人形機器人，也稱為仿生人形機器人。一般認為是應當具有類人的外觀、感知、決策、行為和交互能力，可以在生活、工作場景內如人類一般完成外界感知、自主運動、行為交互等一系列任務的機器人。

近年來，主要發達國家紛紛加強人形機器人的研發與產業布局。《人形機器人創新發展指導意見》中提到：人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的產品，深刻變革人類生產生活方式，重塑產業格局。

據相關預測，中國人形機器人市場規模2026 年達到 104.71 億元，2029年達到 750 億元，到 2035年有望達到3000億元規模。

相比傳統工業機器人，人形機器人需要非常多的自由度，所用到的活動關節也大大增加。這些關節零部件的制造能力，也成了機器人運動能力提升的關鍵。

圖片來源：宇樹機器人G1

這些關節包括無刷直流伺服電機、空心杯電機、行星減速器、諧波減速器、滾珠絲杠等。總體而言，電機、減速器、絲杠則是人形機器人關鍵運動的關鍵組成部件。

因此，在生產制造中，如何控制這三大零部件的關鍵尺寸與參數，都尤為關鍵。

本期推文，小優博士結合優可測在協助企業進行關鍵零件把控經驗來介紹一下。

/電機

在電機制造中，企業會關注電機磁性瓦片的尺寸，矽鋼片尺寸，轉子軸的尺寸。

電機磁性瓦片尺寸測量-閃測儀FM系列

矽鋼片尺寸測量-閃測儀FM系列

電機軸承尺寸測量-閃測儀FM系列

在有刷電機上，企業也會通過顯微鏡對碳刷進行失效性分析。

對于一些精密電機，企業甚至會選擇白光干涉儀，對碳刷與換向器的接觸面進行分析，控制兩側的粗糙度，從而降低磨損，減低噪音，提升碳刷的壽命。

碳刷磨損體積-白光干涉儀AM系列

在交流電機制造中，企業同樣會使用大倍率的顯微鏡，對定子線圈的繞線進行失效性分析、表面缺陷分析等。

電機線路焊錫失效性分析-超景深顯微鏡AH系列

靈巧手上會部署多個精密的空心杯電機，這些電機在制造中，廠家也會關注外殼、磁鋼、霍爾傳感器的尺寸，并會采購閃測儀這類的設備，對這些零部件的尺寸進行在線抽檢，或者全檢。

在伺服電機中，對電機轉動角度控制的“磁柵編碼器”，也是制造企業重點關注的對象。有些企業會采購白光干涉儀，對編碼器的激光槽高度、表面粗糙度、磁高度進行把控。部分高精密的編碼器，表面粗糙度管控甚至要達到納米級。

磁柵編碼器微觀形貌測量-白光干涉儀AM系列

磁柵編碼器粗糙度測量-白光干涉儀AM系列

在一些高速電機中，廠家也會關注軸的軸跳動，利用能檢測微小跳動的光譜共焦傳感器來進行測量。

/減速器

在減速器中，很多都配置了磁柵編碼器或者光柵編碼器。這些編碼器的尺寸與表面粗糙度，同樣需要進行管控。

在減速器與電機共同組成的運動關節模組中，一般會包含多個齒輪，如行星齒輪、減速器內齒輪等。為了減少齒輪嚙合阻力，降低摩擦，提升運動關節壽命，廠家會對齒輪、軸、套尺寸；傳動軸的軸跳動；齒輪嚙合面粗糙度進行管控。在這些管控環節，白光干涉儀、閃測儀、線激光傳感器、高倍率超景深顯微鏡都是比較常見的檢測設備。

行星齒輪粗糙度測量-白光干涉儀AM系列

減速器齒輪磨損分析-白光干涉儀AM系列

減速器齒輪測量-閃測儀FM系列

/絲桿

目前部分人形機器人的運動關節會采用到如滾珠絲杠的直線運動方案。如特斯拉的擎天柱機器人的手部就包含了12個行星滾珠絲杠結構，腿部包含了14個行星滾珠絲杠。行星滾珠絲杠結構要降低運動噪音，提升運動效率，需要精密磨床進行加工，同樣也需要高精度白光干涉儀等測量設備，對軸、絲杠軸跳動，以及齒輪嚙合面粗糙度進行精密管控。

滾珠絲杠寬齒表面粗糙度測量-白光干涉儀AM系列

絲桿螺紋斜面形貌分析-白光干涉儀AM系列