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机器人行业连接器选型指南(干货分享)

10/14 11:44
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为机器人选择连接器是一个至关重要且涉及多方面考量的决策。连接器虽小,但它们是机器人的“神经”与“血管”,直接影响其可靠性、性能和成本。

以下是一份详细的机器人行业连接器选型指南,您可以从以下几个核心维度进行考量:

一、 明确应用场景和需求

这是选型的第一步,也是最关键的一步。不同类型的机器人对连接器的要求差异巨大。

机器人类型 主要特点与连接器需求

工业机器人/机械臂 高可靠性、持续高频振动、耐油污、冷却液、高循环次数(千万次级别)、动力/编码器/信号混合需求。

协作机器人 轻量化、小型化、柔性线缆(随关节弯曲)、安全(扭矩/力传感信号传输)。

AGV/AMR 移动连接、拖链电缆专用、耐反复弯折、防冲击/振动、电池高压连接。

服务机器人 外观美观、人性化设计(易插拔)、防尘防水(如IP等级)、可能涉及高速数据(视觉传感器)。

特种机器人 极端环境(如高低温、真空、辐射、深海高压)、超高可靠性。

二、 关键性能参数选型

电气性能

电压/电流:明确每条线缆需要传输的电压和电流值。动力电机需要高电流连接器(如几十安培),而传感器可能只需低电流连接器。

信号完整性

带宽/数据速率:对于摄像头雷达、高速总线,需要高频连接器,阻抗匹配良好,屏蔽性能优异,以减少信号衰减和串扰。

屏蔽:选择带有360度全周屏蔽壳和屏蔽层的连接器与线缆,确保EMC/EMI性能。

机械性能

插拔寿命:机器人连接器需要承受成千上万次的插拔。高质量连接器插拔寿命可达数万次甚至更多。

锁紧方式:

螺纹连接:最可靠,抗振动性好,用于工业机器人关节等强振动场景。但插拔速度慢。

推拉自锁:快速插拔,单手操作,非常适用于需要频繁维护或更换的模块,如AGV电池、传感器模块。

卡口/卡扣:介于两者之间,可靠性较好,插拔方便。

芯数/间距:根据需要传输的信号数量选择合适芯数的连接器。高密度连接器可以节省空间,但对端接工艺要求更高。

线缆出口方向:直式、弯式,以适应不同的机器布局和走线空间。

防护等级:

IP等级:防尘防水。例如,IP67(防尘、可短时浸水)是机器人底盘的常见要求;IP65(防喷水)可用于机器人内部。户外或清洗环境可能需要IP68/IPX9K。

耐腐蚀性:连接器外壳和镀层材质(如黄壳镀镍、不锈钢)需能抵抗油污、化学品腐蚀。

耐温性:机器人内部电机附近温度可能很高,连接器材料(如PPS塑料)和端子应能承受工作温度范围(如-40°C 到 +120°C)。

耐振动与冲击:特别是对于移动机器人(AGV)和工业机器人,连接器必须具有优异的抗振动性能,防止因振动而松动或断开。

混合技术

混合连接器:这是机器人领域的趋势。在一个连接器外壳内,同时集成电源、信号(包括高频同轴)、数据(如以太网)、甚至气路/液路。这极大地简化了布线,减少了连接点,提高了系统集成度和可靠性。例如,一个连接器可以同时为电机供电并传输其编码器信号。

三、 供应链与成本考量

品牌与可靠性:国际知名品牌(如 TE Connectivity, Harting, Amphenol, Molex, Lemo,CNLINKO)通常具有极高的可靠性和丰富的产品线,但价格较高。

国产化替代:近年来,许多优秀的国产连接器厂商(如 中航光电、航天电器、瑞可达、凌科电气等)崛起,在性能上能够满足大部分机器人需求,且具有成本低、交期短、服务响应快的优势。

可用性与库存:确保所选连接器型号供货稳定,不会成为量产瓶颈。

工具与端接:考虑端接是否需要专用工具,端接工艺是否复杂,这对生产效率和一致性有直接影响。

四、 选型流程总结

需求清单:列出所有需要连接的设备(电机、传感器、控制器等)及其电气参数(电压、电流、信号类型、数据速率)。

环境评估:确定机器人工作的环境(振动、温度、湿度、介质、清洁度)。

机械约束:确定安装空间、线缆弯曲半径、插拔频率和方式。

初步筛选:根据以上信息,筛选出符合要求的连接器类型(如圆形连接器、矩形连接器、混合连接器)和品牌。

样品测试:至关重要的一步! 索取样品,进行实际的插拔寿命、振动、温升、防护等级等测试,确保其在实际应用中万无一失。

最终决策:综合考虑性能、成本、供货和服务,做出最终选择。

五、 典型推荐

工业机器人关节内部:高可靠性、抗振的圆形金属连接器(如M系列,带螺纹锁紧),或微型矩形连接器。(如:深圳凌科电气有限公司的DH系列连接器)

协作机器人关节:小型化、轻量化的板对板连接器、柔性印制电路连接器,以及用于关节间连接的微小圆形连接器。

AGV/AMR:用于拖链的高柔性电缆配合推拉式圆形连接器,用于电池的高压大电流连接器。(如:凌科电气LP28系列连接器、DL28系列大电流连接器)

机器人外部接口:以太网连接器(带屏蔽和锁紧,如:凌科LP20 RJ45),USB/Type-C 用于调试,以及工业级航空插头。

最后,强烈建议在项目早期就引入连接器供应商的资深工程师进行沟通。他们能根据您的具体设计提供最专业的选型建议,避免后期因连接器问题导致的设计变更和成本上升。

深圳市凌科电气有限公司

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高可靠工业级防水连接器制造商

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