瑞璐塑业：人形机器人7大核心零部件国产化替代分析
发布时间：2025-07-07 12:33分类： 科技 浏览：78评论：0
人形机器人产业链可分为三大部分，上游为原材料及核心部件，中游为研发，生产及集成，下游为各类应用场景。预计除软件算法及部分核心零部件由中游人形机器人厂商自研外，上游多数零部件来源于外购。上游零部件包含传感器、减速机、电机、滚柱丝杠等多个精密传动细分领域。
目前，人形机器人的设计仍处于持续迭代中，尚未出现成熟的设计方案，且不同厂商的设计也存在一定差异。
力矩传感器、减速机、无框力矩电机、行星滚柱丝杠、空心杯电机是价值量较高的环节。相较于其他市面上供应的这些核心零部件，各大厂家正在致力于研究更紧凑、轻量化、性能更佳、并且能量产的人形机器人零部件方案
无框力矩电机：适用于人形机器人身体关节
不同于传统的伺服电机，无框力矩电机没有机壳，只有定子和转子2个部件。这一设计使得无框力矩电机不再受限于电机的外壳结构件来建立运动控制轴，而是将电机内置于本身的结构中，空间更加紧凑，且整体系统的惯量降低，运动控制更加平稳。能满足机器人对中空走线、轻量化。灵活性的要求。
空心杯电机：人形机器人手部关节
空心杯电机无铁芯结构有效提升了电机性能，具备效率高、响应快、转速高、噪声小、寿命长等特点。
空心杯电机的技术难点主要体现于线圈设计、绕制工艺及绕制设备三方面。
空心杯电机市场目前由德国、瑞士厂商主导。其空心杯电机最小外径可以做到3mm。国内具备空心杯电机生产能力的厂商有鸣志电器、江苏雷利等。常州瑞璐塑业同时配套为其提供，电机壳体、齿轮箱提供工程塑料零件的注塑方案。目前已经实现空心杯电机内部零件轻量化替代方案，且小批量投产验证中。
减速机：谐波、RV和行星减速器
人形机器人中减速器的用量提升，主要取决于人形机器人自由度的功能需求。如一台SCARA人形机器人及DELTA人形机器人需要用到3台左右的谐波减速器，而一台特斯拉Optimus总共需要14台谐波减速器。因此，人形机器人的产业化将为减速器市场贡献客观增量。
柔轮是谐波减速器的另一技术难点，国产略逊于日资。研究发现：（1）国产柔轮组织较粗大，晶粒度比日本的小1.0-4.0级，且稳定性差，晶粒度级差达3.0级；（2）国产柔轮与日本柔轮的强度和塑形基本一致，但稳定性较差；（3）国产柔轮的洁净度较差，存在脆性夹杂物。组织粗大且不均匀进而影响了国产柔轮的疲劳寿命和稳定性。
行星滚柱丝杠：需具备承载力强、响应快等优势
行星滚柱丝杠的技术壁垒较高，主要体现于原材料、工艺两方面：
（1）原材料，行星滚柱丝杠对材料耐磨性、韧性、硬度、耐冲击能力的要求较高。面对人形机器人整体减重的要求，在指关节等不负重的核心位置，使用PEEK材料加工制成的滚柱丝杠，能够满足轻量化、耐磨、高强度的应用标准。
（2）加工工艺，滚柱丝杠生产工艺中最难的在于轴沟槽研磨部分，需要螺纹磨床并搭配相应的砂轮，砂轮需要根据丝杠、沟道的设计尺寸来定制。常州瑞璐塑业通过精密注塑的方式，加工滚柱丝杠，目前已通过验证测试，后续将配套厂家，正式进行到新一批试验人形机器人机械臂的装配中，此举为瑞璐塑业新的突破。
瑞璐塑业为人形机器人核心零部件提供精密注塑方案
1.材料处理与工艺优化：常州瑞璐塑业在 PEEK 材料处理上具备深厚技术积累。由于 PEEK 材料熔点高、流动性差，加工难度大，瑞璐塑业通过对温度、压力、注塑速度等关键参数的精确调控，优化注塑工艺，成功解决了 PEEK 材料在注塑过程中的流动与成型难题，确保产品质量稳定。
2.高精度模具制造：针对人形机器人核心零部件对精度的严格要求，常州瑞璐塑业拥有先进的模具制造技术与设备。其制造的模具精度可达微米级，能够保证 PEEK 注塑件的尺寸精度和表面质量，满足减速器、电机、滚柱丝杠、传感器等部件对零部件的高精度装配要求。
3.复杂结构注塑能力：人形机器人核心零部件结构往往较为复杂，常州瑞璐塑业凭借丰富的经验和技术创新，具备注塑复杂结构 PEEK 部件的能力。无论是带有精细内部结构的传感器外壳，还是形状不规则的电机部件，都能通过其独特的注塑工艺实现高质量成型，为客户提供一站式解决方案。
4.质量控制与检测体系：为确保产品质量，常州瑞璐塑业建立了完善的质量控制与检测体系。从原材料入厂检验，到生产过程中的实时监控，再到成品的全面检测，采用先进的检测设备与方法，如三坐标测量仪、无损探伤仪等，对每一个 PEEK 注塑件进行严格检测，保证产品符合人形机器人核心零部件的高标准质量要求。
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结语
为了满足人形机器人核心部件的性能稳定，常州瑞璐塑业根据客户提供的来样图纸，从材料的选择到结构优化设计，以及加工工艺的把控，从客户实际需求出发，提供高性能特种塑料零件整体开发解决方案。
完全独立自主的模具设计制作、试模能力、精密注塑能力，可以在各种垂直行业都有紧密的合作伙伴，力争为客户实现提质、增效、降本的目标，从而帮助客户克服复杂的产品设计和性能挑战，成功取得市场竞争优势。
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