人形机器人运动部件: 从工艺到成本的全面攻坚
文:组编 / 编辑部2025年第五期
导语:伴随着具身智能(Embodied AI)大模型开发的突飞猛进,以及总体物料清单成本(BOM)的快速下滑,2025年,人形机 器人市场的商用化进程加速,实际订单量攀升。在核心零部件的研发方面,围绕无框力矩电机、无刷空心杯电机、精密减速器、 行星滚柱丝杠、六维力矩传感器、关节模组、灵巧手等产品方案的降本、减重工作,一批工控自动化企业通过自主研发或是产业 合作的方式,取得了明显的突破。
继今年2月发布全球人形机器人产业报告之后, 6月份,国际投行摩根史丹利再次发布新一期报告:《Robotics Unleashed, A New Era》,重点针对中国机器人行业开展深 度专题研究,列举并分析了目前国内整机与零部件领域共计 65家代表性企业(其中深圳企业19家)的最新开发动态,核 心观点概括为以下几个方面:
· 应用场景加速拓展:在人工智能赋能下,机器人正通 过自主性和协作能力的提升,不断拓展应用场景;
· 看好人形机器人发展前景:长期来看,人形机器人将 成为市场规模最大的机器人品类;
· 四年内实现市场规模翻番:预计到2028年,中国机器 人产业规模将实现翻倍增长,其中无人机、移动机器人和协 作机器人是主要驱动力;
· 零部件国产化加速:供应链本土化进程加速,传感 器、电机和减速器增长潜力较高;
· 预计未来四年,中国机器人市场规模将实现翻倍增长, 到2028年达到1080亿美元(如图1所示);其中,无人机、 服务机器人和传统工业机器人是当前中国机器人市场的“主 力”,分别占总体市场规模的35%、25%和20%;人形机器人 增长潜力最高,预计未来四年,复合增长率将达到约88%。

新增长引擎:具身智能+人形机器人
毋庸置疑的是,具身智能、人形机器人是2025年的全 民“热词”,也成为了中国经济实现整体升级的重要路径、 产业增长的新引擎。从宏观产业面来看,现阶段,国家政策 的扶持引导、各地公布的新政护航,都为人工智能与机器人 产业的创新发展提供了良好的环境和机遇。
8月8日,2025世界机器人大会在北京亦庄开幕,50家 人形机器人整机企业带来了最新展品及行业解决方案,人形 机器人整机企业参展数量创同类展会之最。8月15日,2025 世界人形机器人运动会开幕式,通过科技与人文的融合呈 现,诠释人工智能与体育精神的碰撞,吸引了国内众多民众 的关注。

在市场端,人形机器人大订单频传。近期,中国招标 投标公共服务平台发布的《机器人设备采购项目中标公示》 显示,优必选以9051.15万元,中标觅亿(上海)汽车科技 有限公司机器人设备采购项目。据了解,这是目前公开信息 中,人形机器人业内单笔中标金额最大的采购订单。据公开 数据显示,截至目前,优必选已累计中标74次,合计中标金 额达2.46亿元。另据了解,本次中标项目产品为优必选自研 工业人形机器人,将用于汽车智能制造场景中,作为本次优 必选大单买家的觅亿,其主业是汽车出口贸易,觅亿的官方 微信公众号介绍,其总部位于上海、生产基地位于湖北,是 一家汽车出口平台公司,通过整合中国的新车、二手车、工程机械、二手设备及零配件等产品,输出到海外有需要的国家。
就在8月,近百台智元机器人的远征 A2-W第二代具身智能机器人落地富临精 工工厂,成为了国内工业领域具身机器人 规模化商业签单的首例。而在此之前的7月 11日,有媒体报导,智元机器人和宇树科 技在中移(杭州)信息技术有限公司2025 年至2027年人形双足机器人代工服务采 购项目中中标。根据此前该项目的比选公 告,本次采购的项目总预算为1.2405亿元 (含税),采购包1为全尺寸人形双足机器 人,预算为7800万元(含税),最终中选 人为智元机器人;采购包2为小尺寸人形双 足机器人、算力背包、五指灵巧手,预算为4605万元(含税),中标人为宇树科技。
在这些下游应用落地和技术突破的助推下,摩根士丹利 预计,2025年下半年中国极有可能出现一轮人形机器人应用 的推广潮,并将显著提振市场情绪。

产业链上下游协同合作创新
中国制造的强大在于拥有门类齐全、体系完整的产业 供应链,在具身智能、人形机器人这一全球科技界的新赛道 上,中国制造产业链同样发挥出至关重要的作用,上下游协 同创新,已然成为一大发展趋势。无论是在各大人形机器人 厂家的供应链名单中,还是企业之间建立的共同开发战略合 作名单中,都能看到越来越多工控自动化企业的名字。
3月,卧龙电驱与智元机器人顺利完成战略投资签约, 正式成为其战略股东。工商信息显示,3月20日智元机器人 投资人发生变更,卧龙电驱作为新增股东,出资61.0978万 元,持股比例为0.7594%。同时,智元机器人也以增资扩股 的形式对卧龙电驱旗下的浙江希尔机器人进行战略注资。双 方计划在具身智能技术、柔性制造解决方案、人机交互产品 等方面开展开发合作,并规划于柔性制造、工业自动化等场 景落地一系列示范项目。另外,有公开消息表明,卧龙电驱 或为智元机器人供应高爆发关节模组、无框力矩电机等其已 具备开发与生产能力的核心零部件。
4月,博众精工持股39.9%的子公司苏州灵猴机器人有 限公司发生工商变更,新增智元机器人关联公司上海智元新 创技术有限公司等为股东。在生产制造方面,博众精工承担 了智元远征系列的整机代工任务,深度参与关键组装与测试 环节;在核心部件供应上,博众精工通过子公司灵猴机器人 间接参与关节模组、控制器等智元机器人核心部件的生产, 为其提供高扭矩密度、低功耗的驱动模块,双方合作的轮式 人形机器人项目已实现单月200台的量产规模。
此外,三菱电机与鹿明机器人、伟创电气与开普勒机器 人、大洋电机与宇树、优必选等等,也纷纷采用战略合作的 形式,充分运用双方的资源优势,开展高精度运动控制、多 机协同等技术攻关,重点突破人形机器人关键部件的研发与 产业化进程。

高功率密度、低能耗、轻型化
从目前运动控制业内反映来看,多数企业认为仿生(人 形/四足等)机器人是2025年具有增量预期的一个市场,需 要紧跟下游市场趋势,积极布局无框力矩电机、无刷空心杯 电机、精密减速器、行星滚柱丝杠、六维力矩传感器、关节 模组、灵巧手等产品方案的降本、减重工作,成本是人形机 器人实现商用化的重要议题,企业应加大研发投入力度,为 市场真正放量夯实产品和技术基础。
人形机器人是一套复杂的系统工程,由各种类型的零 部件所构成,包括旋转关节、直线关节、灵巧手组件方案、 “大脑”主控芯片、电池,以及布满全身的感知系统等等, 通用型人形机器人主要组成如图2所示。尤其是在人形机器 人的“筋骨”、“足部”与“巧手”部分,其性能直接决定了 机器人整体的运动能力、灵巧度和可靠性,也是运动控制部件能够大展身手之处。其中,无框力矩电机和灵巧手组件方 案(主要用到无刷空心杯电机)在总体BOM清单中的占比较 大,分别约占到5.9%和14%(空心杯电机约占6.7%)(见 图3),是降低整体系统成本的一个关键环节。
以人形机器人关节模组为例,在这一核心部件的开发上 主要面临着以下多重技术挑战:需要在极小的空间内实现高 扭矩密度输出,以满足机器人复杂动作执行需求;同时要降 低转矩波动,保证机器人运动的平稳性与精准度,否则会影 响其在实际场景中的应用效果;在散热方面,关节模组长时 间运行产生的热量若不能有效散发,会导致电机性能下降甚 至损坏,因此高效的散热设计至关重要;此外,轻量化也是 一大难点,减轻关节模组重量有助于提升机器人整体灵活性 与续航能力,但这与保证结构强度和稳定性之间又存在着 矛盾。
围绕上述人形机器人动力部件的性能突破,目前业内厂 商展开的技术“竞赛”越来越激烈,高功率密度、低能耗、 轻型化的核心零部件才能满足人形机器人的复杂应用需求。
例如,通过对电磁方案的不断优化,步科开发的无框力 矩电机在功率密度、齿槽转矩、温升控制等方面实现了突破 性提升,相比传统电机,在相同体积下能够输出更大扭矩, 充分提升了关节模组的扭矩密度;在齿槽转矩控制上,有效 降低了转矩波动,使得机器人运动更加平滑自然;同时,更 小的电机体积成功缩短了关节模组的轴向尺寸,减轻了整体 重量,满足了人形机器人轻量化需求。
捷昌驱动是另一家积极参与人形机器人核心零部件开发的自动化企业,其致力于为具身智能机器人的产业化落地 提供高效、精密、可靠的动力之源。捷昌驱动推出的精密空 心杯电机总成系列专为灵巧手、仿生指等机器人末端执行器 设计,可提供高响应速度、超低振动噪音的精密操控力;高 性能旋转模组搭载自研自制的新型谐波技术,具备轻量化设 计和低成本优势,额定输出扭矩提升了50%,运行噪音降低 了20%;线性执行器系列专为机器人肢体(如手臂、腿部)的 伸缩、推拉等直线运动设计,提供高效、平稳、大推力的直线 驱动解决方案;紧凑型升降立柱专为立柱式机器人设计,满足 其对小型化、紧凑化外形的需求;微型电缸则面向空间极度受 限、对集成度与精度要求严苛的小型化、模块化机器人应用场 景,可满足在微小空间内实现精准的直线位移控制要求。
人形机器人:具身智能的理想载体
在8月举行的在2025世界机器人大会上,宇树科技创始 人王兴兴发表了主旨演讲,他预测,未来几年,全球人形机 器人市场出货量将每年翻一番,如果有更大的技术突破,甚 至可能在2到3年之内,每年的出货量将达到几十万台,甚至 上百万台,从而从需求端拉动整个行业的发展。但同时他也 指出,下一阶段具身智能机器人技术的研发重心,是统一、 端到端智能机器人大模型的开发、更低成本/更高寿命的硬 件、超大批量的制造能力,以及低成本且大规模的算力。
在硬件层面,精密运动部件是关键一环,除了上面提 到的无框力矩电机、无刷空心杯电机、关节模组、灵巧手等 之外,实际上,随着机器人自主性和智能化程度的提升,各 类传感器在机器人成本中的占比将会大幅提升,其中包括视 觉、激光雷达、力觉传感器、触觉传感器、编码器等等。
以编码器为例,传统的工业编码器在工业机器人、自动化设备中表现优秀,但在人形机器人中,它们面临两个致 命挑战:体积和集成性。 人形机器人对空间要求极高,尤 其是手指、手腕、手臂、肩膀、腰部等多自由度关节,不可 能为每一个电机预留充裕的编码器安装空间,因此,传感器 必须“隐形集成”,与电机或结构紧密结合。来自德国博思 特POSITAL的POSITAL的KIT编码器应运而生,POSITAL专利 的无电池多圈技术,使用齿轮+能量采集原理,即使反复断 电、移动,编码器仍能保持精准的多圈位置信息,不依赖电 池,无需后续更换与维护,大大降低了维护成本;无轴承设 计,轻薄紧凑,直接集成进驱动模组中;高分辨率、高精度 反馈,满足高自由度动作控制需求;支持多种安装方式:空 心轴、电机后盖、轴端、PCB;特别适用于人形机器人的手 指/手掌、手腕/手臂、肩部/腰部、腿部关节等运动部位。
而作为人形机器人感知与交互的“感知神经”,力觉传 感器能够为机器人的力控制和运动控制提供必要的力感知信 息。根据MIR睿工业最新发布的《2025年中国人形机器人六 维力传感器市场研究报告》显示,预计2025年,六维力矩 传感器在人形机器人领域出货占比将超过30%。在这一产品 线,目前美国ATI、德国Schunk和瑞士Kistler等国际巨头凭 借技术优势,垄断汽车测试及航空航天等高端市场,国内代 表厂商则有蓝点触控、坤维科技、宇立仪器、柯力传感、鑫 精诚等。
可以说,人形机器人是具身智能的理想载体,要想让未 来的人形机器人能够更自然地融入到人类环境中并执行各种 任务,不仅需要在仿生运动控制、多模态感知融合等硬科技 领域实现从材料、工艺到成本的全面攻关,更要求产业生态 在各种应用场景落地层面完成关键验证——具身智能人形机器 人距离真正商用化还有很长的一段路要走。
中传动网版权与免责声明:
凡本网注明[来源:中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件,版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有。如需转载请与0755-82949061联系。任何媒体、网站或个人转载使用时须注明来源“中国传动网”,违反者本网将追究其法律责任。
本网转载并注明其他来源的稿件,均来自互联网或业内投稿人士,版权属于原版权人。转载请保留稿件来源及作者,禁止擅自篡改,违者自负版权法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
关注伺服与运动控制公众号获取更多资讯
关注直驱与传动公众号获取更多资讯
关注中国传动网公众号获取更多资讯
- 运动控制
- 伺服系统
- 机器视觉
- 机械传动
- 编码器
- 直驱系统
- 工业电源
- 电力电子
- 工业互联
- 高压变频器
- 中低压变频器
- 传感器
- 人机界面
- PLC
- 电气联接
- 工业机器人
- 低压电器
- 机柜













网站客服
粤公网安备 44030402000946号