当我们拆开一台人形机器人

一、躯干骨架：铝合金是主力，镁合金负责减重

躯干、骨盆、髋部、肩部既要承受载荷和冲击，又要尽可能减轻重量，因此铝、镁合金成为主要材料。

铝合金：

• 7075-T6：高强铝合金，用于关节壳体、承力连杆和四肢主结构。
• 6061-T6：加工性能好，用于支架、安装座等结构件。
• 2024-T3：疲劳性能较好，适合高频交变载荷部件。
• 5052：耐腐蚀性好，主要用于覆盖件。

镁合金：

• AZ91D：常用于压铸壳体，优势是轻。
• ZM5：稀土镁合金，可用于传动箱体等部件，在减重和降噪方面具有优势。
• WE43：耐高温稀土镁合金，可用于对重量和耐热性要求较高的关节等部位。

二、关节与传动：不追求轻，只追求“耐用”

肩、肘、髋、膝——这些关节每天承受冲击、扭矩、反复摩擦。在这里，疲劳寿命和耐磨性永远优先于减重。

钢铁仍是主力：

• GCr15（SUJ2）：高碳铬轴承钢，用于轴承、谐波减速器波发生器、行星滚柱丝杠等耐磨部件。
• 42CrMo：高强高韧，用于轴类和高强度螺栓。
• 50CrMo4：用于行星滚柱丝杠主丝杠、谐波减速器刚轮等承力部件。
• 40Cr：用于谐波减速器柔轮等需要反复变形的部件。

三、手臂、腿部和外壳：轻量化主战场

手臂和腿部的重量会影响关节负载、运动能耗和整机动态性能，因此轻量化是重要的设计方向。这里也是铝、镁、钛合金，以及碳纤维、工程塑料等轻质材料的重要应用区域。

7075-T6 铝合金凭借综合性能和成熟供应链，仍是四肢连杆和外壳的主力材料。

AZ91D、WE43 镁合金则用于对减重要求更高的部位，随着压铸工艺成熟，应用逐步增加。

TC4（Ti-6Al-4V） 钛合金比强度高，但材料和加工成本较高，因此更多用于对强度和重量要求较高的关键部位。

碳纤维和工程塑料：轻量化的另一条路线

碳纤维适合四肢外壳、轻量化连杆等对重量敏感的部件，但成本和加工难度较高；PC、ABS、PA、POM、PPS、TPU等工程塑料则更适合外壳、护罩、固定件和缓冲件等量产场景。

四、灵巧手：钛合金与柔性材料的结合

灵巧手是全身对重量最敏感、对强度要求最高的部位之一。手指要在极小空间内集成多个电机和传动机构，还要抓取数倍于自身重量的物体。

指尖和指腹：柔性材料决定触感

硅胶、橡胶、TPU：提供柔顺性、摩擦力和缓冲，防止捏坏物体。

柔性薄膜材料：若集成触觉传感器，还要与传感膜层配合，实现精细力反馈。

五、脚底：防滑耐磨，还要感知地面

机器人走路时，脚底要接触地面、吸收冲击、防滑、耐磨，还可能集成压力传感器和触觉阵列。

常见材料

• 橡胶、TPU、耐磨弹性体：提供摩擦力和柔性缓冲，减少打滑和冲击。
• 柔性压力薄膜：集成在足底，用于检测受力分布，实现足底力感知。
• 局部缓冲材料：吸收落地瞬间的冲击，提高行走舒适性和稳定性。

六、躯干、电池包和散热：安全比减重更优先

电池包是人形机器人的"心脏"，也是安全风险最高的部件。在电池包外壳的设计上，工程师们的首要考量不是轻，而是"绝对安全"。

低合金高强钢 Q345 和 Q460 凭借其出色的抗冲击性能和成本优势，被广泛用于电池包外壳和局部承力件。为了兼顾轻量化与安全性，行业也开始探索复合结构。

为了降低重量，同时保持安全性能，行业开始探索多材料复合结构。例如，Figure AI的F.03机器人电池外壳，就采用了"高强度冲压钢 + 压铸铝 + 结构胶"的组合方案。

• • 冲压钢：提供核心防护能力，承担抗穿刺、抗挤压和结构承载。
• • 压铸铝：降低整体重量，同时辅助电池散热。
• • 结构胶：增强钢铝连接强度，提高整体刚度，并参与载荷传递。

内部热管理

导热垫、导热硅脂：把电池和功率器件的热量导到外壳。

防火隔热材料、灌封胶、绝缘膜：防止热失控扩散。

七、线束与电子系统：铜材构成机器人的“神经网络”

在人形机器人的电气系统中，铜承担着类似“神经传导”的作用。电池、电机、传感器和控制系统之间的大量能量与信号传输，都离不开高性能导电材料。

铜材是电能传输的核心：

• C1100（紫铜/T2）：凭借优异的导电性能，被广泛用于电机绕组、线束和连接器等部件，负责高效传输电能，降低线路损耗和发热。
• C17200（铍铜）：具有高弹性、高强度和良好的耐磨性，适用于弹簧触点、高可靠连接器等需要长期保持接触稳定性的部位。

电机核心材料：

• 无取向硅钢：作为电机定子铁芯材料，通过降低铁损，提高电机效率。
• 稀土永磁材料：用于电机转子，提供强磁场，使电机具备更高的功率密度和响应速度。