今年以来,从宇树科技机器人在蛇年春晚上扭秧歌,到社交媒体上人形机器人展示前空翻、后空翻、骑自行车等绝技的爆款视频,再到全球首个人形机器人半程马拉松赛上的“人机共跑”,中国人形机器人正加快迭代进化,热度不断攀升。
近两年随着ChatGPT等AI大模型技术迅猛发展,人形机器人产业迎来新的发展机遇,包括智元机器人、宇树机器人、傅利叶、银河通用、优必选、Figure AI、1X Technologies等企业都在加速人形机器人产业化落地,数十万款人形机器人竞争走向工厂、家庭,并且希望不断改变人类的生活、工作和娱乐方式。
人形机器人是一种模仿人类外形和功能的智能机器人,通常具备类人的身体结构(如头部、躯干、双臂、双足),能够模仿并执行人类的动作和任务。
作为模仿人类外形和功能的智能机器人,人形机器人的技术演进呈现出明显的轻量化趋势。2023年,特斯拉第二代 Optimus Gen2 发布,行走速度提升至0.6m/s,较Gen1提升30%。因采用轻量化材料,产品全身重量减轻10kg,从而实现步行速度30%的提升。优必选、宇树等知名机器人本体公司在产品迭代过程中也呈现出减重、轻量化的趋势。优必选21年推出的Walker X较19年推出的Walker(第二代)减重14kg,宇树24年5月推出的G1相较23年8月推出的H1款减重12kg。
轻量化材料助力人形机器人在续航、性能、使用寿命等多方面优化提升,是大势所趋:
机器人轻量化可选材料包括铝、镁、PEEK、PPS、碳纤维材料、热塑复材等,在机器人躯体外壳、关节壳体、齿轮、轴承、减速器/电机零部件等领域或将广泛应用:比起铝镁材料,高性能PEEK、PPS、热塑复材密度相对更低,一定体积下减重效果更好。
在高端应用领域,聚醚醚酮(PEEK)凭借其特种工程塑料金字塔尖地位,性能及附加值双高,在刚性强度、耐热性(长期工作温度达250℃)、耐磨性及化学稳定性方面展现综合优势。行业内已有厂商将PEEK用于谐波减速器等人形硬件端,重量、扭矩/重量比、寿命等性能显著优化,未来其渗透率或持续向上。
而聚苯硫醚(PPS)作为性价比之选,综合成本更低,在保持良好的耐温性、机械强度、电绝缘性、自阻燃以及耐磨性等综合性能的同时,以更优成本效益成为PEEK的有效补充,特别适用性能要求适中的于人形机器人部件。
热塑性复合材料(Thermoplastic Composites)是指以热塑性树脂为基体(如PPS,PEEK,PC等),通过纤维增强技术制备的复合材料。其核心优势在于轻质高强可重复加工、成型周期短、耐冲击性能优异,且具备环保可回收特性。与铝合金等传统金属材料相比,热塑性复合材料为生产重量更轻、强度更高的机器人结构部件提供了轻量化解决方案。
NAPO具备全产业链技术优势,提供从高性能PPS、PEEK改性塑料粒子到轻量化热塑复材,再到热塑复材制品的一整套材料解决方案,可完美平衡轻量化与高强度需求,是人形机器人实现轻量化的突破性材料之选。
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