机械设备行业专题研究-人形机器人再探讨：轻量化方案

　　减重要求下，低密度镁铝合金和轻量化关节模组或被率先考虑
2023 年12 月13 日，特斯拉发布第二代人形机器人，除传感器出现较多更新外，在没有任何性能牺牲的情况下，机器人减重10kg。重量的减轻将有助于机器人续航和运动性能的提高。我们认为未来人形机器人减重的方向主要有两个，一是从材料角度，降低用量或者更换密度更小的材料，比如将铝合金换成更轻的镁铝合金，也可在不影响散热的情况下考虑PEEK 材料。二是从关节模组入手，在保证性能的情况下，全面考虑轻、薄、小的方案，例如哈默纳科的轻量化谐波减速器较标准组合型可减少21%-38%的重量。
　　考虑散热要求，低密度的镁铝合金或被率先考虑从材料角度看，人形机器人减重主要有两条思路。第一条为减少材料的用量，例如把外观结构件做薄，或者减少不必要的外观结构件。第二条为更换密度更小的材料。目前机器人主要采用钢材和铝合金搭建，304 不锈钢的密度为7.93 g/cm3，铝合金密度在2.72-2.82 g/cm3 之间，铝合金可较不锈钢实现大幅减重。纯PEEK 材料的密度为1.35 g/cm3，添加30%玻纤或30%碳纤维的密度为1.42 g/cm3，具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能，可较铝合金进一步减重。但我们认为，镁铝合金或被率先考虑，因为其密度一般小于1.8 g/cm3，导热性好于PEEK 材料，价格低廉。
　　轻量化为系统性工程，关节模组减重空间较大
　　从整体结构角度看，人形机器人还可从关节模组入手，从设计源头出发进行轻量化工作。根据哈默纳科谐波减速器产品手册，其CSG/CSF 产品的轻量组合型可较标准组合型减少21%-38%的重量。我们认为对于人形机器人主机厂，电机、减速器、轴承等部件都会在保证性能的情况下，全面考虑轻、薄、小的方案。考虑到轻量化为系统性工程，线缆用量的较少以及各环节优化带来的轻量化效果也将非常明显。
　　风险提示：人形机器人量产不及预期、镁铝合金推进不及预期、执行器轻量化研发不及预期。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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