2024中国人形机器人产业发展蓝皮书1

中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）

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中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）

第一部分产业篇

第一章人形机器人产业发展概况

第一节人形机器人定义与分类

一、人形机器人的定义

人形机器人是一种仿生机器人，指形状及尺寸与人体相似，能够模仿人类运动、表情、

互动及动作的机器人，并具有一定程度的认知和决策智能。人形机器人建立在多学科基础之

上，集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，来实现拟人化的功能，环境适应更通用、

任务操作更多元、人机交互更亲和，是有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆

性产品，将深刻变革人类生产生活方式，是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志。

人形机器人相比其他机器人，对智能感知、运动控制、智能决策、人机交互的综合能力

要求更高。

智能感知方面，需要配备多种传感器，能够感知非结构化场景并根据不同的情况做出相

应的反应。

运动控制方面，需要人形机器人具备高度的精确性和灵敏度、良好的稳定性和平衡控制

能力，精确地模仿人类的行走、跑步、抓取等动作，实时响应各种传感器的输入和环境变化。

智能决策方面，可通过人工智能技术，根据环境、任务和目标等信息，自主地做出最优

的决策，以实现自主导航、任务执行、人机交互等功能，需要高效的算法和强大的计算能力，

以处理大量的信息和数据。

人机交互方面，需要对自然语言进行识别与处理，以便机器人能够理解用户的指令、问

题或指导，需要具备情感识别技术，识别用户情感状态，提供更人性化的互动体验。

此外，对手势与动作的识别、多模态交互等方面也有着较高的要求。

二、人形机器人的构造

人形机器人通常由环境感知模块、决策控制模块、运动控制模块、机械本体模块等多个

模块组成，各模块间协同工作，以实现人形机器人的智能运作。

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图表1人形机器人系统构造及介绍

构成部分相关介绍

包含各类视觉传感器、音频传感器、触觉传感器、运动传感器等，用于

环境感知模块

感知环境，获取关于周围世界的信息。

人形机器人的“大脑”，通常由控制器、信号处理器、芯片等构成，运

决策控制模块行人形机器人的软件程序，实现人形机器人的决策、规划、协调、学习

等功能。

人形机器人的“小脑”，是人形机器人的动力和控制系统，负责实现人

运动控制模块形机器人的动态平衡、步态规划、关节协调等功能的模块，它通常由运

动控制器、驱动器、执行器与运动控制算法组成。

是人形机器人的“机械肢”、“机械体”，包含骨架、关节、手脚、皮

机械本体模块肤等，提供机器人的基本形状和支撑结构，是模拟人体关节以实现运动、

完成抓取物体和行走的物理基础。

包含语音识别与合成、自然语言处理和显示屏、LED或触摸屏，使人形

人机交互模块机器人能够与人类进行有效的交互，借助物理或虚拟界面，使用户能够

直接与人形机器人互动。

负责监测和控制机器人电池状态和性能的模块，为人形机器人运行提供

电池管理模块动力支持，通常由电池管理系统（BMS）、电池充电器、电池电量监测器

等组成。

使机器人能够与其他设备、云服务或其他机器人进行通信，包含无线模

通信模块

块（如Wi-Fi、蓝牙）、有线接口（如以太网端口、USB端口）等。

是负责保证人形机器人在运行过程中不会对自身、人类或环境造成伤

安全模块

害的模块，具备紧急停止机制、故障监测等功能。

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

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三、人形机器人的主要类别

根据人形机器人的形态，可以将其分为轮式人形机器人、足式人形机器人、全能型人形

机器人，各类型人形机器人产品介绍如下：

图表2人形机器人按形态分类对比

类型介绍图示

主要采用轮式驱动+协作机人手臂+

轮式人形机器人灵巧手方案，强调触觉传感器+灵巧

手的操作功能，同时兼备移动能力。

强调机器人的腿部运动能力，手部

足式人形机器人

基本只用作平衡。

具备双足+双臂+双手+各类感知+人

全能型人形机器人工智能的功能，以全面的软硬件基

础，适应开放环境中的多任务。

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

根据应用场景，可以将人形机器人分为医疗型人形机器人、军事型人形机器人、教育型

人形机器人、娱乐型人形机器人、服务型人形机器人、工业型人形机器人、通用型人形机器

人，各类型介绍如下：

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图表3人形机器人按应用场景分类对比

类型介绍代表产品

可以协助医生进行手术、诊断、康复、

医疗型人形机器人Robear等

护理等任务。

可作为教学辅助工具，提供互动式的

教育型人形机器人NAO、AlphaEbot等

学习和教育内容。

可以与人类进行互动，提供陪伴、娱

娱乐型人形机器人RoboThespian、CyberOne等

乐和放松的功能。

主要用于军事领域，可以执行侦察、

军事型人形机器人FEDOR等

战斗、救援等任务。

可以在酒店、餐厅、商场、家庭等场ASIMO、Busboy、WalkerX、

服务型人形机器人

所提供服务。达闼XR-1等

主要用于工业生产及物流领域，可用

工业型人形机器人Digit、远征A1等

于货物搬运、生产制造等场景。

可用于工业、服务、教育、医疗等多FourierGR-1、Optimus、

通用型人形机器人

个领域。UnitreeH1等

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

人形机器人的驱动器是机器人运动的关键部件，它负责将其他能量转化为机械能，使

机器人得以运动，根据驱动器动力来源的不同，可将人形机器人划分为电机驱动型、液压

驱动型、气压驱动型、形状记忆金属、混合驱动型等人形机器人。

图表4人形机器人按驱动类型分类对比

类型介绍优点缺点

功耗较高、需要较大的空

控制精度高、响应速度快、可

通过电机来驱动机器人的间和重量限制，以及需要

电机驱动型靠性高，能够实现复杂的动

关节旋转或实现其他运动。采取措施防止过热和过载

作和运动。

等问题。

通过液体压缩泵产生高压输出力矩大、动作速度快、稳需要配套液压系统和油路

液压驱动型液体，高压液体对输出机构定性高，能够实现高负载和等设施，相对比较复杂，

做功产生力。复杂动作。维护和保养也较为困难。

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利用气动执行元件将压缩输出力和稳定性相对较

清洁、无污染，操作简单，低

气压驱动型空气的压力能转换为机械低，无法实现高负载和复

成本，易于维护和保养。

能，驱动关节和肢体运动。杂动作。

具有形状记忆效应和伪弹

性特性，可以在加热后发生形状记忆合金成本较高，

不需要复杂的控制系统和电

形状记忆合金形状变化，从而产生驱动对于人形机器人大规模生

源，具备结构简单、功重比

驱动型力。目前，人形机器人领域产和商业化应用会增加成

大、轻量化、小型化等特点。

对形状记忆合金驱动的研本压力。

究主要集中在灵巧手部位。

结合不同的驱动方式和技结合不同驱动方式的优点，

维护和保养成本高，需要

术，以实现更灵活、智能、以电机驱动和液压驱动结合

关注不同驱动部分，且考

混合驱动型自适应的运动和互动。目前为例，具有输出力矩大、稳定

虑到协同作业，控制系统

以电机驱动和液压驱动结性高、控制精度高、可实现复

的设计和实现更为复杂。

合为主。杂运动和动作。

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

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第二节人形机器人发展现状分析

从15世纪达芬奇绘制出世界上第一份人形机器人手稿，到1973年早稻田大学研发出

的世界第一款人形机器人WABOT-1，再到特斯拉Optimus引发对人形机器人产业化、商业化

的探索，人形机器人产业从萌芽概念阶段已经进入产业化落地前期。

图表5人形机器人产业发展阶段

阶段时间介绍智能化水平

这一阶段主要探索制造具有人类外形的机器人，人

萌芽概念

1960年以前形机器人概念主要基于科幻小说和电影中的想象，/

阶段

并没有实际的人形机器人产品出现。

这一期间，主要通过电机、舵机和传动装置等机械

早期发展

1961年-2000年部件实现人形机器人的基本动作和姿态，但功能相低

阶段

对较为简单，只能进行简单的动作和姿态模拟。

随着传感器、控制器和执行器等技术的进步，人形

机器人开始进入系统高度集成阶段。这一阶段的机

高度集成器人可以实现更加复杂的动作和姿态，同时具备了

2001年-2015年较低

阶段一定的感知和认知能力。例如，可以通过传感器感

知环境，通过控制器进行决策和控制，通过执行器

实现各种动作和姿态。

随着人工智能技术的进步，人形机器人可以实现高

度动态和灵活的动作和姿态，同时具备了更好的环

高动态运

2016年-2023年境适应性和智能性。例如，波士顿动力公司的Atlas中

动阶段

人形机器人可以在复杂的环境中实现高动态的运

动控制，具备了自主导航、避障、目标跟踪等功能。

当前人形机器人产业处于产业化落地前期，随着相

产业化落关技术的发展与成熟，全球范围内的多家企业开始

2024年及以后较高

地阶段加码人形机器人，人形机器人产业化进程将进一步

加速。

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

人形机器人产业发展至今，在本体结构、智能感知、驱动控制等领域积累的丰富技术成

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果，技术推动从早期日本主导，演变为日本、中国、欧美共同驱动行业技术创新。同时，人

形机器人的研究领域不断拓展，从早期实验室的科研场景，向工业、服务、军事等领域不断

探索。

此外，随着人工智能大模型的出现，为人形机器人环境感知、行为控制、人机交互能力

的增强提供了新路径，使其能够更好地适应复杂环境和任务，提高其自主性和交互性。

一、国外人形机器人发展现状分析

国外人形机器人研究起步较早，美、日、俄罗斯等国家持续推动人形机器人的发展，探

索人形机器人在军事、医疗、教育、物流、仓储、工业等领域的应用，积极开展关键技术攻

关和新兴技术赋能，在关节设计、动力驱动、感知和控制等关键方向取得了大量成果。同时，

在软件系统层面，谷歌、微软、英伟达等在人形机器人运动控制算法、AI大模型领域已形成

一定积累。

目前，国外人形机器人行业产业链日趋完善，波士顿动力、本田、特斯拉、FigureAI

等企业相继推出了自身的人形机器人产品，但仅局限于特定空间、特定场景下的运作能力展

示，距离商业化、产业化仍有一定距离。同时，人形机器人有望成为具身智能最佳的载体之

一，随着人工智能进入高速发展阶段，在人工智能赋能及驱动下，国外人形机器人产业化进

程开始提速。

图表6国外部分企业人形机器人代表产品列举

公司产品技术参数产品介绍应用场景

高1.72米(5英尺8英

自研执行器和传感器；相比第一代颈部新增两

寸)，重57kg，负载工业制造、

个自由度驱动；步行速度上相比前一代提升

Optimus20kg(手臂附加5kg)，仓储物流、

特斯拉30%；增加脚部力/扭矩传感器；11个自由度灵

Gen-2行动速度最高可达8家庭服务等

巧手增加触觉传感器，抓取得到进化；在保持性

公里/小时，全身自由领域

能的情况下，体重相比第一代减重10kg。

度约有52个。

高1.5米、重89kg，自采用电动+液压混合驱动模式，具有高负载驱动

由度28个，膝关节扭特性；使用3D打印技术制作机器人的腿部，将

军事、工业

波士顿动力Atlas矩高达890N·m，髋关伺服阀、执行器、液压管路完全嵌入到四肢机构

制造等领域

节扭矩达840N·m，行件中；可在障碍环境内做出跳跃、俯冲翻滚、空

走速度达2.5m/s。翻等一系列高难度全身动作。

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采用可充电锂电池供电，续航能力达16小时；

高175cm，重小于

Agility新版Digit增加了头部和机械手，安装头部可

Digit65kg，最多可承载仓储物流

Robot以提供人机交互（HRI）焦点，手部呈小爪状，

16kg。

可以在保持平衡的状态下搬运和装卸货物。

高1.3米，重50kg，共可跑步、单腿跳跃、上下阶梯、踢足球和开瓶倒

有57个自由度，单手茶倒水；具备人工智能AI功能，能够理解人类

本田ASIMO服务领域

抓力0.5kg，跑步速度的语言、声音和手势，并根据指令做出相应的动

为7km/s。作。

重49kg，高1.87m，身结合AI与AB(ArtificialBody)技术，底层系

Engineered

Ameca体共有52个模块，支统是机器人操作系统Tritium和工程艺术系统娱乐领域

Arts

持51种关节运动。Mesmer。

高167cm，重30kg，

安保巡逻、

1X4km/h（步行）、12km/h

NEO产品轻量化，采用“无齿轮”设计理念。仓储物流等

Technologies（跑步），承载20kg，

领域

续航能力2-4h。

Figure宣言“要做世界上第一个商业上可行的制造、运输、

身高167cm，重60kg，

Figure通用人形机器人”，采用的的端到端（Endto物流仓储、

FigureAI设计承载20kg，步速

01End）训练方式，具有稳步行走、自主捡物品、家庭服务等

1.5m/s，续航5小时。

搬运物品和自主导航的能力。领域

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

二、中国人形机器人发展现状分析

我国的人形机器人研究开始于20世纪90年代。前期，在国家“863”计划、国家自然

科学基金，以及其他部门及地方的资助下，科研院所成为推动我国人形机器人产业进步的关

键力量，期间国防科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学、北京理工大学、浙江大学、中国

科学院自动化所等多家科研院所，取得了丰硕的研究成果。后续，随着优必选、宇树科技、

傅利叶智能、智元机器人等创业企业，小米、科大讯飞等科技大厂，小鹏等造车新势力的入

局，我国人形机器人产业实现了从“追赶式创新”到“开拓式创新”的跨越。

经过多年发展，我国人形机器人产业在基础器件、新材料与新结构、控制理论、识别算

法、智能理论等领域已取得重要进展，研制出了轮式、足式等多种人形机器人样机，场景覆

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盖科研、物流、工业制造、教育、服务等多个场景，总体技术水平已基本达到了国际先进水

平，但在关键基础部件、操作系统、整机产品、AI大脑和产业生态等方面仍存在短板弱项。

现今，我国正加大人形机器人产业扶持力度，通过政策指引、政府扶持、企业及科研院所攻

坚的方式，以实现人形在重点领域的批量化创新性应用，抢占人形机器人产业发展先机。

图表7国内部分企业人形机器人代表产品列举

公司产品技术参数产品介绍应用场景

搭载高性能伺服关节以及多维力觉、

高1.3米，重63kg，

多目立体视觉、全向听觉和惯性测距

41个高性能伺服驱动

等全方位的感知系统；全面升级视觉

优必选WalkerX关节，行走速度服务领域

定位导航和手眼协调操作技术，自主

3km/h，全身负载

运动及决策能力大幅提高，实现平稳

10kg,双手负载3kg。

快速的行走和精准安全的交互。

高1.65米，重55kg，GR-1采用了高度可扩展的设计，可实

步行速度5km/h，44个现更多的AI模型与算法验证；动作方

全身自由度，全身由面具备直腿行走快速行走、敏捷避障工业制造、服务

傅利叶智能GR-1

32个FSA关节构成，稳健上下坡,应对冲击干扰与人协同等领域

最大模组峰值扭矩完成动作等功能。

230N.m。

拥有稳定的步态和高度灵活的动作能

高1.8米，重47kg，

力，能够在复杂地形和环境中自主行

峰值扭矩密度

走和奔跑；360°深度感知，配有3D

Unitree189N.m/Kg，最大关节工业制造、服务

宇树科技激光雷达+深度相机，实时获取高精度

H1扭矩N.m，360行走速等领域

空间数据，实现全景扫描；设计M107

度＞1.5m/s，潜在运

关节电机，运动灵活度、速度、负载

动潜能＞5m/s。

能力、续航得到提升。

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环境感知方面，自研的Mi-Sense深

度视觉模组+AI算法帮助CyberOne实

身高177cm，体重

现对真实世界的三维虚拟重建。情绪

52kg，具备21个自由娱乐、服务等领

小米CyberOne感知上，CyberOne搭载自研MiAI环

度，行走3.6km/h，最域

境语义识别引擎和MiAI语音情绪识

大负荷1.5kg。

别引，能够实现85种环境音识别和6

大类45种人类情绪识别。

身高170cm，体重自研了关节电机PowerFlow、灵巧手

55kg，步行速度SkillHand、反曲膝设计等关键零部

智元机器人远征A1工业制造等领域

7km/h，单臂最大负载件，以此提升具身智能机器人的能力、

5kg。同时降低成本。

超轻重量、高负载重量比的机械臂、

单臂最大负载（3kg）

11自由度的灵巧手，使其能够完成类

/机械臂自重（5Kg自

似于人类的柔顺抓取操作、搬运操作，工业制造、服务

鹏行智能PX5重），负载自重比超

即使面对面巾纸、柔性小球等物品，等领域

0.6，最大末端线速度

机器人灵巧的双手都能够很好地应对

1m/s。

和处理。

是国内首款可跳跃、可适应多地形行

体重45KG，全身自由走的开源鸿蒙人形机器人；现阶段机第一阶段教育科

度26个，步速最高可器人已经能够成功实现任务作业、规研，第二阶段特

夸父

乐聚机器人达4.6公里/小时，快划导航等功能；借助其强大的运动控种、工厂、医疗，

（KUAVO）

速连续跳跃高度超过制性能，机器人还可以完成复杂地形第三阶段进入家

20cm。自主行走、持续连续跳跃等系列高难庭等民生领域

度运动。

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

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第二章人形机器人产业链发展分析

人形机器人产业链主要由上游零部件、中游人形机器人本体及下游终端应用等环节组成。

目前，由于人形机器人尚未在下游终端应用领域实现规模化商业落地，且部分核心零部件在

人形机器人领域的应用尚未得到充分验证。因此，我国人形机器人供应链仍处于持续构建中，

随着人形机器人创新体系的逐步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术的持续突破，

我国将有望逐步形成高效可靠的人形机器人产业链、供应链体系。

图表8人形机器人产业链图谱

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

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第一节人形机器人上游核心零部件分析

人形机器人的上游包括减速器、电机、丝杠、控制器、传感器等硬件部分，以及软件系

统部分。在整条产业链中，从长期来看，最具价值的部分在于软件部分，即能够自研或掌握

运动控制、人工智能算法等核心技术者，将掌控人形机器人的中枢与大脑，某种程度上将有

望在技术层面主导人形机器人的发展方向和发展节奏；从当下看，价值占比高、增量空间大

的主要是传感器、减速器、电机、丝杠等核心零部件。

图表9人形机器人主要原材料和零部件介绍

模块介绍

零部件包括机器人的关节、轴承、齿轮等，它们的设计和制造决定了机器人的机械性

机械结构零部件

能和运动精度。

电机是人形机器人中最常用的驱动器件之一，人形机器人通常采用高性能、高精度和

电机高响应速度的电机来驱动关节和执行器。人形机器人常用的电机类型包括永磁同步电

机、永磁直流电机、无刷直流电机、空心杯电机、步进电机和无框力矩电机。

人形机器人需要传感器来感知周围的环境和物体。常用的传感器有视觉传感器、力传

传感器感器、惯性传感器、温度传感器等。传感器的种类和性能影响着机器人的感知能力和

精度。

控制器是人形机器人的大脑，负责机器人的运动控制和行为决策。包括计算机、控制

控制器

芯片和通信模块等，通常由本体集成厂商自主研发。

电池是为机器人提供电能的关键部件，不同类型的电池，例如镍氢电池、锂电池和钛

电池酸锂电池，具有不同的性能和安全性能，直接影响机器人的续航能力和使用寿命，市

面上人形机器人产品多数使用动力锂电池方案。

减速器是机器人中用于降低电机转速的装置，能够提高机器人关节的扭矩输出和运动

减速器

精度。人形机器人主要使用谐波减速器和行星减速器，少数部位会用RV减速器。

用于控制电机旋转的装置，不同类型的驱动器有着不同的性能和应用范围，例如普通

驱动器、步进驱动器、伺服驱动器等等。人形机器人的驱动器必须做到体积小、重量

驱动器

轻、轴向尺寸短、高功率密度、高能量利用效率、精度可控、耐冲击性等特性，结合

机器人整机结构和控制系统设计优化，才能保证其关节动作的高效执行。

人形机器人需要使用大量的金属材料，例如铝合金、钢、铜等。金属材料的特点是硬

金属材料

度高、强度大、导电性好等，适合用于机器人的机械结构和关节部件。

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塑料材料是人形机器人中广泛应用的一种原材料，包括ABS、PVC、PE等等。塑料材

塑料材料

料的特点是重量轻、绝缘性好、可塑性高等，适合用于机器人的外壳和零部件。

PEEK材料是全球性能居前的热塑性材料之一，属于特种高分子材料，具有非常好的耐

PEEK材料热、耐磨、耐辐射等优异性能，主要用于替代金属材料，在“以塑代钢”“轻量化”

的大背景下，PEEK以其优异的性能在中高端领域逐步替换金属材料的使用。

资料来源：高工机器人产业研究所（GGII）

当前，人形机器人领域核心零部件国产化空间较大，且核心零部件的攻克是人形机器人

量产化的先决条件，零部件的国产化将为人形机器人在性能、成本、可靠性、安全性和技术

创新等方面提供更多的可能性，助力人形机器人产业化进程。

图表10人形机器人零部件应用示意图

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

一、核心零部件

1、减速器

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独

立部件，常用作原动机与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起

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匹配转速和传递转矩的作用。绝大部分电机负载大、转速高，不适宜用原动机直接驱动，而

减速器能够将电动机、内燃机或其他高速运转的动力通过输入轴上齿数少的齿轮啮合输出轴

上的大齿轮来达到减速目的。

在人形机器人领域，减速器与电机、传感器、驱动器等构成关节执行器，当前RV减速

器、谐波减速器、行星减速器在人形机器人领域具有一定的适配性，各减速器对比情况如下：

图表11人形机器人领域减速器对比

维度RV减速器谐波减速器行星减速器

图示

通过柔轮的弹性变形传递运

通过多级减速实现传动，一行星齿轮结构减速机通

动，主要由柔轮、刚轮波发生

般由行星齿轮齿轮减速器常由多级行星轮组成，由

器三个核心零部件组成。与

技术特点的前级和摆线针轮减速器齿数少的齿轮啮合输出

RV及其他精密减速器相比，

的后级组成，组成的零部件轴上的大齿轮来达到减

谐波减速器使用的材料、体积

较多，结构较复杂。速的目的。

及重量大幅度下降。

偏心轮驱动摆线针齿轮进

波发生器产生谐波运动，驱动行星轮在太阳轮的驱动

工作原理行旋转，通过摆线针齿轮的

柔性铰链轮实现减速输出。下转动，实现减速输出。

连续啮合实现减速。

功率密度相对较低高相对较低

传动效率可达95%以上可达90%以上可达80%以上

传动精度较高高较高

输出扭矩大中小

可靠性较高相对较低较高

成本高较高低

人形机器人腰部、髋关节等肩关节、肘关机、腕关节、手部、膝关节、踝关节

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使用部位腰部、颈部等等

资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理

当前，我国精密减速器行业已出现绿的谐波、来福谐波、同川精密、大族精密、环动科

技、中大力德等企业，很大程度上推动了精密减速器的国产化进程。

在谐波减速器方面，国产谐波减速器替代相对明显，我国自主生产的谐波减速器在性能

与可靠性方面已初步达到国际主流水平。

在RV减速器方面，由于RV减速器产品结构和技术工艺较谐波减速器复杂，核心技术仍

未完全掌握，尽管部分企业已具备一定的RV减速器批量生产能力，但行业整体与国外先进

水平仍有差距。

在行星减速器方面，目前市场主要参与者为外资厂商、合资厂商与国产厂商，其中国产

厂商更多聚焦于中低端应用领域，在高端精密行星减速器领域外资厂商依然占据主要市场份

额。主要代表厂商有赛威传动（德国）、纽卡特（德国）、威腾斯坦（德国）、新宝（日本）、

纽格尔智能（中国）、罗斯特（中国）、中大力德（中国）、纽仕达特（中国）、科峰智能

（中国）等。

2、电机

电机（俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，主

要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。关节电机为人形机器人各种动作

和姿态的实现提供动力，具备减速、传动、提升扭矩等功能，作为机器人的核心硬件，是机

器人运动的“心脏”。

人形机器人的自由度决定电机需求的数量，机器人灵活性越高，所需的电机数量越多。

人形机器人电机有三个关键点：高效率、高动态和高功率密度。

n高效率：低能耗和低摩擦损失很重要，因为机器人通常由电池供电，能经受得起苛

刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能在短时间内承受过载。

n高动态：整个驱动器（电机、机构、接线、传感器和控制器）的惯性应尽可能低，

电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。

n高功率密度：机器人应用需要高速、高扭矩电机，这些电机还需要小巧，紧凑，轻

巧。

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图表12机器人电机侧重三点：高效率、高动态和高功率密度

资料来源：Maxon官网、高工机器人产业研究所（GGII）

人形机器人中常见的电机类型包括步进电机（StepperMotor）、无框力矩电机、永磁

同步电机（PMSM）、空心杯电机（CorelessMotor）等。这些电机类型各有特点，适用于不

同的应用场景。例如，无框力矩电机和PMSM电机具有高效、高扭矩密度和长寿命等特点，

因此在需要高性能和精确控制的人形机器人中得到了广泛应用。空心杯电机是一种直流永磁

的伺服控制电机，主要应用于末端灵巧手。此外，步进电机在人形机器人眼睛、手腕关节等

位置也具有一定的适配性。

图表13人形机器人主要应用电机类型对比

性能步进电机无框力矩电机永磁同步电机空心杯电机

图示

取决于相数和拍数，两取决于电机结构和编码取决于编码器，高高性能的空心杯

相混合式步进电机的步器，高精度的无框力矩电性能的永磁同步电电机能达到

控制精度

距角一般为1.8°、机控制精度可以达到机能达到0.1°甚0.1°甚至更高精

0.9°。0.1°甚至更高精度。至更高精度。度。

低频特性低速时易出现低频振动扭矩产生相对平滑，无显具有良好的低频特具有良好的低频

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中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）

现象著的扭矩脉动性特性

输出力矩随转速升高而具有较高的转矩密

具有高扭矩输出，且随着具有较高的功率

下降，低速时转矩较高，度，使其在高速运

矩频特性频率增加，扭矩性能逐渐密度，温升低，效

高速时转矩会急剧下行时仍然能够输出

减小。率高。

降。较大的扭矩。

具有较强的过载能具有较强的过载

过载能