核心零部件：成本与性能的关键支点
在人形机器人整机成本中，核心零部件占比超 50%，其技术突破直接决定产品性能上限与成本底线。当前行业正处于从技术验证向量产过渡的关键期，技术路线日益清晰，国产化替代成为降本增效的核心路径。关节执行器方案已初步定型，差异主要体现在零部件选型及参数适配。减速器、丝杠、电机、灵巧手及传感器构成核心供应链，各细分领域呈现出不同的技术演进逻辑。
减速器：负载场景驱动的差异化选型
减速器是降低转速、增加转矩的关键传动部件，在不同关节应用中呈现显著差异化特征：
- 谐波减速器：凭借体积小、精度高、结构紧凑的优势，成为小臂、腕部等轻负载且对精度要求极高关节的主流选择。
- 行星减速器：以成本可控、工艺成熟、传动效率高为特点，广泛应用于肘部、肩部等中等负载关节，平衡了性能与经济性。
- 摆线针轮减速器：作为新型迭代方向，具备高负载、高刚性及强抗冲击能力，扭矩范围广，有望成为髋关节、腰部等大关节在高扭矩场景下的重要替代方案。
三种减速器根据负载、精度及成本需求形成互补格局，共同支撑人形机器人的运动基础。
丝杠：从定位精度到重载能力的升级
丝杠模拟人形机器人的“肌肉”，负责控制肢体运动与位移，技术路线围绕成本与加工效率优化：
- 滚珠丝杠：具备低成本、高精度及技术成熟特点，适用于手部、小臂等对负载要求适中的轻载定位关节。
- 行星滚柱丝杠：在承载力、寿命及抗冲击能力上优势显著。其承载力可达滚珠丝杠的 3-6 倍，寿命延长至 10-15 倍，且具备微米级精度与极高刚性，是大腿、小腿、大臂等高动态负载关节的核心组件。
电机：高功率密度与前沿技术的探索
人形机器人对电机提出高功率密度、高精度响应、轻量化及高可靠性四大要求，其中功率密度提升最为迫切。
- 主流类型：空心杯电机采用无铁芯转子设计，低惯量、高转速，适配灵巧手及小型关节；无框力矩电机结构紧凑、扭矩密度大、耐高温，广泛应用于身体旋转及线性关节。
- 前沿技术：轴向磁通电机因扁平化设计、高空间利用率及超 96% 的效率潜力巨大，但面临电磁计算复杂、散热难等瓶颈；谐波磁场电机依托磁场调制效应提升功率密度，也在逐步推进中。
灵巧手与传感器：交互能力的精细化演进
灵巧手作为末端执行器，其自由度（主流 12-22 个）、控制精度及感知能力决定了操作边界。核心技术痛点在于平衡高自由度、轻量化与成本，同时解决耐用性与感知反馈精度不足的问题。
传感器方面，力控与触觉传感是提升人机交互质量的关键。电流环力控方案成本低但精度有限；六维力传感器凭借高精度、快响应及全面力觉信息，成为高精度操作核心。触觉传感未来将朝阵列化、多模态融合及边缘计算方向发展，以实现更细腻的环境感知。
轻量化：系统工程突破续航瓶颈
轻量化是突破续航与性能瓶颈的系统工程，涵盖三大路径：
- 结构优化：通过参数优化、拓扑优化及集成化设计减少冗余。
- 材料替代：引入镁合金（低密度、高比强度）及 PEEK 等高性能工程塑料替代传统金属，有效降低零部件密度。
头部企业已通过上述手段显著降低整机重量，为商业化落地奠定基础。
（报告来源：国泰海通证券。本文仅供参考，不代表任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）