山東
人形機器人作為前沿科技的集大成者，其高度仿生的運動能力與智能交互，源于一套精密協(xié)同的復雜系統(tǒng)。從硬件構(gòu)成看，執(zhí)行系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制與計算系統(tǒng)是其三大核心支柱，共同支撐起機器人的自主運行與智能作業(yè)，決定著整機的性能上限與成本構(gòu)成。
人形機器人物理結(jié)構(gòu)及主要組件構(gòu)成來源：宇樹科技
1、執(zhí)行系統(tǒng)
執(zhí)行系統(tǒng)是人形機器人的動力支撐，占整機成本40%-50%，是實現(xiàn)機械運動的核心。其本質(zhì)是將電能高效轉(zhuǎn)化為精準的機械動作，決定著人形機器人的運動精度、負載能力與靈活性。目前市場上的人形機器人通常具有40-50個自由度，以模擬人類肢體的豐富動作。執(zhí)行系統(tǒng)的核心是關(guān)節(jié)模組，它高度集成了電機、減速器、編碼器與制動器等部件，是驅(qū)動全身運動的基礎單元。
關(guān)節(jié)模組來源：科盟機器人
減速器：主要分為三類，諧波減速器體積小、精度高，適配小臂、手腕等中小負載關(guān)節(jié)；RV減速器承載強、剛性好，用于腰部、腿部等大負載關(guān)節(jié)；行星滾柱絲杠則擅長將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)為直線運動，多用于腿部、手臂的推桿結(jié)構(gòu)。
電機：人形機器人電機的選擇主要包括無框力矩電機與空心杯電機，前者為軀干、四肢提供大扭矩，后者以小體積、快響應的優(yōu)勢，成為靈巧手驅(qū)動的理想選擇。
2、感知系統(tǒng)
感知系統(tǒng)，負責構(gòu)建對外部世界與自身狀態(tài)的全面認知，是實現(xiàn)人機交互、環(huán)境適應的關(guān)鍵。該系統(tǒng)主要分為三大類傳感器，協(xié)同采集多維信息。
視覺傳感器：以RGB-D相機與激光雷達為主，承擔環(huán)境識別、障礙物躲避與目標定位的功能。
力傳感器：核心為六維力傳感器和力矩傳感器，安裝在手腕和腳踝，感知三個方向的力和力矩，實現(xiàn)柔順控制和平衡。
觸覺傳感器：覆蓋機身的“電子皮膚”，能敏銳捕捉紋理、溫度、壓力分布，賦予機器人細膩的觸感，實現(xiàn)對易碎、柔軟物體的安全操作。
3、控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)作為人形機器人核心控制中樞，統(tǒng)籌感知信息處理、運動指令執(zhí)行與智能算法運行。該系統(tǒng)由AI芯片、控制器、電池系統(tǒng)三大部件構(gòu)成。
AI芯片是算力核心，承載復雜智能算法與海量數(shù)據(jù)處理，是機器人實現(xiàn)認知、決策的硬件基礎。控制器則是實時運動控制的載體，負責協(xié)調(diào)全身部件協(xié)同運作，且必須適配VLA具身大模型，保障多模態(tài)指令到動作的精準轉(zhuǎn)化。電池系統(tǒng)的核心訴求是高能量密度、高倍率放電與長續(xù)航，目前其成本占比不足整機1%，但主流機型續(xù)航僅1-2小時，仍是制約機器人長時間作業(yè)的短板。
除三大硬件系統(tǒng)外，軟件算法是賦予機器人智能化、自主化的核心，占上游成本的5%-10%，核心包括運動控制算法、具身智能算法、人機交互算法等，構(gòu)成完整的軟件生態(tài)。
從產(chǎn)業(yè)鏈看，執(zhí)行系統(tǒng)的精密減速器、電機，感知系統(tǒng)的高端傳感器，控制與計算系統(tǒng)的專用AI芯片，仍是技術(shù)壁壘與成本集中的核心環(huán)節(jié)。
參考來源:
宇樹招股書
浦銀國際《AI從數(shù)字網(wǎng)絡走進物理世界——人形機器人是否會復刻新能源汽車發(fā)展路徑？》
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