近年来,人形机器人成为了科技圈和资本市场最炙手可热的明星之一。从初创企业纷纷入局、到科技巨头争相布局、媒体的密集报道、公众广泛热议,再加上资本市场的热捧,人形机器人成为了科技界的焦点。
随着智能化技术的发展,特别是生成式AI的飞速发展,赋予了人形机器人更加智能化的感知、交互和决策能力,同时电驱动成为“肢体”主流技术路线,实现了更加精准的行走和操作,提高了研发迭代速度。虽然目前的人形机器人产业整体仍处于发展的初级阶段,但这“星星之火”,正预示着未来“燎原之势”的巨大潜力。如高盛的报告指出,如果技术突破和成本下降顺利推进,到2035年人形机器人市场规模将高达1,540亿美元。特斯拉的CEO埃隆·马斯克更是认为未来人形机器人需求量会达到100亿至200亿台。而且业界普遍认为,2025年是人形机器人的量产元年,多家头部人形机器人企业都先后公布了其今年的量产目标,多数都在2,000至5,000台。
人形机器人的量产与发展离不开电子产业链的强力支撑,比如电机控制模块、电池组、毫米波雷达或激光雷达(LiDAR)等传感器模组、摄像头模组等,而这些模组需要实时协同工作,因此,如何将这些关键模组连接起来,并应对振动、紧凑和高可靠性的挑战,是连接器厂商与人形机器人厂商共同面对的问题。作为全球领先的连接器解决方案提供商,Molex正在以其创新的产品应对人形机器人量产带来的挑战,赋能合作伙伴。
人形机器人的核心挑战与Molex的战略布局
在人形机器人产品中,连接器和线缆就是确保机器人高效运转的“神经网络”。从头部传感器到肢体执行器,从AI计算模块到电池管理系统,都需要用到连接器和线缆。而且人形机器人不同于传统工业机械臂,其设计追求仿生化,体积更加紧凑、运动更加灵活,而且集成度更高。这意味着内部组件必须做到小型化,同时承受频繁振动和冲击。
据了解,Molex在人形机器人领域早已布局,针对人形机器人量产所需的电机模块、电池组、LiDAR模块和摄像头模块等关键零部件的连接,可提供线对板(Wire-to-Board)、板对板(Board-to-Board)和柔性扁平电缆(FFC)/柔性印刷电路(FPC)等连接解决方案。
Molex连接器产品普遍具有紧凑尺寸(pitch低至0.50mm)、振动可靠性(符合USCar-2规范)和成本优势。这些特性源于Molex的创新设计,如双接触点和盲插引导,帮助机器人制造商简化供应链,减少库存管理负担。
接下来,我们具体看看Molex针对人形机器人领域的主要产品和连接解决方案。
Mirror Mezz连接器:AI计算的“高速桥梁”
在人形机器人的“大脑”——AI计算模块中,NVIDIA Jetson AGX Orin、Jetson Thor等高性能处理器通常会用作人形机器人的主控。Molex的Mirror Mezz连接器专为此类应用设计,它支持高达112Gbps的数据速率(另有Mirror Mezz 增强版传输速率可达224G),确保机器人实时处理视觉、语音和运动数据。
Mirror Mezz系列最大亮点是阴阳同体(hermaphroditic)接口设计:只需一个零件号即可实现配对,简化BOM管理和库存。相比传统连接器,这种设计减少了工具需求,并支持多种堆叠高度(5、8或11mm),适应不同机器人板间距。通过2.50mm和5.50mm两种高度的交叉/自配对,实现灵活组合。
特性方面,Mirror Mezz符合USCar-2规范,具备 robust 盲插引导和引脚护罩,防止插接时损坏触点。即使在0.70mm盲插偏差下,也能精确对齐。球栅阵列(BGA)SMT端接方式熟悉且低剖面,优于其他方法。“无桩”接触接口提供卓越信号完整性(SI),最小堆叠高度仅5.00mm,双接触点确保可靠性。反对梁支撑设计在配对状态下提供全支撑,最大擦拭距离1.50mm,耐受振动和冲击。
在实际应用中,Mirror Mezz在NVIDIA Drive Orin模块中的表现突出,可帮助机器人实现高效数据传输。相比竞争产品,Mirror Mezz减少了零件数,提高制造效率,成本效益显著。
Easy-On FD19系列FFC/FPC连接器:灵活连接的“多面手”
人形机器人的“神经系统”需处理大量信号传输,如从摄像头镜头到模块板,或电池监测板间连接。Molex的Easy-On FD19系列FFC/FPC连接器(0.50mm/1.00mm pitch)正是为此而生,提供双接触设计,确保安全连接。
FD19系列支持宽电路范围(0.50mm pitch:4-80电路;1.00mm pitch:4-30电路),操作温度高达125°C,适用于汽车级环境如机器人关节振动。双接触点提供冗余,确保即使一侧失效,信号仍可靠传输。宽前部设计便于FFC/FPC插入,减少操作错误;带锁扣的FPC类型接受有/无耳电缆,提供牢固保持。
其他特性包括:清晰可闻的“咔嗒”锁扣,确保正确配对;低卤素材料,环保合规;宽拾取放置区,便于SMT喷嘴操作;镍屏障防止焊料和助焊剂爬升。电气性能优秀:最大电压50V,电流0.5A/电路,接触电阻<40mΩ,绝缘电阻>50MΩ。
在人形机器人中,FD19适用于摄像头模块(信号/电源传输)和电池组(FFC用于电池单元监测)。例如,在Orbbec(奥比中光)摄像头中,它连接镜头到板,确保高清图像传输无中断。工业应用如无人机和机器人臂中,FD19的耐用性(20次插拔循环)帮助应对振动挑战。相比传统连接器,FD19的低剖面(高度1.90mm)和灵活性,使其成为紧凑机器人设计的首选。
Zero-Hachi 连接器:微型空间的“可靠守护”
人形机器人的肢体和手部需小型、可靠连接方案来实现灵活动作。Molex的Zero-Hachi 0.80mm Pitch 线对板连接器系统,正针对这一痛点而设计,其高度仅1.60mm,电路范围2-20,支持28-32 AWG线缆。
Zero-Hachi的核心是双点接触设计,确保电气稳定性;U形压接端子引导正确插入;摩擦锁扣提升配对保持力。镀金层版本提供更高电流(2电路:2.5A;6电路:1.5A;20电路:1.2A),镀锡层稍低但成本更优。装配钉提供强劲PCB固定,防止向上扳动损坏;易握设计便于操作;“检查标记”特征允许视觉验证配对完整性。
物理特性方面,LCP外壳耐高温(-40至+105°C),Corson铜合金接触点镀Au/Tin,Ni底层。低卤素、RoHS合规,包装支持自动化(如压纹带)。在机器人灵巧手中,Zero-Hachi用于电源+USB连接,如Molex的1.20mm Pico-EZmate类似应用。相比1.0mm pitch产品,Zero-Hachi的细间距节省空间,适用于穿戴设备和无人机扩展到机器人。实际测试显示,其在振动环境下可靠性提升30%,帮助制造商降低故障率。
2.4GHz/5GHz SMT MID Chip天线:无线通信的“隐形翅膀”
人形机器人也会用到实时无线通信,例如Wi-Fi、Bluetooth和ZigBee等。Molex的2.4GHz/5GHz SMT MID Chip天线(PN:1461750001)是表面贴装设备天线,尺寸仅5.00mm x 3.00mm x 4.00mm,完美嵌入机器人头部。
2.4GHz/5GHz SMT MID Chip支持Band#1(2400-2483.5MHz)和Band#2(5150-5850MHz),峰值增益3.0dBi@2.4GHz、4.2dBi@5GHz,总效率>70%。线性极化、全向辐射图案,确保信号覆盖均匀。返回损耗<-6dB,电气连接SMD,无电缆需求。
更重要的是,该系列产品符合低卤素(IEC 61249-2-21)、REACH SVHC无含、EU RoHS等合规性要求。包装为压纹带卷,便于自动化组装。
在机器人头部,MID天线用于FSD/摄像头,支持2.4/5/5.8GHz通信,与RF连接器(如MMCX/SMP)配合。相比外部天线,SMT设计节省空间,重量仅0.058g,振动耐受性高,帮助机器人实现无缝联网。
其他关键产品:全面覆盖机器人生态
Molex的产品线远不止于此。Mini50系列(2mm pitch,未密封/密封,USCar-2合规)用于伺服电机连接,支持高振动环境。HSAutoLink优化100BaseT1s,支持多节点菊链,尺寸最小化(11.00mm x 8.95mm PCB),数据率至1Gbps,适用于传感器网络如超声波和雷达。
在电池组应用中,线对板(0.8/1.0/1.25mm pitch带锁)和FFC/FPC用于监测和连接电池单元。大功率EXTreme Ten60(4P+25S)处理大电流。LiDAR模块中,板对板 0.50mm pitch确保信号完整。此外,还有Pico-Clasp、PicoBlade、Micro-Lock Plus、Milli-Grid、Nano-Fit、Micro-Fit等产品也很适合人形机器人应用。 这些产品共同构建了机器人连接生态,能够满足人形机器人对空间、可靠性和成本的需求。
结语
人形机器人市场正爆发,Molex以创新连接器赋能制造商。从Mirror Mezz的高速传输,到Zero-Hachi的微型可靠性,再到FD19的灵活性和MID天线的无线自由,Molex产品正在帮助客户解决振动、空间和成本的痛点,帮助机器人从实验室走向大众。
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