人形机器人产业链 及 上中下游企业梳理

发布时间:2025-08-26

人形机器人产业链图

一、上游核心零部件:技术壁垒最高的“心脏” 环节

人形机器人对零部件的轻量化、高扭矩、多模态感知要求远超传统工业机器人。

有研究表明,无框力矩电机、谐波减速器等国产化优势品牌进“T链”,短板环节近3年加速突破-空心杯电机、行星滚柱丝杠、六维力矩传感器等,2025有望破40%。

1. 驱动系统(价值占比约 35%) 

 

空心杯电机:无铁芯、转子呈空心杯形的微型电机,特点是轻量化、响应快、精度高;作用是为人形机器人手指、手腕等精细关节提供精准、快速的驱动,实现灵活抓握与细微动作控制。 

无框力矩电机:无外壳、定子转子直接集成的电机,优势是力矩大、结构紧凑;作用是为髋关节、膝关节等承重关节提供大扭矩驱动,支撑身体重量并实现关节大幅转动。 

谐波减速器:通过谐波齿轮形变传动的精密减速装置,特点是减速比大、精度高、体积小;作用是降低电机转速并放大扭矩,保证肩关节、肘关节等关节运动的精准度与稳定性。 

行星滚柱丝杠:以滚柱代替滚珠的传动部件,承载能力强、寿命长;作用是将电机旋转运动转为直线运动,为人形机器人腿部、腰部提供大负载直线驱动(如抬腿、弯腰)。 

碳纤维丝杠:用碳纤维材料制成的传动件,轻量化且强度高;作用是在手臂、手部等对重量敏感的部位实现运动转换,减少机身负载并提升运动灵活性。

 

2. 传感器系统(价值占比约 20%)

六维力矩传感器:能同时测量三维空间中力(X/Y/Z 轴)和力矩(绕 X/Y/Z 轴)的传感器;作用是感知机器人与物体 / 环境的交互力,如控制抓取力度、调整步态平衡(避免摔倒)、确保装配作业精准施力。

触觉传感器:模拟人类皮肤触觉,可检测压力、纹理、温度、滑动等接触信息的传感器;作用是让机器人识别物体软硬 / 形状、防止抓取时打滑(如抓鸡蛋不压碎)、实现人机交互时的安全接触(避免夹伤)。

3D 视觉:通过相机、激光等技术获取环境 / 物体三维空间信息(位置、尺寸、深度)的系统;作用是为机器人 “导航”(识别障碍物、规划路径)、定位目标物体(如抓取桌上水杯)、检测物体姿态(确保装配对齐)。

IMU(惯性测量单元):集成加速度计、陀螺仪(部分含磁力计),实时测量物体运动状态(加速度、角速度、姿态角度)的模块;作用是感知机器人自身姿态(如站立是否倾斜)、辅助步态控制(调整腿部运动幅度)、在无 GPS 场景下提供位置参考(如室内移动)。

 

3. 控制器与算力平台(价值占比约 15%)

高算力控制器:集成高性能芯片(如 GPU/TPU)、能快速处理海量数据的控制单元;作用是同步运行机器人的多模态感知(视觉、力觉等)、环境决策、运动规划等任务,确保实时响应(如避开突然出现的障碍物、调整步态平衡),是机器人的 “大脑中枢”。

运动控制算法:规划机器人关节运动轨迹、姿态平衡的数学逻辑与程序;作用是将“大脑” 的指令转化为具体动作(如双足行走时调整步幅、关节角度),确保运动平稳(如上下坡不摔倒)、精准(如手指抓握对准物体),是机器人的 “运动神经”。

 

4. 核心材料(价值占比约 15%)

PEEK 复合材料:以耐高温、高强度的 PEEK 树脂为基体,混入纤维(如玻璃纤维、碳纤维)增强的材料;作用是做人形机器人关节、骨架部件,既轻(比金属减重 40%)又耐磨损、耐 260℃高温,适配关节频繁运动与复杂工况,同时降低机身负载。

碳纤维增强塑料(CFRP):以极细的碳纤维为增强体、塑料为基体的材料;核心优势是强度高(比钢高 3 倍)且重量极轻(仅为钢的 1/4),作用是制造机器人机身、机械臂等承重部件,在保证结构稳固的同时大幅减重,提升运动灵活性与续航能力。

柔性电子皮肤:在柔性基底(如硅胶、薄膜)上集成传感单元的材料,能模拟人类皮肤感知压力、温度、纹理的功能;作用是贴合机器人指尖、关节等曲面部位,让机器人感知接触力度(如抓鸡蛋不压碎)、物体纹理(区分布料 / 金属),还能实现人机接触时的安全防护(如避免夹伤人体),适配非平整表面的触觉感知需求。

 

二、中游本体制造:系统集成与仿生设计的“灵魂” 环节

人形机器人整机出海加速,当前主流企业以设立海外销售主体为主,出海产品以服务/康复/教育机器人为主。例如:

 

优必选(09880HK)2015、2020年成立两家美国销售分公司,2019年成立研发公司。

傅利叶2019年与德国跑步机公司合作研发下肢步态,与苏黎世联邦理工大学合作探索康复机器人。

宇树2022、2025年设立2家香港子公司,计划辐射东南亚和欧洲。

开普勒2024年与新加坡SIMPPLE公司签署战协,共同探索人形机器人在安保巡逻及其他物业服务场景的联合创新,以及在亚太、澳洲和欧美等地区的推广。

 

人形机器人产业进程加速,2025年头部企业已提前达成百台~千台小批量产,预计2026开启行业量产元年、2027标杆企业商业化冲刺、2030步入商业化元年。 

(来自M2具身智能研究院)

按照传统业务基因可将全球人形机器人企业划分三类(全栈型、硬件型、软件型)。

评估指标:市场力(资金实力、场景落地进展、数据资产能力);产品力(大脑决策、上肢操作、下肢运控能力)。

(来自M2具身智能研究院)

全球典型企业2025量产进程,全栈型、硬件型企业相对领先,头部进入百台~千台阶段;软件型企业略缓,个别头部企业进入小批量试制阶段。

 

产品力突出区域以软件型企业居多,市场力突出区域由硬件型企业主导,全栈型均具备全方位的产品及市场力优势。

三、下游应用场景:从工业到民生的“落地” 环节

2025 世界人形机器人运动会上,人形机器人在智能决策、运动协作等关键领域的前沿成果得以充分呈现,不仅体现技术先进性,更验证了具身智能从实验室走向现实场景的可行性,为产业发展奠定技术基础。

 

1. 运动会竞技赛环节中,机器人参与 100 米、400 米、1500 米田径赛及跳高、跳远、足球等人类传统体育项目比拼,全面检验了其综合技术能力,随着技术持续提升,产业有望向规模化、竞技化的新阶段迈进。

 

2. 运动会专门设置场景赛,聚焦工厂、酒店、医院、仓储等实际场景,围绕药品分拣、迎宾清洁、物料搬运等具体操作展开,凸显落地场景将成为后续人形机器人产业发展的核心,为产业发展指明实践路径。

 

3. 人形机器人在工业、酒店、药房等多领域场景完成训练后,已具备进入实际场景开展工作的基础条件,有望尽快实现从场景训练到实际应用的跨越,进一步推动产业进入实用化发展新阶段。

 

人形机器人的核心价值在于替代人类完成复杂、危险或重复性任务,当前试用案例:

优必选Walker系列在车企工厂完成车门锁质检、安全带测试;智元机器人近百台进驻富临精工工厂试用。

银河通用机器人Galbot在医疗器械零售店上岗,150天完成数万订单,处理5000种商品。
 

人形机器人要真正实现大规模落地,还需克服不少挑战:成本与性价比,技术成熟与可靠性,行业生态与标准等方面。尽管挑战不少,但人形机器人在提升生产效率、应对劳动力短缺、完成危险作业、提供精准服务等方面价值显著。随着技术进步、成本下降及生态成熟,其应用深度和广度有望持续扩大。

关键词: 人形机器人产业链 及 上中下游企业梳理

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