人形机器人构成
从技术角度来看,人形机器人本体可分为“大脑”、“小脑”和“肢体”三部分,分别对应着决策交互模块、运动控制模块和执行模块。
• “大脑”的核心为人工智能大模型技术,通过多模态大模型实现环境感知、任务规划与决策;
• “小脑”通过强化学习与动力学模型协调关节运动,确保机器人的动态平衡和动作精准;
• “肢体”(或称关节模组、执行器)主要有三类:线性执行器、旋转执行器和灵巧手。其中线性执行器产生直线运动,主要应用于人形机器人的腕、肘、膝和踝等关节这些做直线运动的部件。旋转执行器则产生旋转运动,主要应用在肩、髋等关节和需要旋转的部件。灵巧手模仿人的手部,灵活且自由度高。
从硬件构成角度来看,人形机器人主要包括感知系统、线性执行器、旋转执行器、灵巧手、电池组等核心部件。
人形机器人产业链图谱
从产业链角度来看,人形机器人上游主要包括电机、减速器、传感器、丝杠、操作系统等,这些零部件和软件系统的质量和技术水平直接影响到机器人的性能和稳定性。
中游是人形机器人本体的制造及系统集成,负责将各个零部件组装成完整的机器人产品,并进行测试和质检。
下游则是人形机器人的终端应用市场,包括医疗、教育、救灾救援、生产制造、家庭陪护等多个领域。
人形机器人零部件成本占比
从成本结构占比来看,丝杠、电机、减速器、传感器等是成本占比较大的核心零部件,其技术成熟度成为产业发展限制瓶颈。谐波减速器国产化率超50%,但寿命和精度与国外相比仍有差距;行星滚柱丝杠加工良率仅60%(海外>85%),制约线性关节量产。
无框力矩电机功率密度达海外的80%,但温升控制不足;空心杯电机绕线工艺落后,国产产品扭矩波动率超10%(海外<5%)。六维力传感器精度±2%(海外±0.5%),且标定周期需3个月(海外1个月);电子皮肤柔性电路良率仅30%,商业化量产有待突破。
人形机器人核心零部件市场规模
随着人形机器人产业化进程加速,其核心零部件市场正迎来前所未有的增长机遇。根据市场预测2030年全球人形机器人出货量达百万台,幸福招商预计,灵巧手、精密减速器、行星滚柱丝杠、伺服电机、传感器等核心零部件市场将从数十亿元级别迅猛扩张至千亿元规模,为产业链上游企业带来广阔空间。
灵巧手 :市场规模预计从2024年的25.5亿元增长至2030年的 320.6亿元 ,CAGR达 52.9% ,价值巨大。
精密减速器:2024年-2030年,市场规模将从0.66亿增长至96亿元 ,CAGR高达 110.3% ,实现爆发式增长。
伺服电机 :2024年-2030年,市场规模将从2.8亿增长至 157.5亿元, CAGR高达 98.1% ,增长势头迅猛。
行星滚柱丝杠 :2024年-2030年,市场从4.5亿元增长至 171.4亿元 , CAGR高达89.4% 。
传感器:市场规模预计从2024年的20.3亿元激增至2030年的 340亿元 ,CAGR高达59.4% ,是规模最大的细分市场。