用于人形机器人的先进材料

人形机器人先进材料：全面概述

人形机器人需要多种高性能材料才能实现最佳功能、耐用性和效率。以下详细分析了各种机器人系统中使用的关键材料，以及它们的应用和优势。

1. 结构部件

聚醚醚酮（PEEK）
PEEK材料具有卓越的机械性能和耐热性，是关节轴承和连杆部件的理想选择。例如，特斯拉的擎天柱Gen2利用PEEK材料减轻重量10公斤同时提高步行速度30%.

聚苯硫醚（PPS）
PPS 因其优异的尺寸稳定性和耐化学性而闻名，广泛用于齿轮、轴承和传动部件。苏州纳普的PPS轴承减少关节能量损失25%， 尽管南京巨龙的PPS材料有助于整体减重20-30%在机器人系统中。

2. 运动系统材料

碳纤维增强聚合物（CFRP）
由于其强度重量比高，碳纤维增强复合材料（CFRP）在机器人手臂和腿部结构中占据主导地位。波士顿动力公司的阿特拉斯它在腿部使用了碳纤维增强复合材料（CFRP），以完成高难度跳跃；Unitree 的 Walker采用碳纤维增强复合材料外壳，增强稳定性。

超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纤维
和强度是钢的7-10倍仅重量的1/8超高分子量聚乙烯是肌腱驱动机器人手的首选材料。南山智尚超高分子量聚乙烯纤维已成功应用于多个机器人手系统。

3. 电子与传感系统

液晶聚合物（LCP）
由于其优异的介电性能和尺寸稳定性，液晶聚合物（LCP）被用于高频信号连接器和精密电子元件中，例如：Unitree 的 H1.

聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚酰亚胺（PI）薄膜
这些材料构成了核心电子皮肤（e-skin）。汉威科技的基于PDMS的柔性传感器实现超高灵敏度（检测低至0.1千帕）， 尽管XELA Robotics 的 uSkin利用PI薄膜进行多模态环境感知。

4. 外观及功能部件

聚酰胺（PA，尼龙）
PA材料具有优异的加工性能和机械强度，因此被广泛应用于1X Technologies 的 Neo Gamma机器人的尼龙编织外层。

PC-ABS工程塑料
由于其优异的成型性，PC-ABS 是主要材料。软银的NAO机器人外壳.

热塑性弹性体（TPE）
TPE兼具橡胶般的弹性和塑料的可加工性，是理想的……仿生皮肤和关节缓冲垫预计将在下一代产品中使用。Atlas机器人的柔性关节.

前景

随着人形机器人技术的进步，材料创新将在提升其性能方面发挥关键作用。耐久性、能源效率和类人适应性新兴材料，例如自修复聚合物、形状记忆合金和石墨烯基复合材料或将进一步革新机器人设计。