至 50 高达 2.0A 高达 100V
Rely-On 连接器 1.00mm 32 至 28 AWG 2 至 10 高达 2.5A 高达 100V
  配置 间距 高度 电路数 电流 电压
FFC/FPC 连接器 FFC/FPC 0.20 至 2.00mm 0.65 至 11.95mm 2 至 120 每个电路高达 0.5A 高达 50V
  配置 电流 电压 工作温度 数据传输速度 数据传输率
高速 FAKRA-Mini 互连系统 高速 I/O 高达 1.0A   -40°C 至 +105°C   高达 28Gbps
HSAutoLink C 互连系统 高达 1.25A  高达 48V -40°C 至 +105°C   高达 40Gbps
USB Type-C 连接器 高达 6.0A 高达 48V -30°C 至 +85°C;-40°C 至 +85°C 高达 40Gbps  

LiDAR

  配置 间距 对配高度 电路数 电流 工作温度
Quad-Row 连接器 板对板  0.175mm 0.50、0.60、0.80mm 12 至 80 高达 4.0A -40°C 至 +85°C
SlimStack 连接器 0.35 至 1.25mm 0.60 至 16.00mm 6 至 240 高达 18.0A -40°C 至 +105°C
  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
DuraClik 连接器 线对板 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 24 高达 3.3A 高达 125V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
Pico-Clasp 连接器 1.00mm 32 至 28 AWG 2 至 50 高达 2.0A 高达 100V
Pico-EZmate 连接器 1.00 至 1.80mm 30 至 22 AWG 2 至 7 高达 5.0A 高达 250V
Pico-SPOX 连接器 1.50mm 32 至 24 AWG 2 至 15 高达 3.5A 高达 250V AC (RMS)/DC
Rely-On 连接器 1.00mm 32 至 28 AWG 2 至 10 高达 2.5A 高达 100V
  配置 间距 高度 电路数 电流 电压
FFC/FPC 连接器 FFC/FPC 0.20 至 2.00mm 0.65 至 11.95mm 2 至 120 每个电路高达 0.5A 高达 50V
  配置 电流 电压 工作温度 数据传输速度 数据传输率
HSAutoLink II 互连系统 高速 I/O 高达 1.5A 高达 36V  -40°C 至 +105°C   高达 13.5Gbps
HSAutoLink C 互连系统 高达 1.25A  高达 48V -40°C 至 +105°C   高达 40Gbps
USB Type-C 连接器 高达 6.0A 高达 48V -30°C 至 +85°C;-40°C 至 +85°C 高达 40Gbps  
  配置 电流 电压 IP 等级 工作温度
M12 连接器 环形 高达 16.0A(L 编码) 高达 250V IP67、IP68 -30°C 至 +85°C
MiniCirc 环形连接器 高达 3.0A(2 至 5 个插针)
高达 2.5A(6 个插针)
高达 60V DC IP68 -40°C 至 +85°C

Premo-Flex FFC

LiDAR 和摄像头模块产生的大数据流必须穿过紧凑的类人机器人组件进行传输,同时将信号损耗或干扰降至最低。支持灵活布线的高速差分互连系统可帮助在类人机器人内部狭窄的动态路径上最大限度降低信号衰减。Premo-Flex FFC/FPC 电缆支持低电压差分信号 (LVDS),可为摄像头和 LiDAR 系统提供灵活的高速连接,确保稳定、低噪声的信号传输。

电源与信号电缆组件

摄像头与 LiDAR 系统需要可靠的电源与信号连接,以确保性能稳定并降低装配错误的风险。预组装的电缆解决方案可最大限度降低工具成本,开箱即用,提供精确的插针到插针映射,从而简化原型设计工作。Molex 电源与信号电缆组件在交付时已完全完成端接,可直接连接使用,其坚固的外壳有助于防止错误对配和端子回退。

类人机器人人机交互界面


在类人机器人密集的接口中,麦克风和接口电子器件所使用的低功耗、低电平信号及控制线容易受到周围组件的电气噪声影响。具有可靠接触性能的紧凑型小间距连接器能提供稳定的电气表现与稳固的对配,从而支持小型化接口系统。Molex 灵活的薄型连接器采用牢固的锁定机构来保持信号完整性,可确保在人机交互应用中的可靠运行。

LED

  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
CLIK-Mate 连接器 线对板 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 34 高达 4.0A 高达 250V
DuraClik 连接器 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 24 高达 3.3A 高达 125V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
Pico-Clasp 连接器 1.00mm 32 至 28 AWG 2 至 50 高达 2.0A 高达 100V
  配置 间距 高度 电路数 电流 电压
FFC/FPC 连接器 FFC/FPC 0.20 至 2.00mm 0.65 至 11.95mm 2 至 120 每个电路高达 0.5A 高达 50V
柔性印刷电路 (FPC) 柔性互连解决方案          

麦克风

  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
DuraClik 连接器 线对板 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 24 高达 3.3A 高达 125V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
Pico-Clasp 连接器 1.00mm 32 至 28 AWG 2 至 50 高达 2.0A 高达 100V
Zero-Hachi 连接器 0.80mm 32 至 28 AWG 2 至 30 高达 2.5A 高达 30V
  配置 间距 高度 电路数 电流 电压
FFC/FPC 连接器 FFC/FPC 0.20 至 2.00mm 0.65 至 11.95mm 2 至 120 每个电路高达 0.5A 高达 50V
柔性印刷电路 (FPC) 柔性互连解决方案          

Premo-Flex FFC

在机器人用户界面紧凑的占用空间内,LED 指示器和麦克风模块需要紧凑型互连系统,能够在密集且易受噪声干扰的环境中确保稳定的信号路径。柔性电缆互连系统有助于保持信号完整性,即使是在复杂的内部几何结构中布线也是如此。Premo-Flex FFC/FPC 电缆凭借其薄型结构和灵活的布线能力,可简化将 LED 和麦克风模块集成到日益密集的机器人设计中的过程。

类人机器人中央控制和运动传感系统


类人机器人的主控板和运动传感系统需要在近距离内传输高速数据和电力,这会导致严重的 EMI 和串扰问题。采用屏蔽设计的高带宽互连系统,结合高电流、小间距结构以及稳定的电气接触性能,可在控制与运动系统中支持可靠的高密度布线。Molex 受控阻抗解决方案将紧凑的高密度引脚设计与强大的电力传输集于单一系统,可助力实现更高的系统集成度。该系列连接器经过精心设计,可实现接触耐久性和高载流能力,能在严苛的机器人应用中确保稳定的电气性能。

主控板

  配置 间距 对配高度 电路数 电流 工作温度
C-Grid 连接器 板对板 2.54mm 9.40 至 13.80mm 2 至 80 高达 3.0A -40 °C 至 +105 °C(锡),-55 °C 至 +120 °C(金)
EXTreme Ten60 大功率连接器 2.00 至 7.50mm 10.00mm 1 至 72 高达 94.0A -40°C 至 +105°C
Mirror Mezz 连接器 1.50 x 4.00mm 5.00、8.00 和 11.00mm 高达 270 个差动信号线对 高达 1.0A -40°C 至 +105°C
SlimStack 连接器 0.35 至 1.25mm 0.60 至 16.00mm 6 至 240 高达 18.0A -40°C 至 +105°C
ZN Stack 连接器 0.50mm 10.00 至 30.00mm 60 至 200 高达 40.0A(电源插针),0.5A(信号插针) -40°C 至 +125°C
  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
CLIK-Mate 连接器 线对板 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 34 高达 4.0A 高达 250V
DuraClik 连接器 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 24 高达 3.3A 高达 125V
Micro-Fit 连接器 3.00mm 30 至 18 AWG 2 至 24 高达 10.5A 高达 600V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
Mini50 连接器 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 38 高达 4.0A 高达 14V DC
Nano-Fit 连接器 2.50mm 26 至 20 AWG 2 至 16 高达 8.0A 高达 250V AC (RMS)/DC
PicoBlade 连接器 1.25mm 32 至 26 AWG 2 至 15 高达 2.5A 高达 125V
  配置 间距 高度 电路数 电流 电压
FFC/FPC 连接器 FFC/FPC 0.20 至 2.00mm 0.65 至 11.95mm 2 至 120 每个电路高达 0.5A 高达 50V
  配置 电流 电压 工作温度 数据传输速度 数据传输率
高速 FAKRA-Mini 互连系统 高速 I/O 高达 1.0A   -40°C 至 +105°C    高达 28Gbps
HSAutoLink C 互连系统 高达 1.25A  高达 48V -40°C 至 +105°C   高达 40Gbps
USB Type-C 连接器 高达 6.0A 高达 48V -30°C 至 +85°C;-40°C 至 +85°C 高达 40Gbps  
  配置 电流 电压 IP 等级 工作温度
M12 连接器 环形 高达 16.0A(L 编码) 高达 250V IP67、IP68 -30°C 至 +85°C
MiniCirc 环形连接器 高达 3.0A(2 至 5 个插针)
高达 2.5A(6 个插针)
高达 60V DC IP68 -40°C 至 +85°C

电源与信号电缆组件

作为机器人的中央控制系统,主控板需要为摄像头、传感器、驱动器和分布式控制模块提供不间断的电力与稳定的信号路径。具备 EMI 屏蔽的电缆组件既能实现高速数据传输和可靠的电力传输,又支持互连子系统之间的有序布线及稳固对配。Molex 电源和信号电缆组件在主控制器与相连板卡之间提供屏蔽式信号通信,同时其预端接的键控设计可简化集成,从而实现更快捷、更高效的制造。

惯性传感与平衡 (IMU)

  配置 间距 对配高度 电路数 电流 工作温度
EXTreme Ten60 大功率连接器 板对板 2.00 至 7.50mm 10.00mm 1 至 72 高达 94.0A -40°C 至 +105°C
SlimStack 连接器 0.35 至 1.25mm 0.60 至 16.00mm 6 至 240 高达 18.0A -40°C 至 +105°C
  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
DuraClik 连接器 线对板 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 24 高达 3.3A 高达 125V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
Nano-Fit 连接器 2.50mm 26 至 20 AWG 2 至 16 高达 8.0A 高达 250V AC (RMS)/DC
PicoBlade 连接器 1.25mm 32 至 26 AWG 2 至 15 高达 2.5A 高达 125V

类人机器人电力和能源管理系统


类人机器人的电池系统必须在紧凑的架构中持续提供高电流电力,这会对实现低电压降和可靠热管理的互连系统构成挑战。稳固的低电阻连接器可在密集的配电系统中实现高效的能源传输。Molex 互连解决方案采用大功率接触设计,可确保低损耗电力传输,并具备出色的热稳定性。其中,EXTreme 电源连接器将电源线和信号线集成在薄型外形中,支持在空间受限的机器人驱动器中实现混合式配电。

电池组

  配置 间距 对配高度 电路数 电流 工作温度
EXTreme Guardian 系统 板对板 5.15、5.78mm 7.50 至 25.90mm 2 至 70 高达 80.0A -40°C 至 +125°C
EXTreme Ten60 大功率连接器 2.00 至 7.50mm 10.00mm 1 至 72 高达 94.0A -40°C 至 +105°C
SlimStack 连接器 0.35 至 1.25mm 0.60 至 16.00mm 6 至 240 高达 18.0A -40°C 至 +105°C
  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
CLIK-Mate 连接器 线对板 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 34 高达 4.0A 高达 250V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
MX150 中压连接器 3.50mm 22 至 14 AWG 4 至 20 高达 22.0A 高达 60V
Nano-Fit 连接器 2.50mm 26 至 20 AWG 2 至 16 高达 8.0A 高达 250V AC (RMS)/DC
  配置 间距 高度 电路数 电流 电压
FFC/FPC 连接器 FFC/FPC 0.20 至 2.00mm 0.65 至 11.95mm 2 至 120 每个电路高达 0.5A 高达 50V
  配置 Beta 值范围 电阻范围 工作温度
NTC 环形温度传感器 电缆组件 3K 至 5K 1K 至 100K 欧姆 -40°C 至 +105°C

Premo-Flex FFC

随着电池管理系统向更紧凑的电源架构发展,传统线束的体积与复杂性给低功率监测与控制信号的布线带来了挑战。薄型、柔性的互连系统支持多条信号路径的有序且可重复布线,同时能够承受震动和反复运动,而不会增加多余重量或增大疲劳风险。Premo-Flex FFC/FPC 解决方案采用薄型扁平结构,将多条信号线整合到单根电缆中,可减少布线杂乱,确保在空间受限的机器人电源系统中实现更整洁、更规范的布线。

类人机器人运动驱动和操纵系统


类人机器人中的驱动与操纵系统必须在紧凑的关节部位可靠地传输电力与控制信号,而这些关节处的反复运动和震动会导致磨损和连接间歇性中断。坚固耐用的小间距连接器能够在大型、震动剧烈的关节以及窄小的手部和手指组件中保持可靠的连接。Molex 提供一系列耐用且节省空间的互连系统,专为持续运动的机器人关节而设计,其中包括适用于伺服电机、防护等级达 IP68 的坚固耐用型 MiniCirc 环形连接器,以及用于灵巧手部实现精确触摸感应的超薄型印刷电子触摸箔。

手臂和腿部

  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
CLIK-Mate 连接器 线对板 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 34 高达 4.0A 高达 250V
Micro-Lock Plus 连接器 1.25 至 2.00mm 30 至 22 AWG 2 至 42 高达 4.7A 高达 250V
Pico-Lock 连接器 1.00 至 3.00mm 16 至 32 AWG 2 至 12 高达 10.0A 高达 250V AC (RMS)/DC
  配置 电流 电压 IP 等级 工作温度
柔性印刷电路 (FPC) 柔性互连解决方案        
工业用 SPE 连接器 环形 高达 4.0A (+60°C);1.5A (+85°C) 高达 60V DC IP20、IP65、IP67 -40°C 至 +85°C 
MiniCirc 环形连接器 高达 3.0A(2 至 5 个插针)
高达 2.5A(6 个插针)
高达 60V DC IP68 -40°C 至 +85°C

灵巧的手部

  配置 间距 线径规格 电路数 电流 电压
DuraClik 连接器 线对板 2.00mm 26 至 22 AWG 2 至 24 高达 3.3A 高达 125V
Pico-EZmate 连接器 1.00 至 1.80mm 32 至 28 AWG 2 至 7 高达 5.0A 高达 100V
Zero-Hachi 连接器 1.00 至 0.80mm 32 至 28 AWG 2 至 30 高达 2.5A 高达 30V
  配置 间距 对配高度 电路数 电流 工作温度
柔性印刷电路 (FPC) 柔性互连解决方案          
SlimStack 连接器 板对板 0.35 至 1.25mm 0.60 至 16.00mm 6 至 240 高达 18.0A -40°C 至 +105°C

印刷电子触摸箔

灵巧的类人机器人手部要实现触觉和压力传感,就需要在紧凑、动态运动的手指结构中嵌入触觉传感器。能够贴合曲面的柔性超薄解决方案有助于在持续运动中保持快速、准确的触觉检测。Molex 印刷电子触摸箔采用基于 PEDOT 的导电材料,提供高度响应、透明的传感能力,可无缝集成到空间有限的手指结构中。

热门问题选集


在人形机器人中管理跨关节连接的关键连接器要求是什么?

在通过紧凑的人形机器人关节布设信号线和电源线时,工程师需要微型、低外形连接器,以在严格受限的机械空间内提供可靠的电气性能。采用小直径电缆的节省空间连接器对于高效穿过关节且不增加组装复杂性至关重要。除了紧凑性外,不断运动的关节还需要抗振动连接器,以提供可靠的保持力和防护能力,例如 IP68 密封。Molex MiniCirc 连接器具有适合应用的 IP 等级,可为狭小的铰接部位提供强大的线对板连接解决方案,同时确保在动态且易受侵入的环境中的长期可靠性。

混合连接器如何优化空间受限的人形机器人的布线效率?

混合连接器通过将电源、信号和数据传输整合到单个互连接口中,优化空间受限的人形机器人的布线效率,从而减少紧密封装设计中的电缆体积和连接器数量。混合连接器还简化了物料清单,同时简化了装配流程。这些连接器的一体化设计最大限度地减少了复杂铰接式组件中的潜在故障点。Molex EXTreme Ten60 混合连接器为高效、高电流电源传输和信号集成提供了一个集成平台,支持人形设计中紧凑、可靠的连接。

哪些连接器特性对于在紧凑型人形机器人中保持信号完整性至关重要?

保持人形机器人的信号完整性需要具有强保持机制的高带宽、EMI 屏蔽连接器,以提供快速、不间断的信号传输。高速路径依赖于具有受控阻抗配置的低损耗连接器,以防止信号衰减。由于这些信号通常在靠近电源线的位置布设,因此触点设计必须包含优化的屏蔽和接地功能,以最大限度地减少 EMI 和串扰。威胁信号保真度的另一个因素是持续振动,这可能导致信号间歇。必须选择具有一致接触性能和可靠插配的高密度、细间距连接器,以确保在紧凑、运动密集型机器人架构中保持稳定性能。

哪些电缆特性对于穿过多自由度(DOF)人形机器人关节布线至关重要?

通过多自由度(DOF)人形机器人关节布线需要具有高弯折寿命、耐用绝缘、应力消除支持和稳定信号性能的电缆,以承受反复弯折、旋转和振动。持续的机械应力可加速连接器和电缆的磨损和疲劳。随着布线路径变得越来越复杂,以及人形机器人的传感需求不断增加,挑战也越来越大。为了解决这一问题,Molex Premo-Flex 扁平柔性电缆提供专为应力消除和高弯折寿命而设计的连接解决方案,弯折寿命覆盖 10K 至 5M 次循环,支持在受限、易振动的关节中实现可靠连接。

哪些设计特性有助于在动态人形机器人应用中防止连接器意外脱开并降低电缆应力?

人形机器人可以将可靠的机械连接器保持与适当的电缆管理技术相结合,以防止连接器意外脱开,同时最大限度地减少反复运动和振动期间电缆承受的机械应力。常见的连接器固定方法包括摩擦锁、正向锁扣和连接器位置保证(CPA)等二次锁定功能。根据应用的振动水平和布线限制,工程师应选择既能提供可靠插配、又不影响可维护性或装配效率的保持方式。为了进一步提高连接的耐久性,可使用电缆管理和应力消除功能来控制走线,并减少连接器接口附近因急弯或反复弯折造成的应力集中。这些措施共同提高了高运动机器人应用中的连接器可靠性和使用寿命。

哪些连接器特性对于人形机器人系统中的高速 AI 数据传输至关重要?

为了集成 AI 和边缘计算能力,人形机器人需要紧凑的高速连接器,以在电噪声环境中保持信号完整性,同时满足不断增长的数据速率需求。机器人的狭小空间往往迫使设计人员将高速数据通道与电力电子器件并行布线,使敏感信号暴露于电磁干扰中。采用受控阻抗设计的屏蔽连接器有助于最大限度地减少信号衰减以及信号线与电源线之间的串扰,从而保持数据保真度。Molex MirrorMezz 连接器提供节省空间的高带宽连接解决方案,支持夹层式板堆叠,确保在 AI 驱动的机器人系统中实现快速、可靠的数据传输。