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2025年人形机器人执行器行业发展现状及趋势展望
发布日期:2025-02-18 15:13:44

2025年人形机器人执行器行业发展现状及趋势展望

1、人形机器人行业发展规划

《“十四五”机器人产业发展规划》,产业规模快速增长,年均复合增长率约15%2020年机器人产业营业收入突破1000亿元,工业机器人产量达21.2万台(套)。技术水平持续提升,运动控制、高性能伺服驱动、高精密减速器等关键技术和部件加快突破,整机功能和性能显著增强。集成应用大幅拓展,2020年制造业机器人密度达到246/万人,是全球平均水平的近2倍,服务机器人、特种机器人在仓储物流、教育娱乐、清洁服务、安防巡检、医疗康复等领域实现规模应用。到2025年,我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。一批机器人核心技术和高端产品取得突破,整机综合指标达到国际先进水平,关键零部件性能和可靠性达到国际同类产品水平。机器人产业营业收入年均增速超过20%。形成一批具有国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强、成长性好的专精特新“小巨人”企业,建成35个有国际影响力的产业集群。制造业机器人密度实现翻番,到2035年,我国机器人产业综合实力达到国际领先水平,机器人成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成部分。

20241月,工业和信息化部等七部门《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,突破机器人高转矩密度伺服电机、高动态运动规划与控制、仿生感知与认知、智能灵巧手、电子皮肤等核心技术,重点推进智能制造、家庭服务、特殊环境作业等领域产品的研制及应用。

2、执行器行业概况及细分产品介绍

人类对仿生机器人探索已超百年,近年来美日等国不断推进仿生机器人研究,但因成本高昂、智能化和自主化水平、应用场景等原因,截止目前仿生机器人尚未实现大规模商业化应用。驱动技术是各类仿生机器人之间的重要区别之一,主流驱动技术包括液压驱动、气压驱动和电气驱动。电气驱动,即采用机器人机电执行器方案的驱动方式,利用各种电动机产生的力或力矩,直接或经过减速机构去驱动机器人的关节,以获得要求的位置、速度和加速度,具有控制精度高、结构紧凑、噪音低、效率高等优点,更适合通用型仿生机器人向着低成本、高性能方向发展,具备率先产业化的优势。

针对不同的肢体部位,电气驱动技术路线的仿生机器人主要包括旋转和直线两大类执行器。执行器的作用相当于人体的肌肉,驱动关节运动。执行器是高精密的机电一体化结构,用机电的方式模仿人类的关节,又称为关节模组,是人形机器人的核心部件。旋转执行器主要分布于肩髋等需要大角度旋转的关节,直线执行器分布于膝肘等摆动角度不大的单自由度关节、腕踝两个双自由度但是体积紧凑的关节。机器人机电执行器结构精密,由多种机械零部件组成,各核心零部件之间需要进行一体化、参数化耦合设计。按照功能原理与价值量,执行器包括传动装置、驱动装置、感知装置、控制装置等“四大核心零部件”以及制动器与轴承等“辅助零部件”。

执行器包括旋转执行器和线性执行器两大类

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资料来源:特斯拉 2022 AI Day、普华有策制图

3、产业链布局与国产化进程

中国在执行器产业链上游的国产化加速,例如国产6级传感器和电子皮肤已初步应用,但在高端核心零部件(如高精度滚珠丝杠)仍依赖进口。不过,国内企业如金力永磁(磁材)、汉威科技(电子皮肤)等已逐步突破技术壁垒,部分领域国产化率提升显著。特斯拉等国际巨头的供应链中,中国企业如拓普集团、三花智控等已参与执行器总成环节,推动本土产业链成熟。

核心零部件

电机:人形机器人主要采用集成度高、运动控制精度高、扭矩输出效率高的无框力矩电机,其普及将带动无框电机市场规模增长。

减速器:旋转执行器普遍采用体积较小的谐波减速器;直线执行器通常选择高负载的 RV 减速器或精密行星减速器。在技术方面,谐波减速器、RV 减速器发展依赖于专业化生产设备和材料等,目前日本哈默纳科、纳博特斯克处于领先地位。

丝杠:作为直线执行器的传动装置,受益于机器人等高端制造领域快速发展,高负载的行星滚柱丝杠具备较大发展潜力。瑞士 RollvisGSA,瑞典 SKF,美国 ExlarMoog 等企业处于领先地位。

编码器:常用于机器人的有光电编码器、磁编码器,目前光电编码器技术更成熟、精度更高,磁编码器理论成本更低,未来前景可观。全球来看,欧美日韩占据主要市场,奥普光电等国产品牌快速崛起。

力传感器:六维力传感器能够检测最完整的三维空间力 / 力矩,是当前研究的重点,其弹性结构体结构设计是技术突破的关键。目前国内仅有宇立仪器、坤维科技等少数企业能够实现量产。

4执行器行业发展趋势

人形机器人执行器行业发展趋势

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资料来源:普华有策

2025-2031年人形机器人执行器行业市场调研及发展趋势预测报告涵盖行业全球及中国发展概况、供需数据、市场规模,产业政策/规划、相关技术/专利、竞争格局、上游原料情况、下游主要应用市场需求规模及前景、区域结构、市场集中度、重点企业/玩家,企业占有率、行业特征、驱动因素、市场前景预测,投资策略、主要壁垒构成、相关风险等内容。同时北京普华有策信息咨询有限公司还提供市场专项调研项目、产业研究报告、产业链咨询、项目可行性研究报告、专精特新小巨人认证、市场占有率报告、十五五规划、项目后评价报告、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、国家级制造业单项冠军企业认证、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。(PHPOLICY:RSYW)