人形机器人也称为仿人机器人，是一种模仿人类外形和动作的智能机器人。人形机器人有类似于人类的身体结构，比普通机器人更强大也更复杂，需要在不同环境中移动或者操作物体。一款看似普通的人形机器人就兼具传感系统、控制系统、驱动系统、执行机构等。人形机器人自身的复杂性决定了它工业设计部分的挑战性。

人形机器人工业设计难点

一句话概括即各个环节的平衡设计上，平衡设计也是浪尖设计一以贯之的设计理念。下面来详细分析下：

一、外观设计上

1.外观设计与内部结构的平衡

外观造型上要做到逼近人类外形，身体各部位能容纳复杂的机械、电子元件和驱动系统，实现高度的灵活性与功能性。

2.外观造型和重心稳定的平衡

整体比例与重心协调上的平衡，既要符合审美又要确保其在各种运动状态下的重心稳定。

例如，腿部的长度、粗细以及脚部的大小和形状，都需要根据机器人的整体重量分布和运动需求进行精确设计，以防止在行走、跑步或进行其他动作时摔倒。

二、材料选择上

1．材料轻量化

设计师需要注意强度与轻量化兼顾，尽量选择高强度材料来承受机器人运动时产生的力和扭矩，同时还要关注材料的轻量化，以减少能源消耗和对驱动系统的压力。

像机器人的骨架结构，采用高强度铝合金或碳纤维等材料，既能保证结构强度，又能减轻整体重量。

2.多材料运用的兼容性

为保证机器人各功能的正常运行，不同部位的材料有着不同的要求，需使用金属、塑料、橡胶、复合材料等多种材料。这就要求工业设计师在设计时充分考虑不同材料之间的兼容性，包括物理性能、化学稳定性等方面，以确保机器人的整体性能和寿命。

三、生产工艺与成本控制

1．生产工艺要求

由于结构的复杂性，对制造精度有很高的要求，所以对生产工艺提出了挑战。需要采用先进的制造技术和设备，来保证零件的制造精度和装配质量，如3D打印、精密加工等。

2.成本控制

由于市场竞争的需要，在满足机器人性能和功能的前提下，控制生产成本很有必要，这需要设计师在设计阶段就考虑材料选择、生产工艺、零部件通用性等因素，优化产品结构和生产流程，降低不必要的成本支出。

以上就是人形机器人在工业设计过程中会经常遇到的主要问题。

人形机器人工业设计案例

根据机器人应用领域的不同，可以分为工业机器人、服务机器人、医疗康复机器人、陪护机器人、物流机器人及特种机器人等。

浪尖设计团队为湖北一家科技公司设计的这款人形机器人，是面向智慧物流的人形机器人。在该项目中，浪尖提供了外观设计+结构设计+手板制作等服务。

在设计手臂和手部时，设计师需在有限空间内集成关节驱动装置、传感器等，同时保持手部的抓取和操作能力。该人形机器人可以实现自主移动速度>4km/h:双臂负载能力≥10kg；单次工作时长≥3h。整机通电后准备时间小于5分钟并在典型物流场景完成应用验证。

上海浪尖设计承接各类机器人设计项目。成立以来，参与设计过的机器人有巡检机器人、医院物流机器人、陪护机器人、各类服务机器人、AGV，医疗康复机器人等。有机器人相关设计需求，您可与我们项目人员取得联系，上海浪尖愿与您一道共创、共生、共赢！