近年来，人形机器人产业迎来了技术突破和市场爆发期，各大科技企业纷纷入局，人形机器人正在逐步从实验室走向商业化。

　　2025年被视为人形机器人的“量产元年”，行业格局正在重塑。在本篇文章中，我们将深度解析人形机器人技术发展，并重点剖析其核心零部件——关节系统的技术现状及未来趋势。

一、人形机器人

智能化与应用场景解析

　　1.人形机器人介绍

　　人形机器人属于智能机器人，具备人类外形特征和行动能力。其通过手臂和身体的协调完成功能，基于通用型算法和生成式AI，具备语义理解、人机交互、自主决策等能力。

　　人形机器人相比工业机器人拥有更高级的感知交互系统，包括传感模块和软件方面（导航技术、智能决策等）。

　　人形机器人与服务机器人相比拥有更强的通用性，每个关节受力更加复杂，对减速器负载和电机响应速度要求更高。

　　2.为什么要人形?

　　在不改变物理世界的情况下，如果想让机器人体现通用性、泛化性的话，做成类人的机器人最容易实现。｜

　　总结来看，人形机器人最容易适应人类的各种场景。

　　3.应用场景

人形机器人能在哪些场景落地?

根据运动控制能力需求强弱排序：

　　工业制造 < 商用服务 < 极端作业 < 家用服务，先工业场景应用，最终实现家庭服务应用。

　　在工业制造中，人形机器人会率先在精密装配和物料搬运等环节实现自动化作业；

　　在商用服务领域，如酒店、商场、教育服务等场所提供智能交互服务；部分场景如科研已有落地。

　　在极端作业领域，随着技术迭代，人形机器人将逐步进入灾害救援和极限环境作业等特种应用领域；

　　最终，随着技术和市场的成熟，人形机器人将进入家庭市场，承担陪伴、教育和家务等多种角色，满足家庭日常生活需求。

　

　4.市场规模与预测

　　随着人形机器人应用场景的不断扩大，全球和中国人形机器人市场规模将呈现爆发式增长。

　　全球人形机器人市场规模持续增长。根据《人形机器人产业研究报告》预测，2023年全球人形机器人市场规模约21.6亿美元。随着技术的进步，预计到2029年，全球人形机器人产业规模预期达324亿美元。

　　中国人形机器人2024年-2029年年复合增速将达93.6%，其中2024年中国人形机器人市场规模将达到27.6亿元；2026年达到103亿元；2029年达到750亿元，占世界总量的32.7%；到2035年，市场规模更有望达3000亿元。

　　5.发展历程

　　为什么会有爆发式增长?先看看过去几十年人形机器人的发展历程。

　　第一个阶段是 1969-1995 年，该阶段特征为缓慢静态行走，以日本本田 ASIMO 机器人的前身为代表；

　　第二个阶段是 1996-2015 年，此时是连续动态行走，研发过程中更多考虑到了机器人的质心惯量以及质心的加速度等因素；

　　第三个阶段是 2016-2020年，行业开始追求高动态运动性能，波士顿动力 ATLAS 机器人完成的高难度动作，成为这个阶段的标志性成果。

　　2021 年至今：迎来 AI 与机器人深度融合的新时代 。

　　思考：人形机器人有着几十年的发展历程，在特斯拉Optimus受到广泛关注之前，日本本田和美国波士顿都有人形机器人推出，但没有商业化量产，为什么呢?

　　成本居高不下：波士顿动力Atlas与本田 Asimo 的成本均达到了百万美元以上；

　　技术难点尚未完全攻克：如软件端不能适应复杂应用场景、交互能力差、运控平衡能力有待提升，硬件端续航能力不足、执行器的精度和功率密度/力矩密度仍需提升。

　　6.板块行情复盘

　　为什么2021年后，整个人形机器人市场活跃起来了?

　　总结来看，一个是特斯拉、Figure Ai及国内大厂的入局拉动了行业的热情，再一个是大模型的发展‌推动了人形机器人的智能化和商业化落地，为整个行业源源不断输入动力。

　　首次大涨：2021 年 3 月，马斯克在 AI Day 公布人形机器人设计方案，3 - 8 月板块累计涨约30%。

　　二次大涨：2022 年 5 - 8 月，特斯拉 AI Day 预热，板块累计涨约70%，9 月 Optimus 首次亮相后市场回调。

　　三次上涨：2023 年初至 4 月，AI 技术突破催化，板块累计涨 20%。

　　四次上涨：Optimus 升级迭代，带动相关板块上涨。

　　五次上涨：华为入局人形机器人，赛力斯发布机器人工程师招聘，刺激板块上行 ，涨幅约80%。

　　6.1.驱动力

　　AI赋能+巨头入局，加速人形机器人商业化落地

　　人形机器人运行依赖感知、控制、执行三大模块，其中控制模块作为“大脑”，是商业化落地的关键，其核心在于算法和AI大模型。

　　人形机器人商业化落地的关键在于通用性，这要求控制技术具备强大的数据建模能力和语言、指令理解力。AI大模型的突破解决了人形机器人的控制难题，助力实现具身智能。

　　在具身智能浪潮下，AI科技巨头纷纷入局人形机器人。如亚马逊创始人贝索斯、英伟达等大型科技公司宣布投资初创企业Figure，积极探索人形机器人作为AI技术落地的新机遇。

　　6.2.国内大厂入局

　　2024 年阿里、百度、腾讯等众多互联网企业纷纷尝试入局，主要以 “投资 + 大模型” 模式，从 “大脑” 层面为人形机器人布局 。

　　如：华为在机器人领域布局类似于英伟达，提供大模型&算力支持。

　　7.2024年人形机器人融资情况

　　2024年，人形机器人领域投融资盛况空前。据新战略产业研究所不完全统计，2024年全球人形机器人本体企业共获得超67笔融资，融资总额超过15.2亿美元，约合110亿人民币。中国人形机器人企业共获得超50笔融资，融资金额超50亿元人民币。

　　从2024年全国的融资情况来看，第三季度是2024年融资事件最为集中的时期，而第一季度是融资金额最多的时期。

　　8.市场竞争格局

　　在机器人行业，依据智能化大模型的发展程度，可以将公司划分为以下三类：

　　第一类是本体与大模型均自主开发的企业。该类企业研发实力雄厚，能够独立完成机器人本体和大模型的开发。其中，特斯拉是国际上的领军企业，国内，开普勒、小鹏、宇树科技等也在这一领域崭露头角。

　　第二类是本体自主开发、大模型与他人合作的企业。该类企业专注于机器人本体的研发和量产，对于大模型则采取外部合作的方式。这类企业包括Sanctuary AI、1X、Agility Robotics等，它们在机器人本体制造方面有着独特的优势。

　　第三类是大模型科技公司，该类企业拥有强大的大模型研发能力，主要为其他机器人厂商提供大模型技术支持。国际上知名的有OpenAI、微软、英伟达等，国内的字节跳动、百度、华为等也在这一领域积极布局。

　　8.1本体+大模型自研重点公司-宇树机器人

　　杭州宇树科技是一家世界知名的机器人公司，专注于消费级、行业级高性能四足机器人，人形机器人的自主研发、生产和销售。是全球首家公开零售高性能四足机器人并最早实现行业落地的公司，全球销量历年领先。

　　人形机器人本体方面，宇树全栈自研电机、减速器、控制器、激光雷达等机器人关键核心零部件和高性能感知及运动控制算法，整合机器人全产业链，在足式和人形机器人领域达到全球技术领先。

　　在大模型算法方面，宇树自主研发的UnifoLM大模型，如同机器人的智能大脑，具备强大的多模态感知和决策能力。该模型能够融合视觉、听觉、触觉等多种传感器信息，对周围环境进行全面感知和理解。

　　公司目前动态平衡算法能实现毫秒级响应（单腿飞踢时重心补偿），强化学习框架支持空中回旋踢、前空翻等高难度动作，2025年春晚表演中动作同步精度达毫米级。

　　9.产业链

　　上游为核心零部件（芯片、减速器、丝杠、传感器）、具身智能和控制器。

　　中游为本体制造。

　　下游为工业制造、商用、家用等领域。

　　从产业链端来看行业的增长逻辑：

　　供给侧方面，核心逻辑是技术、产业链发展推动机器人能力提升、接近甚至超过人类的能力，带来长期性价比，从而带动产业蜕变。

　　需求侧方面，核心逻辑是人力短缺尤其是技能型劳动力和服务劳动力短缺，伴随老龄化、人力成本上升趋势，以及高端制造产业对效率要求日益苛刻、居民对可靠且即时的高质量服务需求，从而带动工业和社会对更加智能的机器人需求。

　　9.1.软件系统

　　在机器人领域，软件算法策略通常被划分为“大脑”和“小脑”两个部分。“大脑”主要负责感知外部环境，并模拟人类的思维决策过程，而“小脑”则模仿生物的运动机制，负责复杂的运动控制。

　　随着AI大模型的不断发展，机器人的“大脑”智能化程度得到了显著提升，已经具备了初步的人类脑力水平，但还处于发展初期阶段。

　　“小脑”部分则是一个复杂的综合系统，它由一系列算法和硬件设备组成，包括传感器融合模块、动力学模型和控制器等，用于控制人形机器人全身几十个自由度的高维运动。国内部分厂商运动控制做得相对较好。

重点关注具身智能

　　以智元机器人El-Brain 框架为例，将机器人思维系统分为四层，云端超脑、大脑、小脑、脑干，各层级协同合作，全方位提升机器人的智能化水平。

　　9.2.硬件系统

　　人形机器人复杂程度是机器人之最，上游核心零部件由电机、减速器、丝杠、传感器等组成。

　　各零部件产业价值比重：行星滚珠丝杠19%>无框力矩电机16%>减速器13%>力传感器11%>空心杯电机8%；

　　从技术壁垒看：行星滚柱丝杠>六维力矩传感器>谐波减速器>空心杯电机>无框力矩电机。

　　从行业规模及增速来看：重点关注3D机器视觉、行星滚柱丝杠、灵巧手、六维力矩传感器、减速器等零部件。

综合来看，重点关注行星滚柱丝杠、六维力矩传感器、谐波减速器

　　二、人形机器人核心零部件

　　关节系统解析

　　1.核心零部件：减速器

　　减速器是旋转执行器的核心部件，是连接动力源和执行机构的中间机构，具有匹配转速和传递转矩的作用。

　　按照结构与传动原理不同可将减速器分为谐波减速器、RV减速器及行星减速器。

　　1.1.核心零部件：谐波减速器

　　思考：上肢选择——谐波or行星减速机?

　　人形机器人上肢的重要性是显著高于下肢的，因为一直以来机器人是否做成拟人形态都存在争议。 决定人形机器人的实用性，其最重要的核心指标包括——承重、自重、体积大小和价格。

　　谐波减速机的优点在于体积小、重量轻、减速比大，能满足上肢对承重、自重和体积的要求，但价格贵、抗冲击能力差、极限承重低。

　　行星减速机则价格便宜、抗冲击能力强，量产经济性好，但减速比较低、承重差，多级减速会导致体积和重量增加，使上肢变得臃肿。

　　短期内，谐波减速机是上肢方案的唯一解，但不是最优解。

　　1.2核心零部件重点公司-同川科技

　　深圳市同川科技有限公司成立于2012年，公司主营机器人核心部件（子品牌： 同川精密） 及工业自动化 （子品牌： 同川TCR）。产品主要有谐波减速器、协作机器人关节，机电一体化执行器等，主要运用于工业机器人，航空航天，机床设备、新能源装备，数控转台，半导体设备医疗器械等领域。

　　2.核心零部件：行星滚柱丝杠丝杠

　　是机械设备中将回转运动、直线运动相互转换的传动元件。丝杠主要应用于传动和控制系统中，可分为滚珠丝杠、行星滚柱丝杠和梯形丝杠。

　　与滚珠丝杠相比，行星滚柱丝杠负载高、寿命长、转速与加速度大。更适合应用于人形机器人。滚柱丝杠具有高承载、耐冲击、体积小、高速度可达6000RPS（滚珠丝杠为3000-5000rps）、噪音低、寿命长（寿命是滚珠丝杠的10倍以上）等特点。其中，行星滚柱丝杠对冲击载荷的鲁棒性使其非常适合机器人的腿部，尤其是设计受到空间和重量限制时。

　　行星滚柱丝杠具有较高的技术壁垒，主要体现在结构设计与材料选择、表面热处理、磨削、量产等方面：

　　思考：下肢选择——行星滚柱丝杠 or 行星减速器?

　　短期选择：行星减速机更优

　　性价比突出：价格仅为丝杠的1/10-1/100，量产成本可控。

　　场景适配性：下肢以支撑为主，一级减速即可满足需求，无需高扭矩。

　　国内厂商验证：乐聚、优必选、众擎等头部企业均采用行星减速机方案。

　　长期展望：两种方案共存

　　丝杠潜力：若未来国产化实现、价格降至与减速机相当，且上肢承重突破，丝杠在高负载场景将更具优势。

　　分工明确：家庭场景以行星减速机为主，工厂等高负载场景采用行星滚柱丝杠。

　　2.1核心零部件重点公司-新剑传动新剑传动

　　已建成国内首条行星滚柱丝杠产线，其深耕机械传动技术，行星滚柱丝杠产品已应用于人形机器人。

　　截至2024年底，新剑传动拥有年产350万套滚珠丝杠和行星滚柱丝杠的产能，产品广泛用于汽车底盘 EMB 制动系统、人形机器人线性驱动等多个领域。2024年12月，新剑传动获批了年产100万台人形机器人及汽车行星滚柱丝杠产业化项目建设用地，未来有望进一步扩大产能与市场影响力。

　　本期内容小结：

　　人形机器人行业近几年发展受益于AI大模型+大厂入局拉动产业热情，未来增长来源于供给端（降本和技术提升）+需求端（劳动力成本上升）。

　　本期核心零部件中我们看好线性关节中行星滚柱丝杠和谐波减速器（高价值量、高壁垒和复合增长率）。

　　下期内容将重点关注具身智能和灵巧手，以及对整个行业的思考。