今年以来，随着国家工信部等十七部门印发的《“机器人 +”应用行动实施方案》，以及上海经信委等八部门印发的第一批《上海市智能机器人 标杆企业与应用场景推荐目录》的陆续公布，标志着中国机器人产业迈向了新的高质量发展阶段。“机器人 +”代表的是一种新的经济形态， 目标是将 机器人的智能创新成果深度融合于经济社会的各个领域之中，以实现机器人技术的价值最大化。在这一发展过程中，增强“机器人 +”应用的基础支撑 能力、构建机器人产用协同创新体系、加快机器人应用标准研制与推广等都是当前十分紧迫的工作。

　　协作机器人成耀眼“明星”

　　由中国电子学会组织编写的《中国机器人产业发展报告 (2022 年)》中指出， 2022 年全球机器人市场规模达 513 亿美元，其中工业机器人为 195 亿美元，服务机器人为 217 亿美元，特种机器人为 101 亿美元(如图 1 所示) ，2017- 2022 年整体市场的平均增长率达到 14%;随着疫情在全球范 围内得到控制，机器人市场逐渐回暖，预计到 2024 年，全球 机器人市场规模将突破 650 亿美元。

　　2022 年，中国机器人市场规模达到 174 亿美元，其中，2022 年工业机器人市场规模 87 亿美元，服务机器人 65 亿美 元，特种机器人 22 亿美元;预计到 2024 年，中国机器人市 场规模将超过 250 亿美元，2022 年至 2024 年市场的年均增 长率将达 21% 左右(图 2)，发展速度要远高于全球平均水平。

　　回顾过去的三年， 新冠疫情席卷全球、世界政经局势巨变， 改变了人们的生产、生活方式，尤其是当中国制造业现阶段正 面临人口红利逐渐消退、制造业外迁等严峻挑战之际，对于机 器人技术应用产生了更为迫切的需求。从去年的市场状况来看， 由于 3C 电子制造市场的低迷，使得小六轴机器人与 SCARA的市场应用增速不及预期;但另一方面，伴随着近期国内新能 源汽车、锂电池行业的高速发展，也相应地带动了中大负载六 轴机器人的应用增速。

　　另一个值得关注的现象是，协作型机器人以其自动化实 现速度快、行业应用范围广、无需专业编程等先天优势，日 益被市场寄予厚望，成为了当前一颗闪闪发亮的“明星”。 根据 Markets and Markets 发布的报告数据显示， 全球协作 机器人市场规模预计将从 2022 年的 11 亿美元增长到 2028 年的 92 亿美元， 期内的复合年增长率约为 41.5% 左右， 其中， 预计增长速度最快的是负载 5-10 kg 的协作机器人细分应用 市场。

　　顾名思义，协作机器人指的是一种能与人类在共同空间 工作、近距离互动的机器人，2008 年，丹麦优傲公司研制的 UR5 协作机器人正式交付使用，掀开了这类新型机器人应用的开端，如今，它不仅被用于汽车制造、3C 电子、金属加工 等工业领域，并且在物流仓储、零售服务以及教育科研等行业 中，也越来越多地出现协作机器人的身影。总体而言，编程简 单是协作机器人的一大核心优势，只需要通过对用户友好的软 件和移动应用程序，便可学习新的动作，因此安装调试方便， 且对操作者的专业度要求不高;此外， 成本较低、回本周期短、 ROI 投资回报率高、部署灵活、柔性度高、安全可靠等等，都 是这类机器人在实际应用中的显著特点。目前，除了优傲、安 川、ABB、发那科、库卡等国际知名大厂已推出了有代表性的 协作机器人系列之外， 中国本土也涌现出节卡、艾利特、珞石、 遨博、越疆等一批优秀的协作机器人企业，整体市场正迅速朝 着 AI 人工智能化、力控技术柔顺控制等方向演进。

　　核心部件厂商密集扩产

　　根据相关资料显示，减速器、伺服电机、中空力矩电机、 控制器、传感器、编码器及末端执行器等关键零部件在机器人 整体成本中的占比约为 70% 左右，目前国内减速器市场规模 约为 80 亿元，其中谐波减速器的市场规模约 30 亿元，RV 减 速器市场约为 50 亿元;伺服系统的整体市场规模约为 280 亿 元，工业机器人用伺服市场的规模约为 30 亿元;工业机器人 控制器的市场规模约 15 亿元。

　　从去年开始，在整体机器人产业迅猛发展的形势下，部 分国内外核心零部件厂商也纷纷加快了产能扩展的步伐。例 如， 据日经中文网报导，日本电产宣布在 2022 年度内把小 型减速器的产能提高到原来的近 3 倍， 小型减速器是手臂型工 业机器人的主要部件，据悉，公司正在菲律宾建设新厂房，同 时，为了扩大市场份额，日本电产新宝还开发出了一款将过去 外置于减速器的扭矩传感器做成片状内置其中的新型减速器。

　　今年三月，绿地谐波宣布将在上海成立机器人新公司，注 册资本 100 万元;中大力德计划在泰国投资设立孙公司，主 要从事减速电机 / 减速器的研发、生产、销售及咨询服务、进 出口等。而早在去年 6 月份，安川电机建在江苏省常州市的新 工厂已顺利竣工投产，据介绍，该工厂主要生产安装在工业机 器人控制面板上的电子零部件，以及伺服电机和逆变器零部件 等。汇川技术在岳阳基地的项目预计将在今年 4 月份试生产， 建成后将形成年产 1100 万套伺服电机及相关零部件的产能， 同时公司在南京的新工厂定位为精密机械制造基地，主要涉及 工业机器人、工业软件、丝杠、数字化以及研发等业务板块，

　　并将整合工业视觉和图像、磁悬浮高速电机、自动化等板块业 务，预计达产后，年产 28 万套精密丝杆、12 万套机器人。

　　核心零部件的技术性能在机器人系统中的作用也越来越被 重视，在国家制定的《“十四五”机器人产业发展规划》中， 详细地指明了各重要零部件未来的技术攻关方向：

　　• 高性能减速器：研发 RV 减速器和谐波减速器的先进制 造技术和工艺，提高减速器的精度保持性(寿命)、可靠性， 降低噪音，实现规模生产;研究新型高性能精密齿轮传动装置 的基础理论，突破精密 / 超精密制造技术、装配工艺，研制新 型高性能精密减速器;

　　• 高性能伺服驱动系统：优化高性能伺服驱动控制、伺服 电机结构设计、制造工艺、自整定等技术，研制高精度、高 功率密度的机器人专用伺服电机及高性能电机制动器等核心部 件;

　　• 智能控制器：研发具有高实时性、高可靠性、多处理器 并行工作或多核处理器的控制器硬件系统，实现标准化、模块 化、网络化;突破多关节高精度运动解算、运动控制及智能运 动规划算法，提升控制系统的智能化水平及安全性、可靠性和 易用性;

　　• 智能一体化关节：研制机构 / 驱动 / 感知 / 控制一体化、 模块化机器人关节，研发伺服电机驱动、高精度谐波传动动态 补偿、复合型传感器高精度实时数据融合、模块化一体化集成 等技术，实现高速实时通信、关节力 / 力矩保护等功能;

　　• 新型传感器：研制三维视觉传感器、六维力传感器和关 节力矩传感器等力觉传感器、大视场单线和多线激光雷达、智 能听觉传感器以及高精度编码器等产品，满足机器人智能化发 展需求;

　　• 智能末端执行器：研制能够实现智能抓取、柔性装配、 快速更换等功能的智能灵巧作业末端执行器，满足机器人多样 化操作需求。

　　新型核心部件创新不断

　　在移动机器人领域，针对物流仓储 AGV(Automated Guided Vehicle)的应用特点，集成化伺服轮是现阶段的一个 主要开发趋势。

　　例如，步科自动化新推出的 600 公⽄以下负载移动机器 ⼈⾏⾛专⽤ iWMC 集成式动⼒伺服轮，采用⾼集成化设计， 驱动器、电机、减速机、轮⼦四⼤部件一体化，结构紧凑，有

　　利于⻋体⼩型化;安装精度⾼，提⾼了⾏⾛控制精度;外部只 有电源与通信线缆，抗⼲扰性好，提⾼了整⻋系统的稳定性、 可靠性。

　　伟创电气开发的 V7R 系列伺服减速电机同样采用一体化 设计， 减速机与电机精密配合， 实现更可靠、精度更高的控制， 相比于传统的分体式搭配，具备短机身、精度高、可靠性好等 特点，安装简易，可用于激光切割、手持工具、木工雕刻、物 流仓储 AGV 自动导引运输车等行业。

　　另外将动力装置和传动装置整合在一起的轮毂电机也逐渐 被引入这一专业领域。如和利时电机为快仓“青鸾”量身定做 的 10530NE 伺服电动轮， 就属于一种直驱低压伺服轮毂电机， 其应用优势是省去了传统电机必配的减速器，令机器人实现了 低噪音、低故障率、低成本、结构简单等特点，且车身小巧， 大幅度提升了设备空间利用率，使得“青鸾”整车成本及生产 组装成本大大降低。和利时电机公司还为小型清洁机器人量身 打造了 7030 系列、8030 系列低压伺服电动轮，该电机及外 轮一体化设计， 具有伺服电机高精度、高响应速度等优良特性， 不需要减速箱，且安装方便。

　　在驱控一体化的探索上，上海新时达机器人开发的集中式 机器人智能伺服驱动器，是集伺服驱动技术、机器人控制技术 于一体的多轴驱控系统，通过集中式驱动控制，除去了接线麻 烦、避免了信号干扰，可大幅提高机器人的集成化程度，提高 了机器人系统的可靠性，相对传统机器人控制器与伺服驱动器 组合系统，具有低成本、高集成度、高性能等优势，提升了机 器人控制系统、伺服系统、软件系统等关键部件的技术水平， 促进了上下游产业链的蓬勃发展，使机器人本体的精度、节拍 都有大幅的提升，从而使得机器人的应用从简单的搬运、上下 料，向弧焊、喷涂、装配等高端应用拓展础。

　　力控功能是协作机器人的重中之重， 目前市场上出现的力 感知方式包括： (扭矩)电流环感知、扭矩传感器感知、六维 力传感器感知，以及柔性电子皮肤力感知等。

　　基于关节扭矩传感器的力控协作机器人是近年来比较热门 的一类产品，它由扭矩传感器与电机(带多圈编码器、单圈绝 对值编码器)、减速器等构成柔性关节(见图 4) ，扭矩传感 器基于集成的 MEMS 称重传感器，可以将机械扭矩转换为与 施加的扭矩成正比的数字输出信号，用以监测协作机器人上各 种旋转枢轴点的机械扭矩，具有更高的精度和反馈频率，并可 提高协作机器人的安全性和可靠性，易于实现机器人的柔顺控制，在精密装配、打磨、手术、按摩等场景都有应用。

　　另一种基于六维力传感器的力感知协作机器人，原理是利 用外装于机械臂末端或底座的六维力传感器来感知外界环境， 具有较高的测量精度。艾利特新出品的 CS66F 力控协作机器 人就是其中的代表产品之一，借助工具端法兰内的六维力 / 力 矩传感器，CS66F 协作机器人能提供 150N、10Nm 的力 / 力 矩量程，综合准度 2%，精度 0.5%，相比依靠关节电流进行 力检测的形式，机器人工具端力 / 力矩检测精度可提高 1 个数 量级以上，并且工具法兰内置姿态和加速度传感器，通过传感 器融合算法实现负载运动的补偿，进一步提高了机器人加减速 和振动工况下的力 / 力矩检测精度。

　　ChatGPT 引爆服务机器人市场开发

　　2023 年，市场最热的话题莫过于美国人工智能研究实验 室 OpenAI 开发的全新聊天机器人模型——ChatGPT， 它能 够通过学习和理解人类的语言来进行对话，还能根据聊天的上 下文进行互动，并协助人类完成一系列任务。有观点提出机器 人是人工智能未来的终极入口，这一类 AI 语言模型，将为服 务机器人的应用场景开发提供更强有力的人工智能技术支撑。

　　三月中旬，百度公司正式发布了大语言模型、生成式 AI 产品“文心一言”(英文名： ERNIE Bot) ，这也是国内第一 个对标 ChatGPT 的语言模型，旋即已有超过 600 多家企业宣布加入百度“文心一言”生态圈建设，其中也包括一些服务机 器人企业。例如，创泽智能机器人计划把百度领先的智能对话 技术成果应用在服务机器人领域，通过百度智能云全面体验并 接入“文心一言”的能力;麦岩智能将会把“文心一言”的强 大功能用于其“极光壹号”系列商用清洁机器人上，以实现更 加先进和高效的人机交互及环境交互方式;鲸启智能将全面接 入百度“文心一言”的智能化能力，双方在智能服务机器人聚 焦语音交互场景的产业深度服务方面进行合作，打造“更加智 能”的服务机器人。

　　根据中国电子学会组编制的《中国机器人产业发展报告 (2022 年)》显示，至 2024 年，全球服务机器人的市场规模将有望增长到 290 亿美元(见图 4) ，中国服务机器人的市 场规模将突破 100 亿美元，市场潜力和发展空间巨大。服务 机器人对于人机交互、环境交互功能有着严苛的要求，大语言 模型、生成式 AI 技术将大幅提升服务机器人的感知、计算、 执行能力，使其更加智能化、精准化和柔性化，对于实际应用 场景的开拓是一剂强而有力的强心剂。