摘要：近日，中国政府网发布了一部名为《机器人群侠传》的视频，全面展示了我国在机器人领域的前沿成果。视频中呈现了包括“黑豹2.0”四足机器人、宇树科技Unitree B2-W机器狗、凯尔达、星动纪元、众擎等不同型号的人形机器人，并在结尾强调了科技创新对新质生产力发展的
近日，中国政府网发布了一部名为《机器人群侠传》的视频，全面展示了我国在机器人领域的前沿成果。视频中呈现了包括“黑豹2.0”四足机器人、宇树科技Unitree B2-W机器狗、凯尔达、星动纪元、众擎等不同型号的人形机器人，并在结尾强调了科技创新对新质生产力发展的引领作用。橡胶制品密封圈
当前，国内人形机器人领域呈现出群雄并起的态势，优必选、宇树科技、智元机器人、傅立叶智能、小鹏、小米等众多厂商纷纷崭露头角，形成了百家争鸣的局面。
国内人形机器人产业的快速发展，得益于产业链进程的全面提速以及特斯拉人形机器人量产节点的临近，这为产业链各环节带来了加速国产化的机遇。汽车常用橡胶硅胶配件
人形机器人零部件概览
以特斯拉人形机器人Optimus为例，其量产BOM成本中，运动系统成本占比最高，超过70%。运动系统主要包括线性执行器、旋转执行器和灵巧手。其中，灵巧手是人形机器人最重要的末端执行器，占比约32%。它模仿人类手部结构和功能，是实现机器人与环境交互的关键部件，主要用于物体的灵活抓取和精细操作。
从结构上看，灵巧手的核心设计要素包括驱动、传动和传感，由手掌、手腕、手指、关节、驱动器、传感器等部分组成，核心零部件涵盖空心杯电机、微型丝杠、腱绳、力矩传感器、触觉传感器以及灵巧手总成等。特斯拉Gen 3共有22个自由度。汽车后桥橡胶硅胶配件厂家
线性执行器和旋转执行器是运动系统的两大核心部件。线性执行器将旋转运动转换为直线运动，或直接产生直线运动，应用于人形机器人的腕、肘、膝、踝等关节以及手臂伸展、腿部移动等部件。旋转执行器则用于机器人的肩、髋等关节以及手臂旋转、头部转动等部位。连接器硅橡胶零配件定制厂家
两者的共同点在于动力来源（无框力矩电机）和传感器（编码器、力矩传感器），不同之处在于传动机构，线性执行器采用行星滚柱丝杠，旋转执行器采用减速器。线性执行器的核心零部件包括无框力矩电机、滚柱丝杠、传感器、轴承等；旋转执行器的核心零部件则包括无框力矩电机、减速器、传感器、轴承等。广东厂家定制储能产业橡胶硅胶配件
人形机器人不同执行器零部件构成图示：
资料来源：特斯拉AI Day
01 减速器
减速器是连接电机与转动装置的关键部件，能够降低转速并增大扭矩，是人形机器人中价值占比较高的核心精密零部件之一，可类比于汽车的变速箱。根据应用场景，人形机器人减速器主要分为谐波减速器、精密行星减速器和RV减速器三类。东莞厂家定制厨房卫浴电器橡胶硅胶配件
不同减速器因其特性适用于不同部位。在人形机器人的关节部位，如肘关节、腕关节等，谐波减速器因其体积小、重量轻、传动比大等特点，常被用于需要精细操作的部位。行星减速器等类型则被集成于伺服电机、步进电机等执行机构中，实现更紧凑高效的传动系统。对于负载较大的关节部位，如腿部、腰部和肘部等，RV减速器因具有较高的承载能力和稳定性而被广泛采用。橡胶产品采购
特斯拉关节执行器分布图示：
谐波减速器
以特斯拉Optimus Gen2为例，其旋转关节均采用谐波减速器，整体大约需要14个。谐波减速器具有高精度、高扭矩和小型化的特点，由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成。柔轮是谐波减速器的核心部件，其外齿与刚轮内齿不断进行啮入、啮合、啮出和脱开的往复循环。目前，柔轮材料大多依赖从国外进口，如40CrMoNiA、40CrA等。橡胶密封圈规格表
国内厂商翔楼新材料在精密冷轧和热处理领域核心技术领先，是国内唯一一家通过绿的谐波产品检验并进入验厂环节的柔轮材料供应商。长盛轴承的谐波减速器专利中，柔轮部分采用了金属杯环和注塑壳的组合结构，既保证了柔轮的强度和刚度，又降低了制造成本。
刚轮多采用球墨铸铁制造，具有良好的韧性和耐磨性。波发生器由柔性轴承与椭圆形凸轮组成，目前国内谐波减速器厂商已加速轴承的国产化进程。例如，绿的谐波的谐波减速器用轴承以自产为主，外购轴承主要为特定型号的深沟球轴承。五洲新春拥有日本阪村与瑞士哈特贝尔的高速镦锻机，适合大批量生产深沟球轴承。
从行业壁垒来看，谐波减速器方案需用到力矩传感器做力控，结构和成本更加复杂，且数理模型、齿形设计和材料加工壁垒高。国内厂商绿的谐波的核心团队自2003年开始研究谐波减速器，率先打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域的垄断，建立起自身的技术壁垒，并已拓展至机电一体化等产品，与埃斯顿、新时达、三花智控等众多厂商合作。阻尼密封橡胶硅胶材料
据公开资料显示，汉宇集团的控股子公司同川科技、中大力德、斯菱股份、国茂股份、丰立智能、大族激光旗下子公司杉川谐波、昊志机电、瑞迪智驱、美的集团子公司极亚精机、中鼎股份、蓝黛科技、福达股份等众多厂商也有谐波减速器布局。
行业发展趋势显示，减速器正呈现微型化、一体化的发展趋势，微型谐波减速器降本后有望应用于灵巧手。全球谐波减速器龙头哈默纳科和国内绿的谐波等领先企业正在加码微型谐波减速器的相关研发。橡胶耐磨产品
行星减速器
精密行星减速器主要为人形机器人的关节提供动力支持。单级传动比一般在10以内，通常行星减速器在1~3级范围内，微型行星减速器可以做到5级。全球主要厂商包括日本新宝、德国纽卡特、德国威腾斯坦等。国内精密行星减速器厂家有科峰智能、纽氏达特等。国内同时具备行星和谐波减速器制造能力、通过滚插路线能够实现大规模量产降本的供应链企业代表厂商包括绿的谐波、中大力德、丰立智能等。此外，兆威机电、鼎智科技、精锻科技、豪能股份、江南奕帆等也在该领域有所布局。氯丁橡胶垫圈
RV减速器
RV减速器的结构和制造工艺复杂，相较于谐波减速器具有更高的技术和投资门槛。市场格局方面，RV减速器相对集中，两大龙头占据超过一半市场份额。
国产RV减速器已实现初步的国产替代，除双环传动外，珠海飞马、智同科技、中大力德、南通振康、秦川机床、六环传动、泰隆集团、斯微特等也是该领域具有实力的厂商，且具备大负载机器人减速器的定制化能力。巨轮智能、苏轴股份、埃夫特、钱江机器人等一些厂商在该领域也有所布局。T形橡胶密封圈
02 丝杠
在人形机器人中，丝杠是将旋转运动转换为直线运动的核心部件。特斯拉人形机器人的迭代中，丝杠用量的增加是一个显著的边际变化。特斯拉Gen3灵巧手采用“腱绳+丝杠”的传动方案，以及“电机+微型丝杠”的主动关节方案。
行星滚柱丝杠
行星滚柱丝杠是人形机器人环节中的高价值和高壁垒环节。相较于传统的滚珠丝杠，行星滚柱丝杠的特点在于其使用了含螺纹的多个滚柱体，从而提高了承载能力。
特斯拉人形机器人Optimus的行星滚柱丝杠全球仅有两家供应商，分别是德国舍弗勒和新剑传动。目前国内近百家人形机器人企业中，使用丝杠方案的厂商非常少，行业渗透率有望大幅提升。丝杠供应链国内替代头部厂商包括新剑传动、南京工艺等。
2024年12月，新剑传动年产100万台人形机器人及汽车行星滚柱丝杠产业化项目开工，成为全球第一家公布大规模量产的企业。南京工艺国产行星丝杠市场份额位列国产厂商第一，拥有国内规格最全的精密滚动功能部件产业化基地。公开资料显示，国内相关企业中包括五洲新春、双林股份、北特科技、恒立液压、震裕科技、贝斯特、鼎智科技（江苏雷利子公司）、博特精工、斯菱股份等也在加码布局行星丝杠环节。
丝杠加工设备
当前丝杠工艺主要采用车削+磨削结合，行业趋势显示“以车代磨”趋势显著，多家丝杠公司开始采用车削工艺提高加工效率。
公开资料显示，浙海德曼等企业具备与国外同行竞争的实力，在丝杠加工方案中取得重要进展；秦川机床在数控磨床、滚珠丝杠等均有布局，其汉江机床子公司通过募投滚柱丝杆项目进一步提升产能；日发精机研发的数控螺纹磨床是丝杠加工的核心设备，已与部分客户达成战略合作。
03 腱绳
特斯拉人形机器人第三代灵巧手模型采用“线性执行器模块+腱绳模块”，线性执行器从Gen 2的手掌转移到Gen 3的手臂，使手掌体积更小。腱绳传动系统的工作原理如下图所示。
灵巧手腱绳材料主要包括高分子材料和不锈钢材料。高分子材料（超高分子量聚乙烯纤维/UHMWPE）综合性能相对较强，应用更多，但成本相对较高。领先的材料供应商包括荷兰DSM、美国Honeywell等。不锈钢材料性能相对偏弱，但随着技术工艺的提升，有望广泛应用于机器人领域。公开资料显示，国内厂商大业股份、南山智尚、同益中、恒辉安防等厂商在相关材料领域有所布局。新能源电池橡胶橡胶密封
04 电机
电机是人形机器人的核心零部件之一，也是重点突破的核心技术之一。电机将电能转化为机械能，用于产生旋转运动或线性运动。按工作用途分类，电机分为驱动电机和控制电机。空心杯电机和无框力矩电机均属于控制电机分类。
空心杯电机：灵巧手核心部件
空心杯电机是灵巧手的关键部件之一，助力灵巧手完成弹钢琴或穿针引线等精细动作。空心杯电机技术含量高、生产难度大，核心技术壁垒集中在线圈绕组。
全球市场中，瑞士Maxon、德国Faulhaber、瑞士Portescap等处于行业第一梯队，并已大量申请相关专利技术。国内头部厂商包括鸣志电器、鼎智科技（江苏雷利子公司）、雷赛智能、禾川科技、兆威机电、拓邦股份等。新进入者的技术积累较浅，难以达到人形机器人领域的高效率等要求。橡胶密封圈的寿命
无框力矩电机：关节驱动电机
无框力矩电机常用于线性关节和旋转关节。特斯拉人形机器人Optimus的14个线性执行器和14个旋转执行器中都使用了无框力矩电机。其技术壁垒主要集中在磁路和工艺设计，需要一体化设计并集成到机器人关节内部，定制需求强，稳定量产难度大。
全球市场呈头部集中的格局，海外厂商科尔摩根、威腾斯坦、Maxon等是头部玩家。国内市场竞争格局分散，行业整体还处于起步阶段，市场参与者数量较少。国内头部厂商包括步科股份、雷赛智能等；主要布局厂商包括伟创电气、汇川技术、拓斯达、昊志机电、禾川科技、震裕科技、卧龙电驱、德马科技、德昌股份、微光股份、科力尔等。整体来看，该环节整体国产替代空间广阔。
05 传感器
传感器是人形机器人感知系统的重要元器件，主要有力/力矩传感器、触觉传感器、视觉传感器、编码器、惯性传感器等几大方向。特斯拉人形机器人中使用的传感器如下图所示。
触觉传感器
人形机器人对灵巧手的要求较高，触觉传感器是重要的增量方向。目前触觉传感器处于发展早期，市场主要由Canatu、Sensel、Flexpoint等海外企业主导。国内柔性触觉传感器相关布局厂商包括汉威科技、申昊科技、帕西尼感知、柯力传感、奥迪威、苏试试验、中科纳芯、墨现科技、康斯特、力感科技、钛深科技、福莱新材、日盈电子等。进口密封橡胶硅胶材料
六维力矩传感器
力矩传感器用于实时监测执行器的运行状态，为控制系统提供关键信息，确保机器人的动作精度。六维力传感器是维度最高的力觉传感器，能够提供最高维度的力觉信息，并给出最为全面和精准的力觉数据。该环节目前成本和壁垒都较高，可以批量化供应的企业较少。
未来整机厂可能通过算法等方式减少使用量，降本后有望打开空间。国内厂商包括宇立仪器、坤维科技、鑫精诚、蓝点触控、昊志机电、柯力传感、东华测试、海伯森、瑞尔特、安培龙等在该领域都有所布局。特斯拉人形机器人手腕和脚腕关节使用六维力传感器。
视觉传感器
机器视觉是人工智能最重要的前沿技术之一，其底层逻辑在于为机器植入“人眼与大脑”，使机器可代替人工对被检测物品进行测量与判断。
国内机器视觉行业以奥比中光、海康威视、大恒科技、天准科技、凌云光、奥普特等为代表的本土机器视觉厂商已在核心零部件技术与独立软件算法等方面进行大力投入。橡胶密封圈
惯性传感器
惯性传感器是人形机器人运控及导航的基础，按被测物理量划分，可分为加速度传感器（加速计）和角速度传感器（陀螺仪）。将加速度计与陀螺仪整合，可以得到惯性测量单元（IMU）。IMU能测量机器人的加速度与角速度，助力跟踪机器人姿势和运动状态。国内有华依科技等厂商在该领域有所布局。MEMS惯性传感器全球市场份额集中在霍尼韦尔、ADI等巨头手中，国内以芯动联科等为代表的高性能MEMS传感器有一定市占率。
06 轴承
轴承主要应用于旋转关节执行器关节连接（包括与减速器、电机等配合使用），常见的轴承类型包括角接触轴承、交叉滚子轴承等。
全球市场格局来看，德国舍弗勒主要生产滚针轴承及液压顶杆等，日本不二越主要生产中小型球轴承，NSK主要生产小型低噪音轴承，TIMKEN主要生产英制圆锥滚子轴承。橡胶产品硬度
国内高端轴承市场基本被全球八大轴承企业垄断，但本土企业正在加速突围。例如，五洲新春已成功研发机器人谐波减速器柔性薄壁轴承等；长盛轴承为宇树科技提供关节轴承和滑动轴承等核心零部件，并联合开发丝杠项目；光洋股份自研机器人减速器用交叉滚子轴承表面防腐镀黑铬技术；国机精工集中于高中端产品，人本股份、龙溪股份、万达轴承等也在各自技术领域有所发展。
此外，关节和灵巧手总成厂商三花智控、拓普集团、兆威机电等在人形机器人领域也具有强大的市场竞争力。
根据花旗银行11月发布的最新预测，到2050年，全球人形机器人市场规模将达7万亿美元，全球人形机器人数量将达到6.48亿台。加工橡胶产品
目前我国在机器人产业链的相关零部件企业数量逐渐增多，且技术和研发实力逐步提升。在主机厂降本诉求以及合作响应需求的推动下，国产替代趋势有望逐渐明晰。
从长期视角来看，特斯拉人形机器人量产在即，国内厂商布局加速，这将为国产机器人产业链带来更大的市场空间。
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来源：橡胶人生
