2025年政府工作报告中，具身智能首次被写入，被列为未来产业培育的重点方向，成为我国制造业升级的重要抓手。国内外巨头纷纷投资入局，为人形机器人领域注入了大量资金与资源，资金与政策推动加速行业的技术进步与成熟，人形机器人产业迎来了重要的转折点和变革机遇。
人形机器人作为高度复杂的智能装备，核心机械零部件直接决定了人形机器人的运动精度、负载能力、灵活性以及整体的可靠性，对性能与功能实现起着至关重要的作用。例如关节模组、减速器、灵巧手、传感器等核心零部件占据大部分硬件成本。在人形机器人市场规模倍增的背景下，相关核心机械零部件的市场需求预计将迎来显著增长。
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人形机器人行业兴起
2025，多家人形机器人公司开始量产，未来全球市场千亿级别以上。根据马斯克披露，特斯拉制造工厂开始招聘机器人制造相关职位，Optimus人形机器人计划于2025年量产5千台，2026年扩产至5万台，在2029年或2030年实现年产百万台机器人具有现实可行性。另外，FigureAI首条BotQ自动化生产线已正式投产，目前年化产能达1.2万台。FigureAI在4年内将把年产能升至10万台。国内智元、宇树等也已进入小批量生产阶段。综合多方发展态势，预计到2029年，全球人形机器人市场规模将达1500亿元，一个充满巨大潜力的市场前景正徐徐展开。
人形机器人产业链上下游迎来发展机遇。上游的零部件供应商，如高精度减速器、高性能电机、先进控制器以及各类传感器制造商，因人形机器人对零部件精度、可靠性和智能化水平的严苛要求，获得增量订单，推动技术升级与产能扩张。下游应用借助人形机器人高效、灵活、稳定的特点，在工业生产、物流配送、医疗康复、商业服务等多领域拓展业务，创新服务模式，降本增效。
作为高度复杂的智能装备，核心机械零部件对其性能与功能的实现起着至关重要的作用。例如关节模组、减速器、灵巧手、传感器等零部件，它们直接决定了人形机器人的运动精度、负载能力、灵活性以及整体的可靠性。任何一个关键部件的性能不足都可能影响到人形机器人的整体表现。在全球人形机器人产业快速发展的当下，相关核心机械零部件的市场需求预计将迎来显著增长。
国内外巨头的技术竞争与生态构建将加速商业化进程，人形机器人产业已进入“黄金窗口期”。国内外巨头的纷纷入局，不仅为人形机器人领域注入了大量资金与资源，加速了行业的技术进步与成熟，还推动了产业链的标准化和批量化发展，促进了全球产业链的联动，使得人形机器人产业迎来了重要的转折点和变革机遇。
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核心零部件：谐波减速器
谐波齿轮减速器是一种靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波，与刚轮的相互作用，实现运动和动力传递的传动装置。由于谐波减速器体积小、重量轻、传动比大的特点，使其能够在精密传动领域广泛适用，广泛涉及工业机器人、服务机器人、数控机床、光伏设备、医疗器械等多个领域，应用行业有不断拓宽趋势。
工业机器人为目前谐波减速器最大下游。从我国谐波减速器下游应用领域来看，当前工业机器人为第一大应用领域，2023年占比高达到75%。其他领域，机床、半导体、医疗器械等占比合计为25%。2024年国内工业机器人谐波减速器消费量达到79.55万台。
国内外人形机器人产品正呈多点开花态势，从主要厂家的旋转关节减速器方案来看，谐波减速器、行星减速器为主流方案。谐波减速器则主要应用于其肩、肘、腕等关节，精密行星减速器主要应用于人形机器人的手、膝、踝关节等部位。
谐波减速器全球市场需求激增。根据特斯拉和其他公司量产规划，我们预计2026-2029年全球产量达15万台、30万台、50万台、100万台。如果平均每台装14台，2029年人形机器人谐波减速器需求将达1400万台，全球市场增量将达84亿元。
全球谐波减速器市场规模快速增长。根据HDINResearch数据，2024年的谐波减速器市场规模达12亿美元，约人民币86亿元。同时，预测表明受益下游人形机器人需求爆发，谐波减速器市场将继续保持上升趋势预计到2029年将达到34亿美元。
哈默纳科占全球市场大部分份额，国内企业正在崛起。2023年哈默纳科占据全球市场约85%的份额，具有行业领头地位。另外，绿的谐波占据全球8%市场份额。虽然全球市场海外龙头主导地位仍将持续，但国内企业逐渐展现强劲的竞争力和进口替代趋势。从国内市场来看，哈默纳科2023年占有率40%，相比全球份额较小。绿的谐波占有率已达18%，占有率正持续扩大。
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核心零部件：行星滚珠丝杆
行星滚柱丝杠因其体积空间小、精度高、输出大，以及耐用稳定的性能等特点正被越来越广泛的应用在工业领域。在汽车工业、工程机械、机床设备、机器人、医疗器械、石油天然气等行业，行星滚柱丝杠技术正逐步替代现有技术体系成为主流技术方向。根据DATAINTELO的数据，2022年全球行星滚柱丝杠市场规模为12.7亿美元，全球市场规模仍较小。
行星滚柱丝杠量产三大壁垒：原材料、工艺流程和加工设备。丝杠对原材料的要求十分严苛。丝杠在反复运动过程中会受到连续振动、冲击和摩擦，因此对于材料的强度、刚性、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性、承载力等一定要求，普通的金属材料无法满足需求，通常需要特种金属材料来进行制备。高精度丝杠加工工艺复杂周期长。磨削丝杠产品一致性较高，有统一的标准，经过多道工序包括热处理、车削和磨削等多道工序，生产周期较长在30天以上，适合用于高精度设备的定位部件。行星滚柱丝杠所需多种高端加工设备。行星滚柱丝杠工艺过程中所需高精度螺纹磨床、车削中心、精密磨床、旋风铣床、数控机床、热处理设备、尖端检测仪器等多样高端复杂设备。高精度磨床、检测设备以德国、日本品牌为主。
行星滚柱丝杠可使其关节在承受较大负载时仍能保持稳定运动。Optimus机器人的机械部件方案中，线性关节14个，其由14台行星滚柱丝杠组成。根据人形机器人主要厂商量产进程推测，预计2029年全球行星滚柱丝杠市场增量空间将达112亿元，行星滚柱丝杠市场空间弹性巨大。
欧洲厂商主导市场，国产替代预期显现。2022年我国滚柱丝杠市场份额排名前四的欧洲厂家分别是Rollvis（瑞士）、GSA（瑞士）、Ewellix（瑞典）、Rexroth（德国），市占率分别为27%、26%、13%、12%，共计占比78%；国内南京工艺市占率为8%。行星滚柱丝杠国产化程度较低、制造量产难度大，主要高端厂商集中在欧洲。未来人形机器人量产带动丝杠需求提升，欧美厂商扩产速度不及国内，国产化将迎来重大机遇。
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核心零部件：无框力矩电机
无框力矩电机摒弃了传统伺服电机的机壳结构，仅由定子和转子两大核心部件构成。相较于有框电机，其显著优势在于结构的高度模块化与安装的便捷性，契合当前驱动系统高度集成化的发展趋势。集成设计过程中无需再耗费精力于复杂的电机接口，仅需在系统布局中预留极小的安装空间，由此显著压缩驱动系统内动力输出单元的物理空间占用，最终实现系统集成度的跃升。
无框力矩电机因其特性与人形机器人关节的需求高度契合，已成为该领域的主流驱动方案。主要体现在：1）快速响应，指令信号至目标状态的转换时间达毫秒级，显著提升关节启停灵敏度，完美适配仿人运动所需的高频动作切换场景。2）高能量密度，通过磁路拓扑优化和铁芯结构精简，在同等体积下实现扭矩密度突破，满足关节空间受限下的高功率输出需求。3）空间适应性，支持深度嵌入式集成，可灵活适配从指关节到髋关节的全尺度定制化装配。
科尔摩根于1916年美国成立，于1960年与Inland电机公司合并开始涉足电机领域。Inland创始人雨果・翁鲁，1949年设计出“无框力矩电机”。科尔摩根专注于运动控制系统领域的研发、生产和销售，提供包括无框力矩电机、伺服电机、驱动器、运动控制器以及相关软件等完整运动控制解决方案。公司无框力矩电机产品品类齐全，如TBM系列等，可满足不同应用场景的需求，广泛应用于机器人关节、半导体制造设备、医疗设备、航空航天等高端装备制造领域，为高精度、高可靠性的运动控制解决方案。
国内步科股份、雷赛智能、昊志机电等无框力矩电机厂商发展迅速。在核心部件性能指标上，雷赛和步科产品与海外龙头科尔摩根相比，各主要核心性能指标在相近尺寸的情况下表现已接近。国产无框力矩电机正通过在协作机器人领域实现规模化应用实践，逐步拓展至人形机器人领域，叠加国内政策扶持和扩产提速，国产无框力矩电机替代进程将持续。
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核心零部件：灵巧手
灵巧手堪称人形机器人的“指尖大脑”。灵巧手以人手解剖学为蓝本，复现抓、握、捏、旋、拧等二十余种精细动作，覆盖从工业装配到家庭服务的多元场景，成为衡量机器人成熟度与商业落地价值的核心标尺。正因如此，灵巧手在整机技术链中占据制高点，也在人形机器人成本中占比较大。
灵巧手由驱动、传动和感知三大系统构成。驱动系统由电机组成，提供主要动力，电机安放位置主要在指尖、掌骨或前臂，形成“体内驱动、体外驱动、混合驱动”三大技术路线。传动系统可将动力传递到手指，主要由丝杠、齿轮、腱绳和连杆等多种方案组合而成。感知系统由多模态传感器阵列实时捕获关节角、指尖力、阵列式触觉及温度信息，完成“触-力-位”闭环。
灵活性提升是灵巧手适应未来复杂作业的必然要求。主要体现在两个方面：其一，显著增加自由度数量，例如Optimus灵巧手的自由度已从11个提升到22个；其二，优化关键部件布局，通过将电机等自重较大的核心组件向手掌或小臂迁移，有效减轻灵巧手本体重量，同时优化内部空间配置，从而为集成更多传感器等必要部件创造充裕空间。
多模态感知能力的突破性升级。灵巧智能的DexHand、ShadowRobot的SkillHand和智元的SkillHand等，通过融合位置、触觉、力觉和视觉实现多模态感知融合。使得灵巧手能够更精准地识别并操控柔软、形状不规则的物体，大幅提升适应性与可靠性。
灵巧手上游涵盖众多行业。灵巧手的研发与制造高度依赖多个尖端产业领域协同支撑，主要涉及高精度传感器、先进轻量化材料、精密减速器、微型丝杠、微型电机等领域。正是由于对上述高精尖技术及工艺的深度集成需求，旨在实现高精度运动、超强灵活性及卓越环境感知能力的高度集成化灵巧手，其研发与制造成本极为高昂，单只价格通常高达人民币4-5万元。
灵巧手未来增量空间巨大。根据2029年全球人形机器人量产100万台测算，对应灵巧手200万只。未来大批量生产，有望有效压降灵巧手成本至1.5万元/只，预计2029年灵巧手市场规模将达300亿元。
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核心零部件：六维力矩传感器
力传感器根据其测量能力可划分为一维至六维等不同类型。其中，六维力传感器是能力最为全面的，它能够同步、独立地测量作用于参考坐标系三个正交坐标轴方向上的力分量（Fx,Fy,Fz），以及绕这三个坐标轴作用的力矩分量（Mx,My,Mz）。由于需要实现六个自由度力的精确解耦与测量，六维力传感器的设计、制造和标定技术难度远高于一维力传感器，复杂度呈现指数级增长。
六维力矩传感器通过提供完整的空间力学反馈，显著提升了机器人的定位精度、平衡控制、力量控制、紧急制动、交互安全与主动抑制振动能力。在机器人领域应用占比高达72%，主要在机器人末端关节控制中使用。
在人形机器人系统中，六维力传感器通常作为核心力感知元件集成于末端执行器关节（如手腕）及下肢承重关节（如脚踝）等力学敏感节点，可提升手部操作的精细力控与柔顺程度，保持足部行走的动态平衡与适应性，实现在复杂交互场景中的精准柔顺控制。
根据QYResearch，2024年全球六维力传感器销量仅为6万套。从采购价看，价格高达1万左右。随着机器人出货量提升，六维力传感器成本有望逐步下探。根据主要机器人厂商量产预测，2029年人形机器人领域六维力传感器市场规模将达120亿元。
六维力传感器技术壁垒体现在解耦、标定检测、加工工艺、设计等多个方面：
解耦技术：六维力传感器必须将六个方向的力/力矩信号相互分离，分为“物理”与“算法”两条路线。物理解耦依赖传感器自身的机械结构，但对加工精度、材料均质性和装配公差要求极高，往往要在微米级甚至亚微米级控制变形，导致良率低、成本高。算法通过数学模型补偿残余耦合，常见方法包括线性/非线性矩阵补偿、神经网络、卡尔曼滤波等，厂商需要长期积累并持续迭代模型。标定与检测：六维力传感器必须在六个自由度同时加载已知载荷，建立“力-电”映射关系并验证性能。标定过程需覆盖全量程、全温区、全频响范围，数据采集点多，人工干预环节多，时间与人力成本高。设备目前尚无商用标准品，需厂商自研。工艺方面：金属应变片至今仍以人工贴片为主，难以实现批量自动化，贴片角度、胶层厚度、固化曲线稍有偏差即导致灵敏度离散。工艺加工流程长，从弹性体精密加工、热处理、应力释放，到金属应变片手工贴片、引线键合、防护封装，都影响最终灵敏度。
六维力传感器外资品牌先发优势明显，国内产品有替代趋势。外资品牌凭借先发优势长期占据主导地位，主要由欧美的制造商所主导，包括ATI（美国）、Schunk（德国）、AMT（美国）、宇立仪器（中国）以及Kistler（瑞士）等，前三合计占据52.48%市场份额。近年，本土厂商在该领域已展现出显著的发展势头，代表性企业如坤维科技、宇立仪器、柯力传感、鑫精诚等正持续扩大其市场份额占比。由于核心技术壁垒与复杂工艺的限制，目前真正具备稳定量产能力并满足市场需求的厂商数量仍然有限，市场存在机遇。
