类似于新能源车，人形机器人是未来的一大风口，每一次风口都会催生出一大批零部件供应链企业，人形机器人当然也有零部件供应链。

相比工业机器人，人形机器人的内部结构十分复杂，关节数量多达 25-50 个，因此比工业机器人的自由度更高，而且零部件类型多、用量大，成本占比高达整机的 50%。

以特斯拉的擎天柱为例，其全身共有 40 个驱动器（关节模组），其中躯干和四肢有 28 个驱动器，双手有 12 个驱动器，可实现全身 200 多个自由度，手部 11 个自由度。

躯干和四肢的驱动器共有 6 种，3 种旋转驱动器和 3 种线性驱动器。

旋转驱动器采用谐波减速器，内部具有离合器，采用永磁力矩电机驱动。

主要零部件包括无框电机、谐波减速器、双编码器、力矩传感器、角接触轴承交叉滚子轴承，无框力矩电机、谐波减速器和力矩传感器是其中价值量最高的零部件。

线性关节是特斯拉机器人硬件端优化升级的核心，全身使用 14 个线性执行器（伺服电缸），采用无框电机+滚柱丝杠的方案。

其采用内部旋转螺杆结构，通过永磁力矩电机带动螺杆旋转推动执行杆，将旋转运动转为直线运动。

其中行星滚柱丝杠、倒置滚柱丝杆是线性关节中价值量占比最高的零部件，行星滚柱丝杠在特斯拉机器人硬件总成本中占比也最高。

人形机器人的产业化将催生对于运动驱动模块的大量需求，其中可能涉及的核心零部件包括谐波减速器、电机、滚珠丝杠、传感器等。

还有特斯拉机器人的灵巧手，单手拥有 6 个执行器，11 个自由度，支持自适应抓取，可抓起 20 磅重量，既可以完成大口径物体抓取，也能满足抓取精巧物体的需求，因此它要比工业机器人技能更广。

灵巧手的内部构成主要为一个微型线性驱动器，通过高速运转的空心杯电机提供动力，搭载小模数齿轮的减速箱起到类似于旋转执行器的作用，由齿轮驱动一根金属线，通过收缩金属线来控制手指的弯曲。

特斯拉机器人的大脑采用自研的 FSD 芯片，以及跟特斯拉汽车一样的自动驾驶算法。

轴承、齿轮箱、滚珠丝杠、电机等部件也可复用特斯拉汽车的供应链，因此可以说人形机器人就是特斯拉汽车的延伸，而且拥有比汽车更大的市场空间也是可能的。

有券商估算了一下人形机器人感知、执行系统主要零部件的价值量分布情况：

无框力矩电机用于身体关节处，约需 28 台，假设均价 1500 元/台，单机价值量约 4.2 万元，占比 21%。

空心杯电机用于手部关节处，约需 12 台，假设均价 700 元/台，单机价值量约 8400 元，占比 4%。

行星滚柱丝杠用于身体关节的线性执行器处，约需 14 个，假设均价 2000 元/个，单机价值量约 2.8 万元，占比 14%。

减速器用于身体关节、手部关节处，约需 14 个谐波减速器、12 个行星减速器，单机价值量约 3.4 万元，占比 17%。

力矩传感器用于身体关节、手部关节处，约需 40 个，假设单价 800 元/个，单机价值量约 3.2 万元，占比 16%。

尽管目标定价为 2 万美金，但距离达到这个目标还有很遥远的距离，还需要一些中国企业提供相应的关节模组来降低成本。简单介绍一些主要零部件以及国内做相关零部件的公司有哪些，先看传感器。

传感器简单来说就是机器人的感觉器官，根据检测对象不同分为内部传感器与外部传感器。

内部传感器就是感觉自身状态的，包括位置传感器、速度与加速度传感器、力矩传感器、姿态传感器等，机器人可以感知角度、速度等参数，从而能够做出正确的动作。

外部传感器在于感知周围环境，如视觉、听觉、接近度、触觉，还有嗅觉、温度、力觉传感器等。

国产传感器与欧美主流仍有较大差距，主要在于芯片上，中国传感器芯片高度依赖进口，做高端传感器芯片设计的企业寥寥无几，直接导致了我国在传感器芯片研发上远远落后于欧美国家。

此外，国产传感器准确度和稳定性较低，使用寿命也不及进口传感器，因此我国高端传感器市场仍被国外厂商垄断，国内多数厂商只能在中低端市场艰难生存。

但随着物联网和智能制造的兴起，以及我国对智能传感器产业扶持力度的加大，我国智能传感器产业生态逐渐完善，部分国内龙头也具备在中高端市场竞争的能力，包括歌尔股份、华天科技、华润微、高德红外、中航电测等。

未来随着国内厂商技术持续进步、产品线进一步丰富、市场知名度持续提升，智能传感器国产化率有望持续提高。

特斯拉机器人的旋转关节采用高低速双编码器和力矩传感器。

编码器是集光、机、电、算技术于一体的高精度位移传感器，可将机械运动转换为电信号输出，用于测量位移和角度并提供反馈。

机器人编码器是伺服控制的核心部件，伺服控制性能提高，必然要求编码器精度的提高。根据物理介质不同分为光编码器和磁编码器。磁编码器成本较低，但精度低于光编码器。

编码器具备很强的技术壁垒和制造壁垒，研发难度高，需要具备电子电路、能信处理等多方面技术实力，对人才要求高、研发投入较高，制造上对基础材料和工艺制造水平要求也比较高。

编码器除人形机器人外主要应用于电梯、机床、电动机、食品和包装等领域，预计 2028 年全球编码器市场达 67 亿美元，国内编码器市场规模达 7.4 亿美元，2022-2028 年 CAGR 为 9.9%。

国产编码器精度和综合性能和国外差距仍较大，国内高精度市场被日本厂商多摩川和尼康垄断。

国内光栅编码器厂商包括怡信集团、广州诺信、桂林广陆、莱格光电等，上市公司汇川技术、埃斯顿、昊志机电、奥普光电也已经实现编码器的自研，但主要面向中低端市场，奥普光电主要用于军工领域。

奥普光电是国内高端光栅传感器领军者，下属的禹衡光学研发的高端光栅尺已经进入小批量生产阶段，有望对海外高端产品实现替代。

根据 MIR 统计，按销售额计算，2022 年我国编码器 42%的市场被多摩川、海德汉两家外资厂商占据，国内厂商禹衡光学市场占比 8%，位列第三。

力矩传感器又称为扭矩传感器，力传感器是感知并度量力的关键部件。全球力传感器市场预计将从 2021 年的 74.3 亿美元增长到 2027 年的 126.6 亿美元。

按照测量维度，力传感器可以分为一至六维力传感器。

力矩传感器大量应用于高性能汽车领域，而且将在未来的工业互联网、无人工厂和新型机器人产业中发挥极其重要的作用，预计 2025 年国内力矩传感器市场规模能够达到 282 亿元。

中国市场上的高端传感器进口占比高达 85%，国产化率低。

单轴力矩传感器技术门槛不高，生产企业众多，六维力矩传感器技术门槛较高，供应商较少，国内布局机器人用高性能六维传感器的厂商主要是昊志机电、宇立仪器、坤微科技。

机器人的机器视觉主要包括视觉传感器以及对信息进行智能处理的软件端，通过分析得到的结果来执行相应活动。

环境感知、运动控制以及人机交互均以视觉传感为基础，它可以帮助识别外部环境并做出决策，还能看到人的表情与动作，以便更好进行人机交互。

视觉传感所选用的器件也与智能驾驶类似，可以复用相关的技术，纯视觉、多传感器为自动驾驶的两条技术路径，使用的器件包括摄像头、激光雷达等，纯视觉路线就是只有摄像头，多传感器路线就是多种器件混合使用。

特斯拉汽车走纯视觉路线，没有搭载雷达，而是采用 8 个摄像头构成环形。

该方案成本较低，但对数据、算力、算法依赖度高，每辆特斯拉每天采集的数据接近 4GB，累计采集数据达 1.5PB，而且其自研的 Dojo 芯片具有 9PFLOPS 的超强算力。

因此特斯拉在传感器方面仅借助车载摄像头就奠定了其纯视觉路线在自动驾驶中的领先地位，这些能力其他公司比较难以复制。

绝大多数车企采用多传感器方式，毫米波雷达、激光雷达等能够使传感器系统优势互补，可以带来更高安全性，而且对算法要求度稍低，激光雷达成本下降后可能得到更多公司采用。

激光雷达等更擅长测距，而识别物体、判断表情等功能还是需要摄像头，因此人形机器人的视觉传感器也以摄像头为主，但也可能会搭载各种雷达。