人形机器人关键零部件全解析：解锁未来智能新形态 核心公司梳理

人形机器人关键零部件全解析：解锁未来智能新形态 核心公司梳理

当下，人形机器人的量产进程如箭在弦。马斯克曾预言，特斯拉人形机器人将于2025年迈向小规模量产之路，市场普遍预期供应链定点将在这之前尘埃落定。国内的人形机器人产业链更是火力全开，华为等巨头纷纷将目光锁定具身智能，视为下一个人工智能的战略高地。宇树科技、智元科技、小鹏汽车等企业也不断传来人形机器人研发的新动态，行业正大步流星地跨越一个又一个里程碑。

人形机器人的量产浪潮，无疑将如多米诺骨牌般，全面激活产业链上游的核心零部件市场。以特斯拉Optimus为例，其硬件方案已初现端倪，全身配备28个执行器，分为旋转执行器与线性执行器两大类型，共计6种规格。其中，旋转执行器采用经典的“电机 + 精密减速器”结构，而线性执行器则选择“电机 + 滚柱丝杠结构”。减速器、传感器、电机、丝杠等高价值量零部件，在Optimus的成本构成中占据显著比例，堪称重中之重，值得我们深入剖析。

## 1. 空心杯电机：赋予灵巧手灵动“芯”动力

人形机器人的手部关节空间有限，却需承载一定重量，空心杯电机无疑是实现灵巧手功能的“魔法钥匙”。作为直流永磁伺服电机中的微特电机（尺寸不超40mm），它以节能、灵敏控制和稳定运行等特性脱颖而出。其创新性的无铁芯转子结构，不仅消除了涡流带来的电能损耗，还大幅减轻电机重量与转动惯量，与人形机器人手指关节轻量化、高精度的需求完美契合。

在市场格局上，海外的瑞士MaxonMotor和德国Faulhaber等品牌长期占据主导地位。不过，国内企业也在奋力突围。江苏雷利凭借自动绕线生产线，与鼎智科技携手研发绕线设备，已成功自研8mm有刷和10mm无刷空心杯电机，16mm空心杯电机也已实现海外批量供货。鸣志电器专注于手掌与指模控制电机模组研发制造，已向头部客户提交技术方案与样机。拓邦股份已收到行业订单，伟创电气自主研发的10mm直流无刷空心杯电机系统也收获小批量订单。特斯拉Optimus的每只灵巧手配备6个空心杯电机驱动的关节，赋予其11个自由度，操作更加灵活自如。

## 2. 无框力矩电机：驱动人形机器人的“隐形引擎”

无框电机，作为伺服电机的一员，是驱动人形机器人执行器的动力源泉。它摒弃传统电机铁芯，以紧凑结构实现更高功率密度，兼具低能耗与低摩擦的优势。高效无框电机堪称人形机器人厂家的核心竞争力，但因技术壁垒高，厂家多专注自研，量产售卖者寥寥无几。

全球市场中，科尔摩根（美国）、威腾斯坦（德国）、尼得科（日本）、派克汉尼汾（美国）、MAXONMOTOR（瑞士）等企业占据主导。在国内，无框电机行业集中度较高，步科股份、昊志机电、雷赛智能、伟创电气、禾川科技等是主要参与者。无框力矩电机性能很大程度依赖电机结构与编码器，而编码器高端产品的芯片与码盘制作工艺复杂，主要依赖进口，成为国产化的关键挑战。在编码器市场，海德汉、多摩川、雷尼绍等海外企业长期称霸，2023年多摩川和海德汉在我国市占率合计约42%。不过，禹衡光学（奥普光电）、长春汇通（汇川技术）、宜科电子、苏州捷之硕等本土企业也崭露头角，禹衡光学更是凭借领先技术，占据约7.7%的国内市场份额。

## 3. 减速器：精密传动，塑造人形机器人的灵活身姿

机器人领域的精密减速器种类繁多，包括RV减速器、谐波减速器、精密行星减速器等。考虑到人形机器人对小型化与轻量化的严苛要求，谐波与精密行星减速器成为最佳搭档。

谐波减速器作为旋转执行器的核心，在机器人小臂、腕部与手部优势尽显。它由波发生器、柔轮和刚轮构成，通过波发生器使柔轮产生弹性变形与刚轮啮合来传递动力，具备单级传动比大、体积小、精度高的特点，能在特殊工况下稳定运行。海外的日本哈默纳科、日本新宝长期引领市场，而绿的谐波成功打破国外垄断，带领来福谐波、福德机器人、大族传动、同川科技等国内企业开启国产替代征程。

在精密行星减速器领域，国产高端产品已达到国际先进水平，在部分领域实现进口替代。宇数科技 - G1和傅利叶智能 - FourierGR1等国内机器人厂商选择自研一体化执行器，并大量采用行星减速器。全球市场中，日本新宝、纽卡特等占据主导，国内科峰智能、中大力德、智同科技等也积极参与竞争。此外，RV减速器以高刚性、大扭矩承载能力著称，双环传动、中大力德、南通振康、秦川机床等是国内生产规模较大的厂商，双环传动市占率达15.1%。

## 4. 六维力传感器：感知世界的多维“触角”

六维力传感器，在人形机器人传感器体系中价值不菲。相较于单维力传感器，它不仅要解决力分量敏感问题，还需应对维间干扰、标定及解耦算法等复杂挑战，对设备与材料要求极高，研发制造难度巨大。

尽管当前市场规模有限，但MIR预测2026年后有望迎来爆发式增长。特斯拉Optimus、优必选WalkerX、达闼小紫XR - 4等产品已率先应用。在国内，六维力传感器市场集中度较高，宇立仪器、蓝点触控、坤维科技、海伯森、鑫精诚等是行业主力军，柯力传感、东华测试、昊志机电等企业也在加速布局，蓄势待发。

## 5. 柔性触觉传感器：让机器人触摸世界的温柔“指尖”

触觉传感器的柔性赋予其更高价值，能使机器人直接感知周围环境。特斯拉Optimus - Gen2灵巧手的新突破，便是为每根手指配备触觉传感器，实现11个自由度，操作更加灵活。

目前，柔性触觉传感器技术由国外企业领跑，Novasentis、Tekscan,Inc.等是全球主要生产商。国内柔性传感器主要应用于消费电子领域，在人形机器人领域尚处验证与测试阶段，汉威科技、帕西尼、申昊科技、墨现科技、钛深科技等企业正积极布局，探索未来无限可能。

## 6. 视觉传感器：为人形机器人开启“智慧之眼”

视觉传感器，作为人形机器人的“眼睛”，根据功能不同分为2D视觉与3D视觉。2D视觉通过工业相机获取平面图像，基于平面特征分析，但无法获取空间坐标。3D视觉则能采集三维坐标信息，实现三维立体成像，分析目标位置、形状等信息。

国内3D视觉感知行业正从工业级向消费级拓展，产业链国产化进程加速。奥比中光、海康威视、奥普特、凌云光、天准科技、矩子科技、中科慧眼等企业领先布局，为提升人形机器人视觉感知能力不断创新。

## 7. 行星滚柱丝杠：精密传动，稳健支撑人形机器人步伐

丝杠作为旋转与直线运动转换的关键部件，常见类型有梯形螺纹丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠，性能依次提升。特斯拉Optimus选用反向式行星滚柱丝杠，凭借结构紧凑、承载力大的优势，实现关节传动的精准控制，助力机器人完成复杂任务。

行星滚柱丝杠由丝杠、滚柱等部件组成，主要用于人形机器人线性关节，提升腿部关节扭矩密度。然而，原材料、工艺流程和生产设备构成其三大技术壁垒。全球主要企业集中在德国、瑞士和瑞典，Rollvis、GSA和Ewellix占据主要市场份额。国内北特科技、恒立液压、贝斯特、双林股份、五洲新春、禾川科技、斯菱股份、新剑传动、南京工艺、鼎智科技、KGG等企业也已积极布局，迎接未来挑战。

随着特斯拉人形机器人量产渐近，国内外厂商纷纷跑步入场，众多产品样机如雨后春笋般涌现，部分领先厂家已着手规模量产规划。人形机器人产业正从加速发展迈向全面扩张，产业链各细分环节有望迎来繁花似锦的繁荣景象。

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