當波士頓動力Atlas完成后空翻等高難度動作，當宇樹人形機器人在春晚穿起花棉襖轉起手絹，當加速進化T1機器人角逐于足球場上，人形機器人已從科幻想象步入現(xiàn)實競爭。
在AI人形機器人產(chǎn)業(yè)化浪潮中，連接器與線纜技術突破成為破局關鍵。然而，機器人高頻傳輸與空間壓縮的技術矛盾、百萬次彎折壽命的可靠性挑戰(zhàn)，以及行業(yè)標準缺失引發(fā)的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同困境，正成為制約機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心瓶頸。
《國際線纜與連接》通過深度對話TE Connectivity(簡稱“TE”)、深圳市機器人特種線纜行業(yè)協(xié)會、深測評SSRTA、中維(河南)新材料等產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，解析人形機器人對連接器、線纜等核心部件的性能需求，探尋本土能力提升與生態(tài)協(xié)同的可行路徑。
對話嘉賓：
TE Connectivity工業(yè)自動化與電氣事業(yè)部機器人與倉儲自動化行業(yè)經(jīng)理 涂國嬌
TE Connectivity傳感器事業(yè)部亞太區(qū)業(yè)務拓展負責人 鄭婷婷
TE Connectivity數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)絡事業(yè)部渠道銷售經(jīng)理 邊凱
深圳市機器人特種線纜行業(yè)協(xié)會秘書長 黃湘贛
深測評SSRTA創(chuàng)始人、總經(jīng)理 喬森
中維(河南)新材料副總經(jīng)理、銷售總監(jiān) 姚國鋒
01
人形機器人產(chǎn)業(yè)崛起：連接器與線纜的關鍵角色
扭秧歌、轉手絹、跑半馬、格斗比賽、踢足球......今年，人形機器人有點忙。
從家庭服務到工業(yè)場景，從娛樂互動到專業(yè)競技，人形機器人正以超乎想象的靈活性刷新公眾認知，成為資本圈最炙手可熱的“新物種”。
據(jù)Markets and Markets 預測，2027 年全球人形機器人市場規(guī)模將達173億美元，復合年增長率高達 63.5%。宇樹科技CEO王興興曾表示，在2025年年底之前，AI人形機器人會達到一個新的量級。
在AI技術突破與政策紅利雙重驅動下，人形機器人賽道熱度飆升：宇樹科技完成C輪融資后估值超百億元，華為、騰訊分別與優(yōu)必選、越疆科技達成戰(zhàn)略合作，將人形機器人技術、場景與資源深度綁定。
特斯拉Optimus機器人拆解報告顯示，其機器人單臂連接器用量約15套，整機預估70-100套。根據(jù)發(fā)現(xiàn)報告發(fā)布的機器人連接器專家交流紀要，特斯拉機器人連接器價格普遍是30-50元/個，以此估算單個機器人的連接器價值量便高達5000元。
而人形機器人這類高自由度設備對核心部件提出了嚴苛考驗。例如在格斗比賽中唯一參賽的宇樹G1人形機器人，擁有29個靈活關節(jié)，在平衡性訓練中需要承受來自不同方向、不同力度的撞擊并保持平衡，這對連接器、傳感器、線纜的可靠性提出了極高要求。
TE Connectivity(以下簡稱“TE”)數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)絡事業(yè)部渠道銷售經(jīng)理邊凱介紹到，連接器在機器人中負責傳輸電力，確保電流穩(wěn)定、安全、可靠地在電源、馬達、控制器等部件之間傳輸，驅動機器人運動和功能實現(xiàn)。同時，連接器還在傳感器和執(zhí)行器之間傳遞信號，確保各部分順暢、實時通信，實現(xiàn)協(xié)調動作和智能反應。
而要讓人形機器人具備感知環(huán)境并做出智能反應的能力，則離不開傳感器。TE傳感器事業(yè)部亞太區(qū)業(yè)務拓展負責人鄭婷婷談到，傳感器最基礎的作用是監(jiān)測和測量物理或環(huán)境參數(shù)，并將這些信息轉換為可以被處理、顯示或記錄的信號，它們就像機器人的感官系統(tǒng)，是它的感知層。
TE鄭婷婷指出，傳感器具有數(shù)據(jù)采集與環(huán)境感知、信號輸出與反饋控制、安全監(jiān)測與故障報警的作用。在信號輸出與反饋控制方面，傳感器將物理量轉換為電信號，以便通過連接器將這些信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)或控制器，便于后續(xù)分析和決策。
在機器人系統(tǒng)中，連接器與傳感器的協(xié)作確保了電力與信號的高效、穩(wěn)定傳輸。通過高品質的連接器，機器人能夠實現(xiàn)整個系統(tǒng)的可靠電力供應與信息交互。傳感器賦予機器人感知能力，使其能在動態(tài)環(huán)境中做出快速反應和智能決策。
而在人形機器人柔性線纜方面，深圳市機器人特種線纜行業(yè)協(xié)會秘書長黃湘贛很形象地如此形容：一個人身上的血管有96000km，那么將來的人形機器人上會用到多少線纜呢?
同時黃湘贛還強調，機器人柔性線纜需具備高頻傳輸特性、抗干擾特性、高柔性特性、輕量化特性等特性才能夠滿足人形機器人的折彎、高效傳輸?shù)刃枨蟆?/P>
02
人形機器人升級！連接器與線纜的多維突破需求
相較于工業(yè)機器人固定工位、單一任務的特性，人形機器人需要適應雙足行走、多關節(jié)協(xié)作的復雜運動模式，其機器人應用場景已從工廠產(chǎn)線拓展至家庭服務、醫(yī)療護理等多元領域。
“以移動機器人AGV為例，AGV的連接器需求主要集中在充電和控制板兩個方面。充電連接器需要頻繁插拔，一天可能要多達70到80次，對性能要求極高，需要具備低溫升、低接觸阻抗和高插拔次數(shù)等特點，以防止熱插拔或燒機等問題�！盩E工業(yè)自動化與電氣事業(yè)部機器人與倉儲自動化行業(yè)經(jīng)理涂國嬌解釋道。
而人形機器人每秒需處理上千個運動指令，每個機器人關節(jié)需承受數(shù)十公斤負載下的百萬次彎折，這對人形機器人用連接器、線纜與材料提出了前所未有的挑戰(zhàn)。
機器人是一種可編程的機械臂，由多軸組成，可以像人的手臂一樣工作。圖/包圖網(wǎng)
1、連接器:小型化、集成化與高抗振的極限挑戰(zhàn)
作為一家在機器人領域積累深厚的全球行業(yè)技術企業(yè)，TE長期專注于連接器等核心部件技術研發(fā)，其產(chǎn)品體系覆蓋工業(yè)自動化通信連接、電源管理、電機連接等關鍵領域，具有豐富的市場經(jīng)驗。
在此次對話中，來自TE工業(yè)自動化與電氣事業(yè)部機器人與倉儲自動化行業(yè)經(jīng)理的涂國嬌、數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)絡事業(yè)部渠道銷售經(jīng)理的邊凱從機械性能、材料、成本等角度，全面指出了人形機器人對連接器的要求。
- 小型化：因雙足、手臂等擬人結構導致內部空間緊湊，例如，早期的機械手可能只需要兩根線控制，但如今復雜的機械手可能需要更多根線來控制關節(jié)和傳感器。這會出現(xiàn)連接器外徑需從傳統(tǒng)5毫米降至3毫米以下，以適配復雜機械手等部件的安裝需求。
- 集成化：需在有限空間內兼具多種功能，例如實現(xiàn)同時傳輸電力和數(shù)據(jù);支持多個信號通道，避免傳統(tǒng)分離式設計的空間浪費。
- 高抗振性：雙足行走與金屬結構引發(fā)高頻振動，缺乏柔性緩沖，連接器需承受每日數(shù)萬次拉伸、扭轉等復合機械應力，保持接觸電阻穩(wěn)定，確保動態(tài)環(huán)境下信號不中斷。
- 成本控制：采用模塊設計以提升靈活更換組件的便利性，來降低研發(fā)和生產(chǎn)成本。
2、線纜：柔韌性與傳輸效率的平衡
深纜協(xié)秘書長黃湘贛指出，人形機器人線纜需同時滿足“高頻傳輸”與“空間壓縮”的矛盾需求：一方面，機器人關節(jié)每日數(shù)萬次彎曲要求線纜具備2000萬次以上的彎折壽命;另一方面，機器人高密度集成需求迫使機器人線纜直徑向0.5毫米級突破。
線纜需具備以下特性：
- 高頻傳輸特性：具備良好的高頻信號傳輸能力，能實現(xiàn)微秒級響應，確保機器人關節(jié)運動指令等高頻信號快速穩(wěn)定傳輸，降低延遲。
- 抗干擾特性：需具備高效屏蔽能力，保證信號傳輸?shù)臏蚀_性和穩(wěn)定性，防止信號衰減或中斷，以適應機器人復雜的工作環(huán)境。
- 高柔性特性：需耐受2000萬次以上彎曲與扭轉，滿足機器人關節(jié)高自由度運動需求，且無擺動失效風險。
- 輕量化特性：采用輕量化設計，減輕線纜重量，助力機器人提升運動效率及能效。
- 環(huán)境適應性：耐油、耐磨、耐高溫(如-40℃至125℃)，并可承受動態(tài)張力變化，保障各類工況下人形機器人的穩(wěn)定運行。
在材料層面，中維新材副總經(jīng)理姚國鋒強調：“人形機器人關節(jié)處的連接器與線纜材料需跨越多重技術門檻，不僅要在高頻動態(tài)載荷下具備抗疲勞性，避免部件裂紋;還要在寬溫環(huán)境中保持尺寸穩(wěn)定;并同時滿足高耐磨性、低摩擦系數(shù)、輕量化及耐化學腐蝕等要求。”
03
破局“卡脖子”：連接器技術突圍與線纜標準化攻堅
當傳統(tǒng)工業(yè)機器人還在以“厘米級”空間容納連接器時，人形機器人的髖關節(jié)模組已將可用空間壓縮至“指甲蓋大小”;當工業(yè)場景的連接器只需應對萬次級彎曲時，人形機器人的關節(jié)每日需承受數(shù)萬次彎折。
人形機器人的“靈活”，藏著產(chǎn)業(yè)鏈最痛的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
以連接器為例，TE、安費諾等國際巨頭在全球高端市場中占據(jù)主導地位，國內企業(yè)在微型化、抗振動等關鍵技術上仍存代際差距。
值得關注的是，作為全球布局與深耕本土的實踐者，TE依托 80余年連接器領域的研發(fā)制造經(jīng)驗與中國市場近40年的本土化積累，其技術解決方案與解題思路正為行業(yè)提供重要參考——
圖/TE Connectivity
《國際線纜與連接》：針對人形機器人，TE 如何通過定制化連接器滿足小型化、抗干擾及成本控制需求?
TE表示：在小型化設計上，TE 采用緊湊結構與功能集成相結合，如體積僅為傳統(tǒng)RJ45的1/4，并兼容100Mbps到10Gbps 傳輸速率的工業(yè)級Mini I/O線對線以太網(wǎng)傳輸連接器，以及集成電源與信號傳輸?shù)某潆姴孱^，實現(xiàn)空間優(yōu)化與多功能集成，提升機器人運動靈活性。
工業(yè)Mini I/O以太網(wǎng)連接器 圖/TE Connectivity
抗干擾方面，TE設計了多重防干擾和防電磁兼容(EMC)的連接器，采用多種電磁屏蔽技術及優(yōu)化的信號傳輸路徑，并提供屏蔽罩等產(chǎn)品，確保高頻信號的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的完整性;同時，TE也一直在研究如何提升產(chǎn)品的結構可靠性，例如，TE的浮動式板對板連接器采用創(chuàng)新的浮動式設計，容差范圍大，在插接后連接器之間能保留一定晃動空間，保障在復雜環(huán)境中的信號穩(wěn)定性。
成本控制上，通過“全球布局+本土化戰(zhàn)略”整合全球資源，提供高性能產(chǎn)品的同時有效控制成本;材料的選擇上，選用經(jīng)典材料，減少頻繁開發(fā)新材料的需求;部分連接器采用無鹵設計，滿足客戶的環(huán)保合規(guī)要求，實現(xiàn)性能與成本的平衡。
對于線纜領域，黃湘贛表示，當前耐克森、萊尼等海外企業(yè)的高柔性產(chǎn)品壟斷工業(yè)機器人市場，人形機器人所需的極細同軸線纜國產(chǎn)化率低。這種技術斷層不僅推高制造成本，更制約著整機性能的自主可控。
《國際線纜與連接》：線纜行業(yè)在人形機器人應用中如何應對百萬次彎折壽命的可靠性挑戰(zhàn)?
深纜協(xié) 黃湘贛：在機器人材料選擇上，導體選用多股超細無氧銅絲絞合，絕緣和護套采用TPE與硅橡膠復合、PUR與石墨烯共混等特種材料，提升柔韌性和耐磨性。
結構設計方面，導體采用分層絞合或螺旋纏繞并搭配芳綸纖維抗扭填充，外護套采用波紋管或分段式設計，部分電纜采用雙屏蔽結構。
制造工藝上，通過特殊加工確保線芯受力均勻，設立人形機器人專項實驗室模擬工況檢測壽命。
《國際線纜與連接》：國產(chǎn)線纜標準缺失對產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同造成阻礙，從線纜企業(yè)角度看，當前最迫切需制定哪些標準?這些標準對企業(yè)和行業(yè)有何意義?
深纜協(xié) 黃湘贛：當前最迫切需制定人形機器人性能、測試、材料、接口這四方面標準。
性能標準，針對人形機器人、無人機等場景明確電氣、機械性能及環(huán)境適應性指標;
測試標準，建立統(tǒng)一測試方法和流程以保障結果準確可比;
材料標準，規(guī)范導體、絕緣和護套等原材料的質量、成分;
接口標準，統(tǒng)一線纜與設備、連接器的接口規(guī)范以提升協(xié)同效率。
針對于此，深圳市機器人特種線纜行業(yè)協(xié)會正牽頭聯(lián)合終端廠商、線纜企業(yè)、連接器企業(yè)等共同制定人形機器人線纜及連接器的性能、測試、材料和接口等標準，明確技術規(guī)范和質量要求，為產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同提供統(tǒng)一依據(jù)。值得關注的是，協(xié)會舉辦的全國首屆人形機器人線纜技術交流大會于7月7日在江西吉安召開。
IEEE近期發(fā)布報告指出，現(xiàn)有工業(yè)機器人標準難以覆蓋人形機器人在動態(tài)穩(wěn)定性、人機交互等方面的特殊需求。
深測評SSRTA創(chuàng)始人、總經(jīng)理喬森從標準測試角度指出，人形機器人關節(jié)運動頻繁，連接器和線纜需承受高頻拉伸、扭轉、振動等機械應力，同時需保持電氣性能穩(wěn)定。
《國際線纜與連接》：在人形機器人的連接器、線纜、新材料等零部件標準認證工作中，最突出的技術難點是什么?
深測評 喬森：難點集中在動態(tài)環(huán)境適應性、多物理場耦合效應、新材料性能驗證及標準化與定制化平衡等方面。
一是動態(tài)環(huán)境下的可靠性驗證。線纜需通過數(shù)百萬次彎曲壽命測試，而連接器需在動態(tài)負載下確保信號傳輸精度，但傳統(tǒng)測試難模擬多軸應力耦合;
二是零部件需同時應對機械應力、熱效應、電磁干擾等多維度挑戰(zhàn)。例如，線纜需通過如鋁箔 + 編織銅等多層屏蔽設計實現(xiàn)抗干擾，但高溫環(huán)境可能導致屏蔽材料老化。連接器的金屬材料在長期使用中可能因熱膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生接觸電阻變化，引發(fā)信號衰減。
三是標準化與定制化平衡，不同機器人設計(如特斯拉Optimus的線性關節(jié)與優(yōu)必選Walker的旋轉關節(jié))對零部件的尺寸、接口協(xié)議、環(huán)境適應性要求差異顯著�，F(xiàn)有ISO 10218等標準主要針對工業(yè)機器人，缺乏人形機器人專用規(guī)范。
為此，深測評研發(fā)了“機器人自適應測試平臺”，自動調整檢測頭高度和角度以適配不同尺寸的連接器和線纜，集成激光非接觸測量技術實時監(jiān)測形變，通過數(shù)字孿生模擬多軸運動場景驗證可靠性。
此外，深測評還基于團體標準構建標準化體系，明確關節(jié)模組指標填補國內認證空白，依據(jù)國際標準修訂推動測試方法全球互認。
小結
透過TE Connectivity、線纜行業(yè)協(xié)會、深測評、中維新材等產(chǎn)業(yè)鏈零部件核心環(huán)節(jié)的技術實踐，一場圍繞人形機器人核心部件的突圍戰(zhàn)已清晰可見——
從材料端的抗疲勞、耐極端環(huán)境研發(fā)，到連接器端的微型化、集成化創(chuàng)新;從線纜端的高柔性、高頻傳輸突破，到標準認證端的本土化體系構建，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)正以協(xié)同之勢，為行業(yè)核心部件的自主可控注入關鍵動能。
未來，連接器與線纜將沿著“更小型、更柔細、更智能”方向加速演進。
深圳市機器人特種線纜行業(yè)協(xié)會發(fā)布的2024年白皮書明確指出，柔性線纜將向“細徑化”方向迭代，同步提升抗干擾、輕量化與環(huán)境適應能力。而在連接器領域，微型化與集成化仍是核心方向，功能融合、模塊化設計及材料創(chuàng)新將成為技術突破的重點。
隨著本土產(chǎn)業(yè)鏈在材料、工藝、測試等環(huán)節(jié)的持續(xù)積累，疊加標準化體系逐步完善，人形機器人核心部件有望在“自主可控”與“全球競爭力”間找到平衡，為產(chǎn)業(yè)規(guī)�；涞嘏c多元場景應用筑牢底層根基。 |
