深度剖析：如何最大化延长人形机器人使用寿命 —— 免维护组件的关键作用

 一、 人形机器人面临的维护难题

（一）形机器人设计的复杂性

人形机器人由数十个需精确协同工作的关节与运动部件构成，这一复杂结构意味着，任何单一部件的失效都可能引发连锁反应，导致整个机器人系统被迫中断运行，接受全面的维护与修复。与龙门、协作机器人等相对简易的自动化或机器人解决方案相比，人形机器人由于部件数量众多、运动模式复杂，其组件发生磨损和故障的概率大幅增加。

此外，设计人员还需充分考量人形机器人广泛的应用场景。从日常运营的仓库、购物中心，到环境恶劣的建筑工地，再到危险重重的救灾现场，人形机器人在不同环境下的工作需求对其设计提出了极高要求。这就要求在设计阶段，必须综合考虑各种潜在应用场景的特点与需求，确保机器人在多样化环境中都能稳定运行并有效执行任务。

（二）停机时间与维修成本

尽管机器人在单次工作时长方面远超人类，但仍需定期停机进行充电、维护以及系统更新等必要操作，其中维护成本在整个生命周期成本中占据相当大的比重。因此，在制定人形机器人项目预算时，持续的维护费用应作为关键因素予以充分考虑，特别是在一些对设备磨损较为敏感的行业应用中。

以国内市场情况为例，根据相关行业数据统计，标准服务机器人每年的维护成本约占其购买价格的 10% - 20%。例如，国内某知名机器人服务企业对其维护的多台标准服务机器人进行统计分析，这些机器人购买价格区间在 10 - 50 万元不等，每年实际维护成本则处于 1 - 10 万元区间。而对于技术更为复杂的人形机器人，若涉及专业技术人员的维护服务，还将产生额外的高额费用。

以国内常见的某款商用人形机器人产品为例，其市场售价在 20 - 30 万元，经实际使用数据反馈，每年仅基础维护成本至少达到 2 - 3 万元，这还未涵盖因聘请专业技术人员而产生的额外开支。对于工业领域使用的更为大型、功能更为复杂的类人机器人，据权威行业报告显示，其每年维护成本可能高达 20 - 100 万元，且同样未包含特殊维护服务所产生的额外费用。

人形机器人不仅维护成本高昂，其停机时间对生产计划的影响也不容小觑。若在生产计划制定过程中未能充分考虑停机因素，一旦发生计划外停机事件，极有可能导致生产流程中断、项目进度延迟，进而造成长时间的生产力损失，对产线节拍要求严格的企业，例如汽车装配线，其产生的负面影响可能会非常巨大。

（三）频繁维护对机器人部署的影响

人形机器人频繁的维护需求，在实际部署过程中，尤其是在远程区域或危险环境应用场景中，会成为一个重大阻碍。目前，对人形机器人进行维护作业，仍高度依赖专业技术人员现场操作。然而，在许多适合人形机器人工作的特殊环境中，如偏远地区、灾区现场等，人员抵达现场不仅困难重重，还可能面临极大的安全风险。这一现实问题不仅严重打乱了机器人的部署计划，也促使工程师在设计阶段便开始深入思考如何通过创新设计，最大程度地减少甚至消除人形机器人的维护需求。

 二、 免维护组件的优势

在降低人形机器人维护频率、提升其运行稳定性的众多解决方案中，采用免维护塑料部件成为一种极具潜力的有效途径。

（一）减少对润滑和部件更换的需求

经过特殊摩擦优化设计的塑料部件，通过将固体润滑剂均匀嵌入材料内部，构建了一种长效、稳定的润滑机制。这一创新设计完全摒弃了传统手动润滑组件的繁琐操作，同时显著降低了因润滑不足或不当导致部件失效进而需要频繁更换部件的可能性，并且由于润滑材料并非分层结构或涂于表层，轴承耐偏载能力更强。另外，通过纤维缠绕机构还可大幅提升塑料轴承的承载能力，这种轴承材料已经成功应用于工程机械、农机等重载环境。

（二）增加正常运行时间和生产力

通过应用高性能塑料部件，机器人所需的维护工作量得以大幅削减，这直接转化为正常运行时间的显著延长。而更长的正常运行时间无疑对整体生产效率产生积极的促进作用，有助于企业更快地实现投资回报，提升市场竞争力。

（三）降低长期成本

减少维护工作所带来的另一个直接效益，便是整体长期成本的有效降低。免维护组件由于无需频繁更换以及定期维护，在机器人整个使用寿命周期内，能够为企业节省大量的资金投入，包括维护材料成本、人工成本以及因停机造成的生产损失成本等。

（四）在各种环境中增强可靠性

由于塑料部件不含有传统油脂类润滑剂，在恶劣环境条件下，其性能表现展现出更高的可靠性。无油脂设计使其具备出色的抗污垢、防尘以及耐腐蚀能力，特别适用于诸如建筑工地、灾难救援现场、粉尘污染严重的仓库等复杂、恶劣的工作环境，确保机器人在不同场景下都能稳定运行，持续发挥作用。

此外，通过先进的材料技术，塑料还可根据实际应用需求进行特殊设计，使其具备多样化特性，进一步拓展了人形机器人在不同行业领域的应用范围。比如，符合 FDA 标准的食品级安全材料制造，可在对卫生条件要求极高的环境，如食品加工、医疗等行业领域中安全、可靠运行。；可承受重载的材料，在工业搬运机器人上大显身手；具备高化学抗性的材料，适用于化工环境作业的机器人；还有耐老化的材料，为长期户外作业的机器人提供坚实保障；ESD材料可用于有防静电的场合。同时，为积极响应全球环保倡议，iglide 轴承还创新性地推出了不含 PFAS 和 PTFE 的环保材料选项，满足了不同客户对于绿色、可持续发展产品的需求。

 三、 igus 人形机器人免维护解决方案

易格斯（igus）作为全球摩擦优化塑料部件制造领域的领军企业，拥有60 年的深厚技术积累与丰富行业经验。五条主要产品线均广泛应用了先进的塑料材料技术，为人形机器人的部件选型提供了全面、多样化的解决方案。

（一）用于手指、手腕等关节的轴承

igubal 自调心轴承系列，经实践验证，是应用于人形机器人关节部位的理想选择。igubal 轴承不仅充分继承了 igus 塑料材料的诸多优势，如优异的耐磨性能、自润滑特性等，与传统金属材质的同类产品相比，还实现了显著的成本降低与重量减轻。

iglidur滑动轴承和回转环支承产品同样被人形机器人使用。在产品设计上充分考虑了多样化应用场景需求，提供丰富的尺寸规格选择，并配备多种可选附件与功能模块，如高精度夹具、可调节角度挡块、高效毛毡密封件等，为用户提供了高度定制化的解决方案。

（二）耐磨线性导轨和执行器，实现平稳直线运动

igus 研发的高精度 drylin 直线滑动轴承、滑块和执行器，能够在多种不同类型的导轨轮廓上实现平稳、低噪音的高效运行。导轨材料涵盖了透明阳极氧化和硬质阳极氧化铝，以及多种系列的优质不锈钢。

此外，igus 还提供性能卓越的皮带驱动和丝杠驱动产品。这些执行器可与 drylin 直线滑动轴承电机和电机控制器进行无缝匹配。

针对紧凑型人形机器人设计中对空间尺寸的严格限制需求，igus 特别推出了微型直线导向装置和模组产品。该系列产品在保持高性能的同时，实现了体积的大幅缩小，能够轻松适配极为狭小的安装空间。

（三）耐用的电缆系统

在机器人应用中，电缆作为能量传输与数据信号传递的关键载体，其质量直接关系到机器人系统的运行稳定性与可靠性，对于机器人内部极其狭窄的空间，极易出现电缆缠结、过早磨损甚至破损等问题，进而引发计划外停机事件，因此根据人形机器人技术需求选择合适的高质量电缆极为重要。

倘若在人形机器人的部件适配过程中，遭遇尺寸不匹配的状况，该如何应对？无需忧虑，半成品材料加工能够妥善化解这一难题，CNC加工服务可快速完成特殊形状的精密加工。

3D 打印技术更是绝佳的快速制样方式，不管是像躯干外壳这样的大型结构件，还是小到齿轮类的耐磨功能件，你只需将模型上传到3D打印服务器，就能迅速开启样品制作流程。早在 2014 年，易格斯与波恩大学联合开发的 NimbRo-OP2 (X) 开放平台人形机器人的躯壳就采用了3D 打印技术。

 四、 免维护机器人技术的未来

（一）自我诊断组件的新兴技术

工业物联网（IIoT）实现了工业应用领域前所未有的高度连接。如今，组件可配备各类传感器，实时监测运行状况（状态监测），精确计算使用寿命，提前预测维护需求（预测性维护）。

igus 提供支持 IIoT 的轴承和电缆拖链，提升产品可靠性，让客户清晰了解组件剩余使用寿命及当前状态，更安心使用产品。

（二）igus 对创新的承诺

持续创新是 igus 的核心发展理念。每年，igus 都会推出上百种新产品与创新成果，为众多应用领域带来变革可能，尤其是机器人技术方面。

为进一步推动机器人技术的创新发展与广泛应用，igus 精心打造了 RBTX 市场这一创新型在线机器人自动化平台。该平台汇聚了全球范围内机器人研究人员、制造商、集成商以及其他行业领域的顶尖专家与领导者，通过构建一个开放、共享的交流合作生态系统，促进了机器人技术领域的知识传播、技术交流与产业协作。RBTX 市场的核心目标在于打破传统技术壁垒，降低自动化技术的应用门槛，向全球用户展示低成本、低维护的机器人解决方案的卓越性能与广阔应用前景，为推动机器人技术在各行业的普及与深度应用注入新的活力。

 结论

人形机器人的未来取决于最大限度地减少维护要求，以提高可靠性并降低成本。免维护的塑料部件和新兴的自我诊断技术正在为更具适应性的人形机器人铺平道路。通过采用这些创新，各行各业可以最大限度地延长正常运行时间、提高生产力并更快地获得投资回报。

随着技术的不断发展，免维护解决方案将在释放人形机器人的全部潜力方面发挥重要作用，使其成为广泛应用的更可行的选择。