中国粉体网讯目前，人形机器人行业正加速从实验室走向商业化落地，而轻量化成为制约其场景拓展与性能提升的核心命题。当前人形机器人整机重量多集中在50?20公斤区间，过重的机身不仅制约续航能力，还影响运动灵活性与交互安全性，轻量化已经变得至关重要、/p>
在通用人形机器人的整机重量构成中，关节模组是占比最高的核心部件。以旋转关节模组为例，单个模组重量通常?~2kg，其总重约占机器人全身重量的40%；结构件（包含轴承、连杆等）占比约30%；机身外壳占?0%；其?0%则由电池、传感器、控制器等核心元器件构成、/p>
人形机器人及关节模组各组件重量分布测?nbsp;来源：东吴证券研究所
进一步拆解关节模组的重量分布可以发现，减速器占比最大，单部件重量约600g，占关节模组总重?5%；电机紧随其后，重量?00g，占比达35%；用于保护尾部驱动器等组件的关节模组外壳，重量占比为10%、/p>
谐波减速器：PEEK材料可用于刚?/span>
谐波减速器的重量主要来自刚轮和柔轮，两者占比极高。其中柔轮需要同时具
备高强度和良好的弹性，PEEK等工程塑料难以胜任，仍需使用钢材，而刚轮对于刚性、强度、耐磨度以及热稳定性要求较高，对于弹性要求较低，可通过使用PEEK等工程塑料进行减重并提升强度、/p>
刚轮采用PEEK材料的谐波减速器 来源：君华股仼/p>
PEEK材料凭借优异的自润滑特性，可有效降低设备运行过程中的温升与噪音；其耐腐蚀性能同样出众，无需额外进行表面处理即可适应复杂工况。不过，该材料也存在一些短板：自身刚性不足，需通过碳纤维增强改性加以改善；在长期高负载环境下易发生蠕变；同时，其成本较高，一定程度上限制了大规模应用、/p>
电机系统：磁材升级与磁路优化并重
人形机器人无框电机结构简洁，其转子搭载永磁体，可直接安装于设备负载轴上并与负载同步旋转，定子则由绕组构成、固定在设备机械结构中保持静止状态、/p>
无框力矩电机 来源：科尔摩核/p>
当前无框电机的轻量化技术主要聚焦四大方向、/p>
一是材料轻量化，定子绕线基座等结构可采用PPS、PEEK等特种工程塑料保障其良好的绝缘性，另外钕铁硼作为第三代稀土永磁材料成为磁材首选，其具备超强磁性，可吸附相当于自身重量千倍的铁质物体，同时还兼具成本低廉的优势、/p>
PPS定子绕线基座以及PEEK转子护套 来源：瑞璐塑业，东吴证券研究所
二是集成化与模块化设计，通过整合电机与负载端的结构部件、采用标准化模块，减少冗余组件以实现系统级减重、/p>
一体化关节模组示意 来源：东吴证券研究所
三是磁路设计优化，例如，雷赛智能通过FEA有限元分析优化槽极布局，减少无效磁通，在提升磁效率的同时降低部件重量、/p>
FM2系列无框电机 来源：雷赛智胼/p>
四是制造工艺升级，运用高精度机械加工、分瓣绕线设计、多线并绕工艺等，优化绕组与铁芯的空间布局并减少材料损耗、/p>
滚柱丝杠：减重潜力与加工挑战并存
一般情况下，线性关节重量通常大于旋转关节，采用PEEK材料进行“以塑代钢”的减重效果更为突出。通过碳纤或玻纤改性，PEEK材料可满足强度与刚性要求，其自润滑特性还能减少磨损与发热。但从加工难度看，PEEK在注塑过程中因其分子量越高，熔融粘度越大，需?80-400℃高温下加工，设备精度要求极高，否则易出现熔体破裂、填充不均，在切削加工等过程中PEEK低导热率导致切削热集中在刀具刃口，易引发材料软化粘连，需使用金刚石或CBN刀具并配合高压冷却，因此精度和效率在丝杠加工中挑战较大、/p>
壳体与结构件：多元材料方案适配不同需汁/span>
壳体及结构件占整机重量的10%-20%，性能要求相对宽松，为轻量化提供了灵活空间。当前主流材料为铝合金，兼具成本与工艺优势，应用比例最高。后续来看，镁合金替代方案也具有较强性价比，且当前已有实际应用，例如众擎机器人推出的T800人形机器人采用镁铝合金作为机身材料，辰致轻量化也推出了镁合金制造的电池盒、/p>
T800以及镁合金制造的电池盒来源：众擎机器人，辰致轻量匕/p>
整体而言，人形机器人轻量化是一场贯穿材料选型、结构设计、工艺升级的系统性工程，关节模组的减重突破需要减速器、电机、丝杠等核心部件的协同创新，壳体与结构件的轻量化则依赖于多元材料方案的适配与落地。尽管PEEK、PPS等特种工程塑料，以及碳纤维增强改性技术已展现出显著的减重潜力，集成化设计与磁路优化也为电机轻量化开辟了新路径，但材料成本高昂、加工工艺复杂、长期高负载下的稳定性不足等难题，仍成为制约技术规模化应用的关键瓶颈。人形机器人轻量化任重道远，未来需要材料研发、制造工艺、整机设计等多领域的深度融合与持续突破，才能真正推动人形机器人从实验室走向更广阔的商业化场景、/p>
参考来溏
各企业官罐/p>
东吴证券《人形机器人轻量化：产业化前夕的进修课，应用为重——人形机器人深度研究系列九《/p>
(中国粉体网编辑整?月明)
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