机器人四大核心部件产业链解析：电池、驱动、传感器、腱绳传动

摘要：2025年被视作人形机器人的量产元年，各大科技和制造企业纷纷入局这一新兴赛道。类人机器人要真正迈向实际应用和大规模落地，离不开电池、驱动、传感器、腱绳传动四大核心模块的突破与完善。

2025年被视作人形机器人的量产元年，各大科技和制造企业纷纷入局这一新兴赛道。类人机器人要真正迈向实际应用和大规模落地，离不开电池、驱动、传感器、腱绳传动四大核心模块的突破与完善。

这四部分好比机器人的“心脏”（能源供给）、“肌肉”（关节驱动）、“五官神经系统”（环境感知）和“筋腱”（灵巧传动），共同支撑起人形机器人的功能实现和商业化落地。

目前我国人形机器人产业链已初步覆盖上游零部件、中游本体制造和下游应用整机，但由于商业化刚起步、技术路线多元，各模块的供应链仍在不断优化整合。

本文将围绕电池、驱动、传感器、腱绳传动四大模块，对各自的行业现状、产业链上下游环节和代表性公司进行全景式解析，并探讨最新数据和技术动态下的发展趋势与机会。

一、电池模块

1. 行业简介：电池是人形机器人独立移动的动力之源，其性能直接决定了机器人续航和安全。不同于传统工业机器人多为固定供电，人形机器人需要内置电池实现长时间自由行走和复杂动作，因此对能量密度和安全可靠性提出了极高要求。

当前主流人形机器人多采用高性能锂离子电池组，如特斯拉Optimus安装了52V、2.3kWh的电池包置于躯干，可支撑约2~4小时运动。但在高强度、高频率动作场景下，这一续航仍显不足，电池成为限制人形机器人长时间自主作业的瓶颈。

要让机器人真正胜任“全天候”工作，迫切需要更高能量密度、更快速充电和更安全耐用的电池技术突破。

2. 上游产业链：核心材料与电芯制造环节。人形机器人电池对比能量和安全性的要求极高，上游材料企业正积极研发新型电池材料和电芯技术：

2.1 高镍正极与硅基负极：为提升能量密度，行业探索富镍三元正极和高含硅负极等方案。国内材料龙头如贝特瑞推出了半固态和全固态电池材料解决方案，通过分子包覆、高电压等技术，大幅提升单位体积储能。

图：液态/半固态/全固态电池对比

负极方面，引入10%以上硅含量可显著提高容量，目前已在消费电子电池中试用，有望逐步导入机器人电池中。

2.2 固态电解质：为克服传统液态电解液易燃易漏的安全隐患，多家企业攻关固态电池技术。固态电池采用固态电解质，兼具高能量密度和高安全性，被视为破解机器人续航难题的终极方案。如豪鹏科技研发的半固态电池，用聚合物固态电解质替代易燃液态，显著降低热失控风险，目前已通过针刺、过充等安全测试。

图：固态电池与目前主流液态电池结构对比

未来随着固态电池材料和工艺成熟，人形机器人的电池性能有望大幅跃升。

2.3 锂电龙头及专用电芯：目前服务机器人多采用18650/21700等圆柱锂电芯，人形机器人对高倍率放电和循环寿命要求更甚。宁德时代、比亚迪等动力电池巨头在高能量电芯方面具备技术优势，一些消费电池企业如长虹能源、鹏辉能源等也开始布局机器人电池专用电芯。

上游原材料如高纯度锂盐、电解液添加剂等的供应商，将直接受益于未来机器人电池用量的增长。

3. 中游产业链：电池模组集成与管理环节。中游厂商负责将电芯组装成满足机器人形态和功率需求的电池包，并配套管理系统确保安全高效：

3.1 定制电池包与结构集成：为提升能量密度、优化布局，机器人电池包正朝着结构一体化方向发展。

美国Figure公司采用结构电池设计，将高强度钢壳和铝合金散热片融为电池外壳承力结构，使其第三代电池F.03容量翻倍达2.3kWh且直接集成在机器人躯干。通过结构创新，该电池包能量密度相比初代提升94%，实现峰值功率下续航5小时并支持2kW快充。

国内厂家如科达利（电池结构件龙头）也在为机器人开发轻量化、电池包集成度更高的方案，以减少电池对机器人整机重量的影响。

3.2 电池管理系统（BMS）：人形机器人的工况复杂，对BMS的智能化提出更高要求。传统BMS在机器人动态场景下存在响应滞后和能量浪费问题，如抓取重物等瞬时大电流场景，现有算法难以及时匹配输出，运动过程中的动能回收也未充分利用。为此，业内开始引入AI和算法优化：利用强化学习预测动作能耗、动态调节功率，并将电机反拖发电的能量回收利用。

例如，一些先进BMS配备了传感器、熔断器阵列，实时监测过充/过放/过温，保障安全的同时，通过智能调控提高续航效率。豪鹏科技的技术负责人也指出，需在BMS中引入多领域协同（材料、工程、AI）来突破目前电池性能瓶颈。

3.3 热管理与充电模块：人形机器人电池工作时高功率放电，散热和快速充电能力至关重要。中游企业在电池包中集成主动散热风扇、液冷板等，加速热传导并防止电芯过热。同时开发2kW以上的大功率快充技术，争取将机器人充电时间缩短至半小时级，提升运营效率。

4. 下游产业链：整机集成与应用环节。下游整机企业是电池模块的直接需求方：

4.1 人形机器人整机厂商：目前包括特斯拉、优必选、小米、小鹏汽车、宇树科技、傅利叶智能等在内的中外公司，均在各自人形机器人产品中集成了高性能电池模组。例如，小鹏发布的智能机器人原型Iron就搭载了定制电池，实现连续数小时展馆导览等任务。

特斯拉Optimus计划2025年量产1万台，更将带来对电池的大规模需求。随着头部玩家的产品推进，机器人电池在下游渗透将加速。

4.2 服务机器人和其他具身智能终端：一些类人服务机器人、陪伴机器人也采用电池供电，上游电池厂商如豪鹏科技已进入多家服务机器人和四足机器狗供应链，为其提供定制锂电池模组。这些下游应用的兴起，有望培育出专注机器人电池方案的系统集成商，进一步丰富产业链生态。

4.3 电池梯次利用与运维：当机器人规模扩大后，电池的更换和回收亦成为下游环节的一部分。一些运营商可能提供电池快换服务或集中充电站，以提高机器人工作时长。退役的机器人电池若剩余容量足够，可梯次利用于储能等领域，这也将促生专业的回收利用企业，形成闭环产业链。

5. 发展趋势：电池作为人形机器人的“生命线”，其未来演进方向围绕更高能量、更高安全、更智能管理展开。

能量密度方面，当前三元锂电池能量密度约240Wh/kg，而业内认为要支撑类人机器人长时间高强度活动，需达到400Wh/kg以上。这意味着材料和工艺的革命性升级，固态电池被寄予厚望。国内外厂商正加速固态电池研发，期待于未来3-5年内实现实用化突破。一旦固态电池成熟，人形机器人的续航将大幅延长，安全性也同步提升。

其次，快速充放电和循环寿命将持续改善。通过更先进的电极设计与电解质配方，以及智能BMS对高倍率放电的优化控制，未来机器人的充电时间有望缩短至分钟级，电池循环寿命突破目前1000次左右的限制。在结构创新方面，“电池即结构”将成为趋势，电池包不仅提供能量，还参与机器人身体支撑，从而减轻冗余重量。

图：固态电池市场需求测算

Figure的实践已证明一体化设计的巨大潜力，国内厂商也会跟进类似思路。

最后，商业化规模提升将带来供应链降本增效。随着头部企业批量出货，锂电产业链的规模效应将摊薄成本，“车用电池养肥、机器人电池吃细”的局面将改善。在行业乐观情景下，据业内预测，到2030年全球人形机器人对锂电池的需求量有望达到50~80 GWh，相当于一个全新细分市场的崛起。

这将为上游材料、电芯企业带来数十亿美元级增量空间，电池模块有望成为人形机器人产业链中率先实现成熟和标准化的部分。

二、驱动模块

1. 行业简介：驱动系统是人形机器人运动的核心，相当于机器人的“肌肉”和“关节”。目前一台人形机器人通常包含20~30个关节执行器，涵盖颈部、四肢各主要关节以及手指关节等。

这些执行器由电机、减速器、传动机构等组成，通过协调运转产生类人的各种动作。

与传统工业机械臂相比，人形机器人关节数量更多、分布更分散，对驱动单元的小型化、轻量化和高功率密度提出了严苛要求。

此外，人形机器人需要完成行走、平衡、灵巧操作等非结构化环境中的复杂任务，因此驱动系统不仅要提供足够的扭矩和速度，还需具备高响应、高精度和柔顺控制能力。

当前人形机器人关节驱动主要有两大技术路线：一是旋转电机+精密减速器的方案，二是电机带动丝杠等直线执行器的方案。

旋转关节方案技术成熟、控制精度高，已在机器人肩肘等大多数关节使用；直线关节方案则通过电机带动滚珠丝杠产生推拉动作，可用于膝关节、手指等部位以简化机构或增强力输出。

两种方案各有优劣，前者依赖高精度减速器支撑扭矩，后者面临丝杠加工及寿命挑战，目前各家厂商在不同部位有所取舍并行探索。

总体来看，驱动模块在技术上是当前人形机器人最复杂、成本占比最高的部分——据测算各类关节执行机构成本合计约占整机的40%。这也意味着驱动技术的进步（如性能提升和成本下降）将对人形机器人的整体商业化起决定性作用。

2. 上游产业链：关键零部件和材料环节。驱动模块上游包括电机和传动部件制造所需的核心材料及元件供应：

2.1 稀土永磁材料：高性能电机依赖强磁力密度的永磁体。钕铁硼（NdFeB）是目前效率最高的永磁材料，中国在稀土资源和NdFeB生产上占据主导地位。

图：稀土产业链

上游典型企业有中科三环、正海磁材、金力永磁等，它们为机器人无刷电机提供高性能永磁体。未来随着机器人用电机体积更小、力矩更大，对高矫顽力、耐高温的磁材需求增大，上游磁材企业有望受益。

2.2 高速轴承与精密加工件：机器人关节中的电机和减速器需要特种轴承支撑高速旋转及关节载荷。交叉滚子轴承等是关节减速器关键部件，国内厂商如万达轴承、苏轴股份等在精密轴承领域具备实力，部分产品已用于国产协作机器人。

另有坤博精工等提供精密齿轮毛坯、精锻科技提供高强度齿轮坯料，这些基础件为中游减速器的生产奠定了原材料和零件基础。

2.3 功率半导体与控制芯片：驱动系统的伺服控制需要功率器件和专用芯片支持。上游企业如士兰微、斯达半导提供IGBT/MOSFET等功率器件，用于电机驱动电路；国内新锐峰岹科技研发伺服控制SoC，可实现电机高精度驱动控制，被视为“机器人驱动大脑”。随着机器人电机数量激增，对高性能驱动芯片的需求量亦将大幅上升。

2.4 轻量化结构材料：为减轻关节重量、降低能耗，驱动模块上游还涉及轻质高强材料供应，如关节外壳采用镁合金或碳纤维，丝杠材料尝试钛合金以减重，工程塑料PEEK用于某些齿轮件以降低重量。

这些材料由专业厂商提供，如云海金属（镁合金）、吉林碳谷（碳纤维）等。在未来机器人关节对“功率密度/重量比”追求不断提升的大趋势下，新材料将扮演愈发重要的角色。

3. 中游产业链：关节驱动部件与模组制造环节。这一环节汇聚了将电机、减速器等零件整合为可安装于机器人本体的关节模组的各类厂商：

3.1 伺服电机及驱动器：伺服电机是关节驱动的动力源，中游有众多企业提供不同规格的电机产品。

图：伺服电机示意图

国内汇川技术（Inovance）依托工业自动化优势，开发了无框力矩电机等高扭矩密度产品，用于机器人大关节。鸣志电器深耕小型电机领域，其空心杯电机在体积小、响应快方面表现优异，适合机器人的手指关节等场景。

此外埃斯顿、伟创电气、雷赛智能等公司也提供机器人关节用伺服系统。驱动器方面，欣旺达等企业利用在电机控制上的经验，为机器人开发高功率密度的驱动放大器，使多电机协同控制更加精准。

3.2 精密减速器：减速传动是旋转关节的核心，中游这一细分由一批专业厂商组成。谐波减速器方面，国内绿的谐波（来福谐波）和中大力德已实现部分国产化替代，谐波减速器因轻量高精度，常用于机器人手臂和腕部。

图：谐波减速器的基本组成部分

RV减速器（摆线针轮）方面，双环传动依托汽车齿轮制造经验切入机器人领域，开发出用于大负载关节的摆线针轮减速器，随着2025年其海外工厂投产，公司机器人齿轮业务被视为新的业绩增长点。

图：摆线针轮减速器传动原理

此外福达股份、南通振康等也推出RV/摆线减速产品。行星减速器由于成本低，多用于机器人腰部和手指等处，代表企业有上海辛耘、伯朗特等。随着人形机器人对减速器需求量骤增且技术路线未收敛，这一环节百花齐放，各家均在研发更轻更强的新型传动方案。

图：行星减速器结构示意图

3.3 丝杠及线性驱动：在直线关节方面，中游涌现出恒立液压等新玩家。恒立液压作为液压领域龙头，近年来研发了高性能电动缸和滚珠丝杠技术，用于模拟人腿部膝关节的直线伸缩驱动。

其优势在于液压转型电驱，实现较大推力输出且控制精度高。公司微型丝杠还用于灵巧手指关节，实现紧凑的线性传动。同样地，科瑞技术等企业也推出直线模组产品，以满足特定关节如颈部、指节等直线驱动需求。

3.4 关节模组整合商：一些厂商直接面向机器人厂商提供“即插即用”的关节模组，即集成了电机+减速器+传感+控制的整体关节单元。优必选科技除了整机业务，也自研关节模组对外供应。初创企业灵足时代（小米系团队）专注于模块化机器人关节，强调通过材料和构型创新建立性能壁垒。

表：部分本体厂关节模组方案

这类模组厂商的出现，有助于下游企业快速集成机器人，降低造机门槛。目前国内多家主机厂的小批量交付机器人中，部分关节组件即来自第三方模组供应商。

4. 下游产业链：整机制造与系统集成环节。*驱动模块的下游直接对应各类机器人整机厂商：

4.1 人形机器人制造商：如特斯拉、小米、优必选、小鹏汽车、宇树科技、智元机器人等，都是关节驱动系统的最终用户。

这些公司通常会深度参与驱动方案选型，有的甚至自主开发关键驱动部件。例如特斯拉Optimus的关节设计同时采用了谐波和行星两类减速器组合，以兼顾精度与成本；还有优必选Walker系列机器人使用自研无框力矩电机关节，强化其平衡与稳定表现。

下游整机厂与中游供应商经常保持紧密合作、联合研发，以确保驱动模块性能满足整机需求。随着小鹏、米哈游等跨界玩家推出原型机，人形机器人下游阵营不断扩大，未来或将形成汽车系、科技系、创业系多股力量共驱产业前行。

4.2 传统机器人及自动化企业：一些工业机器人公司（如新松、埃斯顿等）也在关注人形机器人领域。这些公司具备现成的伺服系统和运动控制技术储备，正尝试将既有驱动技术延伸应用于人形机器人。例如新松依托其协作机器人关节技术，开发类人机器人产品；又如ABB等海外巨头虽然尚未推出人形机型，但已有与国内初创团队合作提供伺服电机和控制器的案例。

可以预见，传统机器人企业会成为人形机器人驱动模块重要的潜在下游客户或合作伙伴，推动技术扩散与成熟。

4.3 特定行业应用商：当驱动模块技术趋于稳定后，安防、物流、医疗等行业的设备也可能成为下游。比如安防机器人需要高机动关节驱动实现巡逻动作，物流机器人需要灵巧手爪和移动底盘协同。这类行业玩家虽不造机器人本体，但会采购驱动模块进行功能集成，为特定场景打造改装版人形机器人，从而进一步拉动驱动供应链需求。

5. 发展趋势：驱动模块作为人形机器人的性能中枢，正沿着高集成度、高功率密度、低成本化的方向加速演进。

首先在技术路线层面，当前旋转与直线驱动并存的局面预计将继续：旋转关节方面，各类减速器方案还在百花齐放，新兴的摆线针轮减速器凭借扭矩大、噪音低、体积小等优势，有望在机器人腰、髋等大关节获得更多应用；而直线驱动方面，随着滚柱丝杠等技术工艺改进，直线电缸的推力密度和寿命提升，未来可在膝关节等位置与液压技术竞争。

第二，无框力矩电机和空心杯电机等新型电机将在机器人关节中广泛采用。这类电机省去外壳或铁芯，具有重量轻、扭矩输出大等优点。据浙商证券研报，无框力矩电机单机价值在机器人核心部件中占比最大，随着人形机器人升级，对大扭矩、轻量化力矩电机需求旺盛。国内企业鸣志电器、江苏雷利等在该领域已有布局，有望分享红利。

第三，国产替代和规模效应将推动成本下行。当前机器人用高精度伺服系统价格高昂，多被国外厂商垄断，但国内厂商凭借供应链和性价比优势，正在加速切入这一市场。特别是特斯拉等大客户对低成本供应链的偏好，为中国电机与减速器企业提供了绝佳机会。

根据国盛证券测算，若人形机器人年销量达到100万台，按单台约40台电机、每台电机均价1200元计算，则单机电机价值约4.8万元，总计将带来480亿元人民币的电机市场增量空间。

这一规模几乎相当于当前全球机器人电机市场的数倍扩容，足以吸引更多资本和企业投入驱动模块产业链。

最后，材料与工艺进步将持续为驱动模块“强筋壮骨”。包括更高强度齿轮材料、更耐热的绝缘材料、新型润滑涂层以及3D打印在复杂零件制造上的应用，都将提高关节驱动的性能寿命比。尤其轻质材料的大量应用，可有效降低机器人能耗。

例如未来关节减速器壳体可能全面采用碳纤维或镁合金，比传统钢材减重数成倍。综上，驱动模块正朝着更强、更轻、更便宜的目标迈进。在经历当前的多方案并行探索后，行业有望逐步沉淀出主流技术路径，实现标准化生产，驱动成本有望从当前整机成本40%降至更可控范围，为人形机器人大规模商业化扫清障碍。

三、传感器模块

1. 行业简介：传感器是人形机器人与外界交互的关键桥梁，堪称机器人的“五官”和“神经系统”。视觉摄像头让机器人拥有“眼睛”，麦克风充当“耳朵”，力觉和触觉传感器赋予其“皮肤”触感，惯性传感器（IMU）类似于前庭系统帮助维持平衡。

人形机器人要在非结构化环境中自主行动，必须依赖多模态传感器融合来感知周围环境和自身状态。

典型的人形机器人传感配置包括：立体视觉/深度相机用于环境建模，六维力传感器安装在手腕和脚踝感知受力，关节力矩传感器分布于各关节监测扭矩，电子皮肤/触觉阵列覆盖手掌等部位检测接触，IMU组合导航仪嵌于机身感知姿态。此外还有超声波传感器、雷达等辅助感知特定信息。

以常见方案估计，一台人形机器人全身搭载30个以上各类力传感器，以及多达数十个视觉、声音、惯性等传感单元，总传感器价值量可占整机BOM的15~30%。如此高的传感器配备，使机器人能够实现动态平衡、避障导航、精细操作和人机交互等复杂功能。比如在近日举办的人形机器人运动会上，多台参赛机器人正是凭借全身传感器协同，实现了跑步、跳跃等高难度动作。可以说，没有强大的传感器系统，人形机器人就如同失去感官的人类，难以真正做到智能自主。

2. 上游产业链：敏感元件与芯片环节。传感器模块上游由各类传感器芯片和敏感材料供应：

2.1 成像器件：机器人的“眼睛”——摄像头依赖CMOS图像传感器（CIS）芯片。全球高端CIS市场长期被索尼、豪威科技（OmniVision）等垄断，但中国企业韦尔股份（豪威）、思特威等近年快速发展，能够提供高像素的图像传感芯片，部分产品开始用于机器人视觉。镜头光学组件由舜宇光学等供应，红外深度相机所需的VCSEL激光发射器则来自厂商如长光华芯等。

2.2 MEMS传感器：机器人众多传感器（如加速度计、陀螺仪、麦克风阵列、压力传感单元等）都基于MEMS技术。国际巨头博世、德州仪器等占据高端MEMS市场的大头。

国内如歌尔微电子、中电科（CETC）下属院所近年来加大投入，成功研制出高精度陀螺、压力传感芯片，用于机器人IMU和触觉传感，正逐步实现进口替代。

2.3 敏感材料与元件：六维力传感器依赖应变片、电阻应变计等敏感元件，将机械力转换为电信号。上游提供高稳定性应变片的如柯力传感等公司，其在应变计材料和封装上有核心技术积累。

另外，电子皮肤所需的柔性传感材料，如压电薄膜、导电高分子、石墨烯涂层等，也是上游研发热点领域，诞生了清华柔性电子团队等一批科研力量，部分成果开始产业化。在超声波传感器方面，敏芯股份等提供MEMS麦克风芯片满足机器人的听觉需求。

随着机器人传感需求激增，上游芯片和材料企业将针对机器人体积小、功耗低、高可靠的特点，开发更多定制化传感元件。

3. 中游产业链：传感器制造与模组集成环节。这一环节聚集了将上游芯片封装、组合成可供机器人使用的各类传感器产品的厂商，可按不同传感类型分类：

3.1 视觉传感器模块：包括摄像头模组和3D视觉传感器。中游厂商如舜宇科技为机器人提供集成镜头、CIS芯片和图像处理的摄像头模组，具备高宽动态范围和弱光性能，满足机器人室内外视觉要求。

奥比中光、华为智能视觉等公司则推出结构光/TOF深度摄像头，能够获取环境的3D点云信息，实现机器人的空间感知和目标识别。部分机器人还配置激光雷达（LiDAR）作为辅助导航眼睛，国内领先的禾赛科技、速腾聚创等已推出小型化、低成本激光雷达传感器，为机器人提供360°激光测距能力。如小鹏汽车研发的机器人Iron配备了鹰眼视觉系统和激光雷达，实现720°无死角环境感知，能准确识别车辆、行人并自主避障。

3.2 力觉与触觉传感器：这是人形机器人实现平衡和精细操作的关键传感器。六维力传感器一般安装在机器人四肢末端，用于测量来自x、y、z轴的力和力矩。该领域涌现多家创新公司：蓝点触控作为国内六维力传感器先行者，产品已批量装配于小米机器人、智元机器人、ABB等客户机型，2023年六维力传感器出货量比前年大增，达到去年全年的数倍。

图：2020-2030年中国六维力传感器整体市场出货量规模（台）

坤维科技专注六维力传感器开发，近两年已与国内头部人形机器人企业建立合作，部分传感器产品成功量产。

通过技术改进和规模生产，这些国产六维力传感器的成本大幅下降——过去进口产品单价十万元，而如今国产方案已降至每套数百元，极大推动了传感器的普及。

关节力矩传感器则分布于各旋转关节，用于测量电机输出扭矩，实现关节柔顺控制。国内厂商多采用应变计方案研制力矩传感器，东华测试近期定增投入六维力/力矩传感器的量产，表明资本市场对这一领域的重视。

此外，Parsunni帕西尼等创业公司聚焦机器人触觉传感，其微型压力传感器阵列可嵌入类皮肤，实现对接触物体重量、形状的精确感知。

Parsunni通过优化架构和扩大生产，大幅降低了电子皮肤成本，已在服务机器人手爪上商用落地。

随着电子皮肤材料和工艺进步，机器人触觉精度和耐用性不断提高。

3.3 惯性和其他传感器：惯性测量单元（IMU）由加速度计、陀螺仪组合，可实时感知机器人姿态和运动，加在机器人“大脑”用于平衡控制。

中游如中星微、华航电子等提供高精度IMU模块，部分产品达到战术级精度，确保机器人在行走、转弯时动态平衡稳定。其他还有如超声波/红外距离传感器模块，用于辅助近距离避障；环境传感器（温湿度、烟雾等）在特种机器人中应用。

总体而言，中游传感器厂商通过不断改进封装、标定和算法，使各类传感器模块满足人形机器人的严格要求，并提供易于整合的接口和解决方案。传感器企业也积极参加机器人展会，加强与本体厂商对接合作。

4. 下游产业链：机器人整机集成与应用环节。传感器模块的下游主要就是各人形机器人本体厂商和相关应用场景方：

4.1 人形机器人本体厂商：所有类人机器人公司都是传感器的直接采购者和集成者。他们通常会指定关键传感器供应商并深度定制。例如，优必选的Walker机器人采用自研视觉+雷达融合方案用于室内导航；宇树科技在人形机器人H1上配备了多模态传感套件，其研发团队甚至开源了跨多机器人本体的世界模型，用以提升传感与控制的协同。

小米的人形机器人原型CyberOne号称拥有高度灵敏的环境感知系统，据悉核心即包括蓝点触控提供的力传感器组件。再如北京人形机器人创新中心推出的“天工Ultra”机器人，搭载了RGB摄像机+IMU+激光雷达全自主导航系统，在2025世界机器人运动会上实现了100米跑21.5秒、1500米全程无遥控自主奔跑的佳绩。

这些成功案例充分证明，下游厂商对高性能传感器的强烈需求以及国产传感器的逐步成熟。可以预见，随着人形机器人加速落地，下游厂商将继续与传感器企业紧密合作，共同开发更灵敏可靠的传感解决方案。

4.2 应用场景端企业：在机器人终端应用领域，一些行业用户也对特定传感器有需求。如安防巡逻机器人运营商可能额外选配高分辨率热成像仪，以增强夜间巡逻能力；养老护理机器人方案商则关注生命体征传感器（如心率、血压监测）与机器人整合。

这些应用侧的特殊需求会传导至上游定制开发，丰富传感器模块的下游生态。此外，随着机器人走入家庭，个人消费者对于机器人的安全传感也有要求，如配备碰撞传感器确保与人接触安全、语音识别麦克风保证人机交互体验等。这些都属于传感器模块在终端应用的延伸，对应着不同的下游市场参与者。

5. 发展趋势：人形机器人传感器市场正处于爆发前夜，未来几年将呈现规模高速扩大、技术加速演进的态势。

据高工产研预测，到2024年中国人形机器人传感器市场规模将达近20亿元，并在2030年攀升至500亿元以上，年均增速超60%。

其中六维力传感器和关节力矩传感器将是增长最迅猛的细分领域：六维力传感器单机需求约4只，预计2030年市场规模占比超40%，成为传感器中的“刚需”部件；而力矩传感器作为实现关节柔顺控制的核心，其技术突破会显著提高机器人的操作能力，需求量也将随每个关节配置而直线上升。

成本下降与国产替代将是传感器发展的主旋律。当前高精度视觉、力觉传感器价格仍较高，部分核心组件依赖进口，但随着国内企业技术攻关和产能爬坡，六维力传感器国产化率已从4年前的19%提高到2024年的57.8%，价格也降至进口产品的一半以下。

可以预期在两三年内，机器人主要传感器元件将实现自主供应，成本有望随着量产进一步降至大众可接受水平。

技术方面，传感器小型化、一体化趋势明显：多传感器融合模组逐渐涌现，如将摄像头、雷达、超声等集成，减少体积和校准误差；传感器内部也在朝芯片级封装迈进，以提高可靠性和一致性。同时，为满足机器人实时控制，多传感器时钟同步和低延迟数据总线将成为研究重点，以避免传感器信息滞后导致动作偏差。

电子皮肤等触觉技术虽然目前在一致性、标定等方面有工程化难点，但业界正通过新材料和工艺改进逐步克服，触觉阵列的大规模制造和标定标准也在探索中。

在资本层面，传感器领域融资热度高涨，大额投资案例频现。2023年以来，蓝点触控、坤维科技等头部创业公司先后完成亿元级融资，产业基金和顶级VC竞相布局电子皮肤、六维力传感、高性能IMU等赛道。

政府亦通过机器人产业基金对传感器环节予以支持，深圳、合肥等地的百亿基金明确将传感器列为重点投向。这将加速行业整合，促使资源向具备原创技术、能解决工程化痛点的传感器企业集中。

综上，传感器模块正迎来需求暴涨和技术跨越的窗口期。在产业上下游合力攻关下，传感器的成本、性能和融合水平都将迈上新台阶，为人形机器人装上更敏锐的“智慧五官”，赋能其走向更广阔的应用舞台。

四、腱绳传动模块

1. 行业简介：腱绳传动是一种仿生驱动技术，可类比为机器人的“肌腱”——通过柔性绳索的拉伸/松弛来驱动关节运动。

在人形机器人中，腱绳主要应用于灵巧手等精细部位：细如渔线的高强度腱绳连接着指节和驱动电机，电机旋转即可牵拉绳索实现手指的弯曲伸展。这种方案类似人手的肌腱牵引骨骼，能够大幅减轻手部重量（电机可后置于前臂，由细绳传力到指关节），同时提供平滑柔顺的控制特性，是提升机器人手部灵巧度的重要途径。

腱绳材料通常采用超高强度的柔性纤维绳，如超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）或PBO纤维等，其单位重量强度是钢丝的数倍且具备良好柔韧性，能够胜任反复弯曲和高负载牵引。

相比传统的连杆齿轮机构，腱绳传动具有轻量化、高强度和高柔性等独特优势，在机器人灵巧手等关键部件中已成为不可或缺的传动模式。

目前腱绳传动主要用于机器人手指、腕部等精细结构，但业内预计这一方案有望拓展至其他关键关节部位（如四肢关节）来减轻末端重量。

随着人形机器人向更高仿真度发展，腱绳这种仿生传动正受到业界高度关注，被认为拥有巨大的应用空间。

2. 上游产业链：高性能腱绳材料环节。腱绳模块上游集中于特殊纤维材料和线材的供应：

2.1 高强度纤维：制造腱绳的核心是具备超高拉伸强度和耐疲劳性的纤维。UHMWPE纤维（商品名如Dyneema）是目前强度重量比最高的纤维之一，广泛用于防弹衣和特种绳索，非常适合机器人腱绳需求。

中国厂商如烟台泰和新材具备UHMWPE纤维量产能力，一些军工材料企业也在布局该领域。

另一种新锐纤维是PBO纤维（聚苯并二噁唑纤维，商品名Zylon），其强度和模量甚至超过芳纶，被视为下一代超强纤维材料。

国内对PBO的研发起步较晚，但企业如吉林化纤、中简科技等正开展试制。长江证券特别指出应关注UHMWPE和PBO全产业链的投资机会，可见上游材料环节潜藏巨大增长潜力。

2.2 特种金属线材：除了高分子纤维，某些腱绳还会采用金属丝束增加刚性和寿命。如钨丝具有极高的抗拉强度和耐磨性，将多股细钨丝与高分子纤维复合可制成“金属筋腱”。

上游的钨材供应商如章源钨业、中钨高新提供高纯度钨丝原料。还有不锈钢微丝绳过去在工业机器人柔性手腕上有应用经验，这些传统金属线材厂商（如宝钢特钢等）也可能受益于新需求。

2.3 树脂涂层与编织技术：腱绳通常需要涂覆特种树脂增加耐磨性，并采用多股编织提升柔韧度。提供高性能涂层树脂（如氟涂层、硅烷偶联剂）的上游化工企业，以及生产精密编织设备的企业，也属于腱绳传动材料环节的一部分。

随着机器人腱绳对耐磨、耐疲劳、抗环境性能要求提升，上游材料配方和加工工艺将不断改良，为下游提供性能卓越的“机械肌腱”。

3. 中游产业链：腱绳制品制造与传动组件集成环节。该环节由将上游材料加工成腱绳成品并集成到传动部件中的企业组成：

3.1 腱绳制品生产：国内已有公司成功研制用于人形机器人的专用腱绳。南山智尚作为高性能纤维企业，表示其机器人灵巧手用腱绳产品已进入持续研发和小批量供货阶段，获得了部分机器人厂商订单。

这表明传统纺织材料公司正切入机器人细分，利用其纤维加工优势生产定制腱绳。与此同时，高测股份开发出复合金属腱绳新产品，在2023年实现了面向人形机器人灵巧手的小批量供货。

高测股份主推的复合钨丝腱绳具有极小的弯折半径，独特的分子结构设计带来卓越的耐磨耐疲劳性能，为腱绳驱动方案提供了更可靠耐久的选项。

目前该产品已进入多家机器人企业试用，并与国内头部企业开展深入研发合作，客户反响积极。由此可见，中游企业正通过材料复合创新和工艺改进，不断提高腱绳制品的性能指标。

3.2 传动组件集成：腱绳本身需要与电机、滑轮等组件组合成完整的传动机构。部分机器人传动部件厂商开始提供腱绳驱动单元。比如有厂商推出预装好的腱绳卷绕轮组件，方便集成到机器人手指模块中。

还有机械公司研发微型张紧器，可自动调整腱绳松紧度以补偿磨损和温度变化。这些细分产品提高了腱绳传动的稳定性和易用性。值得一提的是，一些曾服务于航天、医疗器械领域的精密机构企业，具备微型绞盘、张力控制的技术积累，也开始涉足机器人腱绳传动组件的开发。随着经验积累，中游有望形成标准化的腱绳传动部件供应，降低下游集成难度。

4. 下游产业链：机器人整机及末端执行应用环节。腱绳传动的下游应用目前集中在机器人末端执行器（尤其是灵巧手）制造商：

4.1 人形机器人及灵巧手厂商：凡是追求高灵巧度的机器人五指手，大多采用腱绳驱动方案。

目前优必选、智源机器人、哈工现代等公司的类人手部均使用了不同形式的腱绳传动，以实现接近人手的轻巧灵活。特斯拉Optimus的人手也采用了类似钢索/腱绳的驱动机制（官方专利资料显示其手指通过柔性牵引元件驱动），从而在较小手部空间内实现20个自由度的手指灵活运动。

Shadow Robot等国外先进机器人手厂商更是完全基于腱绳拉索设计，这些公司也可能成为国内腱绳材料和组件的潜在客户。随着更多厂商推出人形机器人的灵巧手臂、手爪，腱绳的使用将十分普遍——业内甚至有共识：“没有腱绳，机器人的精细灵巧操作几乎不可能”。

4.2 特种机器人与仿生器械：腱绳传动还在一些仿生机器人和可穿戴装置中应用。例如仿人仿生的机器义手、外骨骼机器人中，为减轻佩戴重量也大量采用腱绳牵引驱动。

医疗手术机器人中的微创手术夹持器，也使用腱绳传动以实现细长手术器械的灵活运动。这些下游应用虽然规模不如人形机器人，但对腱绳的性能要求更高（如医疗领域要求可高温灭菌、长时间无疲劳），也反过来促进了材料和设计的提升。

5. 发展趋势：腱绳传动作为机器人领域的新兴技术，有望在未来几年迎来快速发展和广泛应用。

第一，技术成熟度提升将使腱绳更加可靠耐用。当前纤维腱绳的使用寿命和一致性还有提升空间，通过改进涂层、防疲劳编织结构等手段，腱绳的耐用性正不断提高。

如高测的复合钨丝腱绳就是通过材料复合创新，大幅提升了耐磨和抗疲劳性能，实现长时间工作不断裂。

可以预见，未来腱绳传动的平均无故障工作周期（MTBF）将逼近甚至超过传统齿轮机构，彻底打消下游对其可靠性的顾虑。

第二，应用范围拓展是大势所趋。目前腱绳主要用于手部，长江证券研报指出未来有望扩展到机器人其他关键关节。

比如在膝关节使用粗直径腱绳配合弹簧，可减轻小腿的电机负担；在腰部使用卷绕钢索亦可减少复杂减速器。尤其当材料强度进一步提高后，在全身更多关节采用腱绳将成为可能，从而实现“肌肉在躯干、腱绳连四肢”的人形仿生结构，大幅提升运动效率。

第三，标准和产业链雏形形成。目前腱绳传动还缺乏行业标准，产品规格各异。随着头部企业涉足并小批量出货，一些共性规格（如直径、伸长率、最大载荷等）将逐步统一，利于批量制造和互换。南山智尚、高测股份等上市公司的进入，为腱绳传动建立了从材料到制品的初步产业链，预计更多传统纤维和线缆企业会跟进投入，整个链条的配套将趋于完善。

在投资者眼中，腱绳传动已经成为机器人行业的焦点亮点，相关公司获得市场高度关注。

最后，从市场规模看，假设2030年全球有百万台人形机器人，其中70%-80%采用腱绳传动，每台机器人用20-30根腱绳，则需要千万根量级的高性能腱绳供应。按单根成本数十元计，腱绳及材料市场规模可达数十亿元，加上下游灵巧手和关节模组更广泛的商业化，其带动的超高分子量聚乙烯纤维、PBO等材料市场前景也非常可观。

综上，腱绳传动正从科幻走向现实——伴随人工智能与机器人技术飞速发展，这种源自仿生灵感的传动方案将发挥越来越大的作用，为人形机器人的灵巧性和轻量化提供革命性支持。