当前人形机器人量产临近，马斯克此前提出特斯拉人形机器人将在2025年实现小规模量产，市场预期供应链定点将在小规模量产前完成。

国内方面本土人形机器人产业链进展加速，包括华为等众多大厂将下一次人工智能机会锁定具身智能方向；宇树科技、智元科技、小鹏汽车等近期也不断更新人形机器人进展，行业加速进入里程碑节点。

人形机器人量产有望全面带动产业链上游核心零部件。

当前特斯拉Optimus硬件方案相对明确，全身包含28个执行器，分旋转执行器和线性执行器2大类型6种规格。其中旋转执行器采用“电机+精密减速器”结构，线性执行器采用“电机+滚柱丝杠结构”。

其中，减速器、传感器、电机、丝杠等高价值量零部件环节在Optimus的成本中占比较高，是具有较高价值的环节，值得重点关注。

在之前的文章中，我们也梳理过人形机器人关键材料：PEEK材料、人形机器人灵巧手核心零部件等相关环节。

01 空心杯电机

人形机器人手部关节空间狭小，需要具备一定承载力，空心杯电机是实现灵巧手功能的关键。

空心杯电机属于直流永磁的伺服电机，是一种微特电机（尺寸不超过40mm），具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性，技术先进性十分明显。

其最大的特点在于突破传统电机的转子结构，采用无铁芯转子。

无铁芯的转子结构能够彻底消除铁芯中存在的涡流，从而消除其带来的电能损耗。

此外，电机的重量和转动惯量大幅度降低，完美契合人形机器人对应手指关节轻量化、高精度等需求。

市场格局方面，海外的主要制造商包括瑞士MaxonMotor和德国Faulhaber等主导空心杯电机市场，国内企业正逐步突破量产壁垒。

空心杯电机的难点在于绕线工艺，目前国内许多厂商不具备自动绕线工艺。

根据公开资料显示，国内厂商江苏雷利具备自动绕线生产线，与鼎智科技合作共同研发绕线设备。江苏雷利8mm有刷空心杯和10mm无刷空心杯已经自研完成，且16mm空心杯电机已批量生产，供货于海外市场。部分线性传动产品在人形机器人领域送样并获得客户阶段性认可，目前未形成大批量订单。

鸣志电器在人形机器人应用领域专注于手掌模组及指模所用的控制电机模组的研发和制造，具备该类控制电机模组的核心研发与制造技术，目前已经向该领域头部客户提交了全套技术方案及样机，供客户作可靠性及实际应用的测试验证。

拓邦股份在空心杯电机目前已接到行业内客户需求；伟创电气针对人形机器人市场自主研发了10mm直流无刷空心杯电机系统，空心杯电动机模组产品已取得小批量订单。

根据特斯拉Optimus已公布的方案进行测算，Optimus每只灵巧手上都装有6个由空心杯电机驱动的空心杯关节，为灵巧手提供多达11个自由度，使其能够实现更加灵活的操作。

02 无框力矩电机

无框电机属于伺服电机的一种，是驱动人形机器人执行器工作的动力来源。

无框电机消除了传统电机的铁芯，结构紧凑小巧，可实现更高的功率密度，具有低能耗和低摩擦的特点。

Optimus执行器中电机结构拆解：

高效无框电机是人形机器人厂家的核心护城河，行业目前存在较高的技术壁垒，厂家多以自研电机为主，重研发轻制造，量产售卖厂家少。

全球市场呈头部集中的格局，无框力矩电机主要制造商包括科尔摩根（美国）、威腾斯坦（德国）、尼得科（日本）、派克汉尼汾（美国）、MAXONMOTOR（瑞士）等。

我国无框电机行业玩家少，集中度较高，头部企业占据市场主导地位。

根据公开信息显示，国内无框电机主要参与者包括步科股份、昊志机电、雷赛智能、伟创电气、禾川科技等。

此外，无框力矩电机的性能在很大程度上取决于其电机结构和编码器。

编码器影响电机运动控制功能，高端产品主依赖进口重要元件芯片、码盘的制作工艺难度较大，是国产化的主要壁垒。

市场格局方面，编码器市场长期被海外企业占据，例如海德汉、多摩川、雷尼绍等。据MIR数据，2023年多摩川和海德汉两家合计在我国市占率约42%。

我国本土领先供应商包括禹衡光学（奥普光电）、长春汇通（汇川技术）、宜科电子，苏州捷之硕等，其中禹衡光学在国内处于领先地位、技术水平能够和外资竞争，市占率约7.7%。

03 减速器

机器人领域使用的精密减速器包括RV减速器、谐波减速器、精密行星减速器、摆线针轮减速器、滤波减速器等。

人形机器人对减速器小型化和轻量化要求高，因此谐波和精密行星减速器最适配。

谐波减速器是旋转执行器的核心部件，在机器人小臂、腕部、手部等部位具有较大优势。

主要是由波发生器、柔轮、刚轮组成，其工作原理是利用波发生器使柔轮产生可控弹性变形，并与刚轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。

其具有单极传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作的优点。

竞争格局方面，海外代表厂商为日本哈默纳科、日本新宝，国内厂商绿的谐波率先打破国外垄断引领国产替代。国内实力较强的谐波减速器企业还包括来福谐波、福德机器人、大族传动、同川科技等。

精密行星减速器方面，国产高端精密行星减速器传动精度、传动效率、噪音等关键指标已达到国际先进水平，在部分领域实现了进口替代。

国内机器人厂商宇数科技-G1选择自研一体化执行器（减速器选用行星减速器），手部、腰部均选用行星减速器，整体大约需要37个行星减速器；傅利叶智能-FourierGR1选择自研一体化执行器（减速器选用行星减速器），单个灵巧手带有6个自由度，腿部和手臂分别有超过5个自由度，整体大约需要32个行星减速器。

精密行星减速器供给格局相对更分散，全球主要是日本新宝、纽卡特等国外巨头，国内科峰智能的市场份额约5%左右，中大力德、智同科技等也是精密行星减速器主要参与厂商。

此外，RV减速器有更高的刚性和扭矩承载能力，进而具有负载大、疲劳强度稳定、传动比范围大的特点。目前国内RV减速器生产规模较大的厂商主要有双环传动、中大力德、南通振康、秦川机床等，其中双环传动RV减速器市占率15.1%。

04 六维力传感器

六维力传感器是人形机器人传感器中价值量最高的部分。

与单维力传感器相比，多维力矩传感器除了要解决对所测力分量敏感的单调性、一致性问题外，还需解决因结构加工和工艺误差引起的维间干扰问题、动静态标定问题以及矢量运算中的解耦算法和电路实现等，对设备和材料要求较高，研发制造难度远高于单维力传感器。

整体来看，六维力传感器行业壁垒高，除了核心的技术复杂性和设备制造难度之外，还存在其他多方面的问题，如资金压力、行业标准等，以及上游生产的技术要求和下游市场的渠道问题对行业发展的限制。

六维力传感器当前市场规模较小，MIR 预测2026 年后有望出现爆发式增长。

特斯拉 Optimus 人形机器人中使用的传感器：

目前已使用六维力传感器的产品包括特斯拉Optimus、优必选WalkerX、达闼小紫XR-4等。

根据MIR数据，我国六维力传感器市场集中度较高，国内厂商宇立仪器、蓝点触控、坤维科技、海伯森、鑫精诚等是行业主要参与者，柯力传感、东华测试、昊志机电等近年来也在该领域加速布局。

05  柔性触觉传感器

触觉传感器在很大程度上取决于其是否具有柔性，因此柔性触觉传感器往往具有更高的价值。

柔性触觉传感器可以使机器人直接感知环境可使机器人直接感知环境。

特斯拉Optimus-Gen2灵巧手新方案共11个自由度，每根手指搭配触觉传感器，操作更加灵活，是相比上一代最大的边际变化之一。

市场格局方面，目前柔性触觉传感器技术由国外企业领先，全球范围内生产商主要包括Novasentis、Tekscan,Inc.等。国内柔性传感器主要应用于消费电子领域，人形机器人领域的应用目前尚处于验证和测试阶段，尚未实现大规模应用，主要布局厂商包括汉威科技、帕西尼、申昊科技、墨现科技、钛深科技等。

06 视觉传感器

视觉传感器作为人形机器人的“眼睛”，根据图像信息获取维度、处理数据类型的不同，可分为2D视觉与3D视觉。

2D视觉通过工业相机来获取平面图片，基于物体的平面特征进行分析，但无法获取空间坐标信息。

3D视觉能够采集视野内空间每个点位的三维坐标信息，通过算法获取三维立体成像，并分析出目标在空间中的位置、形状、体积、平面度等信息。

国内3D视觉感知行业由早期工业级向消费级拓展，产业链国产进程加速，领先布局企业包括奥比中光、海康威视、奥普特、凌云光、天准科技、矩子科技、中科慧眼等。

07  行星滚柱丝杠

丝杠是实现旋转运动与直线运动相互转化的传动机构，常见丝杠品类包括梯形螺纹丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠，性能逐一提升。

特斯拉Optimus机器人采用反向式行星滚柱丝杠方案，其具有结构紧凑、承载力大等优势，可用于线性执行器实现关节传动的精准控制，更好地帮助机器人执行复杂精细的任务。

行星滚柱丝杠主要由丝杠、滚柱、螺母、内齿圈、保持架和弹性挡圈组成，可以将丝杠旋转运动转变为螺母直线运动，主要用于人形机器人线性关节，可以提升腿部关节的扭矩密度。

行星滚柱丝杠有三大技术壁垒：原材料、工艺流程、生产设备。

全球代表性行星滚柱丝杠企业主要分布在德国、瑞士和瑞典，主要市场份额由Rollvis、GSA和Ewellix占据。

根据公开信息，目前已布局行星滚柱丝杠的主要企业有北特科技、恒立液压、贝斯特、双林股份、五洲新春、禾川科技、斯菱股份、新剑传动、南京工艺、鼎智科技、KGG等。

当前随着特斯拉人形机器人量产临近，国内外厂商也极加速入局，已经有众多人形机器人厂商发布了产品样机，领先厂家已经开始规模量产的规划，人形机器人产业正形成从加速过渡到扩张期，产业链各细分环节有望迎来百花齐放。乐晴智库精选