當我們拆開一台人形機器人

一、軀幹骨架：鋁合金是主力，鎂合金負責減重

軀幹、骨盆、髋部、肩部既要承受載荷和沖擊，又要盡可能減輕重量，因此鋁、鎂合金成為主要材料。

鋁合金：

• 7075-T6：高強鋁合金，用于關節殼體、承力連杆和四肢主結構。
• 6061-T6：加工性能好，用于支架、安裝座等結構件。
• 2024-T3：疲勞性能較好，适合高頻交變載荷部件。
• 5052：耐腐蝕性好，主要用于覆蓋件。

鎂合金：

• AZ91D：常用于壓鑄殼體，優勢是輕。
• ZM5：稀土鎂合金，可用于傳動箱體等部件，在減重和降噪方面具有優勢。
• WE43：耐高溫稀土鎂合金，可用于對重量和耐熱性要求較高的關節等部位。

二、關節與傳動：不追求輕，隻追求“耐用”

肩、肘、髋、膝——這些關節每天承受沖擊、扭矩、反複摩擦。在這裏，疲勞壽命和耐磨性永遠優先于減重。

鋼鐵仍是主力：

• GCr15（SUJ2）：高碳鉻軸承鋼，用于軸承、諧波減速器波發生器、行星滾柱絲杠等耐磨部件。
• 42CrMo：高強高韌，用于軸類和高強度螺栓。
• 50CrMo4：用于行星滾柱絲杠主絲杠、諧波減速器剛輪等承力部件。
• 40Cr：用于諧波減速器柔輪等需要反複變形的部件。

三、手臂、腿部和外殼：輕量化主戰場

手臂和腿部的重量會影響關節負載、運動能耗和整機動态性能，因此輕量化是重要的設計方向。這裏也是鋁、鎂、钛合金，以及碳纖維、工程塑料等輕質材料的重要應用區域。

7075-T6 鋁合金憑借綜合性能和成熟供應鏈，仍是四肢連杆和外殼的主力材料。

AZ91D、WE43 鎂合金則用于對減重要求更高的部位，随着壓鑄工藝成熟，應用逐步增加。

TC4（Ti-6Al-4V） 钛合金比強度高，但材料和加工成本較高，因此更多用于對強度和重量要求較高的關鍵部位。

碳纖維和工程塑料：輕量化的另一條路線

碳纖維适合四肢外殼、輕量化連杆等對重量敏感的部件，但成本和加工難度較高；PC、ABS、PA、POM、PPS、TPU等工程塑料則更适合外殼、護罩、固定件和緩沖件等量產場景。

四、靈巧手：钛合金與柔性材料的結合

靈巧手是全身對重量最敏感、對強度要求最高的部位之一。手指要在極小空間内集成多個電機和傳動機構，還要抓取數倍于自身重量的物體。

指尖和指腹：柔性材料決定觸感

矽膠、橡膠、TPU：提供柔順性、摩擦力和緩沖，防止捏壞物體。

柔性薄膜材料：若集成觸覺傳感器，還要與傳感膜層配合，實現精細力反饋。

五、腳底：防滑耐磨，還要感知地面

機器人走路時，腳底要接觸地面、吸收沖擊、防滑、耐磨，還可能集成壓力傳感器和觸覺陣列。

常見材料

• 橡膠、TPU、耐磨彈性體：提供摩擦力和柔性緩沖，減少打滑和沖擊。
• 柔性壓力薄膜：集成在足底，用于檢測受力分布，實現足底力感知。
• 局部緩沖材料：吸收落地瞬間的沖擊，提高行走舒适性和穩定性。

六、軀幹、電池包和散熱：安全比減重更優先

電池包是人形機器人的"心髒"，也是安全風險最高的部件。在電池包外殼的設計上，工程師們的首要考量不是輕，而是"絕對安全"。

低合金高強鋼 Q345 和 Q460 憑借其出色的抗沖擊性能和成本優勢，被廣泛用于電池包外殼和局部承力件。為了兼顧輕量化與安全性，行業也開始探索複合結構。

為了降低重量，同時保持安全性能，行業開始探索多材料複合結構。例如，Figure AI的F.03機器人電池外殼，就采用了"高強度沖壓鋼 + 壓鑄鋁 + 結構膠"的組合方案。

• • 沖壓鋼：提供核心防護能力，承擔抗穿刺、抗擠壓和結構承載。
• • 壓鑄鋁：降低整體重量，同時輔助電池散熱。
• • 結構膠：增強鋼鋁連接強度，提高整體剛度，并參與載荷傳遞。

内部熱管理

導熱墊、導熱矽脂：把電池和功率器件的熱量導到外殼。

防火隔熱材料、灌封膠、絕緣膜：防止熱失控擴散。

七、線束與電子系統：銅材構成機器人的“神經網絡”

在人形機器人的電氣系統中，銅承擔着類似“神經傳導”的作用。電池、電機、傳感器和控制系統之間的大量能量與信号傳輸，都離不開高性能導電材料。

銅材是電能傳輸的核心：

• C1100（紫銅/T2）：憑借優異的導電性能，被廣泛用于電機繞組、線束和連接器等部件，負責高效傳輸電能，降低線路損耗和發熱。
• C17200（铍銅）：具有高彈性、高強度和良好的耐磨性，适用于彈簧觸點、高可靠連接器等需要長期保持接觸穩定性的部位。

電機核心材料：

• 無取向矽鋼：作為電機定子鐵芯材料，通過降低鐵損，提高電機效率。
• 稀土永磁材料：用于電機轉子，提供強磁場，使電機具備更高的功率密度和響應速度。