今天,如果你感觉机器人正在从科幻走向现实,离我们越来越近,那很大程度上是服务机器人的功劳。与在生产线上从事“重体力劳动”的工业机器人不同,服务机器人是在非生产领域为个人或专业领域提供服务的智能设备,因此其可以渗透到我们生活中的更多领域,涵盖物流、医疗、安防、家政等诸多场景。
也正是因为应用场景极为广泛,随着关键技术的逐渐成熟、成本持续下探,这些年服务机器人的发展渐入佳境,步入了快车道。根据国际机器人联合会(IFR)不久前发布了《2025世界机器人报告》报告,2024年服务机器人可谓是“四面出击”,在专业服务、消费和医疗三大领域新装机数量分别增长了11%、9%和91%,表现极为亮眼。
服务机器人的赋能技术
根据服务机器人的定位,我们不难描画出其主要的技术特征:它们能够基于传感器实现非结构化环境感知,并可以与用户进行人机交互,以自主或半自主的方式,替代或辅助人类完成非生产性服务任务。
由此可见,为了实现这样的服务机器人设计蓝图,以下几种赋能技术不可或缺:
感知
为了实现复杂条件下非结构化环境的感知,服务机器人需要根据特定应用集成不同的传感器,并通过多传感器融合,收集和预处理数据,为主控或云端分析决策提供依据。
思考
基于数据并根据任务进行及时而正确的决策,这是服务机器人“智能化”的核心要义。新一代服务机器人更强调“学习和思考”的能力,能够对新的环境做出自适应地调整,因此需要引入机器学习或深度学习等技术,可见服务机器人也是未来人工智能(AI)技术落地的一个重要场景。
交互
由于很多服务机器人在工作时都会与人类进行“亲密接触”,比如迎宾和送餐机器人,因此直观、清晰、准确的人机交互就显得尤为重要,这也是服务机器人有别于工业机器人的独特之处。
耐用
服务机器人要在无需或尽可能少的人工干预下,自主或半自主地工作,这要求其具有较高的可靠性和环境耐受能力,能够长时间、无故障地工作;同时,高效的电源管理系统也必不可少,其可以为服务机器人提供更长的续航能力。
连接
对一个数据驱动的智能设备而言,“连接”是一个至关重要的基础性能力,可靠而高效地连接能够确保数据在机器人内部不同功能模块之间畅通无阻地传输,或者通过无线技术与外部其他设备或云端进行互联通信——如何打造高性能的连接方案,为服务机器人的创新赋能,这也是本文讨论的重点。
打造理想的服务机器人连接方案
那么,在为服务机器人打造理想的连接方案、进行相关连接器产品选型时,需要考虑哪些关键技术要素呢?归纳起来,有以下五个方面:
1高速可靠的数据传输
与新一代或主流的无线连接或有线传输标准兼容,支持更大吞吐量的高品质数据传输,以满足日益增长的服务机器人数据处理的要求。
2耐用性和可靠性
对于需要长时间运行或者频繁移动的服务机器人,其中的连接器要能够经受得住振动和冲击、反复插拔和环境变化等考验,始终保持互连性能的一致性。
3小型化省空间
服务机器人通常外形尺寸不大,有些还需要具备移动能力,因此小型化和轻量化就成了关键的设计诉求。选择外形紧凑的连接器,有利于节省空间,更大限度地提升系统设计灵活性。
4安装维护的便捷性
选择易于安装和维护的连接器,可以降低机器人部署和维护成本,提高系统的可靠性和效率。这对于用户专业化程度不高而数量相对较多的服务机器人,显然更为必要。
5支持更强的可扩展性
对于应用场景多样、产品形态各异,且在快速迭代的服务机器人,提供不同配置的丰富连接产品组合,支持更大的可扩展性十分必要。
总之,上述这些技术要素对于确保服务机器人在各种应用和环境中的性能表现和可靠运行至关重要。整合了这些要素的高性能连接解决方案,可以在多个层面为服务机器人的创新提供助力:
提升性能:就单一产品而言,高性能连接可提供更高的数据传输速率、稳定的电气连接和增强的耐用性,提升机器人的综合性能表现。
优化系统:高性能连接可保障系统不同组件和模块之间可靠而高效地连接和通信,支持机器人系统的模块化,进而增强系统的灵活性和可扩展性。
营造生态:高性能的连接,还有助于将服务机器人集成和部署到更大的系统解决方案中,促进产业链中不同厂商之间的合作和创新,共同开发符合行业标准的解决方案,推动行业的长足发展。
服务机器人一站式连接解决方案
TE Connectivity(TE)拥有业界先进而丰富的天线和连接器产品组合,凭借这样的专业积淀,TE与时俱进,将其拓展到服务机器人领域,可为服务机器人的创新提供一站式的连接解决方案。
L000642 NFC天线
如上文所述,无线连接能力对于服务机器人不可或缺。为了实现“全天候“的无线数据传输,服务机器人通常需要配备多种天线。而TE广泛的天线产品组合,涵盖蜂窝、GNSS、Wi-Fi、蓝牙、RFID、DAS等诸多无线技术,包括标准和定制化的产品和方案,可以说无论服务机器人设计有何需求,TE的天线产品“总有一款适合你”。
本文我们着重介绍的,是L000642 NFC天线。NFC作为一种近场通信技术,以往在生产型的工业机器人中应用并不多,不过对于需要和人类用户有更为频繁交互的服务机器人,NFC的价值就凸显出来了,比如在送餐和运输机器人的服务流程中,NFC就可以提供关键的支付或验证等功能。
TE的L000642 NFC天线是一款紧凑型柔性天线,可为类似的服务机器人应用提供高性能双向读/写操作。该天线具有13.56MHz频率范围、57mm读取距离,天线底部带有铁氧体,可以进一步增加了天线的读取距离,提高整体性能。
该NFC天线外形轻薄,仅为31mm x 26mm x 0.28mm,借助粘合背胶,可安装到塑料设备外壳、内部电池或其他位置,易于嵌入到任何需要近距离安全人机交互的服务机器人设计中,极具灵活性。
盲插同轴连接器系列
想要为服务机器人提供可靠的无线连接,除了天线,高性能的射频同轴连接器也是重要的一环。在这个产品领域,TE也有深厚的技术积累,其加固型的射频同轴连接器可在几MHz到100GHz以上的射频范围内工作,具有低插入损耗、出色的电压驻波比,以及不俗的电气和机械性能表现;同时,坚固耐用型的设计,使其能够适应更为严苛的环境考验。
在TE的射频同轴连接器家族中,盲插同轴连接器是一个极具特色的产品系列,其采用经测试的耐用单扣式连接,支持高达10,000次插拔,同样具有极低插入损耗、出色电压驻波比、坚固耐用等特性,特别适合于在空间受限或能见度有限条件下提供高性能的射频连接。
TE的盲插同轴连接器系列支持1.60GHz到67GHz的频率范围,提供SMP、SMPM、多端口同轴、大规模同轴和测试探头等产品配置,还可根据客户需求提供定制方案,可以为服务机器人开发提供一种小型化、高性价比、易使用的射频连接解决方案。
服务机器人多样化的应用场景、快速迭代的技术,要求其在连接方案的设计上充分考虑可扩展性的要求。以这样的标准去衡量,USB Type-C显然是一个理想的有线数据传输解决方案——其外形纤薄、可正反插、支持多协议并向后兼容,且单一端口可实现数据传输、快速充电和高清A/V输出等多功能,已经在新一代的数码设备中广泛应用,因此其也成为了各类服务机器人的标配。
当然,标准化的USB Type-C连接器,市场上的竞品也会很多,想要在竞争中脱颖而出,就需要在连接器产品差异化上做出自己的“特色”。
TE的防溅型USB Type-C连接器就是这样的“特色”产品,其在符合所有的USB Type-C接口规范基础上,提供IPX7/IPX8防水和IPX4防溅选项,并通过采用独特的插座外壳,实现了增强的EMI屏蔽效果,因此可以为服务机器人提供更坚固可靠的USB Type-C连接。
而且,TE的USB Type-C连接器提供多样化的安装配置,可用于顶部、中部、垂直和侧挂安装,让系统设计更为灵活。同时,这些USB Type-C连接器也有不同的功能配置,包括仅充电版本,以及兼容不同USB数据传输协议(USB 4.0、USB 3.0、USB 3.1 Gen 2 和USB 2.0)的标准USB Type-C接口,一方面满足现阶段多样化的功能需求,另一方面也方便开发者无需重新设计PCB即可无缝实现USB Type-C接口的功能升级。这种可扩展能力,也正是服务机器人所需要的。
本文小结
今天,服务机器人正在快速渗透到我们生活的方方面面,从家庭到物流仓储,从酒店餐厅到医疗机构,都可见其身影。服务机器人可持续的发展和创新,需要诸多赋能技术的加持,其中高性能的连接技术就是至关重要的一环。
作为连接器行业的头部厂商,TE已经将服务机器人作为新的市场支点,并推出了丰富的连接产品和解决方案。想要深入探究高性能连接方案,未来将如何赋能服务机器人创新,欢迎访问贸泽电子官网上相关的技术专题——
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原文标题:赋能服务机器人创新,高性能连接方案是如何做到的?
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