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當(dāng)機(jī)器人走向持續(xù)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)沖擊、高密度布線和高速數(shù)據(jù)互連時(shí),連接系統(tǒng)必須在更小空間里同時(shí)兼顧可靠性、信號(hào)完整性與可量產(chǎn)一致性。
文|王玉冰
ID | BMR2004
當(dāng)前,人形機(jī)器人特別是協(xié)作機(jī)器人的飛速發(fā)展,對(duì)機(jī)器人的靈敏度、流暢度和可靠性提出了前所未有的要求。在更緊湊的空間內(nèi),面對(duì)更頻繁的運(yùn)動(dòng)、更海量的數(shù)據(jù)傳輸以及從毫秒級(jí)邁向微秒級(jí)的實(shí)時(shí)性需求,機(jī)器人對(duì)互連系統(tǒng)的要求達(dá)到了前所未有的高度。
作為深耕連接器行業(yè) 80 余年的巨頭,泰科電子(TE Connectivity,簡(jiǎn)稱“TE”)的產(chǎn)品版圖早已滲透到多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域:從汽車制造中的車規(guī)連接器,到數(shù)據(jù)中心不可或缺的高速背板連接器,從工業(yè)設(shè)備常用的線簧端子,到航空航天領(lǐng)域的高可靠性連接器,幾乎涵蓋了電子元器件應(yīng)用的半壁江山。根據(jù) Bishop & Associates(TTI MarketEye)披露的2024年全球連接器廠商Top10榜單(2025年12月5日發(fā)布),TE繼續(xù)位列全球第一。
早在幾年前,TE就著手布局機(jī)器人連接器業(yè)務(wù)領(lǐng)域,并在中國(guó)設(shè)立了專門的機(jī)器人行業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì),開(kāi)始系統(tǒng)性地深耕工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。截至目前,TE面向機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品線已相當(dāng)豐富,涵蓋電池充換電連接器、視覺(jué)與通信連接器(如Mini I/O)、Dynamic系列信號(hào)和電流傳輸連接器以及ECK系列高壓直流接觸器等多個(gè)產(chǎn)品系列。
近年來(lái),TE在中國(guó)機(jī)器人相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域保持持續(xù)投入。在2024財(cái)年,TE生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量超過(guò)2350億個(gè)。盡管在機(jī)器人領(lǐng)域,連接器的價(jià)值在整機(jī)成本中占比并不高,但其在高速數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)可靠性與長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行方面,對(duì)機(jī)器人整體性能具有關(guān)鍵影響。隨著人形機(jī)器人賽道的興起,TE也開(kāi)始將更多資源聚焦于人形機(jī)器人領(lǐng)域,并與關(guān)鍵模組廠商、本體制造商緊密合作,持續(xù)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。
近日,《商學(xué)院》雜志就機(jī)器人與工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的AI硬件問(wèn)題,對(duì)TE工業(yè)自動(dòng)化與電氣事業(yè)部銷售總監(jiān)宋湘輝以及重點(diǎn)行業(yè)高級(jí)經(jīng)理劉鵬進(jìn)行了深度采訪,探究TE如何成為具身智能時(shí)代的工業(yè)互連基石。
01
進(jìn)入機(jī)器人硬件新形態(tài)
相較于汽車或數(shù)據(jù)中心等成熟行業(yè),機(jī)器人領(lǐng)域仍處于快速演進(jìn)階段,對(duì)連接、可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求更為前置且充滿挑戰(zhàn)。
TE在全球范圍已歷經(jīng)八十余年的發(fā)展,已然成為全球連接器和傳感器領(lǐng)域的“隱形冠軍”,其業(yè)務(wù)版圖橫跨汽車、工廠自動(dòng)化、數(shù)據(jù)中心、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、能源網(wǎng)絡(luò)、家用電器等幾乎所有電子電氣領(lǐng)域,產(chǎn)品種類多達(dá)數(shù)十萬(wàn)種。
TE深耕中國(guó)市場(chǎng)近40年,在中國(guó)擁有超過(guò)2.6萬(wàn)名員工(包括4000余名工程師)、在中國(guó)獲批的專利超2000項(xiàng),實(shí)現(xiàn)了從研發(fā)、生產(chǎn)到供應(yīng)鏈的全面本土化,這使得TE能夠更快速、更精準(zhǔn)地響應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的獨(dú)特需求。
宋湘輝在采訪中直言,TE的核心使命始終在于解決一個(gè)貫穿現(xiàn)代科技發(fā)展的命題:如何讓電力、信號(hào)與數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部各模塊之間,以及設(shè)備與外部系統(tǒng)之間,實(shí)現(xiàn)更可靠、更高效的連接與傳輸,從而支撐設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
從智能汽車所需的數(shù)千個(gè)連接器,到人形機(jī)器人所需的上百個(gè)連接器,再到AI服務(wù)器對(duì)224Gbps高速互連的需求,TE的產(chǎn)品始終面臨共同挑戰(zhàn):在更小的空間、更惡劣的環(huán)境、更高速的傳輸中,盡可能降低信號(hào)完整性風(fēng)險(xiǎn),提高連接的長(zhǎng)期可靠性。
談及為何將機(jī)器人與工業(yè)自動(dòng)化作為戰(zhàn)略重點(diǎn),宋湘輝解釋道:“一方面,機(jī)器人已從傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人演進(jìn)出協(xié)作機(jī)器人、人形機(jī)器人等新形態(tài),尤其在中國(guó)市場(chǎng),這些新形態(tài)正加速落地,成為智能制造和柔性生產(chǎn)的關(guān)鍵支點(diǎn)。更重要的是,我們并非將機(jī)器人視為一個(gè)孤立的增長(zhǎng)行業(yè)。機(jī)器人和具身智能是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要載體,它們承載著人工智能、工業(yè)4.0與實(shí)體制造深度融合的能力。”
宋湘輝強(qiáng)調(diào),相較于汽車或數(shù)據(jù)中心等成熟行業(yè),機(jī)器人領(lǐng)域仍處于快速演進(jìn)階段,對(duì)連接、可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求更為前置且充滿挑戰(zhàn)。因此,機(jī)器人不僅意味著業(yè)務(wù)機(jī)遇,更意味著TE作為連接和傳感底層能力的賦能者,能夠幫助更多產(chǎn)業(yè)和企業(yè)從“技術(shù)驗(yàn)證”邁向“工程化和規(guī)模化應(yīng)用”。
02
機(jī)器人對(duì)連接器提出了更高要求
如果連接器在高速數(shù)據(jù)傳輸中的性能不足,將直接影響數(shù)據(jù)質(zhì)量,進(jìn)而制約整機(jī)算力的有效發(fā)揮,影響機(jī)器人的“智商”。
“與傳統(tǒng)設(shè)備相比,具身智能機(jī)器人有三大顯著特征:更高的連接密度、運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的更動(dòng)態(tài)的連接環(huán)境以及對(duì)高速數(shù)據(jù)互連的更強(qiáng)需求。”劉鵬指出。
一臺(tái)人形機(jī)器人可能包含數(shù)百個(gè)連接點(diǎn),卻必須在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)輕量化、高可靠性與高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸。這迫使連接器必須在小型化、抗振動(dòng)、抗沖擊能力以及可靠的高速數(shù)據(jù)連接方面達(dá)到新的高度。
特別是對(duì)于人形機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人,其結(jié)構(gòu)普遍采用高度集成的關(guān)節(jié)模組,電力和關(guān)節(jié)通信常以菊花鏈形式通過(guò)中空結(jié)構(gòu)傳輸。同時(shí),48V低壓平臺(tái)正成為新一代人形/協(xié)作機(jī)器人“關(guān)節(jié)和執(zhí)行層”的主流供電電壓,這顯著提升了電流密度,也意味著連接器必須在極小空間內(nèi)同時(shí)兼顧高電流承載、良好的屏蔽性能和高信號(hào)完整性。
劉鵬解釋說(shuō),傳統(tǒng)方案中,連接器體積與功率、屏蔽性能難以兼顧,易導(dǎo)致發(fā)熱、鏈路不穩(wěn)或信號(hào)丟失,從而限制關(guān)節(jié)的執(zhí)行效率和持續(xù)輸出能力,即機(jī)器人的“體能”表現(xiàn)。此外,人形機(jī)器人在多模塊協(xié)同工作、持續(xù)運(yùn)動(dòng)以及更高振動(dòng)與沖擊的工況下,對(duì)帶寬和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性也提出了更高要求。
劉鵬強(qiáng)調(diào),如果連接器在高速數(shù)據(jù)傳輸中的性能不足,將直接影響數(shù)據(jù)質(zhì)量,進(jìn)而制約整機(jī)算力的有效發(fā)揮,影響機(jī)器人的“智商”。在高振動(dòng)、高密度、高速互連的復(fù)雜工況下,真正決定連接器性能上限的,是材料、結(jié)構(gòu)、工藝和驗(yàn)證體系的系統(tǒng)能力。
03
TE的工業(yè)互連解決方案:Mini I/O與鎖扣式Type-C
具身智能時(shí)代,連接器的門檻已不在于“連上”,而在于“長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)下的穩(wěn)定傳輸”。
面對(duì)上述挑戰(zhàn),TE在機(jī)器人領(lǐng)域積累了成熟的解決方案。其中,Mini I/O系列連接器是面向空間受限、振動(dòng)與沖擊較強(qiáng)的工業(yè)環(huán)境,提供小型化以太網(wǎng)接口方案。劉鵬介紹,傳統(tǒng)RJ45網(wǎng)口雖然普及,但體積大,且在機(jī)器人持續(xù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊工況下,可能出現(xiàn)連接松動(dòng)的問(wèn)題,從而導(dǎo)致丟包或數(shù)據(jù)傳輸異常。
TE Mini I/O可有效解決這些痛點(diǎn):其體積比傳統(tǒng)RJ45縮小約75%,可輕松集成到機(jī)械臂關(guān)節(jié)、AGV小車底盤或人形機(jī)器人軀干內(nèi)部等空間受限部位;同時(shí),它采用卡扣式鎖定結(jié)構(gòu),且得益于特殊的端子觸點(diǎn)設(shè)計(jì),使得其抗振能力相比傳統(tǒng) RJ45提升了3倍以上,確保機(jī)器人在高速運(yùn)動(dòng)、高頻啟停甚至意外撞擊時(shí),仍能保持接觸穩(wěn)定,保障海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地送達(dá)控制器。
宋湘輝指出,在具身智能機(jī)器人,特別是人形機(jī)器人上,高速數(shù)據(jù)接口的需求正明顯增加。這類機(jī)器人需在真實(shí)世界長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作,任何連接器松動(dòng)導(dǎo)致的卡頓都可能打亂整個(gè)生產(chǎn)流程。因此,TE Mini I/O這類小型化、高可靠性的連接方案,相當(dāng)于為機(jī)器人的互連系統(tǒng)加了一層保險(xiǎn),確保AI大腦的指令能準(zhǔn)確無(wú)誤地傳遞到四肢末端。
劉鵬進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),具身智能時(shí)代,連接器的門檻已不在于“連上”,而在于“長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)下的穩(wěn)定傳輸”。這包括結(jié)構(gòu)與觸點(diǎn)設(shè)計(jì)能否在持續(xù)振動(dòng)/微動(dòng)下保持接觸穩(wěn)定;屏蔽與布局能否在高密度空間里保持高速鏈路的信號(hào)完整性;制造一致性與驗(yàn)證體系能否確保這些能力在批量生產(chǎn)和真實(shí)工況中長(zhǎng)期成立。
TE在與客戶的項(xiàng)目中,曾遇到一個(gè)典型案例:消費(fèi)級(jí)Type-C在振動(dòng)、沖擊和應(yīng)力拉拽條件下無(wú)法滿足人形機(jī)器人移動(dòng)場(chǎng)景的可靠性要求;而車規(guī)級(jí)Type-C或帶螺絲鎖定的方案雖可靠,但體積過(guò)大,難以在頭部、關(guān)節(jié)等極限空間內(nèi)布置。
針對(duì)此痛點(diǎn),TE深入理解應(yīng)用場(chǎng)景和工況后,專門為人形機(jī)器人行業(yè)開(kāi)發(fā)了一款小型化鎖扣式Type-C連接器。這款連接器在幾乎不增加體積的前提下,增加了機(jī)械鎖扣結(jié)構(gòu),使插頭與插座牢固扣合,如同為接口系上“安全帶”,確保了機(jī)器人即使在高速運(yùn)動(dòng)、受到撞擊或線纜被意外拉扯時(shí),接口仍能保持穩(wěn)定接觸,保障雙目相機(jī)、IMU慣性測(cè)量單元等高速模塊的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確傳輸給AI大腦,從而成功幫助客戶在緊湊空間中完成穩(wěn)定的高速數(shù)據(jù)連接。
04
從做連接到做生態(tài)
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,僅靠單點(diǎn)技術(shù)突破是不夠的,更需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)在標(biāo)準(zhǔn)理解、工況定義、接口協(xié)同、驗(yàn)證方法等方面對(duì)齊,共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同。
“在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)里,TE既做連接本身,也做互連的橋梁。一端是客戶的互連方案,另一端是產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同與共創(chuàng)。”宋湘輝表示。
首先,對(duì)具身智能機(jī)器人而言,連接不只是把接口連上,而是圍繞整機(jī)、關(guān)節(jié)模組、通信與高速數(shù)據(jù)等關(guān)鍵鏈路,做系統(tǒng)層面的互連設(shè)計(jì)與工程落地。TE不僅提供連接器等元器件,更能與客戶一起從系統(tǒng)層面規(guī)劃互連架構(gòu),把小型化、可靠性、高速互連與可量產(chǎn)性放在同一套方案里統(tǒng)籌考慮,幫助客戶把連接從“能用”做到“可量產(chǎn)、可長(zhǎng)期運(yùn)行”。
其次,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,僅靠單點(diǎn)技術(shù)突破是不夠的,更需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)在標(biāo)準(zhǔn)理解、工況定義、接口協(xié)同、驗(yàn)證方法等方面對(duì)齊,共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同。TE積極搭建交流與協(xié)作平臺(tái),推動(dòng)生態(tài)伙伴高效互聯(lián)互通。例如,在近期舉行的“機(jī)器人核心技術(shù)賦能智能工廠創(chuàng)新大會(huì)”上,TE作為主辦單位之一參與共建,旨在匯聚產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵參與者,加速行業(yè)從各自優(yōu)化走向系統(tǒng)共進(jìn),共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
面對(duì)多樣化的機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司,TE采取差異化合作策略:在成熟領(lǐng)域提供規(guī)模化的標(biāo)準(zhǔn)方案,確保客戶當(dāng)前的交付與競(jìng)爭(zhēng)力;在新興領(lǐng)域則進(jìn)行前置協(xié)同的聯(lián)合開(kāi)發(fā),將新需求轉(zhuǎn)化為可落地的產(chǎn)品與方案。
例如,在傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,應(yīng)用相對(duì)成熟,接口與方案也更穩(wěn)定,客戶往往更關(guān)注整體方案的穩(wěn)定性、成本與交付效率,因此TE的合作模式會(huì)更偏向“提供標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品+供應(yīng)鏈與渠道能力”;而在新興機(jī)器人領(lǐng)域,尤其是人形機(jī)器人,行業(yè)仍在快速演進(jìn),很多關(guān)鍵接口和工況并未完全“收斂”。對(duì)于這類客戶,TE則采用“早期介入+聯(lián)合定義需求+快速迭代”的合作模式,在客戶產(chǎn)品研發(fā)早期就參與討論,通過(guò)與客戶的聯(lián)合開(kāi)發(fā),推出更貼合下一代平臺(tái)的新產(chǎn)品,幫助客戶應(yīng)對(duì)新的技術(shù)挑戰(zhàn)。
05
備戰(zhàn)機(jī)器人“爆發(fā)”時(shí)刻
人形機(jī)器人的臨界點(diǎn)不只是產(chǎn)量達(dá)到某個(gè)數(shù)字,更是從樣機(jī)與小批量驗(yàn)證進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)與規(guī)模交付。
當(dāng)人形機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室走向工廠車間,再?gòu)墓S車間走向家庭客廳,產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)真正的爆發(fā)。但爆發(fā)的標(biāo)志是什么?是一萬(wàn)臺(tái),十萬(wàn)臺(tái),還是百萬(wàn)臺(tái)?
在宋湘輝看來(lái),這個(gè)問(wèn)題的答案遠(yuǎn)不止一個(gè)數(shù)字那么簡(jiǎn)單。“人形機(jī)器人的臨界點(diǎn)不只是產(chǎn)量達(dá)到某個(gè)數(shù)字,更是從樣機(jī)與小批量驗(yàn)證進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)與規(guī)模交付。”他說(shuō),一旦進(jìn)入這個(gè)階段,連接器的設(shè)計(jì)理念、生產(chǎn)工藝和供應(yīng)鏈模式都會(huì)從定制工程轉(zhuǎn)向平臺(tái)化、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)模化,行業(yè)將會(huì)迎來(lái)一輪系統(tǒng)性的調(diào)整。
劉鵬觀察到,行業(yè)真正的挑戰(zhàn)往往不在概念層面,而在工程層面。當(dāng)機(jī)器人走向持續(xù)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)沖擊、高密度布線和高速數(shù)據(jù)互連時(shí),連接系統(tǒng)必須在更小空間里同時(shí)兼顧可靠性、信號(hào)完整性與可量產(chǎn)一致性。
宋湘輝告訴記者,在未來(lái),TE將會(huì)堅(jiān)持兩點(diǎn):第一,將連接器、濾波器等產(chǎn)品與客戶的痛點(diǎn)和需求進(jìn)行精準(zhǔn)匹配;同時(shí)圍繞小型化、高可靠性、高速互連、抗振沖擊等核心約束,持續(xù)迭代產(chǎn)品與方案,“確保當(dāng)客戶進(jìn)入量產(chǎn)窗口時(shí),我們的產(chǎn)品布局已經(jīng)就位,而不是等量產(chǎn)了再追。”
第二,持續(xù)深耕本土,把工程能力固化為本土可復(fù)制的制造與驗(yàn)證體系,同時(shí),用本土供應(yīng)鏈協(xié)同推進(jìn)規(guī)模化效應(yīng)與交付韌性,支持客戶從樣機(jī)走向穩(wěn)定量產(chǎn)。
宋湘輝強(qiáng)調(diào),“我們希望當(dāng)具身智能爆發(fā)的臨界點(diǎn)那一天來(lái)臨時(shí),TE的客戶已經(jīng)準(zhǔn)備好了。并不是因?yàn)槲覀兲嫠麄冏隽硕嗌伲且驗(yàn)槲覀儙退麄兘⒘俗约鹤觥俊哪芰Α!?/p>
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