PEEK 等工程塑料性能优异，有望在机器人核心部件上应用。
聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone，简称 PEEK），属于聚芳醚酮（PAEK）大类，是一种由 亚苯基环通过醚键和羰基连接而成的结晶型芳香族热塑性聚合物，是性能较好的热塑性材料之 一，主要性能优于金属和其他塑料材料。
与主要工程塑料、特种工程塑料相比，PEEK 性能全面，在刚性方面优于绝大多数特种工程塑 料的同时，也兼具韧性，展现了全面的机械性能，此外在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面均表现优 异。
“以塑代钢”轻量化，PEEK 材料应用领域有望提升。PEEK 作为一种高分子新材料,其主要用 于替代金属材料,在“以塑代钢”轻量化”的大背景下，PEEK 以其优异的性能有望在中高端领 域逐步替换金属材料。PEEK 比强度大，在满足强度要求的前提下，可以大幅度减小材料本身 的自重，成为实现“轻量化”的解决方案。此外 PEEK 在绝缘性、耐化学性方面均优于普通金 属。
PEEK 材料市场目前主要由海外企业占据，国内企业逐步突破。参考前瞻产业研究院，由于较 高的技术壁垒，虽然 PEEK 材料早在上世纪 80 年代就被发明和不断开发，但长期以来真正掌握 PEEK 树脂大规模工业稳产技术的企业少之又少，全球聚醚醚酮市场高度垄断，英国威格斯公司、比利时索尔维公司和德国赢创公司等三家公司几乎占据了全球绝大部分的 PEEK 市场份额，其 中又以英国威格斯公司发展最为悠久，产销量最大，与其他竞争对手相比拉开了显著的差距。 中研股份自 2006 年成立以来，通过独立自主研发，在 2014 年成功实现了聚醚醚酮的产业化生 产，是目前除英国威格斯公司外全球第二家能够使用 5000L反应釜进行 PEEK聚合生产的企业。 2023 年，我国聚醚醚酮年产能超过 6900 吨，其中盘锦伟英兴的市场份额最大，均超过 20%;其 次是吉大赢创、中研股份、山东君昊和沃特股份。
PEEK 材料市场目前主要由海外企业占据，国内企业逐步突破。国产 PEEK 价格 400-500 元/公 斤（进口 800-1000 元/公斤）,价格相对较高，国产化率小于 15%，未来随着国产化率的提高和 原材料成本的降低，应用领域有望提升。上游原材料方面，以中研股份为例，氟酮是公司进行 PEEK 树脂合成的核心原料，占中研股份 PEEK 粗粉生产成本的 50%左右（2023 年），目前国内 氟酮供应商相对较少，新瀚新材等企业逐步实现上游原材料替代。
PEEK 可以应用于人形机器人肢体骨骼及关节传动等部件。PEEK 出色的耐磨性和自润滑性，超 低摩擦系数、低热膨胀系数，用于关节齿轮和轴承，可减少部件磨损、降低能耗和噪音，同时 强度高、尺寸稳定性好，且比金属材料更轻，可以提升人形机器人关节的扭矩/重量比，让机 器人运动更高效精准，延长使用寿命。
碳纤维复合 PEEK 材料强度较好。碳纤维以短碳纤维(SCF)、长碳纤维(LCF)和连续碳纤维(CCF) 形式增强 PEEK 树脂基，经过碳纤维增强可以显著提升 PEEK 树脂的力学性能和摩擦性能，从而 拓宽 PEEK 的应用领域。碳纤维增强后的 PEEK 复合材料在冲击强度、弯曲强度和模量方面得到 了大幅度的提升，伸长率急剧降低，比强度达钢材的 43 倍，热变形温度可超过 300℃。碳纤维 的增强在一定程度上能抵御 PEEK 的热软化，形成强度非常高的转移膜有效地保护接触区域， 所以碳纤维增强聚醚醚酮 PEEK 复合材料的磨损率明显比纯 PEEK 要低，可以有效延长设备的使 用寿命。参考聚泰新材料公众号： 1）机械性能：碳纤维的增加，提升了 JUTAIPEEK®CF30（复合 30%碳纤维）的整体机械强度， 对比 JUTAIPEEK®NA（纯 PEEK）提升 50%，展现出了优良的抗拉与抗弯性能，模量均不低于 10GPa，确保结构在拉伸与弯曲时的高强度与稳定性。 2）热性能：以热变形温度为例，JUTAIPEEK®CF30 的热性能相较于 JUTAIPEEK®NA 提升了一倍 多，热机械承载能力强，热形变温度超过 300℃，能在高温环境下保持优异的机械性能， 并且能够在 240℃下长期使用。 3）导 电 性 :JUTAIPEEK®NA 呈现出优异的电气绝缘性，低的介电常数和介电损耗， JUTAIPEEK®CF30 添加了碳纤维，由于碳纤维具有导电性，因此提升了绝缘 PEEK 基体的电 气性能。
PEEK 等工程塑料在人形机器人关节、外壳等有所应用，未来随着价格下降，应用领域有望进 一步提升。PEEK、碳纤维复合 PEEK 等材料性能优良，具有高比强度和低密度等特性，在肢体 骨骼与关节、机械臂、齿轮与链条、防护与外壳等环节有望应用。未来随着国内厂商崛起，价 格有望逐步下降，应用领域有望扩展。
参考刘伟等《机器人灵巧手研究综述》，灵巧手的主要传动方式有连杆传动、齿轮传动、 带传动以及线绳传动： 1）连杆传动多用于工业和商业用途，多个连杆串并联混合的使用形式较为常见。手指的 运动和动力由刚性连杆传递，能够抓取大型的物体且结构设计紧凑，可以完成包络抓取。 但是在远距离的控制上就比较困难，容易发生弹射，抓取的空间较小。 2）齿轮传动在工业机器人中应用比较广泛，它能获得稳定的传动比，传递效率高，可靠 性更强。但齿轮本身的质量加大了整体的质量和惯性。 3）线绳驱动是目前灵巧手研究中应用最为广泛的一种传动方式，线绳在一定程度上模拟 了人手的肌腱结构，线绳传动使得大型的驱动器远离了执行机构，减轻末端的负载和惯量， 提升了抓取的速度，它排布灵活，适合空间狭小且需要驱动自由度数目较多的传动场合。 但它也有自身的局限性，如带负载能力弱，预紧力变化大，负载越大效率越低等。
灵巧手腱绳方案应用可能性有望提升。参考刘伟等《机器人灵巧手研究综述》，从目前灵 巧手种类来看，已经有部分灵巧手自由度达到20以上。从传动方式来说，腱绳、韧带、连 杆等均有应用，腱绳方式应用相对较多，在复杂度较高的灵巧手中可能更为适用。
钢丝绳腱绳较重，UHMWPE纤维等材料有望成为可选方案。UHMWPE纤维密度较强，同时耐疲 劳性等性能较高，有望成为腱绳轻量化方案之一。
