不久前在北京举行的人形机器人“半马”赛中，人们发现，作为支持机器人长时间运动的关键性组件——机器人关节得到工作人员悉心照料。而在近日，由宇树科技举办的一场人形机器人搏击大赛中，机器人个个身怀“绝技”，直拳、勾拳、侧踢、闪、转、腾、挪……神出鬼没的一招一式，无不显示出关节功能之强大。
    近年来，机器人关节生产已形成产业。共研产业研究院数据显示，2024年国内机器人关节模组需求量已达224.17万套，预计到2030年，这一数字将跃升至482.01万套，市场规模有望突破689.27亿元。
    集成关节模组
构建产业链中价值最高环节
    人形机器人“天工”在此次“半马”比赛中夺冠。记者采访获悉，“天工”配备无锡企业江苏意优机器人科技有限公司（简称“意优科技”）研发的ProServo系列微型伺服关节，其各项指标达到国际领先水平，其人形机器人关节产能与市占率全国领先。
    记者近日采访获悉，意优科技与绿的谐波携手开发生产的人形机器人关节模组，在这一细分市场中实现差异化竞争优势，为我国人形机器人产业发展注入新动能。
    公开信息显示，人形机器人要实现类人的行为和运动，其关节模组的灵活性和稳定性至关重要，是人形机器人产业化的关键环节。机器人关节模组作为人形机器人的核心部件，由减速器、电机、编码器、驱动器、抱闸、力传感器5大模块中的数十个零件精密组成。随着人形机器人产业快速发展，关节模组也正迎来爆发式增长。
    “我们专注于人形机器人核心零部件研发，将一体化关节的性能做到极致，并尽可能降低成本，进而促进智能机器人大规模普及。”意优科技创始人孙则讵表示，意优科技专注于从打磨关节零件，到集成关节模组，再到研发协作机械臂本体，如今正步入人形机器人的整体产业生态。
    记者获悉，意优科技以人形机器人核心零部件为研发重心，其明星产品为高性能一体化微型伺服关节模组。该模组包含智能微型伺服关节、行星关节模组及谐波关节模组等多个组件，广泛应用于人形机器人、协作机器人、服务机器人以及工业自动化等多个领域。
    “作为核心零部件，关节成本占机器人硬件总成本的70%以上，无疑成为整个产业链中价值最高的环节。”孙则讵表示。而与人形机器人整体研发相比，关节独立应用的研发难度比较小，每解决一个应用难点，就能诞生一款可批量生产的机械臂，比如触屏机械臂一旦测试成功，就能带来几百台的批量订单。
    记者采访了解到，在关节模组一体化集成之前，制造一台机器人的关节，得采购几十个零件回去拼装调试，研发周期长、成本高，是困扰行业的一大难题。而意优科技在这个领域投入大量研发力量，经过大量计算、参数校核和上百种场景的测试验证，并努力攻破空间设计、器件精密性等多项技术难点，开发出行星、谐波及推杆关节模组，涵盖人形机器人上肢、腰部、下肢能用到的全身所有关节，逐渐成为国内人形机器人核心零部件的头部供应商。
    意优科技作为国内人形机器人关节模组领域的领军企业，有望凭借技术领先和产能优势，抢占市场先机，获取超额增长。另据统计数据显示，2015年-2024年，无锡人形机器人技术专利申请总量572件，发明专利授权率达57%，位居江苏省第一。无锡已在人形机器人伺服系统、关节模组、传感器、毫米波雷达等核心零部件领域突破一批关键共性技术，形成一批特色产品。
超轻量化发展成趋势
产业应用前景广泛看好
    放眼全球，人形机器人市场预计将迎来显著增长。据高盛预测，到2035年，全球人形机器人市场规模有望达到1540亿美元。特斯拉CEO埃隆·马斯克甚至展望，长期来看，人形机器人需求量可能达100亿台。
    而在国内，由于市场对高性能零部件国产替代需求迫切，预计2025年国内人形机器人市场规模将超过千亿元。而随着材料科学和制造工艺进步，超轻量化正在成为关节模组的一个显著发展趋势，即采用更为轻便的材料和结构设计，提高其运动效率和能源利用率。实际应用经验表明，在航空航天、物流搬运等诸多领域，关节模组轻量化设计对于提升机器人的动态性能和适应性具有重要意义。
    在此背景下，四川天链机器人作为四川省专精特新中小企业，依托其核心技术——谐波减速机正向研发技术，在内嵌式伺服电机结构设计上进行优化，创新性地将伺服电机与特制谐波减速机高度集成。
    天链机器人官网显示，该公司巧妙地把电机与波发生器结合在一起，有效精简零件数量，最终推出了关节扭矩密度高达450nm的超轻量一体化关节，拥有多项专利技术，实现产品体积和重量大幅缩减。在此过程中，从磁场、定子绕组、转子惯量到结构拓扑，全方位着手，成功提高电机扭矩密度，同时降低转子惯量，在极小的体积与重量下，集成高精度输入输出编码器、输出扭力传感器（直接测力）、制动器、驱控、温度传感器等功能单元，具有极高的扭矩与体积重量比。
    业内专家表示，一台人形机器人所需核心零部件数量超过1000个，包括谐波减速器、电子皮肤、运动控制器、自润滑轴承等，随着人形机器人技术不断发展，其零部件必将朝着产业化方向发展。赛迪研究院认为，在政府引导和投资驱动下，2024年和2025年人形机器人产业将持续高速增长，预计2026年我国人形机器人产业规模将突破200亿元。