人形机器人执行系统之旋转关节专题报告：扭矩跃升，动力内核.pdf

人形机器人执行系统之旋转关节专题报告：扭矩跃升，动力内核。执行器：驱动关节活动，电驱动已成主导。执行器即一体化关节，其本质是将电机的旋转运动转化为驱动连杆机构的运动。执行器当前占人形机器 人整体成本约55%，性能和成本主要取决于核心零部件。根据动力来源，执行器可分为液压、气动和电驱动三类，电驱动凭借成本低、控制精度高和 密闭性优等特点，成为主流方案。人形机器人躯干的执行器分为旋转执行器与线性执行器两类，不同之处在于传动机构：旋转执行器采用减速器， 而线性执行器采用行星滚柱丝杠，国内大部分本体厂以旋转执行器方案为主。从趋势上看，高性能、智能化、微型化的一体化关节模组是降低人形 机器人制造成本的关键。

电机：产生驱动转矩，无框力矩电机应用广泛。电机是将电能转换为机械能的动力源，是人形机器人中最常用的驱动器件之一。机器人自由度越高， 所需的电机数量越多。电机的种类繁多，不同类型的电机在结构和性能上各有特点，适用于不同的应用场景。无框力矩电机以高转矩密度、紧凑结 构和散热优势在人形机器人关节单元方案中广泛应用。GGII数据显示，2023年中国无框力矩电机市场规模1.80亿元，同比增长19.73%，其中协作机 器人市场需求占比约为70%。美国科尔摩根等海外厂商是行业的头部玩家，步科股份等国内领军企业与国际领先企业产品仍存在一定技术差距。

减速器：增加扭矩，谐波和精密行星最适配人形。减速器在原动机和工作机或执行机构之间起降低转速和增加扭矩的作用，主要应用在机械传动领 域。根据原理不同，精密减速器主要分为谐波减速器、RV减速器、摆线针轮减速器、行星减速器等，由于传动原理和结构等技术特点差异，各类减 速器在下游产品及应用领域方面各有侧重。本体厂基于不同减速器的特征、成本等因素的考量，采用不同的减速器方案。鉴于人形机器人对减速器 小型化和轻量化要求高，谐波和精密行星减速器最适配。